CN1506775A - 显影装置 - Google Patents

Abstract

一种显影装置，具有以下部件：收容包含调色剂和载体的显影剂、对在图像载体上形成的静电像进行显影的显影容器；输送显影容器内的显影剂的输送部件；设置在显影容器上、排出随着补充显影剂剩余显影剂的排出口，其中输送部件的显影剂输送能力，与从排出口开始的显影剂输送方向下游一侧的区域相比，排出口附近区域的输送能力大。

Description

显影装置

技术领域

本发明涉及一种对用电子照相方式或静电记录方式形成的静电像进行显影的显影装置，特别涉及复印机、打印机、传真机等所使用的显影装置。

背景技术

现有的成像装置，其中特别是在进行彩色成像的电子照相方式的成像装置中，广泛使用混合非磁性调色剂和磁性载体作为显影剂使用的二成分显影方式。

二成分显影方式与现有的其它显影方式相比，具有图像质量稳定、装置耐用等方面的长处，另一方面，由于长时间地使用，不可避免地会出现显影剂恶化、特别是载体恶化的现象，因此，随着成像装置使用时间的延长，必须进行称为显影剂更换的作业。

另一方面，近年来的全彩色复印机/打印机，为了减少运行成本，作为不进行显影剂的更换作业而保持高图像质量的方法，已进展到引入以下那样的技术的阶段。

例如，根据日本专利公报特公平2-21591号，“在具备搅拌载体以及调色剂的搅拌机构和将用该搅拌机构搅拌的显影剂供给到感光体的显影辊的电子照相复印机用显影装置中，在上述搅拌机构的上方分离或一体地设置载体补充装置和调色剂补充装置，并在显影装置外壳的侧壁上设置有显影剂溢出部，所以，能由补充装置一点一点地补充新的显影剂，同时从显影剂溢出部排出显影剂，能使显影装置外壳内的显影剂的特性保持一定，其结果是复印物的图像质量也能保持一定。”，再有，“由于显影装置壳体内的变旧的显影剂依次自动地从显影剂溢出部排出，所以，不需要像现有的显影装置那样，在从复印机上卸下显影装置，取出该装置壳体内的旧的显影剂，再次填充新的显影剂后，再安装显影装置这一麻烦的显影剂更换作业，而且，能防止显影剂四处飞溅，是很卫生的。”

也就是说，通过逐渐地将恶化的显影剂(载体)更换成新的显影剂，阻止载体表观方面继续恶化，使作为显影剂整体的特性稳定。因此，不需要显影剂更换这一作业，提高了可维修性。

但是，近年来的全彩色复印机/打印机，为了达到高图像质量，正在进行显影剂中的调色剂和载体小颗粒化，而若进行调色剂和载体的小颗粒化，则与环境中的水分量的变化相对应的显影剂摩擦起电的变化变大。随之，显影装置中的显影剂的容重(bu1k density)的变化也变大。具体地说，若水分变少，则摩擦起电变强，容重降低。相反，若水分变多摩擦起电变弱，容重提高。

若在这种状态下使显影剂量保持一定，容重降低则显影剂面上升，容重提高则显影剂面下降。

现有技术采用的方法是，如以上所述，在显影装置的侧壁上设置显影剂溢出部也就是显影剂排出口，用溢流器排出显影剂，使显影剂面保持一定。

但是，如以上所述，若由于显影剂的容重变化使显影剂面不稳定，则不能适当地排出显影剂，补充的显影剂量和排出的显影剂量的平衡性恶化，显影装置内的显影剂量渐渐增加，显影剂面上升。

因此，在从显影剂排出口排出显影剂时，在排出口以外的地方的显影剂面变得过高的场合等，有时出现补充调色剂搅拌不良，或由于上述显影剂的容重变化，若显影剂量增加过多，则变成扭矩过大，不能保持高图像质量的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种逐渐自动更换显影剂，能提高可维修性，且相对剩余显影剂的增加，能灵敏度很高地排出显影剂的显影装置。

本发明的另一目的是提供一种采用逐渐自动更换显影剂的结构的同时，能增加收容在显影容器内的显影剂的量的显影装置。

本发明的目的是提供一种显影装置，该显影装置具有以下部件：收容包含调色剂和载体的显影剂、对在图像载体上形成的静电像进行显影的显影容器；输送显影容器内的显影剂的输送部件；设置在显影容器上、排出随着补充显影剂剩余显影剂的排出口，其中输送部件的显影剂输送能力，与从排出口开始的显影剂输送方向下游一侧的区域相比，排出口附近区域的输送能力大。

通过参照附图且阅读以下的详细说明就能明白本发明的进而的目的。

附图说明

图1所示是本发明的显影装置、补充容器以及回收容器的一个例子的剖视图。

图2所示是本发明的搅拌室的一个例子的纵长方向的剖视图。

图3所示是本发明的补充容器以及回收容器的一个例子的立体图。

图4所示是本发明的显影盒的一个例子的剖视图。

图5所示是本发明的成像装置的一个例子的结构简图。

图6所示是本发明的成像装置的另一个例子的结构简图。

具体实施方式

以下，依据附图更加详细地对本发明的显影装置、显影盒以及成像装置进行说明。

实施例1

图1是用于说明本实施例的显影装置的图，另外，图5是用于说明使用该显影装置的成像装置的一个例子的图。

首先，对整个成像装置的动作进行说明。本实施例的成像装置，作为图像载体，具有鼓状的电子照相感光体(感光鼓)128，在图5中，通过首先用激光122对由带电器121带了电的感光鼓128的表面进行曝光，在感光鼓128上形成静电像，通过用显影装置1对该潜影进行显影，在感光鼓128上形成显影剂像(调色剂像)。

该调色剂像在由用转印带电器123形成的转印偏压转印到由转印带124输送的记录纸127上之后，记录纸127被从转印带124上剥离下来，由定影器125加压/加热，得到永久图像。再有，在转印后，残留在感光鼓128上的残余调色剂被清理器126除去，准备用于下次图像形成。

以下，根据图1详细地对显影装置1进行说明。

在显影装置中收容有包含非磁性调色剂和磁性载体的二成分显影剂，其混合比以重量比大约是1∶9左右。该混合比应根据调色剂的带电量、载体颗粒直径、成像装置的结构等适当地进行调整，不一定必须按照这一数值。

显影装置1在与感光鼓128相向的显影区域设有开口，配置有能旋转的、一部分露出于该开口部的显影剂载体——显影滚筒3。内包磁场发生机构——固定的磁铁4的显影滚筒3用非磁性材料构成，在做显影动作时，向图1的箭头方向旋转，使显影容器2内的二成分显影剂保持层状，输送到显影区域，供给到与感光鼓128相向的显影区域，对在感光鼓128上形成的静电像进行显影。对静电像进行显影后的显影剂随着显影滚筒3的旋转，被输送并回收到显影容器2内。

显影容器2由隔壁2g将其划分为靠近显影滚筒3一侧的显影室——第1室2e和搅拌室——第2室2f，第1室2e和第2室2f分别配置有第一输送部件、第二输送部件——第一螺旋输送器2a、第二螺旋输送器2b。显影剂由第一螺旋输送器2a、第二螺旋输送器2b进行混合搅拌，使其在显影容器2内循环。显影剂循环的方向，在本实施例是，在第一螺旋输送器2a一侧，从图1的前侧向里侧，在第二螺旋输送器2b一侧，从图1的里侧向前侧。

虽然该补充显影剂的调色剂以及载体的混合比，其重量比是9∶1左右，但并未对该数值做特别限定。即，对于显影容器2内的二成分显影剂的比例，调色剂量占压倒性多数，如果考虑体积比，也可以认为调色剂中混合了微量的载体。也就是说，在补充由于图像形成而消耗的调色剂时，逐渐地补充微量的载体。

如果补充的显影剂中的载体的比例变多，则通过补充相同量的调色剂，增加更换的载体的量，使显影装置1内的二成分显影剂接近新鲜的状态，但增加了该部分的载体的消耗量。因此，最好是另外确定各装置的适当的混合比。

若由于成像反复地产生调色剂消耗以及用调色剂补充量控制机构反复地进行补充，则在显影容器2内增加与在补充调色剂时同时补充的载体。由于显影用调色剂补充量控制机构使二成分显影剂的调色剂浓度大致保持一定，所以，显影容器2中的显影剂量增加。过多的二成分显影剂，其超过显影剂排出口2d的开口部的部分被回收到与补充容器5a一体的回收容器5b。

以下，详细地对显影剂的补充和显影剂的回收进行说明。

在此，由收容补充调色剂和载体的补充容器5a和用于回收显影容器2内的过剩显影剂(剩余显影剂)的回收容器5b构成一体的显影剂盒5。

如图3所示，显影剂盒5由补充容器部分——大致圆筒形的补充显影剂收容部5a和回收部分——回收显影剂收容部5b构成，能很容易地安装到成像装置本体上或从成像装置本体上拆卸下来。

若从面前将显影剂盒5插入到成像装置中，则开闭机构6b′滑动，显影剂回收口6b打开，通过进一步向右侧转动面前一侧的把手5c，在回收显影剂收容部5b固定在成像装置本体上的状态下，补充显影剂收容部5a旋转，与显影容器2一侧的显影剂补充口2i相连的显影剂补充口6a打开。

而且，在使显影剂盒5脱离成像装置时，通过向左侧转动把手5c关闭两开口部，包在内部的粉末不会泄漏到外部。

再有，在补充显影剂收容部5a内，藏有用于搅拌补充的显影剂的搅拌部件7。在图3中示出了显影剂盒5的内部的一部分，如图所示，搅拌部件7用刚性轴旋转驱动将树脂薄膜等制成螺旋状的部件，通过适当的旋转，搅拌补充显影剂收容部5a内的显影剂，还辅助补充显影剂。

由于图像形成消耗的调色剂，靠搅拌部件7的旋转力和重力，从补充显影剂收容部5a穿过显影剂补充口6a，如图1所示，被输送到配设在显影容器2的显影剂补充口2i的补充螺旋输送器8，随着补充螺旋输送器8的旋转，补充到显影容器2内的未设置显影滚筒3的搅拌室2f一侧。

这样一来，就能将补充显影剂从显影剂盒5补充到显影装置1。

另外，调色剂(以及载体)的补充量大致由补充螺旋输送器8的转速决定，而该转速由未图示的调色剂补充量控制机构决定。由于众所周知，调色剂补充量控制方法有用光或磁检测二成分显影剂的调色剂浓度的方法、或通过对感光鼓128上的基准潜影进行显影，检测其调色剂像的浓度的方法等各种各样的方法，所以，可以适当地选择任意一种方法。

由于图像形成而产生的调色剂消耗和用调色剂补充量控制机构进行补充而变得过剩的二成分显影剂，其超过设置在搅拌室2f一侧的显影剂排出口2d的开口部的部分，通过从显影剂回收口6b下落到回收显影剂收容部5b而被回收。

在此，显影剂补充口6a以及显影容器2的显影剂补充口2i，在显影剂盒5的插入方向上，处于显影容器2的靠近轴向里侧，显影剂回收口6b以及显影容器2的显影剂排出口2d显影剂补充口6a更加稍稍靠近里侧。

即，在控制室2f，设置在其侧面的显影剂排出口2d，对于显影容器2内的显影剂的循环方向来说，位于显影剂补充口2i的上游一侧，从显影剂补充口2i补充的新鲜的载体与收容在显影容器2内并循环到搅拌室2f的二成分显影剂至少在显影容器2内的循环1周的量混合搅拌，从显影剂排出口2d排出、从显影剂回收口6b回收到回收显影剂收容部5b的显影剂，大半部分是在显影装置1内反复进行图像形成的旧的显影剂。这样一来，能逐渐地更换二成分显影剂。

这样的显影装置，如在现有例子中说明的那样，在显影剂量或容重产生变化，在排出口以外的地方的显影剂面变得不稳定的场合等，若显影剂量过分增加，则有时出现扭矩过大，不能保持高图像质量的问题。

本实施例的结构为，由于与显影装置内的其它地方的显影剂面的变化相比，加大了与显影剂量和显影剂的容重变化相对应的、在输送显影剂过程中的排出口附近的显影剂面的变化，所以，使显影装置内的显影剂面稳定(降低了过剩显影剂的排出量的波动)，避免了扭矩过大。

以下，对由于显影剂量或容重产生变化，而在排出口以外的地方的显影剂面变得不稳定等情况下的、显影剂从显影剂排出口排出时的显影剂面的变化进行说明，这是本实施例的特征部分。

在本实施例中，通过精心设计搅拌并输送显影剂的第二螺旋输送器的结构，在补充和排出显影剂的搅拌室2f中调整显影剂面。

图2是从搅拌室2f一侧看显影装置1的显影剂排出口2d附近的视图。

第一螺旋输送器2a和第二螺旋输送器2b，在外径为20mm的旋转轴21上，沿整个轴向，均匀地设有多个节距为24mm的搅拌叶片——螺旋叶片22，在螺旋叶片22之间，等间隔地配置有同样作为促进搅拌部件的凸块2c。但是，仅在第二螺旋输送器2b的显影剂排出口2d附近未配置凸块2c。即，由第二螺旋输送器2b产生的朝向显影剂输送方向的输送能力，在排出口附近的区域C(图2)输送能力大，而在从排出口附近到显影剂输送方向的上游一侧的区域D1以及下游一侧的区域D2(图2)输送能力小。

因此，若使第二螺旋输送器旋转，输送显影剂，则在通常的显影剂量时，变成实线A那样的显影剂面。即，在显影剂排出口2d的附近，显影剂面降低，变成露出螺旋输送器叶片的状态。另一方面，在从显影剂排出口2d附近到显影剂输送方向的上下游区域，显影剂面变高，变成螺旋输送器叶片被显影剂埋没的状态。因此，既采用了逐渐更换显影剂的结构，又能增加收容在显影容器内的显影剂的量，例如，在进行连续形成多个致密图像(最大浓度图像)的图像形成作业时，不会降低单位时间的成像量，能防止由于显影剂搅拌不良而致使调色剂带电电荷量不足，因调色剂带电电荷量不足而产生的图像浓度变浓的图像形成不良。

从这种状态开始，若随着补充显影剂，显影容器内的显影剂量增加，或者显影容器内的显影剂的容重由于环境的影响而变小，则显影剂面如虚线B所示变化。即，与从显影剂排出口2d附近到显影剂的输送方向上、下游区域的显影剂面相比，显影剂排出口2d附近的显影剂面更敏感地上升。

这可以认为是由于排出口附近区域C的显影剂输送能力大，另一方面，在从排出口附近到显影剂输送方向下游一侧的区域D2的显影剂输送能力小，所以，在因补充显影剂(调色剂和载体)使显影容器内的显影剂量增加了时，显影剂出现，从排出口排出与该增加量相对应部分的剩余显影剂的倾向。

因此，从显影剂排出口2d附近到显影剂输送方向上、下游区域的显影剂面异常上升，在出现显影剂的搅拌不良和用于驱动第二螺旋输送器的驱动扭矩上升等问题之前，适当量的过剩显影剂从显影剂排出口2d排出，能将显影容器内的显影剂面(特别是搅拌室)始终保持在适当的范围内。

在本实施例中，虽然以是否有设置在第二螺旋输送器上的凸块2c，进行调整来使在显影剂排出口2d附近、和其上、下游区域的显影剂面有所不同，但也可以是像以下那样的变形例。

例如，也可以采有这样的结构，在与第一螺旋输送器2a和第二螺旋输送器2b的排出口2d相向的部分以外，沿整个轴向均匀地设置凸块2c时，最好是在与排出口2d相向的部分设置凸块2c，使其安装间隔与其它部分不同，如果是这样的结构，则与上述实施例一样，由于能使与第二螺旋输送器2b的排出口2d相向部分的显影剂输送能力，比在从显影剂排出口2d附近到显影剂输送方向上、下游区域的显影剂输送能力大，所以能获得与上述例子同样的效果。

另外，除了通过是否有凸块2c使显影剂面不同的例子之外，也可以是用第二螺旋输送器的螺旋叶片直径或旋转轴直径等进行调整的方法。但是，通过设置凸块2c以提高搅拌性能，使显影剂滞留在从排出口2d至显影剂输送方向下游一侧显影，与从排出口2d附近到显影剂输送方向下游一侧区域的显影剂面相比，能使排出口2d附近的显影剂面更加敏感地上升。

另外，也可以采用在从排出口2d附近到显影剂输送方向下游一侧的区域，使显影剂滞留到显影与显影容器的顶盖壁接触的程度的结构，通过采用这样的结构，能使排出口2d附近的显影剂面更加敏感地上升。

如上所述，随着补充显影剂，由于显影剂量或环境产生变化而使显影剂的容重产生变化，用本发明的显影装置使与上述显影剂容重的变化相对应的显影剂输送过程中的排出口附近的显影剂面的变化，比显影装置内的其它地方的显影剂面的变化大，由此能在显影装置内保持适当的显影剂面。其结果是能达到本发明的目的，即，实现并提供一种能逐渐自动更换显影剂，提高可维修性，且即使显影剂颗粒小也不会产生补充调色剂搅拌不良或扭矩过大等现象，在各种环境下都能保持高图像质量的显影装置。

而且，在上述实施例中，虽然在显影容器中的未设置显影滚筒一侧的搅拌室内设有显影剂补充口和排出口，通过巧妙地设计螺旋输送器的结构来达到目的，但并不限于此，如果是排出(即自动更换)剩余显影剂的显影剂收容部，也同样能应用本发明。

例如，显影容器是上下隔开成显影室和搅拌室的结构的、或设有多个搅拌室的显影装置，也能应用本发明。在设有多个搅拌室的场合，在设有显影剂排出口的搅拌室中的搅拌/输送部件为上述第二螺旋输送器。

另外，本发明所适用的成像装置并不限于图5所示的装置。

实施例2

以下，用图4对本发明的第2实施例——显影盒进行说明。

如图4所示，本实施例的显影盒9使实施例1中的显影装置1和显影剂盒5成为一体地制成的并能很容易地安装到成像装置本体上或从成像装置本体上拆卸下来。

如实施例1那样，补充显影剂收容部5a被不旋转地固定。另外，在安装在成像装置之前的状态下，显影剂补充口6a和显影剂回收口6b由密封件6c密封。密封件6c的端部从显影盒9的面前一侧突出一部分，在将显影盒9从面前插入到成像装置本体之后，通过向面前侧拉密封件6c的突出部，打开显影剂补充口6a和显影剂回收口6b。

其它结构和显影剂的回收方法等与在实施例1中的说明同样。

实施例3

以下用图6对是本发明的实施例3的、在旋转体(显影转轮)内部配置多个实施例1的显影装置1的、旋转切换显影方式的成像装置进行说明。

本实施例的电子照相成像装置安装有能向图6的箭头方向以规定的线速度旋转的、在圆筒状的基体上形成有用有机感光体构成的感光层的电子照相感光体——感光鼓128。

而且，在本实施例中，在外径为50mm的铝制缸筒上形成有用有机感光材料制成的感光层，另外，设有用于进一步提高调色剂的脱模性能、防止感光层磨损的表面保护层。

感光鼓128被带电机构——带电器121在其周面上带上规定极性电位的电。另外，与从未图示的图像读取装置或个人计算机等图像信号发生装置等经由打印接口输入的图像信息的像素信号相对应地被调制(开/关变换)的从曝光装置122输出的激光30引起扫描曝光从而在感光鼓128的带电面上形成图像信息的静电像。

激光反射镜31使来自曝光机构122的输出激光30相对感光鼓128偏转。

显影机构100由内藏与实施例1中的显影装置1同样结构的黄色显影装置1Y、品红显影装置1M、青色显影装置1C、黑色显影装置1K的切换式的旋转体(转轮、旋转显影机构)1a构成。

旋转显影装置1a由旋转支承装置1c能向图6的箭头方向旋转地支承，上述彩色显影装置1Y、1M、1C、1K依次与感光鼓128相向地由各色调色剂进行显影。

当感光鼓128的表面被带电器121带上电时，接着，由根据第1颜色(例如黄色)的图像数据进行ON/OFF控制的曝光机构122进行曝光扫描，在感光鼓128上形成第1颜色的静电像。该第1颜色的静电像由内包第1颜色的黄色显影剂的黄色显影器1Y进行显影，从而实现可视化。然后，该被可视化的第1调色剂像，被规定的推压力压接在感光鼓128上，在以和感光鼓128的线速度大致相等的速度(在本实施例为100mm/s)向箭头方向被驱动旋转的中间转印体35和感光鼓128之间的辊隙部，被转印在该中间转印体35的表面上。

在向中间转印体35上转印时，用与调色剂的带电极性相反的极性，对该中间转印体35加载预先设定的电压。在进行转印时并未转印在中间转印体35上，而是残留在感光鼓128上的调色剂，被压接在感光鼓128上的清理机构126——清理刮板26a刮下来，回收到废调色剂容器中。

而且，对其它调色剂(品红、青色、黑色)也同样反复进行上述转印工序，通过依次将由每次包在各显影装置内的颜色不同的调色剂形成的调色剂像转印且层叠在中间转印体35上，合成彩色图像。

而且，在图6中，设有用于从中间转印体35上除去未从中间转印体35转印在转印材料127上而是残留的调色剂的清理器129。

通过由供给辊12a和输送辊12b一张一张地从供给盒11将作为被记录材料的转印材料127输送到中间转印体35，从转印材料127的背面向转印辊13加载与调色剂相反极性的电压，将中间转印体35一侧的全色调色剂像转印形成在转印材料127上。

而且，其结构为，接受全色调色剂像转印的转印材料127离开中间转印体35被导入到定影机构125，接受调色剂像的加热定影，从而被排出到收纸盘15。

通过将显影装置和显影剂盒搭载在这样的旋转体上，在彩色成像装置上也能应用本发明。另外，通过巧妙地开、关显影剂补充口和显影剂排出口，也能将在实施例2说明过的、与显影容器以及回收容器和显影装置成为一体的显影盒搭载在旋转体上。

另外，本发明也能应用于每种颜色设置一个作为图像载体的感光鼓、在每个感光鼓上设有包含上述显影装置的成像装置机构的直列式成像装置。

Claims (7)

1.一种显影装置，具有以下部件：

收容包含调色剂和载体的显影剂、对在图像载体上形成的静电像进行显影的显影容器；

输送上述显影容器内的显影剂的输送部件；

设置在上述显影容器上、排出随着补充显影剂而出现的剩余显影剂的排出口，

其特征是：上述输送部件的显影剂输送能力，与从上述排出口开始的显影剂输送方向下游一侧的区域相比，上述排出口附近区域的输送能力大。

2.根据权利要求1的显影装置，其特征是：设定上述输送部件的显影剂输送能力，使上述排出口附近区域的显影剂面比上述输送部件的外廓部低，且从上述排出口开始的显影剂输送方向下游一侧区域的显影剂面比上述输送部件的外廓部高。

3.根据权利要求2的显影装置，其特征是：上述输送部件具有设置在旋转轴上的螺旋翼部和设置在上述旋转轴上的搅拌凸块，上述搅拌凸块并不设置在上述排出口附近的区域，而是设置在从上述排出口开始的显影剂输送方向下游一侧的区域。

4.根据权利要求1的显影装置，上述输送部件的显影剂输送能力，与从上述排出口开始的显影剂输送方向上游一侧的区域相比，上述排出口附近区域的输送能力大。

5.根据权利要求4的显影装置，其特征是：设定上述输送部件的显影剂输送能力，使上述排出口附近区域的显影剂面比上述输送部件的外廓部低，且从上述排出口开始的显影剂输送方向上游一侧和下游一侧区域的显影剂面比上述输送部件的外廓部高。

6.根据权利要求5的显影装置，其特征是：上述输送部件在旋转轴上具有输送显影剂的螺旋翼部，在除了上述排出口附近区域的上述旋转轴上设有搅拌凸块。

7.根据权利要求1或权利要求4的显影装置，其特征是：上述显影容器具有显影室和搅拌室，其中，所述的显影室对上述图像载体上的静电像进行显影，所述的搅拌室设有上述输送部件及上述排出口并在其和上述显影室之间构成显影剂的循环通道。

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