CN107664938A - 显影设备、处理盒及电子照相图像形成设备 - Google Patents

显影设备、处理盒及电子照相图像形成设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及显影设备、处理盒及电子照相图像形成设备。显影设备包括：显影剂承载辊，其能够沿第一转动方向转动；和显影剂调节构件，其控制显影剂层的厚度，所述显影剂调节构件具有显影剂层厚调节部和突出部，并且在所述显影剂层厚调节部处具有与所述显影剂承载辊的表面抵接的抵接部，所述突出部在面对所述显影剂承载辊的那侧具有凹形状，在比所述抵接部靠所述显影剂承载辊的转动方向上的上游侧，所述突出部与所述显影剂承载辊的表面之间形成间隙，所述间隙具有间隙宽度为0.05mm至0.5mm的部分；间隙宽度的最大值Hmax与最小值Hmin满足Hmax/Hmin≤3.0的表达式；并且所述部分具有0.8mm以上的连续的长度。

Description

显影设备、处理盒及电子照相图像形成设备
技术领域
本发明涉及包括在电子照相图像形成设备中的显影设备和处理盒以及电子照相图像形成设备。
背景技术
众所周知的电子照相图像形成设备包括均具有显影剂承载辊和显影剂调节构件的显影设备。显影剂调节构件在显影剂层厚调节部抵接于显影剂承载辊，以形成显影剂的薄层，并且使显影剂带上摩擦电荷(摩擦带电(tribomatic charging))。
日本特许公开2006-251730号公报公开了用于将显影剂层的电荷量控制成均匀的显影剂调节构件，其中在与显影剂承载辊抵接的抵接部的显影剂行进方向上的上游部布置有显影剂引入部，以使显影剂在显影剂承载辊的表面与显影剂引入部之间循环。该显影剂调节构件有利于显影剂在显影剂承载辊的表面与显影剂引入部之间循环，并且在提供均匀的电荷量方面是有效的。遗憾的是，在具有低图像浓度的区域中、特别是在纯白图像的区域中，显影剂承载辊上的显影剂不大可能显影。这样的显影剂将反复地接收显影剂调节构件与显影剂给送辊之间的摩擦，从而增加显影剂的电荷量。相反地，显影剂承载辊上的显影剂主要在具有高图像浓度的区域中显影、特别是在纯黑图像的区域中显影。该现象增大了纯白图像的区域与纯黑图像的区域之间的显影剂的电荷量的差，因而会产生重影图像(ghostimage)。
发明内容
本发明旨在提供如下显影设备：该显影设备为显影剂承载辊上的显影剂提供均匀的带电状态，以减少由于显影剂承载辊上的显影剂的带电状态的差异而导致的重影图像的产生。本发明还旨在提供能够提供稳定的电子照相图像的处理盒和电子照相图像形成设备。
根据本发明的一个方面，提供一种显影设备，其包括：显影剂承载辊，其能够沿第一转动方向转动；和显影剂调节构件，其控制承载于所述显影剂承载辊的表面的显影剂层的厚度，其中，所述显影剂调节构件具有显影剂层厚调节部和突出部，所述显影剂调节构件在所述显影剂层厚调节部处具有与所述显影剂承载辊的表面抵接的抵接部，并且所述突出部在面对所述显影剂承载辊的那侧具有凹形状，其中，在比所述抵接部靠所述显影剂承载辊的第一转动方向上的上游侧，所述突出部与所述显影剂承载辊的表面之间形成非接触的间隙，当将所述间隙的宽度定义为H时，所述间隙具有间隙宽度H满足式(1)的部分：
式(1)
0.05mm≤H≤0.5mm；
当将所述部分中的间隙宽度H的最大值定义为Hmax并且将所述部分中的间隙宽度H的最小值定义为Hmin时，Hmax和Hmin满足式(2)：
式(2)
Hmax/Hmin≤3.0；
所述部分具有满足式(3)的连续的长度L：
式(3)
L≥0.8mm。
根据本发明的另一方面，提供一种处理盒，其以能够拆装的方式安装到电子照相图像形成设备的主体，所述处理盒包括上述显影设备。根据本发明的又一方面，提供一种电子照相图像形成设备，其包括上述显影设备。
根据本发明的又一方面，提供一种显影设备，其包括：显影剂承载辊，其能够沿第一转动方向转动；和显影剂调节构件，其控制承载于所述显影剂承载辊的表面的显影剂层的厚度，其中，所述显影剂调节构件具有显影剂层厚调节部和突出部，所述显影剂调节构件在所述显影剂层厚调节部处具有与所述显影剂承载辊的表面抵接的抵接部，并且所述突出部在面对所述显影剂承载辊的那侧具有向内弯曲的表面，其中，在比所述抵接部靠所述显影剂承载辊的第一方向上的上游侧，所述突出部与所述显影剂承载辊的表面之间形成非接触的间隙，当将所述间隙的宽度定义为H、将所述间隙宽度的最大值定义为Hmax并且将所述间隙宽度的最小值定义为Hmin时，H、Hmax和Hmin满足式(1)和式(2)：
式(1)
0.05mm≤H≤0.5mm；
式(2)
Hmax/Hmin≤3.0；所述间隙具有满足式(3)的所述第一转动方向上的连续的长度L：
式(3)
L≥0.8mm。
通过以下参照附图对示例性实施方式的说明，本发明的其它特征将变得明显。
附图说明
图1是示出根据本发明的显影设备的示例的示意性截面图。
图2是示出根据本发明的显影剂调节构件的示例的示意性截面图。
图3是示出根据本发明的显影剂调节构件的另一示例的示意性截面图。
图4是示出根据本发明的显影剂调节构件的另一示例的示意性截面图。
图5是示出根据本发明的显影剂调节构件的另一示例的示意性截面图。
图6A、图6B和图6C是示出根据本发明的显影剂调节构件的另一示例的示意性截面图。
图7是示出抵接部的形状的示意截面图。
图8是示出根据本发明的显影剂承载辊的示例的示意截面图。
图9是示出根据本发明的处理盒的示例的示意性构造的截面图。
图10是示出根据本发明的电子照相图像形成设备的示例的示意性构造的截面图。
图11是制造显影剂调节构件的设备的示例。
具体实施方式
现在将根据附图详细说明本发明的优选实施方式。
[显影设备]
根据本发明的显影设备包括显影剂承载辊和控制显影剂承载辊的表面上承载的显影剂层的厚度的显影剂调节构件。显影剂调节构件具有显影剂层厚调节部和突出部。
显影剂调节构件在显影剂层厚调节部处具有与显影剂承载辊的表面抵接的抵接部。突出部的面对显影剂承载辊的那侧具有凹形状。在显影剂承载辊的第一转动方向上，在抵接部的上游侧，突出部与显影剂承载辊的表面形成非接触间隙，以下称作“间隙”。
该间隙具有间隙宽度H满足式(1)的部分：
式(1)
0.05mm≤H≤0.5mm。
该部分中的间隙宽度H的最大值Hmax和最小值Hmin满足式(2)：
式(2)
Hmax/Hmin≤3.0。
此外，该部分的连续长度L满足式(3)：
式(3)
L≥0.8mm。
在根据本发明的一个方面的显影设备中，术语“非接触间隙”的“宽度”是指在从显影剂承载辊的中心起沿显影剂承载辊径向的直线上的距离。换言之，术语“非接触间隙”的“宽度”意味着从显影剂承载辊的表面到突出部的面对着显影剂承载辊的表面的距离。
术语“抵接部”是指显影剂层厚调节部抵接于显影剂承载辊的表面的部分。将显影剂层厚调节部最先抵接于转动着的显影剂承载辊的部分称作抵接部的“上游边缘”。将显影剂层厚调节部与显影剂承载辊的抵接结束的部分称作抵接部的“下游边缘”。将抵接部的比上游边缘还靠上游的部分称作“抵接部的上游”。术语“纵向”是指平行于显影剂承载辊的转动轴线的方向。在图2中，术语“纵向”是指垂直于纸面的方向。术语“横向”是指图2中的X方向，术语“厚度方向”是指图2中的Z方向。
[显影剂承载辊]
如图8所示，根据本发明的一个方面的显影剂承载辊包括例如：圆柱状或中空圆筒状的导电基体41；导电弹性层42，其布置于导电基体41的外周面；以及表面层43，其布置于导电弹性层的外周面。显影剂承载辊可以具有不同于上述构造的任何构造。能够使用已知的显影剂承载辊。
<基体>
包括在显影剂承载辊中的基体具有导电性，并且支撑布置于基体的导电弹性层。用于基体的材料的示例包括：金属，诸如铁、铜、铝和镍等；以及包含这些金属的合金，诸如不锈钢、硬铝、黄铜和青铜等。为了赋予耐擦伤性，可以在不损害导电性的范围内对基体的表面进行电镀。此外，还能够使用具有涂布有金属的导电性表面的树脂基体，以及由导电树脂组合物制备的那些树脂基体。
<导电弹性层>
导电弹性层被布置成提供具有如下弹性的显影剂承载辊：该弹性是包括该显影剂承载辊的设备所需的弹性。具体地，导电弹性层可以具有实心体或发泡体。导电弹性层可以包括单层或多层。显影剂承载辊始终在压力下压抵感光鼓和显影剂。为了减少这些构件相互给予的损伤，例如布置具有低硬度和低压缩永久变形(low compression set)的导电弹性层。
用于导电弹性层的材料的示例包括天然橡胶、异戊二烯橡胶、苯乙烯橡胶、丁基橡胶、丁二烯橡胶、碳氟橡胶、聚氨酯橡胶和硅橡胶。这些材料可以单独地使用或两种以上组合地使用。
根据显影剂承载辊所需的功能，导电弹性层可以包含导电剂，非导电填料，以及成型所需的各种添加剂组分诸如交联剂、催化剂和分散促进剂等。
复合在导电弹性层中的导电剂的示例包括各种导电金属或合金、导电金属氧化物、涂覆有这些导电金属材料的绝缘物质的细颗粒、诸如炭黑等的电子导电剂以及离子导电剂。这些导电剂可以以粉末状或纤维状单独地使用或两种以上组合地使用。在这些导电剂中，由于炭黑的导电可控性高且成本低，所以优选使用炭黑。能够包含这样的导电剂，以将导电弹性层的体积电阻率控制成1×104Ω·cm至1×1010Ω·cm。包括体积电阻率在该范围内的导电弹性层的显影剂承载辊便于控制待在感光鼓上显影的调色剂的量。导电弹性层更优选具有1×104Ω·cm至1×109Ω·cm的体积电阻率。
任选地包含在导电弹性层中的非导电填料的示例包括：硅藻土、石英粉、干式二氧化硅、湿式二氧化硅、氧化钛、氧化锌、铝硅酸(aluminosilicic acid)、碳酸钙、硅酸锆、硅酸铝、滑石、氧化铝和氧化铁。
导电弹性层赋予显影剂承载辊所需的弹性。导电弹性层能够具有例如10度以上且80度以下的asker C硬度。具有10度以上的asker C硬度的导电弹性层能够减小由面对着显影剂承载辊布置的各构件所导致的压缩永久变形。具有80度以下的asker C硬度的导电弹性层能够减小施加到显影剂的应力，并且能够抑制由反复形成图像所导致的图像品质下降。在本文中，能够用由Asker橡胶硬度计(Kobunshi Keiki株式会社制)测量的值来规定asker C硬度。
导电弹性层具有例如0.1mm以上且50mm以下的厚度。厚度更优选为0.5mm以上且10mm以下。
成型导电弹性层的方法的示例包括诸如挤出成型、压制成型、注射成型、液状注射成型和注型成型(mold injection molding)等的各种成型方法，其中通过在适当的温度下加热适当的时间使材料固化，以在基体上成型导电弹性层。在注型成型的情况下，将用于导电弹性层的未固化材料注入布置有基体的圆筒形金属模具，并且通过加热使该未固化材料固化。这样的方法能够使导电弹性层在基体周围精确地成型。
<表面层>
显影剂承载辊在导电弹性层的外周可以具有诸如表面层等的层，以具有输送显影剂或使显影剂带电的显影剂承载辊所需的特性。表面层可以是树脂层，以满足这些特性。形成表面层的树脂的示例包括氟化树脂、聚酰胺树脂、三聚氰胺树脂、硅酮树脂、聚氨酯树脂、及其混合物。
所使用的表面层可以包含树脂、和赋予表面层导电性和补强性的炭黑。炭黑的配混量相对于树脂组分可以为3质量％以上且30质量％以下。表面层能够按如下形成：将树脂与炭黑和溶剂混合，使树脂分散以制得涂布液，并且将涂布液施涂到导电弹性层上。能够溶解待用于表面层的树脂的任何溶剂可以用于涂布液。
表面层能够具有4μm以上且50μm以下的厚度。具有4μm以上的厚度的表面层能够减轻使用时的磨耗。具有50μm以下的厚度的表面层能够减小由显影剂承载辊的表面硬度所导致的施加到显影剂的应力。
表面层能够具有任意表面粗糙度。表面层的表面粗糙度能够在使用时适当调整，以确保用于输送显影剂的力，从而获得高品质的图像。控制表面粗糙度的有效方法是使表面层中包含具有期望粒径的颗粒。使用在表面层中的颗粒可以是粒径为0.1μm以上且30.0μm以下的金属颗粒和树脂颗粒。在这些颗粒中，由于树脂颗粒的高的柔性、相对低的比重和可易于获得的涂布材料稳定性，所以树脂颗粒是更优选的。如果表面层包括多个子层，则这样的颗粒可以包含在所有多个子层中，或者可以包含在这些子层中的至少一层中。
[显影剂调节构件]
根据本发明的显影剂调节构件包括显影剂层厚调节部和突出部。突出部的面对显影剂承载辊的那侧具有向内弯曲的表面。显影剂调节构件可以包括刮板构件和支撑构件，其中刮板构件具有显影剂层厚调节部和突出部。图2示出了显影剂调节构件的示例。在图2中，显影剂调节构件8包括支撑构件32和刮板构件31。刮板构件31具有沿末端方向布置的突出部31c。
支撑构件和刮板构件可以由单一材料形成，或者可以由不同材料形成。能够在显影剂调节构件中使用能够支撑刮板构件的任何支撑构件。在本发明中，支撑构件和刮板构件不限于两者作为彼此分开的独立构件而存在的形态，可以是两者作为显影剂调节构件的支撑部和刮板部而一体存在的形态。
[支撑构件]
支撑构件中能够使用任何材料。材料的示例包括：诸如经表面处理的钢板(例如，进行了铬酸盐转化涂层处理的钢板)、不锈钢、磷青铜和铝等的金属；以及诸如丙烯酸系树脂、聚乙烯系树脂和聚酯树脂等的树脂。如果这些树脂在使用时需要导电性，则可以对树脂添加导电材料。
支撑构件可以具有任意厚度(在图2中为Z方向上的距离)。厚度能够为0.05mm以上且3mm以下。特别地，因为厚度为0.05mm以上且0.15mm以下的薄板状的支撑构件具有适当的弹簧特性，所以能够使刮板构件以适当的抵接压力与显影剂承载辊抵接，以将显影剂承载辊上的显影剂控制成适当的层厚。具有0.8mm以上的厚度的支撑构件便于显影剂调节构件在不变形的情况下相对于显影设备、处理盒及电子照相图像形成设备的安装和定位。因而，刮板构件能够以适当的抵接压力与显影剂承载辊稳定地抵接。
如果支撑构件和刮板构件由单一金属材料形成，则能够通过诸如弯折加工(例如，压制)、电化学加工，放电加工或激光束加工等的方法来成型支撑构件。
能够通过例如挤出成型或注射成型来成型由热塑性树脂形成的支撑构件。具体地，在挤出成型的情况下，能够将通过加热而熔融的热塑性树脂注入金属模具，以将树脂成型为支撑构件。在注射成型的情况下，能够将热塑性树脂注入金属模腔，并且能够使热塑性树脂冷却以成型为支撑构件。
[刮板构件]
刮板构件中能够使用任何材料。材料的示例包括诸如橡胶和热塑性弹性体等的弹性材料、以及各种树脂。其具体示例包括：诸如热固性聚氨酯橡胶、硅橡胶和液状橡胶等的具有橡胶弹性的橡胶；诸如聚酯树脂、聚酰胺树脂和聚醚树脂等的热塑性树脂；以及诸如聚酯弹性体、聚氨酯弹性体和聚酰胺弹性体等的热塑性弹性体。
如果刮板构件由与用于支撑构件的材料不同的材料形成，则能够在刮板构件中使用如下材料：例如硅酮树脂、硅橡胶、聚氨酯树脂、聚氨酯橡胶、酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、丙烯酸系树脂和环氧树脂等的热固性树脂或橡胶；以及例如丙烯酸系树脂、聚乙烯系树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂和聚醚树脂等的热塑性树脂。在这些材料中，热塑性树脂可以用于成型刮板构件，因为这些树脂可以容易地变形成所期望的形状。
如果用于支撑构件的材料与用于刮板构件的材料不同，则刮板构件能够具有任意厚度(在图2中为Z方向上的距离)。显影剂层厚调节部的厚度能够为10μm以上且3mm以下。在显影剂层厚调节部中，具有10μm以上的厚度的刮板构件能够在维持作为树脂或橡胶的弹性的同时，确保抵抗由与显影剂承载辊的摩擦所导致的磨耗的耐久性。在显影剂层厚调节部中，具有3mm以下的厚度的刮板构件能够提供与显影剂承载辊的稳定的抵接压力。
刮板构件可以形成在支撑构件的任何部位。刮板构件可以形成在支撑构件的抵接于显影剂承载辊的一个表面。刮板构件可以形成为覆盖支撑构件的两个表面的形状。刮板构件的示例包括具有显影剂层厚调节部和突出部的刮板构件，如图2所示，刮板构件布置在支撑构件的一端，支撑构件延伸到该突出部的位置。
可以通过诸如金属模具成型、挤出成型、涂布成型，片的贴合成型或注射成型等的方法来形成刮板构件。具体地，在模具成型或挤出成型的情况下，能够如下地执行成型：将在必要时涂布有粘接剂的支撑构件布置在金属模具中，将通过加热而熔融的树脂材料注入金属模具以成型为接合到支撑构件的刮板构件。在片的贴合成型的情况下，能够将通过挤出成型而成型为片状的刮板构件贴合到涂布有粘接剂的支撑构件。在注射成型的情况下，能够将树脂材料注入金属模腔，并且能够使树脂材料冷却以成型为刮板构件。
在刮板构件中，用作与显影剂承载辊抵接的抵接部的显影剂层厚调节部在显影剂承载辊的转动方向上能够具有1.0mm以上且5.0mm以下的长度W(在图7中为圆弧的距离)。如图7所示，具有沿着显影剂承载辊的表面的曲面的显影剂层厚调节部能够确保长的抵接宽度。
在刮板构件形成时，在必要时可以在支撑构件上形成粘接剂层。用于粘接剂层的材料的示例包括热熔粘接剂，诸如聚氨酯系粘接剂、聚酯系粘接剂、乙烯乙烯醇系(EVA系)粘接剂和聚酰胺系粘接剂等。
[导电剂]
在必要时，支撑构件、刮板构件和粘接剂层可以包含导电剂。导电剂的示例包括离子导电剂和诸如炭黑等的电子导电剂。
炭黑的示例具体包括：诸如“Ketjenblack”(商品名，Lion公司制)和乙炔黑等的导电性炭黑；以及诸如SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF、SRF、FT和MT等的橡胶用炭黑。此外，可以使用进行了氧化处理的彩色墨用炭黑、和热解炭黑。相对于100质量份的树脂或橡胶，炭黑的使用量可以为5质量份以上且50质量份以下。可以利用热重分析仪(TGA)来测量在树脂或橡胶中炭黑的含量。
除了以上炭黑以外，可使用的电子导电剂的示例包括：诸如天然石墨和人造石墨等的石墨；诸如铜、镍、铁和铝等的金属粉末；诸如氧化钛、氧化锌和氧化锡等的金属氧化物粉末；以及诸如聚苯胺、聚吡咯和聚乙炔等的导电性高分子。在必要时，这些导电剂可以单独地使用或两种以上组合地使用。
离子导电剂的示例包括：包含铵离子的高氯酸盐、氯酸盐、盐酸盐、溴酸盐、碘酸盐、氟硼酸盐、三氟甲基硫酸盐、磺酸盐和双(三氟甲基磺酸)酰亚胺盐，其中铵离子为诸如四乙基铵、四丁基铵、月桂基三甲基铵、十二烷基三甲基铵、硬脂基三甲基铵、十八烷基三甲基铵、十六烷基三甲基铵、苄基三甲基铵和改性的脂肪族二甲基乙基铵等；包含碱金属或碱土类金属的高氯酸盐、氯酸盐、盐酸盐、溴酸盐、碘酸盐、氟硼酸盐、三氟甲基硫酸盐、磺酸盐和双(三氟甲基磺酸)酰亚胺盐，其中碱金属或碱土类金属为诸如锂、钠、钙或镁等。在这些盐中，可以使用碱金属或铵离子的三氟甲基硫酸盐和双(三氟甲基磺酸)酰亚胺盐。因为这些盐具有含氟的阴离子结构，因而具有大的导电性赋予效果，所以这些盐是合适的。在必要时，这些盐可以单独地使用或两种以上组合地使用。
支撑构件、刮板构件和粘接剂层可以在不抑制树脂或橡胶、以及导电剂的功能的范围内包含其它添加剂，诸如电荷控制剂、润滑剂、填料、抗氧化剂和抗老化剂等。
[突出部]
显影剂调节构件的突出部的面对显影剂承载辊的那侧具有凹形状。具体地，例如，与显影剂承载辊对应的表面向内弯曲。由此，相对于显影剂承载辊的表面，能够在显影剂承载辊的转动方向上的长距离确保满足由式(1)和式(2)表示的关系的间隙。突出部可以具有弯折形状和弯曲形状。能够使用弯曲形状。由于这些弯曲形状不具有角，所以位于突出部的表面所在侧的显影剂能够平滑地循环。此外，突出部的表面的弯曲形状能够是与显影剂承载辊的截面圆同心的圆弧形状。在这种情况下，能够在显影剂承载辊的转动方向上的长距离确保相对于显影剂承载辊的表面具有小宽度的间隙。突出部的形状的示例包括图2至图7所示的那些。
如图2所示，能够在位于显影剂层厚调节部31a与突出部31c之间的边界处布置高度差。在某些情况下，密集地填充在位于显影剂承载辊的表面与突出部31c之间的间隙中的显影剂会使突出部的表面向上升起。高度差能够确保控制显影剂层厚的边缘部分，从而减少显影剂层的厚度的控制不良的发生。
通过显影剂层厚调节部与显影剂承载辊的表面之间的摩擦来控制显影剂层的厚度并使显影剂带电。显影剂层厚调节部可以具有平坦面、弯曲形状、突出形状或凹形状中的任一者。如图5所示，弯曲形状是特别优选的。具有弯曲形状的显影剂层厚调节部能够增大显影剂层厚调节部与显影剂承载辊摩擦的摩擦距离，为显影剂提供均匀且高的电荷量。此外，显影剂层厚调节部能够具有沿着显影剂承载辊的表面的弯曲形状。
如果支撑构件和刮板构件由不同的材料形成，则支撑构件能够延伸到突出部的位置。延伸到该位置的支撑构件增强了突出部的刚性，从而即使显影剂密集地填充在位于显影剂承载辊的表面与突出部的表面之间的间隙中，也能够维持期望的间隙。
[显影设备]
图1示出了根据本发明的一个方面的显影设备的示例。该显影设备9包括：显影剂容器6，其收纳显影剂34；显影剂承载辊1，其输送显影剂34；以及显影剂调节构件8，其控制显影剂承载辊的表面上的显影剂层的厚度。必要时，显影设备9可以包括显影剂给送辊7。
根据显影设备，通过显影剂承载辊输送显影剂，并且在由位于显影剂承载辊的表面与显影剂调节构件的突出部之间的间隙形成的“显影剂移除区域”中，从显影剂承载辊的表面移除在纯白图像的显影之后具有过高带电量的显影剂。此外，能够使从显影剂承载辊移除的显影剂与从显影剂容器给送的显影剂一起循环，从而为显影剂提供均匀的带电量，由此减少重影图像。
在位于显影剂承载辊的表面与突出部之间的间隙中，具有满足由式(1)、式(2)和式(3)表示的关系的区域的显影剂移除区域实现了移除显影剂承载辊上的显影剂并使显影剂循环的效果。因为在显影剂的输送方向(显影剂承载辊的如图1和图2所示的第一转动方向b)上，在显影剂移除区域中，能够确密集填充了显影剂的细长间隙，所以显影剂承载辊的表面和显影剂之间的摩擦与显影剂的循环一起发生。
在显影设备中，突出部具有间隙宽度H为0.05mm以上且0.5mm以下的部分，其中H为间隙的间隙宽度。间隙宽度H为0.05mm以上且0.5mm以下的部分具有至少0.8mm以上的连续长度。
如果该部分具有小于0.05mm的间隙宽度H，则显影剂会被过度密集地填充，从而导致显影剂的循环不充分，并且难以为从显影剂承载辊去除的显影剂和从显影剂容器给送的显影剂提供均匀的带电量。如果该部分具有大于0.5mm的间隙宽度H，则显影剂不会被充足地填充在突出部的间隙区域中，从而导致显影剂的摩擦不足。为此，无法从显影剂承载辊的表面移除在纯白图像的显影之后具有过高带电量的显影剂。
更优选地，该部分具有0.05mm以上且0.3mm以下的间隙宽度H。在该范围内的间隙宽度增强了显影剂从显影剂承载辊的表面的移除和显影剂在突出部的间隙区域中的循环。
如果显影剂承载辊的与间隙宽度H为0.05mm以上且0.5mm以下的部分对应的表面在显影剂承载辊的转动方向上具有小于0.8mm的连续长度L，则在显影剂移除区域中用于显影剂摩擦的时间是不足的。为此，无法从显影剂承载辊的表面移除在纯白图像的显影之后具有过高带电量的显影剂。长度L能够为3.0mm以下。在长度L为3.0mm以下的情况下，被密集地填充在显影剂移除区域中的显影剂不大可能使突出部的表面向上升起，从而在显影剂层厚调节部中实现了显影剂层厚的更好控制。
长度L是例如图7所示的周向上的距离。换言之，长度L是显影剂承载辊上的位于两条直线100和100与显影剂承载辊的表面的两个交点之间的距离，其中两条直线100和100是将突出部31c的表面上的两点分别与显影剂承载辊的截面圆的中心连结而成的。
在该部分中，当将间隙宽度H的最大值定义为Hmax并且将最小值定义为Hmin时，比例“Hmax/Hmin”为3.0以下。大于3.0的比例Hmax/Hmin会导致显影剂不均一地填充在突出部的间隙区域中的状态。如果间隙在突出部的上游侧具有最小宽度Hmin，在其下游侧具有最大宽度Hmax，并且比例Hmax/Hmin大于3.0，则显影剂容易在突出部的间隙区域中移动并会不均匀地填充在间隙区域中。这会导致显影剂的摩擦不足，抑制了在纯白图像的显影之后从显影剂承载辊的表面移除具有过高带电量的显影剂。如果间隙在突出部的上游侧具有最大宽度Hmax，在突出部的下游侧具有最小宽度Hmin，并且比例Hmax/Hmin大于3.0，则在间隙区域的上游部分中获取的大量显影剂可能会过多地进入间隙区域的下游部分中，使显影剂层厚调节部向上升起，从而发生显影剂的控制不良。
在显影设备中，显影剂调节构件的面对显影剂承载辊的表面的突出部具有凹形状。具有凹形状的突出部能够确保间隙宽度H为0.05mm以上且0.5mm以下的部分的长度L较长。此外，突出部的表面能够具有向内弯曲的形状。具有向内弯曲的表面的突出部能够确保在显影剂承载辊的转动方向上的细长间隙，从而有利于显影剂的摩擦并有效地移除显影剂承载辊的表面上的显影剂。
此外，显影剂层厚调节部能够具有1.0mm以上且5.0mm以下的长度(弧长)W。显影剂调节构件与显影剂承载辊之间的增加了的摩擦距离能够为显影剂提供均匀且高的电荷量。
[处理盒]
根据本发明的一个方面的处理盒能够可拆装地安装到电子照相图像形成设备的主体，并且该处理盒包括根据本发明的显影设备。图9示出了根据本发明的一个方面的处理盒的示例。图9所示的处理盒包括集成为一体的显影设备9、感光构件5和清洁设备12。处理盒可拆装地布置于电子照相图像形成设备的主体。显影设备9的示例包括下述电子照相图像形成设备中的图像形成单元。除了以上构造以外，根据本发明的处理盒可以具有如下构造：在该构造中，上述构件与将感光构件上的显影剂图像转印到记录材料上的转印构件一体化。
[电子照相图像形成设备]
根据本发明的一个方面的电子照相图像形成设备包括根据本发明的显影设备。图10示出了根据本发明的电子照相图像形成设备的示例。在图10中，电子照相图像形成设备包括分别为黄色调色剂(显影剂)、品红色调色剂(显影剂)、青色调色剂(显影剂)和黑色调色剂(显影剂)布置的图像形成单元a至图像形成单元d。图像形成单元a至图像形成单元d均包括作为沿箭头方向转动的静电潜像承载体的感光构件5。电子照相图像形成设备包括布置在各感光构件5周围的如下设备和单元：充电设备11，其用于使感光构件5均匀地带电；曝光单元(未示出)，其利用激光10照射均匀带电的感光构件5，以形成静电潜像；以及显影设备9，其用于向具有静电潜像的感光构件5给送显影剂，以使静电潜像显影。
用于输送由给送辊23给送的诸如纸等的记录材料22的转印输送带20绕着驱动辊16、从动辊21和张紧辊19延伸。为了输送记录材料22，通过吸附辊24使转印输送带20带上来自吸附偏压电源25的电荷，以使记录材料22静电附着到转印输送带的表面。
图像形成单元a至图像形成单元d均包括转印偏压电源18，转印偏压电源18施加用于将感光构件5上的显影剂图像转印到由转印输送带20输送的记录材料22上的电荷。通过布置在转印输送带20的背面的转印辊17施加转印偏压。将形成在图像形成单元a至图像形成单元d中的各个颜色的显影剂图像依次转印叠加在由与图像形成单元a至图像形成单元d同步驱动的转印输送带20输送的记录材料22上。
彩色电子照相图像形成设备还包括：定影设备15，其用于通过加热使被转印且叠加在记录材料22上的显影剂图像定影；和输送设备(未示出)，其用于向彩色电子照相图像形成设备的外部排出形成有图像的记录材料22。图像形成单元均包括具有清洁刮板的清洁设备12，用于移除未被转印且留在感光构件5上的转印残留显影剂，以清洁感光构件5的表面。被清洁了的感光构件5设定在图像可形成状态并处于待机模式。
图像形成单元包括显影设备9。显影设备9均包括：显影剂容器，其收纳显影剂；和显影剂承载辊1，其被布置成覆盖显影剂容器的开口、具有从显影剂容器露出的部分并面对感光构件5。显影剂容器的内部包括：显影剂给送辊7，其用于向显影剂承载辊1给送显影剂34，并且同时刮除在显影之后未被使用且留在显影剂承载辊1上的残留显影剂；和显影剂调节构件8，其用于将显影剂承载辊1上的显影剂形成为薄膜状，并且同时使显影剂摩擦带电。显影剂给送辊7和显影剂调节构件8与显影剂承载辊1抵接地布置。显影剂承载辊1和显影剂给送辊7沿正向转动。
根据本发明的一个方面，能够提供如下显影设备：该显影设备为显影剂承载辊上的显影剂提供均匀的带电状态，以减少由于显影剂承载辊上的显影剂的带电状态的差异而导致的重影图像的产生。根据本发明的另一方面，能够提供可提供稳定的电子照相图像的处理盒和电子照相图像形成设备。
[实施例]
现在将借助于制造例和实施例更具体地说明本发明。术语显影剂调节构件的突出部的“末端”是指图2中的X方向上的端部，术语显影剂调节构件的突出部的“基部”是指位于显影剂层厚调节部与突出部之间的边界处的位置。
[实施例1]
1.显影剂调节构件的制备
使用聚酯热塑性树脂(TPEE)(Du Pont-Toray有限公司制；商品名：Hytrel 4047N)作为用于刮板构件的材料。所使用的支撑构件由横向长度为15.2mm、厚度为0.08mm的长片状SUS-304-1/2H材料形成。
图11是用于制造显影剂调节构件的设备。首先使用于刮板构件的材料在挤出成型机113中在200℃下熔融，并且将该材料注入用于挤出的金属模具112的模腔。同时，当支撑构件行进穿过用于挤出的金属模具的模腔时，利用用于刮板构件的材料涂布支撑构件的横向上的一个端面。将金属模具112的温度设定在250℃。
通过冷却器114使从用于挤出的金属模具112排出的刮板构件固化，以制得具有支撑构件的覆盖有刮板构件的抵接支撑面、末端面和与抵接支撑面相反的表面的构件。通过切断器116将该构件切成226mm的纵向长度，然后对面对显影剂承载辊的表面进行加工，以制得图5所示的包括表面曲率半径R为6.20mm、长度L0为1.0mm的突出部的一号显影剂调节构件。
2.显影剂承载辊的制备
提供包括SUS304轴芯体的基体，SUS304轴芯体具有6mm的外径和270mm的长度以及底漆(primer)(商品名：DY35-051；Dow Corning Toray有限公司制)，其中底漆施涂并烘烤到SUS304轴芯体。将基体布置在金属模具中。将通过使下表1所示的材料混合而制得的加成型硅橡胶组合物注入限定在金属模具中的模腔。
[表1]
随后，通过在150℃的温度下加热金属模具15分钟使硅橡胶组合物固化。从模具中取出制品，并且在180℃的温度下进一步加热该制品1小时以完成固化反应。制备包括基体和厚度为3mm且布置在基体的外周的导电弹性层的导电弹性辊。接着，称量下表2所示的材料，添加100质量份的甲基乙基酮。利用珠磨机分散这些材料，以制得表面层涂布液。
[表2]
随后，保持导电弹性辊中的基体的上端，使得导电弹性辊的纵向沿竖直方向排列。将导电弹性辊浸在表面层涂布液中，通过浸渍对导电弹性辊进行涂布以便具有10.0μm的膜厚。浸渍时间为9秒钟。工件从涂布液升高的升高速度为30mm/s的初始升高速度和20mm/s的最终升高速度。在初始升高速度与最终升高速度之间的升高速度相对于时间呈线性变化。在温度为80℃的炉中干燥工件15分钟，并且在温度为140℃的炉中加热工件2小时，以进行固化反应。由此形成了表面层，制得曲率半径DR为6.0mm的一号显影剂承载辊。
3.显影设备的制备
将一号显影剂调节构件和一号显影剂承载辊安装成图1所示的显影设备，并且将一号显影剂调节构件和一号显影剂承载辊设定成间隙的最大宽度Hmax和最小宽度Hmin均为0.2mm，比例Hmax/Hmin为1.0，满足由式(1)和式(2)表示的关系的间隙的在显影剂承载辊的表面的转动方向上的连续长度L(以下，称作“显影剂移除区域的长度L”)为1.0mm。
4.显影剂调节构件与显影剂承载辊之间的间隙的形状测量
图7是显影剂调节构件与显影剂承载辊之间的抵接部的沿垂直于显影剂调节构件的纵向的方向观察到的截面图。使用数字显微镜(Keyence公司制；VHX-5000)将视图放大500倍。在显影剂承载辊的表面上测量如下间隙的长度L：该间隙具有0.05mm以上且0.5mm以下的间隙宽度H和3.0以下的比例Hmax/Hmin。沿着显影剂承载辊的表面以0.1mm的间距进行测量。
5.使用电子照相图像形成设备的重影评价
将一号显影剂承载辊和一号显影剂调节构件组装成用于电子照相图像形成设备(商品名：CLJ CP4525，惠普公司制)的处理盒的显影设备。将电子照相图像形成设备放置在温度为15℃、相对湿度为10％的低温低湿度环境下24小时。接着，打印用于评价的图像以对显影重影进行评价。
使用如下的用于评价的图像进行显影重影的确定：在该用于评价的图像中，在薄片的前端以10mm的间隔打印5mm×5mm的纯黑块，然后打印半色调图像。在该图像中，使用X-Rite股份有限公司制的Spectordensitometer 500测量在纯黑块的打印之后显影剂承载辊的节距中的半色调图像浓度以及其它部分中的半色调图像浓度。根据如下基准按半色调图像浓度差对所打印的图像进行分级：
等级A：半色调图像密度差小于0.04。
等级B：半色调图像浓度差为0.04以上且小于0.08。
等级C：半色调图像浓度差为0.08以上。
[实施例2和实施例3]
除了突出部的面对显影剂承载辊的表面的曲率半径R为6.05mm(实施例2)或6.50mm(实施例3)，并且突出部的长度L0为1.0mm以外，以与实施例1相同的方式制备二号显影剂调节构件。以形成表4所示的间隙的方式设定间隙的最大宽度Hmax和最小宽度Hmin、比例Hmax/Hmin以及显影剂移除区域的长度L。除了这些以外，以与实施例1相同的方式制备、测量和评价显影设备。
[实施例4]
如图3所示，除了将间隙形成为在突出部的末端处的最小宽度Hmin为0.10mm、在突出部的基部处的最大宽度Hmax为0.20mm且比例Hmax/Hmin为2.0以外，以与实施例1相同的方式制备四号显影剂调节构件。此外，制备、测量和评价显影设备。
[实施例5]
如图4所示，除了将间隙形成为在突出部的末端处的最大宽度Hmax为0.20mm、在突出部的基部处的最小宽度Hmin为0.10mm且比例Hmax/Hmin为2.0以外，以与实施例1相同的方式制备五号显影剂调节构件。此外，制备、测量和评价显影设备。
[实施例6]
除了将间隙形成为Hmax、Hmin和比例Hmax/Hmin为如表4所示以外，以与实施例4相同的方式制备显影设备。以与实施例4相同的方式测量和评价显影设备。
[实施例7]
除了将间隙形成为Hmax、Hmin和比例Hmax/Hmin为如表4所示以外，以与实施例5相同的方式制备显影设备。以与实施例5相同的方式测量和评价显影设备。
[实施例8至实施例10]
除了在显影剂调节构件中，突出部的面对显影剂承载辊的表面的曲率半径R为6.20mm，突出部的长度L0为0.8mm(实施例8)、3.0mm(实施例9)或2.0mm(实施例10)以外，以与实施例1相同的方式制备八号至十号显影剂调节构件。将显影剂移除区域的长度L设定为0.8mm。除了这些以外，以与实施例1相同的方式制备、测量和评价显影设备。
[实施例11]
如图6A所示，制备十一号显影剂调节构件，其中突出部的面对显影剂承载辊的表面具有弯折形状，将突出部的长度L0分为三个长度，即突出部的末端的长度L01、突出部的中央的长度L02和突出部的基部的长度L03。面对显影剂承载辊的表面的、由L01和L02形成的角度以及由L02和L03形成的角度为170°。除了这些以外，以与实施例1相同的方式制备、测量和评价显影设备。
[实施例12]
除了突出部的面对显影剂承载辊的表面的曲率半径R为6.30mm，突出部的长度L0为1.0mm以外，以与实施例1相同的方式制备十二号显影剂调节构件。将Hmax设定为0.30mm，将Hmin设定为0.30mm。除了这些以外，以与实施例1相同的方式制备、测量和评价显影设备。
[实施例13]
除了突出部的面对显影剂承载辊的表面的曲率半径R为6.30mm，突出部的长度L0为1.0mm，并且如图3所示，将间隙形成为在突出部的末端处具有0.10mm的Hmin、在突出部的面对显影剂层厚调节部的那侧具有0.30mm的Hmax且具有3.0的比例Hmax/Hmin以外，以与实施例4相同的方式制备十三号显影剂调节构件。在接下来的步骤中，以与实施例1相同的方式制备、测量和评价显影设备。
[实施例14]
除了突出部的面对显影剂承载辊的表面的曲率半径R为6.30mm，突出部的长度L0为1.0mm，并且如图4所示，将间隙形成为在突出部的末端处具有0.30mm的Hmax、在突出部的面对显影剂层厚调节部的那侧具有0.10mm的Hmin且具有3.0的比例Hmax/Hmin以外，以与实施例5相同的方式制备十四号显影剂调节构件。除了这些以外，在接下来的步骤中，以与实施例1相同的方式制备、测量和评价显影设备。
[实施例15至实施例17]
除了显影剂层厚调节部的长度W为1.0mm(实施例15)、3.0mm(实施例16)或5.0mm(实施例17)以外，以与实施例1相同的方式制备十五号至十七号显影剂调节构件。在接下来的步骤中，以与实施例1相同的方式制备、测量和评价显影设备。
[实施例18]
除了突出部的面对显影剂承载辊的表面的曲率半径R为6.20mm，突出部的长度L0为4.0mm以外，以与实施例1相同的方式制备显影设备。以与实施例1相同的方式测量和评价显影设备。
[实施例19]
该实施例是图6B所示的示例性显影剂调节构件，其中支撑构件和刮板构件由相同的材料形成。
1.显影剂调节构件的制备
在80℃的温度下在搅拌的情况下使下表3的组分(1)所示的两种材料反应3小时，以制得预聚物(NCO％：8.50％)。使表3的组分(2)所示的五种材料与预聚物混合，以制得聚氨酯弹性体原料组合物。将组合物注入用于成型的金属模具的模腔，并且在130℃的温度下固化2分钟。从模具中取出制品，以制得弹性构件。将弹性构件切成纵向上的尺寸为226mm、横向上的尺寸为15.2mm且厚度为2.0mm。在接下来的步骤中，对弹性构件进行进一步加工，以制得图6B所示的十九号显影剂调节构件，其中突出部的面对显影剂承载辊的表面的曲率半径R为6.20mm，突出部的长度L0为1.0mm。
[表3]
2.显影设备的制备和评价
除了使用显影剂调节构件以外，以与实施例1相同的方式制备显影设备。以与实施例1相同的方式测量和评价显影设备。
[实施例20]
使用如图6C所示的包括由相同材料制成的支撑构件和刮板构件的显影剂调节构件。通过将由SUS-304-1/2H材料制成的构件压成横向上的尺寸为15.2mm、纵向上的尺寸为226mm且厚度为0.08mm来制备二十号显影剂调节构件。除了这些以外，以与实施例1相同的方式将显影剂承载辊和显影剂调节构件组装成显影设备。以与实施例1相同的方式进行测量和评价。
表4示出了实施例中的构件的构造、测量值和评价的结果。
[比较例1]
制备二十一号显影剂调节构件，其中突出部的面对显影剂承载辊的表面具有直线形状，并且间隙被形成为在突出部的该表面的中央部具有0.20mm的最小宽度Hmin。除了这些以外，以与实施例1相同的方式将显影剂承载辊和显影剂调节构件组装成显影设备。以与实施例1相同的方式进行测量和评价。
[比较例2]
将显影剂调节构件设定成曲率半径R为6.03mm，间隙被形成为具有0.03mm的最大宽度Hmax和0.03mm的最小宽度Hmin。除了这些以外，以与实施例1相同的方式制备、测量和评价显影设备。
[比较例3]
将显影剂调节构件设定成曲率半径R为6.60mm，间隙被形成为具有0.6mm的最大宽度Hmax和0.6mm的最小宽度Hmin。除了这些以外，以与实施例1相同的方式制备、测量和评价显影设备。
[比较例4]
将显影剂调节构件设定成突出部的长度L0为0.5mm，间隙被形成为具有0.5mm的显影剂移除区域的长度L。除了这些以外，以与实施例1相同的方式制备、测量和评价显影设备。
[比较例5]
除了如图3所示，将间隙形成为在突出部的末端处具有0.05mm的最小宽度Hmin、在突出部的基部处具有0.20mm的最大宽度Hmax且具有4.0的比例Hmax/Hmin以外，以与实施例1相同的方式制备显影设备。以与实施例1相同的方式测量和评价显影设备。
[比较例6]
除了如图4所示，将间隙形成为在突出部的末端处具有0.20mm的最大宽度Hmax、具有0.05mm的最小宽度Hmin且具有4.0的比例Hmax/Hmin以外，以与实施例1相同的方式制备显影设备。以与实施例1相同的方式测量和评价显影设备。
表5示出了比较例中的构件的构造、测量值和评价的结果。
[表4]
[表5]
如上所述，因为显影剂调节构件的突出部的面对显影剂承载辊的那侧具有向内弯曲的表面，并且根据本发明的显影设备包括满足由式(1)、式(2)和式(3)表示的所有关系的显影剂移除区域，所以该显影设备能够减少重影图像的产生。
虽然已经参照示例性实施方式说明了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施方式。权利要求书的范围应符合最宽泛的解释，以包含所有的这些变型、等同结构和功能。

Claims (11)

1.一种显影设备，其包括：
显影剂承载辊，其能够沿第一转动方向转动；和
显影剂调节构件，其控制承载于所述显影剂承载辊的表面的显影剂层的厚度，
其特征在于，
所述显影剂调节构件具有显影剂层厚调节部和突出部，
所述显影剂调节构件在所述显影剂层厚调节部处具有与所述显影剂承载辊的表面抵接的抵接部，并且
所述突出部在面对所述显影剂承载辊的那侧具有凹形状，其中，
在比所述抵接部靠所述显影剂承载辊的第一转动方向上的上游侧，所述突出部与所述显影剂承载辊的表面之间形成非接触的间隙，
当将所述间隙的宽度定义为H时，所述间隙具有间隙宽度H满足式(1)的部分：
式(1)
0.05mm≤H≤0.5mm；
当将所述部分中的间隙宽度H的最大值定义为Hmax并且将所述部分中的间隙宽度H的最小值定义为Hmin时，Hmax和Hmin满足式(2)：
式(2)
Hmax/Hmin≤3.0；
所述部分具有满足式(3)的连续的长度L：
式(3)
L≥0.8mm。
2.根据权利要求1所述的显影设备，其中，
所述突出部在面对所述显影剂承载辊的那侧具有向内弯曲的表面。
3.根据权利要求1所述的显影设备，其中，
在所述显影剂层厚调节部与所述突出部之间布置有高度差。
4.根据权利要求1所述的显影设备，其中，
所述间隙宽度H为0.05mm以上且0.3mm以下。
5.根据权利要求1所述的显影设备，其中，
所述长度L为3.0mm以下。
6.根据权利要求1所述的显影设备，其中，
所述显影剂层厚调节部在所述显影剂承载辊的转动方向上具有1.0mm以上且5.0mm以下的长度W。
7.根据权利要求1所述的显影设备，其中，
所述显影剂调节构件包括支撑构件和刮板构件，所述刮板构件具有所述显影剂层厚调节部和所述突出部。
8.根据权利要求7所述的显影设备，其中，
所述刮板构件布置在所述支撑构件的一端，所述刮板构件包括弹性材料，并且所述支撑构件延伸到所述突出部的位置。
9.根据权利要求8所述的显影设备，其中，
所述弹性构件包括热塑性弹性体。
10.一种处理盒，其以能够拆装的方式安装到电子照相图像形成设备的主体，所述处理盒包括根据权利要求1至9中任一项所述的显影设备。
11.一种电子照相图像形成设备，其包括权利要求1至9中任一项所述的显影设备。
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