CN1517812A - 显影起动方法，显影装置及处理卡盒 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于复印机、传真机、打印机等电子照相方式的图像形成装置中的显影起动方法，显影装置以及处理卡盒。当显影装置为新品，或图像形成装置长期间放置场合，显影辊20与刮板辊22之间长期间持续相接，两者间发生粘合，起动扭矩增大，存在齿轮，驱动马达等驱动系统发生破损或故障的可能性。于是，在上述场合显影起动开始时，显影辊20逆回转，带动刮板辊22回转后，显影辊20再正回转，能防止增大起动扭矩，以及所引起的问题。显影辊20逆回转的范围设为显影辊的色调剂附着部位不接触感光体带12的范围。

Description

显影起动方法，显影装置及处理卡盒

技术领域

本发明涉及用于复印机、传真机、打印机等电子照相方式的图像形成装置中的显影起动方法，显影装置及处理卡盒，更具体地说，该显影装置使用单组份色调剂，并设有显影辊和刮板辊，上述刮板辊与显影辊接触，使得显影辊上的色调剂层成为一定的薄层。

背景技术

以往，在使用单组份色调剂的显影装置中，在色调剂层限制部件与显影辊的接触部，使得从供给辊补给到显影辊的色调剂摩擦带电，形成一定量的色调剂层。作为规制显影辊上的色调剂层厚的色调剂层限制部件，一般使用刮板部件，在用金属或树脂构成硬显影辊场合，刮板部件使用聚氨酯橡胶那样的具有弹性的部件，在显影辊基材为橡胶那样的具有弹性的材料构成场合，刮板部件使用金属板等。

例如，图1是一般显影装置构成图，显影装置1设有显影辊2，辊状显影剂层限制部件(刮板)3，刮落部件6，色调剂供给辊4，入口密封件7，色调剂料斗8，色调剂运送部件5。上述显影辊2将色调剂供给感光体(带状)9，使得感光体上的静电潜像显影；上述显影剂层限制部件3限制显影辊2的色调剂附着量，且使色调剂带电；上述刮落部件6用于刮落上述显影剂层限制部件3表面的色调剂；上述色调剂供给辊4一边使色调剂预带电，一边向显影辊2供给显影剂；上述入口密封件7用于防止从显影辊2上方喷出色调剂；上述色调剂料斗8收纳色调剂，不使色调剂漏向显影组件外部；上述色调剂运送部件5将色调剂从上述色调剂料斗8运向上述色调剂供给辊4。图中，带状感光体朝图示箭头A方向移动。

显影辊2朝图示箭头B方向(顺时钟方向)，即与感光体10前进方向相同的方向回转，线速度比为1.1～2.0倍。上述色调剂运送部件5通过回转将色调剂运向色调剂供给辊4。色调剂供给辊4由金属芯材以及聚氨酯，硅酮，EPDM，聚碳酸酯等发泡材构成。色调剂供给辊4与显影辊2具有所定的接触部，以CW或CCW回转，使得两者具有相对线速度差，在上述接触部内与显影辊表面擦接，上述色调剂供给辊4一边使色调剂预带电，一边向显影辊2供给色调剂供给辊4上的显影剂。

显影剂层限制部件3相对显影辊2以所定负荷相接，在其接触部通过由上述色调剂供给辊4供给的色调剂，使得色调剂通过量为一定，在显影辊表面的轴向位置形成均一的色调剂层。通过的显影剂与显影剂层限制部件3及显影辊2双方表面摩擦带电，供给感光体带9显影用的色调剂能具有稳定的带电量。

这种单组份色调剂的显影装置与使用双组份色调剂的显影装置相比，由于不需要载体及色调剂浓度传感器，具有成本低的优点。因此，在使用刮板作为限制部件的显影装置中，当线速度不快场合，能以低成本满足所希望的性能。

但是，近年来，对图像形成装置提出了高速化要求，对于单组份色调剂的显影装置也要求提高线速度，与此同时，还要求显影装置寿命长。在使用刮板的单组份色调剂的显影装置中，希望线速度高且寿命长时，存在以下问题。

在单组份色调剂的显影装置中，在色调剂层限制部件与显影辊之间的接触部，色调剂带电，尤其在具有弹性的刮板场合，通过与刮板摩擦带电，很有效果。但是，由于限制显影剂的刮板相对显影辊接触推压，经历一定期间后显影辊表面受到磨损，带电性劣化，因此，色调剂带电电荷减少，结果，会发生背景污染，或微小点的再现性低下。另外，在显影接触部滞留的色调剂受到回转显影辊与规制刮板之间所产生的摩擦热，发生熔融形成色调剂块，该色调剂块在显影套上成为条纹，导致图像上成为白条纹。因此，显影装置难以长寿命。

针对上述问题，提出了以下装置：设置支架，在辊状的色调剂层限制部件(刮板辊)的端部设有单向超越离合器，通过使得显影辊作显影时回转方向的逆回转，驱动刮板辊。通过上述装置，如使用刮板时那样，常时摩耗相同的面，色调剂在接触部滞留也得到解消，因此，解决了上述问题。

但是，若将色调剂层限制部件的回转方向设为顺方向，则没有保持在显影辊上的色调剂挤过接触部，发生色调剂泄漏，因此，色调剂层限制部件的回转方向需要设为相对显影辊回转方向的相反方向。如上所述，如果显影辊为硬辊，刮板辊使用弹性辊，如果显影辊为弹性辊，刮板辊就使用硬辊，弹性辊大多使用橡胶为基材，因此，在显影辊与刮板辊之间，若长期间放置场合，或如新品那样在没有色调剂状态下长期间放置场合，显影辊与刮板辊粘在一起，起动扭矩变大，存在齿轮，驱动马达等的驱动系统发生破损或故障的可能性。

另外，在特开平11-84867号公报中，公开了以下装置：将色调剂层限制部件设为辊状，该辊状色调剂层限制部件在显影时停止，在非显影时回转所定时间。通过该装置，减少在接触部的色调剂凝集以及背景污染。

但是，当连续进行色调剂消耗少的成像场合，由于色调剂消耗少，没有消耗的色调剂在显影组件内的循环时间长。料斗内的循环或通过显影辊与刮板之间的接触部的次数多，在色调剂上施加应力的时间及次数增加，发生添加剂埋没在色调剂中或游离色调剂的现象。

这样，与初期相比，不能得到足够的带电性，或者色调剂的非静电附着力增加，通过显影辊与刮板之间的接触部的色调剂增加，结果，经历长期间后，背景污染状况恶化。处理线速度快，这种倾向成为很明显。另外，为了寿命长，装入色调剂卡盒的色调剂量多，在达到色调剂全部消耗完前，色调剂在显影器内循环时间长，上述倾向很明显。

发明内容

本发明就是为解决上述先有技术所存在的问题而提出来的，本发明的目的在于，提供一种显影起动方法，显影装置以及处理卡盒，在显影起动时，使得显影辊逆回转，刮板辊朝被带动方向回转，降低起动扭矩。

为了实现上述目的，本发明提出以下方案：

(1)一种显影起动方法，其特征在于，包括以下步骤：

使得显影辊与感光体分离；

使得上述显影辊作与显影时相反方向的逆回转，色调剂层限制部件被带动回转；

使得上述显影辊作正回转，色调剂层限制部件不被带动回转；

使得显影辊与感光体接触；

进行通常的显影处理。

(2)在上述(1)的显影起动方法中，该显影起动方法在设置新的显影装置时实行。

(3)在上述(1)的显影起动方法中，该显影起动方法在设备放置超过所定时间时实行。

(4)一种显影装置，包括显影辊，向图像形成装置的感光体供给单组份色调剂，在不形成图像的非成像时，实行离开上述感光体的动作；其特征在于：

本显影装置设有：

供给辊，向上述显影辊供给单组份色调剂；

色调剂层限制部件，呈辊状，相对上述显影辊朝逆回转方向回转，使得上述显影辊上的色调剂薄层化；

密封部件，接近上述显影辊，用于密封上述色调剂；

显影起动时，将上述显影辊的开始回转方向设为与显影动作时回转方向相反的逆回转方向，上述色调剂层限制部件被带动回转。

(5)在上述(4)的显影装置中，上述显影起动在设置新的显影装置时实行。

(6)在上述(4)的显影装置中，上述显影起动在设备放置超过所定时间时实行。

(7)在上述(4)-(6)的显影装置中，上述显影起动时，开始时的显影辊单位时间回转数比显影动作时显影辊单位时间回转数少。

(8)在上述(4)-(6)的显影装置中，上述显影起动时，开始时的回转量设为至少上述显影辊的色调剂附着部位不接触上述感光体的范围。

(9)一种处理卡盒，至少包括显影装置和像载置体，形成为一体，该处理卡盒能相对图像形成装置装卸；其特征在于，上述显影装置为上述(4)-(8)中所述的显影装置。

下面说明本发明效果。

按照本发明，当设置新的显影装置时，或者当设备长期间放置时，能防止增大显影起动时的起动扭矩，防止齿轮或驱动马达的破损，防止发生故障。

按照本发明，能防止背景污染附着到感光体上，防止增加废色调剂，防止色调剂脱落。

按照本发明，能防止显影装置起动时驱动马达过流，防止发生故障。

附图说明

图1表示一般显影装置的构成图；

图2是使用本发明涉及的显影装置的图像形成装置一例的彩色激光打印机的概略构成图；

图3是表示图2显影装置成像状态的概略图；

图4是表示图2显影装置非成像状态的概略图；

图5是表示本发明第一实施例动作的流程图；

图6是动作状态概略图；

图7表示输出相同图像对背景污染进行评价结果的图线。

图8表示处理卡盒构成图。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的实施例。

图2-图6表示本发明第一实施例，图2是使用本发明涉及的显影装置的作为图像形成装置一例的彩色激光打印机的概略构成图。

该彩色激光打印机10由感光体部10b，写入部10d，显影部10a，中间转印部10c，供纸部10e，纸转印部10f，定影部10g构成。在感光体部10b设有感光体带12，在该感光体带12表面形成有机感光层。在感光体带12周围配置带电器13，显影卡盒11，……，感光体清洁装置14，通过将高电压施加在带电器13上，使得感光体带12均一带电。

将彩色图像信息，例如来自计算机的彩色图像信号变换成光信号，通过写入组件16用激光进行与黑色(Black，以下简记为Bk)，青色(Cyan，以下简记为C)，品红色(Magenta，以下简记为M)，黄色(Yellow，以下简记为Y)的图像信号相对应的光写入，在感光体带12上形成静电潜像。使得色调剂带与感光体带12的静电潜像相反极性的电荷，对各色分别通过各显影卡盒11使得带电色调剂静电吸附在上述静电潜像上，使该静电潜像显影。

图中标号15是中间转印带，在中间转印带15与感光体带12的接触部，通过对中间转印带15施加与色调剂相反极性的电荷，将上述色调剂像转印在中间转印带15上。上述动作进行四次，在中间转印带15上形成四色叠合图像。通过运送辊17运送转印纸，在纸转印辊18上施加与色调剂相反极性的电荷，通过上述纸转印辊18将上述中间转印带15上的四色叠合图像转印在上述转印纸上。转印有图像的转印纸被送向定影器19，使得色调剂像熔融定影。

本实施例的显影装置由显影卡盒11构成，该显影卡盒11能相对图像形成装置本体独立，装卸自如，图3是其成像状态的概略图，图中，标号20是显影辊，21是供给辊，22是作为色调剂层限制部件的刮板辊，23是第一运送搅拌件，24是第二运送搅拌件，25是第三运送搅拌件。下面说明本显影装置的成像机理。

在本显影装置中，从第一运送搅拌件23到第三运送搅拌件25部分，充填色调剂，各运送搅拌件按图中所示箭头方向回转，将色调剂朝前方即显影辊20侧送出。各运送搅拌件用聚丙烯那样的柔软材质形成，利用其弹性与显影装置内壁密接，能可靠地运送色调剂。

所运送的色调剂用第一运送搅拌件23运送到由发泡聚氨酯构成的供给辊21，接着，由供给辊21向显影辊20供给。供给到显影辊20的色调剂通过刮板辊22被带电以及薄层化，使得形成在感光体带12上的静电潜像显影，成为可视像。另外，刮板辊22及显影辊20因环境变化，外径发生变化。为了吸收该变化，通过弹簧26使得刮板辊22相对显影辊20推压赋能。

用刮板辊22刮落的色调剂经显影卡盒11的壳体的倾斜部11a回到第一运送搅拌件23的部位。在图示显影装置中，在装置后方设有接离用凸轮(没有图示)，通过该接离用凸轮的回转，能使处理卡盒11相对感光体带12接触，通过没有图示的分离弹簧，实现分离动作，因此，能有选择地使得处理卡盒11相对感光体带12接触或离开。

图4表示非成像时的逆转状态，在显影卡盒11离开感光体带12的状态下，使得显影辊20朝与图3所示成像时的回转方向的相反方向回转，弹簧26将刮板辊22朝显影辊20推压赋能，刮板辊22受显影辊20带动回转，于是，刮板辊22朝图4所示箭头方向回转。

图4中的供给辊21及运送搅拌件23-25的回转方向与图3所示成像时相反，其目的在于，防止色调剂朝显影装置外飞散，将色调剂朝后方即第三运送搅拌件25侧运送。

在刮板辊22的轴端设有单向超越离合器27以及支架28，上述单向超越离合器27被压入上述支架28中。对于成像时的显影辊20的正向回转，单向超越离合器27制动，刮板辊22不随显影辊20回转。

图5是本发明第一实施例的动作流程图，图6是动作状态概略图。当显影装置为新品场合，在刮板辊22与显影辊20之间，没有色调剂，由于长期间持续相接，两者间发生粘合，增大了起动扭矩，因此，如图5所示，在装入新品场合，开始时，显影辊20逆回转，带动刮板辊22回转后，再使显影辊20正回转，进行设置(set-up)，以防止增大起动扭矩。

即，当投入电源(步骤S1)后，确认定影温度(步骤S2)，对各色(Bk，C，M，Y)分别确认各显影卡盒11是否新品(步骤S3-S6)，当在步骤S3-S6确认各显影卡盒11都不是新品时(步骤S3-S6的“否”)，就进入步骤S7，起动装置整体。

当在步骤S3-S6确认各显影卡盒12为新品时(步骤S3-S6的“是”)，则在步骤S31，S41，S51，S61，使得对应显影辊逆回转，带动相应的刮板辊22回转后，在步骤S32，S42，S52，S62，通过显影辊20正回转，进行各显影卡盒的设置。

为了检测各显影卡盒11是否新品，可以使用设在显影装置中的ID芯片或光传感器等机械式检测方法。

显影辊20逆回转的范围设定为色调剂附着部分(图6中的D及其附近部位)不接触感光体带12的范围，即不要使色调剂附着部分超越图中线E所示附近的范围，即，显影辊20逆回转的范围相当于D部分逆回转到E部分的范围。逆回转时附着的色调剂没有通过刮板辊22，是摩擦带电不良的色调剂，可能发生背景污染，不接触感光体带12的范围是合适的。

显影辊20逆回转时最好尽可能慢，使得在驱动马达中不发生过流，以防止驱动马达故障。

本实施例以设置新品显影装置为例进行了说明，但本发明并不局限于此，也可以在设备长时间放置后实行，例如，由控制部设定时间，当设备放置超过该所定时间时实行。或者，也可以由控制部设定，在设备每天初始起动时实行。或者，还包括从待机状态起动到工作状态时实行上述显影起动方法。

下面说明本发明第二实施例。

如图1所示，在显影剂层限制部件3停止状态下，由于摩耗显影剂层限制部件3的相同接触面，经历长期间后，带电性易低下。在显影接触部滞留的色调剂凝聚在回转显影辊2与规制刮板之间，受到所产生的摩擦热，发生熔融形成色调剂凝集，该凝集色调剂在显影套上成为条纹，导致图像上成为白条纹。

在本发明第二实施例中，在以下说明的机构中，非成像时使得显影剂层限制部件回转所定角度。

本实施例的构成可参照上述图6，详细说明省略。

这样，非成像时，能以简单结构使得刮板22回转所定角度。可是，若使得显影辊20逆回转(逆时钟方向)，相对入口密封件30，辊面以逆方向通过。于是，通过部分的色调剂薄层成为非常紊乱状态，此后以正回转通过与刮板22的接触部，色调剂层带电性不稳定，图像易发生问题。因此，逆回转后，在成像前需要正回转。

使得显影辊20逆回转后进行正回转场合，为了不减慢连续输出的打印速度，最好每输出某种程度张数使得刮板22回转。例如，用户输出最后页之后，或者一次输出非常多张数时，在中途每输出数十张回转一次，不减慢打印速度，能抑制图像发生白条纹。

在使用这种显影装置的图像形成装置中，在经历一定期间后，输出相同图像，评价其背景污染状况，图7表示评价结果。等级5表示非常好，等级4表示良好，等级3以下表示不能允许。从图7可知，图像面积率为2％的图像，即使经历一定期间后，也能保持良好，图像面积率为0.5％的图像，背景污染恶化，不能允许，这是由于以下原因。

色调剂消耗少时，没有被消耗的色调剂在显影装置内的循环时间长。色调剂料斗内的循环或通过显影辊20与刮板22之间的接触部的次数多，在色调剂上施加应力的时间及次数增加，发生添加剂埋没在色调剂中，或离开色调剂成为游离状态。这样，与初期相比，不能得到足够的带电性，或者色调剂的非静电附着力增加，通过显影辊20与刮板22之间的接触部的色调剂增加，结果，经历一定期间后，发生背景污染状况恶化。

为了解决这个问题，在本实施例的第一方案中，当连续形成图像面积少的图像时，使得刮板22回转后，在正回转时，使得所定量的色调剂在感光体带12上显影(以后将该动作称为“强制消耗色调剂”)。这样，例如连续输出图像面积率为0.5％的图像场合，将强制消耗色调剂与图像消耗色调剂合计设定为与图像面积率为2％的图像场合同等，那么连续输出图像面积率为0.5％的图像场合也能达到如图7的图像面积率为2％的图像场合那样的良好的水平。

为了在感光体带12上显影，在该时间进行带电及曝光，所显影的色调剂用清洁装置全部回收。若进行强制消耗，在显影时的消耗色调剂合计以及废色调剂可能增加，但是，如图7的图像面积率为0.5％的图像场合，背景污染状况恶化，成像时的非图像部背景污染，将会引起色调剂消耗增加，废色调剂也增加。而通过强制消耗，背景污染少，因此，实行强制消耗场合的所消耗色调剂合计以及废色调剂不会达到图像面积率为0.5％的图像场合的消耗。

另外，也可以在与刮板22回转后的正回转不同的时间消耗色调剂，但是，不得不在非成像时进行，因此，必须延长非成像时的时间，结果，减慢打印速度。为了在不改变打印速度状态下延长非成像时间，需要加快处理线速度，若加快处理线速度，则耐久性成为课题。如上所述，刮板22回转后，必须进行显影辊20的正回转，若在其正回转时强制进行色调剂消耗，则不会减慢打印速度，而能消耗色调剂。

下面说明本实施例的第二方案，如图7所示，通常，若输出相同面积率的图像，强制消耗的色调剂量可以为一定，但是，在实际使用中，输出各种各样的图像。这时，若用户不是仅在输出图像面积非常小的图像时实施强制消耗色调剂，那么尽管没有必要强制消耗，还是使用色调剂，造成浪费。

为此，在本发明中，通过以下方法，用户仅在连续输出图像面积非常少的图像时强制消耗色调剂。可以在每当达到某种程度的输出张数时使得刮板22回转。

在本发明中，在刮板22回转后的正回转中，强制进行色调剂消耗时，对此前实行色调剂强制消耗后输出的像素进行计数，计算平均图像面积率，当该图像面积率未满所定值时，强制消耗与所定值之差的像素份的色调剂。

例如，将所定值设为2％，若计算而得的图像面积率为2％以上，则不进行色调剂强制消耗。若计算而得的图像面积率为0.5％，则消耗与此前色调剂强制消耗后输出的张数的1.5％份的像素对应的色调剂。这样，用户仅在连续输出图像面积非常少的图像时强制消耗色调剂。

如上所述，本实施例的显影装置设有显影辊，以及与该显影辊接触使得显影辊上的色调剂层成为一定的薄层的刮板辊，其特征在于，成像时，显影辊作正回转，刮板辊停止回转，非成像时，显影辊作逆回转，驱动刮板辊，接着，再使显影辊作正回转，将所定量的色调剂供给感光体，实行强制色调剂消耗。

再有，在上述显影装置中，对实行强制色调剂消耗后到下一次的强制色调剂消耗期间输出的像素进行计数，计算平均图像面积率，该图像面积率未满所定值时，强制消耗与所定值之差的像素份的色调剂。

如上所述构成的单组份显影装置可以适用于复印机、传真机、打印机等电子照相方式的图像形成装置中的成像部(感光体，带电装置，曝光装置，显影装置，转印装置，定影装置)。

上面实施例的动作可以通过控制部进行控制。

上面参照附图说明了本发明的实施例，但本发明并不局限于上述实施例。在本发明技术思想范围内可以作种种变更，它们都属于本发明的保护范围。

例如，如图8所示，也可以将上述显影装置11与像载置体12构成为一体，成为可相对图像形成装置装卸的处理卡盒，本发明也适用于该处理卡盒。

再有，在上面实施例中，以在刮板辊的轴端设有单向超越离合器为例进行了说明，但本发明并不局限于上述实施例，只要能实现本发明的显影起动方法，也可以采用其他机构。

Claims (9)

1.一种显影起动方法，其特征在于，包括以下步骤：

使得显影辊与感光体分离；

使得上述显影辊作与显影时相反方向的逆回转，色调剂层限制部件被带动回转；

使得上述显影辊作正回转，色调剂层限制部件不被带动回转；

使得显影辊与感光体接触；

进行通常的显影处理。

2.根据权利要求1中所述的显影起动方法，其特征在于，该显影起动方法在设置新的显影装置时实行。

3.根据权利要求1中所述的显影起动方法，其特征在于，该显影起动方法在设备放置超过所定时间时实行。

4.一种显影装置，包括显影辊，向图像形成装置的感光体供给单组份色调剂，在不形成图像的非成像时，实行离开上述感光体的动作；其特征在于：

本显影装置设有：

供给辊，向上述显影辊供给单组份色调剂；

色调剂层限制部件，呈辊状，相对上述显影辊朝逆回转方向回转，使得上述显影辊上的色调剂薄层化；

密封部件，接近上述显影辊，用于密封上述色调剂；

显影起动时，将上述显影辊的开始回转方向设为与显影动作时回转方向相反的逆回转方向，上述色调剂层限制部件被带动回转。

5.根据权利要求4中所述的显影装置，其特征在于，上述显影起动在设置新的显影装置时实行。

6.根据权利要求4中所述的显影装置，其特征在于，上述显影起动在设备放置超过所定时间时实行。

7.根据权利要求4-6中所述的显影装置，其特征在于，上述显影起动时，开始时的显影辊单位时间回转数比显影动作时显影辊单位时间回转数少。

8.根据权利要求4-6中所述的显影装置，其特征在于，上述显影起动时，开始时的回转量设为至少上述显影辊的色调剂附着部位不接触上述感光体的范围。

9.一种处理卡盒，至少包括显影装置和像载置体，形成为一体，该处理卡盒能相对图像形成装置装卸；其特征在于，上述显影装置为上述权利要求4-8中所述的显影装置。

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