CN102959474B - 图像显影装置、包括该图像显影装置的处理盒和成像设备 - Google Patents

Abstract

一种图像显影装置，包括显影剂支撑体；其中布置第一传送元件的第一传送路径；其中布置第二传送元件的第二传送路径；以及分隔第一传送路径和第二传送路径的分隔元件，所述分隔元件具有第一连通口和第二连通口。所述第一传送路径和第二传送路径通过所述第一连通口和第二连通口彼此连通。所述图像显影装置包括显影剂量探测单元，其包括光学探测单元，该光学探测单元布置在所述第二传送路径中并且被构造成光学上探测所述图像显影装置内的显影剂的量，并且，使得所述显影剂累积在所述显影剂量探测单元的附近。

Description

图像显影装置、包括该图像显影装置的处理盒和成像设备

技术领域

本发明的各实施方式涉及利用支撑显影剂的显影剂支撑体将潜像支撑体上的潜像显影的图像显影装置、利用该图像显影装置的处理盒和成像设备。

背景技术

利用电子照相方法的成像设备已经被广泛使用，例如在家庭办公室中或被普通用户。为了响应这种家庭办公室内或者被普通用户的使用，需要成本降低、更长的寿命、尺寸减小以及操作过程中的稳定性。为了实现成像设备的更长的寿命，与它们的使用相关的功能材料的磨损要最小化。例如，对于作为图像支撑体的感光体来说，在充电过程、显影过程、转印过程和清洁过程中分别被相应元件接触而导致的表面磨损需要被考虑。已经知道提供一种用于抑制磨损的抑制措施，如用于施加润滑剂的施加元件，以防止感光体的表面被磨损。但是，由于感光体随着设备尺寸减小而尺寸减小，难于布置这种用于抑制磨损的抑制措施。因此，最近考虑了各种方法，使得包括润滑剂成分的外部添加剂被增加到调色剂中，并且感光体表面的摩擦系数被减小。

另一方面，为了稳定显影装置的长期操作，对应于图像显影过程中消耗的调色剂的量的调色剂的量被供给。由于显影单元内存储的调色剂的量随着显影单元的使用而减少，可以利用残留量探测单元来探测显影剂的剩余量是否大于或等于预定量。已经知道基于这种残留量探测单元的探测结果来供给调色剂。例如，专利文件1（日本公开的未审专利申请第2011-002526号）公开了一种两轴显影剂循环类型的图像显影装置，使得两个显影剂传送元件布置在存放单组分显影剂的显影单元的上部和下部。显影剂容器连续地设置在上部显影剂传送元件的延伸部分的上部处，这是传送方向的上游端部。残留量探测单元布置在显影剂容器中。残留量探测单元通过布置在显影剂容器的侧壁上的透明探测窗口光学探测显影剂的表面。由此，残留量探测单元确定显影剂的残留量。

但是，当包括润滑剂成分的外部添加剂被加入到调色剂中时，调色剂颗粒之间的粘附力增加，并且调色剂的粘着特性增加。当调色剂的流动性减小时，调色剂的表面趋于不平整，并且调色剂的表面趋于不会稳定地形成在与调色剂的量相对应的适当位置处。因此，通过探测窗口光学探测显影剂的表面的残留量探测单元所探测的调色剂的探测量趋于变化。例如，当显影剂的残留量小于或等于预定量时残留量探测单元不能探测显影剂的表面，或者当显影剂的残留量大于预定量时残留量探测单元可以探测到显影剂的表面。于是，由于调色剂的量不足而导致图像模糊，或由于调色剂的流动不足而发生调色剂凝块。

专利文件1中公开的图像显影装置的目的在于通过简单和廉价的结构探测显影单元内的显影剂的残留量。但是，在这种情况下，由于显影剂容器连续地布置在上部显影剂传送元件的延伸单元的上部处，图像显影装置趋于变大，由此，这种结构不适于设备的尺寸减小。此外，为了探测显影剂的残留量，总是需要到达显影剂容器的显影剂的量。因此，会需要更大量的显影剂，并因此成本增加。此外，当低流动性的显影剂被使用以对应于长寿命时，在显影单元内过分量的显影剂会导致显影剂传送元件断裂，这是由于扭矩负载所致，或者导致设备的损坏，这是由凝块的调色剂所致。

本发明的实施方式是鉴于上述问题而研制。该实施方式的目的在于提供一种图像显影装置，利用该图像显影装置的处理盒以及利用该图像显影装置的成像设备，在使用具有低流动性的显影剂以对应于更长寿命时，其能够正确探测图像显影装置内的显影剂的量，可以防止错误探测造成的图像模糊，可以防止调色剂凝块，并且可以长时间保持高图像质量。

发明内容

在一个方面，提供了一种图像显影装置，其包括支撑显影剂并且将显影剂传送到面对潜像支撑体的部分的显影剂支撑体；其中布置第一传送元件的第一传送路径，该第一传送元件用于沿着显影剂支撑体的轴线方向传送显影剂；其中布置第二传送元件的第二传送路径，该第二传送元件用于在与第一传送元件的显影剂传送方向相反的方向上传送显影剂，第二传送路径布置在第一传送路径的上方；以及分隔元件，该分隔元件分隔第一传送路径和第二传送路径，并且具有第一连通口和第二连通口，第一传送路径和第二传送路径在轴线方向的第一端部和第二端部通过第一连通口和第二连通口彼此连通。图像显影装置包括显影剂量探测单元，其包括光学探测单元，该光学探测单元布置在第二传送路径内并且光学探测成像设备内的显影剂的量。使得显影剂累积在图像显影装置的显影剂量探测单元的附近。

在另一方面，提供了一种处理盒，该处理盒可拆卸地安装到成像设备上，该处理盒一体地支撑用于支撑潜像的潜像支撑体和从均匀充电潜像支撑体的充电单元、显影潜像支撑体上的潜像的显影单元、以及清洁潜像支撑体的清洁单元中选出的至少一个单元。所述处理盒包括图像显影装置，该图像显影装置包括支撑显影剂并且将显影剂传送到面对潜像支撑体的部分的显影剂支撑体；其中布置第一传送元件的第一传送路径，该第一传送元件用于沿着显影剂支撑体的轴线方向传送显影剂；其中布置第二传送元件的第二传送路径，该第二传送元件用于在与第一传送元件的显影剂传送方向相反的方向上传送显影剂，第二传送路径布置在第一传送路径的上方；以及分隔元件，该分隔元件分隔第一传送路径和第二传送路径，并且具有第一连通口和第二连通口，第一传送路径和第二传送路径在轴线方向的第一端部和第二端部通过第一连通口和第二连通口彼此连通。图像显影装置包括显影剂量探测单元，其包括光学探测单元，该光学探测单元布置在第二传送路径内并且光学探测成像设备内的显影剂的量。使得显影剂累积在图像显影装置的显影剂量探测单元的附近。

在另一方面，提供另一种成像设备，该成像设备包括：支撑潜像的潜像支撑体；以及将潜像支撑体上的潜像显影的图像显影装置。所述图像显影装置包括：支撑显影剂并且将显影剂传送到面对潜像支撑体的部分的显影剂支撑体；其中布置第一传送元件的第一传送路径，该第一传送元件用于沿着显影剂支撑体的轴线方向传送显影剂；其中布置第二传送元件的第二传送路径，该第二传送元件用于在与第一传送元件的显影剂传送方向相反的方向上传送显影剂，第二传送路径布置在第一传送路径的上方；以及分隔元件，该分隔元件分隔第一传送路径和第二传送路径，并且具有第一连通口和第二连通口，第一传送路径和第二传送路径在轴线方向的第一端部和第二端部通过第一连通口和第二连通口彼此连通。图像显影装置包括显影剂量探测单元，其包括光学探测单元，该光学探测单元布置在第二传送路径内并且光学探测成像设备内的显影剂的量。使得显影剂累积在图像显影装置的显影剂量探测单元的附近。

在实施方式中，第一传送路径内的显影剂被第一传送元件沿着显影剂支撑体的轴线方向传送，并且显影剂通过第二连通口被提升到第二传送路径。在第二传送路径内的显影剂被第二传送元件沿着与第一传送路径内的传送方向相反的方向传送，并且显影剂通过第一连通口被掉落并返回到第一传送路径。以这种方式，显影剂在第一传送路径和第二传送路径之间循环。在此时，由于显影剂趋于围绕布置在第二传送路径内侧的显影剂量探测单元的探测单元累积，第二传送路径内的显影剂表面被形成为倾斜的，使得显影剂表面的高度沿着从显影剂传送方向的上游侧部分朝显影剂量探测单元的探测单元的方向增加。因此，与显影剂不会趋于累积在探测单元附近的传统结构相比，即使利用具有低流动性的显影剂，也可以减小探测单元附近的显影剂表面的不平整。从而，取决于显影剂的量，显影剂表面可以形成在更适当的位置。由此，根据显影剂的量，显影剂量探测单元可以探测到在更适当位置形成的显影剂表面。

根据本实施方式，取决于显影剂的量，与传统情况中的位置相比，显影剂量探测单元可以探测到在更适当位置处形成的显影剂表面。因此，即使利用具有低流动性的显影剂以对应于更长的寿命，也可以更正确地探测装置内的显影剂的量。于是，可以提供一种图像显影装置、利用该图像显影装置的处理盒以及利用该图像显影装置的成像设备，使得可以防止由于错误探测造成的图像模糊和调色剂凝块，并且可以长时间保持高的图像质量。

附图说明

图1是示出根据一个实施方式的打印机的主要部分的结构的结构图；

图2是示出打印机的成像单元的结构的示意性结构图；

图3是示出打印机的图像显影装置的内部结构的示意性结构图；

图4是示出打印机的调色剂供给容器的结构的结构图；

图5是示出根据第一实施方式的图像显影装置的光学传感器的附近的结构的主要部分的透视图；

图6是示出根据第二实施方式的图像显影装置的光学传感器的附近的结构的主要部分的透视图；

图7A、7B和7C是探测到的输出波形的示意图，其中，在光接收过程中光学传感器的输出电压以每恒定间隔绘出；

图8是示出当肋布置在根据第二实施方式的图像显影装置的上罐的探测单元的上游侧时，调色剂的流动的视图；

图9是示出当肋没有布置在图像显影装置的上罐的探测单元的上游侧时调色剂的流动的视图；

图10A和10B是示出在垂直于上部传送元件的旋转轴的横截面内调色剂的运动的视图；

图11A和11B是绘出第二实施方式的评估试验的结果的曲线；以及

图12是示出当肋设置在根据第二实施方式的图像显影装置的上罐的探测单元的上游侧和下游侧时调色剂的运动的视图。

附图标记的描述

1感光体

2充电辊

3图像显影装置

4调色剂供给容器

5转印辊

6清洁单元

7中间转印带

8二次转印辊

9定影装置

10成像单元

11传感器

12带清洁单元

12a清洁刮刀

12b金属清洁相对辊

12c传送线圈

30图像显影辊

31下部传送元件

32下罐

33上部传送元件

34上罐

34a侧壁

35供给辊

36分隔元件

37第一连通口

38第二连通口

39调整元件

41搅拌器

41a旋转轴

41bPET薄膜

42调色剂传送元件

50光学传感器

52第一光导

53第二光导

54清洁元件

61a光束

61b空间

62发光平面

63入射平面

71上游肋

72下游肋

具体实施方式

[第一实施方式]

下面，解释应用于彩色打印机的实施方式（称作第一实施方式），该彩色打印机是利用电子照相方法的成像设备。图2是示出根据第一实施方式的打印机的主要部分的结构。如图1所示，在打印机中，四个成像单元10C、10Y、10M和10K沿着中间转印带平行布置并且均匀间隔开预定距离，所述四个成像单元形成黄色调色剂图像、品红色调色剂图像、青色调色剂图像和黑色调色剂图像，所述中间转印带水平延伸。

下面，后缀C、Y、M、Bk分别表示青色、黄色、品红色和黑色的颜色。由于四个成像单元10C、10Y、10M和10Bk的结构除了颜色之外相同，在下面的解释中有时省略该后缀。成像单元10C、10Y、10M和10Bk分别包括相应的感光体1C、1Y、1M和1Bk。每个感光体1C、1Y、1M和1Bk是沿着图1中顺时针方向旋转的图像支撑体。在感光体1C、1Y、1M和1Bk的周围区域中，相应的充电辊2C、2Y、2M和2Bk；相应的图像显影装置3C、3Y、3M和3Bk；相应的转印辊5C、5Y、5M和5Bk；以及相应的清洁单元6C、6Y、6M和6Bk分别以这个顺序布置。此外，相应的曝光装置（未示出）布置在成像单元10之上。上述充电辊2分别布置成接触感光体1的表面或者布置在感光体1的表面的附近。通过施加偏压，每个充电辊2导致相应的感光体1被充以预定的极性和预定的电压。对于每个上述曝光装置，LD或LED用作发光元件。曝光装置将基于图像数据调制的相应的光束L照射到被充电辊2充电的相应的感光体1上。以这种方式，在相应的感光体1上形成静电潜像。

每个上述图像显影装置3通过执行接触显影方法执行接触显影，该接触显影方法利用包括调色剂的单组份显影剂。如后面描述的，在每个图像显影装置3中，将图像显影装置3内的显影剂支撑并传送到面对相应的感光体1的部分的相应的图像显影辊30布置在图像显影装置3的面对相应感光体1的相应开口处。在每个图像显影装置3中，通过施加到相应显影辊30上的显影偏压和形成在相应感光体1的表面上的静电潜像之间的电压差，充电的调色剂在被显影的区域内粘附到静电潜像上。以这种方式，静电潜像被显影。此外，用于将相应颜色的调色剂供给到相应的图像显影装置3的调色剂供给容器4连接到相应的图像显影装置3的上部。在此，每个图像显影装置3被构造成利用具有单组分的显影剂。此外，每个调色剂供给容器4具有使得调色剂供给容器4直接将相应颜色的调色剂供给到相应的图像显影装置3内的结构。但是，每个调色剂供给容器4可以不连接到相应图像显影装置3的上部，并且调色剂供给容器4可以具有使得相应颜色的调色剂通过打印机内布置的供给通道供给到相应的图像显影装置3的结构。

上述中间转印带7被包括驱动辊在内的多个传送辊（未示出）支撑。中间转印带7可以沿着图1中顺时针方向移动。中间转印带7夹在每一对上述转印辊5和相应的感光体1之间，并且每个转印辊5面对相应的感光体1。当调色剂图像被转印时，每个转印辊5通过预定的压力与相应感光体1相接触，并且电压施加到转印辊5上。然后，在转印辊5和相应感光体1之间夹持的转印辊隙部分处，相应感光体1的表面上的调色剂图像被转印到中间转印带7上。分别被成像单元10C、10Y、10M和10Bk所显影的感光体1上的调色剂图像被相应的转印辊5依次转印到中间转印带7上并重叠。此外，二次转印辊8相对于成像单元10C、10Y、10M和10Bk布置在中间转印带7的移动方向的下游侧。转印并重叠到中间转印带7上的黄色图像、青色图像、品红色图像和黑色图像被二次转印辊8一起转印到记录纸张上。其上被转印了调色剂图像的记录纸张被传送到定影装置9。然后，记录纸张被加热和加压，并且调色剂图像被固定到记录纸张上。此后，记录纸张被从纸张排出部分（未示出）弹出。

此外，传感器11布置在中间转印带7的周围区域。这个传感器11（如光学传感器，为此结合了镜面反射方法和漫反射方法）测量转印并附着到中间转印带7上的调色剂的量以及相应颜色的调色剂图像的位置。传感器11所获得的数据被用于调节图像密度和位置。此外，带清洁单元12布置在中间转印带7的周围区域。带清洁单元12在二次转印已经完成之后清洁中间转印带7。带清洁单元12包括清洁刮刀12a和金属的清洁相对辊12b。清洁刮刀12a与中间转印带7滑动接触，使得清洁刮刀12a在与中间转印带7的移动方向相反的方向上倾斜。金属清洁相对辊12b和清洁刮刀12a夹持中间转印带7。金属清洁相对辊12b布置在通过中间转印带7面对清洁刮刀12a的位置处。被带清洁单元12的清洁刮刀12a去除的调色剂被传送线圈12c传送并存放在废调色剂存放单元（未示出）中。

图2是示出成像单元10的结构的示意性结构图。如图2所示，成像单元10是处理盒，其整体地包括感光体1、充电辊2、图像显影装置3、调色剂供给容器4和清洁单元6。成像单元10可拆卸地安装到成像设备的主体上。在此，成像单元10可拆卸地安装到主体上，但是该结构不局限于此。例如，每个感光体1、充电辊2、图像显影装置3、调色剂供给容器4和清洁单元6作为一个单元可以用新的替代。

接着详细描述上面的图像显影装置3。图3是示出图像显影装置3的内部结构的示意性结构图。如图2和3所示，图像显影装置3在其中包括下罐32和上罐34。下罐32存放调色剂，该调色剂被供给到图像显影辊30。此外，下罐32包括下部传送元件31，它是第一传送元件，将调色剂沿着图像显影辊30的轴线方向传送。下罐32形成第一传送路径。上罐34包括上部传送元件33，它放置在下罐32之上，并且作为第二传送元件，将所存放的调色剂沿着与下部传送元件31的传送方向相反的方向传送。上罐34形成第二传送路径。下部传送元件31和上部传送元件33被例如包括在成像设备的主体内的驱动源通过驱动传动单元驱动，该驱动传动单元例如包括齿轮和轴连接器。下罐32和上罐34被分隔元件36分隔。下罐32和上罐34通过第一连通口37和第二连通口38彼此连通，它们分别形成在分隔元件36的轴向的端部上。从调色剂供给容器4向图像显影装置3供给的调色剂被上部传送元件33沿着图像显影辊30的轴向在图3的左向上传送。然后调色剂与内壁碰撞并且通过第一连通口37掉落。以这种方式，调色剂移动到下罐32中。在下罐32中的调色剂被下部传送元件31沿着图像显影辊30的轴向在图3中的右向上传送。然后调色剂碰撞内壁并且通过第二连通口38移动到上罐34中。以这种方式，图像显影装置3内侧的调色剂可以沿着分隔元件36的纵向通过第一连通口37和第二连通口38在上罐34和下罐32之间循环。

此外，除了图像显影辊30和下部传送元件31之外，上述图像显影装置的下罐32至少包括供给辊35和调整元件39。在此，供给辊由弹性体，如海绵形成，并且将下罐32内的调色剂供给到图像显影辊30。调整元件39调整图像显影辊30上的调色剂的量。供给辊35在其旋转时将粘附到供给辊35表面上的调色剂施加并供给到图像显影辊30的表面上。与调色剂的充电极性相同方向并且相对于显影偏压偏置的供给偏压被施加到供给辊35上。供给偏压作用在将调色剂压在图像显影辊30的方向上。在此，调色剂在图像显影辊30的调色剂接触图像显影辊的位置处被预先充电。显影偏压施加到图像显影辊30上，以便在图像显影辊30和感光体1之间形成电场。图像显影辊30沿着图3中逆时针方向旋转。图像显影辊30将支撑在图像显影辊30的表面上的调色剂朝向调整元件39传送并且传送到图像显影辊30面对感光体1的位置处。调整元件39的自由端侧以预定压力滑动接触图像显影辊30的表面。调整元件39导致已经穿过该压力的调色剂成为薄层，并且通过摩擦起电向调色剂增加电荷。具有在与调色剂的充电极性相同的方向并且相对于显影偏压偏置的值的调整偏压可以施加到调整元件30上，以便支持摩擦起电。通过图像显影辊30的旋转，已经变成薄层的调色剂被传送到图像显影辊30面对感光体1的位置。然后，根据施加到显影辊30上的显影偏压和感光体1上的静电潜像所产生的潜像电场，调色剂移动到感光体1的表面上。没有在感光体1上显影并且残留在图像显影辊30上的调色剂被供给辊35回收。从图像显影辊30上去除的调色剂被下部传送元件31通过第二连通口38传送到上罐34。

在图3所示的图像显影装置3中，下部传送元件31和上部传送元件33中的每一个形成为螺杆，其在一个方向上传送调色剂。但是，图像显影装置3的结构不局限于此。例如，将调色剂在与调色剂的传送方向相反的方向上传送的反向传送单元可以布置在调色剂传送方向的下游端部处。在下罐32和上罐34中的调色剂传送方向的下游侧，调色剂流被内壁阻挡。但是，通过利用反向传送单元向调色剂施加反向驱动力，该反向驱动力在与调色剂的传送方向相反的方向上，可以防止调色剂结块。

图4是示出调色剂供给容器4的结构图。如图2和4所示，布置在图像显影装置3的上部的调色剂供给容器4包括调色剂传送元件42，该调色剂传送元件42将调色剂传送到调色剂供给容器4内侧的调色剂供给口（未示出）。如图4所示，搅拌器41例如包括旋转轴41a和固定到旋转轴41a上的柔性材料，如PET薄膜41b。搅拌器41通过旋转确保填充在调色剂供给容器4内的调色剂的流动性，并且向调色剂传送元件42供给调色剂。优选地是，调色剂供给容器4沿着搅拌器41的旋转轨迹具有弧形，以便用光调色剂供给容器4内侧的调色剂。调色剂传送元件42是例如螺杆和线圈形成的元件。调色剂传送元件42可连接到驱动单元（未示出）上，该驱动单元布置在成像设备的主体一侧上。调色剂传送元件和驱动单元的连接和断开通过已知的方法控制，如离合器，使得供给调色剂的驱动可以按需要自由进行。优选地是，调色剂传送元件42被已知的方法控制，使得当布置在图像显影装置3内的光学传感器（后面描述）检测到调色剂短缺时调色剂传送元件42开始旋转操作，并且当光学传感器探测到调色剂满载时，调色剂传送元件42停止旋转操作，以便稳定图像显影装置3内的调色剂的量。被调色剂传送元件42所供给的调色剂的量可以例如通过改变驱动单元的驱动时间、调色剂传送元件42的节圆直径、调色剂传送元件42的尺寸和旋转速度来改变。此外，调色剂传送元件42可以被控制使得调色剂传送元件42的驱动时间响应调色剂流动性(liquidity)的变化而变化，该流动性变化例如由周围环境的温度和湿度的变化所致。

此外，如图3所示，图像显影装置3的上罐34包括光学传感器51，它是显影剂量探测单元，探测图像显影装置3内侧的调色剂的残留量。图5是示出光学传感器的附近的主要结构的透视图。如图5所示，在光学传感器51中，安装到主体的侧部上的发光传感器（未示出）照射光束。发射的光束被第一光导52导引到上罐34，该第一光导52安装到图像显影装置3的内壁上并且由高透明度的树脂材料制成。然后，被发光传感器发射的光线通过上罐34内侧的空间进入到第二光导53，并且被导引到上罐34的外部。此后，光接收传感器将光量转变成电压并且探测光存在与否。在探测调色剂的残留量时，通过向发光元件施加电压控制光的发射，并且通过从光接收传感器的输出可以探测到调色剂的存在。当调色剂或外来物质粘附到第一光导52的发光平面62上以及第二光导53的入射平面63上时，用于探测调色剂的残留量的光线被阻挡。由此，会导致错误探测。因此，优选地是，包括有清洁机构，该清洁机构将附着到第一光导52的发光平面62和第二光导53的入射平面63的物质去除，使得清洁元件54，如片材附着到上部传送元件33的旋转轴上、在第一光导52的发光平面62和第二光导53的入射平面63之间，并且清洁元件54在旋转过程中去除所粘附的物质。

顺便提及，为了通过利用上述光学传感器51正确探测图像显影装置3内的调色剂的量，重要的是在从发光传感器起的发射光路中稳定形成调色剂表面。因此，在第一实施方式中，在图像显影装置3的上罐34内的上部传送元件33的调色剂传送速度被设定成大于下部传送元件31的调色剂传送速度，在所述上罐中形成调色剂表面。下部传送元件31和上部传送元件33的调色剂传送速度可以通过改变下部传送元件31和上部传送元件33的螺杆节距、螺杆直径和旋转速度来控制。例如，调色剂传送速度与螺杆节距成比例地变大。这是因为随着螺杆节距的增加，螺杆每转一圈传送的调色剂的量更大。

当上部传送元件33的调色剂传送速度大于下部传送元件31的调色剂传送速度时，与在上罐34的最下游侧的端部处的壁面相碰撞的调色剂不会快速移动到下罐32中而是趋于累积。从而，在上罐34内的调色剂表面形成为倾斜的，使得调色剂表面的高度沿着调色剂传送方向从上游侧向下游侧变大。因此，即使调色剂的流动性低，与下部传送元件31的调色剂传送速度和上部传送元件33的调色剂传送速度相同的情况比，调色剂表面的不均匀性也可以减小，并且调色剂表面区域形成在与上罐内的调色剂的残留量相对应的正确位置。于是，光学传感器51能够探测到形成在对应于调色剂残留量的正确位置处的调色剂表面。

尤其是，如图3所示，优选地是，光学传感器51布置在从上罐34的纵向的中心部分起，在显影剂传送方向的下游侧的位置处。这是因为：在调色剂趋于累积在光学传感器51的光路附近时，即，累积在光学传感器51的探测单元附近时，调色剂表面能够在光学传感器51的探测单元附近形成在与调色剂的残留量相对应的正确位置处。从而，这种结构是优选的。此外，当调色剂趋于累积在光学传感器51的探测单元附近时，更容易利用清洁元件54执行清洁操作。

如上所述，在第一实施方式中，上罐34内的显影剂传送速度被设定为大于下罐32内的显影剂传送速度，使得在光学传感器51的探测单元附近，调色剂表面形成在与调色剂的残留量相对应的正确位置处。根据这种结构，调色剂趋于累积在光学传感器51的探测单元附近。这是利用光学传感器51正确探测图像显影装置3内的调色剂量的重要因素。

接着，具体解释根据第一实施方式的实施例。首先，解释用在实施例和对比例中的调色剂生产方法。

[聚酯1的合成]

具有冷却管、搅拌器和氮气入口管的反应容器被填充235份双酚A乙撑氧2-mole加合物，525份双酚A环氧丙烷3-mole加合物、205份对苯二甲酸、47份已二酸和2份二丁基氧化锡。所合成的混合物被允许在230摄氏度下普通压力下反应8个小时。此外，压力被减小10mmHg到15mmHg范围内的量，并且反应持续5个小时。随后，46份的偏苯三酸酐加入到反应容器中，并且在普通压力下反应持续2个小时。以这种方式，获得聚酯1。聚酯1被发现具有2600的数量平均分子量、6900的重量平均分子量、44摄氏度的玻璃态转变温度（Tg）以及26的酸度值。

[预聚物的合成]

具有冷却管、搅拌器和氮气入口管的反应容器被填充682份双酚A乙撑氧2-mole加合物，81份双酚A环氧丙烷3-mole加合物、283份对苯二甲酸、22份偏苯三酸酐和2份二丁基氧化锡。所获得的混合物被允许在230摄氏度下在普通压力下反应8个小时。此外，压力被减小10mmHg到15mmHg范围内的量并且反应持续5小时。以这种方式，获得中间聚酯1。中间聚酯1被发现具有2100的数量平均分子量、9500的重量平均分子量、55摄氏度的Tg、0.5的酸度值以及49的羟值。随后，具有冷却管、搅拌器和氮气入口管的反应容器被填充411份的中间聚酯1、89份的异佛尔酮二异氰酸酯以及500份的乙酸乙酯。所形成的混合物被允许在100摄氏度下反应5小时，并且获得预聚物1。在预聚物1中包含的自由异氰酸酯的量被发现是质量上1.53％。

[母料1的制备]

首先，40份炭黑（REGAL400R，Cabot公司的产品），60份粘结剂树脂、它是聚酯树脂（RS-801，SanyoChemicalIndustries有限公司的产品，具有10的酸度值、20000的重量平均分子量（Mw）和64摄氏度的Tg），以及30份水被Henschel混合机混合。然后，其中水被浸泡到颜料凝块中的混合物被获得。该混合物利用双辊揉捏45分钟，双辊的表面温度被设定为130摄氏度。然后，所形成的混合被粉碎机分成尺寸1mm的小块。以这种方式，获得母料1。

[颜料/石蜡分散溶液（油相）的生产]

配备有搅拌器和温度计的容器被填充有45份的聚酯1、181份的固体石蜡、1450份的乙酸乙酯。所形成的混合物被搅拌并且加热到80摄氏度。然后，所形成的混合物保持在80摄氏度下5个小时。随后，所形成的混合物在一个小时之内被冷却到30摄氏度。接着，容器被填充有500份的母料1、100份的电荷控制剂（1）和100份的乙酸乙酯。所形成的混合物被混合一个小时。以这种方式，获得原料溶液1。然后，1500份的原料溶液1被移动到另一容器中，并且炭黑和石蜡在以下条件下利用球研磨机(beadmill)（UltraViscomill，IMEX有限公司的产品）分散：每小时十亿千克的液体供给率、6m/s的盘圆周速度、体积上被封装到80%的0.5mm氧化锆珠以及3个道次(passes)。接着，425份的聚酯1和230份的聚酯1被加入其中，并且在上述条件下利用球研磨机通过一次。以这种方式，获得颜料/石蜡分散溶液1。此后，颜料/石蜡分散溶液1被调整使得颜料/石蜡分散溶液1中的固体内容物的浓度（在130摄氏度下，30分钟）变成50%。

[液态相的生产过程]

在970份的离子交换水、40份的25wt%的有机树脂精细颗粒（苯乙烯-甲基丙烯酸-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸环氧乙烷加合物的硫酸酯的钠盐的共聚物(copolymersofasodiumsaltofstyrene-methacrylicacid-butylacrylate-methacrylicacidethyleneoxideadductsulfateester)）的液态分散物、140份的48.5%十二烷基二苯醚二磺酸钠水溶液（EleminorMON-7，SanyoChemicalIndustries,Ltd.制造）、以及90份的乙酸乙酯被混合和搅拌，获得牛奶状白色液体。这被称为液态相1。

[乳化过程]

在975份的颜料/石蜡分散溶液1和2.6份的异氟尔酮二胺作为胺被TBk同相混合仪（TokushuKikaKogyo有限公司的产品）以5000rpm混合1分钟之后，88份的预聚物1被加入其中，所形成的混合被TBk同相混合仪（TokushuKikaKogyo有限公司的产品）以5000rpm混合1分钟。随后，1200份的液态相1加入其中，并且所得到的混合物被TBk同相混合仪混合20分钟，同时旋转速度在8000rpm和13000rpm之间调节。以这种方式，获得乳化的浆液1。

[溶剂去除过程]

配备有搅拌器和温度计的容器被填充乳化的浆液1，并且在30摄氏度下执行溶剂去除过程8小时。以这种方式，获得分散浆液1。

[清洗和干燥过程]

在100份分散浆液1在减小压力下过滤之后，执行下面描述的过程（1）至（5）。

（1）在100份离子交换水被加到滤饼(filtrationcake)之后，所获得的混合物被TBk同相混合机（在12000rpm下10分钟）混合并过滤。过滤物的颜色是奶白色。

（2）在900份离子交换水被添加到（1）的滤饼之后，所形成的混合物被TBk同相混合机（在12000rpm下30分钟）混合，同时向其施加超声波振动。然后过滤所形成的混合物。该过程被重复直到浆液的导电性变得小于或等于10μC/cm。

（3）盐酸（10%）被添加到（2）的浆液中，直到浆液的pH值变成4。然后，所形成的混合物被多功能搅拌机（three-onemotor）混合30分钟。此后，所形成的混合物被过滤。

（4）在100份离子交换水被添加到（3）的滤饼上之后，所形成的混合物被TBk同相混合机（在12000rpm下10分钟）混合。然后，所形成的混合物被过滤。该过程重复直到浆液的导电率变成小于或等于10μC/cm。以这种方式，获得滤饼1。

（5）滤饼1被空气循环干燥仪在42摄氏度下干燥48小时。然后，干燥的滤饼1通过具有75μm筛孔尺寸的筛网。以这种方式，获得调色剂母体。调色剂母体具有0.974的平均圆度，6.3μm的体积平均颗粒直径（Dv），以及5.3μm的数量平均颗粒直径（Dp）。此外，Dv/Dp具有1.19的颗粒尺寸分布。随后，1.8份的疏水性二氧化硅被加入到100份调色剂母体中，并且所获得的混合物被Henschel混合机混合。以这种方式，获得调色剂实施例。

接着，调色剂（1）通过执行以下过程生产，其中，润滑剂作为外部添加剂被加入。没有施加下述过程并且使用了疏水性二氧化硅的调色剂母体被称为调色剂（2）。在这个实施例中，优选地是，多于一种类型的无机精细颗粒被用作外部添加剂，它会增强流动性、静电特性、显影性以及调色剂颗粒的传送能力。优选地是，通过BET方法获得的无机精细颗粒的比表面积在从30m²/g到300m²/g的范围内。此外，优选地是，无机精细颗粒的主要颗粒尺寸在从10nm到50nm的范围内。

[调色剂（1）的外部添加剂]

在质量上1份的硅油被加入到质量上100份的二氧化硅中之后，所得到的混合物被Henschel混合机混合。然后，所得到的混合物在250摄氏度下被硬化或润湿2小时。调色剂（1）的外部添加剂通过对所得到的混合物进行疏水处理而获得。

<聚集度测量方法>

聚集度如下所述测量。作为测量装置（未示出），HosokawaMicro公司制造的粉末测试仪被使用。所需的附件以如下顺序设定到振动台上：(i)振动摄像机(vibro-shoot)；（ii）包装；(iii)分隔环；(iv)筛网（三种类型）上>中>下，以及(v)压杆。这些附件通过圆形螺母固定。然后操作振动台。

测量条件如下：

筛网开口（上）：75μm

筛网开口（中）：45μm

筛网开口（下）：22μm

振幅：1mm

样本质量：2g

振动周期：10秒

在根据上述过程进行测量之后，聚集度通过以下计算获得：

（a）计算（在上部筛网上剩余的粉末的质量（wt%））*1

（b）计算（中间筛网上剩余的粉末的质量（wt%））*0.6

（c）计算（下部筛网上剩余的粉末质量(wt%)）*0.2

通过上述过程（a）、（b）和（c）获得的值的总和被定义为聚集度（%）。

然后，彩色打印机（IpsioSPC310，理光公司制造）被改进使得图像显影装置3（实施例1到实施例4，和对比例1到对比例3）以及调色剂供给容器4可以安装于其上，并且执行以下试验。处理盒（图像显影装置3）连接到成像驱动电机，使得处理盒被成像驱动电机驱动。调色剂供给容器4通过离合器连接到图像显影装置3的驱动源上，使得调色剂供给容器4被图像显影装置3的驱动源所驱动。利用这种结构，通过连接驱动源和调色剂供给容器4的驱动齿轮，调色剂可以被供给。如上所述，基于包含油的氧化硅材料（其作为外部添加剂添加）的存在与否，制备具有不同流动性的两种调色剂（调色剂（1）和调色剂（2）），并且被用于实验中。

在该试验中，首先，进行用于评估感光体的耐久性的检查。在该检查中，进行运行测试，其中，感光体的运行距离是1000m，检查感光体的膜厚度的变化。对于膜厚度的测量，使用作为膜厚度测量装置的FischerScopeMMS（FischerInstrucmentK.K.制造），并且检查磨损量是否小于或等于0.5μm。随后，调色剂被供给到图像显影装置3，并且同时，相对于探测在图像显影装置3内剩余的调色剂的量的能力进行测试。观察传感器的输出。采样频率被设定为20nm，并且采样执行4秒。输出电压被二进制化，并且确定光是否被透射。在时间间隔期间光线被阻挡时确定调色剂存在，该时间间隔的总和被设定为长于或等于整个采样间隔的80%。图像显影装置3具有150g的最大调色剂装载容量。该传感器被布置在与调色剂的表面相对应的高度处，该表面理想上由90g调色剂形成。即，传感器被布置在这样的位置处，即，在该位置，传感器能够探测到理想上由90g调色剂形成的调色剂表面。利用这种结构，在图像显影装置3内存储的调色剂的量被探测，同时供给调色剂。由此，被探测的重量被定义为已经供给到图像显影装置3的调色剂的重量，直到传感器的输出表明光线被调色剂阻挡为止。为了稳定操作，确定所供给的调色剂的重量在90g±30g的范围内。

[实施例1]

在实施例1中，使用调色剂（1），具有35mm节距的螺杆元件被用作上罐34内的上部传送元件33。具有25mm节距的螺杆元件被用作下罐32内的下部传送元件31。光学传感器31的探测位置被设定在分隔元件36的第一连通口37之上。

[实施例2]

与实施例1相同的条件被应用于实施例2，除了上罐34内的上部传送元件33的螺杆旋转齿轮的齿数从45增加到48，并且上部传送元件33的旋转速度增加。

[实施例3]

与实施例1相同的条件被应用于实施例3，除了光学传感器51的探测位置从分隔元件36的第一连通口37朝向调色剂传送方向的上游偏移20mm。

[实施例4]

与实施例1相同的条件被应用于实施例4，除了螺杆桨叶的调色剂传送方向的最下游侧起的两个节距被改变使得传送方向相反。

[对比例1]

与实施例1相同的条件被应用于对比例1，除了使用调色剂（2）。

[对比例2]

与实施例1相同的条件被应用于对比例2，除了上罐34内的上部传送元件33的螺纹节距以及下罐32内的下部传送元件31的螺纹节距被设定为25mm。

[对比例3]

与实施例1相同的条件被应用于对比例3，除了上罐34内的上部传送元件33的螺杆旋转齿轮的齿数从45减小为42，并且上部传送元件33的旋转速度降低。

表1示出试验结果。

表1：

表1的结果显示即使在根据实施例1至实施例4的图像显影装置中使用具有低流动性的调色剂，如具有大于或等于60%的加速聚集度的调色剂，在此下罐32内的调色剂的传送速度大于上罐34内的调色剂的传送速度，没有发现探测错误并且可以长时间获得良好图像质量，而没有图像模糊和调色剂结块。即，利用根据第一实施方式的图像显影装置3，即使使用了具有低流动程度的调色剂，如加速聚集度大于或等于60%的调色剂，通过在上罐34内布置的光学传感器51的探测单元的附近稳定地形成调色剂表面，可以长时间获得良好图像质量，而没有图像模糊和调色剂结块。特别是，在实施例3中，在此光学传感器51的探测位置移动到分隔元件36的中心部分的下游侧且第一连通口37的上游侧的位置，与实施例1和实施例2相比，图像显影装置3内剩余的调色剂的探测量减小。相反，在对比例1中，使用调色剂（2）。作为外部添加剂的润滑剂没有加入到调色剂（2）中。调色剂（2）的加速聚集度小并且调色剂（2）具有好的流动性。但是，感光体的磨损量大并且耐久性不佳。此外，在对比例2和3中，在下罐32内的调色剂传送速度小于或等于上罐34内的调色剂传送速度，在光学传感器附近的调色剂表面不稳定，并且易于发生探测错误。因此，在对比例2和3中，操作稳定性不足。

此外，含油成分被加入到第一实施例中使用的调色剂的外部添加剂组分中，以这种方式，通过加入含油成分，可以增加调色剂的加速聚集度。

[第二实施方式]

下面，解释应用于彩色打印机的另一实施方式（称为第二实施方式），该彩色打印机是利用电子照相方法的成像设备。第二实施方式和上述第一实施方式的不同在于以下与结构相关的几点。在第一实施方式中，上罐34内的显影剂传送速度被设定为大于下罐32内的显影剂传送速度，以便在与光学传感器51的探测单元的附近在对应于调色剂量的正确位置处形成调色剂表面。从而，显影剂趋于累积在光学传感器的探测单元的附近。另一方面，在第二实施方式中，在上罐34内的第一光导52和第二光导53之间的显影剂传送速度被设定成小于其他部分的显影剂传送速度，以便显影剂趋于累积在光学传感器51的探测单元附近，所述第一光导52和第二光导53是光学传感器51的探测单元。此外，在第二实施方式中，定义了显影装置3包括用于清洁第一光导52的发光平面62和第二光导53的入射平面63的清洁单元。另外，在第二实施方式中，在发光平面62和入射平面63被清洁单元清洁之后，通过相对于其他部分的显影剂传送速度减小第一光导52和第二光导53之间的显影剂传送速度，显影剂向发光平面62和入射平面63之间的空间的进入量被调节。以这种方式，用于探测显影剂的量的光学传感器51的探测精度被提高。由于第二实施方式的其他点的结构与第一实施方式中的几乎相同，类似结构的解释被任意省略。此外，对于第一实施方式和第二实施方式之间相同的元件，在没有特殊需求的情况下，使用相同的附图标记和解释。

首先，解释光学传感器51的附近的结构。光学传感器51是第二实施方式的显影剂探测单元。图6是主要部分的透视图，示出根据第二实施方式的光学传感器51的附近的结构。用于图6的透视图的视点和方向与图5的透视图的视点和方向不同，图5已经用于第一实施方式的解释。图6是布置在上罐34内显影剂传送方向的下游侧的光学传感器51从侧壁观察的透视图，在所述侧壁上设置用于暴露出图像显影装置3的图像显影辊30的开口。如图6所示，在第二实施方式中，提供了类似于第一实施方式的光学传感器51。在第二实施方式中，光学传感器51是用于探测图像显影装置3内的调色剂的残留量的显影剂量探测单元。

在光学传感器51中，安装于成像设备的主体的侧壁上的照明传感器（未示出）照射光束61a。被照射的光束被第一光导52导引向上罐34的内侧。第一光导52安装到图像显影装置3的侧壁上。第一光导52由具有高透明度的树脂材料形成。从照明传感器照射的光束通过上罐34内的空间61b进入第二光导53，如图6中虚线所示，并且光束被导引到上罐34的外侧。此后，光量可以被放置在第二光导53的出口部分处的光电探测器（未示出）转变成电压。所接收的光强度由被转变的输出电压的幅度来表示。利用这种结构，可以探测到是否存在穿过空间61b的光。即，探测调色剂的残留量意味着通过改变施加到发光传感器的电流来控制发光量，并且通过光电探测器的输出来探测空间61b内的调色剂存在与否。

为了探测调色剂的残留量，重要的是第一光导52的发光平面62和第二光导53的入射平面63总是保持清洁，以确保光路仅被调色剂的存在而阻挡，并因此可以精确识别在空间61b内的调色剂存在与否。例如，当调色剂或者外来物质附着到发光平面62或入射平面63时，由于即使空间61b内不存在调色剂，光也可以被阻挡，输出电压减小，并且这可以是错误探测的原因。因此，在第二实施方式中，如片材的清洁元件54安装于上部传送元件3的旋转轴的对应于光学传感器51的探测单元的范围上。即，在第二实施方式中，清洁单元布置在与光学传感器51的探测单元相对应的范围内。清洁单元可以通过其旋转而去除附着到发光平面62和入射平面63上的物质。在第二实施方式中，示出了清洁元件54直接安装到上部传送元件33上并且发光平面62和入射平面63的清洁与用于循环调色剂的旋转运动同步进行的结构，以便减少部件的数量并有利于成本降低。但是，第二实施方式不局限于这种结构，例如，清洁单元可以通过引入另一旋转轴而提供。

当图像显影装置为了形成图像而运行时，上部传送元件33被驱动传动单元（未示出）而旋转以循环调色剂。当上部传送元件33旋转时，安装到上部传送元件33上的清洁元件54相应地旋转。在此，清洁元件54具有大致T形状。清洁元件54对应于T形的垂直线部分的部分安装于上部传送元件33的旋转轴的周边表面上，使得清洁元件54的该部分垂直于轴中心。当上部传送元件33旋转时，清洁元件54的对应于T形的水平线部分的部分的边缘分别接触发光平面62和入射平面63，并且附着到发光平面62和入射平面63上的调色剂和物质被去除。利用这种结构，在空间61b内的光路可以被确保。

在根据第二实施方式的打印机中，通过作为显影剂探测单元的光学传感器51的显影剂的探测如下执行。在此，图7A、7B和7C是探测输出波形的示意图，在该波形中，在光线接收期间的光学传感器51的输出电压以规则间隔绘出。当光线穿过光学传感器51的探测单元时，即，当光线穿过空间61b内的光路时，电流被阻挡，并且输出电压被偏移到0V（曲线中的下侧）。当在空间61b内没有调色剂时，即当光学传感器51的探测单元被假设探测到探测单元内没有调色剂时，由于存在一些时间间隔，在该时间间隔内光线穿过光路，输出电压具有这样的特性，即：0V和输入电压周期性交替，如图7A所示。另一方面，当空间61b内存在调色剂时，即，当光学传感器51的探测单元被假设探测到在探测单元内存在调色剂时，输出电压几乎等于输入电压，如图7B所示。在第二实施方式中，通过对应于光线穿过光路的状态的波形在输出波形上所占据的比率（以下，这个比率成为占空比）探测到调色剂的残留量。

利用这种结构，例如，当清洁不充分并且调色剂散落在发光平面62或入射平面63上时，输出波形变成图7C所示的波形。在这种情况下，即使在空间61b内没有调色剂，光线也被阻挡，因此，对应于光线穿过光路的状态的比率不能被精确探测。

接着，利用附图解释调色剂在图像显影装置3的上罐34内的探测单元附近的流动。图8是示出根据第二实施方式，上游肋71布置在图像显影装置3的上罐34内的探测单元的上游侧时，调色剂的流动。此外，图9是示出在图像显影装置3的上罐34内的探测单元的上游区域没有设置肋时调色剂的流动。在第二实施方式中，当调色剂的残留量被探测时，在调色剂如上所述那样循环并且发光平面62和入射平面63通过安装到上部传送元件33上的清洁元件54的旋转而被清洁的同时，在空间61b内的调色剂的量被识别，其中所述上部传送元件作为第二传送元件。在此，调色剂的流动主要由于调节调色剂的流动的上游肋71而在探测单元的上游区域被改变，使得进入光学传感器51的探测单元的调色剂的量减小。上游肋71是安装到上罐34内的侧壁34a上的阻挡元件，在此，上罐34是图像显影装置3内的第二传送路径。此外，在光学传感器51的探测单元的附近，螺杆的桨叶没有围绕上部传送元件33的旋转轴形成。从而，在桨叶未形成的区域内的调色剂传送速度小于在其他区域的调色剂传送速度。因此，在未形成桨叶的上游肋71的沿显影剂传送方向的下游侧上的部分处的调色剂传送速度小于其他部分的调色剂传送速度。从而，调色剂趋于累积在上游肋71的显影剂传送方向的上游侧。即，调色剂趋于累积在光学传感器51的探测单元的附近。在此，光学传感器51是显影剂量探测单元。另一方面，当没有设置上游肋71时，如图9所示，即，当上游肋71没有安装到上罐34内的侧壁上时，由于调色剂随着调色剂的循环方向而在整个区域上移动，调色剂总是进入空间61b，即使在调色剂的剩余量被光学传感器51探测时。

在此，利用图10A和10B解释在图像显影装置3的光学传感器51的探测单元处，在垂直于上部传送元件33的旋转轴的横截面内调色剂的运动。图10A和10B是示出调色剂在垂直于上部传送元件33的旋转轴的横截面内的运动的视图。图10A示出刚好在光学传感器51的发光平面62被清洁元件54清洁之前的调色剂的状态。图10B示出在光学传感器51的发光平面62被清洁元件54清洁之后的调色剂的状态。在此，在光学传感器51的入射平面63侧可以观察到类似的状态。随着清洁元件54在图10A和10B内的顺时针方向旋转，在清洁元件54附近的调色剂从调色剂覆盖发光平面62的一部分的状态，如图10A所示，随着清洁元件54的运动而移动到图10B所示的状态。因此，在探测单元的空间61b内产生空腔。在空腔存在的时间期间，用于接收从光源发射的光线的时间得以确保。

但是，当圆形图像显影装置3具有图9所示的结构时，存在调色剂在垂直于图10B的纸面的方向上的循环流动。因此，调色剂进入通过形成空腔而确保的光路中，或者光线被散落的调色剂阻挡。于是，探测精度显著降低，如图7B所示。另一方面，利用图8所示的根据第二实施方式的结构，调色剂在探测单元处的循环可以被显著避免。因此，如图7A所示的稳定波形可以通过简单结构来获得，并且可以明显提高探测精度。

通过试验可以发现探测精度取决于放置在光学传感器51的探测单元的显影剂传送方向上游侧的上游肋71的位置和高度。接着，解释用于评估第二实施方式的结构执行的评估试验的实例。图像显影单元（图像显影装置3）被填充65g的调色剂，75g的调色剂，85g的调色剂，和95g的调色剂，对应于下述条件。如上所述，对于每种条件，获得三次输出波形，并且基于占空比评估。此外，作为图像显影单元，使用相同的单元。通过输出整个实心图像，发现在调色剂的量是65g时由于调色剂量的短缺而图像模糊。因此，评估探测单元是否可以稳定探测的调色剂的量大于或等于75g。

表2示出对应于各种情况的条件，其中，上游肋71的高度、上游肋71和在第一光导52的显影剂传送方向的上游侧的棱镜(prism)的端面之间的距离，以及上游肋距侧壁34a的内壁的长度L2发生变化。此外，图11A和11B是绘出第二实施方式的评估试验结果的曲线。试验1至3的结果绘制在图11A中，而实施例1的结果绘制在图11B中。

[表2]

*R是壁面和旋转中心轴之间的距离

从图11A所示的试验结果可以看出其中应用了第二实施方式的结构的试验1至3中，接收光波形的占空比几乎正比于调色剂的填充量而变化。即，在图像显影单元中的调色剂的量可以利用接收光波形的占空比来稳定探测。因此，图像显影单元内的调色剂的量可以被稳定化，通过监控图像显影单元内的调色剂的量，即，通过接收光波形的占空比并通过控制调色剂的填充操作，调色剂的残留量可以被稳定化。以这种方式，通过稳定图像显影单元内的调色剂的量，由于调色剂短缺所致的图像模糊以及由于过分填充量所致的调色剂散落可以被防止。

另一方面，图11B所示的结果表明在对比例1中，由于接收光波形的占空比中的误差较大，错误探测是非常有可能的，并且图像显影单元内的调色剂量不能稳定控制。例如，对于50%的占空比，调色剂的量在65g到85g的范围内变动。此外，利用表2中所示的对比例2的条件，如在评价栏中所描述的，由于调色剂的循环不充分，上部传送元件33被调色剂堵塞。因此，在图11B中仅绘制出对比例1的结果。

如上所述，利用第二实施方式的结构，重要的是在残留调色剂的探测过程中，将调色剂在光学传感器的探测单元处的循环速度设定成小于调色剂在其他部分的速度。在此，图12是示出在根据第二实施方式将肋布置在图像显影装置3的上罐34内探测单元的上游侧和下游侧时，调色剂的流动的视图。如图12所示，优选地是，通过在光学传感器51的探测单元的下游侧设置下游肋72，将调色剂在光学传感器51的探测单元处的循环速度设定为远小于调色剂在其他部分处的循环速度。

当上游肋71仅布置在光学传感器51的探测单元的显影剂传送方向的上游侧时，调色剂流在探测单元处被扩散。从而，严格的说，调色剂进入探测单元的空间61b。因此，通过在显影剂传送方向的下游侧设置下游肋72，在光学传感器的探测单元处的调色剂流被阻挡，并且探测精度可以被进一步提高。在探测单元处减小调色剂的流动性导致在探测单元处的循环速度（调色剂的移动速度）的降低，最终，导致在整个图像显影单元3中的调色剂的循环性降低。因此，优选地是，循环速度降低的区域被设定成尽可能小。

因此，在探测单元的下游侧，优选地是，上部传送元件33的螺杆尽可能靠近第二光导53。当在探测单元的下游侧处上部传送元件33的螺杆与在调色剂传送方向的下游侧第二光导53的端面之间的距离小于或等于10mm时，优选地小于或等于5mm时，改善探测精度同时减小循环速度降低的区域的效果变得更好。在探测单元处降低调色剂传送速度相反地在图像显影装置中形成一个调色剂滞留的区域。当调色剂滞留的区域形成在调色剂循环中时，调色剂在纵向上不能均匀传送，这是由于调色剂的不充分循环所致。因此，由于调色剂向作为显影剂支撑体的图像显影辊30的不充分供给，趋于发生图像缺陷。

在第一种情况下，当使用具有低流动程度的调色剂时，改善探测精度同时减小循环速度降低的区域的作用较大。在此，如上所述，当加速的聚集度被用作流动性的指标时，优选地是使用加速凝结度60%或更高的调色剂。但是，当流动程度过低时，调色剂在图像显影装置内的循环变得过低，并且调色剂不能被充分供给，使得趋于发生图像缺陷。因此，优选地是，加速聚集度小于或等于95%。

如上所述，在根据第一实施方式和第二实施方式的图像显影装置3中，由于调色剂趋于累积在上罐34中设置的光学传感器51的探测单元的附近，上罐34内的显影剂表面形成为倾斜的，使得显影剂表面的高度沿着从显影剂传送方向的上游侧部分向显影剂量探测单元的探测单元的方向增加。因此，即使具有低流动性的显影剂被利用来对应于更长的寿命，在装置内的显影剂的量也可以被更准确地探测。于是，可以提供一种图像显影装置、利用该图像显影装置的处理盒以及利用该图像显影装置的成像设备，使得可以防止由于错误探测所致的图像模糊和调色剂结块，并且利用这种图像显影装置，可以长时间保持高质量图像。此外，与显影剂容器设置在第二传送路径的延伸部分的上部并且在显影剂容器处探测显影剂量的情况相比，显影剂的所需量较小。从而，可以利于成本降低和设备尺寸减小。此外，在根据第一实施方式的图像显影装置3中，上部传送元件33的调色剂传送速度大于下部传送元件31的调色剂传送速度。因此，即使使用具有低流动性的显影剂以对应于长寿命，布置在上罐34内的光学传感器可以探测到在正确位置形成的调色剂表面。从而，可以防止由于错误探测所致的图像模糊和调色剂结块。此外，与显影剂容器设置在第二传送路径的延伸部分的上部并且显影剂量在显影剂容器处探测的情况相比，所需的显影剂的量较小。从而可以利于成本降低和设备尺寸减小。此外，在根据第一实施方式的图像显影装置3中，由于上部传送元件33的螺杆节距大于下部传送元件31的螺杆节距，上部传送元件33的调色剂传送速度大于下部传送元件31的调色剂传送速度。利用这种结构，调色剂表面形成在与上罐34内的调色剂的残留量相对应的正确位置。此外，在根据第一实施方式的图像显影装置3内，由于上部传送元件33的旋转速度大于下部传送元件31的旋转速度，上部传送元件33的调色剂传送速度大于下部传送元件31的调色剂传送速度。利用这种结构，调色剂表面形成在与上罐34内的调色剂的残留量相对应的正确位置处。利用这种结构，可以防止调色剂在下罐32和上罐34的端部处结块。此外，在根据第二实施方式的图像显影装置3内，在残留量探测系统中，光学传感器的发光平面62和入射平面63被清洁，并且确保了从光源照射的探测光的光传递时间，在光学传感器51的探测单元的附近的显影剂传送速度低于在其他部分的显影剂传送速度。以这种方式，通过减小在探测单元附近的调色剂的循环速度，在探测单元附近的调色剂已经被清洁元件54去除之后，可以防止调色剂进入到探测单元附近的区域中。结果，相对于调色剂的残留量，可以获得稳定的探测输出结果。此外，在根据第二实施方式的图像显影装置3中，通过去除在上罐34中光学传感器51的探测单元的部分处的上部传送元件33的桨叶，调色剂的驱动力被减小。以这种方式，通过减小调色剂的驱动力，在探测部分的调色剂传送速度降低，并且在探测单元附近的调色剂已经被清洁元件54去除之后，可以防止调色剂进入到探测单元附近的区域中。结果，相对于调色剂的残留量，可以获得稳定的探测输出结果。此外，在根据第二实施方式的图像显影装置3中，在光学传感器51的探测单元的调色剂传送方向的上游侧设置了调节调色剂流动的阻挡元件。以这种方式，通过设置阻挡元件，调色剂在探测单元处的循环速度被进一步降低。因此，在探测单元附近的调色剂已经被清洁元件54去除之后，可以防止调色剂循环所造成的调色剂进入到探测单元附近的区域中。结果，相对于调色剂的残留量，可以获得稳定的探测输出结果。此外，在根据第二实施方式的图像显影装置3中，布置在光学传感器51的探测单元的调色剂传送方向的上游侧的阻挡元件是安装到上罐34的侧壁34a上的上游肋71，该阻挡元件调整调色剂的流动。以这种方式，当阻挡元件与图像显影装置3的壳体成为一体时，不需要额外的部件，并且可以通过低成本的结构实现调色剂残留量的稳定探测。此外，在根据第二实施方式的图像显影装置3内，上游肋71的高度大于或等于第一光导52的高度。以这种方式，通过将上游肋71的高度设定成大于探测单元的高度，防止调色剂从上部进入到探测单元。从而实现调色剂残留量的稳定探测。此外，在根据第二实施方式的图像显影装置3中，上游肋71设置在调色剂传送方向的上游方向上距第一光导52在10mm之内。通过将上游肋71沿着调色剂传送方向的上游侧放置在光导52的附近，在调色剂循环并且穿过上游肋71时，可以防止调色剂进入探测单元。从而，可以实现调色剂残留量的稳定探测。此外，在根据第二实施方式的图像显影装置3内，上游肋71被设置成比上部传送元件33的旋转轴更靠近光学传感器51的探测单元。通过仅在探测单元的附近减小调色剂的循环速度，上游肋71防止调色剂进入探测单元。此外，在根据第二实施方式的图像显影装置3内，下游肋72设置在光学传感器51的探测单元的调色剂传送方向的下游侧上。下游肋72减小在光学传感器51的探测单元处的调色剂循环速度。从而，可以实现调色剂残留量的稳定探测。此外，在根据第二实施方式的图像显影装置3中，安装在光学传感器51的探测单元的调色剂传送方向的下游侧上的第二阻挡元件是安装到上罐34的侧壁34a上的下游肋72，该第二阻挡元件调节调色剂的流动。以这种方式，通过将第二阻挡元件与图像显影装置3的壳体成一体，不再需要额外的部件并且通过低成本结构就可以实现调色剂残留量的稳定探测。此外，在根据第二实施方式的图像显影装置3中，在第二光导53的调色剂传送方向上的下游侧上的端面与上部传送元件33的螺杆桨叶的端面之间的距离小于或等于10mm。通过以这种方式布置上部传送元件33的螺杆桨叶，调色剂的循环速度可以快速恢复到探测单元的部分之外的部分的循环速度。因此，可以防止调色剂累积在光学传感器51的探测单元处所导致的调色剂的不充分循环、由于调色剂不充分循环所致的调色剂不充分供给、以及图像上的缺陷，并且可以实现稳定操作并防止图像退化。此外，在根据第二实施方式的图像显影装置3中，在调色剂传送方向的下游侧上第二光导53的端面与上部传送元件33的螺杆桨叶的端面之间的距离小于或等于10mm。以这种方式，由于上部传送元件33的螺杆设置成尽可能靠近第二光导53，在穿过光学传感器51的探测单元之后，调色剂的循环速度快速恢复到探测单元的部分之外的部分处的循环速度。因此，可以防止调色剂累积在光学传感器51的探测单元处所导致的调色剂的不充分循环、由于调色剂不充分循环所致的调色剂不充分供给、以及图像上的缺陷，并且可以实现稳定操作并防止图像退化。此外，在根据第一实施方式和第二实施方式的图像显影装置3中，即使在为了长寿命而使用了具有低流动程度的调色剂，如加速聚集度在大于或等于60%且小于或等于95%的范围内调色剂，调色剂表面也可以稳定形成在上罐34内布置的光学传感器51的附近。此外，在根据第一实施方式和第二实施方式的图像显影装置3内，调色剂的加速聚集度可以通过向调色剂的外部添加剂成分中加入含油成分而增加。此外，由于根据第一实施方式和第二实施方式的处理盒和打印机包括上述图像显影装置3，实现了成本降低、能够延长寿命、实现了尺寸减小并且可以改善操作的稳定性。

本发明不局限于具体公开的实施方式，在不背离本发明的范围的前提下可以做出变动和修改。

本申请基于2011年3月14日提交的日本优先权申请第2011-055969号和2011年11月7日提交的日本优先权申请第2011-243029号，这些申请的整个内容通过引用结合于此。

Claims (18)

1.一种图像显影装置，包括：

显影剂支撑体，所述显影剂支撑体被构造成支撑显影剂并且被构造成将显影剂传送到面对潜像支撑体的部分；

第一传送路径，在该第一传送路径中布置第一传送元件，所述第一传送元件被构造成沿着所述显影剂支撑体的轴线方向传送显影剂；

第二传送路径，在该第二传送路径中布置第二传送元件，所述第二传送元件被构造成在与第一传送元件的显影剂传送方向相反的方向上传送显影剂，所述第二传送路径布置在所述第一传送路径上方；

分隔元件，所述分隔元件被构造成分隔所述第一传送路径和第二传送路径，并且具有第一连通口和第二连通口，所述第一传送路径和第二传送路径被构造成在轴线方向的第一端部和第二端部通过所述第一连通口和第二连通口彼此连通，

其中，所述图像显影装置包括显影剂量探测单元，该显影剂量探测单元包括光学探测单元，该光学探测单元布置在所述第二传送路径中并且被构造成光学上探测所述图像显影装置内的显影剂的量，并且

其中，由所述第二传送元件的第二显影剂传送速度大于由所述第一传送元件的第一显影剂传送速度，使得所述显影剂累积在所述图像显影装置的显影剂量探测单元的附近。

2.如权利要求1所述的图像显影装置，其中，所述第一传送元件是第一螺杆而第二传送元件是第二螺杆，其中，第一螺杆和第二螺杆的每一个中，桨叶安装到旋转轴上；并且

其中，所述第二传送元件的第二螺纹节距大于所述第一传送元件的第一螺纹节距。

3.如权利要求1所述的图像显影装置，其中，所述第二传送元件的第二旋转速度大于所述第一传送元件的第一旋转速度。

4.如权利要求1所述的图像显影装置，其中，所述第一传送元件和所述第二传送元件中的至少一个包括反向传送单元，所述反向传送单元形成在所述显影剂传送方向的下游端部，并且被构造成在与所述显影剂传送方向相反的方向上传送显影剂。

5.如权利要求1所述的图像显影装置，其中，所述显影剂量探测单元包括：第一光导元件，该第一光导元件被构造成将从所述显影剂量探测单元输出的光导引到放置于所述第二传送路径中的光学探测单元；以及第二光导元件，该第二光导元件被构造成将来自光学探测单元的光通过所述第二传送路径内的空间导引到第二传送路径的外侧；

其中，所述第一光导元件的发光平面和所述第二光导元件的入射平面通过安装到所述第二传送元件的旋转轴上的片状材料的滑动操作而周期性清洁，其中，由所述第一光导元件导引的光从所述第一光导元件的发光平面发出，而从所述发光平面发出的光进入所述第二光导元件的入射平面；并且

其中，在第一光导元件和第二光导元件之间的部分处的显影剂传送速度小于在第二传送路径中第一光导元件和第二光导元件之间的部分之外的部分处的显影剂传送速度。

6.如权利要求5所述的图像显影装置，其中，所述第二传送元件是螺杆，使得桨叶安装到第二元件的旋转轴上，且

其中，在第二元件的旋转轴中的与第二传送路径中的光学探测单元相对应的部分处没有安装桨叶，在所述部分中，设置一部分第一光导元件和一部分第二光导元件。

7.如权利要求6所述的图像显影装置，其中，在光学探测单元的显影剂传送方向的上游侧布置有上游阻挡元件，该上游阻挡元件被构造成调整一部分显影剂流。

8.如权利要求7所述的图像显影装置，其中，所述上游阻挡元件是形成在所述第二传送路径的内壁上的肋。

9.如权利要求8所述的图像显影装置，其中，所述上游阻挡元件的上端的高度大于所述第一光导元件的上游的高度。

10.如权利要求9所述的图像显影装置，其中，所述上游阻挡元件设置在距所述第一光导元件的显影剂传送方向的上游侧的端面10mm之内。

11.如权利要求10所述的图像显影装置，其中，所述第一光导元件的发光平面和第二光导元件的入射平面设置在所述第二传送元件的旋转轴和第二传送路径的内壁之间；且

其中，与第二传送元件的旋转轴相比，所述上游阻挡元件更靠近所述第二传送路径的内壁，其中，所述发光平面和入射平面设置在所述内壁的之上。

12.如权利要求11所述的图像显影装置，其中，在光学探测单元的显影剂传送方向的下游侧处布置有下游阻挡元件，该下游阻挡元件被构造成调整一部分显影剂流。

13.如权利要求12所述的图像显影装置，其中，所述下游阻挡元件是形成在所述第二传送路径的内壁上的肋。

14.如权利要求5所述的图像显影装置，其中，所述第二光导元件在显影剂传送方向的下游侧上的端面和在第二光导元件的显影剂传送方向的下游侧上安装于所述第二传送元件的旋转轴上的一个桨叶的端面之间的距离小于或等于10mm，其中，在所述第二光导元件的显影剂传送方向的下游侧上安装于第二传送元件的旋转轴上的桨叶中，所述一个桨叶设置成最靠近所述第二光导元件的端面。

15.如权利要求1所述的图像显影装置，其中，所述显影剂是调色剂，该调色剂的聚集度在大于或等于60％且小于或等于95％的范围内。

16.如权利要求15所述的图像显影装置，其中，所述调色剂的外部添加剂包括含油成分。

17.一种处理盒，该处理盒可拆卸地安装到成像设备上，所述处理盒整体上支撑：

潜像支撑体，该潜像支撑体被构造成支撑潜像；以及

从充电单元、显影单元和清洁单元中选择的至少一个单元，所述充电单元被构造成均匀充电所述潜像支撑体；所述显影单元被构造成显影所述潜像支撑体上的潜像；以及所述清洁单元被构造成清洁所述潜像支撑体，

其中，所述处理盒包括图像显影装置，该图像显影装置包括：

显影剂支撑体，所述显影剂支撑体被构造成支撑显影剂并且被构造成将显影剂传送到面对潜像支撑体的部分；

第一传送路径，在该第一传送路径中布置第一传送元件，所述第一传送元件被构造成沿着所述显影剂支撑体的轴线方向传送显影剂；

第二传送路径，在该第二传送路径中布置第二传送元件，所述第二传送元件被构造成在与第一传送元件的显影剂传送方向相反的方向上传送显影剂，所述第二传送路径布置在所述第一传送路径上方；

分隔元件，所述分隔元件被构造成分隔所述第一传送路径和第二传送路径，并且具有第一连通口和第二连通口，所述第一传送路径和第二传送路径被构造成在轴线方向的第一端部和第二端部通过所述第一连通口和第二连通口彼此连通，

其中，所述图像显影装置包括显影剂量探测单元，该显影剂量探测单元包括光学探测单元，该光学探测单元布置在所述第二传送路径中并且被构造成光学上探测所述图像显影装置内的显影剂的量，并且

其中，由所述第二传送元件的第二显影剂传送速度大于由所述第一传送元件的第一显影剂传送速度，使得所述显影剂累积在所述图像显影装置的显影剂量探测单元的附近。

18.一种成像设备，该成像设备包括：

潜像支撑体，该潜像支撑体被构造成支撑潜像；以及

图像显影装置，该图像显影装置被构造成显影所述潜像支撑体上的潜像，

其中，所述图像显影装置包括：

显影剂支撑体，所述显影剂支撑体被构造成支撑显影剂并且被构造成将显影剂传送到面对潜像支撑体的部分；

第一传送路径，在该第一传送路径中布置第一传送元件，所述第一传送元件被构造成沿着所述显影剂支撑体的轴线方向传送显影剂；

第二传送路径，在该第二传送路径中布置第二传送元件，所述第二传送元件被构造成在与第一传送元件的显影剂传送方向相反的方向上传送显影剂，所述第二传送路径布置在所述第一传送路径上方；

分隔元件，所述分隔元件被构造成分隔所述第一传送路径和第二传送路径，并且具有第一连通口和第二连通口，所述第一传送路径和第二传送路径被构造成在轴线方向的第一端部和第二端部通过所述第一连通口和第二连通口彼此连通，

其中，所述图像显影装置包括显影剂量探测单元，该显影剂量探测单元包括光学探测单元，该光学探测单元布置在所述第二传送路径中并且被构造成光学上探测所述图像显影装置内的显影剂的量，并且

其中，由所述第二传送元件的第二显影剂传送速度大于由所述第一传送元件的第一显影剂传送速度，使得所述显影剂累积在所述图像显影装置的显影剂量探测单元的附近。