CN106610574A - 显影装置、处理盒和成像装置 - Google Patents

Abstract

一种显影装置，其包括：供应路径，其配置成供应显影剂；排出路径，其配置成排出从所述供应路径供应的显影剂并且执行显影；显影剂保持部分，其配置成在所述排出路径处施加用于保持显影剂的预定力；以及显影剂容纳部分，其容纳从所述供应路径供应的显影剂，并且具有空间体积，使得当在容纳预定量的显影剂的状态下从所述供应路径供应显影剂时，显影剂不会随着所述显影剂容纳部分的内部压力的增加而从由所述显影剂保持部分施加有预定力的所述排出路径喷出。以及一种处理盒和成像装置。

Description

显影装置、处理盒和成像装置

技术领域

本发明涉及通过使用电子照相成像方法在记录介质上形成图像的、诸如电子照相复印机、电子照相打印机(例如，激光束打印机和LED打印机)、传真设备的成像装置，本发明还涉及能够可拆卸地附连到成像装置的处理盒、以及包含到成像装置或处理盒中的显影装置。

背景技术

用于成像装置的显影装置包括用于将随着成像被消耗的调色剂从容纳调色剂的调色剂瓶供应到用于执行显影处理的显影装置的配置。特别地，有一种配置，其具有调色剂瓶和作为显影剂加压供应机构的泵，并且根据由泵的收缩导致的内部压力的增加而将调色剂从显影剂加压供应机构供应到显影装置。

然而，在通过使用这样的泵供应调色剂的配置中，在调色剂供应期间显影装置中的内部压力发生变化，并且因此，在调色剂供应期间显影装置中的内部压力变为大于在设备外部的空气压力，使得调色剂可能喷出到显影装置外部。所以，在过去已公开用于防止该情况发生的方法。

例如，日本专利特开No.2012-93736公开了一种用于将调色剂从具有泵的泵容纳单元经由具有传送路径的传送室供应到显影装置的配置，其中该配置防止调色剂喷出到传送室中并且具有用于允许向外部通气的过滤器。使用该配置，进行向外部通气，使得防止内部压力增加，并且防止调色剂喷出到显影装置的外部。

然而，在使用过滤器来防止内部压力增加并且防止调色剂喷出的配置(例如，在日本专利特开No.2012-93736中公开的配置)中，即使采取各种各样的对策，过滤器也可能由于长期使用而堵塞。在过滤器被堵塞的情况下，失去过滤器的通气功能，显影装置的内部压力增加，调色剂从显影装置喷出，调色剂在成像装置中分散，片材被涂污，并且这可能导致图像质量的降低。

发明内容

本发明有效地防止当显影装置中的内部压力增加时发生的调色剂从显影装置喷出。

本发明的示例性配置是一种显影装置，其包括：供应路径，其配置成供应显影剂；排出路径，其配置成排出从所述供应路径供应的显影剂并且执行显影；显影剂保持部分，其配置成在所述排出路径处施加用于保持显影剂的预定力；以及显影剂容纳部分，其容纳从所述供应路径供应的显影剂，并且具有空间体积，使得当在容纳预定量的显影剂的状态下从所述供应路径供应显影剂时，显影剂不会随着所述显影剂容纳部分的内部压力的增加而从由所述显影剂保持部分施加有预定力的所述排出路径喷出。

根据本发明可以有效地防止当显影装置中的内部压力增加时发生的调色剂从显影装置喷出。

本发明的另外特征将从参考附图的示例性实施例的以下描述变得明显。

附图说明

图1是示出成像装置的横截面示意图。

图2是示出调色剂加压供应机构和显影设备的横截面示意图。

图3A和3B是示出调色剂加压供应机构的示意性透视图和横截面示意图。

图4A和4B是示出显影设备的示意性透视图和横截面示意图。

图5A和5B是示出在调色剂供应之前和之后显影设备中的调色剂的试剂表面的状态的图。

图6是用于描述基于空气压力差施加到承载在显影辊上的调色剂的力的图。

图7是用于描述用于在显影辊上承载调色剂的力的图。

图8是示出指示存在/不存在调色剂喷出到显影设备的外部的实验的结果的表。

图9是示出指示存在/不存在发生图像中的空图像(void image)的实验的结果的表。

具体实施方式

[第一实施例]

<成像装置>

在下文中，将参考附图描述根据本发明的第一实施例的成像装置A的完整配置以及成像期间的操作。

如图1中所示，成像装置A包括将调色剂图像转印到片材的成像部分、将片材供应到成像部分的片材进给和传送部分、以及用于将调色剂图像定影到片材的定影部分。

成像部分包括感光鼓1(图像承载部件)、充电辊2、显影设备4(显影装置)、清洁刮刀7、转印辊5、以及激光扫描仪单元3。

当形成图像时，控制设备55发出打印信号，如图3B中所示，并且进给传送辊9和传送辊8将堆叠和容纳在片材堆叠部分10上的片材进给到成像部分。

另一方面，在成像部分处，充电辊2施加充电偏压，使得与充电辊2接触的感光鼓1的表面被充电。

其后，激光扫描仪单元3从设在其中的光源(未示出)发射激光，并且将激光照射到感光鼓1。所以，感光鼓1的电势部分地减小，并且根据图像信息的静电潜像形成于感光鼓1的表面上。

其后，当显影偏压施加到设在显影设备4中的显影辊6时，调色剂从显影辊6附连到形成于感光鼓1的表面上的静电潜像，使得形成调色剂图像。形成于感光鼓1的表面上的调色剂图像进给到形成于均设置成可旋转的感光鼓1和转印辊5之间的转印夹持部。当调色剂图像到达转印夹持部时，具有与调色剂相反极性的转印偏压施加到转印辊5，使得调色剂图像转印到片材。

其后，具有转印到其上的调色剂图像的片材传送到定影设备11，并且调色剂图像在形成于定影设备11的加热部分和加压部分之间的定影夹持部处被加热和加压，使得调色剂图像定影在片材上。其后，片材由排出辊12传送，并且排出到纸排出部分13。

<调色剂加压供应机构>

随后，将详细地解释调色剂加压供应机构60(显影剂供应部分)的配置。调色剂加压供应机构60将调色剂经由传送路径32供应到显影设备4，如图2中所示。在本实施例中，调色剂使用单磁性组分调色剂。

调色剂加压供应机构60包括容纳调色剂的调色剂瓶21、和用于根据由泵23(内部压力可变单元)生成的内部压力变化将容纳在调色剂瓶21中的调色剂从调色剂排出口25供应到传送路径32的泵容纳单元24。

如图3A中所示，用于将调色剂从调色剂瓶21供应到传送路径32的机构包括用于可旋转地支撑调色剂瓶21的泵容纳单元24和用于驱动和旋转调色剂瓶21的旋转驱动机构50。然后，使用由该旋转驱动机构50给予的旋转驱动，调色剂从调色剂瓶21引导到泵容纳单元24。应当注意，调色剂瓶21能够可拆卸地附连到泵容纳单元24。

在泵容纳单元24中，如图3B中所示，泵驱动齿轮51由受控制设备55控制的驱动马达56基于由传送路径32中的调色剂传感器31提供的调色剂剩余量检测结果驱动。其后，当驱动由泵驱动齿轮51经由驱动接收部分52给予时，由接合部分53接合的泵驱动部件54被驱动，使得泵23执行收缩操作。根据该收缩操作，空气和调色剂从调色剂排出口25供应到传送路径32。

在本实施例中，泵23使用由树脂制造并且形成波纹管状的泵，其是容量可以根据往复运动变化的容量可变类型的泵。该波纹管状泵具有以周期方式交替形成的多个“山折叠”部分和“谷折叠”部分。

如图2中所示，传送路径32具有以可旋转方式提供的传送路径螺旋体33，并且当该传送路径螺旋体33旋转时，调色剂在向着显影设备4的方向上(如图2中所示在箭头X的方向上)传送。其后，调色剂传送到设在传送方向上的下游侧并且位于显影设备4的纵向方向上的一个端部部分处的调色剂供应口29(供应路径)，并且调色剂从该调色剂供应口29供应到显影设备4。

<显影装置>

随后，将详细地解释用作显影装置的显影设备4的配置。如图4中所示，显影设备4包括外壳30，并且从调色剂加压供应机构60供应的调色剂容纳在该外壳30的内部中。更具体地，在显影设备4中，用于容纳调色剂的部分(显影剂容纳部分)由外壳30形成。

显影设备4包括显影设备螺旋体27、搅拌传送部件26、显影辊6、以及显影刮刀15。用作显影剂保持部分的显影辊6设在从显影设备4排出调色剂并且执行显影的敞开口34(排出路径)中。显影辊6包括在其内部中的显影磁体14。使用显影磁体14的磁吸引力，调色剂承载在辊上，并且调色剂供应到形成于感光鼓1的表面上的静电潜像以显影静电潜像。显影刮刀15限制承载在显影辊6上的调色剂的膜厚度。显影设备螺旋体27设在调色剂供应口29紧下方，并且当显影设备螺旋体27旋转时，显影设备螺旋体27将供应到显影设备4的纵向方向上的一个端侧的调色剂传送到显影设备的纵向方向上(图4A中的箭头Y的方向上)的另一端侧。在调色剂被传送的同时由显影设备螺旋体27传送的调色剂的一部分下落到搅拌传送部件26侧。当搅拌传送部件26旋转时，在调色剂被搅拌的同时调色剂供应到显影辊6。

如图2中所示，均检测调色剂剩余量的调色剂传感器28和调色剂传感器31相应地设在显影设备4中和传送路径32中。在本实施例中，这些调色剂传感器使用磁导率传感器，当在检测表面周围作为磁性物质的调色剂较多时传感器输出高输出电压，当调色剂较少时调色剂传感器输出低输出电压。因此，可以从获得的输出电压检测调色剂剩余量。在本实施例中，磁导率传感器用作调色剂传感器，但是本实施例不限于此，调色剂传感器可以是用于根据调色剂的量给予输出的传感器。

如上所述，如下所述地供应调色剂。当传送路径32中的调色剂传感器31的输出等于或小于预定电压时，根据控制设备55的命令开始调色剂瓶21的旋转。当显影设备4中的调色剂传感器28的输出等于或小于预定电压时，传送路径螺旋体33根据控制设备55的命令旋转以将调色剂供应到显影设备4。

<在用泵进行调色剂供应操作期间调色剂的喷出>

随后，将详细地解释在用泵23进行调色剂供应操作期间调色剂的喷出。图5A和5B是示出在调色剂供应操作之前(图5A)和调色剂供应操作之后(图5B)之后显影设备4中的调色剂的试剂表面的状态的图。根据由泵23的收缩导致的内部压力的变化，调色剂供应到显影设备4，使得如图5A和5B中所示，显影设备4中的调色剂的试剂表面上升，并且显影设备4中的内部压力增加。根据内部压力的变化，空气也供应到显影设备4中，并且因此，显影设备4中的内部压力增加。当如上所述供应调色剂时随着显影设备4中的内部压力增加在显影设备4的内部和外部之间生成空气压力差时，在显影设备4的内部和外部之间的边界处承载在显影辊6上的调色剂可能由于该效应喷出到显影设备4的外部。在该情况下，喷出的调色剂在成像装置A中分散而涂污其它部件和片材，使得这导致图像质量的降低。

所以，在显影设备4中，显影设备4的空间体积被设置成使得随着由于泵23的收缩引起的显影设备4中的内部压力增加而施加到承载在显影辊6上的调色剂的力Fair(在下文中称为喷出力Fair)不大于用显影辊6承载调色剂的力Ftnr(在下文中称为承载力Ftnr)。更具体地，喷出力Fair≤承载力Ftnr成立。因此，可以防止调色剂喷出到显影设备4。在下文中，这将以更具体的方式进行解释。

首先，将解释承载力Ftnr。本文中提及的承载力Ftnr是用显影辊6承载调色剂的力，并且是当喷出力Fair施加到承载在显影辊6上的调色剂时调色剂抵抗喷出力Fair而停留在显影辊6上的力。

如上所述，磁吸引力由于显影磁体14的作用在朝向显影辊6的方向上施加到承载在显影辊6上的调色剂。在该情况下，设N是当认为调色剂喷出到显影设备4外部时在受喷出力Fair的影响最大的区域R中承载在显影辊6上的调色剂的磁吸引力的总和(参见图6)。设μ是承载在区域R上的调色剂的颗粒的摩擦系数。然后，承载力Ftnr可以从以下表达式1导出。

Ftnr＝μN…(表达式1)

严格地说，为了计算承载力Ftnr，需要不仅考虑调色剂颗粒之间的摩擦系数μ，而且还要考虑显影辊6和调色剂之间的摩擦系数。然而，一般而言，显影辊6和调色剂之间的摩擦系数大于调色剂颗粒之间的摩擦系数。所以，承载力Ftnr的计算结果是当摩擦系数最小时获得的计算结果，并且因此，不管是否考虑显影辊6和调色剂之间的摩擦系数，调色剂将不从显影设备4喷出，除非对于该计算结果，调色剂从显影设备4喷出。

在本实施例中，单磁性组分调色剂用作调色剂，但是只要磁吸引力的总和N和调色剂颗粒的摩擦系数是已知的，能够使用其它磁性调色剂，如双磁性组分调色剂等。然而，优选的是使用单磁性组分调色剂，原因是磁吸引力和调色剂量之间的关系是清楚的。

随后，将解释喷出力Fair。如图7中所示，设L(未示出)是调色剂承载区域在显影辊6的轴向方向上的长度，并且设r是承载在显影辊6上的调色剂的厚度。然后，区域R的面积大小为Lr。在该情况下，可以从压力和面积大小的乘积计算施加到区域R的喷出力Fair的大小。所以，当调色剂供应之前显影设备4的内部压力表示为P1，并且调色剂供应之后显影设备4的内部压力表示为P2时，可以从以下表达式2计算喷出力Fair。

Fair＝(P2-P1)Lr…(表达式2)

严格地说，调色剂是颗粒，并且因此，施加到存在于调色剂颗粒之间的空气的力和施加到调色剂颗粒自身的力是不同的。然而，调色剂颗粒由显影磁体14所生成的磁吸引力压缩，并且因此，调色剂颗粒之间的空气量极小。所以，在本实施例中，当考虑喷出力Fair时，仅仅考虑施加到调色剂的力。

所以，在供应调色剂之前显影设备4的内部压力P1被认为处于与大气压相同的状态，原因是设备的内部和外部通风，显影辊6是其间的边界。另一方面，当设V1(在下文中简称为空间体积V1)为在供应调色剂之前不包括容纳在显影设备4中的调色剂体积的空间体积，并且设V2(在下文中简称为空间体积V2)为由于泵23的收缩供应的调色剂和空气的供应体积时，在供应调色剂之后显影设备4的内部压力P2可以基于玻意耳定律从以下表达式3导出。

P2＝P1×V1/(V1-V2)…(表达式3)

在该情况下，在供应调色剂之前显影设备4的内部压力P1被认为处于与大气压相同的状态，如上所述，并且可以事先预测内部压力P1。所以，当空间体积V1和供应体积V2的值改变使得预定量或更少的调色剂容纳在显影设备4中时，可以控制内部压力P2，并且也可以控制喷出力Fair。

如上所述，可以满足关系Ftnr≥Fair，并且这防止调色剂喷出到显影设备4的外部。可以防止调色剂喷出到显影设备4的外部而不使用任何过滤器，并且因此，不必定期替换或维护过滤器，并且可以减小运行成本。此外，即使长时期使用之后也不必考虑过滤器的堵塞，并且可以防止调色剂长时期从显影设备4喷出。

<实验结果>

随后，将用若干类型的显影设备4解释在调色剂供应期间存在/不存在调色剂喷出的实验的结果，在若干类型的显影设备中在调色剂供应期间的供应体积V2相对于在调色剂供应之前的空间体积V1的比率变化。在该实验中，单磁性组分调色剂用作调色剂，并且使用调色剂颗粒之间的摩擦系数为0.55的调色剂。

如图8中所示，在条件1下，调色剂供应期间的供应体积V2相对于调色剂供应之前的空间体积V1为4％。因此，未看到调色剂喷出。在计算结果中，承载力Ftnr>喷出力Fair也成立，并且实验结果匹配计算结果。

随后，在条件2下，调色剂供应期间的供应体积V2相对于调色剂供应之前的空间体积V1为8％。因此，未看到调色剂喷出。在计算结果中，承载力Ftnr>喷出力Fair也成立，并且实验结果匹配计算结果。

随后，在条件3下，调色剂供应期间的供应体积V2相对于调色剂供应之前的空间体积V1为9％。因此，看到调色剂喷出。在计算结果中，承载力Ftnr<喷出力Fair也成立，并且实验结果匹配计算结果。

随后，在条件4下，调色剂供应期间的供应体积V2相对于调色剂供应之前的空间体积V1为20％。因此，看到调色剂喷出。在计算结果中，承载力Ftnr<喷出力Fair也成立，并且实验结果匹配计算结果。

根据以上实验，基于表达式1、2和3满足承载力Ftnr<喷出力Fair的关系，使得确认调色剂不会从显影设备4喷出。当单性磁成分调色剂用作调色剂，并且调色剂颗粒之间的摩擦系数等于或大于0.55时，显影设备4的空间体积V1设置成使得供应体积V2相对于显影设备4的空间体积V1等于或小于8％，使得确认可以防止调色剂从显影设备4喷出而不提供任何过滤器。

在该实验中，泵23的收缩周期为0.3秒。这是由于在收缩周期等于或大于0.3秒的情况下，瞬时施加到调色剂的压力减小，并且因此，调色剂不太可能喷出。所以，优选地以0.3秒或更大的周期的执行泵23的收缩。

随后，将解释通过改变显影设备4中的调色剂体积相对于显影设备4的容量的比率确认在成像期间存在或不存在发生空隙图像的实验的结果。应当注意图像的覆盖率为100％。

如图9中所示，当相对于显影设备4的容量，在显影设备4中的调色剂体积相对于显影设备4的体积的比率为38％时形成图像时，未发生空隙图像现象。

另一方面，当相对于显影设备4的空间体积，在显影设备30中的调色剂体积相对于显影设备4的容量的比率为37％时形成图像时，发生空隙图像现象。

因此，即使在与成像相关的图像的覆盖率最大并且调色剂绝大部分在成像中被消耗的情况下，也发现，当容纳在显影设备4中的调色剂体积相对于显影设备4的容量为38％或更大时不发生空隙图像。所以，调色剂被供应使得显影设备4中的调色剂体积相对于显影设备4的容量为38％或更大，使得这可以防止在成像期间发生图像的空隙图像现象。应当注意，显影设备4的容量包括显影设备4的空间体积和供应到显影设备4的调色剂的体积。

显影设备4的体积为700cm³或更小，可以获得根据本实施例的显影设备4的以上效果，同时显影设备4的尺寸的增加被抑制到最小水平。

在本实施例中，显影设备4配置成附连到成像装置A的主体，但是本发明不限于此。更具体地，即使当根据本实施例的显影设备4用于具有感光鼓、充电辊、显影装置和清洁刮刀并且能够可拆卸地附连到成像装置的处理盒时，也可以获得本发明的效果。

在本实施例中，显影设备4中的空间体积被设置成使得显影剂不会根据由于泵23的膨胀和收缩引起的内部压力的增加而喷出。然而，即使当显影设备4中的空间体积配置成动态可变时也可以获得与以上效果相同的效果，并且显影设备4中的空间体积配置成增加使得即使当由于泵23的膨胀和收缩供应调色剂时内部压力增加，显影剂也不会喷出。

尽管已参考示例性实施例描述了本发明，但是应当理解本发明不限于所公开的示例性实施例。以下权利要求的范围将与最广义解释一致从而涵盖所有这样的修改以及等效结构和功能。

本申请要求2015年10月26日提交的日本专利申请No.2015-209688的权益，上述申请在此通过引用完整地合并于本文中。

Claims (10)

1.一种显影装置，包括：

供应路径，其配置成供应显影剂；

排出路径，其配置成排出从所述供应路径供应的显影剂并且执行显影；

显影剂保持部分，其配置成在所述排出路径处施加用于保持显影剂的预定力；以及

显影剂容纳部分，其容纳从所述供应路径供应的显影剂，并且具有空间体积，使得当在容纳预定量的显影剂的状态下从所述供应路径供应显影剂时，显影剂不会随着所述显影剂容纳部分的内部压力的增加而从由所述显影剂保持部分施加有预定力的所述排出路径喷出。

2.根据权利要求1所述的显影装置，

其中供应到所述供应路径的显影剂伴随着增加所述内部压力的预定压力而被供应。

3.根据权利要求1所述的显影装置，

其中所述显影剂容纳部分的空间体积是不包括容纳在所述显影剂容纳部分中的显影剂体积的空间体积。

4.根据权利要求1所述的显影装置，

其中单磁性组分的显影剂用作显影剂，并且当显影剂的颗粒之间的摩擦系数为0.55或更大时，所述显影剂容纳部分的空间体积是这样的空间体积，使得当容纳预定量的显影剂时所供应的显影剂的体积相对于所述显影剂容纳部分的空间体积为8％或更小。

5.根据权利要求1所述的显影装置，

其中所供应的显影剂的体积是包括与所供应的显影剂一起被供应的空气的体积的体积。

6.根据权利要求1所述的显影装置，

其中在成像期间，容纳在所述显影剂容纳部分中的显影剂的体积相对于所述显影剂容纳部分的容量为38％或更大。

7.根据权利要求1所述的显影装置，

其中所述显影剂容纳部分增加空间体积使得当从所述供应路径供应显影剂时即使当内部压力增加时显影剂也不会从所述排出路径喷出。

8.根据权利要求1所述的显影装置，

其中单磁性组分的显影剂用作显影剂，并且当显影剂的颗粒之间的摩擦系数为0.55或更大时，所述显影剂容纳部分的空间体积是这样的空间体积，使得当容纳预定量的显影剂时所供应的显影剂的体积相对于所述显影剂容纳部分的空间体积为8％或更小，并且所述显影剂容纳部分的容量包括所述显影剂容纳部分的空间体积和容纳在所述显影剂容纳部分中的显影剂的体积。

9.一种附连到成像装置的处理盒，所述成像装置通过将显影剂从显影剂保持部分供应到形成于图像承载部件上的静电潜像而形成图像，所述处理盒包括：

图像承载部件，其具有形成于其上的静电潜像；以及

显影装置，其将显影剂供应到静电潜像，

其中所述显影装置包括：

供应路径，其配置成供应显影剂；

排出路径，其配置成排出从所述供应路径供应的显影剂并且执行显影；

显影剂保持部分，其配置成在所述排出路径处施加用于保持显影剂的预定力；以及

显影剂容纳部分，其容纳从所述供应路径供应的显影剂，并且具有空间体积，使得当在容纳预定量的显影剂的状态下从所述供应路径供应显影剂时，显影剂不会随着所述显影剂容纳部分的内部压力的增加而从由所述显影剂保持部分施加有预定力的所述排出路径喷出。

10.一种成像装置，其通过将显影剂从显影剂保持部分供应到形成于图像承载部件上的静电潜像而形成图像，所述成像装置包括：

处理盒，其具有将显影剂供应到静电潜像的显影装置，并且附连到所述成像装置；以及

显影剂供应部分，其根据由于预定压力引起的内部压力的变化将显影剂供应到所述显影装置，

其中所述显影装置包括：

供应路径，其配置成供应显影剂；

排出路径，其配置成排出从所述供应路径供应的显影剂并且执行显影；

显影剂保持部分，其配置成在所述排出路径处施加用于保持显影剂的预定力；以及

显影剂容纳部分，其容纳从所述供应路径供应的显影剂，并且具有空间体积，使得当在容纳预定量的显影剂的状态下从所述供应路径供应显影剂时，显影剂不会随着所述显影剂容纳部分的内部压力的增加而从由所述显影剂保持部分施加有预定力的所述排出路径喷出。