显影装置及图像形成装置的制作方法

本发明涉及一种采用具有色调剂和载体的二成分显影剂进行显影的图像形成装置。

背景技术：

在二成分显影电子照相方式的图像形成装置(Multi-Functional Peripheral)中，将可视图像转印于介质(用纸或树脂薄片)上，该可视图像是通过色调剂使形成于作为图像承载体的感光体上的潜像显影而得到的。一般情况下，采用色调剂和载体的二成分显影剂(以下也有仅称为显影剂的情况)的显影装置补给由于显影动作而消耗的色调剂。在彩色的图像形成装置中，上述显影装置分别对应于各黄色(Y)、品红(C)、青色(M)、黑色(K)的色调剂而设置。

图像形成装置所使用的这样的各色的显影剂，在显影装置中被在图像形成动作中旋转的螺杆部件所循环，以使色调剂不会分布不均。通过使该螺杆部件的一部分变形，从而在显影剂的移动过程中促使滞留，将该滞留的显影剂从设置于规定高度的位置的开口向外排出。由此，来进行显影剂的排出。

此外，在上述显影装置中，为了将显影剂引导至感光鼓而采用内置固定磁石的显影套筒。通过该显影套筒内的固定磁石来吸引被螺杆部件所循环的显影剂，并通过显影套筒的旋转引导至感光鼓的表面，将该显影剂所包含的色调剂显影为形成于感光鼓表面的潜像，从而实现可视化。之后，显影剂通过显影套筒的旋转而再次被收纳于上述螺杆部件的循环区域。

但是，该显影套筒所吸引的显影剂是将引导至感光鼓表面的显影剂的量设定为规定量，因此，需要限制其高度，因此，设置有刮墨刀。

但是，在使用在低温下熔融的色调剂的情况下，会产生显影剂在刮墨刀的背面滞留、或者在施加压力时显影剂在刮墨刀的后面凝结附着的现象。为了防止该附着显影剂，执行使进行普通正旋转的搅拌器以及显影套筒临时进行逆旋转、使刮墨刀背面附近的显影剂离开的控制(逆转控制)。该逆转控制在普通印刷结束之后临时性执行。

通常，上述显影套筒的旋转和搅拌器的旋转同步进行。但是，存在以下问题：在通过上述那样的逆旋转来取出显影剂的构造的图像形成装置中，即便是不消耗色调剂的显影装置，显影剂的高度也会逐渐减低。这样的问题是由于如上述那样地通过螺杆部件使显影剂移动、进行逆旋转控制时，显影剂相对于螺杆部件向反方向移动而产生的。

技术实现要素：

本发明提供一种即便螺杆部件进行逆旋转，显影套筒侧的螺杆部件的循环区域的显影剂的高度也不会降低，从而，由此导致的图像劣化少的图像形成装置。

本发明一实施方式所涉及的显影装置，具有：显影装置主体容器，收纳包含色调剂以及载体的显影剂；排出口，排出设置于所述显影装置主体容器内的显影剂；螺杆部件，设置于所述显影装置主体容器内，输送所述显影剂并将所述显影剂从所述排出口排出；螺杆驱动电机，对该螺杆部件进行旋转控制，使其进行正旋转以及逆旋转；显影部件，承载所述显影剂，使所述色调剂附着于具有潜像的感光体以显影，所述显影部件具有能旋转的显影套筒和固定磁石；套筒驱动电机，对所述显影套筒进行旋转控制，使其进行正旋转以及逆旋转；限制部件，与所述显影套筒相对设置，将所述显影部件所承载的所述显影剂限制为规定的厚度；电机旋转控制部，控 制所述螺杆驱动电机以及所述套筒驱动电机的旋转，以使所述螺杆驱动电机引起的所述螺杆部件的逆旋转量少于所述套筒驱动电机引起的所述显影套筒的逆旋转量。

本发明一实施方式所涉及的图像形成装置，具有：显影部，对形成于感光体的静电潜像进行显影；转印部，将在该显影部中显影的图像转印于记录介质；以及定影部，使通过该转印部转印于记录介质上的图像定影。其中，所述显影部具有：显影装置主体容器，收纳包含色调剂以及载体的显影剂；排出口，排出设置于所述显影装置主体容器内的显影剂；螺杆部件，设置于所述显影装置主体容器内，输送所述显影剂并将所述显影剂从所述排出口排出；螺杆驱动电机，对该螺杆部件进行旋转控制，使其进行正旋转以及逆旋转；显影部件，承载所述显影剂，使所述色调剂附着于具有潜像的感光体以显影，所述显影部件具有能旋转的显影套筒和固定磁石；套筒驱动电机，对所述显影套筒进行旋转控制，使其进行正旋转以及逆旋转；限制部件，与所述显影套筒相对设置，将所述显影部件所承载的所述显影剂限制为规定的厚度；电机旋转控制部，控制所述螺杆驱动电机以及所述套筒驱动电机的旋转，以使所述螺杆驱动电机引起的所述螺杆部件的逆旋转量少于所述套筒驱动电机引起的所述显影套筒的逆旋转量。

本发明的一个特征在于：与驱动显影套筒的套筒驱动电机分开设置驱动螺杆部件的螺杆驱动电机。

在下面的实施方式中，控制所述螺杆驱动电机以及所述套筒驱动电机的旋转，以使螺杆驱动电机引起的螺杆部件的逆旋转量少于所述套筒驱动电机引起的所述显影套筒的逆旋转量。

具体而言，对应于每次印刷工作结束，使显影套筒逆旋转，如果达到了规定的印刷页数，则在使显影套筒进行逆旋转的同时，也使螺杆部件进行逆旋转。这样，使螺杆部件的逆旋转量少于显影套筒的逆旋转量。

附图说明

图1是示出一实施方式的彩色图像形成装置的整体构成的图。

图2是示出一实施方式中的各色通用的处理单元的图。

图3是用于说明在一实施方式的显影室中，通过螺杆部件的正旋转来输送显影剂的状态的图。

图4是用于说明在一实施方式的显影室中，通过螺杆部件的逆旋转来输送显影剂的状态的图。

图5是示出在一实施方式的图像形成装置中，进行显影套筒以及螺杆部件的旋转控制的电机旋转控制部的构成例的图。

图6是示出使螺杆部件与显影套筒在相同时期进行逆旋转时的显影剂的高度变化的图。

图7是示出在一实施方式中，使螺杆部件的逆旋转少于显影套筒的逆旋转时的显影剂的高度变化的图。

图8是示出用于说明一实施方式的动作的流程的图。

具体实施方式

下面，参照附图对一实施方式进行说明。

(图像形成装置的整体构成)

图1是示出适用一实施方式的显影装置的彩色图像形成装置的概略构成的图。如图1所示，在图像形成装置10的主体壳体20的内部，并列 设置有黄色(Y)、品红(C)、青色(M)、黑色(K)的处理单元30。各色的处理单元具有相同的构造。

各处理单元30Y、30M、30C、30K相对于中间转印带50并列设置，具有被来自于光写入装置40Y、40M、40C、40K(在图中，一并表示为40)的光束所照射的感光体60Y、60C、60M、60K。

在各处理单元30Y、30C、30M、30K中，使用从配置于上方的色调剂瓶32Y、32C、32M、32K提供的黄色、品红、青色、黑色的不同颜色的色调剂，从而形成各自不同颜色的色调剂图像。色调剂瓶32Y、32C、32M、32K分别以如果色调剂用尽则可以更换新的色调剂瓶的方式安装为可以拆装。各处理单元30Y、30C、30M、30K是通用的，因此，在图2中省略表示颜色的符号的标记来进行说明。

如图2所示，处理单元30由感光体单元70和显影装置80构成，该感光体单元70具有向着箭头方向被旋转驱动的感光体60。感光体单元70在感光体60的周围具有清洁装置90和带电装置92。

感光体60在圆筒状的外周面上设置有感光层，在印刷时被驱动电机(未图示)旋转驱动。通过从光写入装置射出的光束照射于感光体60的外周面，从而在感光体60的外周面上写入图像对应的静电潜像。

显影装置80进行对于感光体60的色调剂供给。通过所供给的色调剂对写入在感光体60的外周面的静电潜像进行显影，从而感光体60上的静电潜像可视化为色调剂图像。

光写入装置40在图2中没有图示，但是，例如一边基于图像信息通过多棱镜使激光偏光，一边通过多个透镜对各感光体60进行照射，从而来进行扫描。

返回到图1，中间转印带50例如是将树脂膜或橡胶作为基体而形成的环状的带，转印形成于感光体60上的色调剂图像。该中间转印带50被辊100、110、120支撑并向箭头方向旋转驱动。在中间转印带50的内周面侧、即在环的内侧，设置有用于使各感光体60上的色调剂图像转印于中间转印带50上的四个一次转印辊130Y、130C、130M、130K。

中间转印带50被夹持在一次转印辊130Y、130C、130M、130K和感光体60Y、60C、60M、60K之间，从而形成一次转印隙。一次转印辊130Y、130C、130M、130K设置为抵接于中间转印带50的内侧。在这些一次转印辊上施加有一次转印偏压，由于和感光体60Y、60C、60M、60K的电位差，感光体60Y、60C、60M、60K的色调剂图像被转印于中间转印带50的表面上。

这样，各感光体60Y、60C、60M、60K上形成的色调剂图像被依次、重叠地转印于中间转印带50上，从而在中间转印带50上形成彩色的色调剂图像。此外，在中间转印带50的外周面侧、即在环的外侧，设置有用于清洁附着于中间转印带50的外周面的残留色调剂、纸粉等的清洁部140。

在主体壳体20内的四个处理单元30Y、30C、30M、30K以及光写入装置40的下方，设置有用于层叠保持例如大小不同的介质(印刷用纸)P的第一供纸盘151、第二供纸盘152。层叠保持于第一供纸盘151、第二供纸盘152内的介质P通过供纸辊从位于最上面的用纸开始依次进行供纸。

在主体壳体20内，形成有用于输送从第一供纸盘151、第二供纸盘152离开而进行供纸的介质P的输送路径170。因此，收纳于各供纸盘151、152的介质P通过多个供纸辊被旋转驱动而从位于最上面的介质开始被逐页取出，沿输送路径170输送。

在输送路径170上设置有输送辊180、对位辊180r、转印辊190、定影装置200、排纸辊210等。从第一供纸盘151或第二供纸盘152开始输 送介质P。中间转印带50通过的辊120和转印辊190之间形成二次转印隙。转印于中间转印带50上的各个彩色的色调剂图像在通过二次转印隙的过程中被二次转印于介质P上。

通过对位辊180r被间歇性地旋转驱动，已经停止的介质P被送入中间转印带50和转印辊190夹持的转印位置。并且，在介质P通过该转印位置的过程中，中间转印带50上的色调剂图像被转印于介质P。这些形成二次转印装置。

定影装置200对转印有色调剂图像的介质P施加热和压力，使色调剂熔融，使色调剂图像定影于介质P上。定影装置200由内置有发热源例如定影加热器201a的加压辊201和定影带单元202构成。

而且，定影带单元202由定影带204、内置有发热源例如定影加热器203a的加热辊203、驱动辊206等构成。定影带204由于驱动辊206而沿逆时针方向旋转，被加热辊203加热并维持在一定温度。加压辊201也沿顺时针方向旋转，被内部的发热源加热并维持在一定温度。定影带204与加压辊201抵接，形成定影隙。

介质P在通过二次转印区域的过程中被转印中间转印带50上所承载的全色的色调剂图像，之后被输送至定影装置200。介质P通过定影装置200，从而被定影处理色调剂图像。之后，介质P被排纸辊210排出至形成于主体壳体20的上表面部的排纸盘220上。

(显影装置的构成、动作)

如图2所示，处理单元30具有感光体单元70和显影装置80。感光体单元70在感光体60的侧方配置有清洁装置90，在感光体60的下方配置有带电装置92。

感光体60仅在被激光L曝光的区域表面电位降低而形成静电潜像。静电潜像通过感光体60旋转而被输送到与显影装置80的显影辊82相对的显影区域。

显影辊82是承载显影剂的显影剂承载体，设置于与感光体60相对的显影装置80的显影室84的开口部，具有非磁性的显影套筒88和内置于显影套筒88的固定磁石89。固定磁石89不进行旋转，对显影剂所包含的磁性介质进行磁性吸附来回收。此外，在显影辊82的下侧，设置有将附着于显影辊82的表面(显影套筒88)的色调剂的厚度限制在规定尺寸的刮墨刀83。并且，通过了刮墨刀83的色调剂被输送至感光体60的表面。

从用纸盘排出的介质P被输送至转印位置，从中间转印带50二次转印彩色的色调剂图像。转印有色调剂图像的介质P被输送至定影装置200，通过加热以及加压定影色调剂图像。然后，排出定影有色调剂图像的介质P。

另一方面，在对于介质P的色调剂图像的转印结束之后，残留在感光体60上的色调剂被清洁装置90去除。感光体60恢复到初始状态，成为下一次图像形成的待机状态。通过反复以上的处理动作，来连续进行图像形成。

显影装置80具有：显影室84，具有两个输送路径；以及显影辊82，设置为从该显影室84的第一输送路径84-1露出一部分。在第一输送路径84-1具有搅拌、输送显影剂的螺杆部件230。

如图2所示，显影套筒88被套筒驱动电机88m驱动。螺杆部件230以及螺杆部件250被螺杆驱动电机235m一起沿同一方向驱动。另一方面，感光体60被其他电机(未图示)驱动。

(显影剂的补给以及显影剂的输送)

图3是用于说明输送显影剂的机构的第一输送路径84-1的简要构造图。虽然在图3中没有图示，但是，在显影室84的该输送路径84-1的后侧具有将显影剂向逆方向输送的第二输送路径84-2。在第二输送路径84-2，具有搅拌、输送显影剂的螺杆部件250以及例如基于显影剂的透磁率的测定来检测色调剂浓度的色调剂浓度传感器252。

从色调剂瓶32向显影剂补给口270补给显影剂。从补给口270补给到显影容器内的显影剂从后侧的第二输送路径84-2左端进入前侧的第一输送路径84-1，基于螺杆部件230的箭头33a方向的旋转而进行循环，从左方向右方被搅拌输送。设置于第二输送路径84-2的螺杆部件250的直径是一定的。基于设置于第二输送路径84-2的螺杆部件250的正旋转，在后侧将显影剂从右向左输送。

在第一输送路径84-1被螺杆部件230搅拌的显影剂被显影套筒88吸引。

设置于显影室84的第二输送路径84-2的色调剂浓度传感器252输出显影容器内的色调剂余量所对应的测定信号(浓度传感器检测电压)。此外，在显影室84内，还设置有检测显影容器内的显影剂的温度的显影剂温度传感器260。

基于来自于色调剂浓度传感器252的输出，从显影剂补给装置(未图示)通过显影剂补给口270向显影容器内补给显影剂。例如，基于色调剂补给控制信号，以表示色调剂余量的色调剂浓度传感器252的测定信号所对应的时间，从显影剂补给装置向显影容器内补给显影剂。

从显影剂补给口270供给的色调剂以及载体(显影剂)被运至第一输送路径84-1，通过螺杆部件230的箭头33a方向的正旋转，被输送向箭头33b方向。

设置于第一输送路径84-1的螺杆部件230呈螺杆形状，但是，其一部分设置有节距大且螺杆的直径小的部分(大节距部分)34。在其上方的规定高度h的位置，设置有显影剂的排出口35。

在显影剂沿箭头33b的方向一边被搅拌一边被输送时，在该大节距部分34，由于显影剂的输送速度变慢，因此，显影剂在该部分上升。图3中的虚线表示所输送的显影剂整体的外表面线。

显影剂局部上升的结果是该上升部的顶部附近的一部分显影剂从排出口35排出到外部。该机构利用局部积蓄的显影剂的溢出来排出显影剂，因此，称为溢出显影剂排出机构。

(软粘结现象)

但是，在如上述那样地通过刮墨刀刮落显影剂时，容易在刮墨刀上产生显影剂凝结附着、即所谓的软粘结现象。例如，如果以机体内温度45。，50℃、印字率1％至8％来进行4000页左右的连续印刷，均会产生软粘结现象。由于该现象，会在图像上出现白色线。

于是，为了防止该软粘结现象导致的显影剂的附着，使套筒驱动电机88m进行逆旋转，从而使显影套筒88沿逆向旋转。通过该逆旋转，使相对于刮墨刀83的显影套筒88上的显影剂的移动方向相反，从而防止软粘结导致的色调剂的附着。

在现有技术中，套筒驱动电机235m和螺杆驱动电机88m同步，使双方的电机同时进行逆旋转。

这样，通过套筒驱动电机235m的逆旋转，从而使螺杆部件230、250进行逆旋转，第一输送路径84-1、第二输送路径84-2中的显影剂的移动方向成为逆向。图4是示出该显影剂沿着逆向被输送的状态的图。即、第 一输送路径84-1的螺杆部件230沿着箭头36a所示的方向进行正旋转，显影剂被沿着箭头36b所示的方向进行输送。

(显影剂的过多排出、及其对策)

但是，由于该显影剂的逆向输送，如图4所示，在螺杆部件的大节距部分34，显影剂的上升的高度h增高(k＞h)，从排出口35排出的显影剂的量增多，在使用普通程度的各色YCMK的色调剂的单元中，如果通过色调剂浓度传感器252检测到色调剂浓度已经减少，则供给显影剂。但是，如果根据印刷状态，在相对而言不怎么使用色调剂的状态下进行彩色印刷，而且每次印刷工作结束均进行螺杆驱动电机的逆旋转，则该色调剂不会减少，因此不补给显影剂，则会过多地排出显影剂，从而显影剂的高度降低。

图6是示出现有技术中的显影剂的高度变迁的图。X轴取印刷页数，Y轴取显影剂的高度。即、在这种情况下，是示出总是使螺杆驱动电机235m与套筒驱动电机88m同时逆旋转时的显影剂的高度h的图。直线63示出完全没有使螺杆驱动电机235m和螺杆驱动电机88m逆旋转时的显影剂的高度。直线64示出不会产生图像噪声时所需的显影剂的高度。基于数据的线65示出对应于每次印刷工作结束，使螺杆驱动电机235m和螺杆驱动电机88m逆旋转时的显影剂的高度。基于图6所示的线65可以理解到，如果印刷页数增多，则显影剂的高度几乎直线性地降低。

针对于此，图7是示出本发明的一实施方式的情况下的显影剂的高度变迁的图。即、在这种情况下，使套筒驱动电机88m在每次印刷工作结束进行逆旋转，但是，螺杆驱动电机235m则是对应于规定页数的印刷使其逆旋转。

基于数据的线75示出：套筒驱动电机88m对应于每次印刷工作结束而进行逆旋转，螺杆驱动电机235m对应于规定页数(例如S页)而进行 逆旋转时的显影剂的高度。如该图7的线75所示，显影剂的高度可以为大致恒定。

图5是示出一实施方式的螺杆驱动电机和控制螺杆驱动电机的旋转的电机旋转控制部的构成例的图。该电机旋转控制部具有：对印刷页数进行计数的印刷页数计数器501；螺杆逆旋转页数设定部502，预先设定使螺杆部件逆旋转的印刷页数；页数比较部503，对双方的印刷页数进行比较；套筒驱动电机控制部504；以及螺杆驱动电机控制部505。

页数比较部503是将印刷页数计数器501的计数页数和螺杆逆旋转页数设定部502中设定的螺杆逆旋转页数进行比较的电路。套筒驱动电机控制部504是控制套筒驱动电机88m的正旋转以及逆旋转的电路。螺杆驱动电机控制部505是控制螺杆驱动电机235m的正旋转以及逆旋转的电路。

螺杆驱动电机235m引起的螺杆部件和套筒驱动电机88m引起的显影套筒的逆旋转量是在电机旋转控制部中进行规定时间逆旋转的控制的执行次数。通过套筒驱动电机控制部504以及螺杆驱动电机控制部505，从逆旋转页数转换为逆旋转量并输出。

此外，为了易于理解，功能性地示出了这些电路，实际上，也可以通过ROM、RAM等来进行存储运算处理。

(基于流程图的动作说明)

下面，基于图8所示的流程图对上述实施方式的动作进行说明。开始图像形成装置的动作，首先，在A801中，在螺杆逆旋转页数设定部502中，操作者输入设定螺杆逆旋转页数。可以预先设定初始值。

然后，在A802中，执行图像形成装置中的实际的印刷处理，在A803中，在印刷页数计数器501中对印刷页数进行计数。

然后，在A804中，检测一系列的印刷工作是否已经结束。如果印刷工作没有结束，则返回到A802，再次执行印刷处理。

另一方面，如果在A804中结束了印刷工作，则在A805中累计印刷页数。在A806中，在页数比较部503中比较检测印刷页数计数器501的计数页数是否达到了在螺杆逆旋转页数设定部502中预先设定的规定的螺杆逆旋转页数。如果计数页数未达到螺杆逆旋转页数(在A806中为否)，则向套筒驱动电机控制部504指示套筒逆旋转控制信号。此时，套筒驱动电机进行逆旋转，仅使显影套筒进行逆旋转(A807)。

另一方面，在A806中，如果由页数比较部503检测到印刷页数计数器501的计数页数达到了螺杆逆旋转页数(在A806为是)，则在A808中，使显影套筒逆旋转，然后，在A809中使螺杆部件也进行逆旋转。此时，页数比较部503向套筒驱动电机控制部504和螺杆驱动电机控制部505发送逆旋转指示控制信号。此外，A808和A809的顺序也可以互换。

在A810中，重置印刷页数计数器的计数值，返回到A802。

这样，对应于每次印刷工作结束来进行显影套筒的逆旋转，对应于每次规定页数的印刷结束来进行螺杆部件的逆旋转。因此，螺杆部件的逆旋转变得比显影套筒的逆旋转的次数少，即便在色调剂的消耗量少的印刷的情况下，显影剂的高度降低的情况也很少。因此，可以防止由于显影剂高度的降低导致的印刷图像的劣化。

(本发明的效果、变形例等)

根据上述实施方式，即便螺杆部件进行逆旋转，上升部的显影剂高度也不会降低，因此，可以获得由此构成的图像劣化少的图像形成装置。

但是，使显影剂上升到规定高度的构成不仅可以是如上述实施方式那样改变直径，也可以是使螺杆部件变形等的其他构成。

此外，在上述实施方式中，对以下情况进行了说明：在印刷工作结束时，使套筒驱动电机逆旋转，在印刷工作结束且印刷页数达到了规定页数时，使螺杆驱动电机以及套筒驱动电机逆旋转。

但是，本发明并不仅限于这种情况，一般地，只要进行比套筒驱动电机的逆旋转次数少的螺杆驱动电机的逆旋转即可。

通常，使螺杆逆旋转的规定的印刷页数较多，在此期间，会进行多次印刷工作。因此，实际上，只要对应于每次印刷工作结束使套筒驱动电机逆旋转，对应于上述规定的印刷页数使螺杆驱动电机逆旋转即可。

此外，螺杆部件以及显影套筒的逆旋转量是指在规定时间(每次控制所对应的逆旋转的时间)进行逆旋转的控制的执行次数。

尽管描述了某些实施方式，但这些实施方式仅作为实例来呈现，并不意在限制发明的范围。实际上，文中描述的新型装置和方法可以以其他各种方式实施，另外文中描述的装置和方法的各种省略、置换、变形，均不脱离发明的宗旨。所附权利要求及其等同物意在包含落入本发明的范围和宗旨内的变形形式。