显影装置 【技术领域】
本发明涉及在采用电子照相式或静电记录式的复印机、打印机、FAX等中使用的显影装置。
背景技术
以往，在这类图像形成装置中，在显影剂载体的表面承载有作为显像剂的干式显影剂，向承载静电潜像的图像载体的表面附近输送供给显影剂，在图像载体和显影剂载体间施加交替电场的同时使静电潜像显影以实现显像的方法是为我们所熟知的。另外，显影剂载体在一般情况下，由于大多使用显影套管，因此，在以下的说明中，将其称为“显影套管”，另外，显影剂载体在一般情况下，由于大多使用感光体鼓，因此，将称为“感光体鼓”。
作为显影方法，以往，已知可采用所谓磁刷显影法，即：例如采用由2种成分构成(载体粒子和调色剂粒子)的显影剂(2种成分显影剂)，在内部设有磁铁的显影套管表面形成磁刷，使所述磁刷滑擦或接近以微小显影间隙相向设置的感光体鼓，通过在显影套管和感光体鼓之间(S-D之间)施加交替电场，反复进行从调色剂粒子的显影套管侧向感光体鼓侧的转移以及逆向转移，从而进行显影。(例如，参见专利文献1(特开昭55-32060号)，专利文献2(特开昭59-165082号))。
2成分的磁刷显影用地显影装置采用图7、图8所示的结构。图7为以往的显影装置的剖面图，8为其平面图，在图7和8中，101为显影套管，102为固定设置在显影套管101中的磁辊，103为显影室螺杆，104为搅拌室螺杆，105为显影容器，105a为调色剂的补给口，105b为显影室，105c为搅拌室，106是为了在显影套管101表面上形成显影剂薄层而设置的限制板，107为储存调色剂的调色剂储存容器，108为从调色剂储存容器107向显影装置补给调色剂的补给螺杆。如图所示，显像套管101接近感光体鼓109地设置，并以与感光体鼓109相反的方向或相同的方向转动，显影剂(以斜线示出)可以在接触感光体鼓109的状态下进行显影。
在显影容器105中容纳有调色剂粒子和磁性载体混合而成的显影剂，调色剂粒子和磁性载体的混合比(以往，称为T/C比)可通过补给螺杆108、从盛装补给用调色剂的调色剂储存容器107补给与由显影消耗的调色剂的量相当的调色剂。通过显影容器105的补给口105a，使所补给的显影剂下落供给至设有搅拌室螺杆104的搅拌室，以此保持T/C比一定。此时的显影容器105中的调色剂粒子和磁性载体的混合比的检测以及维持方法，可采用以往的各种方法。
例如，实际建议采用的方式为：在感光体鼓的周边设置检测装置，使光照射至从显影套管向感光体鼓侧移动的调色剂，根据此时的透过光和反射光调整调色剂的补给量以维持T/C比的方式；在显像套管上设置检测装置，由将光照射在涂布于显像套管上的显影剂时产生的反射光检测T/C比的方式；在显影容器中设置传感器，利用线圈电感检测传感器附近一定体积内的显影剂的表观导磁率的变化，从而检测T/C比的方式(以下，称为调色剂浓度检测传感器)等。
利用了显影剂的导磁率变化的调色剂浓度检测传感器在例如在导磁率增大的情况下，意味着一定体积的显影剂中的T/C比降低，由于其意味着显影剂中的调色剂量过少，因此，开始补给调色剂。相反，在导磁率减小的情况下，意味着一定体积的调色剂中的T/C增高，由于其意味着显影剂中的调色剂量过大，因此，根据停止调色剂补给的程序来控制T/C比。
另一方面，如图8所示，磁性套管102，显影室螺杆103，搅拌室螺杆104通过图中未示出的马达等驱动源、经齿轮列等驱动传动装置被驱动转动，并以规定的速度、向规定的方向转动，因此，显影容器105中的显影剂以图8中所示的箭头方向循环。由网格线所示的部分为调色剂的补给口105a的位置。在所述补给口105a补给的新的调色剂在被输送了搅拌室中图示A的长度的过程中与显影剂均匀混合，从而充分获得摩擦起电并向显影室循环。在显像室中，通过也以显影套管的轴为轴的磁辊形成的显影磁场形成显影剂的磁刷，附着在磁刷上的调色剂和附着在显影套管102表面上的调色剂转移至形成于感光体鼓109上的静电潜像的图像区域内，以进行显影。
但是，近些年来，伴随电子照相式、静电记录式的复印机，打印机，传真机等的普及，为了实现这些装置的小型化以及降低运行成本，市场上对加大调色剂储存容器的要求日益加强。图9A和9B说明了决定使用了前面所述的2成分显影装置的图像形成装置高度的因素，图9A为示意性剖面图，图9B为从图9A中箭头V方向所示的示意性后视图。此处，图像形成装置内的显影装置的高度H1是由图中未示出装置内的其它装置决定的，假定图9A中所示的位置H1为能设置显影装置的最低位置。
如已说明的那样，随显影装置内的T/C比的降低，从调色剂储存容器107、经补给调色剂螺杆108、由补给口105a补给调色剂。此处，一般情况下，在高于补给口中的粉面高度的位置处设有补给口和开闭机构。由于显影容器为可更换的装置，因此，在高于粉面的位置处的补给口和开闭器中的某一个在其装卸时，能使显影剂难以飞散。
另外，希望调色剂的输送尽可能不要沿与重力相反的方向进行，而是从上至下或水平进行，同时为了避免在调色剂输送路径中出现残留或堵塞这样的不良情况，最好也能避免从下向上的输送。因此，为了避免显影剂的飞散或在调色剂输送路径中产生残留或堵塞等不良情况，最好将补给口设置在高于显影容器粉面的位置处，并且将调色剂储存容器和补给螺杆设置在与其相同或更高的位置处。
此处，由于从实现装置小型化的观点来看，应尽可能地减小达到最上部位置的面的尺寸(图9A的H2)，但从为了降低运行成本而加大调色剂储存容器的观点来看，应尽可能地加大高于显影容器粉面的空间(图9A的H2尺寸)，因此，可以理解“装置的小型化”和“加大调色剂储存容器的容量”是矛盾的要求。
总之，在以往的结构中，为了满足“装置小型化”和“加大调色剂储存容器的容量”中的一项，则会牺牲另一项，若要满足这两项，就要将补给口设置在低于粉面的位置处，并且将调色剂储存容器设置在低于显影装置的位置处以克服重力输送调色剂，因此会产生显影剂的飞散或在调色剂输送路径中出现残留或堵塞的不良情况，从而有损于装置的可靠性。因此，在图像形成装置中，存在不能同时满足装置的小型化和加大调色剂储存容器的容量以维持可靠性的严重问题。
【发明内容】
本发明的一个目的在于提供能够实现装置小型化的显影装置。
本发明的另一个目的在于提供能够兼顾装置小型化以及加大将调色剂补给至显影容器的容器容量的显影装置。
本发明的目的在于提供一种显影装置，用于对形成于图像载体上的静电图像进行显影，其包括：显影容器，其容纳了含有调色剂和载体的显影剂；分隔部，其用于将显影容器分隔为对图像载体上的静电图像进行显影的第1室和接收调色剂补给的第2室；循环装置，其使显影剂在第1室和第2室间循环；调色剂补给通道，其用于向位于第1室下方的第2室的区域补给调色剂；其中，在第2室的设置方式为，从第1室接收显影剂的一侧位于第1室的下方，向第1室交送显影剂的一侧向上倾斜，调色剂补给通道通过分隔部，至少一部分与第1室相向地设置。
另外，本发明的目的在于提供一种显影装置，用于对形成于图像载体上的静电图像进行显影，其包括：显影容器，其容纳了含有调色剂和载体的显影剂；分隔部，其用于将所述显影容器分隔为构成所述显影剂的循环通道的显影室和搅拌室；循环装置，其使显影剂在所述显影室和所述搅拌室间循环；其中，所述搅拌室相对于所述显影室倾斜设置，以使从所述显影室接收显影剂的区域位于所述显影室的下方，向所述显影室交送显影剂的区域位于所述显影室的上方。
参照附图，通过阅读以下的详细说明，将能理解本发明的其它目的。
【附图说明】
图1为第1实施方式的显影装置的透视图。
图2A为从图1中箭头V方向观察本发明实施方式的显影装置的视图。
图2B为显示显影室螺杆和搅拌室螺杆的齿轮结构的一个例子的视图。
图3A为显示在图像形成装置中采用以往显影装置的例子的视图。
图3B为显示在图像形成装置中采用本发明的显影装置的例子的视图。
图3C为从图3B中箭头V方向观察的视图。
图4A为显示在图像形成装置中采用以往的显影装置的例子的视图。
图4B为显示在图像形成装置中采用本发明的显影装置的例子的视图。
图4C为从图4B中箭头V方向观察的视图。
图5为第2实施方式的显影装置的说明图。
图6A为显示在彩色图像形成装置中采用以往的显影装置的例子的视图。
图6B为显示在彩色图像形成装置中采用本发明的显影装置的例子的视图。
图7为以往的显影装置的剖面图。
图8为以往的显影装置的平面图。
图9A为以往的显影装置的示意性剖面图。
图9B为从图9A中箭头V方向所示的示意性后视图。
【具体实施方式】
下面根据附图对本发明的实施方式进行说明。
(第1实施方式)
图1为本发明第1实施方式中显影装置的透视图。在本发明的显影装置中，1为显影套管(显影剂供给部件)，2为磁辊，3为显影室螺杆(第1搅拌输送装置)，4为搅拌室螺杆(第2搅拌输送装置)，5为显影容器。为了易于看到内部而省略了显影容器5的上半部分，并且在由虚线所示的5a处形成有补给口。将显影容器5的内部划分为构成显影剂的循环路径的显影室(第1室)5b以及搅拌室(第2室)5c，5d为其隔壁。
从位于搅拌室5c上部的调色剂补给管(调色剂补给通道)200的补给口5a(在显影容器的纵向，位于图像形成区域内)，通过设置在调色剂补给管200内的补给螺杆8的作用，使与由显影消耗的调色剂相当的量的调色剂下落补给至搅拌室5c内。所述调色剂补给管如图1所示，从搅拌室位置较低侧，以与显影室(显影室螺杆或显影套管)大致平行的方式，引入设置在搅拌室的显影剂输送方向上游侧的补给位置的上部。
与现有技术相同，在搅拌室中通过搅拌室螺杆的作用，进行补给后的调色剂与显影剂的搅拌、摩擦起电，所述显影剂通过显影室中的显影室螺杆的作用在显影容器内循环，通过磁辊、由形成于显影套管上的显影剂的磁刷使感光体鼓的静电潜像显影。图1中箭头显示了显影剂的循环方向。
此处，本发明的显影装置的特征在于：相对于显影套管1和显影室螺杆3的轴向，搅拌室螺杆4的轴向如图所示，产生倾斜，所述倾斜方向为搅拌室螺杆4的显影剂输送方向的上升方向。
即，在搅拌室(底部)，从显影室接收显影剂的一侧位于显影室(底部)的下方，并且朝显影室交送显影剂的一侧向上倾斜设置。如图1所示，调色剂补给管具有使调色剂下落补给至位于显影室下方的搅拌室的区域内的结构。并且，所述调色剂补给管以经由隔壁、至少一部分与显影室相向的方式设置。
另外，显影室螺杆以及搅拌室螺杆的结构为沿显影室以及搅拌室的底部设置，以便能够良好地搅拌输送显影室以及搅拌室内的显影剂。
通过这种结构和布置，能够使装置纵向(重力方向)的结构较为紧凑。
图2A为从图1中V方向观察本发明实施方式的显影装置的视图，若显影室螺杆3水平设置，则在搅拌室螺杆4转动时，搅拌室螺杆4以朝输送显影剂的方向上升的方向倾斜。或者，图2A的A为显影室5b中显影剂粉面的高度，图2A的B为搅拌室5c中显影剂粉面的高度。在显影室螺杆和搅拌室螺杆平行的以往的显影装置中，显影室中的显影剂粉面的高度和搅拌室中显影剂粉面的高度均等于图2A的A，补给口设置在高于图2A的A处。
但是，在本实施方式的显影装置中，因搅拌室螺杆4是倾斜的，因此搅拌室5c中的显影剂粉面的高度降低至图2A的B处，所以若将补给口5a设置在从螺杆纵向+L至+R之间的图5a的位置处，则能够以图2A的C的高度设置补给口5a，若以显影装置为基准，则与以往的例子相比，可以将补给口设置位置降低图2A的D尺寸。
图2B显示了输入显影室螺杆3和搅拌室螺杆4的转动驱动的齿轮结构的一个例子，13为固定在与显影室螺杆3同轴上的齿轮(第1齿轮)，14为固定在与搅拌室螺杆4同轴上的齿轮(第2齿轮)，13为正齿轮，14为斜齿轮。
如现有技术的例子所述，在显影室螺杆和搅拌室螺杆平行的情况下，易于将齿轮设置在螺杆的端部并驱动其转动，而在本实施方式中，由于显影室螺杆和搅拌室螺杆相互扭转，因此，仅靠正齿轮并不能进行驱动传递。但是，如图2B所示，通过采用一个为斜齿轮或锥齿轮，以此可实现直接啮合。因此，即使在本实施方式的显影装置中，也可以与以往的例子一样，实现简单的驱动结构。
另外，图2B虽然显示了13为正齿轮，14为斜齿轮，以及变换旋转中心轴的倾斜的例子，但是，即使14为正齿轮，13为斜齿轮，也不成问题。或者，可采用在2个齿轮中间夹设其它的齿轮以构成齿轮列的结构，通过在所述齿轮列中设置斜齿轮，也可以改变旋转中心轴的倾斜。或者，不言而喻，可以利用锥齿轮来改变驱动轴的扭转。
图3A，3B，3C，4A，4B和4C为用于比较使用了以往的显影装置的图像形成装置和使用本发明的显影装置的图像形成装置的视图，图3A和4A为与图9A相同，采用了以往的显影装置的图像形成装置的示意性侧视图，图3B以及4B为采用了本发明的显影装置的图像形成装置的示意性剖面图，图3C以及4C为从箭头V方向观察图3B以及4B的示意性后视图。
如前所述，通过利用使补给口降低尺寸D，如图3A，3B和3C所示，若图像形成装置的整体高度和图像形成装置中的显影装置的位置一定，通过能够使设定补给口5a的设置位置降低尺寸D，便能够加大调色剂的储存容器(调色剂补给容器)7所占据的图像形成装置内的空间，从而实现大容量的调色剂容器7。所以，能够降低运行成本。
或者，如图4A，4B和4C所示，若调色剂容器7的容量和显影装置的位置一定，仅仅通过使补给口5a设置位置所降低的尺寸，便能够减小图像形成装置的整体高度，从而可实现图像形成装置的小型化。或者，在为了实现图像形成装置的小型化和加大调色剂容器7的容量，而不得已调色剂输送路径的一部分中出现与重力相反的从下向上输送情况下，通过使补给口5a设置位置所降低的尺寸，便能够减小或消除与重力相反的从下向上的输送的情况，从而可以减轻或消除调色剂的残留或堵塞。
结果，所提供的图像形成装置能够兼顾实现图像形成装置的小型化，加大调色剂储存容器7容量以及维持可靠性。
另外，在本发明的显影装置中，在从显影室5b向搅拌室5c的显影剂的反转部(图2A的X)中，粉面存在高度差，在从搅拌室5c向显影室5b的显影剂的反转部(图2A的Y)中，粉面具有大致相等的高度。因此，具有以下优点：与以相同高度的粉面循环的以往的显影装置相比，在反转部X，由于显影剂从粉面较高处向低处循环，因此大大减小了显影剂的逆流。
另外，在本发明的显影装置的容器中，搅拌室5c和显影室5b的圆筒部具有相互扭转的方向。结果，具有的优点为：与搅拌室5c和显影室5b的圆筒部相互平行的以往的显影装置相比，能够提高以薄壁形成容器时的扭转刚性。
采用以上的本发明的显影装置，若图像形成装置的整体高度和图像形成装置中的显影装置的位置一定，通过使补给口的设置位置所降低的尺寸，便能够加大调色剂存储容器可占据的图像形成装置内的空间，从而能够实现大容量的调色剂存储容器，并可以降低运行成本。
另外，若调色剂存储容器的容量和显影装置的位置一定，则通过能使补给口的设置位置所降低的尺寸，便可以减小图像形成装置的整体高度，实现图像形成装置的小型化。
另外，由于采用了调色剂向搅拌室的补给从搅拌室的上方进行的结构，因此，与搅拌室的长度比显影室长、在该较长区域内进行调色剂补给的结构相比，能够尽可能地缩短显影容器纵向的长度。
另外，由于实现了图像形成装置的小型化并加大了调色剂储存容器的容量，因此，若在调色剂输送路径的一部分中，不得已出现了与重力相反从下向上输送的情况，则通过使补给口的设置位置所降低的尺寸，便能够减小或消除与重力相反的从下向上的输送的情况，从而可以减轻或消除调色剂的残留或堵塞。
结果，可以提供高品质的图像形成装置，该装置能够兼顾由图像形成装置的小型化及加大调色剂存储容器的容量所实现的降低运行成本和维持可靠性。
(第2实施方式)
图5显示了本发明第2实施方式的显影装置的例子，与第一实施方式不同的是：在从显影室5b向搅拌室5c的显影剂的反转部(图5的X)中，粉面存在高低差，另外，在从搅拌室向显影室的显影剂的反转部(图5的Y)中，粉面也存在高低差。其它编号的含义与图2相同。
因此，若采用在显影室螺杆3以及搅拌室螺杆4两端的反转部(图5中的X，Y)存在高低差的结构，那么与第1实施方式相比，能够减小显影室5b中粉面高度与搅拌室5c中粉面高度的差，并可略微减小补给口5a所能降低的D尺寸。但是，由于在两个反转部中，显影剂从粉面高处向低处循环，因此，具有的优点是：能够防止显影剂在显影室和搅拌室之间的两条连通路径中产生逆流。
(第3实施方式)
图6A和图6B为由电子照相式的间接复印方式实现的调色剂补给型全色图像形成装置(每一种颜色均设置图像形成单元的逐行图像形成装置)的示意性剖面图。图6A为设置了以往的显影装置的视图，图6B为设置了本发明的显影装置的视图。在图6A和图6B中，201为分离·输送层叠的记录材料的运送装置，202为检测记录材料的顶端并与图像信号同期输送记录材料的拾取辊，203为形成中间图像的复印带，204为填充各4种颜色的调色剂储存容器(YMCB分别显示了黄色、品红、深蓝色、黑色4种颜色)，205为从调色剂储存容器输送必需量的显影剂的补给螺杆，206为含有感光体鼓的显影装置，207为使潜像形成至感光体鼓上的曝光装置，208为通过施加逆向偏压而向复印带复制调色剂图像的复印装置，209为通过施加逆向偏压而从复印带向记录材料复制调色剂图像的复制装置，210为通过加热·加压使调色剂定影为永久图像的定影装置，显影装置106和调色剂储存容器204以在垂直于图面的垂直方向重叠的方式进行设置。通过这种结构，在间接复印式的全色图像形成装置中，通过显影器可看到感光体鼓上的潜像，并能将所述调色剂图像一次转印在复印带上，进而通过外加逆向偏压、将所述图像从记录材料的内部二次转印至记录材料上以形成图像。
此处，决定装置的高度H(Ha：现有技术，Hb：本实施方式)、装置的宽度W(Wa：现有技术，Wb：本实施方式)的很重要的因素为相邻的显影装置的间隔P(Pa：现有技术，Pb：本实施方式)。所述间隔P的设置应确保：连接相邻的补给螺杆205或显影装置206与曝光装置207和感光体鼓的光轴L在图6A的E部或F部不应干涉。
如图6A所示，由于在以往的显影装置中，显影室和搅拌室具有相同的高度，在其上设置补给口并设置补给螺杆，因此，高度·宽度均较大，而如图6B所示，若采用本发明的显影装置，由于以与显影室相同的高度设置了补给口并设置了补给螺杆，因此，可同时减小高度·宽度。即，若采用这种结构，则能够确保从各曝光装置产生的光路，同时实现所谓逐行型图像形成装置的小型化。
因此，对于本发明的显影装置而言，在图像形成装置内排列设置多个显影装置的情况下，在第1、第2实施方式的效果上，还能够进一步加大使装置小型化的效果。
(其它的实施方式)
在前面所述的实施方式中，虽然举例说明了作为图像形成装置的打印机的例子，但是不应局限于此，其同样适用于传真机或复印机。
如上所述，采用上述各个实施方式，因为能够向显影剂补给口补给显影剂，因此，能够加大调色剂储存容器的容量，并实现装置的小型化。因此，能够兼顾实现装置的小型化、加大显影容器的容量并维持可靠性。