CN112526849B - 成像单元和成像装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于在成像装置中使用的成像单元，该成像单元包括：感光单元，该感光单元包括图像承载部件；显影单元，该显影单元包括显影剂承载部件和能够容纳显影剂的容器；旋转轴，显影单元绕该旋转轴旋转，并位于显影位置和分离位置中的一个处，在显影位置中，显影剂承载部件将显影剂供给至图像承载部件，在分离位置中，显影剂承载部件与图像承载部件分离；以及检测部分，该检测部分检测与容纳在显影单元中的显影剂的量相对应的变化或量。沿重力方向，旋转轴位于由图像承载部件和显影剂承载部件形成的显影部分的下方，以及其中，当显影单元处于分离位置时，检测部分限制显影单元的旋转，从而从显影单元接收力。以及一种成像装置。

Description

成像单元和成像装置
技术领域
本发明涉及一种成像单元和一种成像装置。
背景技术
在使用电子照相成像方法(电子照相处理)的成像装置(例如打印机)中，当在记录材料上形成图像时，首先，各感光鼓通过充电辊被均匀充电。然后，通过由曝光装置对充电了的感光鼓的选择性曝光，静电潜像形成于感光鼓上。形成于感光鼓上的静电潜像通过使用调色剂的显影装置而显影为调色剂图像。然后，形成于感光鼓上的调色剂图像转印至记录材料(例如记录片材或塑料片材)上。转印至记录材料上的调色剂图像由定影单元加热/加压，以便定影在记录材料上。因此，图像形成在记录材料上。在调色剂图像转印至记录材料上之后，残留在感光鼓上的调色剂通过清洁刮刀而除去。
为了容易维护处理装置(例如感光鼓、充电辊和显影装置)，在这样的成像装置中使用处理盒。处理盒是通过将各处理装置(例如感光鼓、充电辊、清洁刮刀和显影装置)彼此集成在盒中而获得的部件。处理盒能够从成像装置的装置主体拆卸。因此，通过更换处理盒，能够很容易地维护处理装置。
已知这样的成像装置的构造，处理盒能够从该构造中拆卸，并且具有剩余调色剂量检测机构，该剩余调色剂量检测机构能够顺序地检测剩余调色剂的量(专利文献1：日本专利申请公开No.H09-114225)。
在这种成像装置中，显影单元的显影剂承载部件由弹簧始终朝向鼓单元的感光鼓偏压。因此，偏压力、显影单元的重量以及由调色剂的重量确定的按压力从显影剂承载部件施加至感光鼓。专利文献1中的剩余调色剂量检测机构测量按压力，以便检测剩余调色剂的量。
发明内容
专利文献1中的剩余调色剂量检测机构在显影装置的操作过程中顺序地测量来自显影装置的按压力，并基于该按压力来计算剩余调色剂量。然后，剩余调色剂量检测机构显示所计算的剩余调色剂量，以使得用户能够意识到剩余调色剂量。
不过，因为专利文献1中的剩余调色剂量检测机构测量包括调色剂重量的按压力，因此按压力的波动可能影响剩余调色剂量的测量。另外，因为剩余调色剂量检测机构构造成使得，在处理盒中，显影剂承载部件始终由包括调色剂重量的按压力来朝向感光鼓偏压，因此当在框架本体中产生蠕变变形等时，剩余调色剂量的测量可能受到蠕变变形的影响。
本发明考虑到解决上述问题而实现，本发明的目的是提供一种准确测量处理盒中的剩余调色剂量或与该剩余调色剂量相关的值的技术。
本发明提供一种用于在成像装置中使用的成像单元，该成像单元包括：
感光单元，该感光单元包括图像承载部件；
显影单元，该显影单元包括显影剂承载部件和能够容纳显影剂的容器；
旋转轴，显影单元绕该旋转轴旋转，并位于显影位置和分离位置中的一个处，在显影位置中，显影剂承载部件将显影剂供给至图像承载部件，在分离位置中，显影剂承载部件与图像承载部件分离；以及
检测部分，该检测部分检测与容纳在显影单元中的显影剂的量相对应的变化或量；
其中，沿重力方向，旋转轴位于由图像承载部件和显影剂承载部件形成的显影部分的下方，以及
其中，当显影单元处于分离位置时，检测部分限制显影单元的旋转，从而从显影单元接收力。
通过下面参考附图对示例实施例的说明，将清楚本发明的其他特征。
附图说明
图1A是根据第一实施例、在成像期间的剩余调色剂量检测单元的剖视图；
图1B是根据第一实施例、在剩余调色剂量测量期间的剩余调色剂量检测单元的剖视图；
图1C是根据第一实施例、在显影分离期间的剩余调色剂量检测单元的剖视图；
图2是示出根据第一实施例的成像装置的示意构造的剖视图；
图3是根据第一实施例的处理盒的剖视图；
图4A和图4B是根据第一实施例的处理盒从底表面侧和顶表面侧看的透视图；
图5A至图5E是根据第一实施例的剩余调色剂量检测单元的视图；
图6A和图6B是示出根据第一实施例在剩余调色剂量、按压力和脉冲数之间的关系的曲线图；
图7A是根据第二实施例、在成像期间的剩余调色剂量检测单元的剖视图；
图7B是根据第二实施例、在剩余调色剂量测量期间的剩余调色剂量检测单元的剖视图；
图7C是根据第二实施例、在显影分离期间的剩余调色剂量检测单元的剖视图；
图8A是根据第一实施例、在成像期间的剩余调色剂量检测单元的放大图；
图8B是根据第一实施例、在剩余调色剂量测量期间的剩余调色剂量检测单元的放大图；以及
图8C是根据第一实施例、在显影分离期间的剩余调色剂量检测单元的放大图。
具体实施方式
下面将参考附图说明性地详细介绍本发明的优选实施例。不过，在实施例中所描述的部件的尺寸、材料、形状、相对位置等并不意欲限制本发明的范围，除非另外特别说明。
第一实施例
下面将参考图2介绍根据第一实施例的成像装置100的总体构造。图2是示意地示出根据第一实施例的成像装置100的剖视图。在第一实施例中，各处理盒1(成像单元)和各调色剂盒13能够从成像装置100的装置主体101拆卸。
在第一实施例中，第一成像部分至第四成像部分的构造和操作基本相同，除了要形成的图像具有不同的颜色之外。因此，当不需要特别地将各成像部分彼此区分时，第一成像部分至第四成像部分的构造和操作将通过省略标记Y至K来总体介绍。
第一处理盒至第四处理盒1布置成沿水平方向布置。各处理盒1由感光单元4和显影单元6形成。
感光单元4包括：感光鼓7，该感光鼓7用作图像承载部件；充电辊8，该充电辊8用作使得感光鼓7的表面均匀充电的充电装置；以及清洁刮刀10，该清洁刮刀10用作清洁装置。
显影单元6是包括显影辊11和容器的显影装置，显影辊11用作显影剂承载部件，容器能够容纳显影剂T(后面称为调色剂)。显影单元6供给调色剂，以便显影形成在感光鼓7上的静电潜像。感光单元4和显影单元6被支撑为可相对于彼此摆动(可旋转)。
应当注意，第一处理盒1Y在显影单元6中容纳黄色(Y)调色剂。类似地，第二处理盒1M容纳品红色(M)调色剂，第三处理盒1C容纳青色(C)调色剂，且第四处理盒1K容纳黑色(K)调色剂。
各处理盒1能够通过提供于成像装置100中的附接装置(例如附接引导件(未示出)和定位部件(未示出))而从成像装置100拆卸。用于形成静电潜像的扫描仪单元12布置在各处理盒1下方。另外，在成像装置中，废调色剂输送单元23布置在各处理盒1后方(沿安装/拆卸处理盒1的方向在处理盒1的下游)。
第一调色剂盒至第四调色剂盒13布置成沿水平方向以下述顺序布置在处理盒1下方：第一调色剂盒至第四调色剂盒13与容纳在各个处理盒1中的调色剂的颜色相对应。具体地，第一调色剂盒13Y容纳黄色(Y)调色剂。同样，第二调色剂盒13M容纳品红色(M)调色剂，第三调色剂盒13C容纳青色(C)调色剂，第四调色剂盒13K容纳黑色(K)调色剂。各调色剂盒13将调色剂供给至容纳相同颜色调色剂的处理盒1。
当提供在成像装置100的装置主体101中的剩余调色剂量检测单元70(后面将介绍)检测到处理盒1中剩余的调色剂量不足时或者为了保持剩余调色剂量恒定，各调色剂盒13执行重新供给调色剂的操作。调色剂盒13能够通过提供在成像装置100中的附接装置(例如附接引导件(未示出)和定位部件(未示出))而从成像装置100拆卸。应当注意，处理盒1和调色剂盒13的细节将在后面介绍。
第一调色剂输送装置至第四调色剂输送装置14布置在调色剂盒13下方，以便与各个调色剂盒13相对应。各调色剂输送装置14向上输送从相应的调色剂盒13接收的调色剂，以便将调色剂供给至相应显影单元6。
中间转印单元19提供在处理盒1上方，以便用作中间转印部件。第一初次转印部分(成像部分)至第四初次转印部分(成像部分)S1Y至S1K形成在中间转印单元19与第一处理盒至第四处理盒1Y至1K之间。中间转印单元19大致水平地布置且它的初次转印部分S1侧朝下。
面对各感光鼓7的中间转印带18是能够旋转的环形带，该环形带环绕多个卷绕辊张紧地缠绕。初次转印辊20布置在中间转印带18的内表面上，以便用作初次转印部件。各个初次转印辊20经由初次转印辊20和各个感光鼓7之间的中间转印带18而形成初次转印部分S1Y至S1K。
用作二次转印部件的二次转印辊21与中间转印带18接触，以便经由中间转印带18而与面对它的辊一起形成二次转印部分S2。另外，沿左右方向(中间转印部分S2和中间转印带18张紧地延伸的方向)，中间转印带清洁单元22布置成与二次转印部分S2相对。
定影单元25布置在中间转印单元19的上方。定影单元构造成包括加热单元26和压辊27，该压辊27将与加热单元按压接触。排出托盘32布置在装置主体101的上表面上。废调色剂收集容器24布置在排出托盘32与中间转印单元之间。用于容纳记录材料3的供纸托盘2布置在装置主体101的最下侧部分中。
成像装置100包括控制部分120。控制部分120经由未示出的控制线而与各部件连接，以便响应来自用户的指令或来自存储器中开发的程序的指令根据图像数据等来控制与成像操作相关的操作定时并执行用于形成图像的操作。控制部分120还可以执行根据本发明的各种算术处理(例如，计算按压力或剩余调色剂量)。具有算术资源(例如处理器和存储器)的处理装置能够用作控制部分120。
成像装置100包括电源部分150。电源部分150是高压电源装置，并供给驱动装置所需的电力。成像装置100包括驱动部分170。驱动部分170是包括用于将电力转变成驱动力的马达等的驱动机构，并用作用于各种辊的旋转等的动力源。
成像处理
下面将参考图2和图3介绍在成像装置100中的成像操作。
图3是根据第一实施例的各处理盒1的剖视图。
在成像过程中，各感光鼓7被驱动以沿图3中的箭头A表示的方向以预定速度旋转。中间转印带18被驱动以沿图2中的箭头B表示的方向(相对于感光鼓7的旋转方向的向前方向)旋转。
首先，各感光鼓7的表面通过充电辊8被均匀充电。然后，从扫描仪单元12发射的激光扫描/曝光感光鼓7的表面，以便在感光鼓7上形成基于图像信息的静电潜像。形成在感光鼓7上的静电潜像通过显影单元6而显影成调色剂图像。这时，显影单元6由提供在成像装置100的主体中的显影/按压单元38中的相应一个按压。然后，形成在感光鼓7上的调色剂图像通过初次转印辊20初次转印至中间转印带18上。显影/按压单元38在图中向右运动，以便按压显影单元6，产生的按压力使得显影辊11与感光鼓7接触。
例如，在形成全色图像的过程中，上述处理在第一至第四初次转印部分(成像部分)S1Y至S1K中顺序执行。结果，各个颜色的调色剂图像顺序堆叠在中间转印带18上。
同时，与中间转印带18的运动同步地，容纳在供纸托盘2中的记录材料3在预定的控制定时进给以便输送至二次转印部分S2。然后，中间转印带18上的四个颜色的调色剂图像通过二次转印辊21同时二次转印至记录材料3上，二次转印辊21隔着记录材料3与中间转印带18接触。
然后，上面转印有调色剂图像的记录材料3输送至定影单元25。通过在定影单元25中对记录材料3的加热/按压，调色剂图像被定影在记录材料3上。然后，具有定影了的调色剂图像的记录材料3输送至排出托盘32，从而完成成像操作。
在初次转印步骤后残留在感光鼓7上的初次转印后残留调色剂(废调色剂)通过清洁刮刀10而除去。在二次转印步骤后残留在中间转印带18上的二次转印后残留调色剂(废调色剂)通过中间转印带清洁单元22而除去。由清洁刮刀10和中间转印带清洁单元22除去的废调色剂通过提供在装置主体101中的废调色剂输送单元23输送并储存在废调色剂收集容器24中。应当注意，成像装置100构造成还能够通过使用所希望的仅一个或一些(不是全部)成像部分来形成单色或多色图像。
处理盒
下面将参考图3、图4A和图4B介绍根据第一实施例的、要附接至成像装置100的各处理盒1的总体构造。图4A是处理盒1从底表面侧看的透视图。图4B是处理盒1从顶表面侧看的透视图。
各处理盒1由感光单元4和显影单元6来形成。感光单元4和显影单元6连接成可绕旋转支撑销30(旋转轴)摆动(可旋转)。
感光单元4包括感光单元框架本体5，该感光单元框架本体5支撑感光单元4中的各种部件。感光单元4内部不仅提供有感光鼓7、充电辊8和清洁刮刀10，还提供有废调色剂输送螺杆15，废调色剂输送螺杆15沿与感光鼓7的旋转轴线方向平行的方向延伸。在感光单元框架本体5中，清洁轴承33布置在感光单元4的两个纵向端部处，清洁轴承33包括一排清洁齿轮，用于可旋转地支撑感光鼓7以及从感光鼓向废调色剂输送螺杆15传递驱动。
提供在感光单元4中的充电辊8由布置在充电辊8两端处的充电辊按压弹簧36沿朝向感光鼓7的方向(箭头C表示的方向)偏压。充电辊8设置成跟随感光鼓7运动。当在成像过程中感光鼓7被驱动以沿由箭头A表示的方向旋转时，充电辊8沿由箭头D表示的方向(感光鼓7的旋转的向前方向)旋转。
提供在各感光单元4中的清洁刮刀10包括：弹性部件10a，用于除去在初次转印后残留在感光鼓7的表面上的转印后残留调色剂(废调色剂)；以及支撑部件10b，用于支撑弹性部件10a。由清洁刮刀10从感光鼓7的表面上除去的废调色剂容纳在由清洁刮刀10和感光单元框架本体5形成的废调色剂容纳腔室9中。容纳在废调色剂容纳腔室9中的废调色剂通过布置在废调色剂容纳腔室9中的废调色剂输送螺杆15而输送至成像装置100的后侧(沿安装/拆卸处理盒1的方向在下游)。输送来的废调色剂从废调色剂排出部分35排出，并传送至成像装置100的废调色剂输送单元23。
显影单元6包括显影框架本体16，显影框架本体16支撑显影单元6中的各种部件。显影框架本体16分成显影腔室16a和调色剂容纳腔室16b，显影辊11和供给辊17提供在显影腔室16a中，调色剂容纳在调色剂容纳腔室16b中，搅拌部件29设在调色剂容纳腔室中。
显影辊11、供给辊17和显影刮刀28提供在显影腔室16a中。显影辊11承载调色剂，在成像过程中沿箭头E表示的方向旋转，并与感光鼓7接触，以便将调色剂输送至感光鼓7。显影辊11在它沿纵向方向的两端部分处以能够通过显影轴承单元34而旋转的方式由显影框架本体16支撑。
欧式(Oldham)单元50布置在显影单元6的显影轴承单元34中，以便从装置主体101接收驱动力以及将该驱动力传递给供给辊17和显影辊11。欧式单元50用作从装置主体101接收驱动力的驱动接口。欧式单元50由未示出的弹簧朝向感光单元框架本体5(清洁轴承33)偏压。当感光单元框架本体5被定位时，感光单元框架本体5的反作用力起作用，使得显影单元6旋转以与感光单元框架本体5分离。不过，与当显影单元6由于它的重量而绕旋转支撑销30旋转时的转动力矩相比，该反作用力的量非常小，且不管剩余调色剂的重量如何都是恒定的。因此，反作用力不影响由剩余调色剂量检测单元70对剩余调色剂量的检测。
供给辊17在与显影辊11接触的同时以能够通过显影轴承单元34而旋转的方式由显影框架本体16支撑，并在成像时沿箭头F表示的方向旋转。另外，显影刮刀28布置成与显影辊11的表面接触，显影刮刀28用作控制在显影辊11上形成的调色剂层厚度的层厚度控制部件。
搅拌部件29提供在调色剂容纳腔室16b中，以便搅拌所容纳的调色剂，还经由显影腔室连通口16c而将调色剂输送至供给辊17。搅拌部件29包括与显影辊11的旋转轴线方向平行的旋转轴29a以及用作输送部件的搅拌片29b(该搅拌片29b为挠性片)。各搅拌片29b的一端附接至旋转轴29a，另一端用作自由端。旋转轴29a旋转，以使得各搅拌片29b沿由箭头G表示的方向旋转，因此，调色剂由搅拌片29b搅拌。
显影单元6具有与各显影腔室16a和调色剂容纳腔室16b连通的显影腔室连通口16c。在第一实施例中，当显影单元6处于正常使用位置(在使用期间的位置)时，显影腔室16a位于调色剂容纳腔室16b的上方。调色剂容纳腔室16b中的、已经由搅拌部件29泵送的调色剂通过显影腔室连通口16c而供给至显影腔室16a。
在显影单元6中，接收口40沿安装/拆卸方向提供在它的下游端中。可沿前后方向运动的调色剂接收口闸板41和接收口密封部件45布置在调色剂接收口40的上方。当处理盒1未附接至成像装置100时，调色剂接收口40由接收口闸板41关闭。接收口闸板41构造成与安装/拆卸处理盒1的操作相关联地操作，并朝向成像装置100被偏压以便打开。
接收输送路径42设置成与调色剂接收口40连通。接收输送螺杆43布置在接收输送路径42的内部。另外，用于向调色剂容纳腔室16b供给调色剂的容纳腔室连通口44提供在显影单元6的纵向中部附近，以便在接收输送路径42和调色剂容纳腔室16b之间提供连通。接收输送螺杆平行于显影辊11和供给辊17的旋转轴线的相应方向延伸，以便将从调色剂接收口40接收的调色剂经由容纳腔室连通口44而输送至调色剂容纳腔室16b。
在显影单元6中，重心W由箭头指示。重心W相对于旋转支撑销30存在于调色剂容纳腔室16b中。另外，对置接触部分37布置成与提供在成像装置100中的剩余调色剂量检测单元70(后面将介绍)相接触。
可以说，当显影辊11和感光鼓7接触时，显影辊11和感光鼓7均处于能够进行显影的显影位置。这时，显影辊11和感光鼓7接触的相应部分称为显影部分。同时，当显影辊11和感光鼓7均处于显影辊11和感光鼓7彼此分离的分离位置时，根据本发明能够检测与调色剂的重量相对应的力的大小。
各自用于确定显影辊11和感光鼓7彼此分离的分离位置的被限制部分60和限制用部分61分别提供在显影单元6的显影轴承单元34和感光单元框架本体5中。当显影辊11和感光鼓7彼此分离时，被限制部分60与预先定位的感光单元框架本体5的限制用部分61接触，以便确定显影辊11相对于感光鼓7的分离位置。
这里，优选地，旋转支撑销30沿重力方向位于显影部分的下方。当由显影单元6施加在感光单元4上的偏压力去除时，显影单元6由于它的重量而绕旋转支撑销30旋转，从而位于分离位置。因此，施加在剩余调色剂量检测单元70上的力与基于调色剂和容器(偏压力已经从该容器上去除)的相应重量的力相对应。
重心W的位置需要沿水平方向位于旋转支撑销30的下游，该水平方向垂直于重力方向，显影辊11在与感光鼓分离的同时沿该水平方向运动。换句话说，沿上述水平方向，重心W的位置比旋转支撑销30的位置更远离显影部分。相反，沿上述水平方向，旋转支撑销30的位置比重心W的位置更靠近显影部分。因此，当重力作用在容纳调色剂的显影单元6上使得显影单元6绕旋转支撑销30运动并使得显影辊11与感光鼓7分离时，剩余调色剂量检测单元70接收来自显影单元6的力。所接收的力源自于与剩余调色剂量相对应的力矩。剩余调色剂量检测单元70在物理上根据所接收的力的大小而改变，并检测产生的变化。
应当注意，在图3中，旋转支撑销30(旋转轴)沿与重力方向垂直的水平方向位于显影部分的位置和显影单元6的重心W的位置之间。同时，施加在上述欧式单元50上的偏压力的作用是增加由于从清洁轴承33接收的反作用力引起的力矩所产生的力。不管调色剂的重量如何，该偏压力都恒定。
剩余调色剂量检测单元的构造
下面参考图1A至图1C、图5A至图5E以及图8A至图8C介绍剩余调色剂量检测单元70(检测部分)的构造。图1A是在根据第一实施例的处理盒中在成像期间剩余调色剂量检测单元的剖视图。图1B是在根据第一实施例的处理盒中在测量剩余调色剂量期间剩余调色剂量检测单元的剖视图。图1C是在根据第一实施例的处理盒中在完全显影分离期间剩余调色剂量检测单元的剖视图。
图5A是根据第一实施例的剩余调色剂量检测单元的第一透视图。
图5B是在第一实施例中的剩余调色剂量检测单元的第一侧视图。图5C是根据第一实施例的剩余调色剂量检测单元的俯视图(平面图)。图5D是根据第一实施例的剩余调色剂量检测单元在沿与图5A中不同的方向看时的第二透视图。图5E是根据第一实施例的剩余调色剂量检测单元在沿与图5B相反的方向看时的第二侧视图。
图8A是在根据第一实施例的处理盒中在成像期间剩余调色剂量检测单元的放大图。图8B是在根据第一实施例的处理盒中在测量剩余调色剂量期间剩余调色剂量检测单元的放大图。图8C是在根据第一实施例的处理盒中在显影分离期间剩余调色剂量检测单元的放大图。
如图5A中所示，剩余调色剂量检测单元70构造成包括检测杆71、保持器部件72、弹簧73、狭缝部分74(光学检测部件)和传感器部分75(光学传感器)。如图5B和图5E中所示，传感器部分75构造成包括光发射部分75a和光接收部分75b。
如从在图1A和图1C之间进行的比较可见，检测杆71被保持为能够相对于保持器部件72绕旋转轴71b旋转。如图8A至图8C中所示，弹簧73布置在检测杆71的凸台71c和保持器部件72的凸台72b之间。这时，通过弹簧73的偏压力P，检测杆71始终朝向保持器部件72的抵靠部分72a被偏压。
还如图5B、图5D和图5E中所示，片状狭缝部分74附接至检测杆71的末端，以便延伸穿过布置在保持器部件72上的传感器部分75的光发射部分75a和光接收部分75b。
通过将传感器部分75与狭缝部分74组合，能够通过由光接收部分75b接收的光由于经过线而被阻挡的次数来测量由于检测杆71的旋转而引起的检测杆71的机械位置变化，并允许控制部分120检测检测杆71的变化(位置改变信息)。
狭缝部分74是透明的板状/片状部件，与Z方向平行的黑线以预定间隔印刷在该板状/片状部件上。狭缝部分74上的线的颜色并不局限于黑色，只要呈足以阻挡光的颜色的多个线提供在平面部件上并且沿与显影单元运动所沿方向交叉的方向以预定间隔间隔开即可。在分离状态中，狭缝部分74和传感器部分75之间的相对位置关系随着包括调色剂的显影单元的重量大小而变化。
剩余调色剂量的检测
下面将参考图1A至图1C、图2、图6A和图6B以及图8A至图8C介绍剩余调色剂量的检测。图6A是示出根据第一实施例在显影剂容纳腔室中的剩余调色剂量(g)和施加在显影单元的对置接触表面上的按压力(N)之间的关系的曲线图。图6B是示出根据第一实施例在施加于显影单元的对置接触表面上的按压力(N)和作为来自剩余调色剂量检测单元的返回值的脉冲数之间的关系的曲线图。脉冲数与随着检测杆71旋转重复执行的光阻挡和光透射的次数相对应，其中，光阻挡是狭缝部分74的黑线部分阻挡由光接收部分75b接收光的过程，光透射是狭缝部分74的透明部分透射光的过程。控制部分120检测重复次数的值，以便能够检测检测杆71的变化(位置改变信息)。图6A和图6B中所示的关系可以以例如公式或表格的形式合适地存储在控制部分120的存储器中，以便可用于由控制部分120执行的算术处理。
如由图6A和图6B可见，具体脉冲数对应于剩余调色剂量(用作要检测的量)。通过检测该具体脉冲数，当检测到预定剩余调色剂量时，控制部分120能够执行响应处理。当检测到预定剩余调色剂量时的响应处理的实例包括剩余调色剂量的报告、调色剂重新供给等。
如图2中所示，在处理盒1中在成像期间，各显影单元6由提供在成像装置100主体中的显影/按压单元38按压，同时显影辊11与感光鼓7接触。
这时，如图1A和图8A中所示，在剩余调色剂量检测单元70的检测杆71的接触部分71a与显影单元6的对置接触部分37(各自提供于成像装置100主体中)之间存在间隙。
在成像处理结束的同时，释放由提供于上述成像装置100主体中的各显影/按压单元38进行的按压，由显影辊11对感光鼓7的偏压消除。因此，由于显影单元6的重量，显影单元6绕旋转支撑销30沿显影辊11与感光鼓7分离的方向摆动(旋转)。这时，如图1B和图8B中所示，提供在成像装置100主体中的剩余调色剂量检测单元70的检测杆71的接触部分71a与提供在成像装置100主体中的显影单元6的对置接触部分37相接触。如前所述，由接触部分71a接收的力具有与显影单元6(包括调色剂容纳腔室16b中的剩余调色剂量)的重心W的量相对应的值。当重心W的量越大时，由于显影单元6而引起的转动力矩相应越大。
然后，检测杆71开始绕旋转轴71b旋转，在施加于显影单元6的对置接触部分37上的按压力与由弹簧73施加的偏压力P平衡的位置处停止旋转。这时，在被限制部分60和限制用部分61之间存在间隙。
换句话说，这时，在当显影单元6绕旋转轴旋转时产生的力矩与由接触部分71a对显影单元6的按压所产生的力矩之间建立平衡。因此，剩余调色剂量检测单元70测量这时施加的力作为检测杆71的位置的变化。
如图6A中所示，调色剂容纳腔室16b中的剩余调色剂量和施加在显影单元6的对置接触部分37上的按压力之间具有相关性。当调色剂容纳腔室16b中的剩余调色剂量增加时，施加在显影单元6的对置接触部分37上的按压力也增加，与之平衡的偏压力P也增加。
这时，控制部分120根据来自传感器部分75的输出信号而对附接至检测杆71的末端的狭缝部分74上所经过的黑线数进行计数，并计算脉冲数计算作为返回值。
如图6B中所示，施加在显影单元6的对置接触部分37上的按压力和与狭缝部分74上所经过的黑线数相对应的脉冲数之间具有相关性。因此，通过使用图6A和图6B中所示的关系，控制部分120能够计算调色剂容纳腔室16b中的剩余调色剂量。然后，当根据所计算的剩余调色剂量检测到预定的剩余调色剂量时，控制部分120执行响应处理。因为预定的剩余调色剂量与预定的脉冲数相对应，因此控制部分120还可以在不计算剩余调色剂量的情况下响应于预定脉冲数的检测而执行上述响应处理。
当剩余调色剂量的检测结束时，如图1C和图8C中所示，提供在成像装置100主体中的凸轮机构(未示出)使得检测杆71沿由箭头R表示的方向退回。这提供了这样的位置关系：检测杆71的接触部分71a不与显影单元6的对置接触部分37接触。由于检测杆71这样退回至检测杆71的接触部分71a不与显影单元6的对置接触部分37接触的位置，因此能够在处理盒1中可靠地执行使得感光鼓7与显影辊11分离的操作。另外，处理盒1附接在成像装置100主体/从成像装置100主体中装卸处理盒1将不再中断，能够防止对检测杆71等的损坏。这时，被限制部分60和限制用部分61接触，确定显影辊11和感光鼓7彼此分离的分离位置。当假定图1B和图8B中所示的分离量(显影单元6相对于感光单元4的旋转量)是第一分离量，图1C和图8C中的分离量是第二分离量时，建立由第一分离量<第二分离量而给出的关系。
因此，根据第一实施例，当检测处理盒中的剩余调色剂量时，由显影/按压单元38进行的按压取消，检测由于容纳剩余调色剂的容器的重量而产生的压力。因此，能够消除基于弹簧偏压(该弹簧偏压施加在压力测量部上)的按压的影响，精确测量剩余调色剂量。
尽管第一实施例通过实例介绍了一种测量方法，其中，各自附接至剩余调色剂量检测单元的检测杆上的狭缝部分和传感器测量显影单元的对置接触部分的运动量以便测量剩余调色剂量，但是用于测量运动量的措施并不局限于此。在用于测量运动量的光学方法的另一实例中，也可以使用光电传感器等来检测显影单元的运动。可选地，也可以使用除了光学方法之外的方法。
换句话说，剩余调色剂量检测单元可以具有任何构造，只要剩余调色剂量检测单元能够检测由剩余调色剂量确定的变化或与剩余调色剂量相关的值即可。在具有上述狭缝部分和光学传感器的构造中，由光学传感器检测的、狭缝部分中的狭缝数量可以合适地用作所述变化，或者可选地，基于狭缝数量的按压力也可以用作所述变化。
第二实施例
下面将参考附图介绍第二实施例的形式。
应当注意，在第二实施例中，将详细介绍与上述第一实施例中不同的部分。除非另外特别说明，否则材料、形状等与上述第一实施例中相同。这些部分给出相同的附图标记，并省略它们的详细说明。
剩余调色剂量检测单元的构造
下面参考图7A至图7C介绍剩余调色剂量检测单元80的构造。图7A是在根据第二实施例的处理盒中在成像期间剩余调色剂量检测单元的剖视图。图7B是在根据第二实施例的处理盒中在测量剩余调色剂量期间剩余调色剂量检测单元的剖视图。图7C是在根据第二实施例的处理盒中在显影分离期间剩余调色剂量检测单元的剖视图。
如图7A至图7C中所示，剩余调色剂量检测单元80构造成包括负载传感器81、基部82和保持器部件83。作为负载传感器81的实例，能够使用负载单元(负载转换器)，该负载单元检测由内部结构中的在负载作用下形成的应变而导致的电阻变化。电阻值和负载之间的关系也可以作为公式或表格而存储在控制部分120的存储器中。
不过，安装负载传感器的方法没有特别限制。根据所需性能、使用环境或成本，不仅可以合适地选择量表类型(例如半导体量表类型或应变量表类型)的负载传感器，还可以合适地选择静电电容类型的负载传感器、使用膜片的负载传感器等。
剩余调色剂量的检测
下面将参考图2和图7A至图7C介绍剩余调色剂量的检测。
如图2中所示，在处理盒1中在成像期间，各显影单元6由提供在成像装置100主体中的显影/按压单元38按压，同时显影辊11与感光鼓7接触。
在第二实施例中，这时，如图7A中所示，在提供于成像装置100主体中的剩余调色剂量检测单元80的负载传感器81与显影单元6的对置接触部分37之间存在间隙。
在成像处理结束的同时，释放由提供在上述成像装置100主体中的各显影/按压单元38进行的按压，显影辊11对感光鼓7的偏压消除。因此，由于显影单元6的重量，该显影单元6绕旋转支撑销30沿显影辊11与感光鼓7分离的方向摆动。这时，如图7B中所示，提供在成像装置100主体中的剩余调色剂量检测单元80的负载传感器81与显影单元6的对置接触部分37接触。
然后，负载传感器81测量施加在显影单元6的对置接触部分上的按压力(负载)。
这时，控制部分120计算与按压力相对应的剩余调色剂量。按压力和剩余调色剂量之间的关系也可以以公式或表格的形式预先存储在包含于控制部分120中的存储器中。
如图7C中所示，当剩余调色剂量的检测结束时，负载传感器81通过包含在成像装置100主体中的凸轮机构(未示出)而退回至使得负载传感器81和显影单元6的对置接触部分37并不彼此接触的位置。由于负载传感器81退回至使得负载传感器81和显影单元6的对置接触部分37并不彼此接触的位置，因此能够在处理盒1中可靠地进行使得感光鼓7和显影辊11彼此分离的操作。另外，能够防止对负载传感器81等的损坏，且不会中断处理盒1附接至成像装置100主体/从成像装置100主体拆卸处理盒1。
因此，根据第二实施例，也能够精确地检测处理盒中剩余的调色剂量。
尽管通过实例介绍了第二实施例，但是其中剩余调色剂量检测单元的负载传感器测量施加在显影单元的对置接触部分上的按压力和计算剩余调色剂量的测量方法、用于测量按压力的措施并不局限于此。例如，代替负载传感器，也可以使用测量拉出力或摩擦力、计算按压力和测量剩余调色剂量等的措施。例如，在根据第二实施例的构造中，由负载传感器测量的负载用作与剩余调色剂量相对应的变化或值。
尽管已经参考示例实施例介绍了本发明，但是应当理解，本发明并不局限于所公开的示例实施例。下面的权利要求的范围应当根据最广义的解释，以便包含所有这些变化形式以及等效的结构和功能。

Claims (11)

1.一种用于在成像装置中使用的成像单元，该成像单元包括：
感光单元，该感光单元包括图像承载部件；
显影单元，该显影单元包括显影剂承载部件和能够容纳显影剂的容器；
旋转轴，显影单元绕该旋转轴旋转，并位于显影位置和分离位置中的一个处，在显影位置中，显影剂承载部件将显影剂供给至图像承载部件，在分离位置中，显影剂承载部件与图像承载部件分离；以及
检测部分，该检测部分检测与容纳在显影单元中的显影剂的量相对应的变化或量；
其中，沿重力方向，旋转轴位于由图像承载部件和显影剂承载部件形成的显影部分的下方，以及
其中，当显影单元处于分离位置时，检测部分限制显影单元的旋转，从而从显影单元接收力。
2.根据权利要求1所述的成像单元，其中：沿与重力方向垂直的水平方向，显影单元的重心位置离显影部分比离旋转轴的位置更远。
3.根据权利要求1所述的成像单元，其中：当所述显影单元处于分离位置时，检测部分限制显影单元的旋转，从而接收基于作用在显影单元上的重力的力。
4.根据权利要求1所述的成像单元，其中：
检测部分具有接触部分，而显影单元具有对置接触部分，当显影单元旋转时，对置接触部分与接触部分接触，以及
检测部分提供在成像装置的装置主体中，当接触部分与对置接触部分接触时，检测部分检测基于由显影单元施加的力的变化或量。
5.根据权利要求4所述的成像单元，其中：检测部分通过光学方法来检测显影单元的运动量，以便使用所检测的运动量作为所述变化。
6.根据权利要求5所述的成像单元，其中：
检测部分包括：光学检测部件，该光学检测部件沿与显影单元旋转的方向交叉的方向设置有多个线；以及光学传感器，所述光学检测部件和光学传感器之间的相对位置关系随着显影单元的旋转而变化，以及
光学传感器计算当显影单元由于它的重量而旋转时所经过的线的数量，并使用所计算的线的数量作为所述变化。
7.根据权利要求5所述的成像单元，其中：检测部分检测由显影单元施加在检测部分上的负载，并使用所检测的负载作为所述量。
8.根据权利要求7所述的成像单元，其中：检测部分是负载单元，该负载单元检测由对置接触部分施加在接触部分上的负载。
9.根据权利要求1所述的成像单元，还包括：控制部分，该控制部分基于由检测部分检测到的所述变化或量来计算剩余调色剂量，该剩余调色剂量是容纳在显影单元中的显影剂的量。
10.根据权利要求1所述的成像单元，旋转轴将显影单元与感光单元可旋转地连接。
11.一种成像装置，包括：
成像单元，该成像单元通过使用显影剂来显影形成在图像承载部件上的静电潜像；以及
转印部分，该转印部分将由成像单元显影的图像转印至记录材料上；
成像单元是根据权利要求1至10中任意一项所述的成像单元。
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