专利名称：图像显影装置、包括该图像显影装置的处理盒和成像设备的制作方法
技术领域：
本发明的各实施方式涉及利用支撑显影剂的显影剂支撑体将潜像支撑体上的潜像显影的图像显影装置、利用该图像显影装置的处理盒和成像设备。
背景技术：
利用电子照相方法的成像设备已经被广泛使用，例如在家庭办公室中或被普通用户。为了响应这种家庭办公室内或者被普通用户的使用，需要成本降低、更长的寿命、尺寸减小以及操作过程中的稳定性。为了实现成像设备的更长的寿命，与它们的使用相关的功能材料的磨损要最小化。例如，对于作为图像支撑体的感光体来说，在充电过程、显影过程、转印过程和清洁过程中分别被相应元件接触而导致的表面磨损需要被考虑。已经知道提供 一种用于抑制磨损的抑制措施，如用于施加润滑剂的施加元件，以防止感光体的表面被磨损。但是，由于感光体随着设备尺寸减小而尺寸减小，难于布置这种用于抑制磨损的抑制措施。因此，最近考虑了各种方法，使得包括润滑剂成分的外部添加剂被增加到调色剂中，并且感光体表面的摩擦系数被减小。另一方面，为了稳定显影装置的长期操作，对应于图像显影过程中消耗的调色剂的量的调色剂的量被供给。由于显影单元内存储的调色剂的量随着显影单元的使用而减少，可以利用残留量探测单元来探测显影剂的剩余量是否大于或等于预定量。已经知道基于这种残留量探测单元的探测结果来供给调色剂。例如，专利文件1(日本公开的未审专利申请第2011-002526号)公开了一种两轴显影剂循环类型的图像显影装置，使得两个显影剂传送元件布置在存放单组分显影剂的显影单元的上部和下部。显影剂容器连续地设置在上部显影剂传送元件的延伸部分的上部处，这是传送方向的上游端部。残留量探测单元布置在显影剂容器中。残留量探测单元通过布置在显影剂容器的侧壁上的透明探测窗口光学探测显影剂的表面。由此，残留量探测单元确定显影剂的残留量。但是，当包括润滑剂成分的外部添加剂被加入到调色剂中时，调色剂颗粒之间的粘附力增加，并且调色剂的粘着特性增加。当调色剂的流动性减小时，调色剂的表面趋于不平整，并且调色剂的表面趋于不会稳定地形成在与调色剂的量相对应的适当位置处。因此，通过探测窗口光学探测显影剂的表面的残留量探测单元所探测的调色剂的探测量趋于变化。例如，当显影剂的残留量小于或等于预定量时残留量探测单元不能探测显影剂的表面，或者当显影剂的残留量大于预定量时残留量探测单元可以探测到显影剂的表面。于是，由于调色剂的量不足而导致图像模糊，或由于调色剂的流动不足而发生调色剂凝块。专利文件I中公开的图像显影装置的目的在于通过简单和廉价的结构探测显影单元内的显影剂的残留量。但是，在这种情况下，由于显影剂容器连续地布置在上部显影剂传送元件的延伸单元的上部处，图像显影装置趋于变大，由此，这种结构不适于设备的尺寸减小。此外，为了探测显影剂的残留量，总是需要到达显影剂容器的显影剂的量。因此，会需要更大量的显影剂，并因此成本增加。此外，当低流动性的显影剂被使用以对应于长寿命时，在显影单元内过分量的显影剂会导致显影剂传送元件断裂，这是由于扭矩负载所致，或者导致设备的损坏，这是由凝块的调色剂所致。本发明的实施方式是鉴于上述问题而研制。该实施方式的目的在于提供一种图像显影装置，利用该图像显影装置的处理盒以及利用该图像显影装置的成像设备，在使用具有低流动性的显影剂以对应于更长寿命时，其能够正确探测图像显影装置内的显影剂的量，可以防止错误探测造成的图像模糊，可以防止调色剂凝块，并且可以长时间保持高图像质量
发明内容
在一个方面，提供了一种图像显影装置，其包括支撑显影剂并且将显影剂传送到面对潜像支撑体的部分的显影剂支撑体；其中布置第一传送元件的第一传送路径，该第一传送元件用于沿着显影剂支撑体的轴线方向传送显影剂；其中布置第二传送元件的第二传送路径，该第二传送元件用于在与第一传送元件的显影剂传送方向相反的方向上传送显影齐U，第二传送路径布置在第一传送路径的上方；以及分隔元件，该分隔元件分隔第一传送路径和第二传送路径，并且具有第一连通口和第二连通口，第一传送路径和第二传送路径在轴线方向的第一端部和第二端部通过第一连通口和第二连通口彼此连通。图像显影装置包括显影剂量探测单元，其包括光学探测单元，该光学探测单元布置在第二传送路径内并且光学探测成像设备内的显影剂的量。使得显影剂累积在图像显影装置的显影剂量探测单元的附近。在另一方面，提供了一种处理盒，该处理盒可拆卸地安装到成像设备上，该处理盒一体地支撑用于支撑潜像的潜像支撑体和从均匀充电潜像支撑体的充电单元、显影潜像支撑体上的潜像的显影单元、以及清洁潜像支撑体的清洁单元中选出的至少一个单元。所述处理盒包括图像显影装置，该图像显影装置包括支撑显影剂并且将显影剂传送到面对潜像支撑体的部分的显影剂支撑体；其中布置第一传送元件的第一传送路径，该第一传送元件用于沿着显影剂支撑体的轴线方向传送显影剂；其中布置第二传送元件的第二传送路径，该第二传送元件用于在与第一传送元件的显影剂传送方向相反的方向上传送显影剂，第二传送路径布置在第一传送路径的上方；以及分隔元件，该分隔元件分隔第一传送路径和第二传送路径，并且具有第一连通口和第二连通口，第一传送路径和第二传送路径在轴线方向的第一端部和第二端部通过第一连通口和第二连通口彼此连通。图像显影装置包括显影剂量探测单元，其包括光学探测单元，该光学探测单元布置在第二传送路径内并且光学探测成像设备内的显影剂的量。使得显影剂累积在图像显影装置的显影剂量探测单元的附近。在另一方面，提供另一种成像设备，该成像设备包括支撑潜像的潜像支撑体；以及将潜像支撑体上的潜像显影的图像显影装置。所述图像显影装置包括支撑显影剂并且将显影剂传送到面对潜像支撑体的部分的显影剂支撑体；其中布置第一传送元件的第一传送路径，该第一传送元件用于沿着显影剂支撑体的轴线方向传送显影剂；其中布置第二传送元件的第二传送路径，该第二传送元件用于在与第一传送元件的显影剂传送方向相反的方向上传送显影剂，第二传送路径布置在第一传送路径的上方；以及分隔元件，该分隔元件分隔第一传送路径和第二传送路径，并且具有第一连通口和第二连通口，第一传送路径和第二传送路径在轴线方向的第一端部和第二端部通过第一连通口和第二连通口彼此连通。图像显影装置包括显影剂量探测单元，其包括光学探测单元，该光学探测单元布置在第二传送路径内并且光学探测成像设备内的显影剂的量。使得显影剂累积在图像显影装置的显影剂量探测单元的附近。在实施方式中，第一传送路径内的显影剂被第一传送元件沿着显影剂支撑体的轴线方向传送，并且显影剂通过第二连通口被提升到第二传送路径。在第二传送路径内的显影剂被第二传送元件沿着与第一传送路径内的传送方向相反的方向传送，并且显影剂通过第一连通口被掉落并返回到第一传送路径。以这种方式，显影剂在第一传送路径和第二传送路径之间循环。在此时，由于显影剂趋于围绕布置在第二传送路径内侧的显影剂量探测单元的探测单元累积，第二传送路径内的显影剂表面被形成为倾斜的，使得显影剂表面的高度沿着从显影剂传送方向的上游侧部分朝显影剂量探测单元的探测单元的方向增加。因此，与显影剂不会趋于累积在探测单元附近的传统结构相比，即使利用具有低流动性的显影剂，也可以减小探测单元附近的显影剂表面的不平整。从而，取决于显影剂的量，显影剂表面可以形成在更适当的位置。由此，根据显影剂的量，显影剂量探测单元可以探测到在更适当位置形成的显影剂表面。 根据本实施方式，取决于显影剂的量，与传统情况中的位置相比，显影剂量探测单元可以探测到在更适当位置处形成的显影剂表面。因此，即使利用具有低流动性的显影剂以对应于更长的寿命，也可以更正确地探测装置内的显影剂的量。于是，可以提供一种图像显影装置、利用该图像显影装置的处理盒以及利用该图像显影装置的成像设备，使得可以防止由于错误探测造成的图像模糊和调色剂凝块，并且可以长时间保持高的图像质量。
图I是示出根据一个实施方式的打印机的主要部分的结构的结构图；图2是示出打印机的成像单元的结构的示意性结构图；图3是示出打印机的图像显影装置的内部结构的示意性结构图；图4是示出打印机的调色剂供给容器的结构的结构图；图5是示出根据第一实施方式的图像显影装置的光学传感器的附近的结构的主要部分的透视图；图6是示出根据第二实施方式的图像显影装置的光学传感器的附近的结构的主要部分的透视图；图7A、7B和7C是探测到的输出波形的示意图，其中，在光接收过程中光学传感器的输出电压以每恒定间隔绘出；图8是示出当肋布置在根据第二实施方式的图像显影装置的上罐的探测单元的上游侧时，调色剂的流动的视图；图9是示出当肋没有布置在图像显影装置的上罐的探测单元的上游侧时调色剂的流动的视图；图IOA和IOB是示出在垂直于上部传送元件的旋转轴的横截面内调色剂的运动的视图；图IlA和IlB是绘出第二实施方式的评估试验的结果的曲线；以及图12是示出当肋设置在根据第二实施方式的图像显影装置的上罐的探测单元的上游侧和下游侧时调色剂的运动的视图。附图标记的描述I感光体2充电辊3图像显影装置4调色剂供给容器5转印辊6清洁单元
7中间转印带8二次转印辊9定影装置10成像单元11传感器12带清洁单元12a清洁刮刀12b金属清洁相对辊12c传送线圈30图像显影辊31下部传送元件32下罐33上部传送元件34上罐34a侧壁35供给辊36分隔元件37第一连通口38第二连通口39调整元件41搅拌器41a旋转轴41bPET 薄膜42调色剂传送元件50光学传感器52第一光导53第二光导54清洁元件61a光束61b空间62发光平面
63 入射平面71 上游肋72 下游肋
具体实施例方式[第一实施方式]下面，解释应用于彩色打印机的实施方式(称作第一实施方式)，该彩色打印机是利用电子照相方法的成像设备。图2是示出根据第一实施方式的打印机的主要部分的结构。如图I所示，在打印机中，四个成像单元10C、10YU0M和IOK沿着中间转印带平行布置并且均匀间隔开预定距离，所述四个成像单元形成黄色调色剂图像、品红色调色剂图像、青色调色剂图像和黑色调色剂图像，所述中间转印带水平延伸。下面，后缀C、Y、M、Bk分别表示青色、黄色、品红色和黑色的颜色。由于四个成像单元10C、10YU0M和IOBk的结构除了颜色之外相同，在下面的解释中有时省略该后缀。成像单元10C、10Y、IOM和IOBk分别包括相应的感光体1C、1Y、IM和lBk。每个感光体1C、1Y、IM和IBk是沿着图I中顺时针方向旋转的图像支撑体。在感光体1C、1Y、1M和IBk的周围区域中，相应的充电辊2C、2Y、2M和2Bk ;相应的图像显影装置3C、3Y、3M和3Bk ;相应的转印辊5C、5Y、5M和5Bk ;以及相应的清洁单元6C、6Y、6M和6Bk分别以这个顺序布置。此外，相应的曝光装置(未示出)布置在成像单元10之上。上述充电辊2分别布置成接触感光体I的表面或者布置在感光体I的表面的附近。通过施加偏压，每个充电辊2导致 相应的感光体I被充以预定的极性和预定的电压。对于每个上述曝光装置，LD或LED用作发光元件。曝光装置将基于图像数据调制的相应的光束L照射到被充电辊2充电的相应的感光体I上。以这种方式，在相应的感光体I上形成静电潜像。每个上述图像显影装置3通过执行接触显影方法执行接触显影，该接触显影方法利用包括调色剂的单组份显影剂。如后面描述的，在每个图像显影装置3中，将图像显影装置3内的显影剂支撑并传送到面对相应的感光体I的部分的相应的图像显影辊30布置在图像显影装置3的面对相应感光体I的相应开口处。在每个图像显影装置3中，通过施加到相应显影辊30上的显影偏压和形成在相应感光体I的表面上的静电潜像之间的电压差，充电的调色剂在被显影的区域内粘附到静电潜像上。以这种方式，静电潜像被显影。此外，用于将相应颜色的调色剂供给到相应的图像显影装置3的调色剂供给容器4连接到相应的图像显影装置3的上部。在此，每个图像显影装置3被构造成利用具有单组分的显影剂。此夕卜，每个调色剂供给容器4具有使得调色剂供给容器4直接将相应颜色的调色剂供给到相应的图像显影装置3内的结构。但是，每个调色剂供给容器4可以不连接到相应图像显影装置3的上部，并且调色剂供给容器4可以具有使得相应颜色的调色剂通过打印机内布置的供给通道供给到相应的图像显影装置3的结构。上述中间转印带7被包括驱动辊在内的多个传送辊(未示出)支撑。中间转印带7可以沿着图I中顺时针方向移动。中间转印带7夹在每一对上述转印辊5和相应的感光体I之间，并且每个转印辊5面对相应的感光体I。当调色剂图像被转印时，每个转印辊5通过预定的压力与相应感光体I相接触，并且电压施加到转印辊5上。然后，在转印辊5和相应感光体I之间夹持的转印辊隙部分处，相应感光体I的表面上的调色剂图像被转印到中间转印带7上。分别被成像单元IOC、IOYUOM和IOBk所显影的感光体I上的调色剂图像被相应的转印辊5依次转印到中间转印带7上并重叠。此外，二次转印辊8相对于成像单元10C、10YU0M和IOBk布置在中间转印带7的移动方向的下游侧。转印并重叠到中间转印带7上的黄色图像、青色图像、品红色图像和黑色图像被二次转印辊8—起转印到记录纸张上。其上被转印了调色剂图像的记录纸张被传送到定影装置9。然后，记录纸张被加热和加压，并且调色剂图像被固定到记录纸张上。此后，记录纸张被从纸张排出部分(未示出)弹出。此外，传感器11布置在中间转印带7的周围区域。这个传感器11(如光学传感器，为此结合了镜面反射方法和漫反 射方法)测量转印并附着到中间转印带7上的调色剂的量以及相应颜色的调色剂图像的位置。传感器11所获得的数据被用于调节图像密度和位置。此外，带清洁单元12布置在中间转印带7的周围区域。带清洁单元12在二次转印已经完成之后清洁中间转印带7。带清洁单元12包括清洁刮刀12a和金属的清洁相对棍12b。清洁刮刀12a与中间转印带7滑动接触，使得清洁刮刀12a在与中间转印带7的移动方向相反的方向上倾斜。金属清洁相对棍12b和清洁刮刀12a夹持中间转印带7。金属清洁相对辊12b布置在通过中间转印带7面对清洁刮刀12a的位置处。被带清洁单元12的清洁刮刀12a去除的调色剂被传送线圈12c传送并存放在废调色剂存放单兀(未不出)中。图2是示出成像单元10的结构的示意性结构图。如图2所示，成像单元10是处理盒，其整体地包括感光体I、充电辊2、图像显影装置3、调色剂供给容器4和清洁单元6。成像单元10可拆卸地安装到成像设备的主体上。在此，成像单元10可拆卸地安装到主体上，但是该结构不局限于此。例如，每个感光体I、充电辊2、图像显影装置3、调色剂供给容器4和清洁单元6作为一个单元可以用新的替代。接着详细描述上面的图像显影装置3。图3是示出图像显影装置3的内部结构的示意性结构图。如图2和3所示，图像显影装置3在其中包括下罐32和上罐34。下罐32存放调色剂，该调色剂被供给到图像显影辊30。此外，下罐32包括下部传送元件31，它是第一传送元件，将调色剂沿着图像显影辊30的轴线方向传送。下罐32形成第一传送路径。上罐34包括上部传送元件33，它放置在下罐32之上，并且作为第二传送元件，将所存放的调色剂沿着与下部传送元件31的传送方向相反的方向传送。上罐34形成第二传送路径。下部传送元件31和上部传送元件33被例如包括在成像设备的主体内的驱动源通过驱动传动单元驱动，该驱动传动单元例如包括齿轮和轴连接器。下罐32和上罐34被分隔元件36分隔。下罐32和上罐34通过第一连通口 37和第二连通口 38彼此连通，它们分别形成在分隔元件36的轴向的端部上。从调色剂供给容器4向图像显影装置3供给的调色剂被上部传送元件33沿着图像显影辊30的轴向在图3的左向上传送。然后调色剂与内壁碰撞并且通过第一连通口 37掉落。以这种方式，调色剂移动到下罐32中。在下罐32中的调色剂被下部传送元件31沿着图像显影辊30的轴向在图3中的右向上传送。然后调色剂碰撞内壁并且通过第二连通口 38移动到上罐34中。以这种方式，图像显影装置3内侧的调色剂可以沿着分隔元件36的纵向通过第一连通口 37和第二连通口 38在上罐34和下罐32之间循环。此外，除了图像显影辊30和下部传送元件31之外，上述图像显影装置的下罐32至少包括供给辊35和调整元件39。在此，供给辊由弹性体，如海绵形成，并且将下罐32内的调色剂供给到图像显影辊30。调整元件39调整图像显影辊30上的调色剂的量。供给辊35在其旋转时将粘附到供给辊35表面上的调色剂施加并供给到图像显影辊30的表面上。与调色剂的充电极性相同方向并且相对于显影偏压偏置的供给偏压被施加到供给辊35上。供给偏压作用在将调色剂压在图像显影辊30的方向上。在此，调色剂在图像显影辊30的调色剂接触图像显影辊的位置处被预先充电。显影偏压施加到图像显影辊30上，以便在图像显影辊30和感光体I之间形成电场。图像显影辊30沿着图3中逆时针方向旋转。图像显影辊30将支撑在图像显影辊30的表面上的调色剂朝向调整元件39传送并且传送到图像显影辊30面对感光体I的位置处。调整元件39的自由端侧以预定压力滑动接触图像显影辊30的表面。调整元件39导致已经穿过该压力的调色剂成为薄层，并且通过摩擦起电向调色剂增加电荷。具有在与调色剂的充电极性相同的方向并且相对于显影偏压偏置的值的调整偏压可以施加到调整元件30上，以便支持摩擦起电。通过图像显影辊30的旋转，已经变成薄层的调色剂被传送到图像显影辊30面对感光体I的位置。然后，根据施加到显影辊30上的显影偏压和感光体I上的静电潜像所产生的潜像电场，调色剂移动到感光体I的表面上。没有在感光体I上显影并且残留在图像显影辊30上的调色剂被供给辊35回收。从图像显影辊30上去除的调色剂被下部传送元件31通过第二连通口 38传送到上罐34。·在图3所示的图像显影装置3中，下部传送元件31和上部传送元件33中的每一个形成为螺杆，其在一个方向上传送调色剂。但是，图像显影装置3的结构不局限于此。例如，将调色剂在与调色剂的传送方向相反的方向上传送的反向传送单元可以布置在调色剂传送方向的下游端部处。在下罐32和上罐34中的调色剂传送方向的下游侧，调色剂流被内壁阻挡。但是，通过利用反向传送单元向调色剂施加反向驱动力，该反向驱动力在与调色剂的传送方向相反的方向上，可以防止调色剂结块。图4是示出调色剂供给容器4的结构图。如图2和4所示，布置在图像显影装置3的上部的调色剂供给容器4包括调色剂传送元件42，该调色剂传送元件42将调色剂传送至IJ调色剂供给容器4内侧的调色剂供给口(未示出)。如图4所示，搅拌器41例如包括旋转轴41a和固定到旋转轴41a上的柔性材料，如PET薄膜41b。搅拌器41通过旋转确保填充在调色剂供给容器4内的调色剂的流动性，并且向调色剂传送元件42供给调色剂。优选地是，调色剂供给容器4沿着搅拌器41的旋转轨迹具有弧形，以便用光调色剂供给容器4内侧的调色剂。调色剂传送元件42是例如螺杆和线圈形成的元件。调色剂传送元件42可连接到驱动单元(未示出)上，该驱动单元布置在成像设备的主体一侧上。调色剂传送元件和驱动单元的连接和断开通过已知的方法控制，如离合器，使得供给调色剂的驱动可以按需要自由进行。优选地是，调色剂传送元件42被已知的方法控制，使得当布置在图像显影装置3内的光学传感器(后面描述)检测到调色剂短缺时调色剂传送元件42开始旋转操作，并且当光学传感器探测到调色剂满载时，调色剂传送元件42停止旋转操作，以便稳定图像显影装置3内的调色剂的量。被调色剂传送元件42所供给的调色剂的量可以例如通过改变驱动单元的驱动时间、调色剂传送元件42的节圆直径、调色剂传送元件42的尺寸和旋转速度来改变。此外，调色剂传送元件42可以被控制使得调色剂传送元件42的驱动时间响应调色剂流动性(liquidity)的变化而变化，该流动性变化例如由周围环境的温度和湿度的变化所致。此外，如图3所示，图像显影装置3的上罐34包括光学传感器51，它是显影剂量探测单元，探测图像显影装置3内侧的调色剂的残留量。图5是示出光学传感器的附近的主要结构的透视图。如图5所示，在光学传感器51中，安装到主体的侧部上的发光传感器(未不出)照射光束。发射的光束被第一光导52导引到上罐34,该第一光导52安装到图像显影装置3的内壁上并且由高透明度的树脂材料制成。然后，被发光传感器发射的光线通过上罐34内侧的空间进入到第二光导53，并且被导引到上罐34的外部。此后，光接收传感器将光量转变成电压并且探测光存在与否。在探测调色剂的残留量时，通过向发光元件施加电压控制光的发射，并且通过从光接收传感器的输出可以探测到调色剂的存在。当调色剂或外来物质粘附到第一光导52的发光平面62上以及第二光导53的入射平面63上时，用于探测调色剂的残留量的光线被阻挡。由此，会导致错误探测。因此，优选地是，包括有清洁机构，该清洁机构将附着到第一光导52的发光平面62和第二光导53的入射平面63的物质去除，使得清洁元件54，如片材附着到上部传送元件33的旋转轴上、在第一光导52的发光平面62和第二光导53的入射平面63之间，并且清洁元件54在旋转过程中去除所粘附的物质。 顺便提及，为了通过利用上述光学传感器51正确探测图像显影装置3内的调色剂的量，重要的是在从发光传感器起的发射光路中稳定形成调色剂表面。因此，在第一实施方式中，在图像显影装置3的上罐34内的上部传送元件33的调色剂传送速度被设定成大于下部传送元件31的调色剂传送速度，在所述上罐中形成调色剂表面。下部传送元件31和上部传送元件33的调色剂传送速度可以通过改变下部传送元件31和上部传送元件33的螺杆节距、螺杆直径和旋转速度来控制。例如，调色剂传送速度与螺杆节距成比例地变大。这是因为随着螺杆节距的增加，螺杆每转一圈传送的调色剂的量更大。当上部传送元件33的调色剂传送速度大于下部传送元件31的调色剂传送速度时，与在上罐34的最下游侧的端部处的壁面相碰撞的调色剂不会快速移动到下罐32中而是趋于累积。从而，在上罐34内的调色剂表面形成为倾斜的，使得调色剂表面的高度沿着调色剂传送方向从上游侧向下游侧变大。因此，即使调色剂的流动性低，与下部传送元件31的调色剂传送速度和上部传送元件33的调色剂传送速度相同的情况比，调色剂表面的不均匀性也可以减小，并且调色剂表面区域形成在与上罐内的调色剂的残留量相对应的正确位置。于是，光学传感器51能够探测到形成在对应于调色剂残留量的正确位置处的调色剂表面。尤其是，如图3所示，优选地是，光学传感器51布置在从上罐34的纵向的中心部分起，在显影剂传送方向的下游侧的位置处。这是因为在调色剂趋于累积在光学传感器51的光路附近时，即，累积在光学传感器51的探测单元附近时，调色剂表面能够在光学传感器51的探测单元附近形成在与调色剂的残留量相对应的正确位置处。从而，这种结构是优选的。此外，当调色剂趋于累积在光学传感器51的探测单元附近时，更容易利用清洁元件54执行清洁操作。如上所述,在第一实施方式中，上罐34内的显影剂传送速度被设定为大于下罐32内的显影剂传送速度，使得在光学传感器51的探测单元附近，调色剂表面形成在与调色剂的残留量相对应的正确位置处。根据这种结构，调色剂趋于累积在光学传感器51的探测单元附近。这是利用光学传感器51正确探测图像显影装置3内的调色剂量的重要因素。接着，具体解释根据第一实施方式的实施例。首先，解释用在实施例和对比例中的调色剂生产方法。[聚酯I的合成]具有冷却管、搅拌器和氮气入口管的反应容器被填充235份双酚A乙撑氧2-mole加合物，525份双酚A环氧丙烷3-mole加合物、205份对苯二甲酸、47份已二酸和2份二丁基氧化锡。所合成的混合物被允许在230摄氏度下普通压力下反应8个小时。此外，压力被减小IOmmHg到15mmHg范围内的量，并且反应持续5个小时。随后，46份的偏苯三酸酐加入到反应容器中，并且在普通压力下反应持续2个小时。以这种方式，获得聚酯I。聚酯I被发现具有2600的数量平均分子量、6900的重量平均分子 量、44摄氏度的玻璃态转变温度(Tg)以及26的酸度值。[预聚物的合成]具有冷却管、搅拌器和氮气入口管的反应容器被填充682份双酚A乙撑氧2-mole加合物，81份双酚A环氧丙烷3-mole加合物、283份对苯二甲酸、22份偏苯三酸酐和2份二丁基氧化锡。所获得的混合物被允许在230摄氏度下在普通压力下反应8个小时。此外，压力被减小IOmmHg到15mmHg范围内的量并且反应持续5小时。以这种方式,获得中间聚酯I。中间聚酯I被发现具有2100的数量平均分子量、9500的重量平均分子量、55摄氏度的Tg、0. 5的酸度值以及49的羟值。随后，具有冷却管、搅拌器和氮气入口管的反应容器被填充411份的中间聚酯1、89份的异佛尔酮二异氰酸酯以及500份的乙酸乙酯。所形成的混合物被允许在100摄氏度下反应5小时，并且获得预聚物I。在预聚物I中包含的自由异氰酸酯的量被发现是质量上I. 53%。[母料I的制备]首先，40份炭黑(REGAL400R，Cabot公司的产品)，60份粘结剂树脂、它是聚酯树脂(RS-801，Sanyo Chemical Industries有限公司的产品，具有10的酸度值、20000的重量平均分子量(Mw)和64摄氏度的Tg),以及30份水被Henschel混合机混合。然后，其中水被浸泡到颜料凝块中的混合物被获得。该混合物利用双辊揉捏45分钟，双辊的表面温度被设定为130摄氏度。然后，所形成的混合被粉碎机分成尺寸Imm的小块。以这种方式，获得母料I。[颜料/石蜡分散溶液(油相)的生产]配备有搅拌器和温度计的容器被填充有45份的聚酯1、181份的固体石蜡、1450份的乙酸乙酯。所形成的混合物被搅拌并且加热到80摄氏度。然后，所形成的混合物保持在80摄氏度下5个小时。随后，所形成的混合物在一个小时之内被冷却到30摄氏度。接着，容器被填充有500份的母料1、100份的电荷控制剂(I)和100份的乙酸乙酯。所形成的混合物被混合一个小时。以这种方式，获得原料溶液I。然后，1500份的原料溶液I被移动到另一容器中，并且炭黑和石腊在以下条件下利用球研磨机(bead mill) (Ultra Viscomill,MEX有限公司的产品)分散每小时十亿千克的液体供给率、6m/s的盘圆周速度、体积上被封装到80%的0. 5mm氧化锆珠以及3个道次(passes)。接着，425份的聚酯I和230份的聚酯I被加入其中，并且在上述条件下利用球研磨机通过一次。以这种方式，获得颜料/石蜡分散溶液I。此后，颜料/石蜡分散溶液I被调整使得颜料/石蜡分散溶液I中的固体内容物的浓度(在130摄氏度下，30分钟)变成50%。[液态相的生产过程]
在970份的离子交换水、40份的25wt%的有机树脂精细颗粒(苯乙烯-甲基丙烯酸-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸环氧乙烷加合物的硫酸酯的钠盐的共聚物(copolymersof a sodium salt of styrene-methacrylic acid—butyl acrylate-methacrylic acidethylene oxide adduct sulfate ester))的液态分散物、140 份的 48. 5% 十二烧基二苯醚二横酸钠水溶液(Eleminor M0N-7, SanyoChemical Industries, Ltd.制造)、以及 90 份的乙酸乙酯被混合和搅拌，获得牛奶状白色液体。这被称为液态相I。[乳化过程]在975份的颜料/石蜡分散溶液I和2. 6份的异氟尔酮二胺作为胺被TBk同相混合仪(Tokushu Kika Kogyo有限公司的产品)以5000rpm混合I分钟之后,88份的预聚物I被加入其中，所形成的混合被TBk同相混合仪(Tokushu Kika Kogyo有限公司的产品)以5000rpm混合I分钟。随后，1200份的液态相I加入其中，并且所得到的混合物被TBk同相混合仪混合20分钟，同时旋转速度在8000rpm和13000rpm之间调节。以这种方式，获得乳化的浆液I。 [溶剂去除过程]配备有搅拌器和温度计的容器被填充乳化的浆液1，并且在30摄氏度下执行溶剂去除过程8小时。以这种方式，获得分散浆液I。[清洗和干燥过程]在100份分散浆液I在减小压力下过滤之后，执行下面描述的过程(I)至(5)。(I)在100份离子交换水被加到滤饼(filtration cake)之后，所获得的混合物被TBk同相混合机(在12000rpm下10分钟)混合并过滤。过滤物的颜色是奶白色。(2)在900份离子交换水被添加到(I)的滤饼之后，所形成的混合物被TBk同相混合机(在12000rpm下30分钟)混合，同时向其施加超声波振动。然后过滤所形成的混合物。该过程被重复直到浆液的导电性变得小于或等于IOy C/cm。(3)盐酸(10%)被添加到(2)的浆液中，直到浆液的pH值变成4。然后，所形成的混合物被多功能搅拌机(three-one motor)混合30分钟。此后,所形成的混合物被过滤。(4)在100份离子交换水被添加到(3)的滤饼上之后，所形成的混合物被TBk同相混合机(在12000rpm下10分钟)混合。然后，所形成的混合物被过滤。该过程重复直到浆液的导电率变成小于或等于IOii C/cm。以这种方式，获得滤饼I。(5)滤饼I被空气循环干燥仪在42摄氏度下干燥48小时。然后，干燥的滤饼I通过具有75 pm筛孔尺寸的筛网。以这种方式，获得调色剂母体。调色剂母体具有0.974的平均圆度，6. 3 ii m的体积平均颗粒直径(Dv)，以及5. 3 ii m的数量平均颗粒直径(Dp)。此外，Dv/Dp具有I. 19的颗粒尺寸分布。随后，I. 8份的疏水性二氧化硅被加入到100份调色剂母体中，并且所获得的混合物被Henschel混合机混合。以这种方式，获得调色剂实施例。接着，调色剂(I)通过执行以下过程生产，其中，润滑剂作为外部添加剂被加入。没有施加下述过程并且使用了疏水性二氧化硅的调色剂母体被称为调色剂(2)。在这个实施例中，优选地是，多于一种类型的无机精细颗粒被用作外部添加剂，它会增强流动性、静电特性、显影性以及调色剂颗粒的传送能力。优选地是，通过BET方法获得的无机精细颗粒的比表面积在从30m2/g到300m2/g的范围内。此外，优选地是，无机精细颗粒的主要颗粒尺寸在从IOnm到50nm的范围内。
[调色剂(I)的外部添加剂]在质量上I份的硅油被加入到质量上100份的二氧化硅中之后，所得到的混合物被Henschel混合机混合。然后，所得到的混合物在250摄氏度下被硬化或润湿2小时。调色剂(I)的外部添加剂通过对所得到的混合物进行疏水处理而获得。〈聚集度测量方法〉聚集度如下所述测量。作为测量装置(未示出),Hosokawa Micro公司制造的粉末测试仪被使用。所需的附件以如下顺序设定到振动台上(i)振动摄像机(Vitoo-Shoot);
(ii)包装；(iii)分隔环；(iv)筛网(三种类型)上〉中〉下，以及W)压杆。这些附件通过圆形螺母固定。然后操作振动台。测量条件如下 筛网开口(上)75iim筛网开口(中)45iim筛网开口(下)22iim振幅1_样本质量2g振动周期10秒在根据上述过程进行测量之后，聚集度通过以下计算获得(a)计算(在上部筛网上剩余的粉末的质量(wt%)) *1(b)计算(中间筛网上剩余的粉末的质量(wt%)) *0. 6(c)计算(下部筛网上剩余的粉末质量(wt%) ) *0. 2通过上述过程(a)、(b)和(C)获得的值的总和被定义为聚集度(％)。然后，彩色打印机(IpsioSPC310，理光公司制造)被改进使得图像显影装置3 (实施例I到实施例4，和对比例I到对比例3)以及调色剂供给容器4可以安装于其上，并且执行以下试验。处理盒(图像显影装置3)连接到成像驱动电机，使得处理盒被成像驱动电机驱动。调色剂供给容器4通过离合器连接到图像显影装置3的驱动源上，使得调色剂供给容器4被图像显影装置3的驱动源所驱动。利用这种结构，通过连接驱动源和调色剂供给容器4的驱动齿轮，调色剂可以被供给。如上所述，基于包含油的氧化硅材料(其作为外部添加剂添加)的存在与否，制备具有不同流动性的两种调色剂(调色剂(I)和调色剂(2))，并且被用于实验中。在该试验中，首先，进行用于评估感光体的耐久性的检查。在该检查中，进行运行测试，其中，感光体的运行距离是1000m，检查感光体的膜厚度的变化。对于膜厚度的测量，使用作为膜厚度测量装置的FischerScope MMS (Fischer Instrucment K. K.制造)，并且检查磨损量是否小于或等于0.5 ym。随后，调色剂被供给到图像显影装置3，并且同时，相对于探测在图像显影装置3内剩余的调色剂的量的能力进行测试。观察传感器的输出。采样频率被设定为20nm，并且采样执行4秒。输出电压被二进制化，并且确定光是否被透射。在时间间隔期间光线被阻挡时确定调色剂存在，该时间间隔的总和被设定为长于或等于整个采样间隔的80%。图像显影装置3具有150g的最大调色剂装载容量。该传感器被布置在与调色剂的表面相对应的高度处，该表面理想上由90g调色剂形成。即，传感器被布置在这样的位置处，即，在该位置，传感器能够探测到理想上由90g调色剂形成的调色剂表面。利用这种结构，在图像显影装置3内存储的调色剂的量被探测，同时供给调色剂。由此，被探测的重量被定义为已经供给到图像显影装置3的调色剂的重量，直到传感器的输出表明光线被调色剂阻挡为止。为了稳定操作，确定所供给的调色剂的重量在90g±30g的范围内。[实施例I]在实施例I中，使用调色剂(1)，具有35mm节距的螺杆元件被用作上罐34内的上部传送元件33。具有25mm节距的螺杆元件被用作下罐32内的下部传送元件31。光学传感器31的探测位置被设定在分隔元件36的第一连通口 37之上。[实施例2]与实施例I相同的条件被应用于实施例2，除了上罐34内的上部传送元件33的螺杆旋转齿轮的齿数从45增加到48，并且上部传送元件33的旋转速度增加。·
[实施例3]与实施例I相同的条件被应用于实施例3，除了光学传感器51的探测位置从分隔元件36的第一连通口 37朝向调色剂传送方向的上游偏移20mm。[实施例4]与实施例I相同的条件被应用于实施例4，除了螺杆桨叶的调色剂传送方向的最下游侧起的两个节距被改变使得传送方向相反。[对比例I]与实施例I相同的条件被应用于对比例1，除了使用调色剂(2)。[对比例2]与实施例I相同的条件被应用于对比例2，除了上罐34内的上部传送元件33的螺纹节距以及下罐32内的下部传送元件31的螺纹节距被设定为25mm。[对比例3]与实施例I相同的条件被应用于对比例3，除了上罐34内的上部传送元件33的螺杆旋转齿轮的齿数从45减小为42，并且上部传送元件33的旋转速度降低。表I示出试验结果。表I:
权利要求
1.ー种图像显影装置，包括 显影剂支撑体，所述显影剂支撑体被构造成支撑显影剂并且被构造成将显影剂传送到面对潜像支撑体的部分； 第一传送路径，在该第一传送路径中布置第一传送元件，所述第一传送元件被构造成沿着所述显影剂支撑体的轴线方向传送显影剂； 第二传送路径，在该第二传送路径中布置第二传送元件，所述第二传送元件被构造成在与第一传送元件的显影剂传送方向相反的方向上传送显影剂，所述第二传送路径布置在所述第一传送路径上方； 分隔元件，所述分隔元件被构造成分隔所述第一传送路径和第二传送路径，并且具有第一连通ロ和第二连通ロ，所述第一传送路径和第二传送路径被构造成在轴线方向的第一端部和第二端部通过所述第一连通ロ和第二连通ロ彼此连通， 其中，所述图像显影装置包括显影剂量探测单元，该显影剂量探测单元包括光学探測単元，该光学探测单元布置在所述第二传送路径中并且被构造成光学上探测所述图像显影装置内的显影剂的量，并且 其中，使得所述显影剂累积在所述图像显影装置的显影剂量探测单元的附近。
2.如权利要求1所述的图像显影装置，其中，由所述第二传送元件的第二显影剂传送速度大于由所述第一元件的第一显影剂传送速度。
3.如权利要求2所述的图像显影装置，其中，所述第一传送元件是第一螺杆而第二传送元件是第二螺杆，其中，第一螺杆和第二螺杆的每ー个中，桨叶安装到旋转轴上；并且 其中，所述第二传送元件的第二螺纹节距大于所述第一传送元件的第一螺纹节距。
4.如权利要求2所述的图像显影装置，其中，所述第二传送元件的第二旋转速度大于所述第一传送元件的第一旋转速度。
5.如权利要求2所述的图像显影装置，其中，所述第一传送元件和所述第二传送元件中的至少ー个包括反向传送单元，所述反向传送单元形成在所述显影剂传送方向的下游端部，并且被构造成在与所述显影剂传送方向相反的方向上传送显影剂。
6.如权利要求1所述的图像显影装置，其中，所述显影剂量探测单元包括第一光导元件，该第一光导元件被构造成将从所述显影剂量探測单元输出的光导引到放置于所述第二传送路径中的光学探测单元；以及第二光导元件，该第二光导元件被构造成将来自光学探测单元的光通过所述第二传送路径内的空间导引到第二传送路径的外侧； 其中，所述第一光导元件的发光平面和所述第二光导元件的入射平面通过安装到所述第二传送元件的旋转轴上的片状材料的滑动操作而周期性清洁，其中，由所述第一光导元件导引的光从所述第一光导元件的发光平面发出，而从所述发光平面发出的光进入所述第ニ光导元件的入射平面；并且 其中，在第一光导元件和第二光导元件之间的部分处的显影剂传送速度小于在第二传送路径中第一光导元件和第二光导元件之间的部分之外的部分处的显影剂传送速度。
7.如权利要求6所述的图像显影装置，其中，所述第二传送元件是螺杆，使得桨叶安装到第二元件的旋转轴上，且 其中，在第二元件的旋转轴中的与第二传送路径中的光学探测单元相对应的部分处没有安装桨叶，在所述部分中，设置一部分第一光导元件和一部分第二光导元件。
8.如权利要求7所述的图像显影装置，其中，在光学探测单元的显影剂传送方向的上游侧布置有上游阻挡元件，该上游阻挡元件被构造成调整一部分所述显影剂流。
9.如权利要求8所述的图像显影装置，其中，所述上游阻挡元件是形成在所述第二传送路径的内壁上的肋。
10.如权利要求9所述的图像显影装置，其中，所述上游阻挡元件的上端的高度大于所述第一光学导引元件的上游的高度。
11.如权利要求10所述的图像显影装置，其中，所述上游阻挡元件设置在距所述第一光导元件的显影剂传送方向的上游侧的端面10mm之内。
12.如权利要求11所述的图像显影装置，其中，所述第一光导元件的发光平面和第二光导元件的入射平面设置在所述第二传送元件的旋转轴和第二传送路径的内壁之间；且 其中，与第二传送元件的旋转轴相比，所述上游阻挡元件更靠近所述第二传送路径的内壁，其中，所述发光平面和入射平面设置在所述内壁的之上。
13.如权利要求12所述的图像显影装置，其中，在光学探测单元的显影剂传送方向的下游侧处布置有下游阻挡元件，该下游阻挡元件被构造成调整一部分显影剂流。
14.如权利要求13所述的图像显影装置，其中，所述下游阻挡元件是形成在所述第二传送路径的内壁上的肋。
15.如权利要求6所述的图像显影装置，其中，所述第二导引元件在显影剂传送方向的下游侧上的端面和在第二光导元件的显影剂传送方向的下游侧上安装于所述第二传送元件的旋转轴上的一个桨叶的端面之间的距离小于或等于10mm，其中，在所述第二光导元件的显影剂传送方向的下游侧上安装于第二传送元件的旋转轴上的桨叶中，所述ー个桨叶设置成最靠近所述第二光导元件的端面。
16.如权利要求1所述的图像显影装置，其中，所述显影剂是调色剂，该调色剂的聚集度在大于或等于60%且小于或等于95%的范围内。
17.如权利要求16所述的图像显影装置，其中，所述调色剂的外部添加剂包括含油成分。
18.ー种处理盒，该处理盒可拆卸地安装到成像设备上，所述处理盒整体上支撑 潜像支撑体，该潜像支撑体被构造成支撑潜像；以及 从充电单元、显影单元和清洁单元中选择的至少ー个单元，所述充电单元被构造成均匀充电所述潜像支撑体；所述显影単元被构造成显影所述潜像支撑体上的潜像；以及所述清洁单元被构造成清洁所述潜像支撑体， 其中，所述处理盒包括图像显影装置，该图像显影装置包括 显影剂支撑体，所述显影剂支撑体被构造成支撑显影剂并且被构造成将显影剂传送到面对潜像支撑体的部分； 第一传送路径，在该第一传送路径中布置第一传送元件，所述第一传送元件被构造成沿着所述显影剂支撑体的轴线方向传送显影剂； 第二传送路径，在该第二传送路径中布置第二传送元件，所述第二传送元件被构造成在与第一传送元件的显影剂传送方向相反的方向上传送显影剂，所述第二传送路径布置在所述第一传送路径上方； 分隔元件，所述分隔元件被构造成分隔所述第一传送路径和第二传送路径，并且具有第一连通ロ和第二连通ロ，所述第一传送路径和第二传送路径被构造成在轴线方向的第一端部和第二端部通过所述第一连通ロ和第二连通ロ彼此连通， 其中，所述图像显影装置包括显影剂量探测单元，该显影剂量探测单元包括光学探測単元，该光学探测单元布置在所述第二传送路径中并且被构造成光学上探测所述图像显影装置内的显影剂的量，并且 其中，使得所述显影剂累积在所述图像显影装置的显影剂量探测单元的附近。
19.ー种成像设备，该成像设备包括 潜像支撑体，该潜像支撑体被构造成支撑潜像；以及 图像显影単元，该图像显影单元被构造成显影所述潜像支撑体上的潜像， 其中，所述图像显影单元包括 显影剂支撑体，所述显影剂支撑体被构造成支撑显影剂并且被构造成将显影剂传送到面对潜像支撑体的部分； 第一传送路径，在该第一传送路径中布置第一传送元件，所述第一传送元件被构造成沿着所述显影剂支撑体的轴线方向传送显影剂； 第二传送路径，在该第二传送路径中布置第二传送元件，所述第二传送元件被构造成在与第一传送元件的显影剂传送方向相反的方向上传送显影剂，所述第二传送路径布置在所述第一传送路径上方； 分隔元件，所述分隔元件被构造成分隔所述第一传送路径和第二传送路径，并且具有第一连通ロ和第二连通ロ，所述第一传送路径和第二传送路径被构造成在轴线方向的第一端部和第二端部通过所述第一连通口和第二连通ロ彼此连通， 其中，所述图像显影装置包括显影剂量探测单元，该显影剂量探测单元包括光学探測単元，该光学探测单元布置在所述第二传送路径中并且被构造成光学上探测所述图像显影装置内的显影剂的量，并且 其中，使得所述显影剂累积在所述图像显影装置的显影剂量探测单元的附近。
全文摘要
一种图像显影装置，包括显影剂支撑体；其中布置第一传送元件的第一传送路径；其中布置第二传送元件的第二传送路径；以及分隔第一传送路径和第二传送路径的分隔元件，所述分隔元件具有第一连通口和第二连通口。所述第一传送路径和第二传送路径通过所述第一连通口和第二连通口彼此连通。所述图像显影装置包括显影剂量探测单元，其包括光学探测单元，该光学探测单元布置在所述第二传送路径中并且被构造成光学上探测所述图像显影装置内的显影剂的量，并且，使得所述显影剂累积在所述显影剂量探测单元的附近。
文档编号G03G15/08GK102959474SQ201280001657
公开日2013年3月6日 申请日期2012年3月5日 优先权日2011年3月14日
发明者中武直树, 久保田智广, 钓谷翔, 长友雄司, 松野泰英, 加藤博秋, 足立知哉, 宫崎瑠美, 宫崎贵史, 山下刚司, 阿部杏子, 藤原泰宏, 真田贵宽 申请人:株式会社理光