专利名称：螺旋传送机和显影剂传送机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于传送粉末的螺旋传送机，并且更为具体的说涉及在传送/回收图像形成设备中采用的显影剂的机构中使用的螺旋传送机。
背景技术：
用于用在显影剂传送/回收机构中的现有螺旋传送机具有使得整个传送叶片102完全固定到旋转轴101的结构，如图6(a)所示。
当这种螺旋传送机用于传送显影剂时，它的传送性能根据显影剂的流动性改变。显影剂本身通常具有高的流动性。但是，如果暴露给环境的变化，具体地说高湿度的条件，每个显影剂吸收空气的湿气并膨胀，造成它的流动性降低。这从在存储器容器中且具有暴露给高温和高湿的历史的显影剂可以清楚的看到。这种显影剂被作为粉末块而不是单独的墨粉颗粒提供。这种显影剂块的流动性很低。
在静电潜像载体上(使用显影剂)显影的图像信息被传送到纸张上。在这个情况中，存在没有被传送到静电潜像载体上的剩余显影剂(废显影剂)。提供清洁单元从而从静电潜像载体上移去剩余显影剂。但是，清洁单元不仅从静电潜像载体上移去剩余显影剂，而且移去附着到被传送到转印级的纸张表面的尘土，构成纸张的短纤维(主要是，纤维素纤维)，纸张中包括的填充剂(SiO2等)等。如果这些杂质混合进废显影剂，那么尘土和短纤维纠缠在一起，使得废显影剂的流动性降低。
当传送流动性这样降低的废显影剂时，随着传送的废显影剂的重量增加，由旋转轴101支撑的传送叶片102受更大的旋转负载的影响。在旋转期间，在传送叶片102和显影剂容纳单元105的侧壁表面等之间产生热量。热现象使得废显影剂变软，而废显影剂附着至传送叶片102、显影剂容纳单元105的侧壁表面等，使得传送性能恶化。如果这种情况继续，废显影剂在螺旋传送机上和周围累积，造成“阻塞现象”或螺旋传送机的堵塞。
参考图6(b)到6(e)说明怎样发生这种阻塞现象，其是现有螺旋传送机的示意性截面视图。
图6(b)示出了在现有清洁单元中螺旋传送机的初始状态(在刚刚安装装置或维修终止之后)。
通过螺旋传送机的旋转轴101的旋转和传送叶片102的倾斜，将废显影剂(图中的阴影)103a传送向没有示出的废显影剂容器(在由箭头X3指示的方向)，同时废显影剂103a在显影剂容纳单元105的底部105a累积。如果这种情况继续(随着装置打印的纸张数量增加)，在显影剂容纳单元105中废显影剂103的量逐渐增加，如图6(c)所示。最后，如图6(d)所示，显影剂容纳单元105由废显影剂103a填满。
因此，随着在显影剂容纳单元105中废显影剂103a的量增加，显影剂之外的杂质(尘土、短纤维、填充剂等)降低废显影剂103a的流动性。具有低流动性的废显影剂103a变为螺旋传送机的旋转负载，并且附着到旋转轴101和传送叶片102以进一步增加旋转负载。
随着这样增加旋转负载，不良流动性阻止废显影剂103a被以箭头X3的方向传送，使得废显影剂103a在固定位置旋转。结果，废显影剂103a和显影剂容纳单元105的侧壁等摩擦，使得温度增加。增加的温度使得废显影剂103a聚集，造成阻塞现象。图6(e)示出了这样发生在显影剂容纳单元105中的阻塞现象。当旋转的螺旋传送机的旋转扭矩很大时，废显影剂103a不在传送叶片102上存在，并且废显影剂103a的块在传送叶片102附近累积，如图6(e)所示。另一方面，当螺旋传送机的旋转扭矩很小时，螺旋传送机不旋转，使得和驱动源耦合的组合齿轮损坏。
在高温和高湿明显地发生该现象。具体地说，废显影剂因为空气中的湿气膨胀，由此使得问题恶化。由本发明的发明者执行的实际实验观察到由废显影剂引起的阻塞现象(图6(e)的情况)，其中在维修之后已经打印了15,000纸张的时刻，从顶部不能看到螺旋传送机。
为了防止这种螺旋传送机的阻塞现象和堵塞现象，提出了一种技术，其中传送叶片的中心轴从螺旋传送机的旋转轴的中心轴移位，使得在用于传送显影剂的螺旋旋转中，传送叶片离心地旋转(例如，参看JP2002-108160A)。
传送墨粉，比如显影剂等的螺旋传送机的机构在于，在显影剂容纳单元的壁等上放置的墨粉被抬起并且通过螺旋的倾斜的传送叶片的旋转而向前移动。
但是，JP2002-180160A的技术具有关于螺旋传送机的离心的新的问题。具体地说，因为旋转而使螺旋从中心偏离。因此，抬起在显影剂容纳单元的壁等上放置的粉末(显影剂)的力减小(这是因为离心情况引起叶片的外部边缘接近或离开壁表面)，使得传送性能降低。
发明内容
提供本发明解决该问题，本发明的目的是提供一种螺旋传送机和显影剂传送机构，其中提供传送叶片相对于旋转轴浮动，并且传送叶片的两个边缘中的一个或全部仅固定到旋转轴，使得当传送显影剂时传送叶片可以在旋转轴的中心轴方向振动，由此使得即使显影剂的流动性减小也可以防止传送叶片的传送性能降低。因此，可以尽可能避免比如显影剂的阻塞现象等的问题，并且进一步尽可能避免打印质量因为不良的传送性能和比如装置(每个单元)损坏等发生问题而恶化。
本发明的螺旋传送机用于传送粉末并且包括旋转轴和传送叶片，该传送叶片螺旋地形成在旋转轴周围并且松弛地耦合旋转轴，在该螺旋传送机中通过旋转轴的旋转和传送的粉末，传送叶片可以以旋转轴的中心轴方向振动。在这个情况中，传送叶片的两个边缘的一个或全部仅固定到旋转轴，使得传送叶片可以沿着旋转轴旋转。换句话说，传送叶片除了两个边缘之外的部分不固定到旋转轴，另外，在旋转轴和传送叶片之间提供空隙使得可以更为流畅地执行传送叶片在中心轴方向的振动。
根据本发明，通过螺旋传送机的旋转和传送的废显影剂(粉末)的力，传送叶片在中心轴方向轻微振动。该振动防止废显影剂附着到传送叶片。换句话说，通过螺旋传送机的旋转，在中心轴方向将废显影剂传送向废显影剂容器，并且在这时，螺旋传送机经受在传送方向反方向的废显影剂负载。因此，因为废显影剂的负载，螺旋传送机在旋转的同时在中心轴方向重复轻微扩展和收缩。轻微扩展和收缩使得废显影剂在被传送的同时破碎，并且还抖落附着到螺旋传送机的废显影剂。结果，即使流动性降低，废显影剂也不在恒定位置旋转，使得将废显影剂传送向废显影剂容器。因此，实质上不发生阻塞现象。实质上消除阻塞现象对于整个图像形成设备是有益的。具体地说，防止感光材料污染，由此增加感光材料的寿命和打印质量，并且降低了驱动源的能耗。
本发明的螺旋传送机优选地用在用于在图像形成设备中传送显影剂或废显影剂(粉末)的显影剂传送机构、显影剂回收机构等中。
存在其中在圆柱传送路径中提供线圈弹簧的现有技术。具体地说，线圈弹簧具有的直径使得线圈弹簧和圆柱传送路径的内壁表面接触。通过高速旋转线圈弹簧而传送粉末。但是，该技术是在密封传送路径和用于容纳传送的粉末的存储容器的情况下实现的。因此，该技术不能应用于顶部打开以回收附着到感光鼓的废显影剂的结构(例如，清洁单元等)。
图1是示出了根据本发明实施例的包括显影剂容纳装置的图像形成设备的整个结构的视图；图2是用于解释根据本发明的清洁单元的位置的视图；图3是示出了包括作为本发明实施例的要部的螺旋传送机的清洁单元的示意图；图4是本发明实施例的螺旋传送机的部分放大横截面视图；图5(a)是示出了本发明实施例的螺旋传送机的初始状态的示意性横截面视图(刚刚在安装装置或维修结束之后)；图5(b)是示出了本发明实施例的螺旋传送机的示意性横截面视图，其中废显影剂量逐渐增加；图5(c)是示出了在它的寿命结束之后的本发明实施例的螺旋传送机的示意性横截面视图；图6(a)是示出了现有螺旋传送机的结构的示意性横截面视图；图6(b)是示出了现有螺旋传送机的初始状态的示意性横截面视图(刚刚在安装装置或维修结束之后)；图6(c)是现有螺旋传送机的示意性横截面视图，其中废显影剂量逐渐增加；图6(d)是被废显影剂填满的现有螺旋传送机的示意性横截面视图；
图6(e)是其中发生阻塞现象的现有螺旋传送机的示意性横截面视图。
具体实施例方式
在下文中，将参考附图描述包括根据本发明实施例的显影剂容纳装置的图像形成设备。
整个图像形成设备的描述图1是示出了图像形成设备的整个结构的视图。
本发明实施例的图像形成设备1包括打印机部件(图像形成部件)2和设置在打印机部件2之下的送纸单元部件3。将在它的中心具有感光鼓4的电子照相处理部分基本放置在打印机部件2的中部。具体地说，将充电单元5、光学扫描单元6、显影单元7、转印单元8和清洁单元9放置在感光鼓4周围。
充电单元5用于对感光鼓4的表面均匀充电。光学扫描单元6扫描在均匀充电的感光鼓4上的光线图像以写入静电潜像。显影单元7使用显影剂显影通过光学扫描单元6写入的静电潜像。转印单元8将在感光鼓4上记录/再现的图像转印到记录介质上。
清洁单元9移去留在感光鼓4上的显影剂(墨粉)，使得可以在感光鼓4上记录新的图像。由清洁单元9移去的剩余墨粉由被安装在显影单元7的墨粉提供部件10上的废显影剂容器(没有示出)回收，并之后丢弃。
送纸单元部分3包括多个送纸盘(记录介质提供部件)11、12、13和14。送纸单元部分3能够容纳作为记录介质的多种记录纸，这些记录纸例如对于每个尺寸而分开。
图像形成设备1选择送纸盘11、12、13和14之一，以一张纸一张纸的基础隔离来自所选的盘的纸张，并且提供在感光鼓4和转印单元8之间的纸张。转印单元8将在感光鼓4上记录/再现的图像转印到纸张上。
送纸盘(第一记录介质提供部件)11和送纸盘(第二记录介质提供部件)12彼此平行放置。将送纸盘13放置在送纸盘11和12下面。将送纸盘14放置在送纸盘13下面。
假定送纸盘13和14具有基本相同的容量。送纸盘11和12的容量被设置为大于送纸盘13或14的容量。
送纸单元部分3具有第一运输路径15和第二运输路径16，其用于将在送纸盘11、12、13和14中存储的纸张运输向打印机部件2。注意到第一运输路径15用于将存储在送纸盘11、13和14中的纸张运输向打印机部件2，而且第二运输路径16用于将存储在送纸盘12中的纸张运输向打印机部件2。
第一运输路径15以沿着送纸单元部分3的框架17的垂直方向延伸，而且第二运输路径16以沿着框架17的水平方向延伸。
因此，以高效率将送纸盘11到14、第一运输路径15和第二运输路径16放置在送纸单元部分3中，由此节省了送纸单元部分3的空间。
为将纸张载入送纸盘11、12、13和14的每一个，从图像形成设备1的主体前侧拉出所需送纸盘11、12、13或14，并且将纸张添加到送纸盘。
如果在第一运输路径15发生纸张阻塞，用户将作为第一运输路径15一部分的导轨15a(图中的阴影)拉向用户。在这个情况中，导轨15a围绕其位于送纸单元部分3深处的作为枢轴的部分摆动。结果，用户能够移去在第一运输路径15中阻塞的纸张。注意到在第一运输路径15和框架17之间先前确保的工作空间中执行移去操作。
如果在第二运输路径16发生纸张阻塞，用户将作为第二运输路径16一部分的导轨16a(图中的阴影)拉向用户。在这个情况中，导轨16a围绕其位于送纸单元部分3深处的作为枢轴的部分摆动。结果，用户能够移去在第二运输路径16中阻塞的纸张。注意到在向着用户拉出彼此平行的送纸盘11和12之后执行移去操作，以确保在第二运输路径16之下的工作空间。
在本发明实施例的图像形成设备1中，假定送纸盘11和12能够被同时拉出。本发明并不限于这个结构。可以能够将送纸盘11和12单独拉出。在这个情况中，通过向着用户拉出送纸盘11，可以在第二运输路径16之下确保用于移去在第二运输路径16中阻塞的纸张的工作空间。
在第二运输路径16的上游提供其中设置相对少量纸张的手动送纸单元18。通常可能在手动送纸单元18中设置特定纸张。这是因为可以在手动送纸单元18中容易地改变或设置纸张。可以将纸张从手动送纸单元18经第三运输路径21提供到第二运输路径16。
另外，送纸单元20可以作为可选设备链接至送纸单元部分3的右手侧。送纸单元20具有比其它送纸盘11到14大的容量。在这个情况中，被从送纸单元20送入的纸张被从第四运输路径19经第二运输路径16引导到打印机部件2。
根据本发明实施例的清洁单元的描述之后，将描述移去在感光鼓4(静电潜像载体)上的剩余显影剂的清洁单元。
图2是用于解释根据本发明实施例的清洁单元的位置的视图。
通过使用包括转印辊8a等的转印单元8施加的电场，将在感光鼓4上使用显影剂可视化的图像信息转印到出运输的纸张上。在这个情况中，不将所有显影剂转印到感光鼓4上。典型地说，转印辊8a具有90到95％的转印效率，并且转印充电器具有85到90％的转印效率。
显影剂被这样转印在其上的纸张由释放接头4a从感光鼓4释放，并且之后，在纸张引导盘4b上将其运输到下一级(定影机构)。
另一方面，留在感光鼓4上的显影剂不用在下一个打印步骤中，并且因此，在感光鼓4上提供的主充电步骤的时刻被移去。为执行这个清洁步骤，提供清洁单元9。
清洁单元9包括清洁叶片92(其由橡胶材料制成以防止摩擦感光鼓4的表面上的感光层)，其用于机械地移去在感光鼓4上的剩余显影剂；螺旋传送机93，其用于将被这样刮掉的废显影剂传送到废显影剂容器(没有示出)；以及单元主体91，其用于容纳清洁叶片92和螺旋传送机93。
回收的废显影剂不仅包括显影剂，而且包括附着在纸张上的尘土、在纸张中包括的短纤维(主要是纤维)和填充剂(SiO2等)等。
图3是示出了包括在清洁单元9中的螺旋传送机93的示意图，螺旋传送机93是本发明实施例的要部。图4是螺旋传送机93的部分放大横截面图。
如在“背景技术”部分中所述的，在现有螺旋传送机中将多个传送叶片整个固定到旋转轴而没有间隔，通过旋转轴的倾斜的传送叶片的旋转将废显影剂传送向废显影剂容器。
相反的，本发明实施例的螺旋传送机93包括旋转轴94和传送叶片95，该传送叶片95螺旋地缠绕在旋转轴94周围并且和旋转轴94松弛地集成。通过旋转轴94的旋转和传送的废显影剂，传送叶片95可以在旋转轴94的中心轴方向(如图3的箭头X1和X2指示的方向)振动。因此，在本发明的实施例中，传送叶片95由具有确定弹性程度的金属材料制成。
另外，如图4所示，传送叶片95相对于旋转轴94浮动，也就是，在旋转轴94和传送叶片95之间提供空隙P。通过焊接等将传送叶片95的至少一个边缘(相对于废显影剂的传送方向(图3中X1指示的方向)的上游边缘95a或下游边缘95b)固定到旋转轴94，来将传送叶片95固定到旋转轴94。如果仅固定一个边缘，上游边缘95a相比下游边缘95b更为优选。通过这样仅固定传送叶片95的一个或两个边缘到旋转轴94，通过旋转轴94的旋转和传送的废显影剂，传送叶片95可以在旋转轴94的中心轴方向(图3中箭头X1和X2指示的方向)振动。
之后，将参考如图5(a)到5(c)示出的示意性横截面图描述这样构造的螺旋传送机93怎样传送废显影剂。
图5(a)示出了清洁单元9的单元主体91和螺旋传送机93的初始状态(刚刚在安装设备或维修结束之后)。
通过螺旋传送机93的旋转轴94的旋转和传送叶片95的倾斜，废显影剂(图中的阴影)96被传送向没有示出的废显影剂容器(以图1中箭头X1指示的方向)，同时废显影剂96在单元主体91的底部91a上累积。在这个情况中，本发明实施例的传送叶片95通过螺旋传送机93的旋转和传送的废显影剂的力略微振动，如图5(a)所示。由此，防止废显影剂96附着到传送叶片95等。换句话说，通过螺旋传送机93的旋转而以中心轴方向向着废显影剂容器传送废显影剂96，并且同时，如图3所示，螺旋传送机93经受在传送方向X1的反方向X2的废显影剂96的负载。例如，在传送叶片95在上游边缘95a固定到旋转轴94的情况中，因为废显影剂96的负载而压缩传送叶片95以在中心轴方向变形。当因为压缩而产生的恢复力克服废显影剂96的负载时，传送叶片95扩展到它初始的位置。因此，传送叶片95重复压缩和扩展。类似地，在传送叶片95在下游边缘95b固定到旋转轴94的情况中，因为废显影剂96的负载而使传送叶片95扩展变形。当由于扩展而引起的恢复力克服废显影剂96的负载时，传送叶片95收缩到它的初始位置。因此，传送叶片95重复扩展和收缩。在传送叶片95在上游边缘95a和下游边缘95b都固定到旋转轴94的情况中，传送叶片95通过它自己同时收缩/扩展以及之后返回到初始位置来重复变形和回归。因此，螺旋传送机93在旋转的同时因为废显影剂96的负载而在中心轴方向重复轻微扩展和收缩。轻微的扩展和收缩在传送废显影剂96时使废显影剂96破碎，并且还抖掉附着到螺旋传送机93的废显影剂96。结果，在单元主体91中的废显影剂96具有基本均匀的高度。这个情况如图5(b)所示。
随着该情况继续(由该设备打印的纸张数量增加)，在清洁单元9的单元主体91中的废显影剂96的量增加，使得废显影剂96的流动性由于显影剂中包含的杂质(尘土、短纤维、填充剂等)而降低。具有较低流动性的废显影剂96将增加现有螺旋传送机中的旋转负载。在本发明的实施例中，传送叶片95没有固定到旋转轴94，并且另外，提供空隙P，造成传送叶片95的振动。传送叶片95的振动效果减少了旋转负载，使得废显影剂96的传送继续。结果，将废显影剂96传送到废显影剂容器，而且控制废显影剂96的高度总是基本上等于旋转轴94的高度，如图5(c)所示。
本发明的发明者实际使用这样构造的螺旋传送机93执行实验。在实验中，旋转轴94的直径t1是5mm，传送叶片95的内直径t2是6mm(也就是，间隙P＝0.5mm)，并且传送叶片95的外直径t3是14mm(图4)。作为实验结果，在图5(c)的状态中传送废显影剂96并且在维修之后打印20,000纸张时还没有阻塞现象。因此，确认没有问题。
如上所述，构造用于传送废显影剂96的螺旋传送机93，使得传送叶片95没有整个固定到旋转轴94，也就是，仅传送叶片95的一个或两个边缘固定到旋转轴94，留下间隙P。因此，能够有效使用由传送叶片95的旋转引起的振动，由此使得可以消除阻塞现象，不然会有废显影剂96的固定引起该阻塞现象。阻塞现象的消除对于整个图像形成设备是有用的。具体地说，防止感光鼓4污染，由此增加感光鼓4的寿命和打印质量，并且降低驱动源的能耗。
在上述实施例中，作为实例，在清洁单元9中提供本发明的螺旋传送机用于回收在感光鼓4上的剩余显影剂。很清楚本发明可以应用于用在显影剂补充容器中的螺旋传送机(该显影剂补充容器用于传送在图像形成设备中的显影剂)，用于搅拌和传送在显影单元中的显影剂的搅拌螺旋(其可以被称为螺旋传送机)等。本发明的应用并不限于图像形成设备，并且可应用于用于传送多种粉末的螺旋传送机。
在不脱离本发明的精神和本质特性的情况下，其可以具体表现和实现为其它不同形式。因此，在所有方面都认为上述实施例是示例性并且不是限定性的。本发明的范围由所附权利要求指示而不是由前述说明指示。在所附权利要求的等效范围中的所有变更和修改意在包括在其中。
权利要求
1.螺旋传送机，用于传送粉末，其包括旋转轴；以及传送叶片，其螺旋地形成在旋转轴周围并且和旋转轴松弛地耦合，其中，所述传送叶片能够通过所述旋转轴的旋转和传送的所述粉末而在所述旋转轴的中心轴方向上振动。
2.如权利要求1所述的螺旋传送机，其中，只有所述传送叶片的两个边缘中的一个或全部固定到所述旋转轴。
3.如权利要求1或2所述的螺旋传送机，其中，在所述旋转轴和所述传送叶片之间提供间隙。
4.包括如权利要求1或2所述的螺旋传送机的显影剂传送机构。
5.包括如权利要求3所述的螺旋传送机的显影剂传送机构。
6.如权利要求4所述的显影剂传送机构，其中，所述粉末是在图像形成设备中的显影剂或废显影剂。
7.如权利要求5所述的显影剂传送机构，其中，所述粉末是在图像形成设备中的显影剂或废显影剂。
全文摘要
螺旋传送机的实施例包括旋转轴和传送叶片，该传送叶片螺旋地形成在旋转轴周围并与其松弛地耦合。传送叶片的两个边缘中的一个或全部仅固定到旋转轴，并且在旋转轴和传送叶片之间提供间隙。由此，传送叶片能够通过旋转轴的旋转和传送的废显影剂来在旋转轴的中心轴方向上振动。
文档编号G03G21/00GK1667525SQ200510054489
公开日2005年9月14日 申请日期2005年3月8日 优先权日2004年3月8日
发明者松山和弘, 山内浩一, 增田佳昭, 木田裕士 申请人:夏普株式会社