專利名稱：顯影劑劣化檢測(cè)方法以及使用該方法的圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯影劑劣化檢測(cè)方法，更具體地，本發(fā)明涉及雙組份接觸式顯影方式中的顯影劑劣化檢測(cè)方法。本發(fā)明還涉及使用該方法的圖像形成裝置。
背景技術(shù)：
傳真機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)等圖像形成裝置中的顯影方式，大致可分為使用磁性載體和調(diào)色劑的雙組份顯影方式，和使用磁性調(diào)色劑或非磁性調(diào)色劑的單組份顯影方式。鑒于雙組份顯影方式在各種環(huán)境條件下具有調(diào)色劑帶電特性的穩(wěn)定性、中間調(diào)(半色調(diào))的再現(xiàn)性，一直以來雙組份顯影方式的應(yīng)用更為廣泛。
長(zhǎng)時(shí)間使用雙組份顯影劑，尤其在調(diào)色劑消耗量較少的狀態(tài)下，斷續(xù)地長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行攪拌時(shí)，調(diào)色劑圖像上會(huì)產(chǎn)生白點(diǎn)，即發(fā)生所謂的“載體缺失”現(xiàn)象。這是由磁性載體向感光鼓(圖像載體)移動(dòng)引起的。
為克服這種缺陷，在現(xiàn)有技術(shù)中，通常用例如預(yù)先設(shè)定要更換顯影劑的可印刷張數(shù)，當(dāng)實(shí)際印刷張數(shù)超出可印刷張數(shù)時(shí)，即提示顯影劑壽命已盡，需更換顯影劑。日本實(shí)用新型實(shí)開昭63-14258號(hào)公報(bào)公開了一種提示顯影劑壽命已盡，需更換顯影劑的技術(shù)。該技術(shù)通過測(cè)試由感光鼓流入顯影筒的流入電流值作出判斷，當(dāng)電流流入值在規(guī)定值以下時(shí)，提示更換顯影劑。
然而，在預(yù)先設(shè)定要更換顯影劑的可印刷張數(shù)的方法中，顯影劑的實(shí)際劣化情形通常與可印刷張數(shù)并不一致，導(dǎo)致尚可使用的顯影劑被認(rèn)為壽命已盡而被更換、廢棄。而通過檢測(cè)由感光鼓流入顯影筒的流入電流值判斷顯影劑壽命的方法，雖可以較為高精度地判斷顯影劑壽命，但存在裝置大型化的缺憾。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題而提出本發(fā)明。本發(fā)明的目的在于，提供一種避免裝置的大型化、利用簡(jiǎn)單構(gòu)造高精度檢測(cè)顯影劑壽命的方法。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的在于，提供一種圖像形成裝置，其可長(zhǎng)時(shí)間提供良好畫質(zhì)的圖像，而不會(huì)發(fā)生載體缺失。
本發(fā)明的目的還在于，提供一種不貽誤時(shí)機(jī)、可及時(shí)更換顯影劑的圖像形成裝置。
本發(fā)明提出的顯影劑劣化檢測(cè)方法是，用于在內(nèi)置有磁極部件的顯影劑載體上形成包括磁性載體和調(diào)色劑的雙組份顯影劑磁刷，并使磁刷頂端與圖像載體的表面相接觸，以使調(diào)色劑移向圖像載體，將形成于圖像載體表面的靜電潛像轉(zhuǎn)化為可視圖像的顯影方式中，含有向顯影劑載體的立有磁刷的表面部位發(fā)射光線、通過測(cè)量反射光的比例檢測(cè)顯影劑劣化狀況并進(jìn)行通報(bào)的步驟。并且，顯影裝置在顯影劑劣化檢測(cè)方法檢測(cè)出顯影劑已劣化時(shí)，于非圖像生成時(shí)將調(diào)色劑由顯影劑載體移向圖像載體，從而排出已劣化的調(diào)色劑。
另外，本發(fā)明提供的圖像形成裝置，包括顯影裝置，其具有內(nèi)置磁極部件并形成包括磁性載體和調(diào)色劑的雙組份顯影劑磁刷的顯影劑載體；圖像載體，其表面與所述磁刷頂端相接觸；以及檢測(cè)裝置，包括發(fā)光部和受光部，所述發(fā)光部用于向顯影劑載體的立有磁刷的表面部位發(fā)射光線、所述受光部通過測(cè)量反射光的比例檢測(cè)顯影劑劣化狀況。
其次，本發(fā)明提供的圖像形成裝置，還包括通報(bào)裝置，其在由上述顯影劑劣化檢測(cè)方法檢測(cè)出顯影劑劣化時(shí)，通報(bào)顯影劑劣化狀況。
發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明提出的顯影劑劣化檢測(cè)方法，向顯影劑載體的立有磁刷的表面部位發(fā)射光線，并檢測(cè)該光線的反射比率。然后通過光的反射比率即可檢測(cè)出顯影劑的劣化狀況，因而避免裝置的大型化、利用簡(jiǎn)單構(gòu)造高精度地檢測(cè)顯影劑的壽命。
另外，根據(jù)本發(fā)明提出的圖像形成裝置，在利用所述顯影劑劣化檢測(cè)方法檢測(cè)出顯影劑已劣化時(shí)，于非圖像生成時(shí)將調(diào)色劑從顯影劑載體移向圖像載體，從而排出已劣化的調(diào)色劑，因此不致產(chǎn)生載體缺失現(xiàn)象，可長(zhǎng)時(shí)間獲得理想的畫質(zhì)。
其次，根據(jù)本發(fā)明提出的圖像形成裝置，由于具有通報(bào)裝置，其在根據(jù)所述顯影劑劣化檢測(cè)方法檢測(cè)出顯影劑劣化時(shí)，對(duì)顯影劑劣化予以通報(bào)，不會(huì)貽誤顯影劑的更換時(shí)機(jī)，可長(zhǎng)時(shí)間獲得理想的畫質(zhì)。


圖1為本發(fā)明所涉及圖像形成裝置的一個(gè)實(shí)施例的外觀示意圖；圖2為圖1中圖像形成裝置內(nèi)部主要部分略圖；圖3為圖1中圖像形成裝置使用的顯影裝置略圖；圖4為形成于顯影筒表面的磁刷模式圖；圖5為表面處理劑埋沒于調(diào)色劑粒子中的狀態(tài)示意圖；圖6A為顯影筒表面的磁刷狀態(tài)示意圖；圖6B為顯影筒表面的磁刷狀態(tài)示意圖；圖7為磁刷數(shù)量與反射率關(guān)系曲線圖；圖8表示本發(fā)明所涉及檢測(cè)方法以及圖像形成裝置的一個(gè)實(shí)施例的略圖；以及圖9表示本發(fā)明所涉及圖像形成裝置通報(bào)裝置平面圖。
其中，附圖標(biāo)記1 感光鼓(圖像載體)4 顯影裝置41 顯影劑載體8 光遮斷器8a 發(fā)光部8b 受光部41a顯影筒41b磁輥(磁極部件)C 磁性載體D 顯影劑s 表面處理劑t 調(diào)色劑
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明不做任何限制。
圖1為本發(fā)明所涉及圖像形成裝置11的一個(gè)實(shí)施例的外觀示意圖。圖2為圖像形成裝置11內(nèi)部主要部分略圖。圖像形成裝置11，通過充電裝置2向感光鼓(圖像載體)1表面均勻充上一層正電荷。接著，通過曝光裝置3在感光鼓1表面形成靜電潛像。然后，用后面將要提及的顯影裝置4使調(diào)色劑附著于所述靜電潛像，將靜電潛像轉(zhuǎn)化為可視圖像。經(jīng)過以上處理的、感光鼓1上的調(diào)色劑圖像在轉(zhuǎn)印裝置5中被轉(zhuǎn)印到被轉(zhuǎn)印部件7。之后被轉(zhuǎn)印部件7上的調(diào)色劑圖像，在圖中未示出的定影裝置中被加熱、加壓，最終熔融定影于被轉(zhuǎn)印部件7上。另一方面，殘留在感光鼓1的未被轉(zhuǎn)印的調(diào)色劑，在清潔裝置6中，先由清潔刷61清理后，再由清潔刮片62完全清理干凈。
圖3是圖像形成裝置11的顯影裝置4的剖面放大圖。該顯影裝置4包括將磁輥41b固定內(nèi)置于顯影筒41a內(nèi)的顯影劑載體41、呈螺旋狀的第一攪拌輸送部件42、以及同樣為螺旋狀的第二攪拌輸送部件43。內(nèi)置于顯影筒41a的磁輥41b的磁極配置為，位于感光鼓1的對(duì)面位置處為N2，在從該磁極N2向顯影筒的轉(zhuǎn)動(dòng)方向上，依次為磁極S2、磁極N3、磁極N1、磁極S1。
在磁輥41b的磁極N1、磁極S1之間的對(duì)面位置處，與顯影劑載體41有間隔地設(shè)置有刮板45，其用于限制顯影劑D的輸送量。另外，在第二攪拌輸送部件43的右側(cè)側(cè)壁上，設(shè)置有用于檢測(cè)調(diào)色劑量的調(diào)色劑傳感器44。當(dāng)調(diào)色劑傳感器44檢測(cè)到顯影裝置4內(nèi)調(diào)色劑量不足時(shí)，從調(diào)色劑補(bǔ)給斗(圖中未示出)向顯影裝置4內(nèi)補(bǔ)充調(diào)色劑。被補(bǔ)充供給的調(diào)色劑，首先邊被第二攪拌輸送部件43攪拌邊沿圖3的前側(cè)向后側(cè)方向輸送，在后側(cè)端部由第二攪拌輸送部件43被輸送至第一攪拌輸送部件42。在此期間，調(diào)色劑得以與磁性載體均勻混合。隨后由磁性載體和調(diào)色劑組成的顯影劑D，邊被第一攪拌輸送部件42攪拌邊沿圖3的后側(cè)向前側(cè)方向被輸送，其間顯影劑D被適量地提供至顯影筒41a。
也就是說，經(jīng)第一攪拌輸送部件42和第二攪拌輸送部件43攪拌好的顯影劑，在磁輥41b的磁極N1的磁力作用下，被吸附到顯影筒41a上。然后，隨著顯影筒41a的轉(zhuǎn)動(dòng)，顯影劑被輸送到刮板45與顯影筒41a之間的空隙。顯影劑D通過該空隙時(shí)，被提供給顯影部的顯影劑量即可得到控制。通過位于感光鼓1對(duì)面的顯影部輸送來的顯影劑D，感光鼓1上的靜電潛像得到顯影。
作為感光鼓1上的靜電潛像的顯影方法，可采取正顯影法也可采取反轉(zhuǎn)顯影法。所謂正顯影法是用帶有與感光鼓1的非曝光部極性相反的電荷的調(diào)色劑進(jìn)行顯影的顯影法。所謂反轉(zhuǎn)顯影法是用帶有與非曝光部極性相同的電荷的調(diào)色劑進(jìn)行顯影的顯影法。為確保得到高畫質(zhì)的圖像，優(yōu)選采用反轉(zhuǎn)顯影法。此時(shí)，感光鼓1與調(diào)色劑帶有相同極性的電荷，潛像部分的電荷經(jīng)曝光被去除。而在顯影部中，直流疊加交流的交互電壓作為顯影偏壓被施加到顯影筒41a和感光鼓1之間，顯影劑D中的調(diào)色劑附著在感光鼓1中的已去除電荷的靜電潛像上，靜電潛像就被轉(zhuǎn)化成為可視的調(diào)色劑圖像。另一方面，已通過顯影部的顯影劑D因磁極N3和磁極N1之間的斥力作用從顯影筒41a上剝落下來。而新的顯影劑D則在磁極N1的作用下從攪拌部被吸附到顯影筒41a上。
如圖4所示，被吸附到顯影筒41a上的顯影劑D在磁輥41b的磁力作用下，在顯影筒41a表面上形成串接多個(gè)表面附著有調(diào)色劑t的磁性載體C的磁刷。
本發(fā)明使用的磁性載體C，可使用經(jīng)樹脂包覆載體、非樹脂包覆載體、樹脂載體等現(xiàn)有技術(shù)中的公知載體。經(jīng)樹脂包覆載體，其磁芯材質(zhì)可以是Mn-Mg系、Cu-Zn系、Li、Mg等鐵氧體。包覆樹脂的材質(zhì)可以是氟系、硅系、丙烯酸系等各種熱硬化性樹脂。磁性載體的粒徑不做限制，其優(yōu)選粒徑范圍為20-100μm、更優(yōu)選為30-60μm。
本發(fā)明使用的調(diào)色劑t，可使用聚酯系、苯乙烯-丙烯酸系調(diào)色劑等現(xiàn)有技術(shù)中的公知調(diào)色劑。調(diào)色劑粒子中所含的添加劑，可以是季胺鹽、金屬絡(luò)合物、苯胺黑染料等電荷控制劑；烷烴系、棕櫚系、烯烴系等石蠟；炭黑、各種彩色顏料/染料等著色劑。另外，添加到調(diào)色劑粒子表面的表面處理劑，可以是硅、氧化鈦、礬土等電荷控制劑。電荷控制劑的添加量?jī)?yōu)選為0.5-10重量份，石蠟的添加量?jī)?yōu)選為1-10重量份，著色劑的添加量?jī)?yōu)選為1-10重量份。調(diào)色劑的粒徑，以體積平均粒徑計(jì)優(yōu)選為4-12μm、更優(yōu)選為5.5-9.5μm。
在這種顯影裝置中長(zhǎng)時(shí)間使用雙組份顯影劑，尤其是在調(diào)色劑消耗量較少的狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間地進(jìn)行攪拌時(shí)，如圖5所示，硅等調(diào)色劑粒子p表面的表面處理劑s就會(huì)埋沒于調(diào)色劑粒子p內(nèi)，導(dǎo)致顯影劑D的流動(dòng)性降低。一旦顯影劑D的流動(dòng)性降低，則顯影裝置4中由攪拌部提供給顯影筒41a的顯影劑量減少，附著于顯影筒41a表面上的顯影劑量相應(yīng)減少。這樣一來，如圖6A、圖6B所示，顯影區(qū)域的磁刷數(shù)量(圖6B)就少于通常狀態(tài)(圖6A)。
顯影區(qū)域的磁刷數(shù)量減少后，單個(gè)磁刷上流經(jīng)的電流值隨即增大，致使磁性載體C向感光鼓1移動(dòng)，調(diào)色劑圖像上出現(xiàn)白點(diǎn)，即發(fā)生載體缺失。
為避免這種缺陷，本發(fā)明人經(jīng)銳意探討發(fā)現(xiàn)，磁刷數(shù)量與照射到顯影筒的光線的反射率成反比這一事實(shí)。圖7表示的是，顯影筒表面上呈立起狀態(tài)的磁刷的單位面積數(shù)量，與照射到顯影筒的光線的反射率之間的相關(guān)關(guān)系曲線圖。
從該曲線圖可以看出，磁刷數(shù)量越多光反射率越低，反之磁刷數(shù)量越少光反射率越高。這是因?yàn)?，磁刷?shù)量越多，照射過來的光線不能到達(dá)顯影筒表面以致光反射率下降，而磁刷數(shù)量越少，照射過來的光線能夠到達(dá)顯影筒表面，被反射的光自然就多。利用磁刷數(shù)量與光反射率的這種關(guān)系，通過檢測(cè)顯影筒表面的光反射率，就可以間接地得知磁刷數(shù)量的增減情況。另外，由于二者之間的這種相互關(guān)系，要受到顯影筒直徑、材質(zhì)、磁性載體粒徑、磁極磁力等因素的影響，因此事先要對(duì)各顯影裝置中的上述相關(guān)關(guān)系進(jìn)行測(cè)試。
如圖8所示，設(shè)置發(fā)光部8a，使其發(fā)出的光線能夠照射到顯影筒41a上磁刷呈立起狀態(tài)的部位，即由內(nèi)置于顯影筒41a的磁輥41b磁化的磁極發(fā)出的磁力線在顯影筒41a表面上的垂直穿過部位，同時(shí)在可接收來自顯影筒41a的反射光的位置設(shè)置受光部8b。這樣，即可檢測(cè)磁刷立起狀態(tài)下的、顯影筒41a表面照射光線的反射光比率。當(dāng)然可能的話，優(yōu)選在顯影磁極N2的半徑方向外側(cè)部位發(fā)射光線、測(cè)量反射光比率，然而由于顯影部的顯影筒41a對(duì)面是感光鼓1，大多難以安裝發(fā)光/受光部件。因此，在磁刷呈立起狀態(tài)的、其它磁極(圖8中為磁極S1)的半徑方向外側(cè)部位安裝發(fā)光/受光部件更為現(xiàn)實(shí)可行。另外，在該圖所示的實(shí)施例中使用了集發(fā)光部8a、受光部8b于一體的光遮斷器8。
在上述顯影劑的劣化檢測(cè)方法中，反射率變高意味著顯影劑(調(diào)色劑)已劣化，需將劣化的調(diào)色劑從顯影裝置中去除。從顯影裝置中去除劣化調(diào)色劑，例如可采取以下的方法在不進(jìn)行圖像形成時(shí)將顯影筒上的調(diào)色劑移向感光鼓、用清潔裝置進(jìn)行回收，同時(shí)從調(diào)色劑補(bǔ)給斗補(bǔ)充供給與消耗量相當(dāng)?shù)恼{(diào)色劑。具體來講，采用反轉(zhuǎn)顯影法時(shí)，通過充電裝置使感光鼓均勻帶電后，用曝光裝置曝光感光鼓，使感光鼓的帶電電位降低。然后，向顯影裝置施加顯影偏壓，使顯影筒上的調(diào)色劑移向感光鼓的電位降低區(qū)域。這樣可將已劣化調(diào)色劑的大部分轉(zhuǎn)移到感光鼓上。而采用正顯影法時(shí)，通過充電裝置使感光鼓均勻帶電后，不進(jìn)行曝光，用顯影裝置進(jìn)行顯影，將顯影筒上的調(diào)色劑移向感光鼓。
移向感光鼓的劣化調(diào)色劑量，可以通過調(diào)整施加到顯影筒上的顯影偏壓和感光鼓表面電位加以控制。在感光鼓表面電位一定的情況下，加大顯影偏壓則可使更多的劣化調(diào)色劑向感光鼓轉(zhuǎn)移。轉(zhuǎn)移量的大致標(biāo)準(zhǔn)為，反射率在50％以上時(shí)，表示調(diào)色劑劣化嚴(yán)重，A4尺寸的顯影區(qū)域要消耗4mg左右的調(diào)色劑。反射率在30-50％之間時(shí)，表示A4尺寸的顯影區(qū)域要消耗2mg左右的調(diào)色劑。反射率不足30％時(shí)，表示調(diào)色劑劣化程度輕，非圖像生成時(shí)不向感光鼓轉(zhuǎn)移調(diào)色劑。
從顯影裝置中去除劣化調(diào)色劑，還可采取更換顯影裝置內(nèi)顯影劑的方法。即將顯影裝置內(nèi)的由磁性載體和調(diào)色劑組成的顯影劑全部廢棄，更換新的顯影劑?；蛘撸瑥娘@影裝置內(nèi)取出顯影劑，用除塵機(jī)和過濾器有選擇地僅除去顯影劑中的調(diào)色劑后，將新的調(diào)色劑與原來的磁性載體混合攪拌后，作為新的顯影劑裝入顯影裝置。不論采取哪種方法，顯影劑的更換作業(yè)均須由維修人員或用戶完成，為告知維修人員、用戶顯影劑的準(zhǔn)確更換時(shí)間，在圖像形成裝置11中，應(yīng)設(shè)有通報(bào)裝置，當(dāng)檢測(cè)到顯影劑劣化時(shí)，用圖9所示的顯影劑劣化狀況顯示界面51(通報(bào)裝置)或用語音、亮燈、閃爍等通報(bào)裝置進(jìn)行通報(bào)。
權(quán)利要求
1.一種顯影劑劣化的檢測(cè)方法，用于一種顯影方式，該顯影方式在內(nèi)置有磁極部件的顯影劑載體上形成包括磁性載體和調(diào)色劑的雙組份顯影劑磁刷，該磁刷的頂端與圖像載體的表面相接觸，以使調(diào)色劑移向圖像載體，將形成于圖像載體表面的靜電潛像轉(zhuǎn)化為可視圖像，其特征在于，該檢測(cè)方法包括向顯影劑載體的立有磁刷的表面部位發(fā)射光線的步驟；測(cè)量反射光比例以檢測(cè)顯影劑劣化狀況的步驟；以及檢測(cè)到顯影劑劣化狀況時(shí)進(jìn)行通報(bào)的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯影劑劣化檢測(cè)方法，其特征在于，還包括當(dāng)檢測(cè)到顯影劑已劣化時(shí)，在不進(jìn)行圖像生成期間將調(diào)色劑由顯影劑載體移向圖像載體，從而排出已劣化的調(diào)色劑的步驟。
3.一種圖像形成裝置，其特征在于，其包括顯影裝置，其包括顯影劑載體，所述顯影劑載體內(nèi)置磁極部件并形成包括磁性載體和調(diào)色劑的雙組份顯影劑磁刷；圖像載體，其表面與所述磁刷頂端相接觸；以及檢測(cè)裝置，包括發(fā)光部和受光部；其中，所述發(fā)光部用于向顯影劑載體的立有磁刷的表面部位發(fā)射光線；所述受光部用于測(cè)量反射光比例并檢測(cè)顯影劑劣化狀況。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像形成裝置，其特征在于，還包括通報(bào)裝置，當(dāng)檢測(cè)到顯影劑劣化時(shí)，通報(bào)顯影劑劣化狀況。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的圖像形成裝置，其特征在于，當(dāng)檢測(cè)裝置檢測(cè)到顯影劑劣化時(shí)，在不進(jìn)行圖像生成期間將調(diào)色劑由顯影劑載體移向圖像載體，從而排出已劣化的調(diào)色劑。
全文摘要
發(fā)光部(8a)向立起有磁刷的顯影筒(41a)的表面部位發(fā)射光線，用受光部(8b)接收其反射光。然后通過測(cè)量光反射比率，檢測(cè)顯影劑的劣化狀況。當(dāng)檢測(cè)到顯影劑已劣化時(shí)，于不進(jìn)行圖像生成期間將調(diào)色劑(t)由顯影筒(41a)移向感光鼓(1)，從而將已劣化的調(diào)色劑(t)從顯影裝置(4)排出。
文檔編號(hào)G03G15/00GK101042556SQ200710087279
公開日2007年9月26日 申請(qǐng)日期2007年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月22日
發(fā)明者松井謙之 申請(qǐng)人:京瓷美達(dá)株式會(huì)社