CN1460899A - 显影装置 - Google Patents

Abstract

一种显影装置，包括：利用含有调色剂和载体的显影剂在显影部上将形成在图像载体上的静电像显影的多个显影器；搭载有多个显影器、在含有显影部的路径上旋转的旋转体；设置在旋转体内、容纳伴随着显影剂的补充从显影器排出的剩余显影剂的容纳管；其中，实质上不可旋转地设置容纳管，利用旋转体的旋转搬运容纳管内的显影剂。

Description

显影装置

技术领域

本发明涉及用于采用电子照相方式及静电记录方式等的复印机、打印机、传真机等的显影装置。

背景技术

一般地，在多色成像中，采用在感光体上依次形成多种颜色的调色剂像，将该多色的调色剂像依次或者一并在纸张等的转印媒体上叠合的方法。在像这种多色成像装置中，例如，由现有技术提出了在转动型显影体上安装黑色、黄色、品红、青色各种颜色用的显影器，通过使该旋转显影体旋转，使必要的显影器依次移动到与作为图像载体的感光体的相向显影位置上进行显影动作的所谓的旋转显影方式的方案，并已实用化。

另一方面，在现有技术的电子照相方式的成像装置中，其中，特别是在进行具有彩色的成像的多色成像装置中，广泛采用将非磁性调色剂和磁性载体混合作为显影剂使用的双组分显影方式。双组分显影方式与现在提出的其它显影方式相比较，具有图像质量的稳定性好，装置的耐久性强等优点，另一方面，由于经过长时间会引起的显影剂的恶化，特别是，载体的恶化是不可避免的，所以，随着多色成像装置的长时间使用，有必要进行显影剂的更换作业，因此，会导致服务成本及运行成本的增大。

在现有技术中，提出了几种解决这样的问题的方法。例如，将能够进行更换的显影剂补充盒装到显影器上，进行含有调色剂和载体的显影剂的补充和显影剂回收的显影器(参照日本专利公报特开平6-308829号)。

但是，在这种显影器中，由于采用使用多个螺旋、将从显影器中溢出的显影剂回收到显影剂补充盒内的构造，所以，装置变得庞大，控制机构也变得复杂。此外，当把这样构成的显影器及显影剂补充盒装配到转动型显影体上时，转动型显影体的直径变大，多色成像装置变大。进而，显影剂的搬运路径复杂，在使之旋转时，显影剂有泄漏的危险。

因此，特别是在旋转显影方式中，利用伴随转动型显影体的旋转运动的重力作用方向的变化，向显影器补充双组分显影剂，并且，从显影器排出双组分显影剂，显影剂排出方式已经实用化(日本专利公报特开平9-218575号)。

另一方面，在日本专利公报特开平10-142888号中的构成如下，在显影器与感光滚筒相向的显影位置上，将从显影容器中排出的显影剂暂时贮存在贮存部，利用因转动型显影体的旋转引起的重力的作用方向的变化，向转动型显影体中心的圆筒轴搬运，利用圆筒轴内的显影剂搬运部件，在设于圆筒轴轴端的显影剂回收容器内进行最终回收。即，由于和日本专利公报特开平9-218575号提出的多色成像装置一样，利用转动型显影体特有的运动，进行显影剂的排出，所以，不会招致多色成像装置的大型化，防止载体的带电能力的下降，并且，在连续形成单色图像时，不必停止显影动作，在显影位置将显影器内剩余的显影剂排出到显影器外的贮存部，由于上述构成，所以不会降低图像生产率，将显影器内的显影剂的量保持在允许值之内。

此外，在日本专利公报特开平11-249418号中，如图6所示，提出了一种利用由转动型显影体的旋转引起的重力方向的变化可以回收的搬运部的例子，该搬运部用于向转动型显影体中心的圆筒轴搬运剩余显影剂。在该方案中公开，在以和该转动型显影体成一体旋转的方式设置的该圆筒轴内部配置螺旋推运器，通过利用驱动马达旋转驱动该螺旋推运器，搬运该圆筒轴内的剩余显影剂。

但是，在现有技术例中，存在着下面指出的课题。

近年来，全色复印机/打印机的市场扩大，可以认为在对各种功能的要求中，具有装置小型化和低成本化、追求高图像生产率的多色成像装置的大量产品化，是今后市场的主流之一。

在这种情况下，很明显，结构简单，不会导致多色成像装置的大型化及成本升高，防止载体的带电能力降低，抑制服务成本和运行成本的提高，进行含有调色剂和载体的显影剂的补充和剩余的双组分显影剂的回收的显影器的技术，在今后，作为重要的技术会占有很重要的地位。

因此，如现有技术例(日本专利公报特开平10-142888号、特开平11-249418号)所示的在转动型显影体中心部一并回收、向转动型显影体外部排出的方法，可以使显影器中恶化的剩余显影剂集中在一个部位，不必对各显影器恶化的剩余显影剂分别单独处理，可以说是一种希望在今后进一步进行技术展开的方法。

但是，由于在这些日本专利公报特开平10-142888号记载的多色成像装置及特开平11-249418号中记载的多色成像装置中，都是从外部旋转驱动输入配置在设于转动型显影体内部的中心轴附近的圆筒轴上的螺旋的结构，所以，装置本体的驱动系统变得复杂，由驱动列部分导致成本上升。

特别当考虑到剩余显影剂向圆筒轴部的排出是在显影过程当中时，可以说旋转搬运螺旋在连续制作图像的动作过程当中是最合适的，但是，要实现这一点，需要将从显影驱动马达的驱动系统经由驱动列输入搬运螺旋的驱动。因此，要么驱动系统变得复杂其运转麻烦，要么由于零件数目的增加导致成本提高。

此外，作为另外一种方法，考虑将旋转驱动旋转型显影体的驱动系统分组驱动输入该搬运螺旋的方法，但是，由于该旋转型显影体的旋转马达以高速旋转驱动惯性重量非常大的转动型显影体，所以，在大多数情况下，几乎不用大型的步进马达得到减速比而是直接驱动传达给转动型显影体的大直径齿轮。从而，在很多情况下，为了利用该驱动系统回转驱动，驱动上述搬运螺旋，在设计上都比较困难，在实现时，还是不能防止装置的复杂化和成本的上升。

因此，在现有技术例中描述的日本专利公报特开平11-249418号中公开的利用转动型显影体的旋转运动将上述中心圆筒轴内部恶化的剩余显影剂排出到该转动型显影体外部的方法简单，不会引起多色成像装置的大型化和成本增加，作为有效的技术引起了人们的注意。但是，在这些日本专利公报特开平10-142888号中记载的多色成像装置及特开平11-249418号中记载的多色成像装置中，由于如果不把该圆筒轴的剩余显影剂回收口配置在该圆筒轴的圆筒面上的话，就不能进行回收，所以，在圆筒轴的内壁上设置螺旋状的槽，当使之与转动型显影体成一体旋转时，该回收口也一起旋转，不能回收剩余显影剂。

此外，在将搬运螺旋的一个端部固定设置在设于本体侧板的驱动单元上、利用转动型显影体的旋转运动进行搬运的方法中，由于也还是必须使该圆筒轴旋转，而且其搬运性能不足，所以利用这些旋转型显影体的旋转运动的搬运方法不能应用于实际的产品中。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以以简单构成搬运容纳管内的剩余显影剂的显影装置。

本发明的进一步的目的通过参照附图阅读下面的详细说明，会变得清楚。

附图说明

图1是表示本发明实施例中的具备转动型显影体支承框体的多色成像装置的一个例子的剖面主视图。

图2是说明本发明实施例中的转动型显影体的主要部分构成的正视图。

图3A、3B和3C是说明本发明实施例中的色彩用显影器的剩余显影剂排出动作的说明图。

图4是说明本发明实施例中的转动型显影体内部的剩余显影剂搬运机构的主要部分构成的立体图。

图5是说明本发明实施例中的转动型显影体内部的剩余显影剂搬运机构的俯视图。

图6是说明现有技术的转动型显影体的主要部分的图。

具体实施方式

图1是表示具备可以适用本发明的转动型显影体的多色成像装置(彩色复印机)的一个例子的图。

图1所示的装置本体200是具有作为根据本实施例的转动型显影体的旋转式显影器201的多色成像装置。

在装置本体200中，具有原稿载置台206、光源207-1、透镜系统208、给纸部209、成像部202等。给纸部209容纳转印材料，具有可在装置本体200上自由拆装的盒210、211和手动盒212、从这些盒210、211及手动盒212供应转印材料。在成像部202内，分别配置单独构成的黑色显影器203、圆筒状感光滚筒213、一次带电器214、内装与调色剂盒6成一体的另外三种颜色的彩色显影器215的旋转式显影器201、调整显影后的图像质量的柱形带电器216、将四种颜色的调色剂像重叠制成转印像之后而向转印材料上转印多色图像的无接头圆环状的转印带217、清洗感光滚筒上残留的调色剂的滚筒清洁器218，从转印带向转印材料上转印调色剂图像的二次转印辊219，清洗转印带上残留的调色剂的带清洁器220等。

此外，如图1所示，在本实施例中，在成像部202上配置黑色用显影器203和旋转式显影剂201，在该旋转式显影器201上具有黄色用显影剂215Y、品红色用显影剂215M、青色用显影器215C三种颜色的彩色显影器。根据本发明的主旨，不言而喻可旋转得装载的显影器的数目并不局限于此。

在成像部202的上游侧设置提高转印材料的姿势位置精度、与转印带上的调色剂像相配合、以准确的定时将转印材料送出的对准辊221，在下游侧配置用于搬运已经转印的调色剂像的转印材料S的转印搬运装置222、将转印材料S上的未定影像进行定影的定影装置204、以及将已把图像定影的转印材料S排出到多色成像装置外的排出辊205等。

下面对这种多色成像装置的动作进行说明。

当从设于装置本体侧200上的未图示的控制装置输出给纸信号时，从盒210、211或者手动盒212供应转印材料S。另一方面，由光源207-1发出入射到载置于原稿载置台206上的原稿D上并被反射的光一旦被CCD单元207-2读取后，被转换成电信号，置换成从激光扫描单元208发出的激光，照射在感光滚筒213上。预先利用一次带电器214使感光滚筒213带电，通过光的照射，形成静电潜影，然后利用黑色显影器203形成黑色调色剂像。

利用柱形带电器216调整形成在感光滚筒上的调色剂像的电位，不久在转印位置上转印到转印带217上。在经过转印的调色剂像是彩色模式的情况下，为了形成转印下一个调色剂像，再令转印带217旋转一圈。在这期间，首先为了开始为形成最初的调色剂像作准备，旋转式显影器201沿箭头a的方向旋转，使指定颜色的显影器与感光滚筒213相向，准备对下一个静电潜影进行显影。这样，在全彩色模式中，反复进行静电潜影的形成、显影、转印，直到将规定图像数目的调色剂像转印完毕。

此外，从给纸部209进给的转印材料S由对准辊221进行偏斜校正，进一步在恰当的时刻送往成像部202。然后，将利用二次转印辊219转印、分离过调色剂像的转印材料S，用搬运装置222搬运到定影装置204，利用定影装置204的热和压力将未定影的转印图像永久定影在转印材料S上。用排出辊205将图像已被定影的转印材料2从装置本体200中排出。

这样，在从给纸部209进给的转印材料S上形成图像并将其排出。

下面，利用图2详细说明搭载在作为转动体的转动型显影体内部的彩色显影器的结构。如前面所述，在转动型显影体201中有黄色用显影器215Y、品红色用显影器215M、青色用显影器215C，转动式显影体可以利用未图示的马达自由旋转。转动型显影体201，作为初始状态，停止在从靠近感光滚筒213和黄色用显影器215Y的显影位置P1向身边旋转60°的位置处。这是因为，如前面所述，为了不使作为显影剂载体的显影套筒的强的磁力对感光体产生恶劣的影响，将设置在各种颜色用显影器上的显影套筒停止在离感光体最远的相位位置上使其待机的缘故(图中表示在成像过程中的状态)。

其次，在作为图像载体的感光滚筒213上形成全色的调色剂像时，在利用黑色用显影器203显影完毕之后，将黄色用显影器向与感光滚筒213靠近的显影位置P1旋转移动60°，并进行显影。接着，为了形成其它颜色的调色剂像，将转动型显影体201旋转120°，将品红色色用显影器215M配置在显影位置P1上，进行同样的显影，青色的调色剂像也以同样的方式形成。当各色的显影动作结束时，为了使转动型显影体201再次回到初始位置待机，使之旋转60°，成为等待下一个作业开始的状态。

此外，在进行黑白图像的成像的情况下，利用容纳黑色调色剂用的黑色用显影器203在感光滚筒213上形成的调色剂像，一次转印到转印带217上之后，立即在转印材料S上进行二次转印，利用搬运装置222搬运从转印带217上剥离的转印材料S，由定影装置204进行加压/加热，成为永久性图像。利用这种方式进行单色图像的成像比全色图像的成像图像生产效率高4倍。

下面，以黄色用显影器215Y为例，利用图3A、3B、3C、4及5，详细说明作为本实施例的特征部分的剩余显影剂的排出机构。

图3A、3B和3C是说明本发明的实施例中剩余显影剂的排出动作的说明图，图4是说明转动型显影体201内的剩余显影剂排出的动作的主要部分的构成的立体图，图5是俯视图。在图4和图5中，1表示作为将从显影器215中排出的剩余的双组分显影剂搬运到转动型显影体外的搬运构件的线圈状搬运部件，2表示具有中空形状、作为将该搬运机构包于其内的搬运框体的搬运管。在本实施例中，这些线圈状搬运部件1和作为容纳管的搬运管2形成搬运部。此外，3表示与设于显影器215上的排出口215a连接、作为将剩余的双组分显影剂导向搬运部的连接管的排出口，4表示连接在搬运管2的转动型显影体201的外部侧的端部上的管排出口压紧构件。此外，在本实施例的情况下，将搬运机构1设定成线圈状部件，借此可以进一步降低成本。但是，不言而喻，根据本发明的主旨，该搬运机构也可以是螺旋等其它容易想象得到的结构。

此外，线圈状搬运部件1，其一端弯折成与线圈的轴线方向大致成直角，锁止安装到排出口3的锁止部3a上(图4中箭头b)。由此，当转动型显影体201沿图4中的箭头a的方向旋转时，线圈状搬运部件1与和转动型显影体201成一整体地旋转的排出口3连动、旋转。另一方面，搬运管2在转动型显影体201的外部侧端部上，具有配合到管排出口压紧部件4的锁止部2a，锁止安装于设置在管排出口压紧部件4上的突起部4a上(图4中箭头c)。由此，即使转动型显影体201沿图4中箭头a的方向旋转，与转动型显影体201成一整体旋转的线圈状搬运部件1和排出口3也不连动，实质上是不能旋转地设置的，从而，总是保持其姿势不变。这样，由于作为设于搬运管2上的接纳剩余显影剂的接纳口的窗部2b总是具有位于上方的开口部，所以可以继续稳定的排出动作，成为具有优异的图像稳定性的结构。此外，窗部2b在搬运管上也可以只设置一个，利用简单的结构能够接受从3个显影器来的剩余显影剂。这些是作为本发明的特征列举出来的部分。

其次，在显影器215中，容纳由非磁性的调色剂和磁性载体构成的双组分显影剂、初始状态的显影剂中的调色剂的浓度，按重量比为8％左右。该值可以根据调色剂的带电量、载体的粒径、多色成像装置的结构等适当调整，并不一定必须遵从这一数值。

当显影器215在显影位置P1进行显影动作时，由显影剂盒6补充包含在成像时消耗的调色剂部分的双组分显影剂，这时，也按重量比补充10％左右的载体。即，每当成像结束时，向显影器215中补充载体，特别是，在形成高浓度图像的情况下，由于补充几十毫克左右的大量的载体，所以，显影器215内的显影剂的量增加，显影剂的面增高。当显影剂的面高于第二显影剂循环螺旋7b时，由于第二显影剂循环螺旋7b不能充分搅拌显影剂，所以，刚刚补充之后的调色剂在不充分带电的状态下被搬运到第一显影剂循环螺旋7a，用于显影动作。因此，在图像的白地上产生调色剂翳影，当显影剂的量进一步增加时，显影剂从显影器215中溢出，污染多色成像装置的内部。

如图3A所示，显影剂排出口215a配置在与第二显影剂循环螺旋7b的上端大致相同的高度上，当显影剂面高于第二显影剂循环螺旋7b时，剩余显影剂从显影剂排出口215a溢出排出，显影剂面维持在第二显影剂循环螺旋7b的高度上。因此，不会在上述图像白地部产生调色剂的翳影，也不会引起显影剂从显影器215中的溢出。

显影器215在与感光滚筒213相向的显影区域开口，以在该开口部露出一部分的方式可旋转地配置显影套筒8。内装作为产生磁场的机构的固定磁铁的显影套筒8由非磁性材料构成，在进行显影动作时旋转，通过将显影器215内的双组分显影剂保持成层状，在显影区域载置搬运，将双组分显影剂供应给与感光滚筒213相向的显影区域，将感光滚筒213上的静电潜影显影。将静电潜影显影后的双组分显影剂，随着显影套筒8的旋转被搬运，回收到显影器215内。此外，显影器215内的双组分显影剂利用第一显影剂循环螺旋7a(靠近显影套筒8侧)和第二显影剂循环螺旋7b(远离显影套筒8侧)在显影容器215内循环、混合搅拌。显影剂的循环方向为，在第一显影剂循环螺旋7a侧从图5的右侧指向左侧方向(图5中的箭头d的方向)，在第二显影剂循环螺旋7b侧，从图5的左侧指向右侧(图5的箭头e方向)。此外，显影器215在靠近第二显影剂循环螺旋7b的显影器215的上壁的一端上备有显影剂补给口(未图示)，在上壁的另一端上配备具有快门部件的显影剂排出口215a，它与显影剂排出口3相通，显影剂排出口3的一端与设在剩余显影剂搬运管2上的窗部2b相通。此外，显影剂排出口215a配置在和第二显影剂循环螺旋7b的上部大致相同的高度上，并且，由于向上方开口，所以，伴随着显影器215内的双组分显影剂的量的增加，显影剂的面不会高出第二显影剂循环螺旋7b。

含有因成像消耗掉的调色剂部分的双组分显影剂，借助补给螺旋(未图示)的旋转力和自身重量，从前述显影剂盒215的显影剂补给口补充给显影器215。该补给显影剂的调色剂和载体的混合比，按重量计为9∶1，但并不特别局限于这一数值。即，可以认为只要对于显影器215中的双组分显影剂之比，调色剂的量占绝大多数，从体积比考虑，调色剂中的载体是微量的混合即可。即，在补充由于成像消耗掉的调色剂时，逐渐补充微量的载体。如果在补充的显影剂中的载体的比例变大的话，通过补充相同量的调色剂，载体的进入替换量增多，显影器215内的双组分显影剂接近于新鲜状态，但是那部分载体的消耗量增多，提高运行成本。因此，最好在各装置中另外决定适当的混合比。此外，显影剂的补充量大致根据前述补充螺旋的转数决定，而该转数由未图示的调色剂补充量控制机构决定。

如此前所说明的那样，在本发明的实施例中，通过转动型显影体210的旋转动作，将剩余显影剂搬运部的搬运部件1成一整体地旋转，所以，可以简单地进行排出控制，进一步提高高图像质量的稳定性，因此，无需进行显影剂的更换作业，可以提高维修性能并降低运行成本。

此外，搬运部件1的旋转动作与转动型显影体201同步进行，所以，考虑到其搬运性能也是有利的，具有优异的排出特性，对于稳定排出和高图像质量稳定性的课题发挥很大的作用。

此外，由于为了驱动排出机构无需复杂的结构构件，所以，不仅是转动型显影体的内部，而且其外部本体的驱动结构也可以廉价地构成，制成简单的结构，所以，对于降低转动型显影体201的成本、进而降低多色成像装置200的成本，具有很大的贡献。

不言而喻，在本实施例中使用的多色成像装置的结构，并不局限于此，本发明可以适用于各种各样的多色成像装置。

如上面说明的，利用根据本发明的实施例的多色成像装置，可以以简单的构成实现并提供一种采用具有无需更换显影剂的高维修性能、并且在单色的连续成像时具有高图像生产效率的旋转显影方式的多色成像装置。

造成长期使用时显影剂劣化的两大原因是，调色剂固定粘着在载体表面上的所谓调色剂的耗尽，以及从调色剂上脱离的外添加剂附着在载体表面上的所谓外添加剂的附着。当引起向该载体表面上的调色剂耗尽及外添加剂的附着时，由于减少能够将调色剂带电的载体的表面积，所以，调色剂的带电量降低。因此，会造成图像浓度增加，在白的部分上产生翳影等图像变差，因调色剂飞散造成成像装置的污染。

但是，当如上所述，采用本发明的多色成像装置的结构时，通过将含有劣化的载体的显影剂排出到显影器之外，逐渐用含有新的载体的显影剂进行替换，使表观的载体的劣化进行停止，可以稳定整个显影剂的特性，提高高质量图像的稳定性。

此外，将搬运机构的一个端部锁止固定设置在设于转动型显影体上的锁止机构上的同时将转动型显影体中心的圆筒轴锁止在转动型显影体的外部。从而，如在现有技术栏目中详细描述的，在具有将该圆筒轴的剩余显影剂回收口配置在该圆筒轴的圆筒面上的回收搬运机构的转动型显影体以及配备该显影体的多色成像装置中，圆筒轴不因转动型显影体的旋转运动而旋转，只旋转搬运机构进行搬运，所以，可以获得足够的搬运性能，能够将利用这些转动型显影体的旋转运动的搬运方法应用到实际的产品的生产当中。

这样，由于结构简单，不会引起多色成像装置的大型化和成本提高，并且可以防止因零件数增加而造成的成本上升，所以，可以用简单的结构实现并提供一种无需更换显影剂、维修性能高并具有高的图像生产效率的、采用旋转显影方式的多色成像装置。

如上面详细说明的，通过将含有劣化的载体的剩余显影剂排出到显影器之外，逐渐地用含有新的载体的显影剂进行替换，使表观上的载体的劣化停止进行，能够稳定作为整个显影剂的特性，可以提高维修性能和图像质量稳定性。

另外，由于转动体的旋转运动不会使容纳部旋转，使搬运机构转动搬运剩余显影剂，所以能够获得充分的搬运性能，能够将利用这些转动体的旋转运动的剩余显影剂的搬运方法实用化。

即，根据本例，不会引起结构的复杂化及装置的大型化，也不会提高成本(例如因零件数目的增加引起的成本上升)，就可以实现上述维修性能和图像质量的稳定性的提高。

Claims (6)

1.一种显影装置，包括：

利用含有调色剂和载体的显影剂在显影部上将形成在图像载体上的静电像显影的多个显影器；

搭载有上述多个显影器、在含有上述显影部的路径上旋转的旋转体；

设置在上述旋转体内，容纳伴随着显影剂的补充从上述显影器排出的剩余显影剂的容纳管；

其中，实质上不可旋转地设置上述容纳管，利用上述旋转体的旋转搬运上述容纳管内的显影剂。

2.如权利要求1所述的显影装置，进一步包括在上述容纳管内并且被设置为能够与上述旋转体成一整体旋转的、搬运上述容纳管内的剩余显影剂的搬运部件。

3.如权利要求2所述的显影装置，上述容纳管设置在上述旋转体的大致旋转中心位置，具有接纳从上述多个显影器来的剩余显影剂的单一的接纳口。

4.如权利要求3所述的显影装置，上述容纳管以能够接纳从位于上述显影部的显影器来的剩余显影剂、实质上维持上述接纳口的位置的方式安装到上述旋转体外。

5.如权利要求4所述的显影装置，进一步具有能够将设于上述多个显影器上的各个剩余显影剂排出口与上述接纳口连通的多个连接管。

6.如权利要求1所述的显影装置，上述显影器利用形成在上述显影部上的交变电场进行显影。

Images