[发明专利]显影单元、成像设备和处理盒

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括在成像设备、如复印机、传真机和打印机中的显影单元，并涉及具有这种显影单元的成像设备和处理盒。

背景技术

越来越要求电子照相成像设备提供更高的图像质量以及尺寸更小并且寿命更长。由于显影单元的寿命延长，要消耗大量调色剂。但是如果在显影单元中保留用于在其中存放大量调色剂的空间，显影单元的尺寸将增大。此外，如果在显影单元中存放的调色剂的量增加，在搅拌调色剂过程中会产生更多的摩擦热。积累的热量会导致调色剂树脂熔化并且聚集到一起，并有可能导致图像质量下降。此外，虽然调色剂具有散布在特定范围内的粒度分布，但是，具有较小直径的调色剂颗粒趋于在显影过程中更早被消耗掉。因此，在反复执行显影时没有被消耗的具有较大直径的调色剂留在后面，并且大直径调色剂颗粒占据显影单元中所存放的调色剂中的较大比例。如果利用具有朝向较大直径偏移的粒度分布的调色剂进行显影，图像质量会下降。如果在显影单元中存放更多调色剂，由于在长时间段上反复进行显影而不提供包含具有较小直径的颗粒的调色剂，利用较大直径颗粒的比例增大的的调色剂，成像趋于以缺陷的方式连续进行。

为了上述原因，优选的是在允许高质量显影的范围内尽可能大地减少在显影单元中存放的调色剂的量。为此目的，在主流结构中，在显影单元内，用于在其中存放调色剂的空间减小，并且包含新调色剂的调色剂容器可更换地安装在显影单元中，使得在显影单元中剩余的调色剂的程度变低时，从调色剂容器提供调色剂。

作为以上述方式提供调色剂的显影单元而广泛公知的是单组分显影单元，其包括：显影辊；供给辊，该供给辊承载调色剂、将调色剂提供到显影辊、并且从显影辊回收未用于显影的调色剂；调色剂存储部，该调色剂存储部在其中存放调色剂；搅拌元件，该搅拌元件搅拌在所述调色剂存储部内的调色剂；剩余调色剂量探测单元，该剩余调色剂量探测单元探测在调色剂存储部内剩余的调色剂的量；以及调色剂供给单元，该调色剂供给单元基于剩余调色剂的量将调色剂从调色剂容器供给到调色剂存储部。此外，在单组分显影单元中，公知的是向供给辊的表面上提供一层海绵，该海绵作为多孔体，使得足够量的调色剂被承载并提供到显影辊上，并且在显影中未使用的调色剂被从显影辊很好地收集。

在这种单组分显影单元中，由于在反复显影过程中，向存放在调色剂存储部中的调色剂施加的应力，添加剂沉入到调色剂基体树脂中，并且导致调色剂退化，如调色剂的流动性和可充电性降低。在调色剂被供给之前，在调色剂存储部中，大量退化的调色剂处于供给辊附近。当新调色剂被供给到调色剂存储部并且具有较高可充电性的被供给的调色剂与具有较低可充电性的退化调色剂形成接触时，由于二者之间的相互作用，具有较高可充电性的调色剂转变成较高的充电状态，而具有较低可充电性的调色剂转变成较低充电状态。以这种方式，加速了电荷量的两极化。因此，被充电为与调色剂应该被充电的正常极性相反极性的反充电调色剂在供给辊附近的调色剂中占有较大比例。如果这种反充电调色剂被供给辊提供到显影辊并且被传送到显影部分，调色剂有可能会被吸附到潜像载体的非图像区域，并且会导致在调色剂供给之后造成的起脏(scumming)。

作为用来减少在调色剂被供给之后由反充电调色剂的增加所造成的起脏，日本专利申请未审公开说明书第H11-237772号公开了一种用于改善被供给的调色剂和退化的调色剂的搅拌条件的方法。在这个技术中，搅拌元件设置在调色剂存储部中，使得被供给的调色剂和退化的调色剂被充分搅拌。以这种方式，反充电调色剂在供给辊附近存放的调色剂中的比例下降，并且反充电调色剂在要被供给到显影辊上的调色剂中的比例下降。

但是，仅通过利用包括在调色剂存储部内的搅拌元件来减小在调色剂供给辊附近的反充电调色剂的比例所实现的抑制效果并不必然充分。尤其是，当使用包括海绵层的供给辊时，在调色剂被供给之后趋于发生起脏。通常，在供给辊上承载的调色剂随着供给辊转动所产生的调色剂流动而逐渐被供给辊附近的调色剂所替换。但是，具有海绵层的供给辊与具有平整表面层的供给辊相比具有更强的调色剂承载能力，因此难于随着供给辊的转动所产生的调色剂流动更换供给辊所承载的调色剂。因此，即使在供给辊附近的调色剂中反充电调色剂的比例下降，也难于使供给辊承载该调色剂并将该调色剂提供到显影辊。供给辊一直将退化的调色剂承载在海绵层上；并且被供给辊所承载的退化的调色剂与被供给的调色剂形成接触，这导致被供给的调色剂被充电为相反极性。结果，具有高比例反充电调色剂的调色剂被提供到显影辊。