本發(fā)明涉及通過使用電子照相成像方法在記錄介質上形成圖像的、諸如電子照相復印機、電子照相打印機(例如，激光束打印機和LED打印機)、傳真設備的成像裝置，本發(fā)明還涉及能夠可拆卸地附連到成像裝置的處理盒、以及包含到成像裝置或處理盒中的顯影裝置。

背景技術：

用于成像裝置的顯影裝置包括用于將隨著成像被消耗的調色劑從容納調色劑的調色劑瓶供應到用于執(zhí)行顯影處理的顯影裝置的配置。特別地，有一種配置，其具有調色劑瓶和作為顯影劑加壓供應機構的泵，并且根據(jù)由泵的收縮導致的內部壓力的增加而將調色劑從顯影劑加壓供應機構供應到顯影裝置。

然而，在通過使用這樣的泵供應調色劑的配置中，在調色劑供應期間顯影裝置中的內部壓力發(fā)生變化，并且因此，在調色劑供應期間顯影裝置中的內部壓力變?yōu)榇笥谠谠O備外部的空氣壓力，使得調色劑可能噴出到顯影裝置外部。所以，在過去已公開用于防止該情況發(fā)生的方法。

例如，日本專利特開No.2012-93736公開了一種用于將調色劑從具有泵的泵容納單元經(jīng)由具有傳送路徑的傳送室供應到顯影裝置的配置，其中該配置防止調色劑噴出到傳送室中并且具有用于允許向外部通氣的過濾器。使用該配置，進行向外部通氣，使得防止內部壓力增加，并且防止調色劑噴出到顯影裝置的外部。

然而，在使用過濾器來防止內部壓力增加并且防止調色劑噴出的配置(例如，在日本專利特開No.2012-93736中公開的配置)中，即使采取各種各樣的對策，過濾器也可能由于長期使用而堵塞。在過濾器被堵塞的情況下，失去過濾器的通氣功能，顯影裝置的內部壓力增加，調色劑從顯影裝置噴出，調色劑在成像裝置中分散，片材被涂污，并且這可能導致圖像質量的降低。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明有效地防止當顯影裝置中的內部壓力增加時發(fā)生的調色劑從顯影裝置噴出。

本發(fā)明的示例性配置是一種顯影裝置，其包括：供應路徑，其配置成供應顯影劑；排出路徑，其配置成排出從所述供應路徑供應的顯影劑并且執(zhí)行顯影；顯影劑保持部分，其配置成在所述排出路徑處施加用于保持顯影劑的預定力；以及顯影劑容納部分，其容納從所述供應路徑供應的顯影劑，并且具有空間體積，使得當在容納預定量的顯影劑的狀態(tài)下從所述供應路徑供應顯影劑時，顯影劑不會隨著所述顯影劑容納部分的內部壓力的增加而從由所述顯影劑保持部分施加有預定力的所述排出路徑噴出。

根據(jù)本發(fā)明可以有效地防止當顯影裝置中的內部壓力增加時發(fā)生的調色劑從顯影裝置噴出。

本發(fā)明的另外特征將從參考附圖的示例性實施例的以下描述變得明顯。

附圖說明

圖1是示出成像裝置的橫截面示意圖。

圖2是示出調色劑加壓供應機構和顯影設備的橫截面示意圖。

圖3A和3B是示出調色劑加壓供應機構的示意性透視圖和橫截面示意圖。

圖4A和4B是示出顯影設備的示意性透視圖和橫截面示意圖。

圖5A和5B是示出在調色劑供應之前和之后顯影設備中的調色劑的試劑表面的狀態(tài)的圖。

圖6是用于描述基于空氣壓力差施加到承載在顯影輥上的調色劑的力的圖。

圖7是用于描述用于在顯影輥上承載調色劑的力的圖。

圖8是示出指示存在/不存在調色劑噴出到顯影設備的外部的實驗的結果的表。

圖9是示出指示存在/不存在發(fā)生圖像中的空圖像(void image)的實驗的結果的表。

具體實施方式

[第一實施例]

<成像裝置>

在下文中，將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的成像裝置A的完整配置以及成像期間的操作。

如圖1中所示，成像裝置A包括將調色劑圖像轉印到片材的成像部分、將片材供應到成像部分的片材進給和傳送部分、以及用于將調色劑圖像定影到片材的定影部分。

成像部分包括感光鼓1(圖像承載部件)、充電輥2、顯影設備4(顯影裝置)、清潔刮刀7、轉印輥5、以及激光掃描儀單元3。

當形成圖像時，控制設備55發(fā)出打印信號，如圖3B中所示，并且進給傳送輥9和傳送輥8將堆疊和容納在片材堆疊部分10上的片材進給到成像部分。

另一方面，在成像部分處，充電輥2施加充電偏壓，使得與充電輥2接觸的感光鼓1的表面被充電。

其后，激光掃描儀單元3從設在其中的光源(未示出)發(fā)射激光，并且將激光照射到感光鼓1。所以，感光鼓1的電勢部分地減小，并且根據(jù)圖像信息的靜電潛像形成于感光鼓1的表面上。

其后，當顯影偏壓施加到設在顯影設備4中的顯影輥6時，調色劑從顯影輥6附連到形成于感光鼓1的表面上的靜電潛像，使得形成調色劑圖像。形成于感光鼓1的表面上的調色劑圖像進給到形成于均設置成可旋轉的感光鼓1和轉印輥5之間的轉印夾持部。當調色劑圖像到達轉印夾持部時，具有與調色劑相反極性的轉印偏壓施加到轉印輥5，使得調色劑圖像轉印到片材。

其后，具有轉印到其上的調色劑圖像的片材傳送到定影設備11，并且調色劑圖像在形成于定影設備11的加熱部分和加壓部分之間的定影夾持部處被加熱和加壓，使得調色劑圖像定影在片材上。其后，片材由排出輥12傳送，并且排出到紙排出部分13。

<調色劑加壓供應機構>

隨后，將詳細地解釋調色劑加壓供應機構60(顯影劑供應部分)的配置。調色劑加壓供應機構60將調色劑經(jīng)由傳送路徑32供應到顯影設備4，如圖2中所示。在本實施例中，調色劑使用單磁性組分調色劑。

調色劑加壓供應機構60包括容納調色劑的調色劑瓶21、和用于根據(jù)由泵23(內部壓力可變單元)生成的內部壓力變化將容納在調色劑瓶21中的調色劑從調色劑排出口25供應到傳送路徑32的泵容納單元24。

如圖3A中所示，用于將調色劑從調色劑瓶21供應到傳送路徑32的機構包括用于可旋轉地支撐調色劑瓶21的泵容納單元24和用于驅動和旋轉調色劑瓶21的旋轉驅動機構50。然后，使用由該旋轉驅動機構50給予的旋轉驅動，調色劑從調色劑瓶21引導到泵容納單元24。應當注意，調色劑瓶21能夠可拆卸地附連到泵容納單元24。

在泵容納單元24中，如圖3B中所示，泵驅動齒輪51由受控制設備55控制的驅動馬達56基于由傳送路徑32中的調色劑傳感器31提供的調色劑剩余量檢測結果驅動。其后，當驅動由泵驅動齒輪51經(jīng)由驅動接收部分52給予時，由接合部分53接合的泵驅動部件54被驅動，使得泵23執(zhí)行收縮操作。根據(jù)該收縮操作，空氣和調色劑從調色劑排出口25供應到傳送路徑32。

在本實施例中，泵23使用由樹脂制造并且形成波紋管狀的泵，其是容量可以根據(jù)往復運動變化的容量可變類型的泵。該波紋管狀泵具有以周期方式交替形成的多個“山折疊”部分和“谷折疊”部分。

如圖2中所示，傳送路徑32具有以可旋轉方式提供的傳送路徑螺旋體33，并且當該傳送路徑螺旋體33旋轉時，調色劑在向著顯影設備4的方向上(如圖2中所示在箭頭X的方向上)傳送。其后，調色劑傳送到設在傳送方向上的下游側并且位于顯影設備4的縱向方向上的一個端部部分處的調色劑供應口29(供應路徑)，并且調色劑從該調色劑供應口29供應到顯影設備4。

<顯影裝置>

隨后，將詳細地解釋用作顯影裝置的顯影設備4的配置。如圖4中所示，顯影設備4包括外殼30，并且從調色劑加壓供應機構60供應的調色劑容納在該外殼30的內部中。更具體地，在顯影設備4中，用于容納調色劑的部分(顯影劑容納部分)由外殼30形成。

顯影設備4包括顯影設備螺旋體27、攪拌傳送部件26、顯影輥6、以及顯影刮刀15。用作顯影劑保持部分的顯影輥6設在從顯影設備4排出調色劑并且執(zhí)行顯影的敞開口34(排出路徑)中。顯影輥6包括在其內部中的顯影磁體14。使用顯影磁體14的磁吸引力，調色劑承載在輥上，并且調色劑供應到形成于感光鼓1的表面上的靜電潛像以顯影靜電潛像。顯影刮刀15限制承載在顯影輥6上的調色劑的膜厚度。顯影設備螺旋體27設在調色劑供應口29緊下方，并且當顯影設備螺旋體27旋轉時，顯影設備螺旋體27將供應到顯影設備4的縱向方向上的一個端側的調色劑傳送到顯影設備的縱向方向上(圖4A中的箭頭Y的方向上)的另一端側。在調色劑被傳送的同時由顯影設備螺旋體27傳送的調色劑的一部分下落到攪拌傳送部件26側。當攪拌傳送部件26旋轉時，在調色劑被攪拌的同時調色劑供應到顯影輥6。

如圖2中所示，均檢測調色劑剩余量的調色劑傳感器28和調色劑傳感器31相應地設在顯影設備4中和傳送路徑32中。在本實施例中，這些調色劑傳感器使用磁導率傳感器，當在檢測表面周圍作為磁性物質的調色劑較多時傳感器輸出高輸出電壓，當調色劑較少時調色劑傳感器輸出低輸出電壓。因此，可以從獲得的輸出電壓檢測調色劑剩余量。在本實施例中，磁導率傳感器用作調色劑傳感器，但是本實施例不限于此，調色劑傳感器可以是用于根據(jù)調色劑的量給予輸出的傳感器。

如上所述，如下所述地供應調色劑。當傳送路徑32中的調色劑傳感器31的輸出等于或小于預定電壓時，根據(jù)控制設備55的命令開始調色劑瓶21的旋轉。當顯影設備4中的調色劑傳感器28的輸出等于或小于預定電壓時，傳送路徑螺旋體33根據(jù)控制設備55的命令旋轉以將調色劑供應到顯影設備4。

<在用泵進行調色劑供應操作期間調色劑的噴出>

隨后，將詳細地解釋在用泵23進行調色劑供應操作期間調色劑的噴出。圖5A和5B是示出在調色劑供應操作之前(圖5A)和調色劑供應操作之后(圖5B)之后顯影設備4中的調色劑的試劑表面的狀態(tài)的圖。根據(jù)由泵23的收縮導致的內部壓力的變化，調色劑供應到顯影設備4，使得如圖5A和5B中所示，顯影設備4中的調色劑的試劑表面上升，并且顯影設備4中的內部壓力增加。根據(jù)內部壓力的變化，空氣也供應到顯影設備4中，并且因此，顯影設備4中的內部壓力增加。當如上所述供應調色劑時隨著顯影設備4中的內部壓力增加在顯影設備4的內部和外部之間生成空氣壓力差時，在顯影設備4的內部和外部之間的邊界處承載在顯影輥6上的調色劑可能由于該效應噴出到顯影設備4的外部。在該情況下，噴出的調色劑在成像裝置A中分散而涂污其它部件和片材，使得這導致圖像質量的降低。

所以，在顯影設備4中，顯影設備4的空間體積被設置成使得隨著由于泵23的收縮引起的顯影設備4中的內部壓力增加而施加到承載在顯影輥6上的調色劑的力Fair(在下文中稱為噴出力Fair)不大于用顯影輥6承載調色劑的力Ftnr(在下文中稱為承載力Ftnr)。更具體地，噴出力Fair≤承載力Ftnr成立。因此，可以防止調色劑噴出到顯影設備4。在下文中，這將以更具體的方式進行解釋。

首先，將解釋承載力Ftnr。本文中提及的承載力Ftnr是用顯影輥6承載調色劑的力，并且是當噴出力Fair施加到承載在顯影輥6上的調色劑時調色劑抵抗噴出力Fair而停留在顯影輥6上的力。

如上所述，磁吸引力由于顯影磁體14的作用在朝向顯影輥6的方向上施加到承載在顯影輥6上的調色劑。在該情況下，設N是當認為調色劑噴出到顯影設備4外部時在受噴出力Fair的影響最大的區(qū)域R中承載在顯影輥6上的調色劑的磁吸引力的總和(參見圖6)。設μ是承載在區(qū)域R上的調色劑的顆粒的摩擦系數(shù)。然后，承載力Ftnr可以從以下表達式1導出。

Ftnr＝μN…(表達式1)

嚴格地說，為了計算承載力Ftnr，需要不僅考慮調色劑顆粒之間的摩擦系數(shù)μ，而且還要考慮顯影輥6和調色劑之間的摩擦系數(shù)。然而，一般而言，顯影輥6和調色劑之間的摩擦系數(shù)大于調色劑顆粒之間的摩擦系數(shù)。所以，承載力Ftnr的計算結果是當摩擦系數(shù)最小時獲得的計算結果，并且因此，不管是否考慮顯影輥6和調色劑之間的摩擦系數(shù)，調色劑將不從顯影設備4噴出，除非對于該計算結果，調色劑從顯影設備4噴出。

在本實施例中，單磁性組分調色劑用作調色劑，但是只要磁吸引力的總和N和調色劑顆粒的摩擦系數(shù)是已知的，能夠使用其它磁性調色劑，如雙磁性組分調色劑等。然而，優(yōu)選的是使用單磁性組分調色劑，原因是磁吸引力和調色劑量之間的關系是清楚的。

隨后，將解釋噴出力Fair。如圖7中所示，設L(未示出)是調色劑承載區(qū)域在顯影輥6的軸向方向上的長度，并且設r是承載在顯影輥6上的調色劑的厚度。然后，區(qū)域R的面積大小為Lr。在該情況下，可以從壓力和面積大小的乘積計算施加到區(qū)域R的噴出力Fair的大小。所以，當調色劑供應之前顯影設備4的內部壓力表示為P1，并且調色劑供應之后顯影設備4的內部壓力表示為P2時，可以從以下表達式2計算噴出力Fair。

Fair＝(P2-P1)Lr…(表達式2)

嚴格地說，調色劑是顆粒，并且因此，施加到存在于調色劑顆粒之間的空氣的力和施加到調色劑顆粒自身的力是不同的。然而，調色劑顆粒由顯影磁體14所生成的磁吸引力壓縮，并且因此，調色劑顆粒之間的空氣量極小。所以，在本實施例中，當考慮噴出力Fair時，僅僅考慮施加到調色劑的力。

所以，在供應調色劑之前顯影設備4的內部壓力P1被認為處于與大氣壓相同的狀態(tài)，原因是設備的內部和外部通風，顯影輥6是其間的邊界。另一方面，當設V1(在下文中簡稱為空間體積V1)為在供應調色劑之前不包括容納在顯影設備4中的調色劑體積的空間體積，并且設V2(在下文中簡稱為空間體積V2)為由于泵23的收縮供應的調色劑和空氣的供應體積時，在供應調色劑之后顯影設備4的內部壓力P2可以基于玻意耳定律從以下表達式3導出。

P2＝P1×V1/(V1-V2)…(表達式3)

在該情況下，在供應調色劑之前顯影設備4的內部壓力P1被認為處于與大氣壓相同的狀態(tài)，如上所述，并且可以事先預測內部壓力P1。所以，當空間體積V1和供應體積V2的值改變使得預定量或更少的調色劑容納在顯影設備4中時，可以控制內部壓力P2，并且也可以控制噴出力Fair。

如上所述，可以滿足關系Ftnr≥Fair，并且這防止調色劑噴出到顯影設備4的外部?？梢苑乐拐{色劑噴出到顯影設備4的外部而不使用任何過濾器，并且因此，不必定期替換或維護過濾器，并且可以減小運行成本。此外，即使長時期使用之后也不必考慮過濾器的堵塞，并且可以防止調色劑長時期從顯影設備4噴出。

<實驗結果>

隨后，將用若干類型的顯影設備4解釋在調色劑供應期間存在/不存在調色劑噴出的實驗的結果，在若干類型的顯影設備中在調色劑供應期間的供應體積V2相對于在調色劑供應之前的空間體積V1的比率變化。在該實驗中，單磁性組分調色劑用作調色劑，并且使用調色劑顆粒之間的摩擦系數(shù)為0.55的調色劑。

如圖8中所示，在條件1下，調色劑供應期間的供應體積V2相對于調色劑供應之前的空間體積V1為4％。因此，未看到調色劑噴出。在計算結果中，承載力Ftnr>噴出力Fair也成立，并且實驗結果匹配計算結果。

隨后，在條件2下，調色劑供應期間的供應體積V2相對于調色劑供應之前的空間體積V1為8％。因此，未看到調色劑噴出。在計算結果中，承載力Ftnr>噴出力Fair也成立，并且實驗結果匹配計算結果。

隨后，在條件3下，調色劑供應期間的供應體積V2相對于調色劑供應之前的空間體積V1為9％。因此，看到調色劑噴出。在計算結果中，承載力Ftnr<噴出力Fair也成立，并且實驗結果匹配計算結果。

隨后，在條件4下，調色劑供應期間的供應體積V2相對于調色劑供應之前的空間體積V1為20％。因此，看到調色劑噴出。在計算結果中，承載力Ftnr<噴出力Fair也成立，并且實驗結果匹配計算結果。

根據(jù)以上實驗，基于表達式1、2和3滿足承載力Ftnr<噴出力Fair的關系，使得確認調色劑不會從顯影設備4噴出。當單性磁成分調色劑用作調色劑，并且調色劑顆粒之間的摩擦系數(shù)等于或大于0.55時，顯影設備4的空間體積V1設置成使得供應體積V2相對于顯影設備4的空間體積V1等于或小于8％，使得確認可以防止調色劑從顯影設備4噴出而不提供任何過濾器。

在該實驗中，泵23的收縮周期為0.3秒。這是由于在收縮周期等于或大于0.3秒的情況下，瞬時施加到調色劑的壓力減小，并且因此，調色劑不太可能噴出。所以，優(yōu)選地以0.3秒或更大的周期的執(zhí)行泵23的收縮。

隨后，將解釋通過改變顯影設備4中的調色劑體積相對于顯影設備4的容量的比率確認在成像期間存在或不存在發(fā)生空隙圖像的實驗的結果。應當注意圖像的覆蓋率為100％。

如圖9中所示，當相對于顯影設備4的容量，在顯影設備4中的調色劑體積相對于顯影設備4的體積的比率為38％時形成圖像時，未發(fā)生空隙圖像現(xiàn)象。

另一方面，當相對于顯影設備4的空間體積，在顯影設備30中的調色劑體積相對于顯影設備4的容量的比率為37％時形成圖像時，發(fā)生空隙圖像現(xiàn)象。

因此，即使在與成像相關的圖像的覆蓋率最大并且調色劑絕大部分在成像中被消耗的情況下，也發(fā)現(xiàn)，當容納在顯影設備4中的調色劑體積相對于顯影設備4的容量為38％或更大時不發(fā)生空隙圖像。所以，調色劑被供應使得顯影設備4中的調色劑體積相對于顯影設備4的容量為38％或更大，使得這可以防止在成像期間發(fā)生圖像的空隙圖像現(xiàn)象。應當注意，顯影設備4的容量包括顯影設備4的空間體積和供應到顯影設備4的調色劑的體積。

顯影設備4的體積為700cm³或更小，可以獲得根據(jù)本實施例的顯影設備4的以上效果，同時顯影設備4的尺寸的增加被抑制到最小水平。

在本實施例中，顯影設備4配置成附連到成像裝置A的主體，但是本發(fā)明不限于此。更具體地，即使當根據(jù)本實施例的顯影設備4用于具有感光鼓、充電輥、顯影裝置和清潔刮刀并且能夠可拆卸地附連到成像裝置的處理盒時，也可以獲得本發(fā)明的效果。

在本實施例中，顯影設備4中的空間體積被設置成使得顯影劑不會根據(jù)由于泵23的膨脹和收縮引起的內部壓力的增加而噴出。然而，即使當顯影設備4中的空間體積配置成動態(tài)可變時也可以獲得與以上效果相同的效果，并且顯影設備4中的空間體積配置成增加使得即使當由于泵23的膨脹和收縮供應調色劑時內部壓力增加，顯影劑也不會噴出。

盡管已參考示例性實施例描述了本發(fā)明，但是應當理解本發(fā)明不限于所公開的示例性實施例。以下權利要求的范圍將與最廣義解釋一致從而涵蓋所有這樣的修改以及等效結構和功能。

本申請要求2015年10月26日提交的日本專利申請No.2015-209688的權益，上述申請在此通過引用完整地合并于本文中。