专利名称：电子照相显影装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于诸如复印机、打印机和传真机等电子照相成像装置的电子照相显影装置，更具体地说，涉及一种使用单一成分显影剂的电子照相显影装置。
背景技术：
在使用单一成分显影剂(调色剂)的显影装置中，一般而言，诸如调色剂供应辊等调色剂供应件将调色剂供应给诸如显影辊等调色剂保持件。由调色剂层厚调节件调节显影辊上的调色剂层的厚度，并且调色剂被该调节件充电。显影辊上的调色剂薄层接近或接触诸如感光鼓等图像保持件，由此使静电潜像显影在图像保持件上。
当调色剂层厚调节件与显影辊表面接触时，较大粒径的调色剂与显影辊分离，而较小粒径的调色剂首先因显影而消耗，由此逐渐降低了图像质量。
因此，显影装置分为两室(调色剂容器和调色剂供应单元)，由此将调色剂容器中的调色剂额外供应给调色剂供应单元，以防止较大粒径的调色剂的增加。
具体地说，在调色剂容器和调色剂供应单元之间的壁中形成开口。以下述方式来避免较大粒径的调色剂的增加，即，只有当从调色剂容器向调色剂供应单元引入调色剂时，开口才打开。
然而，两室显影装置具有的缺点为因为许多调色剂仅沿着从调色剂容器到调色剂供应单元这样一个方向被提供，所以由调色剂容器供应的调色剂在调色剂供应单元中流动性不好并且发生滞留，因而调色剂供应辊的旋转负荷增加，调色剂不能稳定地供应到显影辊上。另外，调色剂不能充分地被充电，由此可能造成诸如本底雾(background fog)增加之类的图像质量变差的问题。
因此，为了解决上述缺点，JP2003-255687A披露了将在调色剂容器和调色剂供应单元之间的开口件(opening member)固定在开口的上端上方。另外，向调色剂供应单元的内部突出的突出部设置在开口的下自由端，由此当调色剂供应过量时，从调色剂容器向调色剂供应单元的调色剂供应受到抑制。具体地说，如图7所示的JP2003-255687A的显影装置包括调色剂容器2和调色剂供应单元1。在它们之间设有开口，所述开口具有用于防止从调色剂供应单元1到调色剂容器2的逆流的逆流防止阀9。因此，该阀9的上部固定在开口的上部上方，而该阀9的下部自由，并且在调色剂供应单元侧将突出部10a与阀固定。根据该阀9，防止由于调色剂粒径选择造成的图像劣化。突出部10a防止过量填充和调色剂的滞留，所述调色剂的滞留造成通过调色剂层调节件5充电不足以及显影装置中扭矩的增加。
然而，JP2003-255687A具有的缺点为突出部10a可能碰撞调色剂层供应辊，并且开口没有充分打开，由此，如果没有在突出部和调色剂供应辊之间提供足够的间隙，就会妨碍调色剂的供应。
特别地，如果显影装置为小型的，则JP2003-255687A的技术方案不能保证足够的间隙。
发明内容
本发明的目的是提供一种显影装置，其很好地供应显影剂，长期使用不会造成图像劣化，而且可制造为小型的。
本发明的第一显影装置具有一个或多个显影单元。该显影单元包括显影剂容纳室，其用于容纳单一成分的显影剂；显影剂供应室，其被提供以在所述显影剂容纳室中的单一成分的显影剂；显影部件，其设置在所述显影剂供应室中，利用所述单一成分的显影剂使静电潜像在一个或多个图像保持件上显影；边界壁，其设置在所述显影剂容纳室和所述显影剂供应室之间，具有第一和第二开口；和打开和关闭件，其用于打开和关闭所述第一开口。在该显影装置中，所述单一成分的显影剂通过所述第二开口而从所述显影剂容纳室供应到所述显影剂供应室中；所述打开和关闭件响应于供应到所述显影剂供应室中的所述单一成分的显影剂量而打开和关闭，允许所述单一成分的显影剂只在从所述显影剂供应室到所述显影剂容纳室的方向上移动。
本发明的第二显影装置还包括用于使所述一个或多个显影单元旋转的旋转单元，所述一个或多个显影单元由该旋转单元定位在面对所述一个或多个图像保持件中的每一个的显影位置。
在本发明的第三显影装置中，所述显影部件包括显影辊，其用于使所述静电潜像显影；和供应辊，其用于将所述单一成分的显影剂供应给所述显影辊，所述第一开口相对于所述第二开口在所述供应辊的旋转方向的下游侧形成。
在本发明的第四显影装置中，所述第二开口形成在所述供应辊的旋转轴的中心的下方；所述第一开口形成在所述供应辊的外表面的最上点的上方。
本发明的第五显影装置还包括设置在所述显影剂容纳室中的搅动件，其中，所述搅动件的旋转轴的中心位于所述第二开口的上方。
在本发明的第六显影装置中，所述边界壁具有沿着所述供应辊的外表面形成的局部，所述第二开口形成在所述局部。
在本发明的第七显影装置中，所述打开和关闭件是设置在所述显影剂容纳室中的弹性或柔性件；所述弹性或柔性件的一端与所述边界壁固定；所述弹性或柔性件的另一端是自由的。
在本发明的第八显影装置中，所述边界壁具有沿着所述供应辊的外表面的局部；所述第二开口设置在所述局部；用于防止所述搅动件与所述打开和关闭件接触的接触防止件设置在所述局部，并且在所述第一开口的下方和在所述第二开口的上方。
在本发明的第九显影装置中，所述接触防止件为突出部或台阶部，所述突出部或台阶部设置在所述显影剂容纳室中，并朝所述显影剂容纳室的内侧突出。
在本发明的第十显影装置中，所述第二开口的中心低于所述供应辊的旋转轴；所述第一开口的上端高于所述供应辊的最上点；所述第一开口的下端低于所述供应辊的最上点。
根据本发明，所述单一成分的显影剂通过所述第二开口而从所述显影剂容纳室供应到所述显影剂供应室中；所述打开和关闭件响应于供应到所述显影剂供应室中的所述单一成分的显影剂量而打开和关闭，允许所述单一成分的显影剂只在从所述显影剂供应室到所述显影剂容纳室的方向上移动。因此，因为所述打开和关闭件允许调色剂只从所述调色剂供应室返回到所述调色剂容纳室，所以防止了进入所述调色剂供应室的过量调色剂供应，从而调色剂不滞留在所述调色剂供应室中，因而可以避免诸如雾化(fogging)之类的图像质量劣化问题。
根据本发明，在彩色复印机和打印机等中，可以避免诸如雾化之类的图像质量劣化问题。
根据本发明，所述两室之间的调色剂的交流得到抑制，因为所述第一开口位于沿着所述调色剂供应辊的旋转方向的所述第二开口的下游侧。另外，通过所述第二开口供应的调色剂不直接到达所述显影辊，从而防止图像质量劣化。
根据本发明，供应到所述调色剂供应室的调色剂的量由所述第二开口的尺寸和形状、以及所述第二开口和所述供应辊之间的间隙来调节，因为所述第二开口沿着所述供应辊的外表面设置。因此，不会突然供应相当多的调色剂。
根据本发明，因为所述打开和关闭件设置在所述调色剂容纳室侧，所述不需要在所述供应辊和所述打开和关闭件之间设置间隙，从而使所述显影装置尺寸更小。
根据本发明，所述搅动件不推动所述打开和关闭件，从而防止了所述打开和关闭件受损，由此防止了因受损造成的过量供应。
图1为包括本发明的显影装置的成像装置的横截面图；图2为本发明的显影装置的横截面图；图3为在调色剂容器和调色剂供应单元之间的带有过量供应防止阀的边界壁的横截面图；图4为另一带有另一过量供应防止阀的边界壁(boundary wall)的横截面图；图5为本发明的另一实施方式的显影装置的横截面图；图6为本发明的另一实施方式的变型显影装置的横截面图；图7为常规显影装置的横截面图。
具体实施例方式
下面参考
本发明的优选实施方式。应该理解，本发明不局限于特定描述的组件的尺寸、形状和相关设置。
图1为包括本发明的显影装置的成像装置10的横截面图。成像装置10包括诸如感光鼓11之类的图像保持件、激光扫描单元12、充电元件13和包括彩色显影单元14a至14d的旋转显影装置14。
显影装置14例如包括黑色(BK)显影单元14a、品红色(M)显影单元14b、青色(C)显影单元14c和黄色(Y)显影单元14d，它们具有壳体(housing)15；例如由108Ω的聚氨脂海绵制成的调色剂供应辊16；例如由JIS-A硬度45度、106Ω量级并且表面粗糙度(由JIS B0601-2001规定的算术平均高度)Ra为1.0μm的弹性辊制成的显影辊17。调色剂供应辊16和显影辊17之间的夹挤区(nip)可以为例如3mm。彩色显影单元14a至14d由未示出的驱动单元利用未示出的离合器来旋转，并顺序定位在感光鼓11的显影位置，以使彩色静电潜像显影。
在感光鼓11的周围设置了清洁辊18、清洁刮板19、与感光鼓11接触的中间转印带20和通过中间转印带20与感光鼓11相对的主转印辊21。中间转印带20由主动辊22和从动辊23张紧，并如箭头所示顺时针旋转。另外，次转印辊24设置为通过中间转印带20与主动辊22相对。
在感光鼓11上的调色剂图像由主转印辊21转印到中间转印带20上(主转印)。进一步，在中间转印带20上的调色剂图像在位于主动辊22和次转印辊24之间的夹挤区处转印到诸如纸之类的记录件上(次转印)，所述纸之类的记录件通过纸供应路径26从供纸盒25传送而来。然后，该纸被传送到用于将调色剂图像定影在该纸上的定影单元27，进而通过出纸路径28被输出到出纸盘29。
图2为BK显影单元14a(与显影单元14b至14d相同)的横截面图。显影装置分为调色剂容器15a(调色剂容纳室)和调色剂供应单元15b(调色剂供应室，其中具有调色剂供应辊16和显影辊17)。调色剂容器15a与调色剂供应单元15b通过边界壁15c分隔开，所述边界壁15c具有第一开口15d和和位于该第一开口15d下方的第二开口15e。
显影辊17面对感光鼓11的显影位置。调色剂容器15a容纳由固定在旋转轴30a上的搅动件30搅动的单一成分调色剂，所述搅动件30为例如40μm的PET膜，由此该单一成分的调色剂从第二开口15e供应到调色剂供应单元15b中，并进一步供应到显影辊17。在此，搅动件30a的旋转轴的中心位于第二开口15e上方，以便很好地搅动该调色剂。
显影辊17上的显影剂层(调色剂层)由层厚调节件31来调节和充电，所述层厚调节件31为调节调色剂层压力25N/m的例如0.08mm的SUS薄片，由此通过显影辊17而使静电潜像显影在感光鼓11上。在显影辊17和显影壳体15之间设置有密封件32，以保证与显影辊17的均匀接触，由此防止调色剂泄漏，该密封件为例如由导电聚氨酯海绵支承的高分子量导电PE。
当将调色剂填充到显影单元14a时，显影装置旋转，并且显影单元14a定位在调色剂填充位置。利用插入调色剂容器15a的如图1所示的调色剂填充管33，从如图1所示的调色剂填充容器34填充调色剂。如图2所示，调色剂填充管33与显影壳体15中的连接部分35连接。
另外，第一开口15d以及过量供应防止阀15f(后面将说明的打开和关闭件)设置在调色剂容器(15a)侧。
另外，第一开口15d位于沿着如图2中的箭头所示的供应辊16的旋转方向的下游方向，而且第一开口15d位于供应辊16的最上边缘上方。另外，第二开口15e位于旋转轴30a的中心下方。
如图3所示，边界壁15c的一部分例如是100μm的PET膜41，其沿着调色剂供应辊16的外表面设置，并且具有设置在调色剂容器(15a)侧并通过例如双面粘合带与由例如SUS制成的阀座42固定的肋部41a。
例如由0.5mm厚的SUS板制成的固定件43设置在阀座42上方。固定件43的边缘与显影壳体15固定。这样，通过阀座42和固定件43形成第一开口15d。(显影壳体包括PET膜41和固定件43。)如图3所示，在调色剂容器(15a)侧的过量供应防止阀15f的一端通过双面粘合带而与固定件43固定。该阀15f的另一自由端接触阀座42。
当从第二开口15e供应的调色剂的量增加时，由例如50μm厚的PET膜制成的阀15e通过调色剂压力而打开，由此过量的调色剂返回到调色剂容器15a中。
这样，防止了过量的调色剂供应，由此解决了受阻碍的调色剂流动的问题。换句话说，由于调色剂没有在调色剂供应单元15b中滞留，因而供应辊16的旋转负荷没有增加，该供应辊被很好地供以调色剂，调色剂很好地被充电，从而避免了诸如本底雾增加之类的图像质量劣化的问题。
另外，第二开口15e形成在第一开口15d的上游侧(即，第二开口15e形成在供应辊16的旋转轴下方)，从第二开口15e供应到调色剂供应单元15b的调色剂不直接到达调色剂层厚调节件31。因此，从这一方面看，图像质量不易下降。
另外，PET膜41沿着供应辊16的外表面设置，通过第二开口15e供应的调色剂的量由第二开口15e的尺寸和PET膜41和供应辊16之间的间隙来决定。因此，许多调色剂不会突然供应到调色剂供应单元15b中。
如上所述，先消耗较小粒径的调色剂的调色剂粒径选择能得到抑制，由此防止了图像质量劣化，因为过量的调色剂供应得到抑制。另外，因为该阀15f设置在调色剂容器15a的内部，不需要保证供应辊16与过量供应防止阀15f之间的间隙。此外，因为通过第二开口15e供应调色剂，显影装置可以被制造得较小。
尽管已描述本发明的优选实施方式，但还有多个关于优选实施方式的变型。例如，虽然过量供应防止阀15f是PET膜，但它可以是任何的柔性材料，诸如树脂，如聚乙烯、尼龙、聚氨酯和PTFE；硅橡胶；和氟化弹性体。另外，实验上发现过量供应防止阀15f的厚度可以优选地大约是0.55mm～0.3mm。然而，一般而言，该阀的厚度是由调色剂压力与该阀的反作用力之间的平衡决定的。
另外，该阀可以通过海绵或卷簧的弹力来打开或关闭，因为这足以只在从调色剂供应单元15b到调色剂容器15a的方向上将调色剂输送通过该阀。
尽管在图3和4中该阀的下端被制造为自由的，但也可以制造为使该阀的上端是自由的。
尽管边界壁15c的一部分是PET膜，但其也可以是例如3mm厚的弯曲SUS板。另外，尽管显影单元14a至14d具有同样的结构，但可例如，只有BK显影单元使用单一成分的磁性调色剂。另外，尽管固定件43和PET膜形成边界壁15c，但边界壁15c也可以是整体铸造或模制产品。在一体的边界壁15c中设置有第一开口15d和第二开口15e。
此外，上述实施方式的显影装置还可以被制造得更小。
图5是另一实施方式的显影装置的横截面图。在该显影装置中，边界壁具有沿着供应辊外表面的局部；第二开口设置在该局部处；接触防止装置设置在所述局部处，并且在所述第一开口下方和所述第二开口上方，其防止搅动件与所述打开和关闭件接触。接触防止装置是设置在显影剂容纳室中并且朝向显影剂容纳室内部突出的突出部或台阶部。另外，第二开口的中心低于供应辊的旋转轴；第一开口的上端高于所述供应辊的最上点；第一开口的下端低于所述供应辊的最上点。
显影装置通过边界壁8而分为显影单元1(调色剂供应室)和调色剂容纳室2。在显影单元中设置有调色剂供应辊4，其将调色剂供应给显影辊3；调节件5，其调节调色剂层厚度并对调色剂充电；以及密封件6，其使显影后的调色剂返回到显影装置的部分密封。在显影辊3具有JIS-A硬度45度、106Ω量级并且具有Ra1.0μm的表面粗糙度(由JIS B0601-2001规定的算术平均高度)。调色剂供应辊4是例如105Ω的聚氨脂海绵。调色剂供应辊4和显影辊3之间的夹挤区是3mm。调节辊5为0.08mm厚的SUS箔。调节件5的调节压力是25N/m。密封件6为由成形件支撑的导电高分子量PE膜，以均匀地与显影辊3接触。
在调色剂容纳室2中设置有搅动件7，其为固定在旋转轴上的例如40μm的PET膜，并且将调色剂供应给边界壁8的第二开口8a。
边界壁8为0.5mm厚的SUS板，其中设置有第二开口8a和第一开口8b。在调色剂容纳室2中的调色剂通过该第二开口而供应到调色剂供应室1中。调色剂的量由第二开口8a的尺寸和形状、以及边界壁8和调色剂供应辊4之间的间隙来调节，由此避免过量供应。因此，调色剂供应室1和调色剂容纳室2之间的调色剂流动受到抑制，从而抑制了调色剂粒径选择。
另外，过量供应防止阀9为50μm厚的PET膜，其在调色剂容纳室侧与第一开口8b的上部固定。第一开口8b位于第二开口8a上方。该阀9由调色剂供应室1中的调色剂压力推动并打开，由此使过量的调色剂返回到调色剂容纳室2。因此，防止了过量的调色剂供应，调色剂在调色剂供应室1中很好地移动，显影装置的扭矩不会增加，调色剂被充分地充电。另外，调色剂不通过第一开口8b而进入调色剂供应室1，从而额外供应的调色剂不会立即靠近调节件5，由此防止因额外的调色剂的供应而造成的雾化。
另外，在第一开口8b的下部设置有为与边界壁8相同的材料的SUS板的突出部，从而防止搅动件7与过量供应防止阀9接触。因此，搅动件7不推动该阀9，从而防止该阀受损且扭矩增加。另外，防止了因过量调色剂供应造成的调色剂不充分充电。
另外，代替突出部10a，可以设置台阶部10b，如图6所示，因为台阶部10b阻挡搅动件7与该阀9的边缘接触。
单一成分的显影剂通过第二开口而从显影剂容纳室供应到显影剂供应室，并且，打开和关闭件响应于供应到调色剂供应室中的调色剂量而打开和关闭，使单一成分的显影剂只在从显影剂供应室到显影剂容纳室的方向上移动。因此，因为打开和关闭件使调色剂只从调色剂供应室返回到调色剂容纳室，所以防止了进入调色剂供应室的过量调色剂供应，从而调色剂不滞留在调色剂供应室中，因而可以避免诸如雾化之类的图像质量劣化问题。因此，该显影装置可以应用于小型的成像装置。
权利要求
1.一种具有一个或多个显影单元的显影装置，所述显影单元包括显影剂容纳室，其用于容纳单一成分的显影剂；显影剂供应室，其被提供以在所述显影剂容纳室中的单一成分的显影剂；显影部件，其设置在所述显影剂供应室中，并且利用所述单一成分的显影剂使静电潜像在一个或多个图像保持件上显影；边界壁，其设置在所述显影剂容纳室和所述显影剂供应室之间，并且具有第一和第二开口；和打开和关闭件，其用于打开和关闭所述第一开口，其中所述单一成分的显影剂通过所述第二开口而从所述显影剂容纳室供应到所述显影剂供应室中；所述打开和关闭件响应于供应到所述显影剂供应室中的所述单一成分的显影剂量而打开和关闭，并且允许所述单一成分的显影剂只在从所述显影剂供应室到所述显影剂容纳室的一个方向上移动。
2.如权利要求1所述的显影装置，其中，还包括用于使所述一个或多个显影单元旋转的旋转单元，其中，所述一个或多个显影单元由所述旋转单元定位在面对所述一个或多个图像保持件中的每一个的显影位置处。
3.如权利要求1或2所述的显影装置，其中，所述显影部件包括显影辊，其用于使所述静电潜像显影；和供应辊，其用于将所述单一成分的显影剂供应给所述显影辊，其中，所述第一开口相对于所述第二开口在沿着所述供应辊的旋转方向的下游侧形成。
4.如权利要求3所述的显影装置，其中所述第二开口形成在所述供应辊的旋转轴的中心的下方；所述第一开口形成在所述供应辊的外表面的最上点的上方。
5.如权利要求4所述的显影装置，其中，还包括设置在所述显影剂容纳室中的搅动件，其中，所述搅动件的旋转轴的中心位于所述第二开口的上方。
6.如权利要求4所述的显影装置，其中，所述边界壁具有沿着所述供应辊的外表面形成的局部，所述第二开口形成在所述局部处。
7.如权利要求1所述的显影装置，其中所述打开和关闭件是设置在所述显影剂容纳室中的弹性或柔性件；所述弹性或柔性件的一端与所述边界壁固定；所述弹性或柔性件的另一端是自由的。
8.如权利要求1所述的显影装置，其中所述边界壁具有沿着所述供应辊的外表面的局部；所述第二开口设置在所述局部处；用于防止所述搅动件与所述打开和关闭件接触的接触防止件设置在所述局部处，并且设置在所述第一开口的下方和所述第二开口的上方。
9.如权利要求8所述的显影装置，其中，所述接触防止件为突出部或台阶部，所述突出部或台阶部设置在所述显影剂容纳室中，并朝所述显影剂容纳室的内部突出。
10.如权利要求8或9所述的显影装置，其中所述第二开口的中心低于所述供应辊的旋转轴；所述第一开口的上端高于所述供应辊的最上点；并且所述第一开口的下端低于所述供应辊的最上点。
全文摘要
本发明提供一种小型显影装置，其很好地供应显影剂，长期使用不会造成图像劣化。该显影装置包括显影剂容纳室；显影剂供应室；显影部件，其设置在所述显影剂供应室中并且使静电潜像显影；边界壁，其设置在所述显影剂容纳室和所述显影剂供应室之间并且具有第一和第二开口；以及打开和关闭件，其用于打开和关闭所述第一开口。单一成分的显影剂通过所述第二开口而供应到所述显影剂供应室中。所述打开和关闭件响应于供应到显影剂供应室中的显影剂量而打开和关闭，并且允许所述单一成分的显影剂只在从所述显影剂供应室到所述显影剂容纳室的一个方向上移动。
文档编号G03G15/00GK1828445SQ20061005147
公开日2006年9月6日 申请日期2006年2月28日 优先权日2005年2月28日
发明者和田实, 行德荣二 申请人:京瓷美达株式会社