CN201449519U - 图像形成单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种图像形成单元，其应用在以电子照相方式形成图像的图像形成装置中，该图像形成单元包括：储存显影剂的显影剂容器；收容有显影辊的盒框，该盒框与显影剂容器相分离，并以与显影辊的旋转轴有一定间隔的摇动轴为中心可摇动转位地设置；将显影剂从显影剂容器输送到盒框的摇动轴位置的显影剂输送供给机构。在本实用新型中，显影剂被储存在显影剂容器内，通过显影剂输送供给机构被输送到与盒框的摇动轴位置，从而在盒框摇动转位影响较小的状态下，顺利地将显影剂从显影剂容器送入到盒框内。由于能储存显影剂到与盒框分离的显影剂容器内，使显影剂的储存量增多，显影剂储存量的变化对显影辊与像承载体接触状态的影响较小，能高效率和高品质地通过电子照相方式形成图像。

Description

图像形成单元

技术领域

本实用新型涉及应用在复印机、打印机和印刷机等图像形成装置上的图像形成单元，用于供给粉末状的显影剂到以电子照相方式形成的静电潜像上进行显影。

背景技术

在现有的复印机、打印机和印刷机等图像形成装置中，使用通过电子照相方式的图像形成技术。在通过电子照相方式的图像形成中，在感光鼓等像承载体上形成静电潜像，利用碳粉等的粉末状显影剂进行显影，并进一步将显影剂图像转印到纸等表面，最后通过加热和加压进行定影。

图10示出现有的一种图像形成单元的构成。图像以电子照相方式在感光鼓2的外周表面形成。感光鼓2以垂直于纸面的旋转轴3为中心，以一定的速度被旋转驱动，旋转轴3通过图像形成单元1的框体4侧壁等被可旋转地支撑。在图像以电子照相方式形成过程中，在感光鼓2的外周表面形成带电的静电潜像，使碳粉从显影辊5转移，通过碳粉使静电潜像显影化。碳粉像被转印到纸等表面，通过加热和加压被定影。

碳粉被分成单组分和双组分，还有磁性有无的区别。形成彩色图像的场合是使用双组分或单组分的非磁性碳粉。在使用非磁性的单组分碳粉的场合，在显影辊5的表面形成碳粉薄层，使碳粉薄层接触到感光鼓2的外周表面进行显影。显影辊5被收容在盒框6内，显影辊5的一部分露出到盒框外部与感光鼓2的外周表面接触。显影辊5的外周面由橡胶等弹性材料形成，为了调整显影辊5接触到感光鼓2的外周表面的压力和位置，显影辊5的盒框6容许相对框体4至一定程度的转位以便于被支撑。

盒框6的内部形成储存碳粉的碳粉储存部7。在碳粉储存部7内，设有搅拌碳粉并供给显影辊5侧的搅拌架8，碳粉从补给辊9供给到显影辊5的表面，通过刮刀10调节厚度再供给到感光鼓2的外周表面。

在图10所示的图像形成单元1中，有必要使含有碳粉储存部7的盒框6转位，并调整显影辊5和感光鼓2的外周表面之间的接触状态。这个接触状态有必要通过弹簧等保持。但是，碳粉储存部7内储存的碳粉的量会变化，由于重量变化对显影辊5和感光鼓2的外周表面的接触状态会产生影响。因此，为使碳粉量变化的影响缩小，碳粉储存部7的容积不能过大。

因碳粉储存部7在盒框6内一体化，碳粉储存部7内的碳粉消耗完时，必须将含有显影辊5等的盒框6整个从图像形成单元1往外部取出，更换为碳粉被灌入碳粉储存部的盒框6，或者往空的碳粉储存部7充填碳粉。

若碳粉储存部7可从收容有显影辊5等的盒框6中分离，则碳粉的交换和补充便变得容易。还有，即使碳粉的储存量变化，对显影辊5和感光鼓2的外周表面的接触状态不会造成影响。因此，碳粉的储存量能增多，碳粉的补充和交换频度减小。

可是，为调整显影辊与感光鼓的接触状态，在可转位状态的盒框里，与盒框不一起动的碳粉储存部的碳粉实现顺利补给是困难的.在从碳粉储存部到盒框的碳粉补给路径上，必须设有可动部分，而且必须能进行碳粉储存部的分离和交换等操作.

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能高效率地实现显影剂补给的图像形成单元。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种图像形成单元，其用在以电子照相方式形成图像的图像形成装置中，通过与像承载体的表面旋转接触的显影辊，将粉末状显影剂供给到形成在像承载体表面的静电潜像进行显影；该图像形成单元包括：储存显影剂的显影剂容器；收容有显影辊的盒框，该盒框与显影剂容器相分离，并以与显影辊的旋转轴有一定间隔的摇动轴为中心可摇动转位地设置；将显影剂从显影剂容器输送到盒框的摇动轴位置的显影剂输送供给机构。

根据本实用新型，显影剂被储存在显影剂容器中，通过显影剂输送供给机构被输送到与盒框的摇动轴位置，从而在盒框摇动转位影响较小的状态下，顺利地将显影剂从显影剂容器送入到盒框内。由于能储存显影剂到与盒框分离的显影剂容器内，使显影剂的储存量增多，显影剂储存量的变化对显影辊与像承载体接触状态的影响较小，能高效率和高品质地通过电子照相方式形成图像。

在本实用新型中，所述显影剂输送供给机构包括位于所述显影剂容器内的显影剂输出单元、位于所述显影剂容器与盒框之间的显影剂输送单元以及位于所述盒框内部的显影剂分散单元，该显影剂分散单元沿所述摇动轴的轴线方向分布并与所述显影剂输送单元相连通；所述显影剂输出单元具有移动元件，所述显影剂输送单元设有输送元件，所述显影剂分散单元设有供给元件。根据本实用新型，在盒框内沿轴线方向送入的显影剂，通过显影剂分散单元移动和分散到轴线方向，可以沿轴线方向以均匀的状态供给显影剂到显影辊表面。

在本实用新型中，所述显影剂输送供给机构还包括：用于检测所述盒框内显影剂剩余量的显影剂检测元件；根据所述显影剂检测元件的检测结果来控制所述移动元件、输送元件和供给元件的控制单元。根据本实用新型，控制单元控制移动元件、输送元件和供给元件，使通过输送元件的显影剂输送量大于从显影剂容器落下到显影剂输送单元的显影剂落下量，而通过供给元件供给到盒框内的供给量又比输送量大，由于控制下游侧的显影剂量比上游侧的多，因此显影剂在途中不会堵塞。另外，控制单元根据来自显影剂检测元件检测输出，依次控制供给元件、输送元件和移动元件的动作，或者同时控制供给元件、输送元件和移动元件，通过控制下游侧比上游侧先工作或同时工作，使显影剂在途中不会堵塞。

在本实用新型中，所述显影剂输出单元包括了旋转轴和翼部件，所述翼部件由可变形薄板形成，其基端固定于所述旋转轴，其顶端沿旋转轴的径向向外延伸并接触到所述显影剂容器的内周面，所述翼部件从基端到顶端的径向长度沿旋转轴的轴线方向连续变化。

在本实用新型中，摇动轴的轴线方向两端还设有两个突出到所述盒框外的侧壁部件，侧壁部件具有使摇动轴顶端相对于像承载体在预定位置锁合的摇动支点，盒框的摇动转位由两个侧壁部件夹住摇动轴轴线方向的两侧，锁合设在侧壁部件的摇动支点到摇动轴的顶端。通过盒框的摇动转位，使收容于盒框内的显影辊能可靠地与像承载体接触分离。

在本实用新型中，显影剂容器、盒框和像承载体是各自独立的，根据维修等需要，可沿预定方向及其逆向从图像形成装置拆卸和安装.若拆卸侧壁部件并取出显影剂容器，则能容易地进行显影剂的补给，使图像形成装置能满足大量印刷的需要.

在本实用新型中，盒框和像承载体可安装在筒部件中，筒部件可相对于图像形成装置安装和拆卸，拆卸出筒部件时，可以方便地对显影辊和像承载体的接触状态等进行调整。将像承载体单元和盒框分别地从筒部件中取出，可进行维护等操作。

在本实用新型中，设在所述筒部件插入侧的侧壁部件具有可相对于筒部件打开和关闭的状态，在关闭状态，侧壁部件分别支撑像承载体单元和盒框，以便盒框的支撑部分相对于像承载体单元成预定的位置关系；在打开状态，可安装和拆卸像承载体单元和盒框，因此调整和维护能容易地进行。所述显影剂输送单元的至少一部分是设在该侧壁部件上，这样不会破坏盒框的可摇动转位的状态，能顺利地输入显影剂。

在本实用新型中，所述显影剂输送单元的至少一部分为挠性管，使盒框的安装和拆卸能容易地进行。

在本实用新型中，由压力调整元件调整使显影辊以预定的压力接触到像承载体的弹性元件，使接触状态稳定。

在本实用新型中，通过盒框的摇动转位，使显影辊接触到像承载体，利用单组分碳粉能可靠地进行接触显影。

附图说明

图1示出作为本实用新型的一个实施形态的图像形成单元的基本构成的截面图。

图2示出图1的图像形成单元的简略化平面图。

图3以模型方式示出在图1的显影剂容器内进行碳粉输送的简略化斜视图。

图4示出图1的图像形成单元中控制碳粉输送部分的原理框图。

图5示出本实用新型其它实施形态的图像形成单元的俯视示意图。

图6示出使用多个如图5所示图像形成单元的彩色图像形成装置的侧面截面图。

图7示出在图5所示图像形成单元中，打开筒部件的侧壁，拆卸出显影单元的状态示意图。

图8示出在图5所示图像形成单元中，碳粉输送部分的平面截面图。

图9示出在图5所示图像形成单元中，碳粉输送部分的正面截面图。

图10示出现有的图像形成单元的基本构成示意图。

具体实施方式

图1示出作为本实用新型的一个实施形态的图像形成单元11的主要部分的大致构成.静电潜像通过电子照相方式形成在作为像承载体的感光鼓12的外周表面.感光鼓12以旋转轴13为中心，以一定的速度被旋转驱动.旋转轴13通过图像形成单元11的框体14可旋转地被支撑.显影辊15被收容在盒框16内，其外周面有部分露出并与感光鼓12外周面接触.显影辊15将例如碳粉等粉末状显影剂供给到感光鼓12外周表面的静电潜像上进行显影.碳粉储存在与盒框16相分离的显影剂容器17内，在盒框16内设有搅拌架18，其搅拌被补给的碳粉，使碳粉在盒框16内均匀地分散开，还设有补给碳粉到显影辊15表面的补给辊19和附着在显影辊15表面、用于控制碳粉层厚度的刮刀20等.储存在显影剂容器17的碳粉通过送粉管21送入盒框16内的粉仓，在送粉管21内设有螺旋状搅拌元件22，能在送粉管21内输送碳粉.

为使显影辊15的露出部分可与感光鼓12的外周表面接触和分离，盒框16以与显影辊15的旋转轴24有一定间隔的摇动轴23为中心，可相对于框体14摇动转位。在本实施形态中，连接送粉管21的顶端到摇动轴23。盒框16即使摇动转位，连接送粉管21顶端的摇动轴23的位置不变。因此，在输入来自送粉管21顶端的碳粉到盒框16内的部分，允许盒框16的摇动转位并且碳粉不会泄漏，能顺利地供给碳粉。

送粉管21和螺旋状搅拌元件22设在盒框16的轴向侧面，输送来自显影剂容器17内的碳粉到摇动轴23的位置，能在盒框16的摇动转位影响较小的状态下，顺利地从显影剂容器17输送碳粉到盒框16内。因碳粉能被储存在与盒框16分离了的显影剂容器17内，因此即使图像形成单元11总体的碳粉储存量发生大的变化，在盒框16内的储存量变化却较小，能高效率且高品质地通过电子照相方式形成图像。

盒框16的摇动转位是通过弹簧25的弹性实现的，由此，被收容在盒框16内的显影辊15的外周表面接触到感光鼓12的外周表面。由于盒框16内的碳粉储存量的变化较小，对接触状态的影响也较小，能高效率地通过电子照相方式形成图像。在本实施形态中，储存在盒框16的粉仓内的碳粉剩余量通过作为显影剂检测元件的碳粉剩余量检测传感器26检测，控制碳粉剩余量为一定值，能保持显影辊15与感光鼓12的接触压力一定。碳粉剩余量检测传感器26可以使用振动传感器。

图2简略地示出图1所示的图像形成单元11的平面化状态。在盒框16内，沿摇动轴23的轴线方向设有分散管27，分散管27沿轴线方向设置了多个透孔，在分散管27内收容有螺旋状搅拌元件28。螺旋状搅拌元件28被旋转驱动，将送粉管21输送来的碳粉往轴线方向输送，并从各透孔漏出到盒框16内，从而以沿轴线方向分散均匀的状态供给碳粉到显影辊15的表面。

图3简略地示出在显影剂容器17的基本构成。显影剂容器17具有储存碳粉的圆柱状内部空间29，在内部空间29内设有由旋转轴30和翼部件31构成的碳粉输出单元。翼部件31由可弹性变形的合成树脂薄膜或金属等薄板形成，其基端被安装到旋转轴30，顶端沿径向往外方延伸并接触到圆柱状内部空间29的内周面，从基端到顶端的径向长度上沿着旋转轴30的轴线方向连续地变化，形成例如梯形等形状。当旋转轴30旋转时，翼部件31搅拌并沿轴线方向移动储存在圆柱状内部空间29内的碳粉。图3所示的碳粉输出单元不只适用于如图1所示的盒框16与显影剂容器17相互分离的图像形成单元11，也适用于盒框16与显影剂容器17一体成型的图像形成单元。还有，输送的碳粉既可以为非磁性单组分碳粉，也可以为磁性单组分碳粉，还可以是双组分碳粉，这些碳粉均能被高效率地输送。

图4示出在图1所示的图像形成单元11中的显影剂输送供给机构的控制原理。碳粉剩余量检测传感器26检测出盒框16内的碳粉余量并把检测结果输送到含有微型计算机等的控制电路35，盒框16内的碳粉在显影中被消耗掉，控制电路35为使盒框16内的碳粉量保持在预定的范围，通过控制电机36、37、38，将显影剂由显影剂容器17输送到盒框16内。电机36旋转驱动送粉管21内的螺旋状搅拌元件22，电机37旋转驱动分散管27内的螺旋状搅拌元件28，电机38旋转驱动显影剂容器17内的旋转轴30。

图5～图9示出适合于在彩色图像形成装置40中使用的图像形成单元41的构成.本实施形态的图像形成单元41的基本构成与图1的实施形态的图像形成单元11相同，具有相同功能的部分用同一符号表示，在此省略说明.

图5示出图像形成单元41的构成的俯视示意图。在本实施形态的图像形成单元41中，含有感光鼓12的像承载体单元42和含有显影辊15的显影单元43被安装到一个未示出的筒部件中，并一体地安装到图像形成装置40中，也可从图像形成装置40中拆卸。在安装和拆卸时的靠近操作人员侧设有可开闭的侧壁45。显影单元43的盒框16的摇动轴23顶端由设在侧壁45上的支撑部支撑，并绕水平轴线摇动转位。筒部件与显影剂容器47一起被底盘48支撑，各自相对于底盘48独立地安装和拆卸。侧壁45可绕垂直转轴49摇动转位，实现打开和关闭。在显影剂容器47内设有部分螺旋状搅拌元件50，使被储存的碳粉能移动到送粉管21的基端。

图6简略地示出彩色图像形成装置40的基本构成的侧面截面图。彩色图像形成装置40在上下方向层叠五个图像形成单元41，转印5色碳粉到中间转印带61上，形成彩色碳粉图像。在中间转印带61上形成的5色碳粉图像在中间转印带61循环路径下方的转印部62处被转印到纸等转印介质上。转印介质被从转印部62输送到定影器63，通过定影器63的加热和加压，碳粉熔着到转印介质的表面，形成稳定的彩色图像。

本实施形态的图像形成单元41能从图像形成装置40的一侧装入和拆出。在装入图像形成单元41到图像形成装置40时的内侧，设有侧壁部件64，如图7至图9所示，该侧壁部件64设置有分别锁合感光鼓驱动轴56和显影辊驱动轴57并能传递旋转驱动力的驱动部，和可摇动转位地支撑盒框16的摇动轴23顶端的支撑部。图像形成单元41相对于该侧壁部件64可安装和拆卸。在把图像形成单元41装入到图像形成装置40时的靠近操作人员侧(即装入侧)设置有可拆卸和安装的侧壁部件65，其能可旋转地支撑显影剂容器47的旋转轴30。在侧壁部件65的显影单元43侧，安装有可开闭地支撑侧壁45的转轴49。在装入侧，侧壁45和侧壁部件65的组合对应于为一个侧壁部件的内侧侧壁部件64。

参见图8，在本实施形态的显影剂容器47中，通过旋转轴30周围的翼部件31及螺旋状搅拌元件50使碳粉移动到靠近操作人员侧，从一开口部落入送粉管21的基端。送粉管21具有挠性管和在顶端的栓。在送粉管21内设有具有挠性的螺旋状搅拌元件22。显影单元43的摇动轴23内，连接送粉管21的顶端部分是中空的，能连接栓的顶端。但是，摇动轴23相对栓可旋转。栓可旋转地支撑摇动轴23，且含有不泄漏的密封构造。还有在栓内设有闸板，在从摇动轴23的顶端向外拆出栓的状态，盖上使碳粉不泄漏。显影剂容器47能单独拆出，在碳粉没有时能容易地补给，适合用在碳粉量消耗多的印刷机等装置上。

还有，栓和挠性管的至少顶端部分是与侧壁45内侧一体形成。也就是说，用于输入碳粉到盒框16内的显影剂输送单元的至少一部分也能设在侧壁45上，使碳粉的输入变得容易且可靠地进行。显影剂输送单元的至少一部分也可设在内侧的侧壁部件64上。

参见图7，像承载体单元42和显影单元43连同一体化的筒部件可从底盘48沿导向轨道拆出。弹簧(本实施形态的图示中省略)与图1的实施形态的弹簧25作用相同，提供使感光鼓12和显影辊15接触的弹性压力。随着筒部件的拆出，能容易地对感光鼓12和显影辊15的接触压力进行调整。还有在显影单元43中，在内侧设有齿轮机构70，利用到显影辊驱动轴57的旋转驱动力，进行搅拌器18和补给辊19等的旋转驱动。

图7示出将筒部件上的像承载体单元42和显影单元43从底盘48取出状态的平面图.图8和图9分别示出碳粉输送部分的构成的平面截面图和正面截面图.在本实施形态中，旋转轴30和螺旋状搅拌元件22由共同的电机36驱动.本实施形态的摇动轴23的轴线方向两端向盒框16外突出.盒框16的摇动转位是由两个侧壁部件64、45夹住摇动轴23的轴线方向两侧来实现的，两个侧壁部件64、45上设有接合到摇动轴23顶端的摇动支点，可使摇动轴23相对于感光鼓12锁合到预定位置.盒框12的摇动转位使被收容在盒框12内的显影辊15与感光鼓12可靠地接触分离.

还有在本实施形态中，以如图4所示的控制电路35作为控制单元，控制作为移动元件的旋转轴30、作为输送元件的螺旋状搅拌元件22和作为供给元件的螺旋状搅拌元件28，并控制粉仓16内的碳粉余量保持一定。与通过移动元件的移动在从显影剂容器47到送粉管21所落下的碳粉落下量相比，通过输送元件输送的碳粉输送量较大，与输送量相比，通过供给元件供给碳粉到粉仓的供给量较大，在控制从显影剂容器47到粉仓16的碳粉输入时，控制下游侧的碳粉量比上游侧多，使碳粉在途中能做到不泄漏。如上所述，作为输送元件的螺旋状搅拌元件22和作为移动元件的旋转轴30是同时由电机36驱动，但输送量比移动量大。控制电路35根据碳粉剩余量检测传感器26的检测输出，依次控制供给元件、输送元件和移动元件的动作，或者控制供给元件、输送元件和移动元件同时动作，通过控制下游侧比上游侧先动作或者同时动作，可确保碳粉在途中不会泄漏。

Claims (9)

1.一种图像形成单元，包括：

储存显影剂的显影剂容器；

收容有显影辊的盒框，该盒框与显影剂容器相分离，并以与显影辊的旋转轴有一定间隔的摇动轴为中心可摇动转位地设置；

其特征在于，该图像形成单元还包括：

将显影剂从显影剂容器输送到盒框的摇动轴位置的显影剂输送供给机构。

2.根据权利要求1所述的图像形成单元，其特征在于，所述显影剂输送供给机构包括位于所述显影剂容器内的显影剂输出单元、位于所述显影剂容器与盒框之间的显影剂输送单元以及位于所述盒框内部的显影剂分散单元，该显影剂分散单元沿所述摇动轴的轴线方向分布并与所述显影剂输送单元相连通；所述显影剂输出单元具有移动元件，所述显影剂输送单元设有输送元件，所述显影剂分散单元设有供给元件。

3.根据权利要求2所述的图像形成单元，其特征在于，所述显影剂输送供给机构还包括：

用于检测所述盒框内显影剂剩余量的显影剂检测元件；

根据所述显影剂检测元件的检测结果来控制所述移动元件、输送元件和供给元件的控制单元。

4.根据权利要求3所述的图像形成单元，其特征在于，所述显影剂输出单元包括了旋转轴和翼部件，所述翼部件由可变形薄板形成，其基端固定于所述旋转轴，其顶端沿旋转轴的径向向外延伸并接触到所述显影剂容器的内周面，所述翼部件从基端到顶端的径向长度沿旋转轴的轴线方向连续变化。

5.根据权利要求4所述的图像形成单元，其特征在于，所述显影剂为单组份碳粉。

6.根据权利要求1至5任一项所述的图像形成单元，其特征在于，所述摇动轴沿轴线方向的两端还含有两个侧壁部件，所述两个侧壁部件突出到所述盒框外，侧壁部件上具有使摇动轴顶端相对于一像承载体单元在预定位置锁合的摇动支点。

7.根据权利要求6所述的图像形成单元，其特征在于，所述像承载体单元和所述盒框可拆卸地安装在一个可相对于图像形成装置安装和拆卸的筒部件中，且所述像承载体单元与所述盒框是相互独立的。

8.根据权利要求7所述的图像形成单元，其特征在于，设在所述筒部件插入侧的侧壁部件具有可相对于筒部件打开和关闭的状态，且所述显影剂输送单元的至少一部分设在该侧壁部件上。

9.根据权利要求8所述的图像形成单元，其特征在于，所述显影剂输送单元的至少一部分为挠性管。

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