色调剂盒及图像形成装置 相关申请的交叉参考
本申请基于并要求 2009 年 6 月 5 日提交的美国临时申请的第 61/184,728 号的优 先权和权益, 通过引用, 其全部内容结合与此, 作为参考。
技术领域
本发明主要涉及一种色调剂盒及图像形成装置。 背景技术
图像形成装置所使用的色调剂盒通过使搅棒 (paddle) 动作来搅松色调剂。为了 搅拌整个色调剂盒内的色调剂, 需要大的搅棒。但是, 如果色调剂盒内的搅棒变大, 为了使 搅棒动作, 则需要大的驱动力。 发明内容鉴于上述问题, 本发明的目的在于提供一种能够减少对用于搅拌色调剂的搅棒施 加的驱动负荷的色调剂盒、 图像形成装置及色调剂的输送方法。
本发明第一方面涉及一种色调剂盒, 上述色调剂盒被图像形成装置支撑, 包括 : 壳 体, 在被上述图像形成装置支撑的状态下, 具有朝重力方向扩展的形状以收纳色调剂 ; 多个 搅棒, 在被上述图像形成装置支撑的状态下, 搅拌位于包含上述壳体的重力方向的底面上 在内的区域中的色调剂 ; 以及螺旋钻, 用于输送经多个上述搅棒搅拌后的色调剂。
本发明第二方面涉及一种图像形成装置, 包括 : 图像形成部, 在图像承载体上形成 静电潜像 ; 显影器, 通过色调剂显影由上述图像形成部形成的静电潜像 ; 壳体, 具有朝重力 方向扩展的形状以收纳色调剂 ; 多个搅棒, 搅拌位于包含上述壳体的重力方向的底面上在 内的区域中的色调剂 ; 以及螺旋钻, 向上述显影器输送经多个上述搅棒搅拌后的色调剂。
本发明第三方面涉及一种用于形成图像的色调剂输送方法, 包括以下步骤 : 利用 在被图像形成装置支撑的状态下具有朝重力方向扩展的形状的壳体收纳色调剂 ; 在被上述 图像形成装置支撑的状态下, 用多个搅棒搅拌位于包含上述壳体的重力方向的底面上在内 的区域中的色调剂 ; 以及输送经多个上述搅棒搅拌的色调剂。
附图说明
图 1 是示出数字复合机的构成例的截面图。 图 2 是示出数字复合机的控制系统的构成的框图。 图 3 是示出第一构成例的色调剂盒的截面图。 图 4 是图 3 所示的第一构成例的色调剂盒的立体图。 图 5 是示出色调剂盒中的驱动机构的构成例的图。 图 6 是示出第二构成例的色调剂盒的截面图。 图 7 是图 6 所示的第二构成例的色调剂盒的立体图。图 8 是示出第三构成例的色调剂盒的截面图。 图 9 是图 8 所示的第三构成例的色调剂盒的立体图。具体实施方式
通常, 根据本发明的一个实施方式, 色调剂盒包括 : 壳体、 多个搅棒及螺旋钻。 壳体 在被图像形成装置支撑的状态下具有朝重力方向扩展的形状以收纳色调剂。 多个搅棒在被 图像形成装置支撑的状态下, 搅拌位于包含壳体的重力方向的底面上在内的区域中的色调 剂。螺旋钻输送经多个搅棒搅拌后的色调剂。
下面, 参照附图对本发明的实施例进行详细说明。
首先, 对作为图像形成装置的打印机 1 的构成例进行说明。
图 1 是 示 出 包 含 作 为 图 像 形 成 装 置 的 打 印 机 1 的 数 字 复 合 机 (MFP : Multi-Functional Peripheral, 多功能外围设备 ) 的构成例的截面图。图 1 所示的数字复 合机具有打印机 1、 扫描仪 2 及外部接口 3 等。
打印机 1 在作为被图像形成的介质的纸张上印刷图像。打印机 1 是电子照相方式 的图像形成装置。 扫描仪 2 光学地读取原稿的图像并将原稿的图像转换成图像数据。 例如, 当数字复合机 1 为复印模式时, 扫描仪 2 读取打印机 1 要打印在纸张上的原稿图像。外部 接口 3 是用于与外部装置进行数据通信的接口。例如, 当数字复合机 1 为打印模式时, 外部 接口 3 从外部装置输入打印机 1 要打印在纸张上的图像数据。
接着, 对打印机 1 的构成例进行说明。
打印机 1 具有供给用于印刷图像的纸张的上层纸盒 11、 下层纸盒 12 及手动托盘 13。上层纸盒 11、 下层纸盒 12 及手动托盘 13 分别具有用于逐张地取出纸张的供纸辊 14、 15、 16。打印机 1 具有用于输送所供给的纸张的下层输送辊 17、 上层输送辊 18 及手动输送 辊 19。下层输送辊 17 向上层输送辊 18 输送由供纸辊 15 取出的纸张。手动输送辊 19 向上 层输送辊 18 输送由供纸辊 16 取出的纸张。上层输送辊 18 向对位辊 20 输送由供纸辊 14 取出的纸张、 由下层输送辊 17 输送的纸张或由手动输送辊 19 输送的纸张。
对位辊 20 在所期望的定时 ( 图像转印在纸张上的定时 ) 输送纸张。通过上层输 送辊 18 输送的纸张在纸张的前端到达对位辊 20 的时刻, 被暂时停止输送。对位辊 20 在所 期望的定时输送被暂时停止了输送的纸张。对位辊 20 以用固定的输送速度输送纸张的方 式进行旋转。基于对位辊 20 的纸张输送速度是固定的输送速度。
对位传感器 20a 检测到达了对位辊 20 的纸张及通过对位辊 20 输送的纸张。 例如, 对位传感器 20a 在检测纸张的状态下, 输出导通信号, 在未检测纸张的状态下, 输出截止信 号。当对位传感器 20a 的输出信号从截止转换成导通时, 后述的控制系统判断出通过上层 输送辊 18 输送的纸张已到达对位辊 20。当对位传感器 20a 的输出信号从导通转换成截止 时, 则控制系统检测出基于对位辊 20 的纸张输送已结束。
多个图像形成部 (21Y、 21M、 21C、 21K) 分别形成各种颜色 ( 黄色、 品红色、 青色、 黑 色 ) 的图像。多个图像形成部 (21Y、 21M、 21C、 21K) 与曝光单元 22 及中间转印带 23 对置配 置。曝光单元 22 在各个图像形成部 (21Y、 21M、 21C、 21K) 中的图像承载体上形成作为用各 种颜色显影的图像的静电潜像。中间转印带 23 是作为被转印体的中间转印体。驱动辊 24a 和支撑辊 24b 以适当的张力保持作为被转印体的中间转印带 23。上述中间转印带 23 随着上述驱动辊 24a 的旋转而被驱动。各图像形成部 (21Y、 21M、 21C、 21K) 分别用各种颜色 ( 黄 色、 品红、 青色、 黑色 ) 的色调剂使静电潜像显影, 从而在中间转印带 23 上形成色调剂图像。
各图像形成部 21Y、 21M、 21C、 21K 分别具有感光鼓 Y1、 M1、 C1、 K1、 带电辊 Y2、 M2、 C2、 K2、 显影器 Y3、 M3、 C3、 K3、 转印辊 Y4、 M4、 C4、 K4、 清洁器 Y5、 M5、 C5、 K5 及色调剂盒 Y6、 M6、 C6、 K6。各图像形成部 21Y、 21M、 21C 及 21K 仅仅是色调剂的颜色不同, 能够以相同的构成来 实现。在这里, 作为图像形成部的一例, 对图像形成部 21Y 进行说明。图像形成部 21M、 21C 及 21K 由于可以用与图像形成部 21Y 同样的构成来实现, 所以省略其详细说明。
感光鼓 Y1 是图像承载体。感光鼓 Y1 在导电基体上具有有机类或非晶硅类等的感 光层。例如, 感光鼓 Y1 是带负电荷的有机感光体。带电辊 Y2 通过未图示的电机使旋转的 感光鼓 Y1 的表面均匀地带电。曝光单元 22 发射经图像调制后的激光。曝光单元 22 向感 光鼓 Y1 照射激光。来自曝光单元 22 的激光所照射的曝光位置是被带电辊 Y2 带电后的感 光鼓 Y1 的表面区域。在曝光位置上, 激光在感光鼓 Y1 的表面上形成静电潜像。
显影器 Y3 将形成在感光鼓 Y1 的表面上的静电潜像显影 ( 可视图像化 )。显影器 Y3 通过使混合了带负电荷的非磁性色调剂和磁性载体的双组分显影方式来显影静电潜像。 显影器 Y3 通过黄色色调剂显影静电潜像。在感光鼓 Y1 的表面上, 激光未照射的部位 ( 未 曝光的部位 ) 没有附着色调剂, 而激光照射的部位 ( 被曝光的部位 ) 附着有色调剂。感光 鼓 Y1 保持通过色调剂的附着而出现的色调剂图像。另外, 显影方式并不限于双组分显影方 式, 也可以应用接触式单组分显影、 非接触式单组分显影、 导电性单组分显影等方式。 形成在感光鼓 Y1 的表面上的色调剂图像被转印到作为被转印体的中间转印带 23 上。从感光鼓 Y1 一侧观察, 作为转印部件的转印辊 Y4 与中间转印带 23 的背面接触。转印 辊 Y4 从中间转印带 23 的背面供给用于转印色调剂图像的电场。清洁器 Y5 除去转印后留 在感光鼓 Y1 的表面上的残留色调剂等。清洁器 Y5 相对于感光鼓 Y1 的旋转方向设置在带 电辊 Y2 的之前。
色调剂盒 Y6 向显影器 Y3 供给色调剂。色调剂盒 Y6 收纳提供给显影器 Y3 的黄色 色调剂。色调剂盒 Y6 具有用于搅拌色调剂的多个搅棒。色调剂盒 Y6 内的各个搅棒通过被 后述的驱动系统驱动控制的电机的驱动力进行旋转。
各个图像形成部 21Y、 21M、 21C 及 21K 将用各种颜色 ( 黄色、 品红、 青色、 黑色 ) 的 色调剂显影后的色调剂图像重叠转印到中间转印带 23 上 ( 进行一次转印 )。在中间转印 带 23 上形成各种颜色的色调剂图像相互重叠的彩色图像。转印到中间转印带 23 上的基于 多个颜色的色调剂的彩色图像在二次转印位置处被转印到纸张上。 二次转印位置是将中间 转印带 23 上的色调剂图像转印到纸张上的位置。二次转印位置是支撑辊 24 与二次转印辊 25 对置的位置。
对位辊 20 与中间转印带 23 上的色调剂图像同步地将纸张输送到作为图像转印位 置的二次转印位置。 中间转印带 23 上的色调剂图像在二次转印位置处被转印到纸张上。 如 果支撑辊 24 被接地, 则为了将色调剂图像转印到作为第二被转印体的纸张 P 上, 在二次转 印辊 25 上施加正 (+) 极性的偏压。另外, 也可以将二次转印辊 25 接地, 并向支撑辊 24 施 加负极性的偏压。在二次转印位置处被转印有色调剂图像的纸张经过定影器 26。定影器 26 使转印到纸张上的色调剂图像定影在该纸张上。
定影器 26 向排纸辊 27 输送纸张。排纸辊 27 向排出部排出纸张。在定影器 26 和
排纸辊 27 之间具有翻转门 28。翻转门 28 将从定影器 26 输送来的纸张引导向排纸辊 27。 翻转门 28 将从排纸辊 27 转向 (switchback) 的纸张引导向自动双面单元 (ADU)29。ADU29 具有多个输送辊。ADU 29 内的多个输送辊将从排纸辊 27 转向的纸张向对位辊 20 输送。
接着, 对数字复合机中的控制系统的构成进行说明。
图 2 是示出具有打印机 1 的数字复合机的控制系统的构成的框图。
如图 2 所示, 数字复合机的控制系统由主控制部 41、 操作部 42、 扫描仪控制部 43 及打印机控制部 44 构成。
上述主控制部 41 负责包括打印机 1 在内的整个数字复合机的控制。上述主控制 部 41 具有主 CPU51、 RAM52、 ROM53、 非易失性存储器 54、 图像处理部 55、 页存储器 56、 HDD 57 及外部接口 3。
上述主 CPU51 进行主控制部 41 中的各部的控制及数据处理等。上述主 CPU51 通 过执行 ROM53、 非易失性存储器 54 或 HDD57 等中存储的控制程序, 来实现各种处理及各种功 能。 例如, 在上述主 CPU51 中, 通过用复印用的控制过程控制扫描仪 2 及打印机 1, 从而执行 复印。此外, 上述主 CPU51 通过根据打印用的控制过程控制外部接口 3 及打印机 1, 从而执 行网络打印。 上述 RAM52 是暂时存储作业用的数据或存储参照用的数据的存储器。上述 ROM53 是不能重写的非易失性存储器。上述 ROM53 例如存储有用于控制该数字复合机的控制程序 及控制数据等。
上述非易失性存储器 54 是可以重写的非易失性存储器。上述非易失性存储器 54 由 EEPROM 或闪速 ROM 等构成。上述非易失性存储器 54 保存系统设定信息。在本实施例 中, 非易失性存储器 54 保存作为多个供纸部的上层纸盒 11、 下层纸盒 12 及手动托盘 13 中 应放置的纸张尺寸的设定值。 另外, 对于上层纸盒 11、 下层纸盒 12 及手动托盘 13 的纸张尺 寸的设定值是至少表示相对于纸张输送方向的纸张宽度和纸张长度的值。
上述图像处理部 55 对图像数据进行各种图像处理。上述图像处理部 55 进行图像 数据的校正、 压缩或扩展等的图像处理。例如, 当进行复印处理时, 图像处理部 55 对扫描仪 2 所读取的图像数据进行黑点 (shading) 校正、 灰度校正、 行校正等的图像处理。
上述页存储器 56 是至少具有用于展开一个页面量的图像数据的存储区域的存储 器。上述 HDD 57 是大容量的存储装置。上述 HDD 57 也是用作各种数据的备份的存储器。 上述 HDD 57 也可以存储各种的设定数据或管理数据。
上述外部接口 3 是与外部装置进行数据通信的接口。上述外部接口 3 诸如是用于 通过网络电缆或无线通信与连接至局域网 (LAN) 的外部装置进行数据通信的接口。
上述操作部 42 是用户输入操作指令的用户界面。上述操作部 42 例如具有 0 ~ 9 数字键等硬键及内置有触摸面板的显示部 42a。 上述操作部 42 的显示部 42a 显示操作提示 信息或在触摸面板上可选的触摸键 ( 图标 ) 等。例如, 上述操作部 42 通过触摸面板来检测 用户触摸了显示在显示部 42a 上的触摸键 ( 图标 ) 这一情况。此外, 上述操作部 42 的显示 部 42a 在显示操作提示信息的同时, 还显示表示可打印的意思的提示信息, 或在发生打印 错误时显示错误内容的提示信息。
上述扫描仪控制部 43 是控制扫描仪 2 的驱动的控制系统。即, 扫描仪控制部 43 对将原稿面上的图像转换成图像数据的扫描仪 2 的动作进行控制。上述扫描仪 2 例如将原
稿的图像转换成彩色或单色的数字图像数据。
上述打印机控制部 44 是针对打印机 1 的控制系统。打印机控制部 44 具有打印机 CPU61、 RAM62、 ROM63、 输送控制部 64、 曝光控制部 65、 显影控制部 66、 转印控制部 67、 定影控 制部 68 及电机 69 等。
上述打印机 CPU61 进行对打印机 1 内的各部的控制等。上述打印机 CPU61 通过执 行存储在 ROM63 等中的控制程序来实现各种功能。 打印机 CPU61 按照来自主控制部 41 的指 令进行在纸张上形成图像的处理。此外, 输送控制部 64、 曝光控制部 65、 显影控制部 66、 转 印控制部 67 及定影控制部 68 也可以具有通过打印机 CPU61 执行控制程序来实现的功能。
上述打印机 CPU61 输入基于各检测器 ( 开关检测器 11a、 12a、 纸张检测传感器 11d、 12d、 13d、 用作宽度检测器的输送导向器 11c、 12c、 13c) 的检测信号。 上述打印机 CPU61 向主控制部 41 通知各检测器的检测信号。不过, 各检测器的检测信号也可以直接输入到上 述主控制部 41 的主 CPU51。
上述 RAM62 是暂时存储作业用的数据或存储参照用的数据的存储器。上述 ROM63 是不可重写的非易失性存储器。上述 ROM63 例如存储有用于控制打印机 1 的控制程序及控 制数据等。 上述输送控制部 64 控制从各供纸盒 11、 12 及手动托盘 13 取出的纸张的输送。上 述输送控制部 64 根据打印机 CPU61 的动作命令, 控制供纸辊 14、 15、 16、 输送辊 17、 18、 19 以 及对位辊 20 等的动作。此外, 输送控制部 64 通过驱动 ADU 29 内的各输送辊, 进行再次向 对位辊 20 供给暂时经过了定影器 26 的纸张的输送控制。
上述曝光控制部 65 控制上述曝光单元 22 的动作。上述曝光控制部 65 通过控制 上述曝光单元 22, 从而向作为图像承载体的各感光鼓 Y1、 M1、 C1、 K1 的表面照射激光以形成 静电潜像。上述显影控制部 66 控制各显影器 Y3、 M3、 C3、 K3 向感光鼓 Y1、 M1、 C1、 K1 供给色 调剂。也就是说, 显影控制部 66 将感光鼓 Y1、 M1、 C1、 K1 上所形成的静电潜像显影化。
此外, 显影控制部 66 从色调剂盒 Y6、 M6、 C6、 K6 向各显影器 Y3、 M3、 C3、 K3 补充色 调剂。显影控制部 66 驱动设置在各个色调剂盒 Y6、 M6、 C6、 K6 中的多个辊 ( 后述的多个搅 棒及螺旋钻 ), 从而从各个色调剂盒 Y6、 M6、 C6、 K6 取出应补充给各显影器 Y3、 M3、 C3、 K3 的 色调剂。显影控制部 66 控制电机 69 的驱动, 从而控制设置在各个色调剂盒 Y6、 M6、 C6、 K6 中的多个辊的驱动。
上述转印控制部 67 将形成在各感光鼓 Y1、 M1、 C1、 K1 上的各种颜色的色调剂图像 转印到中间转印带 23 上。上述转印控制部 67 将形成在中间转印带 23 上的各种颜色的色 调剂图像转印到纸张上。上述定影控制部 68 进行通过定影器使转印到纸张上的色调剂图 像定影的定影控制。
接着, 对色调剂盒的第一构成例进行说明。
图 3 是示出色调剂盒 70 的第一构成例的截面图。图 3 所示的第一构成例的色调 剂盒 70 可以用作色调剂盒 Y6、 M6、 C6、 K6。图 4 是图 3 所示的第一构成例的色调剂盒 70 的 立体图。图 5 是示出色调剂盒 70 中的驱动机构的构成例的图。
如图 3 及图 4 所示, 第一构成例的色调剂盒 70 具有第一搅棒 71、 第二搅棒 72、 螺 旋钻 73、 壳体 74 及导向器 75。数字复合机内的打印机 1 保持色调剂盒 70。导向器 75 对色 调剂盒 70 进行导向。例如, 具有图 1 所示的构成的打印机 1 将收纳了黄色色调剂的色调剂
盒 70 作为色调剂盒 Y6 进行保持, 将收纳了品红色色调剂的色调剂盒 70 作为色调剂盒 M6 进行保持, 将收纳了青色色调剂的色调剂盒 70 作为色调剂盒 C6 进行保持, 将收纳了黑色色 调剂的色调剂盒 70 作为色调剂盒 K6 进行保持。
壳体 74 具有上表面 74a、 侧面 74b、 侧面 74c 及底面 74d。壳体 74 将色调剂收纳 在由上表面 74a、 侧面 74b、 74c 及底面 74d 围成的空间中。在图 3 及图 4 所示的构成例中, 在色调剂盒安装在打印机 1 中的状态下, 上表面 74a 是成为与重力方向 g 垂直的方向 ( 水 平方向 ) 的平面。侧面 74b 及侧面 74c 以向重力方向扩展的方式在倾斜的状态下与上表面 74a 接合。以倾斜的状态与上表面 74a 接合的侧面 74b 及 74c 在水平方向上的宽度成为最 大的位置处与底面 74d 接合。
如图 3 的截面图所示, 如果将包含上表面 74a 与侧面 74b、 74c 的接合部在内的水 平方向上的宽度设为 W1, 并将包含侧面 74b、 74c 与底面 74d 的接合部在内的水平方向上的 宽度设为 W2, 则壳体 74 以 W1 < W2 成立的方式形成。并且, 侧面 74b 与上表面 74a 的接合 部分的角度 θ1 及侧面 74c 与上表面 74a 的接合部分的角度 θ2 都大于 90 度。角度 θ1 和角度 θ2 只要大于 90 度即可, 并且既可以为相同的角度, 也可以为不同的角度。也就是 说, 在色调剂盒安装在打印机 1 中的状态下, 侧面 74b 及 74c 相对于重力方向 g 倾斜并与上 表面 74a 及底面 74d 接合, 以使壳体 74 内的用于收纳色调剂的空间向下方扩展。
第一搅棒 71、 第二搅棒 72 及螺旋钻 73 设置在壳体 74 内的用于收纳色调剂的空 间内。第一搅棒 71、 第二搅棒 72 及螺旋钻 73 是以旋转轴 71a、 72a、 73a 为中心进行旋转的 辊。第一搅棒 71、 第二搅棒 72 及螺旋钻 73 搅拌壳体 74 内的色调剂。
在第一构成例的色调剂盒 70 中, 第一搅棒 71 具有旋转轴 71a 和两片叶片 71b、 71c。第一搅棒 71 利用以旋转轴 71a 为中心进行旋转的叶片 71b、 71c 对色调剂进行搅拌。 第一搅棒 71 向第二搅棒 72 输送搅拌后的色调剂。
第二搅棒 72 具有旋转轴 72a 和两片叶片 72b、 72c。 第二搅棒 72 利用以旋转轴 72a 为中心进行旋转的叶片 72b、 72c 对色调剂进行搅拌。第二搅棒 72 向螺旋钻 73 输送搅拌后 的色调剂。
螺旋钻 73 具有旋转轴 73a 和螺旋状叶片 73b。螺旋钻 73 利用以旋转轴 73a 为中 心进行旋转的螺旋状叶片 73b 输出色调剂。在第一构成例的色调剂盒 70 中, 螺旋钻 73 将 从第二搅棒 72 供给的色调剂向图 4 及图 5 所示的箭头 a 方向输出。
第一搅棒 71 及第二搅棒 72 并列设置在壳体 74 内的下方。在色调剂盒安装在打 印机 1 中的状态下, 第一搅棒 71 的旋转轴 71a 及第二搅棒 72 的旋转轴 72a 设置在壳体 74 内的用于收纳色调剂的整个空间中的上下方向上的中间靠下的区域。在图 3 所示的截面图 中, 相对于用于收纳色调剂的整个空间的高度 H, 第一搅棒 71 的旋转轴 71a 及第二搅棒 72 的旋转轴 72a 设置在从上表面 74a 向下侧 H1 的水平位置上。如果 H = H1+H2, 则 H1 和 H2 为 H1 > H2 成立的关系。另外, H2 也可以是第一搅棒 71 及第二搅棒 72 的搅棒动作半径 R。
第一搅棒 71 和第二搅棒 72 搅拌堆积在壳体 74 内的底面上的色调剂。因此, 第一 搅棒 71 和第二搅棒 72 设置在堆积在壳体 74 的底面上的色调剂成为能够被搅拌的区域。 也 就是说, 在色调剂盒安装在打印机 1 中的状态下, 第一搅棒 71 和第二搅棒 72 搅拌堆积在底 面上的全部色调剂。
此外, 在图 3 所示的构成例中, 壳体 74 中, 包含第一搅棒 71 的旋转轴 71a 或第二搅棒 72 的旋转轴 72a 的水平位置的宽度为最宽。第一搅棒 71 及第二搅棒 72 能够搅拌壳 体 74 中宽度最宽的区域。也就是说, 在图 3 所示的构成例中, 从底面 74d 到包含旋转轴 71a 及旋转轴 72a 的水平位置 ( 宽度最宽的位置 ) 的整个空间是能够确实地搅拌的范围。
第一构成例的色调剂盒 70 在安装到打印机 1 中的状态下, 由于侧面是倾斜的, 因 此在水平方向上的宽度为最宽的位置的上侧的色调剂即使凝固也会因其自重而向下侧下 落。也就是说, 在壳体 74 内, 色调剂不会停留在第一搅棒或第二搅棒搅拌不到的区域 ( 比 宽度最宽的位置更上侧的空间 )。 其结果, 在第一构成例的色调剂盒 70 中, 能够用第一搅棒 71 或第二搅棒 72 确实地搅拌壳体 74 内的色调剂。
接着, 对第一构成例的色调剂盒 70 中的驱动机构的构成进行说明。
如图 5 所示, 在第一构成例的色调剂盒 70 中, 在第一搅棒 71 的旋转轴 71a 上固定 第一齿轮 76a。在第二搅棒 72 的旋转轴 72a 上固定第二齿轮 76b。第一齿轮 76a 和第二齿 轮 76b 分别与中间齿轮 76c 组合。中间齿轮 76c 将给予齿轮 76a、 76b 中的一个齿轮的驱动 力传递给齿轮 76a、 76b 中的另一个齿轮。此外, 在螺旋钻 73 的旋转轴 73a 上固定第三齿轮 76d。第三齿轮 76d 与第二齿轮 76b 组合。第三齿轮 76d 和第二齿轮 76b 联动地驱动。
在色调剂盒 70 安装在打印机 1 中的状态下, 如图 5 所示的色调剂盒 70 的驱动机 构作为打印机 1 一侧的驱动部与电机 69 连接。在打印机控制部 44 中, 显影控制部 66 按照 打印机 CPU61 的驱动命令驱动电机 69, 从而驱动色调剂盒 70 的驱动机构。第一搅棒 71 的 旋转轴 71a、 第二搅棒 72 的旋转轴 72a 及螺旋钻 73 的旋转轴 73a 通过经由各个齿轮 76a ~ 76d 传递的电机 69 的驱动力进行旋转。 第一搅棒 71 具有以 180 度的间 隔安装在旋转轴 71a 上的两片叶片 ( 一对叶 片 )71b、 71c。与第一搅棒 71 相邻的第二搅棒 72 具有以 180 度的间隔安装在旋转轴 72a 上 的两片叶片 ( 一对叶片 )72b、 72c。 第一搅棒 71 的叶片 71b、 71c 和第二搅棒 72 的叶片 72b、 72c 能以不同相位进行旋转。第一搅棒 71 的叶片 71b、 71c 与第二搅棒 72 的叶片 72b、 72c 之间的相位差可以通过第一齿轮 76a 及第二齿轮 76b 与中间齿轮 76c 的组合方式来设定。
在图 3、 图 4 及图 5 所示的例子中, 第一搅棒 71 的叶片 71b、 71c 和第二搅棒 72 的 叶片 72b、 72c 以 90 度的相位差进行旋转。使第一搅棒 71 的叶片 71b、 71c 和第二搅棒 72 的叶片 72b、 72c 以不同相位进行旋转, 从而第一搅棒 71 及第二搅棒 72 能够高效率地向螺 旋钻 73 输送色调剂。
接着, 对驱动色调剂盒所需的驱动力进行说明。
在这里, 作为驱动色调剂盒所需要的驱动力, 对驱动所有搅棒所需要的转矩 ( 搅 棒驱动转矩 ) 进行说明。搅棒驱动转矩是对应于搅棒的动作半径 ( 叶片的大小 ) 及搅棒根 数的能够用下述计算公式来计算的值。
搅棒的角速度 ω 通过下面的公式 (1) 计算。其中, ω 是搅棒角速度, n 是叶片通 过次数, N 是叶片片数。
ω = 2π×(n/N)… (1)
在上述的搅棒的角速度的计算公式 (1) 中, 如果叶片通过次数及叶片片数不变, 则搅棒角速度也不变。
叶片的速度 v 通过下面的公式 (2) 计算。其中, v 是叶片速度, R 是搅棒动作半径, ω 是搅棒角速度。
v = R×ω… (2)
根据上述的叶片速度的计算公式 (2), 如果搅棒的动作半径变为 1/2, 则叶片的速 度也变为 1/2。 也就是说, 设有两根动作半径为 R/2 的搅棒的色调剂盒与设有一根动作半径 为 R 的搅棒的色调剂盒相比, 叶片的速度变为 1/2。
施加在叶片上的阻力 F 通过下面的公式 (3) 计算。其中, F 是施加在叶片上的阻 力, c 是由叶片的形状及片数决定的常数。
F = c×v×v… (3)
根据上述的施加在叶片上的阻力的计算公式 (3), 如果叶片的速度变为 1/2, 则施 加在叶片上的阻力变为 1/4。 也就是说, 设有两根搅棒的动作半径为 R/2 的搅棒的色调剂盒 与设有一根搅棒的动作半径为 R 的搅棒的色调剂盒相比, 由于叶片的速度变为 1/2, 所以施 加在叶片上的阻力变为 1/4。
搅棒驱动转矩 T 通过下面的公式 (4) 计算。其中, T 是搅棒驱动转矩, m 是搅棒根 数。
T = F×R×m… (4)
根据上述的搅棒驱动转矩的计算公式 (4), 当搅棒的动作半径变为 1/2、 叶片的速 度变为 1/2、 且搅棒根数为两倍时, 则搅棒驱动转矩为 1/4。也就是说, 设有两根搅棒的动作 半径为 R/2 的搅棒的色调剂盒与设有一根动作半径为 R 的搅棒的色调剂盒相比, 由于叶片 的速度变为 1/2, 所以搅棒驱动转矩变为 1/4。 上述的第一构成例的色调剂盒中, 将多个搅棒设置在色调剂盒内的下侧区域, 以 使蓄积在色调剂盒的底面上的色调剂成为搅拌区域, 并且第一构成例的色调剂盒形成为即 使色调剂在搅棒不能直接搅拌到的色调剂盒内的上侧区域中凝固了也会因其自重而下落 到搅棒的搅拌区域的形状。
根据第一构成例的色调剂盒, 能够减小用于驱动搅棒的驱动力, 且即使色调剂在 色调剂盒内凝固了, 也能够用搅棒确实地搅拌。
接着, 对色调剂盒的第二构成例进行说明。
图 6 是表示色调剂盒 80 的第二构成例的图。图 6 所示的第二构成例的色调剂盒 80 可以用作色调剂盒 Y6、 M6、 C6、 K6。图 7 是图 6 所示的第二构成例的色调剂盒 80 的立体 图。
如图 6 及图 7 所示, 第二构成例的色调剂盒 80 具有第一搅棒 81、 第二搅棒 82、 螺 旋钻 73、 壳体 74 及导向器 75。在第二构成例的色调剂盒 80 中, 螺旋钻 73、 壳体 74 及导向 器 75 可以用与第一构成例的色调剂盒 70 同样的构成来实现。第二构成例的色调剂盒 80 的第一搅棒 81 及第二搅棒 82 与第一构成例的色调剂盒 70 的第一搅棒 71 及第二搅棒 72 构成不同。另外, 第一搅棒 81 及第二搅棒 82 的搅拌范围 ( 搅棒动作半径 ) 与第一搅棒 71 及第二搅棒 72 的搅拌范围 ( 搅棒动作半径 ) 相同。
在第二构成例的色调剂盒 80 中, 第一搅棒 81 具有旋转轴 81a 和四片叶片 81b、 81c、 81d、 81e。在图 6 及图 7 所示的构成例中, 四片叶片 81b、 81c、 81d、 81e 以 90 度的间隔 设置在旋转轴 81a 上。第一搅棒 81 利用以旋转轴 81a 为中心进行旋转的叶片 81b ~ 81e 对色调剂进行搅拌。第一搅棒 81 向第二搅棒 82 输送搅拌后的色调剂。
在第二构成例的色调剂盒 80 中, 第二搅棒 82 具有旋转轴 82a 和四片叶片 82b、
82c、 82d、 82e。在图 6 及图 7 所示的构成例中, 四片叶片 82b、 82c、 82d、 82e 以 90 度的间隔 设置在旋转轴 82a 上。第二搅棒 82 利用以旋转轴 82a 为中心进行旋转的叶片 82b ~ 82e 对色调剂进行搅拌。第二搅棒 82 向螺旋钻 73 输送搅拌后的色调剂。
第二构成例的色调剂盒 80 中的第一搅棒 81 及第二搅棒 82 与第一构成例的色调 剂盒中的第一搅棒 71 及第二搅棒 72 同样地并排设置在壳体 74 内的下方。在色调剂盒安 装在打印机 1 中的状态下, 第一搅棒 81 的旋转轴 81a 及第二搅棒 82 的旋转轴 82a 设置在 壳体 74 内的用于收纳色调剂的整个空间中的上下方向上的中间靠下侧。
在色调剂盒 80 安装在打印机 1 中的状态下, 第一搅棒 81 及第二搅棒 82 搅拌堆积 在底面上的色调剂。
此外, 如图 6 所示, 与第一构成例的第一搅棒 71 及第二搅棒 72 同样地, 第一搅棒 81 及第二搅棒 82 将从底面 74d 到包含旋转轴 81a 及旋转轴 82a 的水平位置 ( 宽度最宽的 位置 ) 的整个空间包含在搅拌范围内。因此, 第二构成例的色调剂盒与第一构成例的色调 剂盒一样, 即使色调剂凝固了, 也能够用第一搅棒 81 或第二搅棒 82 确实地搅拌壳体 74 内 的色调剂。
接着, 对第二构成例的色调剂盒的驱动系统进行说明。 第二构成例的色调剂盒 80 具有与第一构成例的色调剂盒 70 相同的驱动机构。第 二构成例的色调剂盒 80 的第一搅棒 81 及第二搅棒 82 中的叶片的片数与第一构成例的色 调剂盒 70 不同。
如果每一片叶片的色调剂输送量相同, 则搅棒的叶片数量越多, 越能以较少的转 速输送较多的色调剂。例如, 如果每一片叶片的色调剂输送量相同, 则叶片的数量为 4 片的 搅棒与叶片数量为 2 片的搅棒相比, 用 1/2 的转速就能输送等量的色调剂。此外, 如果可以 在相同的驱动系统中降低搅棒的转速, 就可以通过降低电机转速而在高转矩区域中使用, 或可以增大减速比以提高输出轴转矩。
也就是说, 在第二构成例的色调剂盒 80 中, 增加叶片的片数以降低搅棒的转速, 从而可以从驱动用的电机 69 接受高转矩的驱动力。
不过, 如果因叶片的片数的增加而导致各个叶片的色调剂输送量变少, 则不能降 低搅棒的转速。因此, 在第二构成例的色调剂盒 80 中, 第一搅棒 81 及第二搅棒 82 彼此的 叶片以不同相位进行旋转, 以能够高效率地搅拌 ( 输送 ) 色调剂。在第二构成例的色调剂 盒 80 中, 第一搅棒 81、 第二搅棒 82 及螺旋钻 73 的驱动机构的构成与图 5 所示的第一构成 例的色调剂盒 70 相同。
第一搅棒 81 的各个叶片 81b ~ 81e 和第二搅棒 82 的各个叶片 82b ~ 82e 以不同 相位进行旋转。第一搅棒 81 的各个叶片 81b ~ 81e 与第二搅棒 82 的叶片 82b ~ 82e 之间 的相位差通过第一齿轮 76a 及第二齿轮 76b 与中间齿轮 76c 的组合方式来设定。在图 6 及 图 7 所示的例子中, 第一搅棒 81 的各个叶片 81b ~ 81e 和第二搅棒 82 的各个叶片 82b ~ 82e 以 45 度的相位差进行旋转。使第一搅棒 81 的各个叶片和第二搅棒 82 的各个叶片以不 同相位进行旋转, 从而第一搅棒 81 及第二搅棒 82 高效率地搅拌色调剂并向螺旋钻 73 进行 输送。
上述的第二构成例的色调剂盒中, 将具有多个叶片的多个搅棒排列设置在色调剂 盒内的下侧区域, 以使蓄积在底面上的色调剂成为搅拌区域, 并且第二构成例的色调剂盒
形成为即使色调剂在多个搅棒不能直接搅拌到的色调剂盒内的上侧区域中凝固了也会使 其因自重而下落到搅棒的搅拌区域的形状。
根据第二构成例的色调剂盒, 能够通过多个叶片来确保色调剂的输送量, 从而电 机以形成高转矩的低旋转来旋转搅棒。 其结果, 在第二构成例的色调剂盒中, 可以根据电机 的转矩特性来设定叶片的片数。
接着, 对色调剂盒的第三构成例进行说明。
图 8 是表示色调剂盒 90 的第三构成例的图。图 8 所示的第三构成例的色调剂盒 90 可以用作色调剂盒 Y6、 M6、 C6、 K6。图 9 是图 8 所示的第三构成例的色调剂盒 90 的立体 图。
如图 8 及图 9 所示, 第三构成例的色调剂盒 90 具有第一搅棒 91、 第二搅棒 92、 螺 旋钻 73、 壳体 94 及导向器 75。在第三构成例的色调剂盒 90 中, 螺旋钻 73 及导向器 75 可 以用与第一构成例的色调剂盒 70 同样的构成来实现。第三构成例的色调剂盒 90 的第一搅 棒 91、 第二搅棒 92 及壳体 94 与第一构成例的色调剂盒 70 及第二构成例的色调剂盒 80 的 构成不同。
第三构成例的色调剂盒 90 的第一搅棒 91 及第二搅棒 92 的叶片数量与第二构成 例的色调剂盒 80 的第一搅棒 81 及第二搅棒 82 相同。在第三构成例的色调剂盒 90 中, 第 一搅棒 91 的 4 片叶片 91b、 91c、 91d、 91e 以 90 度的间隔设置在旋转轴 91a 上。第二搅棒 92 的 4 片叶片 92b、 92c、 92d、 92e 以 90 度的间隔设置在旋转轴 92a 上。
第三构成例的色调剂盒 90 中的第一搅棒 91 及第二搅棒 92 排列设置在壳体 94 内 的下方。在色调剂盒安装在打印机 1 中的状态下, 第一搅棒 91 的旋转轴 91a 及第二搅棒 92 的旋转轴 92a 设置在壳体 94 内的用于收纳色调剂的整个空间中的上下方向上的中间偏下 侧。在色调剂盒 90 安装在打印机 1 中的状态下, 第一搅棒 91 和第二搅棒 92 搅拌堆积在底 面 94d 上的色调剂。壳体 94 的底面 94d 形成与第一搅棒 91 的搅拌范围和第二搅棒 92 的 搅棒范围对应的形状。
在图 8 所示的第三构成例中, 将包含第一搅棒 91 的旋转轴 91a 及第二搅棒 92 的 旋转轴 92a 的水平方向上的宽度设为 W2。其中, 色调剂盒 90 的第一搅棒 91 及第二搅棒 92 的搅棒动作半径 R′大于色调剂盒 80 的第一搅棒 81 及第二搅棒 82 的搅棒动作半径 R。因 此, 第一搅棒 91 的搅拌范围和第二搅棒 92 的搅拌范围以一部分重叠的方式设置。
在图 8 所示的截面图中, 相对于收纳色调剂的整个空间的高度 H, 第一搅棒 91 的旋 转轴 91a 及第二搅棒 92 的旋转轴 92a 设置在从上表面 94a 向下侧 H1′的水平位置上。如 果 H = H1′ +H2′, 则 H1′和 H2′为 H1′> H2′成立的关系。另外, H2′也可以是第一搅 棒 91 及第二搅棒 92 的搅棒动作半径 R′。
接着, 对第三构成例的色调剂盒的驱动系统进行说明。
第三构成例的色调剂盒 90 具有与第二构成例的色调剂盒 80 相同的驱动机构。不 过, 在第三构成例的色调剂盒 90 中, 第一搅棒 91 及第二搅棒 92 由于动作半径 ( 搅拌范围 ) 重叠, 为使彼此的叶片不冲撞, 需要以不同相位进行旋转。例如, 第一搅棒 91 的各个叶片 91b ~ 91e 和第二搅棒 92 的各个叶片 92b ~ 92e 以 45 度的相位差进行旋转。第一搅棒 91 及第二搅棒 92 各自的叶片以不同相位进行旋转, 从而可以相互不冲撞且高效率地搅拌色 调剂并向螺旋钻 73 进行输送。第三构成例的色调剂盒 90 的第一搅棒 91 及第二搅棒 92 中的叶片的大小比第二 构成例的色调剂盒 80 中的大。如果叶片大, 则每一片叶片的色调剂输送量就多。如果每一 片叶片的色调剂输送量多, 则各个搅棒就能够以较少的转速输送较多的色调剂。 即, 可以对 应每一片叶片所增加的色调剂输送量来降低搅棒的转速。 如果可以在同一驱动系统中降低 搅棒的转速, 就可以通过降低电机转速而在高转矩区域中使用, 或可以增大减速比以提高 输出轴转矩。
上述的第三构成例的色调剂盒中, 按照使蓄积在底面上的色调剂成为搅拌区域且 彼此的叶片不冲撞的方式驱动的多个搅棒排列设置在色调剂盒内的下侧区域中, 并且第三 构成例的色调剂盒形成为即使色调剂在搅棒不能直接搅拌到的色调剂盒内的上侧区域中 凝固了也会因其自重而下落到搅棒的搅拌区域的形状。
根据第三构成例的色调剂盒, 通过加大叶片来提高色调剂输送量, 从而可以降低 各个搅棒的转速, 并可以从驱动用的电机 69 接受低旋转区域内的高转矩的驱动力。其结 果, 在第三构成例的色调剂盒中, 可以根据电机的转矩特性来设定叶片的大小。
虽然上述说明了本发明的某些实施方式, 但是这些实施方式仅是对本发明进行例 示性说明, 而不是旨在限制本发明的范围。 实际上, 本说明书中所描述的各种新颖方法和系 统可以以其它各种形式体现。 并且, 在不脱离本发明的精神的前提下, 可以对本说明书中所 描述的方法和系统的形式作各种省略、 替换和改变。所附的权利要求书及其等同物应该涵 盖这些落入本发明的范围和精神的形式或修改。