显影单元、成像设备和处理盒的制作方法

专利名称：显影单元、成像设备和处理盒的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包括在成像设备、如复印机、传真机和打印机中的显影单元，并涉 及具有这种显影单元的成像设备和处理盒。
背景技术：
越来越要求电子照相成像设备提供更高的图像质量以及尺寸更小并且寿命更长。 由于显影单元的寿命延长，要消耗大量调色剂。但是如果在显影单元中保留用于在其中存 放大量调色剂的空间，显影单元的尺寸将增大。此外，如果在显影单元中存放的调色剂的量 增加，在搅拌调色剂过程中会产生更多的摩擦热。积累的热量会导致调色剂树脂熔化并且 聚集到一起，并有可能导致图像质量下降。此外，虽然调色剂具有散布在特定范围内的粒度 分布，但是，具有较小直径的调色剂颗粒趋于在显影过程中更早被消耗掉。因此，在反复执 行显影时没有被消耗的具有较大直径的调色剂留在后面，并且大直径调色剂颗粒占据显影 单元中所存放的调色剂中的较大比例。如果利用具有朝向较大直径偏移的粒度分布的调色 剂进行显影，图像质量会下降。如果在显影单元中存放更多调色剂，由于在长时间段上反复 进行显影而不提供包含具有较小直径的颗粒的调色剂，利用较大直径颗粒的比例增大的的 调色剂，成像趋于以缺陷的方式连续进行。为了上述原因，优选的是在允许高质量显影的范围内尽可能大地减少在显影单元 中存放的调色剂的量。为此目的，在主流结构中，在显影单元内，用于在其中存放调色剂的 空间减小，并且包含新调色剂的调色剂容器可更换地安装在显影单元中，使得在显影单元 中剩余的调色剂的程度变低时，从调色剂容器提供调色剂。作为以上述方式提供调色剂的显影单元而广泛公知的是单组分显影单元，其包 括显影辊；供给辊，该供给辊承载调色剂、将调色剂提供到显影辊、并且从显影辊回收未 用于显影的调色剂；调色剂存储部，该调色剂存储部在其中存放调色剂；搅拌元件，该搅拌 元件搅拌在所述调色剂存储部内的调色剂；剩余调色剂量探测单元，该剩余调色剂量探测 单元探测在调色剂存储部内剩余的调色剂的量；以及调色剂供给单元，该调色剂供给单元 基于剩余调色剂的量将调色剂从调色剂容器供给到调色剂存储部。此外，在单组分显影单 元中，公知的是向供给辊的表面上提供一层海绵，该海绵作为多孔体，使得足够量的调色剂 被承载并提供到显影辊上，并且在显影中未使用的调色剂被从显影辊很好地收集。在这种单组分显影单元中，由于在反复显影过程中，向存放在调色剂存储部中的 调色剂施加的应力，添加剂沉入到调色剂基体树脂中，并且导致调色剂退化，如调色剂的流 动性和可充电性降低。在调色剂被供给之前，在调色剂存储部中，大量退化的调色剂处于供 给辊附近。当新调色剂被供给到调色剂存储部并且具有较高可充电性的被供给的调色剂与 具有较低可充电性的退化调色剂形成接触时，由于二者之间的相互作用，具有较高可充电 性的调色剂转变成较高的充电状态，而具有较低可充电性的调色剂转变成较低充电状态。 以这种方式，加速了电荷量的两极化。因此，被充电为与调色剂应该被充电的正常极性相反 极性的反充电调色剂在供给辊附近的调色剂中占有较大比例。如果这种反充电调色剂被供给辊提供到显影辊并且被传送到显影部分，调色剂有可能会被吸附到潜像载体的非图像区 域，并且会导致在调色剂供给之后造成的起脏(scumming)。作为用来减少在调色剂被供给之后由反充电调色剂的增加所造成的起脏，日本专 利申请未审公开说明书第H11-237772号公开了一种用于改善被供给的调色剂和退化的调 色剂的搅拌条件的方法。在这个技术中，搅拌元件设置在调色剂存储部中，使得被供给的调 色剂和退化的调色剂被充分搅拌。以这种方式，反充电调色剂在供给辊附近存放的调色剂 中的比例下降，并且反充电调色剂在要被供给到显影辊上的调色剂中的比例下降。但是，仅通过利用包括在调色剂存储部内的搅拌元件来减小在调色剂供给辊附近 的反充电调色剂的比例所实现的抑制效果并不必然充分。尤其是，当使用包括海绵层的供 给辊时，在调色剂被供给之后趋于发生起脏。通常，在供给辊上承载的调色剂随着供给辊转 动所产生的调色剂流动而逐渐被供给辊附近的调色剂所替换。但是，具有海绵层的供给辊 与具有平整表面层的供给辊相比具有更强的调色剂承载能力，因此难于随着供给辊的转动 所产生的调色剂流动更换供给辊所承载的调色剂。因此，即使在供给辊附近的调色剂中反 充电调色剂的比例下降，也难于使供给辊承载该调色剂并将该调色剂提供到显影辊。供给 辊一直将退化的调色剂承载在海绵层上；并且被供给辊所承载的退化的调色剂与被供给的 调色剂形成接触，这导致被供给的调色剂被充电为相反极性。结果，具有高比例反充电调色 剂的调色剂被提供到显影辊。日本专利申请未审公开说明书第2009-156951号公开了一种显影单元，该显影单 元包括调色剂去除元件，将调色剂从供给辊的海绵层去除。在显影单元中，具有刮板形端部 的调色剂去除元件设置在固定位置，在该固定位置，调色剂去除元件深深地保持在海绵层 内侧。当在成像过程中供给辊旋转时，调色剂去除元件去除在海绵层的表面上或其内部承 载的调色剂。在这种显影单元中，在供给辊的海绵层内承载的调色剂在成像过程中被去除， 且此后海绵层承载新的调色剂。但是，由于在日本专利申请未审公开说明书第2009-156951号中公开的显影单元 具有保持调色剂去除元件挖入供给辊的海绵层内的结构，加速了海绵层的退化，并且部件 变得不太耐久，这与显影单元寿命延长相背离。此外，由于刮板形调色剂去除元件设置在固 定位置，取决于去除元件设置的位置，从供给辊上去除的调色剂有可能停留下来，由此，阻 止了整个调色剂在调色剂存储部中流动，并且会使得搅拌条件变差。本发明考虑到上述因素而作出，并且本发明的目的是提供一种显影单元、成像设 备和处理盒，其能够减少在调色剂已经被供给后由调色剂所造成的起脏，同时抑制调色剂 供给元件退化。

发明内容
本发明的目的是至少部分解决传统技术中的问题。根据本发明的一个方面，提供了一种显影单元，该显影单元包括显影剂载体，该 显影剂载体承载调色剂以将调色剂传送到与潜像载体相对的相对位置；具有多孔表面层的 调色剂供给元件，该调色剂供给元件在与显影剂载体保持接触的同时转动，以将调色剂提 供到显影剂载体，并且从显影剂载体收集在显影中未使用的调色剂；调色剂存储部，在该调 色剂存储部中存放调色剂；搅拌元件，该搅拌元件被转动来搅拌调色剂存储部内的调色剂；调色剂量探测单元，该调色剂量探测单元探测在调色剂存储部中剩余的调色剂量；调色剂 供给单元，该调色剂供给单元基于调色剂量探测单元的探测结果，从其中存放新调色剂的 调色剂容器向调色剂存储部供给调色剂；以及调色剂去除元件，该调色剂去除元件去除在 调色剂供给元件的多孔表面层上承载的调色剂，其中，所述调色剂去除元件以可以与调色 剂供给元件的多孔表面层分离和接触的方式设置，并且显影单元具有搅拌模式，在该搅拌 模式下，调色剂去除元件与所述多孔表面层形成接触，且在调色剂被调色剂供给单元供给 时，调色剂供给元件被转动，同时搅拌元件转动来搅拌调色剂。根据本发明的另一方面，提供了一种处理盒，该处理盒包括上述显影单元，其中， 所述潜像载体和显影单元集成在处理盒中，并且处理盒可以从成像设备的主体上拆卸。根据本发明的再一方面，提供了一种成像设备，该成像设备包括处理盒，其中，所 述处理盒是上述处理盒，其中，所述潜像载体和显影单元集成在该处理盒中，并且该处理盒 可从成像设备的主体上拆卸。本发明的上述和其他目的、特征、优点和技术及工业重要性将通过阅读下面本发 明目前优选的实施方式的详细描述，并在结合附图考虑时，得到更好地理解。


图1是根据本发明实施方式的成像设备的总体结构的视图；图2是显影单元的总体结构的示意图；图3是在供给调色剂时的搅拌模式下的显影单元的示意图；图4是用于解释在供给调色剂时的搅拌模式下调色剂相对于供给辊的运动的示 意图；图5A和5B是各自描绘搅拌元件的形状的透视图；图6A和6B是用于解释在搅拌模式下调色剂去除元件如何保持接触的示意图；图7是表示由已经供给之后的调色剂所造成的起脏程度的曲线；以及图8是调色剂去除元件保持旋转情况下的供给辊的耐久性和调色剂去除元件保 持静止情况下的供给辊的耐久性的评估结果的曲线。
具体实施例方式下面描述作为彩色成像设备(下面简称为成像设备)的本发明的示例性实施方 式，该彩色成像设备作为一种类型的成像设备。图1是根据本发明实施方式的成像设备的总体结构的示意图。这个成像设备是具 有所谓的串列型中间转印结构的成像设备。如图1所示，作为潜像载体的四个鼓形感光元 件11Y、IlMUlC和IlBk并排布置。每个感光元件11Y、IlMUlC和IlBk可在图1的顺时针 方向上转动。用于形成黄色、品红色、青色和黑色每种颜色的调色剂图像的调色剂图像形成 单元围绕每个感光元件11Y、1 IMUlC和IlBk排列。由于这些调色剂图像形成单元的每一个除了由它所处理的调色剂(彩色材料)的 颜色外具有相同的结构，下面省略区别符号Y、M、C和Bk，并且每个调色剂图像形成单元作 为用于感光元件11的一个单元加以解释。围绕感光元件11顺序排列的是给感光元件11的表面均勻充电的充电单元12 ；用于在如此均勻充电的表面上形成潜像的激光束的曝光单元13、通过将充电的调色剂附着 到感光元件11表面上形成的潜像上来形成调色剂图像的显影单元1、以及去除残留在感光 元件11上的调色剂的清洁单元14。连接到显影单元1上并且向显影单元1供给调色剂的 调色剂容器8可更换地设置在显影单元1的顶部。在这个实施方式中，调色剂图像形成单 元中所包括的感光元件11、充电单元12、显影单元1和清洁单元14集成为处理盒，该处理 盒以可从成像设备主体上拆卸的方式构造。利用处理盒的这种结构使得维护容易。在图1中，为充电单元12采用利用接触辊的充电技术。根据该技术，高压施加到 包括在充电辊中的芯部金属上，该充电辊被布置成与感光元件11接触，并且均勻充电感光 元件11的表面。但是，充电单元12不局限于此，并且可以取代使用通过将高压施加到充电 丝、充电刷、充电片或者针电极上放电的电晕管或scorotron。由于这些技术允许在不感光 元件11的情况下给感光元件11的表面充电，它们有利地受清洁特性影响较小。但是，与利 用充电辊的技术相比，由于这些技术在放电过程中产生很多电晕产品，如臭氧或NOx，在感 光元件11的耐久性方面，这些技术是不利的。中间转印带20设置在感光元件11Y、11M、11C和IlBk之下。中间转印带20跨过 未示出张紧辊拉伸，并且在图1的逆时针方向上被驱动。初次转印辊21Y、21M、21C和21Bk 分别布置在跨过中间转印带20与感光元件11Y、IlMUlC和IlBk相对的位置处，以便将感 光元件11Y、11M、11C和IlBk上形成的调色剂图像转印到中间转印带20上。与中间转印带20的圆周表面保持接触以将中间转印带20上形成的调色剂图像转 印到转印介质上的二次转印辊22沿着中间转印带20的旋转方向设置在初次转印辊21Y、 21M、21C和21Bk的下游。用于在调色剂图像被二次转印辊22转印之后去除中间转印带20 上剩余的残留调色剂的带清洁单元23设置在二次转印辊22的更下游的位置。带清洁单元 23包括清洁刷24和氨基甲酸乙酯制成的清洁刮板25。清洁刮板25在中间转印带20的旋 转方向的逆方向上保持与中间转印带20接触；并且金属的清洁面对辊26设置成与清洁刮 板25相对。由清洁刮板25去除的调色剂例如通过未示出的线圈(coil)传送，并且收集在 未示出的用过调色剂存储部中。用于测量附着到中间转印带20上的转印的调色剂的量并 用于测量每种颜色的位置以便用来调节图像密度或者对准的传感器27设置在初次转印辊 21Y、21M、21C和21Bk的下游且二次转印辊22的上游。在这个示例中，使用作为规则反射器 和漫反射器的组合的光学传感器。在具有这种结构的成像设备中，在相应的感光元件11Y、11M、11C和IlBk上形成为 每种颜色的调色剂图像被依次转印到中间转印带20上，以便形成四颜色重叠图像。与在中 间转印带20上形成的四颜色重叠图像的前边缘到达二次转印辊隙的操作时刻同步，未示 出的供纸单元供给作为转印介质的转印纸张，并且重叠的图像被二次转印辊22转印到转 印纸张上。转印到转印纸张上的四颜色重叠图像被传送到定影单元17，并且被定影单元17 定影；且转印纸张被未示出的排出辊排出。图2是显影单元1的总体结构的截面图。显影单元1包括显影辊2，该显影辊作为 用于承载作为显影剂的调色剂的显影剂载体，并且在图2中逆时针方向上转动，以将显影 剂带到与感光元件11相对的显影区域。显影单元1还包括供给辊4，该供给辊4与显影 辊2保持接触，并且转动以向显影辊2提供调色剂；控制元件3，该控制元件3控制调色剂 的量，使得一薄层调色剂形成在显影辊2上；以及调色剂存储部7，该调色剂存储部7在其中存放调色剂。在调色剂存放部7中，两个搅拌元件5和6设置为搅拌装置，用于搅拌来松 动调色剂存储部7中的调色剂。在成像过程中，搅拌元件5和6被驱动，以沿着图2中的顺时针方向转动，从而搅 拌和松动调色剂存储部7中的调色剂。随着调色剂存储部7中的调色剂被松动，调色剂通 过自身重量开始靠近位于下面的供给辊4。承载调色剂的供给辊4在图2中逆时针方向上 转动，以将调色剂带到与显影辊2保持接触的邻接部分，并且将调色剂提供到显影辊2上， 以及从显影辊2收集调色剂。供给辊4和显影辊2在邻接部分处沿相反方向转动。在显影 辊2的旋转方向上邻接部分的上游部分处，供给辊4从显影辊2上擦掉没有在感光元件11 上显影而剩余的调色剂，以收集调色剂。在邻接部分下游的部分处，在供给辊4上承载的调 色剂被移动到显影辊2。在图2所示的显影单元中，由于显影辊2、供给辊4、以及搅拌元件 5和6以上述方式旋转，调色剂存储部7中的调色剂在图2中所示的箭头A的方向上循环。在显影单元1中，包括覆盖有带孔的泡沫材料(海绵)的旋转轴(芯部金属)的 辊被用作供给辊4，并且供给辊4包括海绵层4a，它是多孔表面层。由于具有这种结构的供 给辊4可以在海绵层4a的表面上和内侧承载调色剂，可以将充足量的调色剂传送到与显影 辊2保持接触的邻接部分。另外，在相反方向上转动的海绵层4a可以在显影后从显影辊2 上擦掉调色剂。此外，可以减小归因于在与显影辊2保持接触的邻接部分处的压力而施加 到调色剂上的应力，从而防止调色剂退化。包含精细碳颗粒的导电或者离子导电材料用作 泡沫材料。于是，供给偏压可以施加到供给辊4的旋转轴上，使得充足量的调色剂从供给辊 4的海绵层4a提供到显影辊2。直流(DC)偏压或者叠加到DC偏压上的交流(AC)偏压被 用作供给偏压。覆盖有橡胶层的辊用作显影辊2 ；并且在橡胶层的表面上形成表面覆盖层，该表 面覆盖层由易于被充电为与调色剂的极性相反极性的材料制成。橡胶层具有根据JIS-A等 于或小于60度的硬度，以防止在保持与控制元件3相接触的邻接部分处施加到调色剂上的 压力所造成的调色剂退化。表面的粗糙度设置为在算术平均粗糙度Ra方面在0. 3到2. 0 之间，使得在表面上保持所需量的调色剂。由于用于在显影辊2和感光元件11之间产生电 场的显影偏压被施加到显影辊2上，橡胶层的电阻被设定为特定水平。控制元件3是金属、如不锈钢或磷青铜制成的板簧。控制元件3的自由端以特定 压力保持与显影辊2的表面接触。穿过加压部分的调色剂被形成为薄层，并且通过摩擦起 电而充电。此外，在控制元件3上施加DC偏压，该DC偏压在与被充电的显影剂的极性相同 的方向上相对于显影偏压偏移，或者施加叠加在DC偏压上的AC偏压，该DC偏压在与被充 电的显影剂的极性相同的方向上相对于显影偏压偏移，从而有助于摩擦起电。供给到显影辊2上并且被控制元件3形成为薄层的调色剂被传送到与感光元件11 相对的显影部分，且通过在施加到显影辊2上的显影偏压与感光元件11上形成的静电潜像 之间产生的电场显影图像。留在显影辊2上没有被显影到感光元件11上的调色剂通过显 影辊的转动而返回到调色剂存储部7，并且如上所述，被供给辊4从显影辊2上擦掉。图2 示出基于接触的显影技术的示例，其中，感光元件11保持与显影辊2接触。但是，显影技术 也可以是非接触的，其中，感光元件11和显影辊2以非接触方式布置。在显影单元1的顶部，可更换地设置其中存储要被供给到调色剂存储部7的新调 色剂的调色剂容器8。在包括于显影单元1内的调色剂存储部7的壁上，设置了由透明材料制成的探测窗口 10，使得可以探测到调色剂存储部7中剩余的调色剂量。对应于探测窗口 10，成像设备具有光学剩余调色剂量探测传感器(未示出)，该传感器通过探测窗口 10探测 剩余的调色剂量。光学剩余调色剂量探测传感器的示例包括基于透射的传感器，该传感器 具有将光线输出到探测窗口 10的发光元件和接收穿过探测窗口 10的光线的光接收元件。 作为剩余调色剂量探测传感器的另一个示例，可以使用压电传感器等来直接探测剩余调色 剂的量。如果剩余调色剂量探测传感器的探测结果表明在调色剂存储部7中剩余的调色剂 量不足，通过作为与显影单元1连通的部分的调色剂供给开口 9，调色剂从调色剂容器8被 供给到调色剂存储部7。另外，可以设置点计数器(dot counter)，且该点计数器在剩余调 色剂量探测传感器探测的时刻触发，并且可以根据点数来计算调色剂消耗量，从而，在显影 单元1中剩余调色剂量被进一步减少时，确定剩余调色剂的量不足，从而供给调色剂。作为用于供给调色剂的装置，例如未示出的调色剂传送单元，如螺杆或线圈，可以 设置在调色剂容器8中，以便将调色剂送到调色剂供给开口 9，并且向调色剂存储部7供给 调色剂。通过调色剂传送单元被驱动的时间长度来控制被供给的调色剂的量。此外，当调 色剂容器8不再具有任何调色剂来供给时，在成像设备的未示出的显示面板上、调色剂结 束指示器被点亮，这提醒用户更换调色剂容器8。现在将描述这个实施方式的特征。图3是在调色剂被供给时根据本实施方式的显影单元的结构的示意图。在根据本 实施方式的显影单元1中，在剩余调色剂量探测传感器探测到调色剂存储部7中剩余的调 色剂量短缺并且调色剂从调色剂容器8被供给的调色剂供给过程中，一个搅拌元件6以保 持与供给辊4的海绵层4a接触的方式停止。在此时，显影辊2、供给辊4和搅拌元件5被转 动。以这种方式，调色剂在调色剂存储部7中的流动从图2所示的箭头A的方向上循环改 变为在图3所示的箭头Al的方向上循环。以这种方式，在调色剂被供给的同时，由于搅拌 元件5转动而搅拌元件6保持静止，通过调色剂供给开口 9供给的被供给的调色剂靠近供 给辊4，并且与退化的调色剂混合和搅拌。通过保持搅拌元件5旋转，即使反充电调色剂的 量增加，也可以减小在供给辊4附近反充电调色剂的比例。这种构造被称为在供给调色剂 时的搅拌模式。图4是用于解释在供给调色剂时的搅拌模式下调色剂相对于供给辊4的运动的示 意图。搅拌元件6保持静止，同时保持与转动的供给辊4接触，擦去在海绵层4a表面上承载 的调色剂。另外，挖入旋转的供给辊4的内侧的搅拌元件6的前边缘使得供给辊4的海绵 层4a内侧结块的退化的调色剂松动，从而允许退化的调色剂被轻易从供给辊4上去除(箭 头a)。如此被去除的调色剂与被供给的调色剂在调色剂存储部7中被搅拌，以利于退化的 调色剂与被供给的调色剂混合。此外，由于搅拌元件5在供给辊4的旋转方向上的搅拌元 件6的下游的位置处保持转动，经调色剂供给开口 9供给的被供给的调色剂靠近供给辊4， 从而减小在整个调色剂中反充电调色剂的比例。因此，海绵层4a可以承载具有较小比例的 反充电调色剂的调色剂(箭头b)，其中，退化的调色剂在上游被搅拌元件5从海绵层4a上 去除。在供给辊4中承载的具有较小比例反充电调色剂的调色剂被带到供给辊隙N，该显影 辊隙N保持与显影辊2接触，并且该调色剂被提供到显影辊2。以这种方式，当调色剂被供给时，供给辊4旋转，同时，在成像过程中旋转的搅拌 元件6保持静止、与海绵层4a接触，并且搅拌元件6如此可以作用为调色剂去除元件，用于去除海绵层4a上承载的调色剂。以这种方式，在调色剂被供给时，供给辊4可以被更新，使 得供给辊4所承载的调色剂可以用具有较小比例反充电调色剂的调色剂替换。因此，可以 抑制在调色剂已经被供给之后由调色剂造成的起脏。此外，在成像过程中，通过旋转并与海 绵层4a间歇地形成接触，搅拌元件6被用作调色剂去除元件。因此，与其中调色剂去除元 件固定在一直保持挖入海绵层4a内侧的位置的结构相比，可以抑制海绵层4a的退化。图5A和5B是分别描绘搅拌元件6的形状的透视图。在图5A所示的示例中，桨叶 6a设置在旋转轴6c上。旋转轴6c被布置成与供给辊4的旋转轴方向平行，使得桨叶6a的 最外侧旋转轨迹与供给辊4的海绵层4a保持接触。可替代的是，考虑到施加到其上的扭矩 和调色剂在调色剂存储部7内的流动，搅拌元件6可以具有这样的结构，其中，轴6b以图5B 所示的方式布置在旋转轴6c上。图6A和6B是用于解释搅拌元件6如何在搅拌模式下与海绵层形成接触的示意 图。在搅拌模式下，当调色剂被供给时，搅拌元件6需要保持静止、与供给辊4的海绵层4a 接触。搅拌元件被保持在供给辊4的海绵层4a的内侧的量必须大于0。尤其是，即使在调 色剂在海绵层4a内侧结块的情况下，只要搅拌元件6保持在供给辊4的海绵层4a的内部 特定长度，如图6A所示，可以轻易去除该调色剂。此外，搅拌元件6可以设置在图6B所示 的箭头c所表示的范围内的任何位置处，只要满足d > 0，如图6B所示。搅拌元件6进入到 海绵层4a的内侧的量d可以根据显影单元1的尺寸、施加到其上的扭矩等来确定。下面将描述在试验中验证的效能的结果。在试验中使用的调色剂特定如下聚酯树脂A(具有在131摄氏度下的软化点和25的酸值)68份聚酯树脂B(具有在116摄氏度下的软化点和1.9的酸值)32份青色母料(包含50份色素蓝15:3) 8份棕榈蜡8份这些调色剂材料在Henschel混合器中充分混合，并且在拆下排出单元的双螺杆 挤压和捏制机器(IKEGAI公司制造的PCM-30)中熔化-揉捏。如此获得的混合物用冷压辊 辊平成两毫米的厚度，在冷却带上冷却，并且在羽毛粉碎机(feather mill)中粗粉碎。然 后混合物在机械粉碎机(Kawasaki重工业有限公司制造的KTM)中被进一步粉碎成平均颗 粒直径在10 12微米的粉末，并在气流粉碎机(Nippon Pneumatic Mfg有限公司制造的 IDS)中进一步粉碎，同时粗分级该粉末。然后利用旋转分级机(Hosokawa Micron公司制造 的Te印lex classifier type 100ATP)精细分级，来获得平均体积粒径7. 9微米、平均圆度 0. 910的调色剂母体A。一份硅石(RX200)被加入到100份调色剂母体A中，并且混合物在 Henschel混合器中在40m/s的圆周速度下混合五分钟，来生产调色剂。如此生产的调色剂被供给到理光的Ipsio C220中。在常温下以每项作业一张、在 3000张和5000张上以3秒间隔执行耐久性测试之后，收集显影单元1中的调色剂。在探测 到调色剂结束时显影单元中剩余的预期调色剂被认为是退化的调色剂。然后，新调色剂被 供给到填充有退化的调色剂的显影单元1中，并且比较在成像时在感光元件11上造成起脏 的调色剂量。图7是表示在调色剂被供给之后造成的起脏的程度。在图7中，水平轴对应 于被打印的张数，而竖直轴对应于表面的颜色密度。亮度L*被用作颜色密度的指标。L*的 值越大，表示颜色越接近白色，这意味着起脏条件是好的。在图7中，在图2所示的显影单元1的结构中在成像过程中在搅拌调色剂的同时由已经供给之后的调色剂造成的起脏以及在 图3所示的根据本实施方式的显影单元的搅拌模式下在调色剂被供给之后造成的起脏之 间，比较起脏的转变。根据这个曲线，可以得出结论通过利用本实施方式的搅拌模式，减轻 了在供给调色剂之后立即造成的起脏的增加，并且通过连续成像使起脏回复到正常条件所 需的张数减小。因此，利用搅拌模式可以减轻在调色剂被供给之后造成的起脏，并且提供更 好的图像质量。图8是在搅拌元件6保持旋转和保持静止的情况下，供给辊4的耐久性的评估结 果的曲线，所述搅拌元件6是调色剂去除元件。更具体地说，调色剂被填充在显影单元1中， 供给辊4保持空运行，且搅拌元件6在正常搅拌模式下旋转，以及搅拌元件6在搅拌模式下 保持静止、与供给辊4接触，来评估供给辊4的耐久性，并且在供给辊4的外径中的变化量 被比较。保持接触的供给辊4的直径被减小越大，这意味着由于接触，外形被磨损。因此， 通过在成像过程中旋转搅拌元件6，可以提高供给辊4的耐久性。在本实施方式中，利用示例性结构来解释本发明，该示例性结构包括两个搅拌元 件5和6作为调色剂存储部7中的搅拌单元，并且在调色剂被供给时，利用一个搅拌元件6 作为调色剂去除元件，用于去除供给辊4中承载的调色剂。但是，本发明不局限于此，并且 分离元件可以按照可接触和可分离的方式布置在供给辊4上作为调色剂去除元件，并且可 以通过在调色剂被供给时使得调色剂去除元件在搅拌模式下与供给辊相接触来去除调色 剂。根据本实施方式，显影单元1包括作为显影剂载体的显影辊2 ；作为调色剂供给 元件的供给辊4，该供给辊4具有作为多孔表面层的海绵层4a，在保持与显影辊2接触的同 时旋转，以将调色剂提供到显影辊2并且从显影辊2收集在显影中未使用的调色剂；其中存 储调色剂的调色剂存储部7 ；旋转来搅拌调色剂存储部7内的调色剂的搅拌元件5 ；探测调 色剂存储部7中剩余的调色剂量的调色剂量探测单元；调色剂供给单元，该调色剂供给单 元基于调色剂量探测单元的探测结果从其中存放新调色剂的调色剂容器向调色剂存储部7 供给调色剂；以及作为调色剂去除元件的搅拌元件6，该搅拌元件6用于去除在供给辊4的 海绵层4a中承载的调色剂。搅拌元件6以与供给辊4的海绵层4a可分离和可接触的方式 布置，显影单元1在搅拌模式下工作，在该搅拌模式下，搅拌元件6与海绵层4a形成接触， 并且在调色剂供给单元供给调色剂的过程中，在搅拌元件5旋转来搅拌调色剂的同时供给 辊4旋转。以这种方式，可以减少在调色剂被供给之后所造成的起脏，同时抑制供给辊退 化。此外，根据本实施方式，作为调色剂去除元件的搅拌元件6围绕平行于供给辊4所 处的轴线旋转，并且具有保持与海绵层4a接触的旋转轨迹。在搅拌模式下搅拌元件6保持 静止与海绵层4a接触。以这种方式，搅拌元件6以与海绵层4a可分离和可接触的方式设 置，并且在搅拌模式下通过简单的结构搅拌元件6可以与海绵层4a形成接触。此外，由于 搅拌元件6是可旋转的，不会中断整个调色剂在调色剂存储部7中的流动，并且不会使得搅 拌条件变差。此外，根据本实施方式，显影单元1包括搅拌元件5和6作为搅拌元件，用于搅拌 在调色剂存储部7中的调色剂。搅拌元件6在搅拌模式下也用作调色剂去除元件。以这种 方式，可以进一步减少部件的数量，从而降低成本和节省空间。
此外，在供给辊4的旋转方向上，在调色剂被供给时作用为调色剂去除元件的搅 拌元件6位于上游；在调色剂被供给时被转动的搅拌元件5位于下游。因此，在上游被搅拌 元件6去除调色剂并更新的海绵层4a承载被搅拌元件5所搅拌的具有较小比例反充电调 色剂的调色剂，使得被供给辊4承载的调色剂可以更有效地更换。此外，根据本实施方式，在成像过程中，搅拌元件5和6被驱动转动来搅拌调色剂 存储部7中的调色剂。因此，可以改善调色剂的流动性，这使得能够实现更高图像质量。此外，根据本实施方式，包括承载潜像的感光元件和用于显影感光元件上形成的 潜像的显影单元的成像设备通过利用显影单元1作为该显影单元可以提供高质量图像。此外，根据本实施方式，通过利用其中感光元件至少与显影单元1集成并且可以 从成像设备主体上拆卸的处理盒，可以简化维护工作。根据本发明，在调色剂被供给的同时，调色剂去除元件与多孔表面层保持接触，并 且调色剂供给元件转动。因此在多孔体内承载的调色剂可以被去除。此外，由于搅拌元件 被旋转来搅拌调色剂存储部中的调色剂，可以使供给辊附近的反充电调色剂的不均勻分布 均勻化，从而减小其中包含的反充电调色剂的比例。以这种方式，通过在提供调色剂之前更 新调色剂供给元件的多孔表面层以使得多孔表面层新承载在供给辊附近的调色剂，多孔表 面层所承载的调色剂可以被包含更小比例的反充电调色剂的调色剂所更换。因此，可以抑 制在已经供给调色剂之后由调色剂造成的调色剂起脏。此外，调色剂去除元件以与多孔表 面层可分离和可接触的方式构成，并且在没有调色剂被供给时被按需要分离。因此，可以抑 制由调色剂去除元件所造成的多孔表面层的退化，同时减少在调色剂已经供给之后由调色 剂造成的调色剂起脏。根据本发明，可以有利的减少在调色剂已经供给之后由调色剂造成的调色剂起 脏，同时抑制调色剂供给元件的退化。虽然为了完整和清楚公开的目的已经相对于特定实施方式描述了本发明，但是所 附的权利要求书并不局限于此，而是应该理解为涵盖本领域技术人员可以实现的所有改进 和变型结构，它们完全落入在此陈述的基本教导之内。与相关申请的横向参考本申请要求2010年2月4日在日本提交的日本专利申请第2010-022705号的优 先权，并且通过引用结合其全部内容。
权利要求
1.一种显影单元，包括显影剂载体，该显影剂载体承载调色剂，以将调色剂传送到与潜像载体相对的相对部分；调色剂供给元件，该调色剂供给元件具有多孔表面层，该调色剂供给元件在保持与显 影剂载体接触的同时转动，以将调色剂提供到显影剂载体，并且从显影剂载体收集在显影 中未使用的调色剂；在其中存放调色剂的调色剂存储部；搅拌元件，该搅拌元件被转动以搅拌调色剂存储部内的调色剂；调色剂量探测单元，该调色剂量探测单元探测在所述调色剂存储部中剩余的调色剂量；调色剂供给单元，该调色剂供给单元基于调色剂量探测单元的探测结果从其中存放新 调色剂的调色剂容器向所述调色剂存储部供给调色剂；以及调色剂去除元件，该调色剂去除元件去除在调色剂供给元件的多孔表面层中承载的调 色剂，其中所述调色剂去除元件以与所述调色剂供给元件的多孔表面层可分离和可接触的方式 布置；并且所述显影单元具有搅拌模式，在该搅拌模式下 调色剂去除元件与所述多孔表面层形成接触；且在调色剂被所述调色剂供给单元供给时，所述调色剂供给元件旋转，同时所述搅拌元 件被转动以搅拌调色剂。
2.如权利要求1所述的显影单元，其中所述调色剂去除元件布置成围绕与所述调色剂供给元件平行设置的轴线旋转，并且具 有与所述多孔表面层保持接触的旋转轨迹；且在搅拌模式下，所述调色剂去除元件保持静止、与所述多孔表面层接触。
3.如权利要求1所述的显影单元，其中 搅拌元件被设置成多个；且在搅拌模式下，至少一个搅拌元件被保持静止、与所述多孔表面层接触，以便作用为调 色剂去除元件。
4.如权利要求1所述的显影单元，其中在所述调色剂供给元件的旋转方向上，所述调色剂去除元件布置在上游，且在调色剂 被供给时旋转的搅拌元件被布置在下游。
5.如权利要求3所述的显影单元，其中在成像期间，所述多个搅拌元件被驱动转动。
6.如权利要求4所述的显影单元，其中 在成像期间，多个搅拌元件被驱动转动。
7.一种处理盒，该处理盒包括显影单元，其中 所述显影单元包括显影剂载体，该显影剂载体承载调色剂，以将调色剂传送到与潜像载体相对的相对部分；调色剂供给元件，该调色剂供给元件具有多孔表面层，该调色剂供给元件在保持与显 影剂载体接触的同时转动，以将调色剂提供到显影剂载体，并且从显影剂载体收集在显影 中未使用的调色剂；在其中存放调色剂的调色剂存储部；搅拌元件，该搅拌元件被转动以搅拌调色剂存储部内的调色剂；调色剂量探测单元，该调色剂量探测单元探测在所述调色剂存储部中剩余的调色剂量；调色剂供给单元，该调色剂供给单元基于调色剂量探测单元的探测结果从其中存放新 调色剂的调色剂容器向所述调色剂存储部供给调色剂；以及调色剂去除元件，该调色剂去除元件去除在调色剂供给元件的多孔表面层中承载的调 色剂，其中所述调色剂去除元件以与所述调色剂供给元件的多孔表面层可分离和可接触的方式 布置；并且所述显影单元具有搅拌模式，在该搅拌模式下 调色剂去除元件与所述多孔表面层形成接触；且在调色剂被所述调色剂供给单元供给时，所述调色剂供给元件旋转，同时所述搅拌元 件被转动以搅拌调色剂，所述潜像载体和显影单元集成在所述处理盒中，且 所述处理盒可从成像设备的主体拆卸。
8.如权利要求7所述的处理盒，其中所述调色剂去除元件布置成围绕与所述调色剂供给元件平行设置的轴线旋转，并且具 有与所述多孔表面层保持接触的旋转轨迹；且在搅拌模式下，所述调色剂去除元件保持静止、与所述多孔表面层接触。
9.如权利要求7所述的处理盒，其中 搅拌元件被设置成多个；且在搅拌模式下，至少一个搅拌元件被保持静止、与所述多孔表面层接触，以便作用为调 色剂去除元件。
10.如权利要求7所述的处理盒，其中在所述调色剂供给元件的旋转方向上，所述调色剂去除元件布置在上游，且在调色剂 被供给时旋转的搅拌元件布置在下游。
11.如权利要求9所述的处理盒，其中在成像期间，所述多个搅拌元件被驱动转动。
12.如权利要求10所述的处理盒，其中 在成像期间，多个搅拌元件被驱动转动。
13.一种成像设备，该成像设备包括处理盒，其中 所述处理盒包括显影单元，该显影单元包括显影剂载体，该显影剂载体承载调色剂，以将调色剂传送到与潜像载体相对的相对部分；调色剂供给元件，该调色剂供给元件具有多孔表面层，该调色剂供给元件在保持与显影剂载体接触的同时转动，以将调色剂提供到显影剂载体，并且从显影剂载体收集在显影 中未使用的调色剂；在其中存放调色剂的调色剂存储部；搅拌元件，该搅拌元件被转动以搅拌调色剂存储部内的调色剂；调色剂量探测单元，该调色剂量探测单元探测在所述调色剂存储部中剩余的调色剂量；调色剂供给单元，该调色剂供给单元基于调色剂量探测单元的探测结果从其中存放新 调色剂的调色剂容器向所述调色剂存储部供给调色剂；以及调色剂去除元件，该调色剂去除元件去除在调色剂供给元件的多孔表面层中承载的调 色剂，其中所述调色剂去除元件以与所述调色剂供给元件的多孔表面层可分离和可接触的方式 布置；并且所述显影单元具有搅拌模式，在该搅拌模式下 调色剂去除元件与所述多孔表面层形成接触；且在调色剂被所述调色剂供给单元供给时，所述调色剂供给元件旋转，同时所述搅拌元 件被转动以搅拌调色剂，所述潜像载体和显影单元集成在所述处理盒中，且 所述处理盒可从成像设备的主体拆卸。
14.如权利要求13所述的成像设备，其中所述调色剂去除元件布置成围绕与所述调色剂供给元件平行设置的轴线旋转，并且具 有与所述多孔表面层保持接触的旋转轨迹；且在搅拌模式下，所述调色剂去除元件保持静止、与所述多孔表面层接触。
15.如权利要求13所述的成像设备，其中 搅拌元件被设置成多个；且在搅拌模式下，至少一个搅拌元件被保持静止、与所述多孔表面层接触，以便作用为调 色剂去除元件。
16.如权利要求13所述的成像设备，其中在所述调色剂供给元件的旋转方向上，所述调色剂去除元件布置在上游，且在调色剂 被供给时旋转的搅拌元件布置在下游。
17.如权利要求15所述的成像设备，其中 在成像期间，所述多个搅拌元件被驱动转动。
18.如权利要求16所述的成像设备，其中 在成像期间，多个搅拌元件被驱动转动。
全文摘要
本发明公开了一种显影单元、处理盒和成像设备，该显影单元包括显影剂载体；具有多孔表面层的调色剂供给元件；其中存储调色剂的调色剂存储部；转动来搅拌调色剂的搅拌元件；探测调色剂的量的调色剂量探测单元；与探测结构向调色剂存储部供给调色剂的调色剂供给单元；以及去除多孔表面层中承载的调色剂的调色剂去除元件，其中，调色剂去除元件以与多孔表面层可分离和可接触的方式布置，显影单元具有搅拌模式，其中调色剂去除元件与多孔表面层接触，调色剂供给元件旋转，同时搅拌元件旋转来搅拌调色剂。
文档编号G03G15/08GK102147580SQ20111003224
公开日2011年8月10日 申请日期2011年1月30日 优先权日2010年2月4日
发明者中武直树, 久保田智广, 竹原淳, 藤田哲丸, 酒谷广太 申请人:株式会社理光