CN1504839A - 成像设备的显影剂供给系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种成像设备的显影剂供给系统，其包括将显影剂供给到显影辊上并去除在显影后未传送到感光体上而是留在显影辊上的残留显影剂的显影剂供给辊，以及设置成与显影剂供给辊成间隔开辊隙并与之相对已回收由显影剂供给辊从显影辊上去除并传送到显影剂供给辊上的残留显影剂的残留显影剂回收元件。显影剂供给系统不仅可以防止显影剂供给辊的显影剂供给效率和残留显影剂回收效率下降，而且可以减小对显影剂的应力，从而防止显影剂恶化。

Description

成像设备的显影剂供给系统

技术领域

本发明涉及一种诸如复印机、传真机、激光打印机等的电子照相成像设备，并尤其涉及一种具有残留显影剂回收元件的成像设备中的显影剂供给系统，该显影剂回收元件用于在显影之后去除未传送到感光体上而是留在显影辊上的残留显影剂，该残留显影剂要由显影剂供给辊从显影辊上除去并移动到显影剂供给辊上。

背景技术

通常，如图1所示，利用一种成份的非磁性显影剂的非接触成像设备包括以预定速度和方向(箭头A)转动的鼓形式的感光体1、将高的DC/AC电压供给到感光体1的表面上以将感光体充电为预定电势的充电单元2、通过将激光束3扫描到感光体1的表面上而使一些电势从其上放电来形成静电潜像的的激光扫描单元(未示出)，该静电潜像与感光体1的表面相比具有相对高的电势、以及将显影剂8附着到感光体1被扫描的表面上所形成的静电潜像上从而形成可见图像的显影单元4。传统的设备还包括：转印单元9，将感光体1的表面上形成的可见图像形式的显影剂8转印到一张纸13上；定影单元(未示出)，用于将转印到这张纸13上的显影剂8通过热量和压力来定影；以及纸张排出单元(未示出)，用以将这张纸13排出到外侧。

显影单元4设置有存放显影剂的显影剂存储部分17，以及显影辊5，该显影辊5设置成以与感光体1的旋转方向相反的方向(箭头B)转动并与感光体1间隔开预定间隙d，并且该显影辊5连接到显影偏压电源12上，以便施加显影偏压，在显影偏压中，AC电压和DC电压加到一起。显影单元4还包括：显影剂供给辊6，其设置成以与显影辊5相同的方向旋转，同时与显影辊5形成接触；显影剂层调节元件7，用以调节在显影辊5上形成的显影剂层的厚度；以及防漏元件15(anti-leak member)，其设置在显影辊5之下，来防止显影剂8漏出。

下面将描述如上所述构造的传统成像设备的操作。

首先，在感光体1沿着箭头A的方向，即，顺时针方向旋转的同时，其中感光体1的表面由充电单元2充以预定的电势，例如预定的负(-)电势，具有相对正(+)电势的静电潜像通过将激光束3根据图像信号从激光扫描单元发射到感光体1的表面上而形成在感光体1的表面上。

另一方面，具有预定极性，例如负(-)极性的显影剂8通过沿箭头B的方向，即，逆时针方向旋转的显影剂供给辊6移动到显影辊5的表面上，并然后借助于显影剂供给辊6和显影辊5之间的电势差而附着于其上，其中，预定的偏压由显影偏压电源12施加到显影辊5上。

随后，附着到显影辊5的表面上的显影剂8被摩擦起电，并同时由与显影辊5形成线性压力接触的显影剂层调节元件7形成为具有均匀厚度的薄显影剂层。

接着，随着显影辊5的持续转动，显影剂8移动到显影区域，在该区域内，感光体1面对显影辊5，然后显影剂8由于感光体1的表面上形成的静电潜像与施加到显影辊5上的显影偏压之间的电势差所产生的静电力而附着到静电潜像上，由此形成可见图像。

随着感光体1的旋转，附着到静电潜像上的显影剂8借助于与显影剂8的极性相反极性，例如正(+)极性的高压转印到感光体1和转印单元9的转印辊之间供给的纸张13上，其中，所述高压被施加于设置在感光体1之下的转印单元9的转印辊上。

接着，感光体1持续转动，从而清洁刮片(cleaning blade)10去除残留在感光体1表面上的显影剂残留物8′，并且在转印到纸张13上的显影剂8被定影单元定影之后，纸张13被排出单元排出到外侧。

然而，根据传统的成像设备，在显影期间，显影剂8不从显影辊5在非显影区域内的表面移动而附着到静电潜像上，而是留在其上。从而，当显影剂8留在显影辊5在非显影区域内的表面上时，如果显影操作反复进行，则残留的显影剂8被过充电(over-electrified)，从而当显影剂层由显影剂层调节元件7调节时，出现不均匀的电势值，由此导致显影效率恶化的问题，并由此降低所形成的图像的浓度。

为了防止这个问题，传统的成像设备构造成显影剂供给辊6在显影之后从显影辊5回收残留的显影剂8。然而，由于显影剂供给辊6通常由泡沫弹性材料，如氨基甲酸乙酯泡沫、硅泡沫、海绵形成，当显影剂供给辊6反复进行自显影辊5回收残留显影剂8较长时间时，在显影及供给辊6的表面内的微小的未用空间或孔会被填满残留的显影剂8，由此，显影剂供给辊6的弹性下降，并且其硬度增大。

从而，当显影剂供给辊6的弹性下降且其硬度增大时，显影剂供给辊6出现将显影剂8供给到显影辊5上的显影剂供给效率以及从显影辊5回收残留显影剂的残留显影剂回收效率不仅降低，而且对显影剂8的应力增大，从而使显影剂8恶化。

发明内容

于是，本发明的一个方面是提供一种成像设备的显影剂供给系统，其具有残留显影剂回收元件，来回收由显影剂供给辊从显影剂传送体、如显影辊上去除并传送到显影剂供给辊上的残留显影剂，由此防止显影剂供给辊的显影剂供给效率和残留显影剂回收效率下降，并减小对显影剂的应力，由此防止显影剂恶化。

本发明另外的方面和/或特征将部分在随后的说明书中描述，并部分将从该说明书中显而易见，或者通过本发明的实践习得。

上述和/或其他特征可以通过提供一种用在成像设备中的显影剂供给系统来实现，该成像设备具有存放显影剂的显影剂存储部分、形成潜像的感光体、以及面对感光体旋转以将显影剂从显影剂存储部分传送到感光体从而根据潜像形成可见图像的显影剂传送体，该显影剂供给系统包括将显影剂供给到感光体上并去除未传送到感光体上的残留显影剂的显影剂供给元件、以及以与显影剂供给元件成间隔开关系并相对设置的残留显影剂回收元件，以便回收由显影剂供给元件从显影剂传送体上去除的并传送到显影剂供给元件上的残留显影剂。

残留显影剂回收元件可以包括：与显影剂供给元件成间隔开关系并相对设置的辊部分、以及在显影剂供给元件和辊部分之间产生残留显影剂回收电场的回收电场发生部分，以便将残留显影剂传送到辊部分上。辊部分可以是由氨基甲酸乙酯、硅等的橡胶材料形成的辊、如不锈钢、铝等的金属材料形成的套筒、或者如不锈钢、铝等的金属材料形成的辊，并沿着与显影剂供给元件相同的方向旋转。

回收电场发生部分可以包括将辊部分接地的接地部分，以便在显影剂供给元件和辊部分之间形成显影剂回收电场。回收电场发生部分还可以包括连接到辊部分上的回收偏压电源，以将回收电压施加于辊部分上，从而在显影剂供给元件和辊部分之间形成残留显影剂回收电场。

显影剂供给系统还可以包括：显影剂防进入元件，防止显影剂进入显影剂存储部分的残留显影剂回收区域中，在显影剂存储部分中，残留显影剂回收元件的辊部分以与显影剂供给元件成间隔开关系设置；以及清洁元件，该元件设置在显影剂防进入元件处，与辊部分接触，以便回收从显影剂供给元件去除并传送到辊部分上的残留显影剂，并将残留显影剂送到显影剂存储部分。

显影剂防进入元件可以包括设置在显影剂存储部分中、残留显影剂回收区域之上的隔板，以防止显影剂进入残留显影剂回收区域内，并限定残留显影剂回收区域。

清洁元件可以包括如氨基甲酸乙酯、硅等的橡胶材料形成的刮片，并固定在隔板处，以使得其顶部与辊部分在辊部分旋转方向的上游处接触。

显影剂传送体可以包括由诸如铝、不锈钢等的非磁性材料形成的辊，或者由诸如氨基甲酸乙酯、NBR等的橡胶材料形成的辊，而显影剂供给元件可以包括由泡沫橡胶材料、如氨基甲酸乙酯、硅等形成的辊。

附图说明

本发明的这些和/或其他方面和/或优点将从下面参照附图的优选实施例描述中变得显而易见

图1是示出普通成像设备的示意图；以及

图2是示出具有根据本发明实施例的显影剂供给系统的成像设备的局部视图。

具体实施方式

将详细参照本发明的优选实施例，其示例在附图中示出，图中，相同的附图标记始终标识相同的元件。

参照图2，图2示出了成像设备的显影单元104，根据本发明实施例的显影剂供给系统100应用于该显影单元104上。

显影单元104包括：显影剂存储部分117，其存储预定极性、例如负极性的单成分(one component)非磁性显影剂108；显影辊105，其设置成沿着与感光体101的旋转方向相反的方向(箭头B)旋转，其中感光体为鼓的形式，以预定的速度和方向(箭头A)旋转，并且在显影辊105和感光体101之间具有预定间隙d，以便将显影剂108附着到感光体101上形成的静电潜像上，从而形成可见图像。显影单元104还包括：显影剂层调节元件107，其调节在显影辊105上形成的显影剂层的厚度；以及显影剂供给系统100，其将显影剂108从显影剂存储部分117供给到显影辊105。

显影剂存储部分117包括一壳体，其中安装搅拌器109，搅拌器沿预定方向、例如显影辊的方向(箭头B)旋转，由此搅动显影剂108。

在搅拌器109的翼片114上，安装有橡胶座(seat)114a，以便在翼片114旋转时橡胶座与壳体的内表面相接触。于是，搅拌器109可以将新的显影剂108朝向显影剂供给辊106提供，并将由显影剂清洁元件120(后面加以描述)移入显影剂存储部分117内的显影剂与新的显影剂108相混合。

显影辊105由非磁性金属材料、如不锈钢、铝等、的套筒形成，其表面通过喷砂处理来机加工，以便具有0.5-7μm(JIS-B0610)的平均粗糙度，或者显影辊105是橡胶材料、如氨基甲酸乙酯、NBR等的辊，其具有1-6mm的厚度以及0.5-7μm平均粗糙度的表面。

显影辊105在与感光体101的旋转方向(箭头A)相反的方向(箭头B)上旋转，即逆时针方向旋转。

并且，显影辊105连接到显影偏压电源112上，以便在显影过程中向其上施加与显影剂108相同极性的显影偏压V1，例如为负(-)极性。显影偏压V1是如下的偏压，其中，-100到-400V的DC电压与具有1-3KHz频率且1800Vpp峰间电压的方波的AC电压彼此叠加。

于是，在显影过程中，通过施加到显影辊105上的负(-)极性的显影偏压V1，附着到显影辊105上的显影剂108可以被传送并附着到静电潜像上，该静电潜像与感光体101表面上的负(-)电势相比具有相对正(+)电势。

由金属材料的带形弹性板形成的显影剂层调节元件107由固定托架107a固定到显影剂存储部分117处，使得被倒圆成具有大约0.1mm半径R的它的顶部边缘可以与显影辊105在显影辊旋转方向的上游处相接触，其中，该金属材料诸如是不锈钢、磷青铜等，具有大约0.1mm的厚度。

显影剂层调节元件107调节在显影辊105表面上形成的显影剂的厚度和量，并且使显影剂108摩擦起电，以便通过相对于显影辊105移动来向显影剂108赋予预定的电荷。

显影剂供给系统100包括：显影剂供给辊106，其将显影剂108供给到显影辊105上，并去除未传送到感光体101上而是在显影后保留在显影辊105的非显影区域内的表面上的残留显影剂108；以及残留显影剂回收元件110，其设置成距显影剂供给辊106具有预定间隙d′并与显影剂供给辊106相对，以便回收由显影剂供给辊106从显影辊105上去除并传送到显影剂供给辊106的残留显影剂108。

显影剂供给辊106包括诸如不锈钢等的导电金属材料的轴，和形成在轴外侧的泡沫橡胶材料的辊，该泡沫橡胶材料诸如是氨基甲酸乙酯、硅等。并且显影剂供给辊106安装成在显影剂层调节元件107的顶部边缘的附近与显影辊105相接触，该显影剂层调节元件107定位在显影辊105的旋转方向的上游处。

显影剂供给辊106沿着与显影辊105相同的方向(箭头B)旋转，即，逆时针方向旋转。

而且，显影剂供给辊106连接到显影剂供给偏压电源113上，以便在将显影剂108供给到显影辊105上时，将与显影偏压V1相同极性、即负(-)极性的显影剂供给偏压V2施加于其上。显影剂供给偏压V2是如下的偏压，其中，比显影偏压V1绝对值大50-200V的DC电压和AC电压彼此叠加。

于是，在显影剂供给过程中，由于施加到显影辊105上的负(-)极性的显影偏压V1与施加到显影剂供给辊106上的负(-)极性的显影剂供给偏压V2之间的电势差产生的电作用力，显影剂供给辊106可以将负(-)极性的显影剂108供给到显影辊105上，并且在显影之后，从显影辊105去除并回收未传送到感光体101上而是保留在显影辊105的非显影区域内的表面上的残留显影剂108。

残留显影剂回收元件110包括：辊部分115，它设置成与显影剂供给辊106留出预定间隙d′并与显影剂供给辊相对；以及回收电场发生部分116，其在显影剂供给辊106和辊部分115之间产生残留显影剂回收电场，以便将残留显影剂108传送并附着到辊部分115上。

由于辊部分115设置成与显影剂供给辊106留出预定间隙d′，因此，显影剂供给辊106和辊部分115并不直接向残留显影剂108施加应力，由此防止显影剂恶化。

辊部分115由诸如氨基甲酸乙酯、硅等的橡胶材料的辊、诸如不锈钢、铝等的金属材料的套筒、或者诸如不锈钢、铝等的金属材料的辊形成，并且沿着与显影剂供给辊106相同的方向(箭头B)旋转。

而且，回收电场发生部分116包括接地部分116a，以便将辊部分115接地，从而在辊部分115和显影剂供给辊106之间形成残留显影剂回收电场，其中显影剂供给偏压V2施加到显影剂供给辊106上。

另外，回收电场发生部分116可以包括回收偏压电源(未示出)来取代接地部分116a，以便将回收偏压施加到辊部分115上。回收偏压是其中AC电压和DC电压彼此叠加的偏压。

在从显影辊105回收并附着到显影剂供给辊106上之后，残留显影剂108由辊部分115和显影剂供给辊106之间的电场差移动并附着到辊部分115上。

显影剂供给系统100还包括显影剂防进入元件130，防止新的显影剂108进入显影剂存储部分117的残留显影剂回收区域131内，在该区域内，残留显影剂回收元件110的辊部分115设置成与显影剂供给辊106留出预定间隙d′，并且，还包括清洁元件120，该清洁元件设置在显影剂防进入元件130处，与辊部分115相接触，以回收从显影剂供给辊106去除并传送到辊部分115上的残留显影剂108，并将其传送到显影剂存储部分117。

显影剂防进入元件130包括设置在显影剂存储部分117内、残留显影剂回收区域131之上的隔板，以防止显影剂108进入残留显影剂回收区域131。隔板限定残留显影剂回收区域131。

隔板形成残留显影剂回收通道，该通道包括残留显影剂回收区域131，并与形成显影剂存储部分117的壳体的底部一起容纳和围绕残留显影剂回收元件110以及一部分显影剂供给辊106。

清洁元件120包括设置在防进入元件130处的清洁刮片，以去除从显影剂供给辊106上去除的并传送到辊部分115上的显影剂108，并且将其送到显影剂存储部分117。

由诸如氨基甲酸乙酯、硅等的橡胶材料形成的清洁刮片构造成其顶端与辊部分115在辊部分旋转方向的上游处相接触。

于是，清洁刮片起到防止显影剂108进入残留显影剂回收元件110的辊部分115与显影剂供给辊106之间的间隙d′的上侧入口的作用，以及去除从显影剂供给辊106上去除的并传送到辊部分115上的残留显影剂108，并且将其送到显影剂存储部分117的作用。

现在，参照图2解释本发明实施例的成像设备的显影剂供给系统100的工作。

首先，当显影单元104工作时，例如负(-)极性的单成分显影剂108被搅拌器109的弹性座114a移动到显影辊105和显影剂供给辊106之间的辊隙中，其中搅拌器109的弹性座114a沿着箭头B的方向、即逆时针方向旋转。

此时，由于显影剂供给辊106连接到显影剂供给偏压电源113上，以施加负(-)极性的显影剂供给偏压V2，该显影剂供给偏压具有绝对值比施加到显影辊105上的负(-)极性显影偏压V1大50-200V的DC电压，负(-)极性的显影剂108由显影剂供给偏压V2移动到显影辊105上并附着于其上。

附着到显影辊105表面上的显影剂108被充电到预定电荷，并在同时，被显影剂层调节元件107形成为薄的显影剂层。

此后，随着显影辊105逆时针旋转，负(-)极性的显影剂108移动到显影区域中，在该区域内，感光体101面对显影辊105，并且显影剂108附着到与在感光体101表面上充电的负(-)电势相比具有相对正(+)电势的静电潜像上，从而形成可见的图像。

此时，由于显影辊105持续逆时针旋转，未传送到感光体101上而是留在显影辊105的非显影区域中的表面上的残留显影剂108再次与显影剂供给辊106相接触，其中显影剂供给辊106沿着与显影辊105相同的方向、即逆时针方向，转过显影辊105。

于是，保留在显影辊105的非显影区域内的表面上的残留显影剂108在显影辊105和显影剂供给辊106之间重新安排。结果，一部分残留显影剂108下落到显影辊105和显影剂供给辊106之间的下部空间内，而剩余的显影剂附着到显影剂供给辊106的表面上，并朝向残留显影剂回收元件110的辊部分115移动，该辊部分115沿着与显影剂供给辊106相同的方向、即逆时针方向旋转，并在显影剂供给辊106的旋转方向上的上游处与显影剂供给辊106留出预定间隙d′。

在到达辊部分115之后，附着到显影剂供给辊106表面上的后者残留显影剂108由接地的辊部分115与显影剂供给辊106之间的电场差从显影剂供给辊106移动到辊部分115上，并附着到辊部分115上，其中显影剂供给偏压V2施加到显影剂供给辊106上。

而且，下落到显影辊105和显影剂供给辊106之间的下部空间内的前者残留显影剂108在显影剂供给辊106和显影剂存储部分117的底部之间的空间内堆积，这个堆借助于显影剂供给辊106逆时针旋转时产生的旋转力而被移动到辊部分115和显影剂存储部分117的底部之间的空间内，并附着到辊部分115上。

从而，附着到残留显影剂回收元件110的辊部分115上的残留显影剂108随着辊部分115持续逆时针旋转而由显影剂清洁元件120从辊部分115上去除，并且回收到显影剂存储部分117中。

结果，从其上去除残留显影剂108的辊部分115保持在可以再次从显影剂供给辊106回收残留显影剂108的复位状态。于是，可以防止由于残留显影剂108在显影剂供给辊106上累积而造成的显影剂供给辊106的显影剂供给效率和残留显影剂回收效率下降的问题。同样，可以防止由于显影剂层在由显影剂层调节元件107调节时的不均匀充电而导致的图像浓度下降的问题。

接着，回收到显影剂存储部分117中的残留显影剂108由搅拌器109的弹性座114a与新的显影剂108混合，并然后移动到显影辊105和显影剂供给辊106之间的辊隙内，从而重复如上所述的操作。

另一方面，以与图1所示的传统成像设备相类似的方式，随着感光体101在箭头A的方向上，即顺时针方向上旋转，附着到感光体101上的静电潜像上的可见图像形式的显影剂108转印到感光体101与设置于其下的转印辊(未示出)之间供给的纸张上，并在转印到纸张上的显影剂通过定影单元(未示出)定影之后，该纸张由排出单元(未示出)排出到外侧。

如从前面描述中看到的，可以理解到根据本发明实施例，成像设备的显影剂供给系统具有残留显影剂回收元件，以回收由显影剂供给辊从显影辊上去除并传送至显影剂供给辊上的残留显影剂，由此防止显影剂供给辊的显影剂供给效率和残留显影剂回收效率下降，并减小对显影剂的应力，从而防止显影剂恶化。

虽然已经图示并描述了本发明的若干优选实施例，但本领域技术人员可以理解到在不背离由权利要求书及其等价物限定的本发明的原理和精髓前提下可以对这些实施例作出多种变化。

Claims (10)

1.一种用于成像设备的显影剂供给系统，该成像设备包括存放显影剂的显影剂存储部分、形成潜像的感光体、以及面对感光体旋转以将显影剂从显影剂存储部分传送到感光体上而根据潜像形成可见图像的显影剂传送体，该显影剂供给系统包括：

显影剂供给元件，该元件将显影剂供给到显影剂传送体上，并去除未传送到感光体上的残留显影剂；以及

残留显影剂回收元件，其与显影剂供给元件成间隔开关系并与显影剂供给元件相对设置，以便从显影剂供给元件回收残留显影剂。

2.如权利要求1所述的系统，其中，残留显影剂回收元件包括：

辊部分，其设置成与显影剂供给元件成间隔开的关系并与显影剂供给元件相对；以及

回收电场发生部分，其在显影剂供给元件和辊部分之间产生残留显影剂回收电场，以便将残留显影剂传送到辊部分上。

3.如权利要求2所述的系统，其中，辊部分包括橡胶材料形成的辊、或者金属材料形成的套筒、或者金属材料形成的辊。

4.如权利要求2所述的系统，其中，辊部分沿着与显影剂供给元件的旋转方向相同的方向旋转。

5.如权利要求2所述的系统，其中，回收电场发生部分包括接地部分，以便将辊部分接地，而在显影剂供给元件和辊部分之间形成残留显影剂回收电场。

6.如权利要求2所述的系统，其中，回收电场发生部分包括连接到辊部分上的回收偏压电源，以便将回收偏压施加到辊部分上，而在显影剂供给元件和辊部分之间形成残留显影剂回收电场。

7.如权利要求2所述的系统，还包括：

显影剂防进入元件，防止显影剂进入显影剂存储部分的残留显影剂回收区域内，在该区域内，残留显影剂回收元件的辊部分设置成与显影剂供给元件成间隔开的关系；以及

清洁元件，其设置在显影剂防进入元件处，以接触辊部分，将残留显影剂从显影剂供给元件上去除。

8.如权利要求7所述的系统，其中，显影剂防进入元件包括设置在显影剂存储不分内、残留显影剂回收区域之上的隔板，以防止显影剂进入残留显影剂回收区域，并限定残留显影剂回收区域。

9.如权利要求8所述的系统，其中，清洁元件包括橡胶材料形成的刮片，并固定在隔板处，以允许其顶端接触辊部分。

10.如权利要求9所述的系统，其中，显影剂传送体包括非磁性材料形成的套筒或者橡胶材料形成的辊，显影剂供给元件包括泡沫橡胶材料形成的辊。