具有调色剂搅拌件和清洁透光窗的清洁件的显影装置的制作方法

专利名称：具有调色剂搅拌件和清洁透光窗的清洁件的显影装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一个显影装置、一个包含该显影装置的处理盒、和一个包含该显影装置的成像设备。
通常，普通的成像设备包括存放调色剂的调色剂储存室或调色剂容器、和设置显影辊的显影室。一个开口形成在调色剂储存室与显影室之间的区域，以便调色剂通过该开口输入到显影室。普通成像设备的结构可以检测显影单元中调色剂的剩余量，一旦剩余量减少到一个下限的预定值，则通知用户补充调色剂。有很多不同的检测调色剂剩余量的方法。在一种示例的方法中，在显影单元的调色剂储存室中设置透光窗。光发射元件和光接收元件与每个透光窗相对地设置。从光发射元件发射光并使它通过两个透光窗，从而检测调色剂储存室中的剩余调色剂量。剩余调色剂量与光接收元件接收的光量相对应。
但是，当调色剂粘在透光窗上时，用这种方法不能准确地检测剩余调色剂量。所以，需在调色剂储存室中设置清洁透光窗的清洁件。该清洁件的结构使它在与调色剂搅拌/传送件一起转动时横向滑过并清洁透光窗。调色剂搅拌/传送件设置在调色剂储存室中，以便搅拌和传送储存室中的调色剂。
在日本专利申请公开(Kokai)平-7-56431或日本专利申请公开(Kokai)平-9-34238中公开的装置测量从清洁件清洁透光窗直到光路被从调色剂搅拌/传送件落下的调色剂阻挡之间的时间。但是，如日本专利申请公开(Kokai)平-7-56431所述，调色剂的流动性随环境条件的变化和使用时间的长短而改变。因而，调色剂基于其流动性在不同时刻从搅拌/传送件落下，以致不能稳定地检测调色剂的剩余量。
从擦拭透光窗到透光窗被调色剂覆盖之间的时间的长短是根据从搅拌器下落的调色剂量(搅拌器经该开口传送后)、和根据储存室中翻腾为云雾状的调色剂的量而得出的。不过，这些调色剂的量将根据调色剂的流动性的改变而改变。因此，只能极不稳定和极不准确地检测调色剂的剩余量。
另外，在普通成像设备中，调色剂不是始终在调色剂室中均匀分布。例如，在运输激光打印机或为了替换而将显影剂盒抽出且再插入激光打印机时，调色剂将聚集在调色剂室的一端，所以不能准确地检测调色剂剩余的剩余量。同样，当从调色剂室进入显影室的开口比显影室本身窄时，或当连续地大量打印窄宽度的纸、例如信封或明信片时，调色剂室中的调色剂消耗将不均匀。于是，调色剂室中的调色剂分布变得不均匀。因此，很难恰当地检测调色剂室中剩余调色剂的多少。
当在调色剂室中设置片状件以便转动地搅拌调色剂时，片状件的端部可以滑动地与设置在调色剂室两端的透光窗接触。在这种状态下，片状件损伤透光窗的表面，因此不能恰当地进行调色剂剩余量的检测。
为了避免损伤透光窗，可使形成的片状件比调色剂室的长度短，从而使片状件的端部与调色剂室的壁分离。但是，这种结构会使调色剂聚集在调色剂室侧壁与片状件端部之间的空间内，从而使得在调色剂室的某些区域内不能避免调色剂的不均匀分布。
某些成像设备包括有搅拌调色剂室内调色剂的螺旋件。螺旋件沿调色剂室的长度方向正向传送调色剂室中的调色剂。这种结构难以在沿螺旋件传送方向的上游和下游均匀地分布调色剂。于是会产生调色剂聚集偏差。
另一方面，当使用采用非磁性单组份调色剂的显影系统时，调色剂必须在层厚调整件与显影辊之间摩擦，以便给调色剂均匀地充电。在普通设备中，层厚调节刮片通常由不锈钢等制作，以便降低制作成本。层厚调节刮片抵靠显影辊、并将大的压力施加到调色剂的外部添加剂上。这会迫使外部添加剂深入到调色剂的底部颗粒中，从而减小调色剂的流动性。当这种减小了流动性的调色剂经过调色剂显影室与调色剂储存室之间的调色剂循环、从显影室返回到调色剂储存室时，则减小了流动性的调色剂被搅拌器搅拌后直到调色剂沉积到调色剂储存室底部所需的时间要依据该调色剂已使用了多长时间来波动。这导致难以稳定地检测剩余调色剂的量。当调色剂储存室中减小流动性的调色剂的量增加时，调色剂储存室中调色剂分布会变得不均匀，因而不能稳定准确地进行剩余调色剂检测。
另一方面，普通成像设备需要利用调色剂搅拌/传送件在整个调色剂储存室内稳定彻底地搅拌调色剂。调色剂搅拌/传送件的设置使其以端部在弯曲状态下与调色剂储存室的内底面滑动接触。另外，调色剂搅拌/传送件构成的宽度足以基本与调色剂室纵向端的两壁相接触。
不过，当调色剂搅拌/传送件在转动过程中与调色剂储存室的两个侧面接触时，透光窗除了被清洁件清洁外、还被调色剂搅拌/传送件摩擦。因此，该搅拌/传送件在与其转动周期相应的时刻从透光窗除去调色剂，因而有时光线将基于摩擦量、在这个不希望的时刻通过透光窗。由于光以不稳定方式通过透光窗，所以会产生不恰当的剩余调色剂检测。
此外，在普通成像设备中，调色剂组份会以薄膜分布到透光窗上。这种现象称为“成膜”。由于甚至在清洁件刚刚擦拭透光窗后成膜也妨碍光线从透光窗通过，所以成膜降低剩余调色剂检测的精度。当不充足的光通过透光窗时，不论两个透光窗之间是否实际存在调色剂，检测结果将显示调色剂储存室中仿佛充有调色剂。
另外，有时在普通成像设备中，当调色剂搅拌/传送件搅拌调色剂储存室中的调色剂时，由于光发生元件与光接收元件之间的光路被打开，所以光接收元件产生一个输出信号。如果由于调色剂长时间使用、或由于例如高温和高湿等环境状态而改变了调色剂的流动性，即使调色剂搅拌/传送件从透光窗充分地离开而不与透光窗接触，靠近透光窗的调色剂也可以随着被调色剂搅拌/传送件所搅拌的调色剂而传送。因此，不能完全避免来自光接收元件的错误输出。所以，有时光接收元件在不能正常接收光的时刻接收光。结果，不能稳定地检测调色剂的剩余量。
本发明的一个目的是提供一个成像设备、或用于成像设备的显影装置，该设备或装置不论调色剂的流动性如何都能稳定地检测调色剂剩余量。
本发明的另一个目的是提供一个成像设备，该成像设备具有在检测调色剂剩余量时所使用的透光窗，并提供一个用于这种成像设备的显影装置，其中，调色剂能可靠地均匀分布在调色剂储存室中，并能够始终准确地检测调色剂的剩余量。
本发明的又一个目的是提供一个成像设备和用于该成像设备的显影装置，该设备和装置即使在使用非磁性单组份调色剂时也能够稳定地检测剩余调色剂。
本发明的再一个目的是提供一个能够以高精度检测剩余调色剂的量、并能在适当搅拌条件下保持调色剂储存室中的调色剂的同时恰当地清洁透光窗的显影装置。
本发明的再一个目的是可靠地避免透光窗上的调色剂的成膜，以便在利用透光窗检测调色剂剩余量的显影装置中能够以高精度检测调色剂剩余量。
本发明的这些和其它目的将借助所提供的显影装置而实现，该显影装置包括一个改进的显影罩组合、显影剂容器、透光窗、清洁件及显影剂搅拌和传送件。显影剂容器与显影罩连接并位于其旁边，它设有一个与显影罩相通的开口。显影剂容器具有容器壁和限定显影剂储存空间的内表面。透光窗设置在容器壁上，以使检测光通过透光窗而检测显影剂容器内的显影剂的量。清洁件位于显影剂容器内，且它在通过开口旁边时、能够沿向上运动的方向相对转动轴、以恒定的角速度转动。清洁件能以与透光窗滑动接触的方式移动到清洁位置，以便清洁透光窗。显影剂储存空间由通过转动轴并沿转动轴方向延伸的虚拟垂直面分割成虚拟第一区和虚拟第二区。虚拟第一区与该开口相通，而虚拟第二区相对虚拟垂直面位于该开口对面。显影剂搅拌和传送件设置在显影剂容器中，用于搅拌显影剂容器中的显影剂、并将显影剂传送到显影罩。显影剂搅拌和传送件包括一个可相对显影剂容器内表面移动的刮片。该刮片可相对清洁件的转动轴、以与清洁件相等的恒定角速度转动。该刮片以当清洁件处在清洁位置时、刮片位于虚拟第二区的方式离开该清洁件。
在本发明的另一方面，所提供的显影装置包括显影罩；显影剂容器；透光窗；清洁件；和显影剂搅拌及传送件。显影剂搅拌和传送件位于显影剂容器中，用于搅拌显影剂容器中的显影剂、并将显影剂传送到显影罩。该显影剂搅拌和传送件包括一个可相对显影剂容器内表面移动的刮片。该刮片可相对清洁件的转动轴、以与清洁件的角速度相等的恒定角速度转动。透光窗位于虚拟第一区，而刮片以当清洁件处在清洁位置时、刮片的位置高于透光窗的方式离开该清洁件。
在本发明的又一个方面，所提供的显影装置包括显影罩；连接到显影罩并位于显影罩旁边、且设置有与显影罩相通的开口的显影剂容器，该显影剂容器具有容器壁和限定显影剂储存空间的内表面；设置在容器壁上的透光窗，它允许检测光通过透光窗、以检测显影剂容器中的显影剂的量；清洁件，它设置在显影剂容器内并可与透光窗滑动接触地移动到清洁位置，以便清洁透光窗；显影剂搅拌和传送件，它设置在显影剂容器中，用于搅拌显影剂容器中的显影剂、并将显影剂传送到显影罩；显影剂搅拌和传送件包括一个可相对显影剂容器内表面移动的刮片；该显影剂容器具有沿图像记录纸的宽度方向伸展的宽度；透光窗具有沿垂直该宽度方向的方向伸展的窗平面；显影剂搅拌和传送件在该宽度方向上以预定距离与透光窗分开。
在本发明的再一个方面，所提供的显影装置包括显影罩；显影剂携带件，它位于显影罩中并具有沿图像记录纸宽度方向伸展的纵向长度；显影剂包含用聚合方法制成的聚合调色剂；显影剂容器，它连接到显影罩并位于显影罩旁边、且设置有与显影罩相通的开口，该显影剂容器具有容器壁和限定显影剂储存空间的内表面，该开口具有与显影剂携带件的纵向长度相对应的长度；透光窗，它设置在容器壁上并允许检测光通过透光窗、以检测显影剂容器中的显影剂的量；显影剂容器的容器壁包括在宽度方向上位于横向端部的相对的侧壁，透光窗设置在每个侧壁上、以使检测光通过相应的透光窗。
在本发明的再一个方面，所提供的显影装置包括显影罩；显影剂携带件，它位于显影罩中并具有沿图像记录纸宽度方向伸展的纵向长度，显影剂包含用聚合方法制成的聚合非磁性单组份调色剂；显影剂容器，它连接到显影罩并位于显影罩旁边、且设置有与显影罩相通的开口，该显影剂容器具有容器壁和限定显影剂储存空间的内表面，该开口具有与显影剂携带件的纵向长度相对应的长度；显影剂携带件携带其上的从显影剂容器提供的显影剂通过该开口进入显影罩；透光窗，它设置在容器壁上、允许检测光通过以检测显影剂容器中的显影剂的量；显影剂容器的容器壁包括在宽度方向上位于横向端部的相对的侧壁，透光窗设置在每个侧壁上、以使检测光通过相应的透光窗；厚度调整件，它与显影剂携带件相对设置，用以调整形成在显影剂携带件上的显影剂层的厚度，厚度调整件具有由橡胶构成的、且压靠在显影剂携带件上的压靠部分。
在本发明的再一个方面，所提供的显影装置包括显影罩；显影剂容器，它连接到显影罩并位于显影罩旁边、且设置有与显影罩相通的开口，该显影剂容器具有容器壁和限定显影剂储存空间的内表面；透光窗，它设置在容器壁上、允许检测光通过以检测显影剂容器中的显影剂的量；清洁件，它设置在显影剂容器内并可与透光窗滑动接触地移动到清洁位置，以便清洁透光窗，该透光窗向着显影剂储存空间的中心、相对容器壁向内凸伸。
在本发明的再一个方面，所提供的显影装置包括显影罩；显影剂容器，它连接到显影罩并位于显影罩旁边、且设置有与显影罩相通的开口，该显影剂容器具有容器壁和限定显影剂储存空间的内表面，显影调色剂包含非磁性单组份调色剂；显影剂携带件，它设置在显影罩中，用于携带其上的从显影剂容器提供的显影剂、并通过该开口使显影剂进入显影罩；透光窗，它设置在容器壁上、允许检测光通过以检测显影剂容器中的显影剂的量；厚度调整件，它与显影剂携带件相对设置，用以调整形成在显影剂携带件上的显影剂层的厚度，厚度调整件具有由橡胶构成的压靠在显影剂携带件上的压靠部分。
在本发明的再一个方面，所提供的显影装置包括显影剂容器，它具有容器壁和限定显影剂储存空间的内表面；透光窗，它设置在容器壁上、允许检测光通过以检测显影剂容器中的显影剂的量；清洁件，它可转动地设置在显影剂容器中、并以预定循环清洁透光窗；显影剂搅拌和传送件，它可转动地设置在显影剂容器中、用以搅拌容器中的显影剂并传送该显影剂；遮挡件，它可移动地设置在显影剂容器中，用以遮挡透光窗一段与该预定循环相关的预定周期。
在本发明的再一个方面，提供一个可拆卸地安装到图像记录设备的盒储存空间的处理盒，该处理盒包括潜像携带件；显影剂携带件，它与位于潜像携带件相对地设置；如上所述的显影装置；潜像携带件和显影剂携带件设置在显影罩中。显影剂携带件与潜像携带件相对地设置。
在处理盒中，显影剂容器可以从处理盒壳体拆下。换言之，其中设置有清洁件、显影剂搅拌和传送件、和其中容纳有显影剂的显影剂容器可以是一个能够与显影剂携带件和潜像携带件分离的单元。当显影剂容器安装到处理壳体上时，处理盒制成。
在本发明的再一个方面，提供一个图像记录设备，它包括检测显影剂剩余数量的装置和上述的显影装置。检测装置检测显影剂容器中储存的显影剂的剩余数量，该检测装置包含位置与透光窗对准的光发射元件和光接收元件。


图1是本发明第一实施例的激光打印机的剖视图；图2是沿图3的线II-II′的剖视图；图3是沿图2的线IIIa-IIIa′所作的图2中光发射和接收元件，和沿图2的线IIIb-IIIb′所作的图2中显影装置的剖视图；图4是如图3所示显影装置的剖视图，图中具有转动了180°的搅拌件和清洁件；图5是刮板边缘与调色剂储存室的侧壁接触(如实线所示)和与透光窗接触(如双点线所示)的示意图；图6是表示第一实施例的激光打印机电学结构的示意框图；图7是表示由刮除透光窗上调色剂的刮板的转动所引起的光接收元件输出电压的变化图；图8(A)是表示当调色剂储存室中调色剂高度不同时刮板操作的剖视图；图8(B)是表示当刮板刮擦透光窗时指示调色剂储存室中搅拌器位置的示意图；图9是表示在刮板刚刚刮擦透光窗上的调色剂后、刮板与搅拌器相对位置的剖视图；图10(A)是表示当调色剂储存室中的剩余调色剂正好是90g时、刮板的转动所引起的光接收元件输出电压的变化图；图10(B)是表示当调色剂储存室中的剩余调色剂是90g时、调色剂储存室中调色剂高度的剖视图；图11(A)是表示当调色剂储存室中的剩余调色剂是80g时、刮板的转动所引起的光接收元件输出电压的变化图；图11(B)是表示当调色剂储存室中的剩余调色剂是80g时、调色剂储存室中调色剂高度的剖视图；图12(A)是表示当调色剂储存室中的剩余调色剂仅为70g时、刮板的转动所引起的光接收元件输出电压的变化图；图12(B)是表示当调色剂储存室中的剩余调色剂是70g时、调色剂储存室中调色剂高度的剖视图；图13是表示在打印期间当使用具有不同类型外部添加剂的调色剂时用于确定调色剂流动性、调色剂高度均匀性、成膜、和调色剂空检测精度的实验的结果表；图14(A)是表示当搅拌器离开透光窗1mm时、刮板转动所引起的光接收元件输出电压的变化图；图14(B)是表示当搅拌器离开透光窗2mm时、刮板转动所引起的光接收元件输出电压的变化图；
图14(C)是表示当搅拌器离开透光窗3mm时、刮板转动所引起的光接收元件输出电压的变化图；图14(D)是表示当搅拌器离开透光窗5mm时、刮板转动所引起的光接收元件输出电压的变化图；图15是本发明第二实施例的激光打印机的剖视图；图16是沿图17的线XVI-XVI′所作的图15中激光打印机的显影装置的剖视图；图17是沿图16的XVIIa-XVIIa′线所作的图16中光发射和接收元件，和沿图16的XVIIb-XVIIb′线所作的图16中显影装置的剖视图；图18是表示清洁件的转动所引起的图15的激光打印机的光接收元件输出电压的变化图；图19是表示第二实施例的清洁件转动到用于刮擦透光窗位置的剖视图；图20是表示第二实施例的清洁件转动地离开透光窗的剖视图；图21是表示第二实施例的搅拌器转动到邻近透光窗位置的剖视图；图22(A)是本发明第三实施例的显影装置的光接收元件的输出电压的变化图；图22(B)是第三实施例的显影装置的剖视图；图22(C)是表示当图22(B)的显影装置的刮板刮擦透光窗时、搅拌器位置的示意图；图23(A)是本发明第四实施例的显影装置的光接收元件的输出电压的变化图；图23(B)是第四实施例的显影装置的剖视图；图23(C)是表示当图23(B)的显影装置的刮板刮擦透光窗时、搅拌器位置的示意图；图24(A)是比较实施例的显影装置的光接收元件的输出电压的变化图；图24(B)是比较实施例显影装置的剖视图；图24(C)是表示当图24(B)的显影装置的刮板刮擦透光窗时、搅拌器位置的示意图；图25是沿图26的XXV-XXV′线所作的本发明第五实施例的显影装置的剖视图；
图26是沿图25的XXVIa-XXVIa′线所作的图25中光发射和接收元件，和沿图25的XXVIb-XXVIb′线所作的图26中显影装置的剖视图；图27是图25中显影装置的剖视图，其中，清洁件转动到透光窗的对面；图28是图25中显影装置的剖视图，其中，清洁件转动通过透光窗；及图29是图25中显影装置的剖视图，其中，第一搅拌器的滑动接触件转动到面对透光窗。
下面具体说明优选实施例。
本发明的第一实施例的激光打印机1如图1所示。激光打印机1包括壳体2和位于壳体2底部用于提供纸的供纸单元(未示出)。供纸单元包括一个摩擦分离件14，一个供纸辊11，和一个利用弹簧(未示出)向上推压的压纸板10。压纸板10将纸向上压靠到供纸辊11。供纸辊11的转动将处在供纸辊11与摩擦分离件14之间位置处最上面的纸分离，从而以预定时刻供纸。
一对对准辊12和13可转动地安装在由供纸辊11的转动沿图1中箭头所指方向传送纸张的通道的下游位置。该对对准辊12和13将纸在预定时刻传送到由感光鼓20和转印辊21所限定的转印位置。
感光鼓20可转动地安装在壳体2上，并被驱动装置(未示出)沿箭头所指方向驱动而转动。感光鼓20由正充电材料构成，例如主组份是正充电聚碳酸酯的有机感光件。具体地，感光鼓20由以铝圆柱套筒作为主体的空心鼓构成。光导层以预定厚度、例如约20μm形成在该圆柱套筒的外圆周表面上。光导层通过在聚碳酸酯中分散光导树脂而形成。
充电单元30由例如正电荷栅控式电晕充电单元构成，它从例如由钨构成的充电丝产生电晕放电。
激光扫描器单元40包括一个激光发生器(未示出)，多面反射镜(五个反射面)41、它被驱动而转动，一对透镜42和45，和反射镜43、44、46。激光发生器产生激光L以在感光鼓20上形成静电潜像。
显影单元50包括一个由用作显影剂容器的调色剂储存室52所构成的壳体52和一个显影室57。搅拌器(显影剂搅拌和传送件)53、和两个清洁件54设置在调色剂储存室52中，并围绕转动轴55转动。由于两个清洁件54的结构相同，故在下文中只说明其中的一个。根据本实施例，位于调色剂储存室52中的调色剂是非磁性单组份调色剂，它具有正充电性和电绝缘性。另外，两个在下文中统称为透光窗56的透光窗56a、56b设置在调色剂储存室52的内壁上，并邻近转动轴55的每一端。
显影室57比调色剂储存室52距感光鼓20要近。调色剂供给辊58和显影辊59可转动地安装在显影室57中。有弹性的薄片形的层厚调整片64设置在显影室57中，用以将显影辊59上的调色剂调整到预定厚度。而后，显影辊59上的调色剂由显影辊59的转动供给，从而显影感光鼓20上的静电潜像。
转印辊21由具有导电性的弹性泡沫体构成。弹性泡沫体由例如硅橡胶或尿脘橡胶形成，并被可随意转动地支撑。给转印辊21施加电压，以使感光鼓20上的调色剂图像可靠地转印到感光鼓20与转印辊21之间所传送的纸上。
定影单元70设置在纸传送通道下游，纸传送通道从对准辊12和13伸展到感光鼓20与转印辊21相互压接触的位置。定影单元70包括加热辊71和加压辊72。加热辊71和加压辊72给转印到纸上的调色剂图像加热和加压，从而将调色剂图像定影在纸上。一对传送辊73和一对排纸辊74用于传送纸，它们设置在纸传送通道中加压辊72的下游。排纸盘75设置在排纸辊74的下游。
应注意，转印辊21、充电单元30、和显影单元50均安装在可从激光打印机1上拆卸的处理盒2a中。另外，显影单元50可以从处理盒2a上自由地拆卸，并用作显影单元盒。
在上述实施例的激光打印机1中，感光鼓20的表面被充电单元30均匀地充电。然后，激光扫描器单元40发射根据图像信息调制的激光L，以在感光鼓20表面形成静电潜像。来自显影单元50的调色剂将潜像显影成可视图像。感光鼓20的转动将形成在感光鼓20上的可视图像移动到转印位置。同时，供纸辊11和对准辊12和13向转印位置供纸。通过给转印辊21施加转印偏压，将感光鼓20上的可视调色剂图像转印到纸上。注意，在转印之后，残留在感光鼓20上的调色剂由显影辊59收集到显影室57中。之后，带有调色剂图像的纸输送到定影单元70。将该纸输送到定影单元70的加热辊71与加压辊72之间，以便对纸上的可视图像加压加热、并将可视图像定影到纸上。传送辊对73和排纸辊对74将该纸排送到排纸盒75。这样就完成了成像操作。
在成像操作过程中，调色剂储存室52中的调色剂被消耗。必须及时补充调色剂以防止因调色剂不足而引起的质量下降。本实施例的显影单元50设有在适当时刻检测调色剂的减少量而确定是否需要补充调色剂的结构。下面将结合图2～7，说明显影单元50的具体结构和检测剩余调色剂的量的结构。
图2～4是第一实施例的显影单元50的剖视图，其中图3是当搅拌器53和清洁件54处在由图2中点划线所示的位置时的视图。壳体51构成调色剂储存室52和显影室57、并用作支撑各种部件的框架，以便显影单元50可以在图3、4所示的鼓盒2a上安装和拆卸、同时将图2所示的各种部件设置在壳体51中。
用作显影剂携带件的显影辊59具有设置在金属芯59a上的套筒件59b，金属芯59a由例如不锈钢构成。套筒件59b由包含导电碳颗粒的导电硅橡胶构成。橡胶材料或含氟树脂的涂层59c形成在套筒件59b上。注意，显影辊59不必具有由导电硅橡胶构成的基底件。而可用导电尿脘橡胶构成基底件，虽然图中未示出，实际上设置了给显影辊59施加预定电压的电源，以便在显影辊59与感光鼓20之间提供预定的电位差。
层厚调整片64包括由不锈钢等构成的支撑部分64a、和接触部分64b。支撑部分64a具有固定到显影单元50的壳体51上的基底。接触部分64b固定在支撑部分64a端部，并由电绝缘或导电硅橡胶、电绝缘或导电氟橡胶、或电绝缘或导电尿脘橡胶构成。接触部分64b借助支撑部分64a的弹力压靠显影辊59。本实施例的接触部分64b形成如图2所示的凸起的近似半圆形的形状的截面。不过，接触部分64b也可以是片形。
调色剂供给辊58包括形成在金属芯58a上的圆柱基底件58b，金属芯58a由例如不锈钢构成。圆柱基底件58b由导电海绵材料构成。调色剂供给辊58借助海绵的弹力与显影辊59压接触。注意，其它适宜的材料、诸如导电硅橡胶或尿脘橡胶也可用于构成调色剂供给辊58。
注意，储存在调色剂储存室52中的调色剂是可以充正电的、非磁性、单组份调色剂。调色剂基底颗粒具有6微米与10微米之间的粒径、和8微米的平均粒径。调色剂基底颗粒是通过将熟知的诸如碳黑的着色剂，和诸如苯胺黑、三苯甲烷、和季铵盐的电荷控制剂加入到苯乙烯丙烯树脂中而形成的，该树脂通过悬浮聚合成球状。调色剂是将作为外部添加剂的硅加到调色剂基底颗粒的表面而形成的。用熟知的疏水工艺，例如用硅烷耦合剂处理硅。在1％的调色剂基底颗粒重量的量中添加具有150的BET值的硅，在0.5％的调色剂基底颗粒重量的量添加具有50的BET值的硅。
BET值代表通过强制氮吸附测量出的特定面积，表示为单位重量的表面积m2/g。因此，BET值越大、则颗粒越小，而BET值越小、则颗粒越大。根据本实施例，使用Shimadzu公司生产的特定表面积测量装置FlowSorb2-2300、利用常规的BET测量方法测量BET值。
调色剂是具有近乎完全球形的悬浮聚合调色剂。另外，由于硅利用疏水工艺处理并在1％的调色剂基底颗粒重量的量中添加具有150的BET值外部添加剂，所以调色剂具有极好的流动性。因此，该调色剂可以经摩擦而充分地充电。从而得到高效的调色剂传送，因而能够形成高质量的图像。虽然具有50的BET值的硅增加调色剂的流动性不如具有150的BET值的硅，但是具有50BET值的较大直径的硅能在整个使用的长周期中避免具有150BET值的较小直径的硅嵌入调色剂基底颗粒。所以，添加具有50的BET值的较大直径的硅也可在整个长使用周期中保持良好的流动性，从而可形成好的传送效率和极高质量的图像。
搅拌器53，用作搅拌/传送件，它包括一个支撑件53a和一个片状滑动接触件或刮片53b，片形滑动接触件53b安装在支撑件53a的顶端。支撑件53a由例如ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)树脂构成。滑动接触件53b由PET(聚对苯二甲酸二乙醇酯)构成。如图3和4所示，支撑件53a与转动轴55构为一体，转动轴55轴向地支撑在壳体51的侧壁51a、51b之间。另外，如图4所示，滑动接触件53b具有一个宽度W1的传送表面、即转动轴55的转动半径的长度。利用这个宽度W1，如图2所示，当滑动接触件53b与调色剂储存室52、至少与调色剂储存室52的圆柱形底面部分52a滑动接触时，滑动接触件53b弯曲。齿轮63安装到转动轴55一端，以便当来自电动机(未示出)的转动驱动力传输到齿轮63时，搅拌器53沿图2箭头所指方向转动。此时，滑动接触件53b以弯曲状态与调色剂储存室52的底面部分52a滑动接触，并用宽度W1的传送表面将调色剂推入开口A。
由于滑动接触件53b和支撑件53a都向上推动调色剂，所以如图3和4所示、开口部分53c形成在支撑件53a上、以便减小转动时来自支撑件53a表面上的调色剂的阻力。另外，支撑件53a和滑动接触件53b比壳体51短。如图3所示，支撑件53a和滑动接触件53b以距离W2与透光窗56a、56b相分开，因而它们不与透光窗56a、56b接触。距离W2所设定的值使提供的调色剂适当搅拌之间具有良好平衡，且对剩余调色剂量的检测不产生不利的影响，从而可以得到足够的检测精度。根据本实例，应将距离W2设定为3mm～10mm内的值。
开口A形成在壳体51中，以流动地连接调色剂储存室52和显影室57。开口A基本沿调色剂储存室52和显影室57的整个长度延伸、即沿图3所示的整个宽度方向伸展。利用这一结构，沿着调色剂储存室52和显影室57的整个宽度，调色剂被搅拌器53均匀地输送到显影室57。
透光窗56是由以氧化硅作为主要成份的玻璃构成的透明件。透光窗56a、56b可由例如丙烯、聚碳酸酯、或聚丙烯的任何透光或不透光材料构成。如图3、4所示，透光窗56包括透光窗56a、56b。透光窗56a安装到壳体51的接近光发生装置60处的侧壁51a。透光窗56b安装到壳体51的接近光接收装置61处的侧壁51b。如图5所示，透光窗56a、56b略凸入调色剂储存室52的内部。在这种结构中，高度h1的台阶形成在调色剂储存室52的内壁与透光窗56a、56b之间。在本实施例中，高度h1设置为1mm。台阶在透光窗56a、56b的侧面与调色剂储存室52内壁表面之间基本构成直角。再则，每个透光窗56a、56b在其侧面与上表面之间基本形成直角。
另外，清洁件54的刮板54b的结构能可靠地擦拭透光窗56a、56b的表面。如图2所示，透光窗56b(56)距离开口A比距离平面G更近，平面G垂直延伸、并包含搅拌器53和清洁件54的转动中心轴。下文将把平面G称为垂直线G。换言之，调色剂储存室52被平面G分割成虚拟第一区(图2中，平面G的左侧)和虚拟第二区(图2中，平面G的右侧)，且透光窗位于虚拟第一区中。此外，如图3和4所示，鼓处理盒2a在与透光窗56a、56b相应的位置处设有开口部分62a、62b。开口部分62a允许透过透光窗56a的光进入调色剂储存室52，且开口部分62b允许透过透光窗56b的光从调色剂储存室52出来。
清洁件54由支撑件54a和刮板54b构成。支撑件54a与搅拌器53的支撑件53a构为一体。如图4所示，刮板54b安装到支撑件54a侧边缘。清洁件54的支撑件54a相对搅拌器53的支撑件53a具有180°的相位角。因而，清洁件54的支撑件54a沿着与搅拌器53的支撑件53a平行但相反的方向、从转动轴55伸出。刮板54b由尿脘橡胶构成且处于图5中双点划线所示位置，它借助尿脘橡胶的弹性力的预定压力以弯曲状态与透光窗56a(56b)的表面接触。所以，将刮板54b定位到以预定压力压靠透光窗56a(56b)的表面，则刮板54b在如图5中实线所示的与调色剂储存室52的侧壁51a(51b)接触时不会很弯曲。用一定长度和硬度的尿脘橡胶构成刮板54b，以使它用角边缘接触透光窗56a、56b，而不是进行平齐地面对面的接触。在这种结构中，刮板54b随着支撑件54a的转动滑靠透光窗56a、56b的表面，并擦除透光窗56a(56b)表面的调色剂。
如图3所示，清洁件54具有一个从与透光窗56a(56b)接触的边缘即，在刮板54b位于与透光窗56接触时、到调色剂室52的纵向的其它边缘的横向宽度W3。宽度W3大于上述的间隔W2。
如图3和4所示，光发射装置60和光接收装置61位于与透光窗56a、56b对应的显影单元50的相对侧。光发射装置60由安装到框架2b的塑料支架60a、支撑在支架60a上的基板60b、和设置在基板60b上的光发射元件60c构成。在面对透光窗56a的侧面上，塑料透镜60d与支架60a构为一体。发光二极管用作光发射元件60c。以相同的方式，光接收装置61由安装在框架2b的塑料支架61a、支撑在支架61a上的基底件61b、和设置在基底件61b上的光接收元件61c构成。在面对透光窗56b的侧面上，塑料透镜61d与支架61a构为一体。光敏晶体管用作光接收元件61c。
如图3和4所示，上述的光发射元件60c、塑料透镜60d、鼓处理盒2a的开口部分62a、透光窗56a、透光窗56b、鼓处理盒2a的开口部分62b、塑料透镜61d、和光接收元件61c基本上线性地对准。从光发射元件60c发射的光线被塑料透镜60d平行准直、并经开口部分62a入射到透光窗56a。于是，当透光窗56a和透光窗56b之间不存在调色剂时，通过透光窗56a的光线入射到另一侧的透光窗56b上。光透过透光窗56b并在穿过开口部分62b之后入射到塑料透镜61d。入射光被塑料透镜61d会聚、并由光接收元件61c接收。所以，即使调色剂储存室很宽，光线也能有效地检测调色剂的剩余量。
如图7所示，光接收元件61c的输出一依据光接收元件61c所接收的光变化量而改变的电压。根据本实施例，当接收最小光量时、光接收元件61c输出的电压值接近5V，而当接收最大光量时、光接收元件61c输出的电压值接近0V。输出电压值在这个范围内根据接收光量而变化。在本实施例中，调色剂剩余量以下述方式检测。上述从光接收元件61c的输出被图6所示的控制部分200读出。控制部分200由微处理器等构成，并在光接收元件61c的输出电压大于预定阈值时、确认光接收元件61c的输出是高电平，而在光接收元件61c的输出电压小于该阈值时、确认光接收元件61c的输出是低电平。在测量单元周期T2中，所有低电平周期T1的总时间用于计算测量单元周期T2中的低电平比例。利用这一计算，可以检测剩余调色剂的量。由于本实施例的装置使用塑料透镜60d、61d，所以即使调色剂储存室52很宽，光发射元件60c发射的光线也能被有效地接收以检测剩余调色剂的量，因此能以高精度检测剩余调色剂的量。
图6是本实施例的控制部分200的结构框图。控制部分200包括CPU 210、储存数据的RAM 211、储存程序的ROM 212、和输入/输出(I/O)接口213。ROM212和RAM211与CPU210连接。CPU210通过I/O接口213监视从光接收元件61c的输出。根据ROM 212中所储存的程序，CPU 210测量经I/O接口213从光接收元件61c输出的脉冲信号的宽度、并将该宽度储存在RAM 211中。CPU 210确认储存在RAM 211中的脉冲宽度是否超过预定阈值。当确认脉冲宽度超过预定阈值时，CPU 210经I/O接口213输出要求填加调色剂的指令，以便在例如显示面板220上显示通知用户补充调色剂的信息。
下面将示例性地具体说明第一实施例中有关检测剩余调色剂量的操作和搅拌器53及清洁器54的操作。
首先，说明调色剂储存室52中装入足量的调色剂时的情况，以致由图8(A)中上虚线所示的剩余调色剂的上表面(下文称作“调色剂表面”)明显高过透光窗56a、56b。转动搅拌器53，在搅拌调色剂储存室52中的调色剂的同时，滑动接触件53b与调色剂储存室52的壁表面滑动地接触。而且当搅拌器53的滑动接触件53b到达图2实线所示的开口A并经过开口A时将调色剂从调色剂储存室52输送进显影室57中。另一方面，虽然，清洁件54的刮板54b刮擦透光窗56a、56b的表面，但是由于在透光窗56a、56b之间残留足够的调色剂使得被刮板54b刮擦的透光窗56a、56b的表面将迅速被周围的调色剂再次覆盖。于是，来自光发射元件60c的发射光不能通过调色剂储存室52，因此光接收元件61c的输出将不产生波动。
下面，说明剩余调色剂量下降到图8(A)中实线所示的调色剂表面接近透光窗56a、56b位置时的情况。在这种情况中，在刮板54b擦拭之后、透光窗56a、56b不会被调色剂迅速覆盖。由于来自光发射元件60c的检测光的光轴横跨调色剂储存室52，检测光入射并穿过设置在调色剂储存室横向相对侧面上的透光窗、而后被光接收元件61c接收。
当刮板54b从图8(A)所示位置转动到图9所示的位置时，搅拌器53的滑动接触件53b变形地推压调色剂储存室52的侧壁。随着搅拌器53进一步转动，滑动接触件53b进入存放在调色剂储存室52底部的调色剂，同时以弯曲状态滑动接触调色剂储存室52的底面部分52a。于是，滑动接触件53b的输送表面沿图9箭头B所示方向推动调色剂，从而使调色剂覆盖透光窗56a、56b。在滑动接触件53b推动调色剂并使其覆盖透光窗56a、56b之前，保持透光窗56a、56b不被覆盖的时间基于调色剂储存室52中的调色剂剩余量。就是说，剩余调色剂的量越大，透光窗56a、56b被覆盖之前的持续时间越短。剩余调色剂的量越少，透光窗56a、56b被覆盖之前的持续时间越长。因此，调色剂的量越大、则光接收元件61c输出如图7所示的低电平周期T1的时间越短。调色剂的量越小、则光接收元件61c输出如图7所示的低电平周期T1的时间越长。根据本实施例，上述控制部分200以预定采样周期对光接收元件61c的输出电压值采样，并储存该采样值。当预定测量单元周期T2中的总的低电平周期T1的比例超过预定比例时，确认“调色剂空”。
如上所述，在第一实施例的显影单元50中，用清洁件54的刮板54b刮擦透光窗56的表面以便稳定地检测剩余调色剂，同时搅拌器53搅拌和输送调色剂储存室52中的调色剂。
具体地，根据本实施例，透光窗56设置在接近开口A的垂直平面G的一侧，即，透光窗56位于上述的虚拟第一区。另外，刮板54b和搅拌器53的设置使得在刮板54b如图8(A)所示确实刮擦透光窗56时，搅拌器53相对垂直平面G位于开口A对面，即，搅拌器53位于上述虚拟第二区，并且位于穿过透光窗56中心的水平面H的上方。“H”在下文称作透光窗水平面H。即，如果调色剂储存室52的内部由图8(B)所示的垂直平面G和透光窗水平面H分成四个区I～IV，则当刮板54b刮擦透光窗56时，搅拌器53位于图8(B)中阴影线所示的区I。借助这种结构，在长的使用周期中可以很稳定地检测剩余调色剂。
下面具体说明第一实施例中透光窗56、搅拌器53、和清洁件54的相对位置关系。
首先，当搅拌器53从图9所示的位置、即，从相对于垂直平面G的与开口A相对的位置转动到图2所示的接近开口A的位置时，滑动接触件53b的输送表面沿图9中箭头B所指方向推动调色剂。当搅拌器53的滑动接触件53b到达图2所示的位置时，大量的调色剂将堆积到滑动接触件53b的输送表面上。虽然弹性PET滑动接触件53b接触调色剂储存室52的圆形表面部分时变弯曲，但是当滑动接触件53b到达开口A时、滑动接触件53b的弯曲被释放。当PET橡胶的弹力使滑动接触件53b恢复到原始的直线形时，堆积在滑动接触件53b输送表面上的调色剂会猛然进入显影室57。
一部分调色剂将留在滑动接触件53b输送表面的支撑件53a的表面上。滑动接触件53b通过开口A后、且在非水平状态下转动时，剩余的调色剂会从支撑件53a的表面和滑动接触件53b输送表面落下。
另外，在搅拌器53刚刚通过开口A后，搅拌器53的滑动接触件53b就以弯曲状态滑动接触图2所示的前壁52b。不过，在搅拌器53进一步转动时，滑动接触件53b与前壁52b分离，使得其弯曲状态再次释放。这时，附着到滑动接触件53b的输送表面和支撑件53a的调色剂将散落。由于调色剂是如上所述的极细的粉末，所以当滑动接触件53b的弯曲释放时、在调色剂将从支撑件53a和滑动接触件53b的输送表面落下时，在调色剂储存室52种将翻腾成云雾状。但是，搅拌器53转动到相对于垂直平面G的开口A的对侧时，调色剂将已经落下、且调色剂表面处于水平状态。由于使用的是具有极好流动性的聚合调色剂，所以第一实施例的调色剂表面特别平。当搅拌器53进一步转动到图8(A)所指位置时，清洁件54的刮板54b到达透光窗56的表面。此时，调色剂处于如上所述的稳定状态，使得曾用刮板54b所刮擦的、调色剂不会污染透光窗56。应注意，滑动接触件53b的变形的释放的时刻只出现在滑动接触件53b处在虚拟第一区中时。因此，当滑动接触件53b处在虚拟第二区时，调色剂不发生散落，从而提供调色剂的稳定状态。
尽管聚合调色剂容易如上所述地翻腾为雾状，但是滑动接触件53b和支撑件53a上的小的静止角可以使只有少量的调色剂剩余在其上。所以，即使经长期使用而使调色剂的流动性改变、以致翻腾后调色剂的下落需要较长时间，在搅拌器53转动到相对垂直平面G的与开口A相对的位置时、调色剂也能充分地下落。因此，在用刮板54b刮擦后，透光窗56将保持清洁。
根据第一实施例，透光窗56设置在与开口A在相对垂直平面G的同一侧上。另外，当刮板54b刮擦透光窗56时，搅拌器53的滑动接触件53b处在相对于垂直平面G的开口A的对面、且其位置比透光窗高。即，滑动接触件53b处在图8(B)中阴影线所示的区I。因而，即使当清洁件清洁透光窗时有少量调色剂附着到滑动接触件53b并落下，调色剂也不会落到透光窗上(由于在这个相位中透光窗不会立即处在滑动接触件53b的下方)，所以刚清洁过的透光窗将保持清洁。
如前所述，从刮板54b结束刮擦透光窗56直到滑动接触件53b推动调色剂覆盖透光窗56所需的持续时间要取决存在于滑动接触件53b的转动范围内存在的调色剂的量。即，调色剂的剩余量越大、则透光窗56被调色剂覆盖的持续时间越长，而调色剂量越少、则持续时间越短。
光接收元件的输出表示光接收元件接收光的多少。换言之，如果光接收元件的输出值达到预定值或更大，则表明从透光窗接收的光量已达到预定值或更大。输出值等于或大于预定值的时间的长度与光接收状态和非光接收状态之间的时间长度相对应，即，为从清洁件清洁透光窗持续到被滑动接触件53b所推起的调色剂并覆盖透光窗56的时间周期。该时间长度取决于剩余在调色剂储存室中的调色剂的量。所以，测量光接收元件电压输出到达预定或更大值的时间，则可以始终稳定地检测调色剂的剩余量，而不会因调色剂流动性改变引起任何变化。此外，由于光接收元件输出到达预定或更大值的时间与剩余调色剂的量相对应，所以在检测调色剂剩余量时不仅能够以双择判定方式确定调色剂是否存在、还能以渐进方式确定剩余调色剂量的减少。
此外，由于透光窗56位于虚拟第一区，并由于当刮板54b处在其清洁位置时、刮板的滑动接触部分53b的位置高于透光窗56，所以在刮擦操作后直到调色剂覆盖透光窗56的时间仅取决于下落的调色剂的量。因此可以在长时间周期内准确稳定地检测剩余调色剂的量。具体地，由于所用的调色剂基本是球形聚合调色剂、且所用的外添加剂是小粒度硅(BET值是150)，因而调色剂的流动性极高。所以，当调色剂被滑动接触件53b推出时，调色剂呈现均匀的移动性。
根据本实施例，除了BET值150的小直径硅之外，BET值50的大直径硅也填加到调色剂。如果只填加小直径的外填加剂，则外填加剂会嵌入调色剂基底颗粒中，使得调色剂的流动性会逐渐下降。而BET值50的大直径硅可起隔离件的作用，从而避免BET值150的小直径硅嵌入调色剂基底颗粒中。因而，直到确认调色剂排空，调色剂才可以保持良好的流动性。即，虽然填加BET值50的大直径硅在开始时、所呈现的流动性低于只填加BET值150的小直径硅的情况，但在长时间操作中、可避免BET值150的小直径硅嵌入调色剂基底颗粒中，因而调色剂稳定地保持良好的流动性。当用滑动接触件53b向上推时，调色剂在整个调色剂区内可均匀地移动。于是，少量的剩余在搅拌器53的滑动接触件53b上的调色剂不会从调色剂储存室52经过开口A供给到显影室57。当滑动接触件53b向上推到并超过开口A时，少量的调色剂将从滑动接触件53b下落。这样，因下落调色剂对光接收元件输出造成的失真将减小且使剩余调色剂量的检测更准确。将下落到调色剂储存室52底部的调色剂推起所需的时间通常保持为一固定时间。在这种情况下，由滑动接触件53b推起的调色剂的状态是稳定的，且在长时间周期内、可以稳定准确地检测剩余调色剂的量。
在该第一实施例中，透光窗56位于虚拟第一区。但是，可以将透光窗56定位在相对于垂直平面G的与开口A相对的虚拟第二区。在这种状态下，当刮板54与透光窗相对时、滑动接触件53b必须处在虚拟第二区。
使用这种结构，被滑动接触件53b向上推起的调色剂将不会覆盖透光窗。不过，使用这种结构，当调色剂从滑动接触件53b下落时，透光窗将被散落在调色剂储存室52周围或翻腾为云雾的调色剂污染。然而，在使用这种改进结构时，当调色剂下落或散落时，刮板54不清洁透光窗56。而在滑动接触件53b转动到离开开口A的垂直平面G的相对侧的区域时，刮板54清洁该透光窗。此时，调色剂将下落到调色剂储存室52的较低位置。即使少量调色剂粘附到滑动接触件53b上，调色剂会被滑动接触件53b的弹力猛推，以致当滑动接触件53b转动到与开口A相对的垂直平面G的一侧时，没有调色剂粘附在滑动接触件53b上。所以，即使调色剂的流动性改变而使调色剂不易从滑动接触件53b落下，它改变了调色剂不进入调色剂储存室的时间，于是调色剂在滑动接触件53b转动进入虚拟第二区的时间内将具有很稳定的状态。另外，即使搅拌器53位于透光窗56的紧上方，由于调色剂不从滑动接触件53b落下，被刮板54清洁的透光窗也不会被调色剂污染。
根据第一实施例，用柔性件构成搅拌器53的滑动接触件53b则可很好地搅拌和输送调色剂。而且，在搅拌器53移动的调色剂下落进入到稳定状态后，清洁件54清洁透光窗56。所以不用改变调色剂的流动性，也能总是准确地检测调色剂剩余量。
搅拌器53不能沿调色剂储存室的纵向(图像记录纸的横向)确切地移动调色剂储存室52内的调色剂，但可沿调色剂储存室52的前后方向和径向移动调色剂。而具有高流动性的聚合调色剂被用作调色剂。因此，只要转动调色剂储存室52中的搅拌器53就能迅速消除调色剂储存室52内调色剂的不均匀分布。所以，即使调色剂储存室52中的调色剂暂时不均匀地堆积在调色剂储存室52的某些区域、例如当激光打印机1被左右移动或将显影盒从激光打印机1取下而后又装上时，调色剂的表面仍可以迅速地恢复到平的状态。调色剂储存室52中调色剂的不均匀可以避免，从而总是能可靠地检测剩余调色剂的量。
连接调色剂储存室52和显影室57的开口A横跨调色剂储存室52和显影室57的整个宽度，使搅拌器53沿调色剂储存室52和显影室57的横向方向均匀地从调色剂储存室52向显影室57输送调色剂，因而避免了调色剂的任何不均匀输送。所以，能够更可靠地防止调色剂储存室52中调色剂的不均匀性，从而实现剩余调色剂量的准确检测。
此外，由于搅拌器53搅拌位于调色剂储存室52中的调色剂，所以即使进行大量窄宽度的打印、例如信封或明信片的连续打印，也能可靠地避免调色剂储存室52中调色剂的不均匀。就是说，当进行大量窄宽度的打印件、例如信封或明信片的连续打印时，与打印件的窄宽度对应的调色剂储存室52中的局部的调色剂多被消耗。但是由于搅拌器53均匀地分布该不均匀消耗的调色剂、也由于聚合调色剂具有良好的流动性，所以调色剂储存室52中调色剂分布的不均匀性可迅速校正。根据本实施例的激光打印机1，不论在由于激光打印机1本身左右移动或显影盒从激光打印机1取下或装入激光打印机1而造成调色剂不均匀分布、还是在大量窄宽度打印件例如信封和明信片连续打印时，调色剂储存室52中的调色剂不均匀性都能可靠地避免。因此，能始终可靠地检测剩余调色剂数量。
从调色剂储存室52供给、经开口A进入显影室57的调色剂由彼此压靠的调色剂供给辊58和显影辊59之间产生的摩擦充电。而后，调色剂借助静电附着在显影辊59上。显影辊59的转动将附着在显影辊59上的调色剂输送到压靠显影辊59的层厚调整片64的接触部分64b。包含外添加剂的该调色剂经与层厚调整片64的接触部分64b和显影辊59的接触而进一步带电。外添加剂接收来自接触部分64b和显影辊59的压力。不过，因为层厚调整片64的接触部分64b由弹性橡胶材料构成，故而接触部分64b略微变形可以适应从调色剂基体略凸出的外添加剂的形状。而且，由于显影辊59类似地由上述弹性橡胶材料构成，显影辊59也变形以适应外添加剂的凸出的形状。结果，施加在外添加剂的压力减小，从而减少了外添加剂嵌入调色剂基体的量。
在经层厚调整片64与显影辊59之间接触部分的摩擦施加充足的电荷后，调色剂通过层厚调整片64与显影辊59之间的压力部分并到达与感光鼓20相对的显影区。基于感光鼓20表面上形成的静电潜像，输送到显影区的调色剂部分选择性地附着到感光鼓20表面。而后，在跟随着如图8中虚线所示的调色剂循环路线之后，剩余调色剂因显影辊59和调色剂供给辊58的转动返回到调色剂储存室52。即，剩余调色剂借助显影辊59的转动返回到显影室57，并从显影室57经开口A返回到调色剂储存室52。
因为层厚调整片64与显影辊59之间的压力沿不把外添加剂嵌入要被返回到调色剂储存室52的调色剂的基体中，所以即使调色剂长时间使用，调色剂储存室52中调色剂的流动性也不减小。因此，在预定持续时间之后，被搅拌器53推起的调色剂将再次落到调色剂储存室52底部。由于调色剂的流动性不减小，所以从调色剂第一次使用直到断定调色剂用完时调色剂下落到调色剂储存室52中所需的时间确不受调色剂流动性影响。因此，本实施例的显影装置50可以准确而稳定地检测调色剂的剩余量。
具体地，本实施例层厚调整片64的接触部分64b由硅酮橡胶构成，故对调色剂具有良好的摩擦充电特性。所以，层厚调整片64比用其它橡胶材料构成的层厚调整片更适于以低压力对调色剂充电。由于只需要较小的压力，所以能够更可靠地防止外添加剂嵌入调色剂基底颗粒中。
如果层厚调整片64的接触部分64b由含氟橡胶或尿脘橡胶构成，与利用硅橡胶相比，对调色剂摩擦充电的充电特性将降低。在这种情况下，需用比使用硅橡胶时更大的力将层厚调整片64压靠显影辊59。但是，即使以这种方式增加压力时，该橡胶材料弹力引起的接触部分64b的变形也能与外添加剂的凸起形状匹配。因而，与接触部分由金属、例如由不锈钢构成时相比，外添加剂嵌入调色剂基底颗粒的量受到抑制，以致只有很小的嵌入量。嵌入量可以限制到极小，以使调色剂保持高度的流动性，且能够稳定地检测调色剂剩余量。
另外，当用球形聚合调色剂作为调色剂时，用刮板或其它清洁件从透光窗56完全地除去调色剂是困难的。即使利用刮搽，也会有少量调色剂留在透光窗上。在刮板横跨过调色剂时，调色剂会相对透光窗56摩擦移动，从而产生薄膜。
由于刮板54b的结构使得它在滑靠透光窗56a、56b之前以小的压力沿调色剂储存室52的内表面滑动，所以在滑靠调色剂储存室52的内壁时一些外添加剂和细调色剂颗粒可以处在刮板54b下面。刮板54b沿着调色剂储存室52的内表面移动，同时对调色剂储存室52刮擦这种外添加剂和细调色剂颗粒。如果刮板54b携带这种状态的外添加剂和调色剂横跨透光窗56a、56b表面滑过，则该外添加剂或细调色剂也对透光窗56a、56b表面刮擦，且易于产生薄膜。
但是，在本实施例中，如图5所示，一个预定高度的台阶设置在调色剂储存室52内表面与透光窗56a、56b上表面之间。而且，由于台阶部分基本形成直角，所以当刮板54b沿调色剂储存室52内表面滑动时，在刮板54b与调色剂储存室52内壁之间携带的外添加剂或细调色剂颗粒将在台阶部分和台阶部分的直角部分被大量地除去。因此，能可靠地防止透光窗56a、56b内表面上的薄膜。
由于透光窗56a、56b从调色剂储存室52内表面伸到调色剂储存室52里面，所以刮板54b滑过透光窗56a、56b时比滑过调色剂储存室52的内表面时的弯曲要大。于是，刮板54b以这种弹性弯曲产生的预定压力滑过透光窗56a、56b。因此，将刮板54b对透光窗56a、56b的压力设置为一适当值，刮板54b将以较小的力压靠位于透光窗56a、56b下面的调色剂储存室52的内表面。结果，当刮板54b滑靠调色剂储存室52内壁时、刮板54b与调色剂储存室52内壁之间因摩擦产生的负荷可减小。另外，当刮板54b刮擦调色剂储存室52内表面时，可以防止产生薄膜的小直径的调色剂组份堆积到刮板54b上。于是，可以极大地减少透光窗56a、56b上的薄膜。
为了避免导致薄膜的外添加剂和细调色剂颗粒刮擦调色剂储存室52的内表面，可以设计刮板54b和调色剂储存室52，使刮板54b根本不与调色剂储存室52的内表面接触。但是，当刮板54b与调色剂储存室52的内表面处于非接触状态时，在刮板54b刮擦透光窗56a、56b的表面并向开口A转动时，调色剂会经刮板54b与调色剂储存室52的内表面之间的缝隙下落。在透光窗56a、56b被刮擦后，这些下落的调色剂颗粒会立刻污染透光窗56a、56b的表面。在本实施例中，刮板54b滑过调色剂储存室52的内表面。但是，刮板54b对调色剂储存室52内表面的压力不大，但该压力足以避免调色剂储存室52内表面与刮板54b之间的调色剂下落。使用这种结构，在刮擦透光窗56a、56b之后能可靠地防止调色剂下落到透光窗56a、56b上。
根据本实施例，刮板54b由充分抗磨损的尿脘橡胶构成。同样，刮板54b的边缘滑靠调色剂储存室52内表面和透光窗56a、56b表面。因而难以拾取的球形聚合调色剂可容易地拾取。因此，透光窗56a、56b表面上将不会剩余聚合调色剂薄层，所以能可靠地检测调色剂剩余量。同样，由于刮板54b由尿脘橡胶构成，在长时间使用过程中、刮板54b边缘不会磨损成圆弧。因而，刮板54b可以保持良好的收集性能，在长时间周期中能可靠地检测调色剂剩余量。
根据本实施例，除小直径的外添加剂之外、还使用大直径的外添加剂，以增加调色剂的流动性。大直径的外添加剂用作抛光剂，以便更可靠地防止在透光窗56a、56b表面上成膜。即使少量的聚合调色剂处在刮板54b边缘下，且在透光窗56a、56b的表面上被刮擦时，则大直径的外添加剂用作抛光剂、通过刮擦透光窗56a、56b也能可靠地除去该调色剂。所以，可在不改变透光窗56a、56b的透光性的情况下很好地刮擦透光窗56a、56b的表面。因而，能可靠地检测调色剂剩余量。根据本实施例，透光窗56a、56b由以氧化硅作为主要组份的玻璃构成。这样，即使由例如硅的硬质材料形成的大直径外添加剂接触透光窗56a、56b表面，透光窗56a、56b表面也不会划伤或受到其它损坏。由于透光窗56a、56b表面保持平滑，检测光不产生散射，因而可准确地检测剩余调色剂的量。应注意，虽然在本实施例中透光窗56a、56b由玻璃整体地构成，但本发明不限于这种结构。完全可以是只与刮板54b接触的透光窗56a、56b的部分由玻璃构成。
在如上所述的实施例中，支撑件53a的侧端和滑动接触件53b的侧端、沿调色剂储存室52的纵向方向、即沿图像记录纸的横向方向，以间隔W2离开透光窗56a、56b。所以，如下文所述，当搅拌和输送调色剂储存室52中的调色剂时、它们不对剩余调色剂数量的检测产生不利的影响。
假设如果距离W3是零，当搅拌器53转动并到达透光窗56a、56b时，支撑件53a的侧端和滑动接触件53b的侧端将与透光窗56a、56b接触并刮擦透光窗56a、56b的表面。在这种情况下，如果在刮板54b的刮擦操作后透光窗56因搅拌器53的转动而被调色剂覆盖，则在搅拌器53刮擦透光窗56的瞬间，将出现光会透射透光窗56a的危险。这表现为来自光接收元件的信号噪声，即当输出应为高电平时、光接收元件输出的短时间的低电平。
此外，由于搅拌器53的滑动接触件53b由PET构成，所以它相对于由丙烯或聚碳酸酯构成的透光窗56具有较小的摩擦系数。因而如果不设置间隔W2，则当滑动接触件53b接触透光窗56a、56b时，调色剂不能被充分刮除，使得光不能均匀透过透光窗56a、56b。这将表现为随机噪声。通过预测搅拌器53将如何影响光传输、难以消除这种噪声。因此，不能避免调色剂剩余量检测精度下降。
与此相反，由于本实施例设置了间隔W2，使得搅拌器53不刮擦透光窗56a、56b，因而上述问题不会产生。也就是说，光接收元件61c的输出电压中不产生与搅拌器53相关的噪声。因此能稳定可靠地检测调色剂剩余量。
根据本实施例，间隔W2设置在3mm～10mm范围内。由于间隔W2足够小、即不大于10mm，所以即使在调色剂储存室52的端部，搅拌器35的滑动接触件53b也能沿调色剂储存室52的纵向方向充分搅拌调色剂。
另一方面，由于间隔W2足够大、即不小于3mm，所以避免了通过透光窗56a、56b附近的搅拌器53的力除去粘附到透光窗56a、56b上的调色剂。因此，上述搅拌器53接触透光窗56a、56b的假想状态中的问题不会发生。
另外，由于上述清洁件54的宽度W3大于间隔W2，所以即使滑动接触件53b不搅拌间隔W2中的调色剂，当刮板54b和滑动接触件53b转动时、清洁件54的区和滑动件53将重叠，因此，间隔W2内的调色剂可被刮板54b适当地搅拌。
刮板54b相对透光窗56a、56b应具有高摩擦系数，以便清洁件54的刮板54b很好地清洁透光窗56a、56b的调色剂。这就是说，在刮板54b相对透光窗56a、56b具有小摩擦系数时，一些调色剂将不被完全擦掉。在透光窗56a、56b上剩余的调色剂会影响光从透光窗56a、56b透过。由尿脘橡胶构成的刮板54b相对透光窗56a、56b和粘附的调色剂具有足够大的摩擦系数。于是，通过刮擦透光窗56a、56b，刮板54b可以擦除粘附到透光窗56a、56b的大多数调色剂。透光窗56a、56b可被清洁到不影响调色剂剩余量检测的程度。应注意，这里所说的摩擦系数是指单位面积的摩擦系数。
与此相反，滑动接触件53b相对调色剂储存室52的底部52a具有的摩擦系数比刮板54b相对透光窗56a、56b所具有的摩擦系数低。这是因为滑动接触件53b相对调色剂储存室52的底部52a和调色剂必须具有低摩擦系数，以便平滑地搅拌和输送调色剂储存室52中的调色剂。即，如果滑动阻力减小，则搅拌器53所需的转矩就减小，且对调色剂本身的损害也减小。因为滑动接触件53b由PET构成，滑动接触件53b相对调色剂和调色剂储存室52的底部52a具有足够低的摩擦系数。因此上述的潜在的问题不会发生。
在本实施例中，清洁件54的刮板和搅拌器53的滑动接触件53b由不同的材料构成。但两者也可由相同的材料构成。在这种情况下，可能难以实现上述关于刮板54b和滑动接触件53b两者的摩擦系数的关系。为此，可以调节刮板54b和滑动接触件53b两者的压力，以满足这些要求。即调整结构，以增加刮板54b对透光窗56a、56b的压力，并减小滑动接触件53b对底部52a的压力使其低于刮板54b对透光窗56a、56b的压力。应注意，这里所说的压力是指单位面积施加的压力。
实际上，刮板54b的压力可通过在刮靠透光窗56a、56b时增加弯曲量或增加刮板54b本身的弹性而充分地增加。采用这种结构，粘附到透光窗56a、56b的调色剂易于刮除。另一方面，滑动接触件53b的压力可通过如在刮靠调色剂储存室52的底部52a时减小弯曲量或通过减小滑动接触件53b的弹性来充分地减小。采用这种结构，可以避免损害调色剂和增加滑动阻力增加时产生的转矩。
如上所述，根据本实施例，在不牺牲调色剂搅拌能力的情况下、能以较高精度稳定地进行调色剂剩余量的检测。
实验1下面说明利用第一实施例的装置测量光接收元件61c输出电压的第一组实验。首先，调色剂储存室52装入200g调色剂并进行连续的成像操作。当调色剂储存室52中剩余90g、80g、和70g调色剂时，测量光接收元件61c输出的电压值。另外，将用于鉴别输出电压低、高电平的阈值设定为3V。即，把低于3V的电压值确定为低电平。采样频率设定为6微秒而测量周期设定为6秒。一旦在6秒周期中总的低电平的比例达到37％，则调色剂储存室52被认为是空的，即下文所说的调色剂空状态。实验结果如图10～12(B)所示。图10(A)、11(A)、和12(A)分别表示调色剂量是90g、80g、和70g时，光接收元件61c输出电压的变化。图10(B)、11(B)、和12(B)表示当调色剂储存室中剩余调色剂分别是90g、80g、和70g时，调色剂储存室52中调色剂的上表面(即，调色剂表面)。应注意，在图10(A)、11(A)、和12(A)中，由于为了调整光接收元件61c的灵敏度而连接到光接收元件61c的电阻的影响，光接收元件61c输出电压的高电平稍小于5V。
首先，当调色剂储存室52中剩余90g调色剂时，如图10(B)所示，调色剂表面高度足够高，以致调色剂几乎盖住整个透光窗56。所以，即使刮板刮擦透光窗56，透光窗56也会立刻被搅拌器53推起的调色剂覆盖。因而如图10(A)所示，刮板54b每次刮擦透光窗56时光接收元件61c输出的电压只下降到4V，使得低于3V阈值的低电平周期为零。本实施例设置成在图6所示的显示面板220的LED上显示调色剂空的通知。但当调色剂储存室52中剩余90g调色剂时，不进行调色剂显示，因此，确认剩余调色剂的检测正常进行。
当调色剂剩余量是80g时，如图11(B)所示，调色剂表面的高度较低，以致仅略微覆盖透光窗56。于是，在刮板54b刚刚刮擦透光窗56后，光发射元件60c发出的光完全通过调色剂储存室52、并被光接收元件61c接收。如图11(A)所示，刮板54b每次刮擦透光窗56时光接收元件61c的输出电压几乎降到0V。但是，6秒测量周期内只占18％比例的总的低电平周期是1.08秒。由于LED不显示调色剂空通知，将确认剩余调色剂量的检测正常进行。
当调色剂剩余量是70g时，如图12(B)所示，调色剂表面高度低于透光窗56。因此，以与如图11(A)所示的当调色剂剩余80g时相同的方式，在刮板54b刮擦透光窗56后，光发射元件60c发出的光立刻完全通过开口部分62a和62b、并被光接收元件61c接收。不过，调色剂仅剩余70g时的光接收状态保持得比调色剂剩余80g时的光接收状态长。因此，不但刮板54b每次刮擦透光窗56时光接收元件61c的输出电压几乎降到0V，而且每次接近0V周期的持续时间在如图12(A)所示调色剂剩余量仅是70g时比在如图11(A)所示调色剂剩余量是80g时要长。当调色剂储存室52中调色剂剩余量只有70g时，在6秒测量周期内占37％比例的总的低电平周期持续2.2秒。LED显示调色剂空通知，确认剩余调色剂量的检测正常进行。
这些实验结果表明，直到调色剂空状态到达之前，本实施例的激光打印机均能稳定准确地检测剩余调色剂的量，并能准确判断到达调色剂空状态的时间。而且图10(A)、11(A)、和12(A)所示的测量结果表示在光接收元件61c的输出为低电平时，光接收元件61c的输出包括很小的噪声。这是因为搅拌器53和清洁件54的相对位置关系被固定，使得在刮板54b刮擦透光窗56时搅拌器53始终处在虚拟第二区、即相对垂直平面G的开口A的对侧。也就是，在搅拌器53将调色剂供入开口A后、已被翻腾起的调色剂在刮板54b开始刮擦透光窗56时已经落下。由于调色剂处于稳定状态，在被刮板54b刮干净后，调色剂不会污染透光窗56。
上述实验反复地进行、且调色剂空状态始终在调色剂储存室52中剩余70g的调色剂时被确认。而且，即使在将原始调色剂量增加到200g和300g时，和以上述方式连续地反复进行成像时，调色剂空状态也能在调色剂储存室52中剩余70g的调色剂时被准确地确认。以这一方式，本实施例的激光打印机1即使在长时间的使用中也能稳定地检测调色剂的剩余量。
第一实施例的装置可以在调色剂表面略低于透光窗56的上边缘时准确检测剩余调色剂的量。当调色剂进一步消耗、且调色剂表面变低时，从光接收元件61c输出的低电平将持续增加。这一特性可用于以逐级方式通知用户调色剂的剩余量，以便用户更好地掌握调色剂储存室52中的调色剂的量。例如，用户可以容易地判断是否需要立刻或在稍后补充调色剂，并因此进行相应的操作。
实验2下面说明用于研究在本实施例的装置中外添加剂和调色剂流动性的关系，以及调色剂流动性、薄膜的产生、和调色剂不均匀性的关系的第二组实验。
在这些实验中使用充正电的非磁性单组份调色剂。该调色剂包括调色剂直径在6μm～10μm之间、平均粒度8μm的调色剂基底颗粒。将苯胺黑电荷控制剂、碳黑和蜡填加到苯乙烯丙烯树脂中经悬浮聚合形成球形而构成该调色剂。通过将不同种类和数量的硅石以每份等于调色剂基底颗粒重量1.0％的量加入调色剂基底颗粒、而制成四个不同的调色剂样品。测量每个调色剂样品的流动性。在第一个调色剂样品中，将BET值150的硅以调色剂基底颗粒重量的1.0％的量加入调色剂基底颗粒。在第二个调色剂样品中，将两种硅加入调色剂基底颗粒中。即，以每份等于调色剂基底颗粒重量1.0％的量填加BET值150和50的硅。在第三个调色剂样品中，只将BET值50的硅以调色剂基底颗粒重量的1.0％的量加入调色剂基底颗粒中。在第四个调色剂样品中，以每份等于调色剂基底颗粒重量1.0％的量将BET值150和100的硅加入调色剂基底颗粒。
用Hosokawa Micron公司制造的PTN粉末检测器测量调色剂样品的流动性。将三种筛孔分别为149μm、74μm、和44μm的筛分器叠置成三层，4g每种调色剂样品振动15秒。三个筛分器中剩余的调色剂的总百分比用作粘接率。从100减去粘接率表示流动性的指标。实验结果示于图13中。
另外，调色剂流动性也以下述方式进行主观测定。使用本实施例的激光打印机，以每个调色剂样品连续打印15,000张明信片，同时观察调色剂储存室52内部以检查调色剂储存室52中调色剂的不均匀度。当在窄宽度明信片上打印时，调色剂储存室52中调色剂在与明信片的窄宽度相应的区域被消耗。在明信片上打印后，通过检查调色剂储存室52中调色剂高度的不均匀度来判断调色剂流动性。如果调色剂的高度很不均匀，则不利于剩余调色剂量的检测。因此，利用这些实验检查调色剂的不均匀性，可以确定适于检测剩余调色剂的量的调色剂与外添加剂的恰当的组合。
此外，在直至调色剂空状态被确定前，用每个样品连续地进行打印。这时，检查调色剂储存室52中调色剂剩余的量。应注意，当这些实验中所用显影装置的调色剂储存室52中装有70g新调色剂时，光接收装置61在每6秒测量周期中总共输出低电平2.22秒。换言之，当调色剂储存室52中剩余70g调色剂时，光接收元件61c在37％的时间中输出低电平。所以，在这些实验过程中，对于每个6秒测量周期计算总的低电平周期，且一旦总的低电平周期相对6秒测量周期的比例达到37％、则确认调色剂空状态。因此，假定调色剂流动性保持稳定，则当调色剂空状态被确认时，调色剂储存室52中应剩余70g调色剂。
图13中所示的流动性是每种调色剂在其初始状态时的指标。如图所示，包括BET值150的外添加剂的调色剂流动性指数是89。它明显高于包括BET值50的外添加剂的调色剂的流动性指数66。这表明，填加BET值100或更多的外添加剂可以提高调色剂的流动性。
包括BET值150和50两种外添加剂的调色剂的流动性指数是80。它略低于只包括BET值150的外添加剂的调色剂的流动性。这表明，包括BET值100或更大的外添加剂和BET值小于100的外添加剂的调色剂具有比只使用BET值100或更大的外添加剂的调色剂低的流动性。对此，一种可能的解释是，当调色剂颗粒相互摩擦时，BET值小于100的外添加剂粘附其它调色剂颗粒。
与此相反，包括BET值150和100两种外添加剂的调色剂的流动性指数是90。这个流动性指数略高于只具有BET值150外添加剂的调色剂的流动性指数。对此，一种可能的解释是，当调色剂颗粒相互摩擦时，BET值100的外添加剂没有大到足以粘附到其它调色剂颗粒上，且因此，它被充分利用而不妨碍BET值150的外添加剂的流动性。
下面针对每种不同的样品说明透光窗56a、56b表面上的成膜条件、调色剂的不均匀性、调色剂空时的调色剂数量。
首先，在其初始状态表现出高流动性的包含BET值为150的外添加剂的调色剂在开始打印时、所观测的调色剂高度的不均匀性很小。但是，当接近调色剂空状态时，调色剂高度的不均匀性显现。尽管确认透光窗56a、56b表面上有少量薄膜，但该薄膜处于仍能正常检测剩余调色剂量的范围内。而且，调色剂空状态被确认时剩余调色剂为60g。
对于调色剂流动性下降的一种可能的解释是，由于所用的外添加剂具有小的粒度、因而在长时间使用时嵌入到了调色剂基底颗粒。而且，也可以认为，由于小直径外添加剂在长时间周期中不能除去刮板54b下面的调色剂、并相对透光窗56a、56b而被刮擦，因而产生薄膜。另外，还可以认为，剩余调色剂的检测精度因调色剂流动性加大了调色剂的不均匀性而下降。
可以确信，当使用的调色剂具有BET值为150和50的两种外添加剂时，成膜大大地减小，并且从打印开始直到调色剂空状态为止所进行的打印中没有调色剂高度不均匀。在调色剂空状态被判定时剩余调色剂量被判定为70g，于是确认剩余调色剂量的检测可以保持高精度。
包括BET值为50和150的两种外添加剂的调色剂的流动性低于仅包含BET值为150的外添加剂的调色剂的流动性。但是，由于BET值为50(大粒径)的外添加剂能用作可靠地防止BET值为150(小粒径)外添加剂嵌入调色剂基底的隔离件，所以在长时间使用周期中调色剂的流动性没被减小。还可以认为，刮板54b边缘下面所得到的、以及调色剂透光窗56a、56b表面所刮擦的调色剂能被大颗粒的外添加剂可靠地除去，因而成膜将极大地减小。
只包含50BET值的外添加剂的调色剂样品具有最低的初始流动性。因此，在打印开始时观察到相当大量的调色剂不均匀。但是存在极少薄膜。当确认调色剂空状态时调色剂只剩余50g，它表示剩余调色剂量检测中的低精度。
可以认为，由于50BET值(大粒径)外添加剂可靠地除去了透光窗56a、56b表面上所刮擦到的所有调色剂，所以成膜很低。不过，当只使用50BET值(大粒径)的外添加剂时，调色剂的流动性很低，因而产生调色剂高度不均匀。
包含150BET值和100BET值的外添加剂的调色剂显示最高的初始流动性。因此，在打印开始时调色剂中的不均匀性很小。但当接近调色剂空状态时可观察到一些调色剂不均匀。另外，在透光窗56a、56b表面观察到的薄膜略多于使用包含150BET值和50BET值的外添加剂的调色剂时的薄膜。当确认调色剂空状态时调色剂剩余65g时，它表示调色剂剩余量检测中的精度略微降低。
当使用两种外添加剂时，大粒径外添加剂稍微抑制小粒径外添加剂嵌入调色剂基底颗粒的问题。但是，100BET值(大粒径)外添加剂只是一种较差的隔离件，所以某些外添加剂会嵌入调色剂基底颗粒。结果，调色剂的流动性较低，因而调色剂高度出现不均匀，且剩余调色剂量的检测精度较低。另外，与50BET值的外添加剂相比，100BET值的外添加剂除去位于刮板54b下面的、以及从透光窗56a、56b表面刮擦到调色剂的能力较差。
基于上述的实验结果可以理解，当显影辊59和层厚调整片64由硅酮橡胶构成、所用的聚合调色剂具有8μm的平均粒径、以及外添加剂是两种分别为150BET值和50BET值的外添加剂时，调色剂的流动性可在长时间周期内维持良好状态，因而剩余调色剂量的检测始终能够正常地进行。
此外，当用不锈钢弯曲件的角部调整调色剂厚度时，调色剂高度的不均匀性增加，且剩余调色剂量检测的不准确性比图13所示的任何情况都差。
而使用粉状调色剂时，不论使用什么外添加剂组合，打印开始时的流动性比图13所示的任何情况都差。而在实验结束时，调色剂的高度甚至比如图13所示的只使用具有50BET值的添加剂的调色剂时更不均匀。换言之，剩余调色剂量的高精度检测不能进行。
本发明不限于上述的外添加剂的组合。其它外添加剂的组合也可以使用。另外，组合的外添加剂的种类不限于两种。可进行多于两种的组合。
实验3下面结合图14(A)～14(D)说明测量本实施例装置中光接收元件61c输出电压值的第三组实验。图14(A)～14(D)中所示的实例表示当透光窗56a、56b与滑动接触件53b侧端之间的间隔W2分别是1mm、2mm、3mm、和5mm时的光接收元件61c输出电压的变化状态。图14(A)～14(D)中的实验结果表示当调色剂储存室52中的剩余调色剂是70g时、即图8(A)和9(A)中实线所示的调色剂高度时、光接收元件61c的电压值。应注意，在图14(A)～14(D)中，最高输出电平小于5V是由于连接到光接收元件61c上用于调整光接收元件61c的灵敏度的电阻的影响。
当间隔W2设置为5mm时，则如图14(D)所示，每次刮板54b刮过透光窗56a、56b时光接收元件61c的输出电压降到接近0V。在几乎所有其它时间，输出电压均是高电平。虽然在高电平周期可能产生少量噪声，但如果阈值设置到例如3V，则这个噪声不导致错误的检测。
与此相反，当间隔W2设置成1mm的最小值时，则如图14(A)所示，光接收元件61c的电压输出在高电平周期具有大量噪声。这个噪声会导致不良的检测精度。如上所述，这个噪声是在随着搅拌器35的转动、滑动接触件53b的侧端从透光窗56a、56b除去调色剂的瞬间、由透过透光窗56a、56b的光产生的。
如图14(B)和14(C)所示，高电平周期产生的噪声水平随间隔W2的宽度的增加而逐渐减小。不过，当间隔W2是2mm宽时，噪声波动可达到3V的阈值。当间隔W2宽度设置成3mm时，可观察到少量的但没达到3V阈值的噪声，于是检测精度不会受到不良影响。因此可以说，间隔W2的理想宽度值是3mm或更大。
下面结合图15～21说明第二实施例的激光打印机。如图15所示，第二实施例的激光打印机包括一个绕转动轴65设置的可转动的挡光件80。第二实施例的激光打印机的其它结构基本与第一实施例的激光打印机相同。第一与第二实施例中相似的部件使用相同的标号，并省略对它们的说明。
如图16所示，挡光件80是一个设置在搅拌器53的支撑件53a和清洁件54的支撑件54a之间的片状件。挡光件80由例如ABS树脂的树脂构成。挡光件80与搅拌器53、清洁件54、和转动轴55构成一体，以便随着转动轴55的转动而围绕转动轴55的轴心转动。如图17所示，挡光件80只设置在转动轴55的一端、即最接近光发射装置60的一端。
如图16所示，挡光件80具有大的挡光表面，它能在搅拌器53通过透光窗56b(56a)的位置后立刻遮挡来自透光窗56b的光，并在清洁器54开始清洁透光窗56b(56a)之前立即停止遮挡光线。在本实施例中，装在调色剂储存室52中的调色剂基本与第一实施例所述的相同。用作外添加剂的硅具有10nm的平均粒度，并以调色剂基底颗粒重量的0.6％的量填加。调色剂是具有近似完美球形的悬浮聚合调色剂。而硅作为外添加剂以0.6％重量填加。硅具有10mm的平均粒度，并进行增强疏水性的处理。填加这种硅可制成具有良好流动性的调色剂。于是，经摩擦充电可产生足够的电荷量。因此，可以实现高转印率，并形成高质量的图像。
如图17所示，两个切口部分53d设置在滑动接触件53b上，并设置在与开口A相对的两端。所以，两个切口部分53d、53d之间的滑动接触件53b的部分用作弹性地进入具有卡子的开口A的主要输送部分，以便将调色剂轻弹入显影室57。注意，在图17中，开口A由全黑的区域表示。
清洁件54的结构可以同时清洁两个透光窗56a、56b。而且，挡光件80只在透光窗56a、56b连续清洁之间的间隔的后一半期间遮挡光路。光接收元件61c的光接收状态如图18所示。
下面结合图19～21更具体地说明第二实施例的结构。图19表示清洁件54同时清洁两个透光窗56a、56b的情况。周期TO表示从图19所示状态直到清洁件54转动360度再进入图19所示状态以便开始下一个清洁操作的时间周期。周期TO分为前半周期TO/2和后半周期TO/2。
第二实施例的挡光件80设置得只在后半周期TO/2覆盖透光窗、而不在前半周期TO/2覆盖透光窗。其原因是在前半周期TO/2中、如果某些非调色剂(诸如挡光件80)遮挡透光窗56a、56b，则不能准确检测剩余调色剂的量。另一方面，在后半周期TO/2中有一种可能性，即在后半周期TO/2中、当搅拌器53通过透光窗56a、56b时可将调色剂从透光窗56a、56b刮除。如果在后半周期允许光通过透光窗56a、56b到达光接收元件，则不能可靠地检测剩余调色剂的量。但由于在后半周期TO/2第二实施例的挡光件80遮挡透光窗56a、56b，所以即使搅拌件53可从透光窗56a、56b刮除调色剂，也能进行准确地检测。采用本实施例的结构，不论环境状态或使用时间长短，均能可靠地检测剩余调色剂的量。
另外，搅拌件53、挡光件80、和清洁件54以固定的相位差分开地设置在同一转动轴55上。所以，该结构可以简化。另外，挡光件80可以在与清洁件54所进行的清洁循环相同的循环中周期性地遮挡光线。挡光件80相对转动轴55的转动方向设置在从搅拌件53起的紧接的上游位置。而挡光件80相对转动轴55的转动方向设置在从清洁件54起的下游位置。另外，如图17所示，挡光件80相对转动轴55的轴向方向设置在开口A的顶端。由于挡光件80位于不影响调色剂的循环输送的区域，所以挡光件80不会成为阻挡调色剂输送的障碍。因而可避免调色剂输送量的不均匀。挡光件80也可以沿开口A的纵向方向设置在开口A顶端之外的位置。
下面具体说明第三实施例进行的操作、集中说明剩余调色剂检测、以及搅拌器53和清洁件54的操作。
如果足量的调色剂装入调色剂储存室52，即当调色剂表面高于如图19的虚线所示的透光窗56a、56b时，由于透光窗56a、56b之间存在大量调色剂，所以即使清洁件54的刮板54b刮擦透光窗56a、56b表面、从光发射元件60c发射的光也不能通过调色剂储存室52。因此，光接收元件61d的输出不发生波动。
如果调色剂被长期使用或环境条件不良，则随着搅拌器53从图21所示位置向图16所示位置的转动、当搅拌器53通过透光窗56a、56b的位置时，搅拌器53输送透光窗56a、56b附近的调色剂以在透光窗56a、56b之间产生空隙。但是，如图16所示，在搅拌器53从图21所示位置移动到图16所示位置的同时，挡光件80阻挡透光窗56a、56b之间的光路。所以，即使当搅拌器通过时、搅拌器53输送透光窗56a、56b附近的调色剂，但光接收元件61c的输出将保持高电平，因而该输出不变化到噪声状态。
下面将说明调色剂高度接近图19中实线所示的透光窗56a、56b位置时的操作。在这种状态下，当刮板54b到达图20所示位置时，滑动接触件53b的传送面沿图20中箭头B所指方向推压调色剂，使调色剂覆盖透光窗56a、56b。推起调色剂覆盖透光窗56a、56b的持续时间取决于调色剂的量。
直到搅拌器53转动到图21所示位置之前，光线通过透光窗56a、56b。根据第二实施例，搅拌器53从图21所示位置转动到图16所示位置的同时，挡光件80遮挡透光窗56a、56b之间的光路。由于不论调色剂表面的高度如何，图16中所示挡光件80均在与清洁件54的清洁周期相同的周期遮挡透光窗56a、56b之间的光路，所以直到清洁件54到达透光窗56a、56b之前、光接收元件61c的输出均保持高电平。因而，产生调色剂剩余量测量周期与非测量周期之间的较尖锐部分，因此能够可靠地检测剩余调色剂量。
应注意，在第二实施例中，挡光件处在显影装置50之内。不过，挡光件可以设置在成像设备的主框架上。在这种情况下，一个阻挡光通过透光窗的快门可设置在成像设备的主框架上，且快门结构可以在与清洁件54相同的周期中打开和关闭透光窗。另外，在上述实施例中，光发射元件60c与光接收元件61c之间的光路基本上是水平的。但是该光路也可以是垂直的。
下面结合图22(A)～22(C)说明第三实施例的显影装置。相同的零部件使用与第一实施例相同的标号表示。
如图22(B)所示，第三实施例与第一实施例的不同之处是，相对垂直平面G、搅拌器53和清洁件54指向同一方向。采用这种结构，当刮板54b刮擦透光窗56时，搅拌器53位于透光窗水平面H之上，即搅拌器53处在图22(C)阴影线所示的区域IV中。
第三实施例的装置经受与第一实施例相同的实验和相同的实验条件。即，开始时在调色剂储存室52中装入200g调色剂，并连续成像直到调色剂储存室52中只剩余70g调色剂。在调色剂储存室52中只剩余70g调色剂时测量光接收元件61c的输出电压值，且该测量如图22(A)所示。图22(B)表示当调色剂达到70g时搅拌器53、清洁件54、和调色剂表面位置之间的位置关系。此外，以与图8(B)相同的方式，在图22(C)中、用垂直平面G和透光窗水平面H将调色剂储存室52内部分成四个区域I～IV，以便说明当刮板54b刮擦透光窗56时搅拌器53的位置。
根据第三实施例，当刮板54b刮擦透光窗56时，搅拌器53没有将调色剂压向透光窗56。因而，如图22(A)所示，光接收元件的输出显示低电平，它表示调色剂空状态的检测。但是，如图22(B)所示，当滑动接触件53b与调色剂储存室52的前壁52b分离时，滑动接触件53b从其弯曲状态弹出。位于滑动接触件53b上的调色剂因该弹出作用而翻腾为雾状，而后下落。于是，如图22(A)所示，与图7所示的第一实施例装置的光接收元件61c相比，本实施例光接收元件61c的输出将含有更多的噪声。
下面结合图23(A)～23(C)说明本发明第四实施例的显影装置。
如图23(B)所示，本实施例与第一实施例的不同之处是，搅拌器53和清洁件54具有大于180度的相位角。采用这种结构，当刮板54b刮擦透光窗56时，搅拌器53处在图23(C)阴影线所示的区域II中。
第四实施例的装置经受与第一实施例相同的实验和相同的实验条件。即，开始时在调色剂储存室52中装入200g调色剂，并连续成像直到调色剂储存室52中仅剩余70g调色剂。在调色剂储存室52中仅剩余70g调色剂时测量光接收元件61c的输出电压值，该测量如图23(A)所示。图23(B)表示当调色剂达到70g时搅拌器53、清洁件54、和调色剂表面高度之间的位置关系。
采用第四实施例的结构，刮板54b刮擦透光窗56时、调色剂不从搅拌器53下落。因而，如图23(A)所示，在光接收元件61c的输出中几乎没有噪声产生。但如图23(B)的实线所示，当调色剂表面高度紧靠透光窗56的下部时，在刮板54b刮擦透光窗56之后，搅拌器53立即将调色剂推向透光窗56。所以，如图23(A)所示，当调色剂表面高度紧靠透光窗56的下部时，光接收元件的输出中不出现低电平周期，且调色剂空状态不被检测出。不过，如图23(B)中的双点线所示，当调色剂表面充分低于透光窗56时，光接收元件的电压输出中出现低电平周期，且调色剂空状态可稳定地被检测。所以，虽然第四实施例能够检测调色剂的剩余量，但它不能像第一实施例的结构那样方便地精确检测调色剂的剩余量。
下面结合图24(A)～24(C)说明与第一～第四实施例相比较的比较实例。在该比较实例中，除了搅拌器和清洁件的位置关系与第一实施例中搅拌器54和清洁件53的位置关系不同之外，使用与第一实施例装置结构相似的装置。具体地，比较实例与第一实施例的不同在于，如图24(B)所示，搅拌器53与清洁件54具有270度的相位差，于是当刮板54b刮擦透光窗56时，搅拌器53处在图24(C)中阴影线所示的区域III。
比较实例的装置经受与第三实施例相同的实验和相同的实验条件。比较实例的实验结果如图24(A)所示。图24(A)表示当将70g调色剂装入调色剂储存室时、光接收元件61c输出电压的变化。
采用比较实例的结构，当刮板54b刮擦透光窗56时，调色剂不会从搅拌器53下落。因而如图24(A)所示，光接收元件61c的输出中几乎不产生噪声。但是，由于在刮板54b刮擦透光窗56期间、搅拌器53推起调色剂。因此，即使刮板54b正确地刮擦透光窗56，调色剂也会迅速污染透光窗56，致使光线不能通过透光窗。因此，如图24(A)所示，直到几乎没有调色剂剩余在调色剂储存室中之前，光接收元件输出不呈现低电平周期，且没有调色剂空状态被检测出。因此，这个比较实例只能在打印图像已经变得不清楚后、将调色剂空状态通知用户。
应注意，虽然在上述各实施例中透光窗56设置在与开口A相同的垂直平面G的一侧、即，虚拟第一区中，但透光窗56也可以设置在与开口A相对的垂直平面G的另一侧、即，第二虚拟区中，使得(1)在刮板54b刮擦透光窗56的同时，搅拌器53位于以垂直平面G为准的开口A的对侧、即虚拟第二区，(2)滑动接触件53b弯曲的释放只在虚拟第一区发生。在这种结构中，搅拌器53位于透光窗56的上方。不过，搅拌器53在虚拟第一区中、且当滑动接触件53b从其弯曲状态弹回时，位于滑动接触件53b上的调色剂几乎全部被除去。因此，透光窗56不会被从滑动接触件53b下落的调色剂污染。
下面结合图25～29，说明本发明第五实施例的显影装置。
如图25所示，第五实施例的显影装置具有与第二实施例基本相同的结构。第五与第二实施例中相似的部件使用相同的标号，并省略对它们的说明。
如图25所示，第五实施例的显影装置有一个与第一实施例的搅拌器53相同结构的第一搅拌器90、和第二搅拌器91。第二搅拌器91与第一搅拌器90的支撑件90a构为一体、并包括支撑件91a和输送部分或第二刮片91b。支撑件91a由例如ABS树脂的树脂构成，并随支撑件90a一起转动。如图26所清楚示出的，支撑件91a安装在支撑件90a的纵向中心部分(调色剂储存室51的横向中心部分)。输送件91b由PET构成一个安装到支撑件91a的片状件。当转动轴55转动时，输送件91b在滑动接触件90b之前将调色剂储存室52中的调色剂向上输送到开口A。因此，第五实施例的结构将调色剂沿支撑件90a纵向方向从调色剂储存室52输送到位于中间部分的显影室57的能力比位于端部的要大。
首先，说明当调色剂储存室52中填充足够量的调色剂、且如图27中虚线所示调色剂表面高度高于透光窗56a、56b的情况。在这种情况中，如图29所示，输送件91b在第一搅拌器90之前将调色剂向上推向开口A。因而，调色剂首先在调色剂储存室52的横向中心被上推向开口A。之后，在第二搅拌器91通过开口A后，第二搅拌器91将调色剂储存室52横向中心处的调色剂送入显影室57。此时，第一搅拌器90的滑动接触件90b在与调色剂储存室52的内表面接触的同时、将调色剂从调色剂储存室52的整个横向区上推并接近开口A。一旦第一搅拌器90的滑动接触件90b通过开口A，沿调色剂储存室52整个横向区的调色剂就被输送到显影室57。
于是，第二搅拌器91首先将调色剂送到显影室57的横向中心。之后，第一搅拌器90立刻沿显影室57的整个横向区输送调色剂。所以，在显影室57的横向中心将调色剂压入显影室处的压力最大。如上所述，用于第五实施例的聚合调色剂具有极大的流动性。当以高压在中心处推压聚合调色剂时，位于显影室57端部的调色剂从开口A端部向回流入调色剂储存室52。换言之，调色剂从显影室57的中心向横向末端、即，沿显影辊59的纵向方向循环。调色剂能可靠地从显影室57的纵向端循环出，在该纵向端、调色剂只少量地被打印所消耗。于是，在打印使用之前，调色剂质量不会因长时间聚集在显影室57纵向端部而变差，因此可实现优质打印。
根据实验，如果第二搅拌器91的宽度小于开口A宽度的1/4，则调色剂不能从显影室57的纵向中心循环到纵向端部。同样，如果第二搅拌器91的宽度大于开口A宽度的3/4，则调色剂停止在纵向方向的循环。实验结果证明，第二搅拌器91应约为开口A宽度的1/2。在本实施例中，第二搅拌器91约为开口A宽度的4/9。在研究第二搅拌器91的宽度与开口A宽度之间关系的实验中，制作显影单元时应切去调色剂储存室的顶部以便目视确认内部调色剂的循环。还进行诸如打印10,000张的耐久性测试。在评价得到的图像时，当第二搅拌器的宽度小于开口A宽度的1/4或大于开口A宽度的3/4时，在纸页边缘可看到打印模糊。在耐久性测试中，当第二搅拌器的宽度是开口A宽度的1/4或3/4时，在纸页边缘可看到轻度的模糊，不过足够小量的模糊在这种打印机的实际使用中被允许。另外，当新调色剂用于第二搅拌器宽度小于1/4或大于3/4的开口A的宽度的装置中时，某些调色剂循环被看到。但是，在耐久性测试中当调色剂流动性下降时，有时该循环会变得不稳定或完全停止。基于上述可知，第二搅拌器91的宽度应等于开口A宽度的1/4或更大、或等于开口A宽度的3/4或更小。
本实施例的结构可以在不减小图25所示的隔壁53的高度、即显影室57与调色剂储存室52之间开口A下边缘的高度的情况下改善调色剂的循环。所以，充足的调色剂总是提供到显影辊59，因此能以稳定的密度成像。
由于开口A的壁53的上边缘高于调色剂供给辊58的上端，所以借助重力从显影室57返回到调色剂储存室52的聚合调色剂的数量被抑制。调色剂将始终以充足的量提供到显影辊59。此外，即使开口A的壁53的上边缘较低，调色剂也能正常地沿显影室57的整个宽度循环。因此，能可靠地避免显影室57的袋中的静止，其中，袋将变旧并出现问题。
另外，由于第一搅拌器90的宽度大于开口A的宽度，所以调色剂始终充足地沿显影室57整个宽度供给。此外，由于调色剂沿显影辊59的长度正常地循环，所以在打印期间不会产生不均匀的调色剂供给、且不产生不均匀的线状图像密度。另外，第二搅拌器91的输送件91b的自由端和第一搅拌器90的滑动接触件90b的自由端基于输送件91b和滑动接触件90b变形的释放而经开口A穿入显影室57。所以调色剂被适宜地推进显影室57，从而可改善调色剂循环。
第二搅拌器91的输送件91b的自由端和第一搅拌器90的滑动接触件90b的自由端由PET树脂片构成，且这些片的厚度大于50μm，因为当片的厚度小于50μm时、实验结果表明不能充分地向显影室57提供调色剂。在图示的实施例中，滑动接触件90b的厚度大于50μm，所以调色剂可充分提供给显影室57。同样，滑动接触件90b的厚度应小于100μm，否则，当滑动接触件90b的变形被释放时、它会产生噪声。从实验结果可知，75μm是滑动接触件90b的最佳厚度。
假设输送到显影室57横向端部的调色剂多于输送到其横向中心的调色剂，则从横向端部提供的调色剂在横向中心相遇。在打印图像的横向中心呈现图像密度不均匀。相反，根据第五实施例，调色剂不在横向中心相互碰撞，因此能可靠地避免图像密度不均匀。
第五实施例提供第二搅拌器91，以加强调色剂向显影辊59横向中心的提供。不过可以用各种变化的结构实现这一作用。例如，可在横向中心设置更多的搅拌器。也不必设置多个搅拌器。例如，可设置具有径向长度的单个搅拌器，该长度从转动轴到滑动接触部分的自由端，在横向中心比在横向端部长。另外，单个搅拌器可具有加工成网眼的滑动接触部分的表面，所打开的网眼在横向端部比在横向中心更多。
尽管结合具体实施例说明了本发明，但显然本领域技术人员在不脱离本发明构思和范围的情况下可以作出各种变化和改进。
权利要求
1.一个显影装置，包括一个显影罩；一个显影剂容器，它连接到所述显影罩并位于显影罩旁边、并具有一个与显影罩相通的开口，所述显影剂容器具有一个容器壁和一个限定显影剂储存空间的内表面；一个透光窗，它设置在容器壁上以使检测光穿过透光窗、从而检测显影剂容器中的显影剂的量；一个清洁件，它位于显影剂容器中、并能以恒定角速度相对转动轴沿着通过所述开口旁时向上运动的方向转动，所述清洁件能与所述透光窗滑动接触地移动到清洁位置、以清洁所述透光窗，所述显影剂储存空间被通过所述转动轴且沿转动轴的轴向伸展的虚拟垂直平面分割成虚拟第一区和虚拟第二区所述虚拟第一区与所述开口相通，所述虚拟第二区相对所述虚拟垂直平面位于所述开口的对侧；和一个显影剂搅拌和传送件，它位于所述显影剂容器中、以搅拌显影剂容器中的显影剂并将显影剂传送到所述显影罩，所述显影剂搅拌和传送件包括能相对显影剂容器内表面移动的刮片，所述刮片能以与所述清洁件的所述角速度相等的恒定的角速度相对清洁件的转动轴转动，所述刮片以这种方式与清洁件分开、即当清洁件处于清洁位置时所述刮片位于所述虚拟第二区的方式。
2.如权利要求1的显影装置，其中，所述刮片由柔性材料构成、并可以变形地与所述显影剂容器的内表面滑动接触，只有当所述刮片位于所述虚拟第一区时、所述刮片的变形才复原。
3.如权利要求1的显影装置，其中，所述的窗位于所述虚拟第一区。
4.如权利要求1的显影装置，其中，所述显影剂容器具有沿图像记录纸横向伸展的宽度，且所述透光窗具有沿垂直于所述横向的方向伸展的窗平面，所述显影剂搅拌和传送件以预定距离沿所述横向方向离开所述透光窗。
5.如权利要求4的显影装置，其中，所述刮片与所述显影剂容器的内表面具有第一摩擦系数，且所述清洁件与所述透光窗具有大于第一摩擦系数的第二摩擦系数。
6.如权利要求4的显影装置，其中，所述刮片相对所述显影剂容器的内表面施加第一压力，且所述清洁件相对所述透光窗施加第二压力，所述第一压力小于所述第二压力。
7.如权利要求4的显影装置，其中，所述清洁件具有横向宽度，所述清洁件的宽度大于所述的预定距离。
8.如权利要求4的显影装置，其中，所述预定距离在3mm～10mm的范围。
9.如权利要求1的显影装置，还包括显影剂携带件，它位于所述显影罩中、并具有沿图像记录纸的横向伸展的纵向长度，所述开口的长度与所述显影剂携带件的纵向长度相对应；其中，显影剂容器的容器壁包括沿横向位于横向端部的相对的侧壁，所述透光窗设置在各侧壁上以便检测检测光线通过相应的透光窗；及其中，所述显影剂包括用聚合方法制作的聚合调色剂。
10.如权利要求9的显影装置，其中，所述显影剂包括非磁性单组份调色剂，在该非磁性单组份调色剂中至少加入两种包含具有小于100的BET值的添加剂的外添加剂。
11.如权利要求9的显影装置，其中，所述显影剂包括非磁性单组份调色剂，在该非磁性单组份调色剂中至少加入第一类具有最小粒度的添加剂和第二类其粒度大于第一类添加剂粒度的添加剂，将第一和第二类添加剂加入到聚合调色剂，它所提供的流动性低于只将第一类添加剂加入到聚合调色剂所提供的流动性。
12.如权利要求1的显影装置，其中，所述透光窗相对所述容器壁向内伸向所述显影剂储存空间的中心。
13.如权利要求12的显影装置，其中，所述清洁件包括由弹性材料构成的清洁片，所述清洁片以第一弯曲形状与所述透光窗滑动接触，所述清洁片还以弯曲度小于所述第一弯曲形状的弯曲度的第二弯曲形状与所述显影剂容器的内表面滑动接触。
14.如权利要求12的显影装置，还包括显影剂携带件，它位于所述显影罩中、并具有沿图像记录纸的横向伸展的纵向长度，所述开口的长度与所述显影剂携带件的纵向长度相对应；且其中，所述显影剂容器的容器壁包括沿横向位于横向端部的相对的侧壁，所述透光窗设置在各侧壁上以便检测光通过相应的透光窗。
15.如权利要求12的显影装置，其中，一个有角度的台阶设置在所述显影剂容器与所述透光窗之间的界面处。
16.如权利要求12的显影装置，其中，所述显影剂包括显影调色剂和至少两种粒度彼此不同的添加剂，其中所述透光窗在与所述清洁件接触的部分由玻璃构成。
17.如权利要求16的显影装置，其中，至少两种添加剂包括第一类具有最小粒度的添加剂和第二类其粒度大于第一类添加剂粒度的添加剂，将第一和第二类添加剂加入到所述显影调色剂，它所提供的流动性低于只将第一类添加剂加入到所述显影调色剂所提供的流动性。
18.如权利要求17的显影装置，其中，第二类添加剂包括从氧化硅、氧化铝、和氧化钛构成的组中所选择的氧化物材料形成的主组份。
19.如权利要求12的显影装置，其中，所述显影剂包含用聚合方法制作的聚合调色剂。
20.如权利要求19的显影装置，其中，所述清洁件包括由弹性材料构成的清洁片、且该清洁片带有角度的自由端与所述透光窗滑动接触，所述清洁片弯曲地与所述透光窗滑动接触。
21.如权利要求20的显影装置，其中，所述清洁片由尿脘橡胶构成。
22.如权利要求1的显影装置，其中，所述显影剂包括非磁性单组份调色剂，且所述显影装置还包括一个显影剂携带件，它位于所述显影罩中、用于将其上的显影剂从所述显影剂容器经所述开口送入所述显影罩；一个厚度调整件，它设置在所述显影剂携带件对面、以调节形成在所述显影剂携带件上的显影剂的层厚，所述厚度调整件具有由橡胶构成的并压靠所述显影剂携带件的压片。
23.如权利要求22的显影装置，其中，所述显影剂携带件由导电橡胶材料构成。
24.如权利要求22的显影装置，其中，所述显影剂包括显影调色剂和至少两种彼此具有不同粒度的添加剂。
25.如权利要求24的显影装置，其中，至少两种添加剂包括第一类具有最小粒度的添加剂和第二类其粒度大于第一类添加剂粒度的添加剂，将第一和第二类添加剂加入到显影调色剂，它所提供的流动性低于只将第一类添加剂加入到显影调色剂所提供的流动性。
26.如权利要求22的显影装置，其中，所述压片由硅酮橡胶构成。
27.如权利要求22的显影装置，其中，所述显影剂包括用聚合方法制作的聚合调色剂。
28.如权利要求1的显影装置，其中，所述清洁件以预定循环清洁所述透光窗，所述显影装置还包括遮挡件，它可移动地设置在所述显影剂容器中，以便遮挡所述透光窗一段与所述预定循环相关的预定时间周期。
29.如权利要求28的显影装置，其中，所述遮挡件可相对所述清洁件的转动轴转动。
30.如权利要求29的显影装置，其中，所述透光窗包括彼此相对的光发射侧窗和光接收侧窗，且其中所述清洁件与所述光发射窗和光接收窗接触，且其中当所述清洁件与所述光发射侧窗及光接收侧窗接触时、并从一个清洁循环开始，从该开始转动360度时一个清洁循环结束，前半个清洁循环和后半个清洁循环被限定在一个清洁循环中，所述遮挡件以下述方式以一角度离开所述清洁件、即以所述遮挡件在所述后半个清洁循环遮挡所述透光窗的方式。
31.如权利要求30的显影装置，其中，所述遮挡件以一角度离开所述刮片，并沿所述刮片和所述遮挡件的转动方向定位在所述刮片的后面。
32.如权利要求28的显影装置，其中，所述开口具有带有垂直边线的长的矩形截面，且所述遮挡件定位在所述垂直边线的位置、或定位在相对图像记录纸的横向的垂直边线外的位置。
33.如权利要求1的显影装置，其中，所述显影剂包括用聚合方法制作的聚合调色剂，且其中，所述显影剂搅拌和传送件还包括一个将所述显影剂从所述显影剂容器传送到所述显影罩时，与所述开口端部位置的传送效率相比、提高在所述开口的中心部分传送效率的装置，所述中心部分和端部位置是相对图像记录纸的横向而说的。
34.如权利要求33的显影装置，其中，所述的提高装置包括一个相对所述清洁件的转动轴可转动地设置的辅助片，所述刮片的横向长度等于或大于所述开口的横向长度，所述辅助片的横向长度小于所述开口的横向长度、并定位在其中心部分。
35.如权利要求34的显影装置，其中，所述刮片和所述辅助片具有在它们通过所述开口时可插入所述开口的自由端。
36.如权利要求34的显影装置，还包括一个显影剂携带件，它设置在所述显影罩中；一个显影剂供给件，它设置在所述显影罩中并位于所述开口与所述显影剂携带件之间、用于将通过所述开口传送的显影剂提供到所述显影剂携带件，所述显影剂供给件具有一个上端；和其中，所述开口具有矩形截面，该矩形截面具有位置高于所述显影剂供给件的上端的下水平边线。
37.如权利要求34的显影装置，其中，所述刮片和所述辅助片构成为具有50μm～100μm厚度的柔性树脂片。
38.一个显影装置，包括一个显影罩；一个显影剂容器，它连接到所述显影罩并位于显影罩旁边、并具有一个与显影罩相通的开口，所述显影剂容器具有容器壁和限定显影剂储存空间的内表面；一个透光窗，它设置在容器壁上以使检测光穿过透光窗、从而检测显影剂容器中的显影剂的量；一个清洁件，它位于显影剂容器中、并在通过所述开口旁边时能以恒定角速度相对转动轴沿着向上运动的方向转动，所述清洁件能与所述透光窗滑动接触地移动到清洁位置、以清洁所述透光窗，所述显影剂储存空间被通过所述转动轴且沿转动轴的轴向伸展的虚拟垂直平面分割成虚拟第一区和虚拟第二区，所述虚拟第一区包括所述开口，且所述虚拟第二区相对所述虚拟垂直平面位于所述开口的对侧；一个显影剂搅拌和传送件，它位于所述显影剂容器中、以搅拌显影剂容器中的显影剂并将显影剂传送到所述显影罩，所述显影剂搅拌和传送件包括能相对显影剂容器内表面移动的刮片，所述刮片能以与所述清洁件的所述角速度相等的恒定的角速度相对清洁件的转动轴转动，所述透光窗定位在虚拟第一区，且所述刮片以这种方式与所述清洁件分开、即以当所述清洁件位于所述清洁位置时、所述刮片的位置高于所述透光窗的方式。
39.如权利要求38的显影装置，其中，所述显影剂包括用聚合方法制作的聚合调色剂。
40.如权利要求38的显影装置，其中，所述显影剂包括非磁性单组份调色剂和至少两种彼此具有不同粒度的添加剂。
41.如权利要求40的显影装置，其中，至少两种添加剂包括第一类具有最小粒度的添加剂和第二类其粒度大于第一类添加剂粒度的添加剂，将第一和第二类添加剂加入到显影调色剂所提供的流动性低于只将第一类添加剂加入到显影调色剂，它所提供的流动性。
42.如权利要求38的显影装置，其中，所述显影剂容器具有沿图像记录纸横向伸展的宽度，且所述透光窗具有沿垂直于所述横向的方向伸展的窗平面，所述显影剂搅拌和传送件以预定距离沿所述横向离开所述透光窗。
43.如权利要求38的显影装置，还包括一个显影剂携带件，它位于所述显影罩中、并具有沿图像记录纸的横向伸展的纵向长度，所述开口的长度与所述显影剂携带件的纵向长度相对应，且其中，所述显影剂容器的容器壁包括沿横向位于横向端部的相对的侧壁，所述透光窗设置在各侧壁上以便检测光通过相应的透光窗，且其中，所述显影剂包括用聚合方法制作的聚合调色剂。
44.如权利要求38的显影装置，其中，所述透光窗相对所述容器壁向内伸向所述显影剂储存空间的中心。
45.如权利要求38的显影装置，其中，所述显影剂包括非磁性单组份调色剂，且所述显影装置还包括一个显影剂携带件，它位于所述显影罩中、用于将其上的显影剂从所述显影剂容器经所述开口送入所述显影罩；一个厚度调整件，它设置在所述显影剂携带件对面、以调节形成在所述显影剂携带件上的显影剂的层厚，所述厚度调整件具有由橡胶构成的并压靠所述显影剂携带件的压片。
46.如权利要求38的显影装置，其中，所述清洁件以预定循环清洁所述透光窗，所述显影装置还包括遮挡件，它可移动地设置在所述显影剂容器中，以便在与所述预定循环相关的预定时间周期遮挡所述透光窗。
47.如权利要求38的显影装置，其中，所述显影剂包括用聚合方法制作的聚合调色剂，且所述显影剂搅拌和传送件还包括一个将所述显影剂从所述显影剂容器传送到所述显影罩时，与所述开口端部位置的传送效率相比、提高在所述开口的中心部分传送效率的装置，所述中心部分和端部位置是相对图像记录纸的横向而说的。
48.一个显影装置，包括一个显影罩；一个显影剂容器，它连接到所述显影罩并位于所述显影罩旁边、并具有一个与所述显影罩相通的开口，所述显影剂容器具有容器壁和限定显影剂储存空间的内表面；一个透光窗，它设置在容器壁上以使检测光穿过透光窗、从而检测显影剂容器中的显影剂的量；一个清洁件，它位于显影剂容器中、能与所述透光窗滑动接触地移动到清洁位置、以清洁所述透光窗；和一个显影剂搅拌和传送件，它位于所述显影剂容器中、以搅拌显影剂容器中的显影剂并将显影剂传送至所述显影罩，所述显影剂搅拌和传送件包括能相对显影剂容器内表面移动的刮片，所述显影剂容器具有沿图像记录纸横向伸展的宽度，且所述透光窗具有沿垂直于所述横向的方向伸展的窗平面，所述显影剂搅拌和传送件以预定距离沿所述横向离开所述透光窗。
49.如权利要求48的显影装置，其中，所述预定距离在3mm～10mm范围内。
50.一个显影装置，包括一个显影罩；一个显影剂携带件，它设置在显影罩中并具有沿图像记录纸横向伸展的纵向长度，所述显影剂包括用聚合方法制作的聚合调色剂；一个显影剂容器，它连接到所述显影罩并位于显影罩旁边、并具有一个与显影罩相通的开口，所述显影剂容器具有容器壁和限定显影剂储存空间的内表面，所述开口具有与所述显影剂携带件纵向长度相对应的长度；一个透光窗，它设置在容器壁上以使检测光穿过透光窗、从而检测显影剂容器中的显影剂的量，所述显影剂容器包括位于所述横向的横向端部处的相对的侧壁，所述透光窗设置在每个侧壁上、以便检测光通过相应的透光窗。
51.一个显影装置，包括一个显影罩；一个显影剂携带件，它设置在显影罩中并具有沿图像记录纸横向伸展的纵向长度，所述显影剂包括用聚合方法制作的聚合非磁性单组份调色剂；一个显影剂容器，它连接到所述显影罩并位于显影罩旁边、并具有一个与显影罩相通的开口，所述显影剂容器具有容器壁和限定显影剂储存空间的内表面，所述开口具有与所述显影剂携带件纵向长度相对应的长度，所述显影剂携带件将其上携带的所述显影剂容器所提供的调色剂经所述开口送入所述显影罩；一个透光窗，它设置在容器壁上以使检测光穿过透光窗、从而检测显影剂容器中的显影剂的量，所述显影剂容器包括位于所述横向的横向端部处的相对的侧壁，所述透光窗设置在每个侧壁上、以便检测光通过相应的透光窗；一个厚度调整件，它设置在所述显影剂携带件对面、以调节形成在所述显影剂携带件上的显影剂的层厚，所述厚度调整件具有由橡胶构成的并压靠所述显影剂携带件的压片。
52.一个显影装置，包括一个显影罩；一个显影剂容器，它连接到所述显影罩并位于显影罩旁边、并具有一个与显影罩相通的开口，所述显影剂容器具有容器壁和限定显影剂储存空间的内表面；一个透光窗，它设置在容器壁上以使检测光穿过透光窗、从而检测显影剂容器中的显影剂的量；一个清洁件，它位于显影剂容器中、能与所述透光窗滑动接触地移动到清洁位置、以清洁所述透光窗，所述透光窗相对所述容器壁向内伸向所述显影剂储存空间的中心。
53.一个显影装置，包括一个显影罩；一个显影剂容器，它连接到所述显影罩并位于显影罩旁边、并具有一个与显影罩相通的开口，所述显影剂容器具有容器壁和限定显影剂储存空间的内表面，所述显影剂包括非磁性单组份调色剂；一个显影剂携带件，它设置在显影罩中、用于将其上携带的所述显影剂容器所提供的调色剂经所述开口送入所述显影罩；一个透光窗，它设置在容器壁上以使检测光穿过透光窗、从而检测显影剂容器中的显影剂的量；一个厚度调整件，它设置在所述显影剂携带件对面、以调节形成在所述显影剂携带件上的显影剂的层厚，所述厚度调整件具有由橡胶构成的并压靠所述显影剂携带件的压片。
54.如权利要求53的显影装置，其中，压片由硅酮橡胶构成。
55.一个显影装置，包括一个显影剂容器，它具有容器壁和限定显影剂储存空间的内表面；一个透光窗，它设置在容器壁上以使检测光穿过透光窗、从而检测显影剂容器中的显影剂的量；一个清洁件，它可转动地设置在所述显影剂容器中，且在预定的循环清洁所述透光窗；一个显影剂搅拌和传送件，它可转动地设置在所述显影剂容器中、用于搅拌和传送所述显影剂容器中的显影剂；一个遮挡件，它可移动地设置在所述显影剂容器中、以与预定循环相关的预定时间周期遮挡所述透光窗。
56.一个能可拆卸地安装到图像记录设备的盒存放空间的处理盒，该处理盒包括一个潜像携带件；一个显影剂携带件，它与所述潜像携带件相对设置；和一个显影装置是权利要求1、38、48、52、和55中的任一个显影装置，且所述潜像携带件和所述显影剂携带件设置在所述显影罩中。
57.一个能可拆卸地安装到图像记录设备的盒存放空间的处理盒，该处理盒包括一个潜像携带件；一个显影装置是权利要求50、51、和53中的任一个显影装置，所述潜像携带件和所述显影剂携带件设置在所述显影罩中，所述潜像携带件与所述显影剂携带件相对地设置。
58.一个图像记录设备，包括一个装置，用于检测剩余调色剂的量；一个显影装置是权利要求1、38、48～55中的任一个显影装置，所述检测装置检测显影剂容器中所存显影剂剩余的量且包括与所述透光窗对准的一个光发射元件和一个光接收元件。
59.如权利要求58的图像记录设备，其中，所述检测装置还包括用于测量所述光接收元件的光接收周期的装置；用于判断光接收周期是否超过预定周期的装置；用于当所述判断装置得出所述光接收周期超过预定周期的结果时、告知所述显影剂容器中显影剂的消耗情况的装置。
全文摘要
一个显影装置,它具有调色剂容器,调色剂容器中设有调色剂搅拌器和清洁件。调色剂搅拌器搅拌调色剂容器中的调色剂并将它送入显影室。调色剂容器具有一对可通过光线的透光窗。如果透光窗之间不存在调色剂,则光线穿过两个透光窗并产生指示用新装置更换该显影装置的信号。如果两透光窗之间有调色剂,则光线不能穿过两个透光窗。清洁件将透光窗表面的调色剂刮除。
文档编号G03G15/08GK1266208SQ00106749
公开日2000年9月13日 申请日期2000年2月24日 优先权日1999年2月24日
发明者佐藤正吾, 石井昌宏, 服部能辉, 出口英明 申请人:兄弟工业株式会社