CN1216835A - 调色剂输送辊和显影装置 - Google Patents

Abstract

一种调色剂输送辊,包括:一转动轴,和一设置在该转动轴周围且由泡沫弹性体构成的表面层,且其中表面层有每一个沿轴线方向延伸的凸起,每一个凸起都大体是梯形断面。本发明还提供了一种显影装置,包括:一个容纳显影剂的显影剂容器,一个设置在该显影剂容器开口部分的显影剂承载元件,和一个用于刮除和供给显影剂的刮除和供给转动元件,且其中该刮除和供给转动元件有一泡沫弹性体制成的表面层,该表面层带有沿轴向方向延伸的凸起。

Description

调色剂输送辊和显影装置

本发明涉及一种电照相型或静电型成像设备如复印机、打印机等等中使用的调色剂输送辊和显影装置。

在复印机和打印机中，通常在用显影装置对影像承载元件上的静电潜影进行显影之后，将影像承载元件上的显影后影像转印到纸上。在这种显影装置中，通过转动承载有调色剂的作为显影剂(调色剂)承载元件的显影套筒，可将调色剂输送到显影套筒与影像承载元件(感光鼓)相对的显影位置，由此显影感光鼓上的静电潜像。

近些年，由于改进影像分辨率和清晰度的要求，在显影套筒上形成一层很薄的调色剂层非常重要，由此，不可避免地需要形成很薄调色剂层的显影方法和装置。迄今为止已经提出了几种与此有关的技术。

例如，如日本公开的专利申请54-43038公开了一种用橡胶或金属制成的弹性刮板，该刮板压触显影套筒，由此通过使调色剂穿过弹性刮板与显影套筒之间的缝隙，调节调色剂的厚度，在显影套筒上形成一层很薄的调色剂层，给该缝隙施加适当的摩擦。

在这种情况下，当用弹性刮板调节非磁性调色剂时，需要附加调色剂供给元件给显影套筒供给调色剂。其原因是，尽管在使用磁性调色剂的情况下，用设置在显影套筒内的磁铁的磁力给显影套筒上供给调色剂，而在使用非磁性调色剂的情况下，不能通过磁力供给调色剂。为了给显影套筒供给这种调色剂，过去，提出了用硬橡胶材料、毛刷材料或泡沫橡胶材料制成的辊元件压触显影套筒的技术。

辊元件必须剥去或刮除残留在显影套筒上的调色剂(没有用于显影的；下文称作“未显影调色剂”)，以及给显影套筒供给调色剂。如果这些功能不能满足，未显影调色剂就要与新供应的显影容器中的调色剂相混合，混合后的调色剂出现在显影套筒上，其结果是，当用弹性刮板调节部分将调色剂再送到显影位置(即显影套筒与感光鼓相对的位置)时，由于调色剂的不同(新调色剂和混合调色剂)，改变了显影性能，由此产生了所谓的“模糊影像”。

因此，对于辊元件，既需要有供给调色剂的功能，又需要有刮除调色剂的功能。

首先，考虑供给调色剂的功能，硬橡胶材料，由于该材料的表面光滑，难以具有输送足够调色剂的能力，因此不能给显影套筒提高合足够的调色剂。毛刷材料具有极好的调色剂供给能力，但是，由于毛刷纤维的移动和/或剪切力，或毛刷纤维会掉落或扭转，所以毛刷材料不是优选的。相反，由于泡沫橡胶材料的表面有很多泡沫气泡，与硬橡胶材料相比，能极大地改进调色剂输送能力。因此，泡沫橡胶材料适用于用作给显影套筒提供调色剂的调色剂供给辊，因此，已广泛使用泡沫橡胶材料。

下面，考虑刮除调色剂的功能，日本公开专利申请2-191974公开了一种使用泡沫弹性辊压触一个压触部分，机械刮除调色剂的方法，以及一种通过给泡沫弹性辊施加偏压，从压触部分静电刮除调色剂的方法。

然而，由于近些年又提出了更高质量影像的要求，所以用于显影装置中的调色剂颗粒的直径必须更小。与正常颗粒直径的调色剂相比，这种调色剂更难被刮除。因此，为了防止出现模糊的影像，需要进一步改进刮除能力。为此，考虑通过使用具有适当调色剂供给能力的泡沫弹性辊，通过增加该辊对显影套筒的渗透量、辊和显影套筒之间的压触宽度(下文称作“缝隙宽度”)、或辊的转数，进一步提高机械力。

然而，如果采用这种方法，会增加调色剂和显影套筒上的应力，其结果是，由于调色剂退化、充电不良、显影套筒上调色剂熔化和结块，将会出现显影套筒表面的破损或泡沫弹性辊自身的破损。

本发明的目的是提供一种能够刮除和供给显影剂(调色剂)而不会使显影剂退化和熔化的显影装置。

本发明的另一个目的是提供一种具有很高的调色剂刮除能力和供给能力的调色剂输送辊。

本发明的再一个目的是提供一种显影装置，该装置包括一个容纳显影剂的显影剂容器，一个设置在显影剂容器开口部分的显影剂承载元件，用于承载和输送显影剂，以及一个通过与显影剂承载元件相接触用于刮除和供给显影剂的刮除和供给转动元件，其中该刮除和供给转动元件是泡沫弹性体，且包括一带有沿轴向方向凸起的表面层。

本发明的再一个目的是提供一种调色剂输送辊，该辊包括一转动轴，以及一围绕该转动轴由泡沫弹性体制成的表面层，该表面层有沿轴向方向设置的凸起，且凸起的断面呈梯形形状。

通过下面对本发明的详细描述，将清楚地了解本发明的其它目的。

图1是采用本发明显影装置的成像设备一实施例的示意图。

图2是本发明显影装置一实施例的示意图。

图3是用于本发明显影装置中的调色剂供给和刮除辊的透视图。

图4是显示图3调色剂供给和刮除辊的凸起和凹槽的放大图。

图5是定义调色剂供给和刮除辊的凸起和凹槽各部分长度的说明图。

图6与图4相似，是显示调色剂供给和刮除辊的凸起和凹槽的放大图。

图7是定义图6所示的调色剂供给和刮除辊的凸起和凹槽各部分长度的说明图。

图8是调色剂供给和刮除辊外圆周部分的剖面图。

图9是图8所示调色剂供给和刮除辊的放大图。

图10和11是根据第三实施例，用于测试的比较例外圆周部分的放大图。

图12显示一个模糊影像实例的示意图。

图13是调色剂供给和刮除辊外圆周部分的剖面图。

图14是图13所示调色剂供给和刮除辊的放大图。

图15是根据本发明的第四个实施例，显示调色剂供给和刮除辊外圆周部分的示意图。

图16是根据本发明的第四个实施例，定义调色剂供给和刮除辊的凸起和凹槽各部分长度的说明图。

图17是带有利用本发明调色剂供给和刮除辊的显影装置的成像设备的示意图。

图18是显示调色剂供给和刮除辊与显影套筒之间缝隙的示意图。

图19是显示调色剂供给和刮除辊的外圆周面凸起的上游角部分小这一状况的示意图。

图20是显示调色剂供给和刮除辊的外圆周面凸起的下游角部分小于90度这一状况的示意图。

图21是显示调色剂供给和刮除辊另一实施例的断面图。

图22是显示调色剂供给和刮除辊的外圆周面凸起相对辊轴不正确倾斜的示意图。

图23是显示调色剂供给和刮除辊的外圆周面凸起相对辊轴正确倾斜的示意图。

图24是根据本发明另一实施例的调色剂供给和刮除辊的透视图。

下面参照附图详细描述本发明的显影装置。

第一实施例

首先，参照附图1-4描述本发明第一实施例的显影装置。

见图1，感光鼓(影像承载元件)1沿图中箭头A所示的方向转动，并由充电装置2均匀充电。然后，激光束(曝光部件)3在感光鼓的表面形成静电潜像。通过设置在感光鼓1附近的显影装置4将该静电潜像显影成调色剂影像。显影装置装入一个可拆卸地安装到成像设备上的处理盒中。附带说明一下，在所示的实施例中，对已曝光部分形成的调色剂影像采用反显影。

通过转印辊9将感光鼓1上的显影后的调色剂影像转印到纸(记录介质)13上。另一方面，用清洁装置11的清洁刮板10刮除感光鼓1上残留的调色剂，并将它收集在废调色剂容器11a中。清洁后的感光鼓1用于下次成像。然后重复上述运行过程。

将已转印有调色剂影像的纸13输送到定影装置12，在这里将调色剂影像定影在纸上。然后，将纸排出成像设备。用这种方式，就完成了印制操作。

下面，参照图2进一步描述显影装置4。

见图2，显影装置4包括一个容纳作为单组分显影剂的非磁性调色剂8的显影剂容器14，以及一个设置在显影剂容器14纵向延伸开口部分内的显影套筒(显影剂承载元件)5，显影套筒5与感光鼓1相对，用于显影或再现感光鼓1上的静电潜像。

在显影装置4中，基本上显影套筒5的右半个圆周面进到开口部分中，基本上其左半个圆周面露在显影剂容器14的外面。伸出显影剂容器14的显影套筒的露出表面与设置在显影装置4左侧的感光鼓1相对，之间留有小间隙。显影套筒5沿箭头B所示的方向转动，调节套筒表面的不平整度(凸起和凹槽)，以便增加与调色剂8的滑动接触，改进调色剂的输送。最好用Arundom磨料颗粒或玻璃珠进行喷砂处理，形成带有小凸起的粗糙表面，可用导电颗粒如金属氧化物的颗粒、石墨或碳和用于这些颗粒的粘结剂如酚醛树脂来形成凹槽。

在显影套筒5的上方，设置有一用压紧金属板15支承的弹性刮板7。弹性刮板的自由端压触显影套筒5的外圆周表面，并以这种方式与后者表面接触，即弹性刮板的自由端朝向显影套筒转动方向的反方向(反方向压触)。

弹性刮板7由一薄金属板17和弹性体16构成，该金属板17有弹性且由SUS或磷青铜制成，弹性体16由橡胶材料或合成橡胶材料如脲烷或硅烷制成，通过注模法固定在金属板17上。作为合成橡胶，优选的是具有中等弹性和极好充电能力的、使调色剂带负电性的聚酰胺合成橡胶。

用于给显影套筒5提供调色剂(显影剂)和刮除显影套筒上调色剂的调色剂供给和刮除辊(即弹性辊)6，沿显影套筒5的转动方向，在位于弹性刮板7和显影套筒5之间的压触部分的上游侧压触显影套筒5，且调色剂供给和刮除辊6被转动支承。下文将详细描述弹性辊。

在上述显影装置4中，在显影过程中，通过搅拌元件18的转动(沿箭头C所示的方向)，可将显影剂容器14中的调色剂8送向弹性辊6。此外，当弹性辊6沿箭头D所示方向转动时，又将调色剂8输送到显影套筒5附近，在显影套筒5与弹性辊6之间的压触区，承载在弹性辊6上的调色剂与显影套筒5滑动接触，其结果是给调色剂摩擦充电，粘附在显影套筒5上。

此后，当显影套筒5沿箭头B所示的方法转动时，便将调色剂送到位于弹性刮板7与显影套筒5之间的压触区，在此使调色剂带有合适的摩擦电(摩擦充电量)，在显影套筒上形成一层很薄的调色剂层。此后，将调色剂输送到显影套筒与感光鼓1相对的显影位置。

当显影套筒转动时，在位于显影套筒5下方的收集部分收集在显影位置未被使用的未显影调色剂。收集部分设置有密封元件19，该密封元件容许未显影调色剂进入显影剂容器14，且可防止显影剂容器14中的调色剂从显影套筒5的下方泄露。

在弹性辊6和显影套筒5之间压触区，从显影套筒5的表面刮除从显影套筒5收集到的未显影调色剂。通过弹性辊6的转动，输送大部分刮除的调色剂，使之与显影剂容器14中的调色剂相混合，其结果是，分散了调色剂的带电电荷。同时，通常弹性辊6的转动，可将新调色剂供给显影套筒5，重复上述过程。

在显影状况下，通过向显影套筒5施加来自电源20的与直流电压叠加的交流电压(显影AC偏压)，可将感光鼓1上的潜像显影成调色剂影像。

下面，描述所述实施例的显影装置4各个元件的具体实例。

在显影套筒5中，直径为16mm的铝筒表面经过玻璃珠(#600)的定形喷砂处理，得到了粗糙度Rz大约为3μm的表面。显影套筒5与感光鼓1相对，在它们之间形成了300μm的间隙，显影套筒5以80mm/s的圆周速度转动，该速度稍快于感光鼓1的圆周速度(50mm/s)。

调色剂8是非磁性单组分显影剂，其平均颗粒为8μm。通过在由磷青铜制成的厚度为0.1mm的弹性薄金属板上粘接或注模厚度为1mm的聚酰胺合成橡胶(弹性体16)，可制成弹性刮板7。

如图3所示，通过将由聚脲烷或硅烷制成的泡沫21粘结在金属芯(转动轴)22上，得到辊形状来制造弹性辊(调色剂供给和刮除辊)6，使辊的外表面沿圆周方向形成不平整物(凸起和凹槽)。也就是说，沿圆周方向形成多个轴向延伸的凸起和凹槽。

设置凸起和凹槽的方法包括，(1)在带有凸起和凹槽的模型内注入发泡材料的方法，(2)穿过带有凸起和凹槽的模型，挤压泡沫材料，在泡沫材料的外表面形成凸起和凹槽的方法，或者(3)通过采用加热后的镍丝，在材料上形成凸起和凹槽的方法。在这些方法中，方法(3)不是最优的，因为，当用加热后的镍丝切割泡沫材料时，施加到泡沫材料上的热量会使小组织的壁面熔化，由此增加局部硬度，当该泡沫材料压触显影套筒5时，会损坏调色剂。此外，方法(2)有下列缺点，当在表面形成凸起和凹槽时，难以形成细小的凸起和凹槽，且小组织的内壁易于切断。因此，优选地在所示的实施例中，使用方法(1)设置凸起和凹槽。

至于泡沫材料中小组织的数量，在所示的实施例中，优选地考虑调色剂的供应，使每英寸上小组织的数量大约为50-200个，对聚脲烷泡沫每英寸有75个小组织。

图4是弹性辊6表面的放大图。图4显示了用光学显微镜观察到的弹性辊6断面部分的不平整度(凸起和凹槽)状况。小组织的壁由阴影区域所示。如图4所示，由于小组织的壁被部分切割了，基本沿图4中凸起21A和凹槽21B外缘延伸的虚线23限定了实际不平整度。即，在弹性辊6上沿圆周方向连续形成不平整表面。然而，至少必须有一个凸起21A位于弹性辊和显影套筒5之间的压触区(缝隙)，以刮除调色剂。

在所示的实施例中，更具体地说，要使用外径为15mm的弹性辊6，并将它装到显影装置中，相对显影套筒5提供5mm的压触缝隙。选择相邻凸起(见图4中的不平整间距“X”)之间的距离为2mm，在压触缝隙宽度上存在2个或3个凸起。此外，每一个凸起的高度是0.8mm。

本发明人用带有上述弹性辊6的显影装置进行过多次试验，确定不平整度的影响。

用驱动机构(未示出)使弹性辊6沿与显影套筒5相同的方向，以60mm/s的速度转动，并复印3000张。在这种情况下，在显影过程中，作为从电源20施加到显影套筒5上的显影偏压，在-400V的DC电压上叠加具有2000Hz频率和2000V峰-峰电压的AC电压，用感光鼓1上-600V(在未曝光部分)和-150V(已曝光部分)的潜像表面电位进行反显影。

同时，将外径为15.0mm的光滑的圆柱形弹性辊安装在显影装置中，将5mm的缝隙宽度(弹性辊与显影套筒5之间的距离)作为比较例1，将7mm的缝隙宽度作为比较例2，在其它条件相同的情况下进行成像操作。试验结果列于下表1中：

             表1

条件	重影	模糊
			第一实施例	○	○
比较例1	×	○
			比较例2	○	×

第一实施例的弹性辊6在重影(该现象是当某种图案被显影时消耗部分的调色剂和未消耗部分的调色剂产生的，其结果是，在显影套筒5的下一运行周期过程中，在调色剂消耗部分和调色剂未消耗部分之间产生了显影密度差)，由于持续时间后半部分调色剂退化引起的模糊和密度方面有良好的效果。

相反，在比较例1中，尽管在由于持续时间后半部分调色剂退化引起的模糊方面有良好的结果，但由于调色剂的刮除能力不充分，重影达到了坏水平。在比较例2中，由于缝隙宽度大，改进了刮除能力，所以在重影方面得到了良好效果，但是，由于调色剂上的应力太高，产生了由于持续时间后半部分调色剂退化引起的模糊。

即，通过象第一实施例那样，形成不平整体(凸起和凹槽)，可在辊表面形成与常规圆柱形弹性泡沫辊不同的三维物体，通过以某种自由度使凸起压触压触部分(显影辊)，可增加压触过程中的接触频率。换句话说，采用第一实施例的方案，由于泡沫中小组织在凹槽处(即没有限定辊最外轮廓的部分)有良好的柔性，因此可增加它与压触部分的接触频率。

此外，凸起刮掉的调色剂不仅可保存在小组织中，而且还可保存在它自己的凹槽中。此外，随着弹性辊转动时，当每一个凸起离开压触缝隙(位于显影套筒5与弹性辊之间)时，凸起会弹性震动，刮除显影套筒5上的调色剂，由此改进调色剂的刮除能力。结果，在保持良好的调色剂输送能力的同时，得到稳定而适中的调色剂刮除能力，同时又不会给调色剂和显影套筒5施加过量的应力。

在所示的实施例中，当说明将显影装置装到可拆卸地安装在成像设备主机的处理盒中的例子时，该显影装置要可靠地固定在成像设备的主机中，以提供调色剂，或者将显影装置与感光鼓、清洁刮板、废调色剂容器和充电部件一起装入一个处理盒(该处理盒可拆卸地安装在成像设备的主机上)。

如上所述，在本发明的显影装置中，由于用于给显影剂承载元件如显影辊提供调色剂并从显影承载元件刮除调色剂的调色剂供给和刮除辊由转动轴和转动轴周围的泡沫弹性体构成，在泡沫弹性体的外圆周表面形成有圆周方向的不平整体，因此与常规圆柱形弹性泡沫辊不同的是，在辊表面形成了三维物体，又由于凸起有一定自由度地压触显影剂承载元件，从而增加了压触过程中的接触频率。也就是说，采用这种方案，由于泡沫中小组织在凹槽处(即没有限定辊最外轮廓的部分)有良好的柔性，因此可增加它与显影剂承载元件的接触频率。此外，由于凸起刮掉的调色剂不仅可保存在小组织中，而且还可保存在它自己的凹槽中，从而改进了被刮除调色剂的运输能力。此外，随着弹性辊转动时，当每一个凸起离开压触缝隙(位于显影剂承载元件与弹性辊之间)时，凸起会弹性震动，刮除显影剂承载元件上的调色剂，由此改进调色剂的刮除能力。

结果，在保持良好的调色剂输送能力的同时，得到稳定而适中的调色剂刮除能力，同时又不会给调色剂和显影剂承载元件施加过量的应力，从而提供没有重影和模糊影像的稳定的显影装置。

第二实施例

下面参照图5描述用于本发明显影装置中的弹性辊6的实施例。如第一实施例中对图3和4的说明中所述，弹性辊6通过将由聚脲烷或硅烷制成的泡沫21粘结在金属芯(转动轴)22上得到辊形构成，在辊的外表面沿圆周方向形成不平整物(凸起和凹槽)。在所示的实施例中，采用每英寸有75个小组织的聚脲烷泡沫作泡沫材料。

下面描述弹性辊6凸起和凹槽的长度。该弹性辊6凸起和凹槽的放大断面图与图4相同。如图4所示，实际不平整体由基本沿凸起和凹槽外轮廓延伸的虚线23限定，它们之间的尺寸关系如图5所示。

在图5中，“b”表示凸起21A外圆周表面的宽度，“c”表示从凹槽21B的外圆周表面到凸起21A的外圆周表面之间的径向距离，即凸起的高度，“d”表示从凸起21A外圆周表面的圆心到相邻凸起21A外圆周表面的圆心的距离，也即间距，“e”表示凸起根部的圆周长度。此外圆周，至于小组织的直径，测量至少10个图4所示的小组织，取测量值的平均值，得到小组织的直径a。

本发明人用各种外形轮廓的弹性辊6进行了多次试验，以便找到最佳的不平整体的外形轮廓。

首先，发现凸起21A的最大尺寸与泡沫中小组织的尺寸有关。也就是说，需要选择凸起21A外圆周表面的长度b大于小组织的直径a，选择从凹槽21B的外圆周表面到凸起21A的外圆周表面之间的径向距离c，即凸起21A的高度至少大于小组织的直径a。这样作，可至少在凸起的外圆周表面和侧面形成一个小组织的壁，其结果是可形成稳定的凸起，并可改善凸起(外圆周表面和侧面)的调色剂刮除能力和调色剂输送能力。另一方面，用凸起的外圆周表面长度b和凸起的高度c均小于小组织直径a的弹性辊进行试验，结果发现局部出现了没有凸起的部分，因而很难形成稳定的凸起。

此外，选择凸起21A的根部长度e至少大于小组织的直径a，并大于凸起外圆周表面的长度b。采用这种结构，可使凸起的根部稳定。

用这种方式确定凸起21A的最少尺寸，发现可通过弹性辊与显影套筒5之间的压触缝隙宽度确定凸起21A的最大值。即，为了得到不平整体的影响，需要在压触缝隙内至少存在一个凸起21A和凹槽21B。采用这种结构，随着显影套筒的转动，当与弹性辊6同方向转动的显影套筒5上的任一点通过缝隙时，这点上的调色剂都可由凸起21A刮除，不会失效。

因此通过选择从凸起外圆周表面的圆心到相邻凸起外圆周表面的圆心的距离(间距)d，使之小于缝隙的宽度w，使得在弹性辊6和压触元件(显影辊)之间的缝隙宽度w内总存在凸起21A和凹槽21B，由凸起切实地刮除调色剂并由凹槽切实地输送调色剂是非常重要的。

结论是，通过满足关系a≤b≤e＜d≤w且a≤c，可确定不平整体长度的上限和下限，使凸起稳定，并使它切实压触压触元件。

然而，还不能确定凸起高度c的上限因而，为了确定该上限值，本发明人进行了多次试验，发现根据间距d可确定凸起高度c的上限。

更具体地说，发现只要满足关系c≤d，就能达到提供不平整体的效果，得到良好的调色剂刮除和输送能力。相反，如果c＞d，当被推动的凸起倒下或随后被压下时，这一凸起会撞击邻近的凸起如果出现这种情况，邻近的凸起就不能稳定地压触显影套筒5，减小滑动摩擦的速率，并且当凸起随后被压下时，被压下的凸起会关闭凹槽，由此削弱调色剂的输送能力。因此，为了避免上述情况发生，优选地c≤d。

本发明人加工出了满足上述关系a≤b≤e＜d≤w且a≤c≤d的辊作为弹性辊6。也就是说，加工的辊a=03mm,b=0.5mm,c=0.5mm,d=1.5mm,e=0.8mm，金属芯直径=5.0mm，外径=15.0mm。

此外，将这种弹性辊6用下列方式安装到显影装置中，该方式是使弹性辊与显影套筒5之间的压触缝隙宽度为5mm。在这种情况下，复印3000张，同时借助于驱动部件(未示出)，使弹性辊以60mm/s的速度，沿与显影套筒5相同的转动方向转动。在这种情况下，在显影过程中，给显影套筒5施加来自电源20的显影偏压是通过在-400V的DC电压上叠加频率为2000Hz、峰-峰值为2000V的AC电压得到的，在曝光部分进行反显影，使得感光鼓1上潜像的表面电势为在未曝光部分-600V，在曝光部分为-150V。

同时，将没有不平整体且外径为15.0mm的圆柱形弹性辊安装到显影装置中，并提供不同缝隙宽度(在弹性辊与显影套筒5之间)，缝隙宽度为5mm的作为比较例3，缝隙宽度为7mm的作为比较例4，在其它条件相同的情况下进行成像操作。结果示于下表2中：

                    表2

条件	重影	模糊
			第二实施例	○	○
比较例3	×	○
			比较例4	○	×

第二实施例的弹性辊6在重影，由于持续时间后半部分调色剂退化引起的模糊和密度方面有良好的效果。

相反，在比较例3中，尽管在由于持续时间后半部分调色剂退化引起的模糊方面有良好的结果，但由于调色剂的刮除不充分，重影达到了坏水平。在比较例4中，由于缝隙宽度大，改进了刮除能力，所以在重影方面得到了良好效果，但是由于调色剂上的应力太高，产生了由于持续时间后半部分调色剂退化引起的模糊。

即，通过象第二实施例那样，形成不平整体(凸起和凹槽)，可在辊表面形成三维物体，通过以某种自由度使凸起压触压触部分(显影辊)，与常规圆柱形的泡沫调色剂输送辊相比可增加压触过程中的接触频率。换句话说，采用第二实施例的方案，由于泡沫中小组织在凹槽处(即没有限定辊最外轮廓的部分)有良好的柔性，因此可增加它与压触部分的接触频率

结果，在保持良好的调色剂输送能力的同时，得到稳定而适中的调色剂刮除能力，同时又不会给调色剂和显影套筒5施加过量的应力。

即，根据该实施例的弹性辊在泡沫弹性体的圆周表面有凸起和凹槽，用于以预定的缝隙宽度w，与承载调色剂元件的表面相接触此外圆周，按如下方式设计该弹性辊，泡沫弹性体的小组织直径为a，凸起的外圆周表面长度是b，从凸起外圆周表面的圆心到相邻凸起外圆周表面的圆心的距离是d，从凹槽的外圆周表面到凸起的外圆周表面之间的径向距离是c，凸起根部的圆周长度是e，且满足关系a≤b≤e＜d≤w和a≤c。采用这种结构，可在保持良好调色剂输送能力的同时得到稳定而适中的调色剂刮除能力，同时无需利用任何静电力，不会使调色剂退化，也不会使显影剂承载元件受损和破坏。

第三实施例

在本发明的第三实施例中，按下列方式选择各个部件的具体结构尺寸。

通过涂布其中分散有碳的酚醛树脂，使其在铝套筒上的厚度大约为10μm制成显影套筒5，套筒的直径为16mm，得到大约为0.9μm的表面粗糙度Ra。将该显影套筒设置在感光鼓1的对面，它们之间的缝隙为300μm，使显影套筒5以稍快于感光鼓转动速度117mm/s的转动速度199mm/s转动。

调色剂8为非磁性单组分调色剂，其平均粒径为6μm。通过在由磷青铜制成的厚度为0.1mm的弹性薄金属板上注模聚酰胺合成橡胶(弹性体16)，制成弹性刮板7，总厚度为1mm。

下面，更详细地描述用于第三实施例的显影装置中的调色剂供给和刮除辊也即弹性辊6。

在第三实施例中，如图3所示，弹性辊6由环绕直径为5mm的金属芯22的泡沫辊21构成其外径为17mm。泡沫辊21的表面设置有多个均匀分布的凸起21A和凹槽21B。在辊的圆周方向，形成了交替排列的沿与金属芯平行方向(也即轴向方向)延伸的凸起21A和凹槽21B。

弹性辊6压触显影套筒(压触元件)5，并借助于驱动部件(未示出)沿与显影套筒5相同的方向，以158mm/s的速度转动。

用带有敞开的小组织的聚脲烷泡沫制成泡沫辊21。考虑到小组织尺寸的均匀性和抗变形性，优选地使用脂族聚脲烷如上所述泡沫辊21的表面没置有多个均匀分布的凸起21A和凹槽21B，在辊的圆周方向，形成了交替排列的沿与金属芯平行方向延伸的凸起21A和凹槽21B。

下面，详细描述泡沫辊21的不平整体(凸起和凹槽)。

首先如图6所示，借助于光学显微镜观察泡沫辊21的径向断面，并拍出该径向断面的照片，基本沿外轮廓描绘出虚线23，由此测量不平整体的构造。

此外，用相似的方式确定凸起21A和凹槽21B的横截面积，如图7所示，将凸起21A的横截面积S1确定为由凸起的轮廓线23a和连接邻近凹槽基底部分(具有最小直径下文称作“内径部分”)之间的辅助连线23b封闭的面积，将凹槽21B的横截面积S2确定为由限定凸起的轮廓线23a和连接邻近凸起顶部部分(具有最大直径，下文称作“外径部分”)之间的辅助连线23b封闭的面积。

图8是该实施例的弹性辊6外圆周部分的剖面图，图9是该外圆周部分的放大图。

如图8所示，在弹性辊6中，外径部分的直径r1为17.0mm，内径部分的直径r2是16.4mm。凸起和凹槽的横截面积S1和S2分别是0.158mm2和0.162mm2，如图所示，它们基本相同。

将该实施例的弹性辊6安装到图2所示的显影装置上，采用图1所示的成像设备印制5000张。

在这种情况下，在显影过程中，给显影套筒5施加来自电源20的显影偏压，在-400V的DC电压上叠加频率为2000Hz、峰-峰值为1600V的AC电压进行反显影，使得感光鼓1上潜像的表面电势为-600V(在未曝光部分)，和-150V(在曝光部分)。结果发现，在印制了5000张之后，印出的影像没有出现不合适的地方，弹性辊6也没有出现变形、损坏和破裂。

此外，作为根据该实施例弹性辊6(下文称作“结构A”)的比较例，用相同的材料加工图10和11所示的弹性辊，并将该弹性辊与所述实施例的弹性辊6相比较。相应地，图10所示弹性辊(下文称作“结构B”)的凸起的横截面积S1为0.150mm²，凹槽的横截面积S2为0.092mm²，图11所示弹性辊(下文称作“结构C”)的凸起的横截面积S1为0.165mm²，凹槽的横截面积S2为0.314mm²。

关于评价方法，分别将这些弹性辊安装到图2所示的显影装置中，在低温/低湿环境状况下(15℃/10％RH)，用图1所示的成像设备印制5000张，着重观察和评价模糊和重影。

重影是如图12所示的影像，重影是一种在显影过程中，由泡沫弹性辊(弹性辊6)未刮除残余在显影套筒5上的调色剂(未用于显影的)引起的现象，结果，在显影套筒5的下一个操作过程中，在影像上生成了显影图案(调色剂消耗部分和调色剂未消耗部分的痕迹)。当刮除能力下降时，就会出现这种现象。在低温/低湿环境状况下，由于调色剂容易被充电，在它们之间的力的作用下，调色剂变得难以从显影套筒上分离，由此会出现更显著的重影。

这些辊的评价结果如下表3所示。

                            表3

结构	凸起的面积S1	凹槽的面积S2	重影	模糊	使用后的辊
						A	0.158mm2	0.162mm2	○	○	正常
B	0.150mm2	0.092mm2	○→×	○→×	凸起部分破裂
						C	0.165mm2	0.314mm2	○	○	正常

如上所述，至于结构A，影像没有问题，在使用后辊也没有麻烦。

至于结构B，尽管在开始印制时影像没有问题，但当印制5000张时，出现了模糊和重影等麻烦。此外，观察使用后的辊，发现部分凸起破裂了，没有破裂的凸起被高密度的变硬的调色剂堵塞了。被刮除的调色剂进入凸起中时，如果从凸起推出的调色剂平稳地进入相邻的凹槽(没有封闭在凸起中)，则能保持良好的刮除能力。然而，在结构B中，尽管在印制开始时，能够保持良好的刮除能力，但由于凹槽的横截面积S2(调色剂接收部分)小于凸起的横截面积S1，调色剂不能充分地从凸起中推出，而是部分调色剂被截留在凸起中。当继续进行刮除操作时，由于截留调色剂的积累，凸起中调色剂的密度逐渐增加，凸起中调色剂的流动变得缓慢，刮除能力降低，由此产生了重影。此外，由于凸起中调色剂密度增加，凸起将变硬，会增加调色剂上的应力，使调色剂变质，结果不能实现对调色剂进行稳定地充电，由此出现了模糊的影像。此外，变硬的凸起机械性能将会削弱，由此破裂。

另一方面，至于结构C，与结构A相似，影像没有问题，在使用后辊也没有问题。其原因是，由于与结构A相似，凹槽有较大的容积(与结构B相反)，所以调色剂能平滑地从凸起流入凹槽，结果稳定地保持刮除能力。

如上所述，在有泡沫辊的弹性辊6中，只要在其外表面上凸起和凹槽是均匀分布的，且在凸起的横截面积S1与凹槽的横截面积S2之间满足关系S1≤S2，就能确保稳定的调色剂刮除能力和稳定的调色剂输送能力。

第四实施例

下面，参照图13-16描述可用于本发明显影装置中的弹性辊6的另一实施例。

图13和14是显示第四实施例弹性辊6外圆周部分的部分剖面图和放大图。

在该实施例的弹性辊6中，每一个凸起21A的形状都是梯形，宽度往外圆周表而逐渐减小，由此加固了凸起，改进了刮除能力。此外，当不平整体被设计成满足关系S1≤S2时，通过得出结构部件的关系等式，可以方便地进行设计和生产。

如图15所示，象第三实施例那样，借助于光学显微镜观察泡沫辊21的径向断面，并拍出该径向断面的照片，基本沿外轮廓描绘出虚线24，由此测量不平整体的构造。

图16示出了基于虚线24的不平整体构造的各个结构部分。在图16中，“b”表示凸起顶表面的宽度，“c”表示凸起的高度，“e”表示凸起根部的宽度，“f”表示凹槽底部的宽度，“g”表示凹槽的顶部宽度，“d”表示两相邻凸起之间的间距。

当假设凸起和凹槽都是梯形时，凸起的横截面积S1变为(1/2)×(b+c)×e，凹槽的横截面积S2变为(1/2)×(f+g)×e。此外，间距是凸起顶表面的宽度b与凹槽顶部的宽度g的和，因此，d=b+g。

如第三实施例所述的关系式，为了保持稳定的刮除能力，就要满足S1≤S2，相应地b+c≤f+g。由于d=b+g，得出关系2b+c-f≤d。当满足该关系时，还满足关系S1≤S2，由此可保持稳定的刮除能力。

在所述的实施例中，制造一个b=0.33mm、c=0.90mm、d=1.34mm、f=0.39mm、e=0.26mm以及外径=17.0mm的弹性辊，将该弹性辊6安装在第三实施例所述的显影装置中。在这种情况下，印制5000张。结果影像没有问题，印制后辊也没有问题。

如上所述，通过使不平整体的各结构部件满足关系2b+c-f≤d，可得到稳定的刮除能力。此外，由于无需寻找凸起和凹槽的横截面积便可确定结构，设计和生产可更方便。

从上述描述可以清楚地看到，根据第三和第四实施例的弹性辊，当泡沫弹性体的外圆周表面上形成的凸起和凹槽满足关系S1≤S2(这里，S1是每一凸起的径向横截面积，S2是每一凹槽的径向横截面积)，在保持良好的调色剂输送能力的同时，可得到稳定和足够的调色剂刮除能力，同时无需利用任何静电力，不会使调色剂变质，使压触元件破损和损坏。

此外，当泡沫弹性体的外圆周表面上形成的凸起和凹槽满足关系2b+e-f≤d(这里，b是凸起外圆周表面的长度，d是从凸起外圆周表面中心到相邻凸起外圆周表面中心的距离，e是凸起根部沿圆周方向的长度)，也能实现同样的效果，使设计和生产简便。

第五实施例

图17-20显示的是可用于本发明显影装置中的调色剂输送和刮除辊(弹性辊6)的另一实施例。

图17是带有本发明一实施例的且使用单组分非磁性调色剂的显影装置4的成像设备的示意图。

在该成像设备的成像过程中，首先，用第一充电辊2给感光鼓(静电潜像承载元件)1的表面均匀充电，使暗区的电位VD为-700V，然后，在成像步骤中用曝光装置(有激光源)发出的激光束进行曝光，由此在感光鼓1的表面形成亮区的电位VL为-50V的静电潜像。然后，用非磁性调色剂在显影装置4中对该潜像进行反显影，由此使潜像变成可见的调色剂影像。

借助于转印辊9将感光鼓1上形成的调色剂影像转印到供给感光鼓1中的转印材料13上。将转印有调色剂影像的转印材料13输送到定影装置(未示出)中，在此将调色剂影像作为永久影像定影在转印材料上。用清洁装置11除去残留在感光鼓1上的剩余调色剂。

在所述的实施例中，显影装置4包括个调色剂室4A和显影室4B。当显影装置4是新的(未使用过)时，在使用该显影装置时，要去掉设置在调色剂室4A和显影室4B之间的封条4C。调色剂输送元件设置在调色剂室4A内，该调色剂室内容纳着具有负电性的单组分非磁性调色剂。在搅拌的同时，通过调色剂输送元件的转动，可将调色剂室4A中的单组分调色剂输送到显影室4B中。

显影套筒5可转动地设置在与感光鼓1相对的显影室4B的开口部分中，弹性辊6可转动地设置在与感光鼓1相对的显影套筒5的后侧。

弹性辊6沿箭头D所示的方向转动，并与沿箭头B所示方向转动的显影套筒5有相对速度，使得残留在显影套筒5上的剩余调色剂可被刮除，并把由调色剂输送元件给显影室4B输送的新调色剂，输送并覆盖在显影套筒5上。在所述的实施例中，弹性辊6有一个直径为5mm的金属芯22，外径为17mm。

通过显影套筒5的转动，将覆盖在显影套筒5上的非磁性调色剂输送到显影区(即显影套筒与感光鼓1相对的位置)；同时，通过压触在显影套筒5上的调节刮板7，在显影辊上形成一层具有预定厚度的薄调色剂层。调节刮板7由一个用脲烷橡胶或类似材料构成的弹性元件，或将用脲烷等类似材料构成的板件粘在用磷青铜构成的弹性元件制成。通过给显影套筒5施加来自偏压电源20的显影偏压，输送给显影区的调色剂可显影感光鼓1上的潜像。

在所述的实施例中，设计成像设备，使得处理速度为120mm/s，每分钟印制16张A4大小的纸。显影套筒5的直径为16mm，转动速度为250rpm，使得它以感光鼓1圆周速度的180％(处理速度)的圆周速度转动，得到合适的影像密度。

图18是该实施例弹性辊6的透视图。如图3所示，弹性辊6由通过在转动轴(金属芯)22上覆盖一层泡沫弹性体(泡沫脲烷海绵层)21得到的海绵(泡沫弹性体)辊构成，沿供给辊6的轴向方向，在海绵层21的外圆周表面形成不平整体。通过将金属芯(转动轴)22和脲烷材料放置在一个具有高脱模能力的模型(辊的)中，然后通过加热使脲烷起泡，从模型中起出得到的海绵辊，对海绵辊外圆周表面进行除膜处理，打开外圆周表面上的泡沫小组织，由此生产弹性辊6。

如上所述，在过去，尽管已将加热后的镍丝用于海绵辊的表面成形，但由于海绵表面的熔化程度大，生产出的调色剂供给辊在其表面有一层薄膜，减弱了调色剂的输送能力，或者，在表面成形过程中，熔化后的物质会粘附在镍丝上，削弱了它的切割能力，或者，由于切割阻力的增大，大大降低了辊外径的尺寸精度。为了避免这种现象的发生，当使用小组织数量大且密度高的海绵材料时，通过磨削使辊的外径逐渐成形。然而，当在辊转动进行磨削时，在辊的表面不能形成不平整体。

在所述的实施例中，在辊模型的表面预先形成有不平整体(凸起和凹槽)，以使在海绵层21上形成不平整体。用这种方式，即使弹性辊6有如图3所示的复杂结构(凸起21A和凹槽21B设置在其外表面)，也能生产出高精度的表面没有熔融脲烷的辊。

如图18所示，它是显示在所述实施例的弹性辊6和显影套筒5之间缝隙的示意图，设置在弹性辊6海绵层21中的凹槽21B用于容纳和输送调色剂。每个凸起21A都是梯形形状，其底部大于顶部。

显影套筒5沿箭头B的方向转动，弹性辊6沿与方向B相反的方向D转动。用这种方式，凸起21A的下游角(沿弹性辊6的转动方向)a首先接触显影套筒5，然后上游角b接触显影套筒。下游角a在沿转动方向的上游层输送调色剂，当它与显影套筒5相接触时，它会机械地刮除残留在显影套筒5上的剩余调色剂。此外，上游角b用于与其根部一起支承作用在下游角a上的作用力。

因此，如图19所示，如果凸起21A的上游角b小，当下游角a压触显影套筒时，作用在角b上的力F将使凸起21A随后倒下。为了避免这种情况的发生，最好使上游角b的角∠b大于90度，并且大于下游角a的角∠a。也就是说

∠a≤∠b，且90度≤∠b

另一方面，如图20所示，即使当选择下游角a小于90度，进一步改进刮除能力时，只要上游角b的角度满足上述关系，凸起都不会随后倒下。用这种方式，可进一步改进调色剂的刮除能力。

在所述的实施例中，将弹性辊6安装到图17所示的显影装置4中，并连续进行输出实心黑色影像的成像操作。结果发现，从第一张到最后一张(第50张)，能够得到均匀密度的良好影像。此外，用类似方式进行输出半色调影像的成像过程。在半色调影像的情况下，在低温和低湿环境状况下，如果刮除残留在显影套筒5上的剩余调色剂的刮除力不充分，由于残留在显影套筒5上的剩余调色剂会使电荷积累，因此削弱了显影能力，由此降低了影像密度。然而，通过使用该实施例的弹性辊6，能得到具有总是稳定密度的半色调影像。

第六实施例

图21是弹性辊6再一实施例的断面图。在该第六实施例中，在弹性辊6的海绵层21上形成有较高较大的凸起21Aa和较矮较小的凸起21Ab(设置在两个较高凸起21Aa之间)。用这种方式，通过将调色剂输送能力与调色剂刮除能力分开，可进一步改进这两种能力。当希望借助于弹性辊6给显影套筒5提供更多的调色剂时，可增加凸起21Aa之间的距离和每一个凸起21Aa的高度。用这种结构，可将大量调色剂保持在凸起21Aa之间的凹槽中，当凸起21Aa压触显影套筒5时，可向显影套筒5提供保持在接触凸起21Aa和上游(沿辊的转动方向)凸起21Aa之间凹槽中的大量调色剂。

另一方面，为了增加调色剂供给辊(弹性辊6)的调色剂刮除能力，从显影套筒5上刮除调色剂，可在两个较高较大的凸起21Aa之间设置较矮较小的凸起21Ab，以便增加凸起与显影套筒5之间的接触次数。

在所述的实施例中，由于弹性辊6具有上述结构，所以增加了调色剂输送能力，因而，即使连续输出实心黑色影像时，也能稳定地得到具有均匀密度的影像。此外，由于可保持充足的调色剂刮除能力，显影套筒5上的调色剂总是被新调色剂更新，由此可防止调色剂变质，因此可防止出现模糊的影像。此外，由于在相邻的较高凸起21Aa之间设置了较小的凸起21Ab，因此可防止当较高凸起21Aa压触显影套筒5时出现印痕，影像中产生的间距不均。

在所述的实施例中，虽然说明的例子是较高较大凸起21Aa和较矮较小凸起21Ab交替排列的例子，但具有不同高度的凸起也可以任意排列，使间距不均性不显著。

第七实施例

下面描述弹性辊6的另一实施例。

在该实施例中，如图24所示，在弹性辊6的海绵层21上不平整体，即凸起21A从端部到辊的中心，相对于辊的轴线沿辊转动方向D的反方向以小于45度的角倾斜。此外，倾斜角在端部最大，向中心逐渐减小，使中心的角度最小。更具体地说，凸起21A的倾斜角有10度(反方向)，向着中心逐渐减小，使中心的倾斜角为0度。

在图17所示的显影装置4中，如果弹性辊6的端部与装置的内壁之间有很大的间隙，调色剂将被捕集在间隙中。此外，如果所捕集的调色剂的内部压力增加，调色剂将穿过封条在弹性辊6的端部泄露，或者所捕集的调色剂形成团块，依次进入调节刮板7和显影套筒5之间的缝隙中，由此引起影像空白。

另一方面，当采用弹性辊6压触显影装置4内壁的方案时，由于辊与内壁间是滑动接触，弹性辊6的海绵层21会破损，弹性辊6的端部会轻轻接触显影装置的内壁，或者与显影装置的内壁离开几mm的小间距。

然而，即使弹性辊6轻轻接触显影装置的内壁，或与内壁离开很小的间距，如图22所示，当海绵层21外圆周表面上的凸起21A朝端部向上(如箭头E所示)倾斜的情况下，从弹性辊与显影套筒5之间的缝隙观察，当弹性辊6沿D方向转动时，调色剂沿方向E穿过凸起21A间的凹槽21B向着端部升高，推向显影装置4的内壁4a。因此，为了避免这一现象，最好凸起21A不向弹性辊6的端部升高。

如图23所示，当从弹性辊与显影套筒5之间的缝隙向前侧观察弹性辊6时，当弹性辊6的凸起21A朝中心向上(如箭头F所示)倾斜的情况下，当弹性辊6转动时，由于调色剂沿方向F穿过凹槽21B向中心下降，调色剂不会被推向显影装置4的内壁4a。

然而，如果凸起21A相对弹性辊6轴线的倾斜角太大，将会削弱从显影套筒5上刮除调色剂的调色剂刮除能力(弹性辊6的其中一个功能)。为了保持弹性辊6的调色剂刮除能力和调色剂输送能力，合适的是使每一凸起21A相对弹性辊的轴线有小于等于45度的倾角。

在所述的实施例中，由于弹性辊6具有上述结构，可以有效地保持弹性辊6的调色剂刮除能力和调色剂输送能力。

将第七和第五实施例的弹性辊6安装到图17所示的显影装置4中，并进行空载转动显影装置的加速性试验，以检查调色剂从弹性辊6端部封条处的泄露情况。结果发现，当使用第五实施例的弹性辊时，在端部封条处出现了调色剂的泄露，而使用第七实施例的调色剂供给辊时，在端部封条处没有出现调色剂的泄露，由此得到了好的试验结果。

在上述说明中，虽然说明的例子是凸起21A倾斜使其从端部向中心的倾角连续减小的例子，但凸起21A可只在端部倾斜，或者凹槽可以任意设计，就能实现同样的效果。

如上所述，根据第五到第七实施例，在调色剂输送辊泡沫弹性层的外圆周表面上形成有沿辊轴线方向延伸的不平整体，每一凸起都是底部比顶部大的梯形，选择首先压触压触元件(显影套筒)的凸起拐角的角∠a和最后压触压触元件的拐角的角∠b，使之满足关系∠a≤∠b，(且90度≤∠b)。结果，不使调色剂变质且不使压触元件破损，可通过机械力刮除压触元件上的调色剂，由此在有效地保持调色剂输送能力的同时，利用调色剂的刮除能力。

尽管参照具体实施例对本发明进行了描述，但在本发明的范围内可以有各种变化和改进。

Claims (22)

1、一种调色剂输送辊，包括：

一转动轴；和

一设置在上述转动轴周围且由泡沫弹性体构成的表面层；

其特征在于上述表面层有每一个沿轴线方向延伸的凸起，每一个凸起都大体是梯形断面。

2、如权利要求1所述的调色剂输送辊，其特征在于定义上述表面层小组织的直径为a，上述凸起外圆周表面的圆周长度为b，上述凸起外圆周表面的圆心之间的距离为d，上述凸起的高度为c，上述凸起根部的圆周长度为e，它们满足下列关系：

a≤b≤e＜d，且a≤c。

3、如权利要求2所述的调色剂输送辊，其特征在于满足关系c≤d。

4、如权利要求1所述的调色剂输送辊，其特征在于定义上述凸起外圆周表面的圆周长度为b，上述凸起外圆周表面的圆心之间的距离为d，上述凸起根部的圆周长度为e，凹槽底部的圆周长度为f，它们满足下列关系：

(2b+e-f)≤d。

5、如权利要求1所述的调色剂输送辊，其特征在于定义上述表面层的上述凸起的横截面积为S1，凹槽的横截面积为S2，满足下列关系：

S1≤S2。

6、如权利要求1所述的调色剂输送辊，其特征在于凸起的断面形状是底部长度大于顶部长度，凸起的断面尺寸沿圆周方向周期性变化。

7、如权利要求6所述的调色剂输送辊，其特征在于较高凸起和较低凸起沿圆周方向交替设置。

8、一种显影装置，包括：

一个容纳显影剂的显影剂容器；

一个设置在上述显影剂容器开口部分的显影剂承载元件，用于承载和输送显影剂；以及

一个通过与上述显影剂承载元件相接触用于刮除和供给显影剂的刮除和供给转动元件；

其特征在于上述刮除和供给转动元件有一泡沫弹性体制成的表面层，该表面层带有沿轴向方向延伸的凸起。

9、如权利要求8所述的显影装置，其特征在于上述凸起的断面形状大体是梯形。

10、如权利要求8所述的显影装置，其特征在于定义上述表面层小组织的直径为a，上述凸起外圆周表面的圆周长度为b，上述凸起外圆周表面的圆心之间的距离为d，上述凸起的高度为c，上述凸起根部的圆周长度为e，它们满足下列关系：

a≤b≤e＜d且a≤c。

11、如权利要求10所述的显影装置，其特征在于满足关系c≤d。

12、如权利要求10所述的显影装置，其特征在于定义上述刮除和供给转动元件与上述显影剂承载元件之间的缝隙宽度为W，满足关系d≤w。

13、如权利要求8所述的显影装置，其特征在于定义上述凸起外圆周表面的圆周长度为b，上述凸起外圆周表面的圆心之间的距离为d，上述凸起根部的圆周长度为e，凹槽底部的圆周长度为f，它们满足下列关系：

2b+e-f≤d。

14、如权利要求8所述的显影装置，其特征在于定义上述表面层的上述凸起的横截面积为S1，凹槽的横截面积为S2，满足下列关系：

S1≤S2。

15、如权利要求8所述的显影装置，其特征在于凸起的断面形状是底部长度大于顶部长度，上述凸起断面的尺寸沿圆周方向周期性变化。

16、如权利要求15所述的显影装置，其特征在于较高凸起和较低凸起沿圆周方向交替设置。

17、如权利要求9所述的显影装置，其特征在于凸起的断面形状是底部长度大于顶部长度，且定义首先压触上述显影剂承载元件的上述凸起的拐角的角为∠a，最后压触上述显影剂承载元件的拐角的角为∠b，满足下列关系：

a≤b且90度≤b。

18、如权利要求9所述的显影装置，其特征在于上述凸起的断面形状是底部长度大于顶部长度，且凸起相列轴线倾斜。

19、如权利要求18所述的显影装置，其特征在于凸起倾斜，使得上述凸起的中心位于沿转动方向上述凸起一端的下游侧。

20、如权利要求19所述的显影装置，其特征在于上述凸起的倾斜角相对轴线是小于等于45度。

21、如权利要求20所述的显影装置，其特征在于倾角朝中心逐渐减小，在中心处为0。

22、如权利要求8所述的显影装置，其特征在于显影剂是非磁性单组分调色剂。

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