显影装置和成像设备及其方法

专利名称：显影装置和成像设备及其方法
技术领域：
本发明涉及一种显影装置和成像设备，以及其方法。更特别的，本发明涉及一种显影装置和成像设备，以及用于阻止显影剂污染图像形成装置的方法。
背景技术：
成像设备比如激光打印机、发光二极管(LED)打印机、数字复印机、普通纸用传真机等等，具有将基于输入数字信号的图像信号以可见图像形式传递至例如纸张的打印介质、并打印其的功能。
成像设备包括显影装置、激光扫描装置和定影装置等。
显影装置包括用于显影可见图像的例如感光鼓的图像载体，以及用于传递例如墨粉(toner)的显影剂至该图像载体的显影剂载体。
对于图像载体，相应于可见图像的静电潜像(electrostatic latent image)通过激光扫描装置由光扫描形成在图像载体的表面上。
在一个显影剂载体的示例中，具有用于非接触显影模式的显影滚子(developing roller)。显影滚子与图像载体相距预定的显影间隙旋转。显影滚子的功能为在非接触显影模式下将例如墨粉的显影剂传递至静电潜像所用区域。换句话说，由静电潜像和显影滚子之间的电势差所引起的静电力将附着于显影滚子的显影剂通过显影间隙传递至静电潜像区域。被传递到静电潜像区域的墨粉被传递至在图像载体和传递滚子之间通过的打印介质。打印介质通过定影装置。在定影装置处，被传递至打印介质的可见图像通过高温/高压固定的附着于打印介质。
同时，当图像载体和显影滚子相对向前旋转(即以相互接合旋转的方向)，在显影间隙处产生恒定气流。另外，当打印介质移动时，这样的气流在打印介质和显影装置之间产生。
通过显影间隙从显影滚子传递至静电潜像区域的墨粉颗粒被气流所扰动。特别的，与静电力相比，不带电荷的墨粉颗粒受气流影响更多碰撞，并且没有被传递至静电潜像区域。另外，一些墨粉颗粒分散至成像设备的内部，因而污染了成像设备的内部。

发明内容
因而本发明的研究已经进行来克服在现有技术中的上述问题，本发明的目的是提供一种显影装置和成像设备，以及方法，能够阻止显影剂被分散。
为了实现这些目的，根据本发明的一方面，提供显影装置和方法，包括显影剂载体，其与图像载体分开预定间距放置，用于在旋转时将形成在图像载体上的静电潜像显影；以及旋转元件，其相邻于图像载体旋转安装，用于产生气流，该气流与由图像载体和显影剂载体两者旋转所引起的气流方向相反。
这里，可在显影剂载体的下部设置该旋转元件。
旋转元件可以与图像载体相同的旋转方向旋转。
旋转元件的旋转线速度可与图像载体的旋转线速度相同，或者大于图像载体的旋转线速度。
旋转元件可包括旋转轴以及至少一个设置在该旋转轴上的旋转叶片。
旋转元件可包括旋转轴以及设置在该旋转轴上的旋转滚子。
另外，旋转元件还包括至少一个传递单元，驱动力从显影剂载体传递至该传递单元。
传递单元分别设置在该旋转元件的旋转轴的两端，并包括一对旋转板，其以和显影剂载体的外周表面相接合的方式旋转。
旋转元件可安装为可接受来自图像载体和显影剂载体的任意一个的驱动力。
旋转元件的线速度与图像载体表面的线速度相比，其范围为大约50％-大约150％。
显影装置可还包括分散显影剂容器，用于容纳由旋转元件的旋转所产生的气流移动的分散的显影剂。
显影装置可还包括一第一外壳，显影剂载体和新显影剂容纳其中；以及旋转支承图像载体并容纳废弃的显影剂的第二外壳，其中分散显影剂容器旋转的放置在第一外壳的外侧上。
分散显影剂容器可包括安装在第一外壳的下侧上的第三外壳，并设置有入口和出口。
第三外壳的出口可设置有过滤器。
分散显影剂容器还可包括显影剂分散阻止器，其用于阻止被引入到第三外壳入口的显影剂流出到出口，并存储被阻止的显影剂。
显影剂分散阻止器可包括至少一个设置在第三外壳内壁上的粘合层。
显影剂分散阻止器还可包括从第三外壳的底表面向上倾斜到出口的倾斜表面。
分散显影剂容器还可包括支承到第三外壳的板元件，该板元件绕着旋转元件的下部安装并可弹性变形。
板元件可为包括聚乙烯对苯二酸盐(PET)或氨基甲酸乙酯的膜片。
板元件与旋转元件之间的间距为0mm到3mm或更小。
板元件具有从第三外壳延伸的长度，其中该长度大于旋转元件的半径。
旋转元件与所述图像载体分开间距为大约3mm以内。
根据本发明的另一方面，提供一种成像设备和方法。该成像设备和方法包括一图像载体；一显影剂载体，与所述图像载体分开预定间隔，用于在旋转中将形成在所述图像载体上的静电潜像显影；一旋转元件，可旋转的相邻所述图像载体安装，用于产生气流，其方向与由所述图像载体和所述显影剂载体两者的旋转所产生的气流方向相反。
该成像设备可还包括分散显影剂容器，其用于容纳由所述旋转元件的旋转所产生的气流所转移的分散的显影剂。
该成像设备可还包括预传递灯，其安装在所述分散显影剂容器的下侧上，用于降低在所述图像载体的图像区域和所述图像载体的非图像区域之间的电势差。
所述预传递灯安装在引导元件上，该引导元件用于引导打印介质送入到所述图像载体的下侧。
一密封元件设置在所述引导元件和所述分散显影剂容器之间。
该成像设备可还包括膜片元件，其支承到分散显影剂容器以被安装在所述旋转元件的下侧上。
所述膜片元件与旋转元件之间的间隔为0mm到3mm或更小。
所述膜片元件具有从所述分散显影剂容器延伸的长度，该长度大于所述旋转元件的半径。


通过参考附图对本发明的某些实施例的描述，本发明的上述方面和特征将变得更清楚。
图1概要性的描述了根据本发明第一实施例的成像设备的主要部分。
图2是描述图1所示的旋转元件的示例的透视图。
图3是描述图1所示的旋转元件的实施例的透视图。
图4概要性的描述了根据本发明第二实施例的成像设备的主要部分。
图5是图4所示的显影剂载体和旋转元件的前视图。
图6是图4所示的旋转元件的透视图。
图7描述了根据本发明第三实施例的成像设备的概要结构。
图8是描述图7所示的显影装置的分离状态的剖面图。
图9是图8所示的显影装置的组装剖面图。
图10是图9的主要部分的放大剖面图。
图11是描述图9所示的动力传输机构的剖面结构图。
图12是描述图11所示的动力传输机构的另一个示例的剖面结构图。
图13是描述了根据本发明第四实施例的成像设备的结构的概要剖面图。
图14是描述图13所示的显影装置的部分放大图。
图15是描述当打印操作以图14的状态完成时所产生的气流的视图。
具体实施例方式
下文中，将参考附图，对与根据本发明示例实施例相同的显影装置和成像设备进行详细说明。
在下面的说明中，在所有图中，同样的附图参考数字用于表示同样的元件。在说明书中限定的事项，比如详细的构造和元件是示例性的。因此，显然本发明可不具有所限定事项而实现。而且，所知的功能或结构没有详细描述，因为它们的不必要的细节将模糊本发明。
图1描述了根据本发明第一实施例的成像设备的概要结构。
参考图1，成像设备包括图像载体10；用于使图像载体10具有预定电势的装置11；用于将光扫描到带电图像载体10上、以形成预定形状的静电潜像的曝光装置(未示出)；用于将静电潜像显影至墨粉图像的显影装置20；以及用于将形成在图像载体10上的墨粉图像传递至打印介质P的传递单元。
显影装置20包括用于将形成在图像载体10上的静电潜像显影、而与图像载体10相距一定距离旋转的显影剂载体21；用于向显影剂载体21提供显影剂22、而以与显影剂载体21相同的方向旋转的供给滚子23；安装在显影剂载体21的上部上的调节元件24，其用于调节显影剂层至恒定厚度，显影剂层通过供给滚子23附着于显影剂载体21的表面；以及安装在显影剂载体21的下部上、与图像载体10相距一定距离的旋转元件40。
在图1中，参考数字中，25表示用于当在图像载体10上形成的墨粉图像被传递到打印介质P以后、清洁图像载体10的清洁叶片；22’表示由清洁叶片25移去的废弃显影剂；26表示用于搅动容纳在显影装置20内的显影剂22的搅动器；27表示组成显影装置20的外壁的外壳。
充电装置11向图像载体10施加电压，因而保持其表面电势在一恒定值，范围为大约600v-大约700v之间。充电装置11包括导电橡胶滚子，其和图像载体10相接触。曝光装置(未示出)可包括激光扫描单元(LSU)、发光二极管(LED)等等。曝光装置将从计算机或者扫描仪输入到成像设备的数字信号转变为光信号。光信号在图像载体10上形成预定形状的静电潜像。传递单元30包括导电海绵滚子，其和图像载体10相接触。另外，向传递单元30施加高电压是为了将形成在图像载体10上的墨粉图像传递到打印介质P。
显影剂载体21安装使得在显影区域A内与图像载体10的间距具有恒定值，其范围在大约150μm-大约300μm之间。为了实现这个目的，显影剂载体21设置有间隔元件(未示出)，其两端具有盘形。作为显影剂载体21，可使用导电橡胶滚子或者经过喷沙处理铝柱体后覆盖镍(Ni)的滚子。
显影剂层调节元件24通过折叠L形的具有弹力的不锈钢板(厚度从大约0.06-大约1.0mm)而制得。显影剂层调节元件24安装到显影装置20的外壳27，其通过激光焊由钢板形成。当显影剂层调节元件24安装，薄的不锈钢板由显影剂载体21所变形，使得具有恒定轨迹力(line force)的弹力施加在显影剂载体21上。显影剂22可包括使用聚脂树脂作为粘合树脂(binder resin)的单一组分非磁显影剂(single component nonmagneticdeveloper)。
显影剂载体21、供给滚子23和显影剂层调节元件24由电源(未示出)供给电压。由电源供给的电压是将矩形波的AC电压和DC电压重叠的一个电压。电源适于根据环境和使用条件变化控制。
旋转元件40设置在显影装置20内，可在显影剂载体21的下部旋转。旋转元件40与图像载体10相距恒定距离分开。旋转元件40旋转以产生气流，其方向与由图像载体10的旋转产生的气流方向相反。旋转元件40如图2所示。
参考图2，旋转元件40包括旋转轴41，其两端安装到显影装置20的外壳27，并且绕着旋转轴41设置至少一个旋转叶片42。旋转叶片42可根据使用条件改变形状和数量。
旋转元件40以与图像载体10相同的旋转方向旋转，即，如图1所示，以与显影剂载体21的旋转方向相反的方向旋转，以产生气流，其气流方向与在显影区域A内由图像载体10和显影剂载体21两者旋转产生的气流方向相反。这里，旋转叶片42的旋转线速度优选的等于或者大于图像载体10的旋转线速度。另外，旋转元件40的旋转驱动力是从装配到显影剂载体21的一端上的驱动齿轮通过啮合齿轮传递的。然而，旋转元件40的旋转驱动力可通过独立驱动装置或其它各种方法来传递。
图3描述了可应用于根据本发明的第一实施例的显影装置的另一旋转装置50。参考图3，旋转元件50包括旋转轴51，其两端安装到显影装置20的外壳27，以及旋转滚子52，其具有鼓形并绕着旋转轴51设置。如上所述，旋转元件50以与图像载体10相同的旋转方向旋转，即，与显影剂载体21的旋转方向相反。这里，旋转滚子52的旋转线速度优选等于或者大于图像载体10的旋转线速度。
同时，前述旋转元件40和50仅为描述性的。可使用各种类型的旋转元件，只要它们旋转产生气流，方向与在显影区域A内由图像载体10和显影剂载体21两者旋转所引起的气流方向相反。
如上所述的结构的成像设备的操作将参考图1进行说明。
首先，图像载体10的表面由充电装置11的加电均匀的带电。然后，从计算机或扫描仪输入到成像设备中的数字信号由曝光装置转换成光信号。光信号在图像载体10上形成具有预定形状的静电潜像。
同时，显影剂载体21在与图像载体10接合的方向旋转，而保持与图像载体10间距为常量，如图1所示。这里，显影剂载体21的旋转速度在图像载体10的旋转线速度的1.1倍-1.6倍之间，以使得显影剂22足以移动到图像载体10。
容纳在显影装置20内的显影剂22通过供给滚子23供应到显影剂载体21。供应到显影剂载体21的显影剂22通过显影剂层调节元件24，通过摩擦带电带有一定的电荷量并同时调节到恒定厚度。
以这种方式调节的显影剂载体21上的显影剂22被传递到在图像载体10和显影剂载体21之间的显影区域A。然后，当由电源(未示出)提供预定电压给显影剂载体21，显影剂22附着于形成在图像载体10上的静电潜像区域，而在显影区域A往复运动。因而，在图像载体10上形成可见墨粉图像。
当打印介质P从送纸机(未示出)送入进入传递单元30，形成在图像载体10上的墨粉图像通过施加在传递单元30的电压传递到打印介质P。然后，被传递到打印介质P的墨粉图像通过定影单元的热或压力固定到打印介质P。
同时，执行显影操作，而在显影区域A内通过图像载体10和显影剂载体21两者的旋转产生向下气流。通常，这样的气流引起具有低带电的显影剂22的颗粒被分散到乘留气流的显影区域A外。另外，打印介质P从送纸机(未示出)送入进入传递单元30，另一沿着打印介质P的表面进入的气流和前述气流汇合，因此显影剂颗粒被分散到成像设备的内部。结果，分散的显影剂22污染了成像设备的内部。
为了解决上述缺陷，在本发明的实施例中，设置在显影剂载体21的下部的旋转元件40旋转以产生抵消气流，其抵消在显影区域A内的由图像载体10和显影剂载体21的旋转所产生的向下流动的气流。此时，旋转元件40的旋转方向等于图像载体10的旋转方向，即，与显影剂载体21的旋转方向相反。
当旋转元件40以这种方式旋转，气流在图像载体10和旋转元件40之间产生，如箭头所示方向，即通过旋转叶片42的向上的方向。因而，由图像载体10和显影剂载体21两者的旋转所产生的气流和由旋转元件40旋转产生的气流相互抵消。结果，即使显影剂22的不足带电颗粒再次附着于显影剂载体21以在显影装置20内部循环，而不会被分散到成像设备内部。同时，由旋转元件40的旋转所产生的气流量可通过调节旋转叶片42的几何外形、数量、旋转速度等来控制。
图4示意性的示出根据本发明第二实施例的成像设备的主要部分。图5是图4所示显影剂载体和旋转元件的前视图，图6是图4所示旋转元件的透视图。
参考图4-6，根据第二实施例的显影装置20’包括旋转元件60，其安装在显影剂载体21下部并且与图像载体10分隔开恒定间距。
如图6所示，旋转元件60包括两端安装到显影装置20’的外壳27的旋转轴61；绕着旋转轴61设置的至少一个旋转叶片62，设置在旋转轴61两端的一对旋转板63。这里旋转叶片62可根据使用条件改变形状和数量。
一对旋转板63作用为传递来自显影剂载体21的驱动力，并配置为使得它们的外周表面每一个与旋转的显影剂载体21的外周表面相接合而旋转，如图4和图5所示。因此，当显影剂载体21旋转时，旋转板63的旋转方向和显影剂载体21的旋转方向相反，从而设置在旋转板63之间的旋转叶片62旋转。这种方式下，气流在与由显影剂载体21的旋转所产生的气流方向相反的方向产生，使得可能阻止显影剂22分散到成像设备的内部。
图7描述了根据本发明第三实施例的成像设备。
参考图7，根据本发明第三实施例的成像设备包括设置在成像设备的主体71内部的显影装置72；用于送入打印介质P到显影装置72的送纸机73，激光扫描单元74，定影单元75和传递单元76。
这里，激光扫描单元74扫描光，以在设置到显影装置72的图像载体122上形成相应于所需图像的静电潜像。
高温高压下，激光扫描单元74将图像附加到通过显影装置72的打印介质P上，并将传递给打印介质P的图像附加。因为激光扫描单元74和定影单元75是常规的，它们的详细说明将被省略。
显影装置72包括第一、第二和第三显影单元110、120和130，如图8所示。
第一显影单元110包括第一外壳111和安装在第一外壳111内的显影剂载体112。显影剂或墨粉22，不是旧的而是新的，被容纳在第一外壳111内。显影剂载体112提供显影剂给图像载体122，如下所述，而在第一外壳111内旋转。与前述实施例相同，在第三实施例中，使用聚脂树脂作为粘合树脂的单组分非磁显影剂将作为示例说明。
显影剂载体112优选的包括导电橡胶滚子或者包括铝的柱体金属滚子。其优选的通过在其表面喷沙处理后覆盖镍(Ni)而形成金属滚子。
另外，第一外壳111还设置有供给滚子113，其给显影剂载体112提供显影剂，显影剂层调节元件114，其调节在显影剂载体112上的显影剂层至恒定厚度。显影剂层调节元件114通过折叠L形的具有弹力的不锈钢板而形成，并固定在第一外壳111内以和显影剂载体112相接触。供给滚子113在显影剂载体112和显影剂层调节元件114之间提供显影剂，而与和显影剂载体112的旋转方向相同的方向旋转。
未示出的电源向如上配置的显影剂载体112、供给滚子113和显影剂层调节元件114施加重叠的AC和DC电压。由电源提供的电源的属性，比如峰峰电压(Vpp)、频率和占空比等可根据使用环境、各种打印条件等进行适当控制。
另外，第一外壳111其中旋转设置有用于搅动显影剂的搅动器115和116。
第二显影单元120包括第二单元121、图像载体122、清洁元件123和充电装置124。如图9所示，第二外壳121和第一外壳111连接，使得图像载体122相对显影剂载体112相距预定显影间距G。第二外壳121设置有容纳容纳空间，其容纳使用后残留的废弃显影剂。图像载体122是可旋转的，并被第二外壳121支承以部分暴露于外。图像载体122对着显影剂载体112，并与显影剂载体112一起向前旋转。图像载体122被驱动，以小于显影剂载体112的旋转线速度旋转。
清洁元件123和图像载体122相接触以将残留在图像载体122的废弃显影剂移去。作为清洁元件123的一个例子，可采用具有弹力的清洁叶片。充电装置124使图像载体122的表面带电具有预定电势，并采用导电橡胶滚子向前旋转，和本实施例中的图像载体122相接触。
这里，当显影装置72安装到成像设备的主体10内时，图像载体122和预定驱动器连接，因而由预定驱动器提供驱动力。提供给图像载体122的驱动力可传递给第一外壳111内的元件112、113、115和116。另一种替换方法是，元件112、113、115和116由单独驱动器提供驱动力。下面将说明显影装置20的驱动器。
另外，传递单元76包括传递滚子，其和图像载体122接触旋转。给传递单元76提供预定电压。因此，通过图像载体122和传递单元76之间的电势差，在上形成的图像被传递到在图像载体122和传递单元76之间通过的打印介质。
在显影装置72的下侧设置有送纸通道70，并且图像被传递至其上的打印介质通过通道70。
第三显影单元130用于阻止显影剂在图像载体122和显影剂载体112之间分散。换句话说，图像载体122和显影剂载体112都可以以预定速度向前旋转，并因而在图10所示的箭头B的方向显影间隙G处产生气流。在箭头B方向引导的气流破坏了带电属性并分散了下游方向的显影剂的受扰微细颗粒，其可被第三显影单元130所阻止。
参考图8、9和10，第三显影单元130包括旋转元件131，其用于在与箭头B的方向相反的箭头C的方向产生气流，以及分散显影剂容器135，其用于收集由旋转元件131产生的气流所引导的显影剂(下文中，称为“分散的墨粉”)。
旋转元件131对着显影间隙G在第一外壳111的下侧上旋转安装。另外，旋转元件131与图像载体122分开间隔预定距离，并在和图像载体122相反的方向旋转。如图9所示，优选的在连接图像载体122的轴122A和显影剂载体112的轴112A的线X下设置旋转元件131。当旋转元件131旋转时，气流在箭头C方向产生。因此，在箭头B方向分散的墨粉被再次移向显影间隙G或者移向分散显影剂容器135，因而被收集到分散显影剂容器135内。旋转元件131包括旋转轴132，其可旋转安装到分散显影剂容器135内，以及至少两个旋转叶片133。旋转叶片133径向形成在旋转轴132的外周上。优选的，旋转叶片133和旋转轴132由塑性材料一体形成。旋转元件131优选的由图像载体122或显影剂载体112提供驱动力，因此被旋转驱动。这种提供驱动力的方法将在下面进行描述。
参考图10，分散显影剂容器135包括第三外壳136，其连接在第一外壳111的下侧上，显影剂分散阻止件137，以及第一和第二板元件138和139。
第三外壳136优选的和第一外壳111一体形成。第三外壳136设置有入口136A，墨粉和空气一起引入其中，以及出口136B(见图9)，引入的空气通过该出口被排出。入口136A和出口136B相对。出口136B设置的位置比入口136A的位置高，因此，引入的墨粉可被阻止通过出口136B分散。另外，入口136A设置的位置比第三外壳136的内底表面S1高，最后，入口136A设置有台阶136C。
显影剂分散阻止件137用于阻止通过入口136A引入到第三外壳136内的墨粉再次出口136B朝着排出。显影剂分散阻止件137包括设置在第三外壳136内的第一和第二粘合层137A和137B，从第三外壳136的底表面S1延伸出的倾斜表面S2。
第一粘合层137A设置在第三外壳136的底表面上，而第二粘合层137B设置在第三外壳136的顶板上，即在第一外壳111的下侧上。这些粘合层137A和137B可通过附着比如双边带(double sided tape)的粘性元件设置在第三外壳136的表面上。墨粉附着到粘合层137A和137B，并因此被阻止分散开。
另外，倾斜表面S2以从底表面S1向上倾斜至出口136B的角度而形成。倾斜表面S2可阻止引入到第三外壳136内的墨粉流向或者被推向出口136B。
分散显影剂容器135包括第一和第二板元件138和139，其在第三外壳136上被支承。第一板元件138安装在第三外壳136的入口136A处，并被放置得非常接近以至于和旋转元件131的旋转叶片133相接触。第一板元件138设置使得能够最大程度将由旋转叶片133引导的墨粉引导向入口136A，并且优选的为由聚乙烯对苯二酸盐(polyethylene terephthalate，PET)或氨基甲酸乙酯形成的膜片，可弹性变形。因此，即使当旋转叶片133和第一板元件138接触，由于第一板元件138的弹性变形使得旋转元件131可执行旋转操作而不会破坏两个元件133和138。
另外，第二板元件139被支承在第三外壳136的下侧上，并延伸到旋转元件131的下侧。第二板元件139也由和第一板元件138相同的材料制成，并优选的由弹性可变形膜片形成。这样，第二板元件139设置尽可能接近旋转叶片133，因而阻止墨粉落下到旋转元件131的下侧。落下到第二板元件139的墨粉在箭头C所示方向由旋转叶片133所产生的气流再次旋转，使得可将墨粉收集到第三外壳136内。
另外，如图9所示，优选的出口136B还设置有过滤器F。这种情况下，当相对大量的分散的墨粉被收集到第三外壳136内，少量的分散的墨粉可再次通过出口136B排出并分散。排出的分散的墨粉可被过滤器F所过滤。过滤器F由多孔材料比如海绵来形成，并易于通过比如粘合体的胶合物安装在出口136B处。
参考图11，设置有用于驱动旋转元件131的驱动器140。驱动器140包括驱动马达141，用于驱动显影装置20，以及传递单元145，用于将显影装置72的驱动力传递到旋转元件131。
驱动马达141设置在主体10内。当显影装置20安装在主体10内，驱动马达141优选的放置为与图像载体122的驱动齿轮142相啮合。换句话说，驱动马达141的轴齿轮141A与驱动齿轮142相咬合，因此传递驱动力。驱动齿轮142和显影剂载体112的齿轮143相啮合，因此传递驱动力。
传递单元145包括第一和第二空转齿轮146和147，其连续的和显影剂载体112的齿轮143、从动齿轮148相啮合。从动齿轮148和旋转元件131的旋转轴132的一端相啮合。第一和第二空转齿轮146和147和显影装置72相啮合，并将齿轮143的驱动力传递到从动齿轮148。供给滚子113的齿轮149和第一空转齿轮146啮合并从动。
同时，不同于前述实施例，传递单元可用于直接将图像载体122的驱动力传递到旋转元件131。而且，显然，可使用单独的不同于显影装置72的驱动马达141的马达来驱动旋转元件131。
另外，如图12所示，图像载体122的驱动力可使用空转齿轮直接传递到旋转元件131的从动齿轮149。
下文中，将说明根据本发明第三实施例的成像设备的操作，其具有前述的结构。
参考图7，在第一操作中，送纸器73拾取打印介质P，打印介质P被送向显影装置72。根据输入打印数据，激光扫描单元74扫描光至图像载体122以形成预定的静电潜像。
如图8和图11所示，显影剂载体112，其和图像载体122一起旋转，将显影剂传递到静电潜像区域而相对于图像载体122的旋转方向向前旋转。这里，显影剂载体112、供给滚子113和显影剂层调节元件114施加有叠加的AC和DC电压。因而，在图像载体122和显影剂载体112之间的间隙G处，通过静电潜像区域的电压和由显影剂载体112所产生的静电力之间的电势差，显影剂被转移到图像载体122的静电潜像区域。
同时，在显影间隙G处在箭头B所示方向产生气流。显影剂的一些颗粒被这样产生的气流所扰动。因此，被扰动的弱带电属性等的显影剂颗粒被在箭头B所示方向流动的气流转移由显影间隙G向下。
由显影间隙G向下转移的显影剂颗粒，即墨粉颗粒，被另一由旋转元件131在箭头C所示方向产生的气流再次转移到显影间隙G，如图10所示。一些分散的墨粉颗粒由旋转元件131收集到第三外壳136内。收集的墨粉颗粒附着于粘合层137A和137B，因此阻止其逃逸。另外，收集的墨粉颗粒由倾斜表面S2阻止其移向出口136B。同时，和墨粉颗粒一起引入到入口136A内的空气通过出口136B排出，而墨粉颗粒留在第三外壳136内。
另外，由第一和第二板元件138和139阻止少量的墨粉颗粒分散到显影装置72外，并再次被旋转元件131所收集。实际上，收集到第三外壳136内的分散的墨粉颗粒是非常少量的。由于这个原因，第三外壳136具有能够收集墨粉颗粒的空间，直到显影装置72替换为新的。因此，当显影装置72替换为新的时，分散的墨粉颗粒的收集被除去。
如上所述，根据本发明第三实施例的成像设备产生气流，其方向与在显影间隙处产生的气流方向相反，因此可阻止显影剂分散。
另外，分散的部分显影剂颗粒被收集并存储到额外的收集空间内，使得可以阻止成像设备的内部被分散的显影剂所污染。
同样，分散的墨粉被阻止附着到图像载体的非图像区域，使得可提供打印图像的质量。
另外，用于阻止显影剂分散的元件使用显影装置的驱动力而不是单独的驱动力来驱动，使得可通过简化其结构并保持额外花销最小来达到成像设备的紧凑和便宜。
另外，收集的分散的显影剂被存储到显影装置内，使得当显影装置达到其服务寿命而被新的所替代的时候，可被替换或废弃。因此，便于用户管理显影剂。
图13示出了根据本发明第四实施例的成像设备的概要结构。
参考图13，成像设备包括设置在其主体81内的显影装置80，用于将打印介质P送入到显影装置80的送纸器83，激光扫描单元84，定影单元85以及传递单元86。
这里，因为送纸器83、激光扫描单元84、定影单元85以及传递单元86和上面图7所描述的元件具有相同的结构和操作，将省略详细描述。
如图14所示，显影装置80包括外壳200，安装在外壳200内以在一个方向可旋转的图像载体201，显影剂载体202，旋转元件210和分散显影剂容器220。
在外壳200内容纳新的显影剂和墨粉。显影剂载体202提供显影剂给图像载体201，而在外壳200内旋转。这里显影剂是使用聚脂树脂作为粘合树脂的单一组分非磁显影剂，其将通过例子进行说明。
优选的，显影剂载体202是导电橡胶滚子或者柱体金属铝滚子滚子。金属滚子优选的通过在其表面喷沙处理后覆盖镍(Ni)而形成。
另外，外壳200还设置有用于通过显影剂到显影剂载体202的供给滚子203，以及用于调节显影剂载体202的表面上的显影剂层至恒定厚度的显影剂层调节元件204。
供给滚子203在显影剂载体202和显影剂层调节元件204之间提供显影剂，而在与显影剂载体202相同的方向旋转。
如上结构的显影剂载体202、供给滚子203和显影剂层调节元件204都施加有由未示出的电源提供的AC和DC电压。由电源施加的电压属性，比如Vpp(峰峰电压)、频率和占空比等可根据使用环境、各种打印条件等适当的控制。
另外，外壳200内可旋转的设置有用于搅动显影剂的搅动器205。
图像载体201对着显影剂载体202放置，并和显影剂载体202一起向前旋转。图像载体201的从动旋转线速度比显影剂载体202慢。在图像载体201和显影剂载体202之间形成预定显影间隙G1。因此，显影剂载体202的表面的显影剂由所谓的跳动显影方法转移到图像载体201的静电潜像区域。显影间隙G1保持在大约0.3mm和大约0.4mm之间的范围。
旋转元件201用于阻止显影剂的分散，该显影剂是由图像载体201和显影剂载体202的旋转在显影间隙G1处产生的气流所引起的。换句话说，在打印操作时，图像载体201和显影剂载体202两者以预定速度向前旋转，因而图像载体201的气流301在显影间隙G1处产生。为了阻止弱带电并且被气流301所扰动的显影剂颗粒分散，旋转元件201相对于气流301产生另一气流308。
旋转元件210由轴211，多个径向形成在轴211的外周上的旋转叶片212所组成。轴211和旋转叶片212两者可由塑性材料一体形成。另外，旋转元件210具有旋转板213，其用于接受在其至少一端上的驱动力。旋转板213由通过啮合齿轮等从图像载体201或显影剂载体202直接/间接传递的驱动力所驱动。
这个旋转元件210可相对图像载体201旋转安装在外壳200的下侧上。较好的是旋转元件210安装为与图像载体201有预定间距，优选的为大约3mm的间距G2。这样，可减少图像载体201和旋转元件210之间的分散显影剂的逃逸。
另外，优选的旋转元件210旋转使得在其最外侧的线速度V1，与在图像载体201的外周处的线速度V2相比，值为大约50％到大约150％之间。特别的，当打印速度值大约为20页每分钟(PPM)，图像载体201的线速度V2比线速度V1慢。这种情况下，因为没有产生很大量的气流，可阻止显影剂的分散，即使当图像载体201的线速度V1为在大约50％到大约100％之间的较低值。作为对比，当打印速度为大约30PPM和大约40PPM之间的高速时，可通过将图像载体201的线速度V1提高至在大约100％到大约150％之间的值，在相反方向产生气流。
另外，用于容纳由旋转元件210所收集的分散的显影剂的分散显影剂容器220设置在外壳200的下侧。分散显影剂容器220具有入口221和出口222。旋转元件210安装在入口221的附近。进入入口221的分散的显影剂被引入并沉淀在分散显影剂容器220内。气流流出出口222。过滤器223可进一步安装在出口222处，以不阻止显影剂的微细颗粒逃逸。
另外，板元件230进一步设置在旋转元件210的下侧上。板元件230由能够弹性变形的膜片材料形成，并被安装到分散显影剂容器220的下侧上。优选的，在板元件230和旋转元件210之间的间隙是在0mm到大约3mm之间。因此，在由旋转元件210所引导并旋转的气流内容纳、而没有进入入口221的显影剂，可能再次进入气流308中。另外，较好的是设置板元件230的长度L比基于旋转元件210的最外侧的半径长。当板元件230的长度L足以保证，可有效的控制由旋转元件210的旋转所引起的气流308的密度和方向。板元件230可与分散显影剂容器220一体形成。优选的形成板元件230以通过粘合物等将弹性膜片材料粘合到分散显影剂容器220。
同样，用于引导送入的打印介质的上下引导元件241和243设置在分散显影剂容器220的下侧上。上下引导元件241和243相互分开预定距离。
预传递灯(pre-transfer lamp，PTL)250支承在上引导元件241的上部上。PTL 250用于降低其上形成图像的图像载体201的图像区域和图像载体201的非图像区域的电势差。当PTL 250降低了电势差，图像载体201的图像可更容易的被控制传递到打印介质P。
为了安装PTL 250，在上引导元件241和分散显影剂容器220之间设置预定间隔。因此，密封元件260设置为使得显影剂不会在上引导元件241和分散显影剂容器220之间流动。密封元件260包括橡胶材料，并可安装到上引导元件241或分散显影剂容器220。另外，密封元件260位于PTL 250后。
下文中，将说明具有前述结构的根据本发明第四实施例的成像设备的操作。
第一，参考图13，在打印操作中，送纸器83拾取打印介质P，打印介质P被送往显影装置80。基于输入的打印数据，激光扫描单元84扫描光到图像载体201以形成预定的静电潜像。
如图14所示，显影剂载体202，其和图像载体201旋转，传递显影剂到图像载体201的静电潜像区域，而相对于图像载体201的旋转方向向前旋转。这里，显影剂载体202、供给滚子203和显影剂层调节元件204都施加有AC和DC电压。因此，在图像载体201和显影剂载体202之间的间隙G1处，通过静电潜像区域的电势和由显影剂载体202所产生的静电力之间的电势差，显影剂被转移到图像载体201的静电潜像区域。
同时，如图15所示，图像载体201的气流301由图像载体201和显影剂载体202的旋转在显影间隙G1处产生。显影剂的一些颗粒被气流301所扰动。因此，被扰动并具有弱带电等的显影剂颗粒被气流301转移由显影间隙G1向下。
另外，另一气流302由传递滚子86的旋转所产生。传递滚子86的气流302和图像载体201的气流301相互碰撞产生涡流307。涡流307的一部分演变成容纳分散显影剂的分散气流306。分散气流306在上引导元件241或分散显影剂容器220之间流动，但被密封元件260所阻挡。
同样，涡流307的另一部分被旋转元件210所收集，因此演变成旋转元件的气流308，涡流307的再一部分留下形成涡流形式。
旋转元件210的气流308的一部分保持旋转，同时旋转元件210旋转。气流308的另一部分，即实际反分散气流305与由图像载体201的气流301得到的气流303混合，并继而进入分散显影剂容器220以主要分散。另外，气流308的其它部分在流出到出口222的气流304内消失。分散的显影剂大致上不容纳在逃逸气流304内，并且，如果有，会被过滤器223所过滤并收集。
同时，在本发明的实施例中，旋转元件210的旋转线速度的幅值V1被控制使与图像载体201的旋转线速度V2相比足够大，使得可最小化分散气流306的产生并极大的增加旋转元件的气流308的产生量。
另外，在旋转元件210和图像载体201之间的间隙G2被控制以最大程度的狭窄，使得可基本上减少图像载体的气流301的产生，并最大化在旋转元件210的帮助下的反分散气流305的进入效应(intake effect)。因而，可基本的减小分散气流306。
另外，板元件230被安装，并且板元件230和旋转元件210之间的间隙形成尽可能的小，使得旋转元件的气流308和反分散气流305可被控制尽可能大的产生。
如上所述，对于根据本发明的第四实施例的成像设备，旋转元件被设置以产生和在显影间隙处产生的气流相反方向的气流。结果，可阻止显影剂分散。
另外，分散的显影剂的一部分被收集并存储在额外的收集空间内，使得可阻止成像设备的内部被分散的显影剂污染。
同样，可阻止分散的显影剂污染打印介质、激光扫描单元、驱动齿轮等，并由此提高打印图像的质量。
另外，收集的分散的显影剂被存储在显影装置内部，使得显影剂可一起被替换或废弃，当显影装置达到其服务寿命以被新的所替换时。因此，便于用户管理显影剂。
本发明实施例的其它优点、目的和特征将部分在所附说明书中阐述，部分通过研究下列各项对本领域的技术人员变得明显，或者可从本发明的实践中习得。本发明实施例的目的和优点可由在所附权利要求中特别指出的实现并获得。
权利要求
1.一种成像设备的显影装置，包括显影剂载体，与图像载体分开预定间隔，用于在旋转中将形成在所述图像载体上的静电潜像显影；旋转元件，与所述图像载体相邻可旋转的安装，用于产生气流，其方向与由所述图像载体和所述显影剂载体两者的旋转所产生的气流方向相反。
2.如权利要求1所述的显影装置，其中所述旋转元件设置在所述显影剂载体的下部上。
3.如权利要求1所述的显影装置，其中所述旋转元件以与所述图像载体的旋转方向相同的方向旋转。
4.如权利要求1所述的显影装置，其中所述旋转元件的旋转线速度等于或者大于所述图像载体的旋转线速度。
5.如权利要求1所述的显影装置，其中所述旋转元件包括旋转轴和至少一个设置在所述旋转轴上的旋转叶片。
6.如权利要求1所述的显影装置，其中所述旋转元件包括旋转轴和设置在所述旋转轴上的旋转滚子。
7.如权利要求5所述的显影装置，其中所述旋转元件还包括至少一个传递单元，由所述显影剂载体传递驱动力至该传递单元。
8.如权利要求7所述的显影装置，其中所述传递单元分别设置在所述旋转元件的旋转轴的两端上，并包括一对旋转板，其与所述显影剂载体的外周表面相接合旋转。
9.如权利要求1所述的显影装置，其中所述旋转元件安装以接受来自所述图像载体和所述显影剂载体的任意一个的驱动力。
10.如权利要求1所述的显影装置，其中所述旋转元件的线速度与所述图像载体的表面的线速度相比，在大约50％到大约150％的范围内。
11.如权利要求1所述的显影装置，其中还包括分散显影剂容器，用于容纳由所述旋转元件旋转所产生的气流所转移的分散的显影剂。
12.如权利要求11所述的显影装置，其中还包括第一外壳，安装有所述显影剂载体并且容纳有新的显影剂；第二外壳，可旋转支承所述图像载体并且容纳有废弃的显影剂，其中所述分散显影剂容器可旋转的放置在所述第一外壳的外侧上。
13.如权利要求12所述的显影装置，其中所述分散显影剂容器包括安装在所述第一外壳的下侧上的第三外壳，其设置有入口和出口。
14.如权利要求13所述的显影装置，其中所述第三外壳的出口设置有过滤器。
15.如权利要求13所述的显影装置，其中所述分散显影剂容器还包括显影剂分散阻止器，其用于阻止引入到所述第三外壳的入口内的显影剂流出到所述出口，并存储所阻止的显影剂。
16.如权利要求15所述的显影装置，其中所述显影剂分散阻止器包括至少一个设置在所述第三外壳的内壁上的粘合层。
17.如权利要求15所述的显影装置，其中所述显影剂分散阻止器包括从所述第三外壳的底表面向所述出口倾斜的倾斜表面。
18.如权利要求15所述的显影装置，其中所述分散显影剂容器还包括支承到所述第三外壳的板元件，该板元件绕着所述旋转元件的下部安装并可弹性变形。
19.如权利要求18所述的显影装置，其中所述板元件是由聚乙烯对苯二酸盐(PET)或氨基甲酸乙酯形成的膜片。
20.如权利要求18所述的显影装置，其中所述板元件与所述旋转元件分开，其间距为大约0mm到大约3mm。
21.如权利要求18所述的显影装置，其中所述板元件具有从所述第三外壳延伸的长度，该长度大于所述旋转元件的半径。
22.如权利要求1所述的显影装置，其中所述旋转元件与所述图像载体分开间距为大约3mm以内。
23.一种成像设备，包括图像载体；显影剂载体，与所述图像载体分开预定间隔，用于在旋转中将形成在所述图像载体上的静电潜像显影；旋转元件，可旋转的相邻所述图像载体安装，用于产生气流，其方向与由所述图像载体和所述显影剂载体两者的旋转所产生的气流方向相反。
24.如权利要求23所述的成像设备，其中所述旋转元件安装在所述显影剂载体的下部上。
25.如权利要求23所述的成像设备，其中所述旋转元件在与所述图像载体相同的旋转方向旋转。
26.如权利要求23所述的成像设备，其中所述旋转元件的旋转线速度等于或大于所述图像载体的旋转线速度。
27.如权利要求23所述的成像设备，其中所述旋转元件包括旋转轴，以及至少一个设置在该旋转轴上的旋转叶片。
28.如权利要求23所述的成像设备，其中所述旋转元件包括旋转轴，以及设置在该旋转轴上的旋转滚子。
29.如权利要求23所述的成像设备，其中还包括分散显影剂容器，其用于容纳由所述旋转元件的旋转所产生的气流所转移的分散的显影剂。
30.如权利要求29所述的成像设备，其中还包括第一外壳，安装有所述显影剂载体并容纳有新的显影剂；以及第二外壳，可旋转的支承有所述图像载体并容纳有废弃的显影剂，其中所述旋转元件可旋转的安装在所述第一外壳的外侧上。
31.如权利要求30所述的成像设备，其中所述分散显影剂容器包括第三外壳，其安装在所述第一外壳的下侧上并设置有入口和出口。
32.如权利要求29所述的成像设备，其中所述旋转元件安装在所述图像载体的旋转方向的下游，并与所述图像载体以相同方向旋转。
33.如权利要求29所述的成像设备，其中所述旋转元件安装以接受来自所述图像载体和所述显影剂载体的任何一个的驱动力。
34.如权利要求33所述的成像设备，其中所述旋转元件与所述图像载体分开间距在大约3mm以内。
35.如权利要求29所述的成像设备，其中还包括预传递灯，其安装在所述分散显影剂容器的下侧上，用于降低在所述图像载体的图像区域和所述图像载体的非图像区域之间的电势差。
36.如权利要求35所述的成像设备，其中所述预传递灯安装在一引导元件上，该引导元件用于引导打印介质送入到所述图像载体的下侧。
37.如权利要求36所述的成像设备，其中所述密封元件设置在所述引导元件和所述分散显影剂容器之间。
38.如权利要求29所述的成像设备，其中还包括膜片元件，其支承到分散显影剂容器以被安装在所述旋转元件的下侧上。
39.如权利要求38所述的成像设备，其中所述膜片元件与旋转元件分开间隔为大约0mm到大约3mm。
40.如权利要求38所述的成像设备，其中所述膜片元件具有从所述分散显影剂容器延伸的长度，该长度大于所述旋转元件的半径。
全文摘要
提供一种方法和显影装置。该方法和装置包括一显影剂载体，其与一图像载体分开预定间隔，用于在旋转中将形成在该图像载体上的静电潜像显影；一旋转元件，其可与该图像载体相邻旋转安装，用于产生气流，其方向与由该图像载体和该显影剂载体两者的旋转所产生的气流方向相反，因而阻止了显影剂分散。
文档编号G03G15/08GK1612067SQ20041008799
公开日2005年5月4日 申请日期2004年10月26日 优先权日2003年10月30日
发明者李铉哲, 金正珗, 瓦莱里·克拉斯诺斯洛博蒂切夫, 田仁哲 申请人:三星电子株式会社