應用單一組分調色劑的顯影裝置的製作方法

2023-05-10 08:57:06

專利名稱：應用單一組分調色劑的顯影裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種使用作為一種用於將形成在圖像承載器件上的靜電潛像顯影成可見圖像的著色劑的調色劑的顯影裝置，更確切地，本發明涉及一種應用單一組分顯影劑作為調色劑的顯影裝置。
電照相成像設備，例如複印機、印表機或類似設備，包括一個用於在支承潛像的光敏器件上的形成靜電潛像、供給顯影劑(例如作為著色劑的調色劑)以及使調色劑有選擇地沉積從而使靜電潛像可見的顯影裝置。
在上述顯影裝置中，形成在光敏器件上的靜電潛像被顯影為一種被轉印到轉印介質(例如紙上)的調色劑圖像。在該圖像被轉印後，未被轉移到紙上的部分調色劑仍殘留在光敏器件上。從光敏器件表面上去除殘留的調色劑，以便於使光敏器件為接下去的成像操作做好裝備。為此，設置一個清除單元用於在轉印操作後從光敏器件表面去除殘餘的調色劑。由清除單元去除的調色劑被該清除單元的調色劑室接收。
設置有上述顯影裝置的成像裝置一直面臨著小型化的要求。為了滿足這一要求，減小各種設置在光敏器件周圍並包括在成像過程中的處理裝置的間隔。這些處理裝置間隔的減小導致了對相應這些處理裝置本身小型化的要求。在這種設置結構中，迫切需要一種緊湊的顯影裝置。
特別是對顯影裝置來說，提供了一種磁刷式顯影輥，這種顯影輥利用磁力將一種由調色劑顆粒和磁性載體組成的兩分組顯影劑提供給與光敏器件相對的顯影區，並每當完成顯影操作時，將殘留的顯影劑回收到顯影箱中。這樣可控制穩定的顯影性能，使得可以補充調色劑的消耗量從而維持調色劑的濃度恆定或維持顯影劑中調色劑的量比(content ratio)。
一般來說，上述類型的顯影裝置，即磁刷式顯影裝置由於顯影劑所含載體比例較大並需要一個大的顯影箱來儲存顯影劑而往往整體尺寸較大。除了控制調色劑濃度的需求外，還需要一個攪動器件或類似器件以便保持顯影劑中的調色劑顆粒的恆定的電荷。在顯影裝置中設置多個攪動器形成了使顯影裝置小型化的難題。
另一方面，已經提出一種使用單一組分顯影劑或無載體調色劑的顯影裝置，並已投入使用。這種單一組分調色劑顯影裝置由於不需要控制調色劑的濃度並且由於不需要載體而減小了顯影箱的容量從而使其尺寸減小。此外，這種顯影裝置具有易於維護的特性。更具體講，該顯影裝置消除了更換由於載體的變質而產生的變質顯影劑的特殊的需要。
另外，這種顯影裝置只需要補充調色劑，避免了檢測調色劑的濃度。因為不需要控制對調色劑濃度的檢測，因此可以提供簡單控制。具體講，這種使用單一組分調色劑的顯影裝置只在需要時補衝調色劑。
在使用單一組分調色劑的顯影裝置中，必須供給調色劑並使其附著在顯影輥上。在單一組分的調色劑是磁性調色劑時，被賦予磁性的顯影輥能夠藉助磁力吸附理想數量的調色劑，從而在顯影輥上形成均勻厚度的調色劑層。然而，為了給顯影輥賦予磁性，顯影輥需要具有這樣一種結構，使得在該輥上沿著轉動方向布置一些磁體並使布置有磁體的外周被非磁性的圓柱形套筒覆蓋。結果往往增加了該設備的尺寸。
與此相比，在顯影輥使用非磁性的單一組分調色劑時，顯影輥由一種彈性材料，例如橡膠，形成，它不依靠磁性力來吸引調色劑。因此，該顯影輥可以具有簡單的結構和減小的直徑，這樣使重量減輕。然而，由於顯影輥不利用磁性吸引調色劑，重要的一點是使恆定數量的調色劑或均勻的調色劑層與光敏器件接觸。
為了這個目的，相對顯影輥設置有一個送入輥，同時還設有一個調節板以便壓靠顯影輥來調節每定位面積的調色劑量，由此維持送入調色劑的厚度恆定。該調節板一般形成使構成調節板的片狀器件表面以適當的壓力下壓的結構。供給顯影輥的調色劑的數量是通過適當地使片狀調節板器件的表面或凸出部分適當地壓靠顯影輥來調節的，這樣在顯影輥的整個軸向區域上可形成均勻的調色劑層。
另一種使調節板的端部或邊緣而不是其表面壓靠顯影輥的方法已在日本審查過的公開專利JP-B260-15068(1985)中提出了。
在這個已知的調節板結構中，當調節板以它的表面或突出部分壓靠顯影輥時，調節板的表面或突出部分也被顯影輥壓靠，可以防止調色劑融接。然而，不幸的是當流動性好的調色劑被用來作為較好的調色劑送入顯影輥時，需要調節板以一個增大的壓力壓靠輥，以便在顯影過程中達到最佳的每定位面積調色劑量。結果增加了顯影輥的驅動轉矩，這樣就需要較大功率的驅動電機。
儘管通過使調節板的頂端或邊緣壓靠輥可以形成一個非常薄的均勻調色劑層，但還不能在顯影過程中使足夠量的調色劑附著在輥上。
通過在使調節板的表面或突出部分壓靠顯影輥並且使調節板的頂端或邊緣壓靠輥的條件下調整調節板的設定位置可以實現對每定位面積調色劑量的調節。這樣可以形成厚度恆定並數量足夠在適當的條件下完成顯影過程的適當的調色劑層。然而，令人遺憾的是這種設置對調節板的設定位置只提供很小的容許公差，結果調整調節板的設定位置非常困難。除此之外，調節板的磨損或類擬損害引起附著在顯影輥上的每定位面積調色劑量的重大變化，結果增加了調節板的更換頻率。此外，每一次更換調節板涉及到非常麻煩的調整工作，因此降低了操作上的可靠性。
除上述調節板之外，還有一種已知的調節板，這種調節板的端部的形狀從斷面看類似「L」形，結果其彎曲部分壓靠顯影輥。這種調節板具有一個優點，即可以在上述使調節板的端部或邊緣以及調節板的突出部分或表面壓靠顯影輥的兩個狀態之間的一個中間狀態下調節調色劑的數量。
遺憾的是，當調節板在其彎曲部分附近壓靠輥時，調節板的彎曲部分發生變化並引起每定位面積調色劑量的顯著變化。因此，必須以相當高的精度來形成該彎頭。這意味著對調節板的製造提出了一個要求。
穩定顯影輥上每定位面積的調色劑量的方法已經在未審查的日本公開申請JP-A7-64391(1995)和JP-A7-239611(1995)中描述了。根據這種方法，調節板的頂端稍被彎曲成一個角，以便得到理想的每定位面積調色劑量。這種方法為調節板的設定位置提供了一個較大容許差，這樣不需要進行精確的調整工作。
公開在日本未審查公開申請JP-A7-64391(1995)或類似出版物中的顯影裝置為用於保持附著在顯影輥上的調色劑量恆定以及確保穩定的調色劑供給的調節板設定位置提供了一個較大的容許差。
然而，在上述公開的實際設備中，由調節板和顯影輥限定的調色劑入口部分的孔的角度由於顯影輥的變形或顯影輥的直徑誤差而產生變化。儘管調節板根據預定的條件被設定，但這種變化可以導致附著在顯影輥上的每定位面積調色劑量的重大變化。顯影輥的變形意味著由於調節板壓靠顯影輥而使該輥產生了的彈性形變。顯影輥的直徑誤差是由於相應的輥在製造過程中產生的尺寸變化或不同類型的顯影裝置的差別造成的。
因此，如果由於與由在調節板中形成的斜面的傾斜角限定的孔的角度有關的問題使設定的容許差不足或調節板的彎曲角因為上述的原因而減小，那麼必須進行很麻煩的調整工作。即，需要根據每個顯影輥對調節板的端部進行再加工，藉此為調節板的設定位置提供足夠的容許差。換句話說，必須製造一種與顯影輥相適應的具有一個斜面的調節板。這使得必須進行很麻煩的操作，以便製造精度要求高的調節板。
日本未審查公開申請JP-A-7-64391(1995)和JP-A-7-239611(1995)中沒有給出有關由顯影輥和調節板限定的調色劑入口部分的張角的教導。
還存在與將調節板機械彎曲以便形成其斜面的另一個問題。也就是說，因調節板的彎曲產生殘餘應力而引起的變形削弱了調節板的平直度，這樣調節板變得不能在沿顯影輥的軸向方向上形成均勻的調色劑層。在調節板由軋制材料製成時，由於軋制過程中產生的殘餘應力進一步加重了變形，因此與上述情況類似消弱了調節板的平直度。其結果是調節板變得不能沿顯影輥的軸向方向形成均勻的調色劑層。
在一般已知的由金屬片形成的調節板中，使用具有很好回彈性的金屬材料，例如磷青銅、不鏽鋼和類似材料，而不使用回彈性相對不好的鋁和類似材料。如果將其應用於整個一段持續的時間中，由這種材料形成的調節板遭受調色劑融接在其表面上的問題。融接在調節板上的調色劑使顯影輥整個軸向方向上的調色劑層的厚度發生各種變化，並且產生局部條痕。如果處在這種狀態下的顯影輥被用於顯影潛像，就產生模糊的圖像和類似結果的圖像。
根據上面的描述，本發明的目的是提供一種使用單一組分的顯影裝置，其中通過使用一個調節板保證了確定的每定位面積調色劑量並且形成了均勻的調色劑層，這樣能夠形成均勻的調色劑層，而不受顯影輥的彈性形變的影響。
本發明的另一個目的是提供一種顯影裝置，其中適當地選擇調節板的板厚和材料，以便減少由於機械彎曲產生的殘餘應力而引起的變形的影響，由此保證調節板的平直度並在顯影輥的整個軸向區域上形成較佳厚度的調色劑層。
本發明的另一個目的是提供一種調節板，其中規定了相對於用於調節板的軋制材料的軋制方向的彎曲線的方向，或者進行適當的熱處理，以便減少軋制材料通常具有的軋制變形的影響，由此保證調節板的平直度，並在顯影輥整個軸向區域上取得較佳的調色劑厚度。
本發明的另一個目的是提供一種調節板，其中通過適當的技術防止了與顯影輥接觸的接觸面上產生裂紋，或者在處理後接觸面上的裂紋被去除，由此得到較佳的調色劑厚度。
本發明的另一個目的是提供一種顯影裝置，該裝置設置有一個帶有一傾斜部分的調節板，該傾斜部分以一種高於機械彎曲處理的精度快速形成。
根據本發明的第一方面，使用單一組分調色劑的顯影裝置包括一個攜帶單一組分調色劑並將其輸送到與承載靜電潛像的圖像承載器件相對的顯影區的顯影輥；以及一個調整攜帶在顯影輥上的單一組分調色劑的量的調節板，其中該壓靠顯影輥的調節板在其頂端形成一個斜面，該斜面是傾斜的，結果使得該斜面與顯影輥之間的距離沿著調色劑的進入方向逐漸減小，並且如此設定調節板的倚靠力和調節板斜面的傾斜角，使得該斜面與處在調節板壓靠狀態下的顯影輥之間的張角θ等於或大於12.5°。
特別是如

圖1所示，用於調整每定位面積調色劑量的調節板25以適當的倚靠力壓靠顯影輥21。此時，調節板25的倚靠使顯影輥21產生變形。在這種狀態下，調色劑被送入調節板25與顯影輥21接觸的接合部分。調整調節板25的斜面25a或類似部分，結果使得調節板25與處於變形狀態下的顯影輥21在調色劑由之流入調節板與顯影輥21接觸的接合部分的調色劑入口部分處形成一個等於或大於12.5°的張角θ。此時，將計入顯影輥彈性形變的張角θ設定為前述的條件而不是設定調節板25的斜面25a的傾斜角ψ。這樣不管顯影輥的彈性係數和半徑是否變化，都可確保穩定的每定位面積調色劑量和均勻的調色劑層厚度。特別是通過將調節板斜面和顯影輥彈性形變考慮在內把調色劑入口部分處的張角θ設定為給定值，確保了調節板設定位置處的充分容許差。這樣不需要根據每一個顯影輥來設定調節板斜面的特定角度。
根據本發明的第二方面，對於上述結構的顯影裝置，張角θ是通過設定顯影輥的半徑R和調節板頂端處的傾斜角ψ並滿足θ=ψ+sin-1(w/2R)來確定的，其中ψ指的是調節板斜面的傾斜角，w指的是調節板與顯影輥接觸的接合寬度，R指的是顯影輥的半徑。這樣不需要相應於顯影輥半徑的變化而改變調節板的斜面，並且為調節板的設定位置提供了充分的容許差值。由此提供了一種低成本的顯影裝置。
根據本發明的第三方面，對於上述結構的顯影裝置，調節板是由帶有通過機械彎曲形成的斜面的一單件片狀金屬件構成的，並且該薄片狀件的厚度不大於0.2mm。這種調節板由於殘餘應力產生較小的變形，因此，保持了調節板的平直度。這樣，調節板就能夠穩定顯影輥上每定位面積調色劑量，從而形成均勻的調色劑層。
根據本發明的第四方面，對於上述結構的顯影裝置，調節板的斜面是通過沿著垂直於薄片狀件的軋制方向的彎曲線彎曲構成調節板的薄片狀件而形成的。這也有效地消除了殘餘應力造成的變形的影響，結果使得通過彎曲產生的斜面充分地保持其平直度。這樣就形成更為可取的調色劑層。
就此而言，即使在對材料進行限定的同時，例如構成調節板的薄片狀件的質量通過彎曲處理來製造傾斜面時，也可以保證足夠的平直度。特別是可以使用在JIS G 4313中所列舉經受過3/4H或EH回火的SUS301-CSP的薄片件，或者經受過3/4H或H回火的SUS304-CSP的薄片件，由此保持足夠的調節板平直度，該平直度是形成均勻調色劑層的因素之一。在調節板由軋制材料製成並且由於軋制過程中殘餘應力產生的較大變形而不能獲得調節板的平直度的情況下，原料可以經過TA(應力退火)處理。
根據本發明的第五方面，對於上述結構的顯影裝置，形成調節板斜面的機械彎曲是通過使用一個模具來進行的，該模具在調節板的與貼靠顯影輥一側相對的一側在與彎曲位置相對應的位置上具有一個突起。顯影裝置可以帶有以這種方式製造的調節板，因此消除了調節板產生裂紋的問題。這樣可獲得均勻的調色劑層。
根據本發明的第六方面，對於上述結構的顯影裝置，調節板的緊貼顯影輥的側面經過研磨。這樣消除了由於裂紋而帶來的表面精糙的問題。由此確保形成一個均勻的調色劑層。
根據本發明的第七方面，對於上述結構顯影輥，至少在調節板的位於貼靠顯影輥一側的表面上設置經氧化鋁膜處理的鋁箔。這就防止了調色劑融接到調節板和顯影輥上，藉此確保在長時間使用時形成均勻的調色劑層。
根據本發明的第八方面，對於上述結構顯影輥，調節板斜面是通過在構成調節板的薄片狀件的頂端上製造出一個臺階，然後貼上金屬箔片以覆蓋該臺階而形成的。例如如圖9所示，金屬箔片255被貼在構成調節板25的器件254上，以便覆蓋形成在調節板器件254上的臺階25c以及與顯影輥的接觸部分。這樣使金屬箔片255限定覆蓋臺階25c的斜面25a。在這種情況下，由於不進行機械彎曲，所以不存在由於殘餘應力而引起變形的影響。因此，不損害斜面的平直度並且因此可以以很高的精度形成該斜面。這種形成特性改善了調色劑層。應該注意該臺階可以通過侵蝕處理或類似處理來形成，並且該臺階的深度或類似指標可以任意設定。
根據本發明的第九方面，對於上述結構顯影裝置，調節板是由兩個疊置在一起且其頂端相互錯開以形成一個臺階的薄片件形成，且配裝有一金屬箔片以覆蓋臺階。例如如圖10所示，臺階25c是通過將相互錯開的調節板件256、257疊在一起構成的。在這種結構中，臺階25c的深度通過選擇和控制調節板器件之一256的厚度而容易地被設定為任意值。此外，端部錯開的兩個調節板器件的長度可以容易地被設定為一特定的值。例如，可以通過切掉較長調節板件的端部以相當高的精度確定臺階部分的長度。除此之外，通過在兩個調節板器件中提供定位部分可以以一種高精度來確定臺階部分的長度。
為了精確地形成斜面，貼在臺階部分上的金屬薄片258具有0.05mm或更小的厚度。用於金屬箔片258的經氧化鋁膜處理的鋁箔將有效地防止調色劑的融接。
本發明的其他和進一步的目的、特性和優點將通過下面參照附圖的詳細描述而更清楚。
圖1是示出構成本發明一實施例的使用單一組分調色劑的顯影裝置的顯影輥和調節板之間關係的簡圖。
圖2是用於說明本發明使用單一組分調色劑的顯影裝置和成像部分的結構處於形成在光敏器件或潛像承載器件上的靜電潛像用該顯影裝置顯影的狀態下的簡圖。
圖3是示出本發明調節板自由長度與顯影輥上的每定位面積調色劑量(a/m)之間關係的圖表。
圖4是示出用於確保每定位面積調色劑量的本發明調節板自由長度的設定允許差相對於調色劑入口處張角θ的圖表。
圖5是示出當使用一種軋制材料來形成調節板器件時，軋制方向與彎曲方向之間關係的簡圖。
圖6是示出一個通過機械彎曲處理形成調節板斜面的模具的實例的簡圖。
圖7是示出調節板的一實例性結構的簡圖，其中在該製造好的調節板與顯影輥接觸的接觸面上貼有一種金屬箔片以防止調色劑融接。
圖8是示出另一種防止調色劑融接的調節板實例性結構的簡圖。
圖9是示出不需機械彎曲處理來形成本發明調節板的斜面的實例的簡圖。
圖10是示出不需機械彎曲處理來形成本發明調節板的斜面的另一實例的簡圖。
下面將參照附圖描述本發明的實施例。
本發明的顯影裝置將參照圖1和2進行描述。圖1詳細地圖示了一種狀態，其中相互接觸的顯影輥和調節板形成本發明的顯影裝置，並且該顯影裝置與主要用作成像裝置的圖像承載器件的光敏器件相對。圖2簡要地示出了成像部位的結構，特別是配備有本發明的顯影裝置的成像設備的顯影部位。
下面將參照圖2來描述該成像設備的簡要結構。一個包括一筒狀載體的光敏器件1幾乎位於成像設備的中心，並且在進行成像操作時按箭頭所指的方向以固定的速度轉動。所述載體被用來在其上攜帶靜電潛像。各種成像處理裝置被設置在該光敏器件1的周圍，以便分別與其相對。
上述成像處理裝置包括一個均勻地向光敏器件1的表面充電的充電器(未示出)；一個根據一幅圖像發射以光為其礎的該圖像的光學系統(未示出)；一個用於在由光學系統暴光後使光敏器件1表面上形成的靜電潛影顯像的本發明的顯影裝置4；一個將顯影出的圖像(調色劑圖像)轉印到一張應要求送入的薄紙上的轉印器件(未示出)；一個用於在轉印處理過程結束後去除存留在光敏器件1表面上的殘餘顯影劑(調色劑)的清潔器件(未示出)；以及一個消除存留在光敏器件1表面上的電荷的消除裝置(未示出)等等，這些部件都在光敏器件1的轉動方向上按順序設置。
許多張複印紙疊放在例如託盤或盒子中。通過一紙張送入裝置將一張紙送入與光敏器件1相對的轉印區，在該區域中設有上述轉印器件。此時，紙被送入使其與形成在光敏器件1表面上的調色劑圖像的頂部對準。圖像被轉印後，這張紙與光敏器件1分離，然後被送入定影裝置。
定影裝置將轉印到一張紙上的未定影的調色劑圖像定影為永久圖像。該定影裝置有一個被加熱到一定溫度的熱輥，它用於在其與該調色劑圖像相對的表面上融化調色劑並將調色劑圖像固定。該定影裝置還包括一個用於壓靠熱輥並使紙與熱輥緊緊接觸的壓輥。所述的紙張經過該定影裝置被送出此形成圖像的設備，經過一個出紙輥進到出紙盒中(未示出)。
如果一個複印機用作形成圖像的裝置，所述的光學系統(未示出)將光投射到要拷貝的原圖像上並且輸出由原圖像反射的光作為一個光的圖像。如果將一個印表機或數字式複印機作為一種形成圖像的裝置，光學系統開/關半導體雷射器，由此輸出一種相應於圖像數據的光圖像。特別是當使用數字式複印機作為一種形成圖像的裝置時，包括半導體雷射器的光學系統通過使用一個圖像讀取傳感器(CCD器件等)讀取從要拷貝的原圖像反射的光而接收圖像數據，並且輸出一個相應於圖像數據的光的圖像。如果一個印表機被用作一種形成圖像的裝置，光學系統從另一個計算機等設備接收圖像數據，然後將該數據轉換為一個相應於圖像數據的光的圖像並輸出該光圖像。不僅是半導體雷射器，LED器件、液晶檢波器保護器等也能將圖像數據轉換為光圖像。
如果如上所述形成圖像的操作在形成圖像的裝置中開始，光敏器件1按箭頭的方向轉動，並且通過充電器向光敏器件1的表面均勻地充電，使其帶有一個特定極性的電位。該充電過程後，光學系統(未示出)輸出一個光圖像，結果使得將相應於該光像的靜電潛像形成在光敏器件1的表面上。在下一步驟中，該靜電潛像在顯影裝置中被顯影，由此人為地將該靜電潛像顯象。在本發明中單組分調色劑被用於顯影過程。例如，通過靜電力有選擇地將調色劑吸到形成在光敏器件1表面上的靜電潛像上。
然後，位於轉印區中的轉印器件將如上所述的靜電顯影到光敏器件1表面上的調色劑圖像轉印到應要求與光敏器件1的轉動同步送進的一張紙上。在該轉印過程中，轉印器件向紙的後側充電，使其具有與充電調色劑極性相反的極性，這樣，調色劑圖像被轉印到紙上。
轉印過程結束後，在光敏器件1表面上留下部分沒被轉印的調色劑圖像，而後用清潔裝置將該殘餘的調色劑從光敏器件1表面上去除，然後，利用電荷消除器消除光敏器件1表面的電荷電勢達到均勻的電勢，例如電勢幾乎為0，藉此可使該光敏器件1重新投入使用。
另一方面，在轉印過程結束後，所述的紙與光敏器件1分離，進入定影裝置。在該定影裝置中，紙張上的調色劑圖像被融化，然後靠兩個輥子之間的壓力被加壓和固定。在通過了這個定影裝置之後，所述的複印紙成為一張其上形成了圖像的紙被送到成像設備外的託盤上。
下面將參照圖1和2詳細地描述本發明的顯影裝置。換句話說，將詳細地描述本發明的使用單一組分調節劑的顯影裝置。
首先，將參照圖2來描述使用單一組分調色劑的顯影裝置的構造。該顯影裝置2包括一個以可旋轉的方式設置在顯影箱20中的顯影輥21，所述的顯影箱中裝有單一組分的調色劑，例如非磁性單一組分的調色劑一個將單一組分的調色劑送到顯影輥21的送入輥22；以及兩個處在圖中顯影箱20右側的螺旋輥23、24，它們將單一組分的調色劑提供給顯影箱20。
顯影輥21設在顯影箱20中，以便於使該輥部分地從顯影箱中暴露出來並且在顯影區中按照與光敏器件1相同的方向轉動，用於將調色劑送到顯影區中，在該顯影區中，顯影輥21與光敏器件1是相對的。壓靠顯影輥21的是前述的送入輥22。
顯影輥21具有這樣的結構，例如，其中在金屬輥的表面塗敷有一種多孔、彈性材料，例如泡沫材料(sponge)。如果使用分布有碳的大分子泡沫聚氨酯等或離子導電固態橡膠作為彈性器件例如泡沫材料的話，可以保持一個避免調色劑融接的預定阻抗值，並且當顯影偏壓施加於顯影輥上時，其將很有效地起作用。
顯影輥21帶有由顯影偏壓供給裝置3提供的顯影偏壓。顯影偏壓被設置有一定的極性和一定的值，以便使調色劑附著在光敏器件1的靜電潛像上，而不是附著在其他區域或非圖象區域。
在送入輥22和顯影輥21相對的區域中，送入輥22轉動以便使其轉動方向與顯影輥的轉動方向相反。該送入輥22是由一種與顯影輥21類似的材料形成的，並且其電阻可通過使用類似的電阻可調節材料予以調節。另外，為了增加彈性，該送入輥22由泡沫材料形成，該泡沫材料比用於顯影輥的材料含有更多的發泡劑。
對於送入輥22來說，偏壓是由偏壓裝置4提供的，這裡通常將偏壓設置得使調色劑被壓到顯影輥21上，並沿送入輥22上的調色劑被除去的方向以將該調色劑送到顯影輥21上。在使用例如負極性調色劑的情況下，施加於送入輥22上的偏壓小於施加於顯影輥21上的偏壓。
顯影輥21和送入輥22與驅動電動機相連(未示出)，並且每一個輥都按照圖中箭頭所示的方向轉動。藉此允許送入輥22將調色劑送到顯影輥21上，並且在顯影過程執行後分離(去除)存留在顯影輥21表面上的調色劑。通過送入輥22如此饋送的調色劑附著在顯影輥21的表面上，並且在轉送到與光敏器件1的表面相對的顯影區之前，通過一個調節板25來將每定位面積的調色劑量調整到一預定的厚度，所述的調節板25適當地壓靠顯影輥，以便調整每定位面積的調色劑量。
調節板25以適當的壓力壓靠在顯影輥21上。該調節板25包括一個由薄片狀金屬材料形成的調節板器件，在其端部附近的突起部分(面部)壓靠在顯影輥21上。這樣根據調節板25的預定壓力和位置來調整送到輥21上的調色劑，以便於具有預定的電荷和厚度。接著，如此調整的調色劑被轉接到顯影輥與光敏器件1對置的顯影區。
此外，對調節板25來說，由一個偏壓供給裝置5向其提供預定的電壓。類似地，對調節板25所施加的偏壓設定得使調色劑被壓到顯影輥21上。例如在使用負極性調色劑的情況下，施加於調節板25上的偏壓小於施加於送入輥22上的偏壓。此外，施加於調節板25上的偏壓可以與施加於顯影輥21上的偏壓電位相同。
藉助於這種方法，使送到與光敏器件1相對的顯影區的調色劑根據形成在光敏器件上的靜電潛像有選擇地附著在光敏器件1上，並且藉助於調色劑的色彩使該靜電潛像顯現出來。未用於圖像顯影的調色劑通過顯影輥21的轉動返回到顯影箱20中。在調色劑返回的地方，設置有一個去除調色劑電荷的器件26，以便壓靠輥21。電荷去除器件26在顯影輥21的轉動方向上位於送入輥22的上遊，且其一端固定在顯影箱20上，而其另一自由端藉助於電荷去除器件26的彈性壓在顯影輥21上。結果，該調色劑電荷去除器件26適當地壓靠在顯影輥21上。
在通過顯影輥21的轉動使調色劑返回到顯影箱20時，未用於顯影的調色劑的電荷被電荷去除裝置清除，於是該調色劑循環使用。另外，對電荷去除裝置26來說，從調色劑上去除電荷的電荷消除電壓由電源6供給。
按照這種方法，顯影裝置2將調色劑轉送到顯影區，在該區中顯影裝置6與光敏器件1相對，藉此將光敏器件1表面上的靜電潛像顯影成可見的圖像。在光敏器件1表面上所得到的調色劑圖像被轉印到應要求送入到圖像轉印區的紙上，隨後所述的紙通過定影裝置並被送出該成像設備。
同時，作為光敏器件1，一OPC光敏器件或類似裝置包括一個在其表面上塗有一下層的由金屬或樹脂形成的導電基底；一個覆蓋在該下層上的載體生成層(CGL)；以及一個限定出一個最外層並主要由聚碳酸酯形成的載體轉印層(CTL)。當然，本發明並不局限於此種光敏器件，它可應用能夠承載靜電潛像的任何載體。
儘管已經對顯影輥21進行了描述，下面將詳細地解釋其結構。
顯影輥21包括一個由金屬或低電阻樹脂材料形成的芯條(軸)，以及一個相對介電常數大約為10並覆蓋所述芯條的彈性器件。該覆蓋顯影輥21表面的彈性器件最好用下述材料形成一種以擴散型電阻調節樹脂為基礎的材料，在此種材料中，作為電阻調節材料的導電的細顆粒，例如，碳和TiO2(氧化鈦)其中之一或兩者被混合和擴散於從由EPDM、氨基甲酸乙酯、矽(silicone)、丁腈橡膠、氯丁橡膠、丁苯稀橡膠、丁二稀橡膠和類似物組成的組中選擇出的樹脂中；以及一種以電阻調節樹脂為基礎的材料，在其中，離子導電材料，一種或多種選自由高氯酸鈉、高氯酸鈣、亞氯酸鈉和類似物組成的組的無機離子導電材料被加到從由EPDM、氨基甲酸乙脂、矽、丁腈橡膠、氯丁橡膠、丁苯橡膠、丁二稀橡膠和類似物組成的組中選擇出的樹脂中。作為一種發泡劑，如果在獲得彈性器件彈性的發泡/混合過程中使用，最好使用矽表面活性劑，如聚二烯丙基矽氧烷和聚矽氧烷-聚烷氧化物嵌段共聚物。
作為泡沫模塑過程(foam molding process)的一個例子，熱吹泡沫模塑的例子包括以下步驟以適當的比例混合上述材料，通過混合器/噴射器攪拌形成的混合物，將混合物引入一個注射-擠壓模具，在80℃-120℃的溫度下加熱該混合物以及噴射模製坯(molded stock)。一個最佳的加熱時間是大約5-100分鐘。
在使用注射模塑將彈性器件與芯條整體模製的情況，可通過將導電金屬芯條(軸)放在預製的模具的中央，類似於上述將所述混合物引入模具中，並且在10-160分鐘的範圍內加熱和硬化混合物來獲得一整體模製件。
作為包含在電阻調節材料中的碳黑，使用和具有20m2/g或更低的氮吸附比表面積的碳黑(例如，ISAF,HAF,GPF,SRF和類似物)，並且將碳黑按照每100份聚氨酯(按重量計)0.5-15份(按重量計)(在一些情況下大約為70份)與聚氨酯混合。
聚氨酯的例子包括一種軟聚氨酯泡沫和一種聚氨酯彈性體。此外，還可使用上述的EPDM、氨基甲酸乙酯、矽、丁腈橡膠、氯丁橡膠和丁二稀橡膠。
在顯影輥21是由以EPDM材料而不是以聚氨酯為基礎的材料形成的時候，包含乙烯、丙烯和第三種組分例如二聚環戊二稀、亞乙基降冰片稀、1，4-乙二稀的EPDM最好通過混合根據碘值按比例分別為分別為5-95份(重量)、5-95份(重量)和0-50份(重量)的乙烯、丙烯與第三種組來形成。此外，為了得到滿意的擴散性，準備混入的碳黑的適量為每100份EPDM(重量)1-30份(重量)。如上所述，可用的碳黑包括ISAF、HAF、GPF、SRF和類似物。
與碳黑或電阻調節材料混合，作為一種電阻調節基礎材料，可以按每100份EPDM重量0.1-10份重量的比例來使用如高氯酸鈉、氯化四乙銨等離子導電材料或如二甲基聚矽氧烷、聚氧乙烯月桂基醚(polyoxyethylenelauryl ether)等表面活性劑，以便進一步改進擴分散性和均勻性。
上述離子導電材料的實例包括如高氯酸鈉、高氯酸鈣、氯化鈉等無機離子導電材料，以及有機離子導電材料如改性的脂族酸二甲基硫酸乙酯銨、硬脂基乙酸銨、月桂基乙酸銨、十八烷基三甲基銨高氯酸鹽和類似物。這樣的材料可以單獨使用，或者與其他許多材料混合使用。
如圖2所示，調節板25的一端以預定長度固定於顯影箱20，而具有一自由長度的自由端不固定但以適當壓力壓靠顯影輥21。特別是，調節板25的一端被固定在顯影箱20上，使得它可以藉助於其自身的彈性壓靠顯影輥21。
如圖1所示，按這樣一個方向對調節板25進行彎曲處理，使得它的端部背離開顯影輥21的表面。由顯影輥21和彎曲的調節板25所限定的張角θ的角度的設定值將在下面描述。此時，顯影輥21由於與調節板25的壓力接觸而發生彈性變形，並且沿著接合寬度w與調節板接觸。這樣，在顯影輥21與調節板25之間的接觸區處通過顯影輥21的轉動來調節每單位面積調色劑的量，藉此形成厚度恆定的調色劑層。
調節板25是由包括一厚度在0.05-0.2mm範圍內的金屬片的一個調節板件構成的。該調節板25具有一個固定端，它使該調節板利用金屬片的彈性和彈性變形以適當的壓力與顯影輥21壓力接觸。這樣可確保將顯影輥21上調色劑的厚度調節為恆定值。
除此之外，如圖1所示，與顯影輥21壓靠的調節板25的端部有一個傾斜的面25a，該面傾斜地離開顯影輥21以便形成一個相對於顯影輥21逐漸增加的張角θ。為了形成該斜面25，例如，將調節板25的端部彎曲，這將在後面進行詳細的描述。
作為形成調節板25的材料，一般使用具有彈性的材料。例如這種材料包括SUS彈簧鋼；SUS301、SUS304、SUS420J2、SUS631不鏽鋼；以及如C1700、C1720、C5210、C7701等銅合金。
參照圖2，電荷去除器件26在與顯影輥21壓靠的同時以直接接觸調色劑的方式去除剩餘調色劑的電荷，且然後將調色劑從顯影輥21上脫離下來以循環使用。除去這種電荷去除方法之外，還知道一種方法，在該方法中使用電暈放電器來去除電荷，並且設有一個接觸型調色劑分離旋轉器件以使調色劑從顯影輥21上分離以便循環使用。
如圖2所示的電荷去除器件26使用的是一個片狀彈性器件，該器件象調節板25那樣以一適當的壓力與顯影輥21壓靠，並且由電源6施加一個電壓以便在顯影過程後從返回的調色劑上去除電荷。因此，彈性器件由一種如尼龍、PET(聚對本二甲酸乙二醇脂)、PTFE(聚四氟乙烯)和聚氨酯的基底材料(主要組分)以及用於獲得適當電阻的電阻調節材料如碳組成。具有這樣的電阻的電荷去除器件26得到由電源6提供的電荷去除電壓。
對用作電阻調節材料的碳黑來說，可使用具有20m2/g-130m2/g的氮吸附比表面積的碳黑，例如使用爐法碳黑或槽法碳黑如ISAF、HAF、GPF和SRF。碳黑的混合比等於或大於每100份重量聚氨酯10份重量(在某些情況下等於或小於70份重量)。
作為單組分顯影劑的調色劑是按照以下方式製備的將按重量計80-90份的苯乙烯-丙烯酸共聚物、5-10份的碳黑和0-5份的電荷控制劑相混合、並且將所得到的混合物磨碎，此後進行分類以便獲得平均顆粒尺寸大約為5-10μm的負電荷調色劑顆粒。為了提高流動性，將按重量計為0.5-1.5份的二氧化矽(SiO2)與調色劑顆粒混合，或在調色劑顆粒上塗敷二氧化矽。這樣就得到了非磁性單組分的調色劑。
調色劑不限於負電荷型，也可使用正電荷調色劑。正電荷調色劑可以通過適當地選擇作為主要組分的粘合樹脂、電荷控制劑和類似物來製備。這種調色劑不僅可用於單色複印機和印表機中使用的黑調色劑，也可用於彩色複印機和印表機中使用的彩色調色劑。
非磁性的單一組分調色劑不限於具有上述組成的調色劑，具有下面將要描述的組成的調色劑也適用於本發明顯影裝置。
作為一種為主要組分的粘合樹脂，除了苯乙烯-丙烯酸共聚物外，還可使用熱固性樹脂，例如，聚苯乙烯、聚乙烯、低分子量聚丙烯、環氧樹脂、醯銨和聚乙烯醇縮丁醛。
作為一種用於黑色調色劑中的著色劑，除了上述的碳黑外，還可使用爐法碳黑、尼格染料、含金屬的染料和類似物。作為用於彩色調色劑中的著色劑，可以使用如聯苯胺基黃顏料、聲子黃色顏料(phonon yellow)、不溶性N-乙醯乙酸苯胺基偶氮顏料、單偶氮顏料、偶氮甲鹼顏料；品紅著色劑如佔噸基品紅染料、鉬酸鎢色澱顏料、蒽醌染料、包括佔噸染料和有機羧酸鹽的著色染料、硫靛、不溶性萘酚基偶氮顏料、以及如銅酞菁基染料的氰基著色劑。
此外，作為調色劑的流動化劑，除了用作塗覆劑的二氧化矽外，可以使用膠體二氧化矽、二氧化鈦、氧化鋁、硬脂酸鋅、聚偏氟乙烯和它們的混合物。
此外，作為一種負電荷的電荷調色劑控制劑，可以使用含偶氮的染料、有機金屬絡合物、氯化石蠟和類似物。相反，作為一種正電荷調色劑控制劑，可以使用尼格染料、脂族酸的金屬鹽、胺、季銨鹽和類似物。
在使用上述單一組分調色劑的顯影裝置2中，壓靠顯影輥21的調節板25用來調節顯影輥上每單位面積的調色劑的量，以使形成的調色劑層維持一恆定的厚度。在這點上，為了擴大將調節板25配接和固定在顯影箱20上的容許差，由本發明調節板25上的斜面25a與調節板25壓靠顯影輥21處的切線所形成的張角θ和它們之間調色劑的流動變得很重要。該張角θ被設為12.5°或更多，如將要在以下實際例子中詳細描述的那樣。這個張角θ不僅取決於斜面25a的傾斜角，而且還取決於顯影輥21壓靠調節板25時顯影輥的狀態，如圖1所示。
在下述這些例子中，在包括允許單一組分調色劑均勻地附著在顯影輥21上的調節板25的結構的上述一個實施例的情況下，證實了將由調節板25頂端處的斜面25a限定的張角θ設定為某一預定值或更大時的設定效果。
實例1應用在實例1中的顯影裝置2具有如圖2所示的結構。光敏器件1的導電基底接地，並且光敏層表面以例如按照-550V的電位均勻地充電。光敏器件1的直徑為65mm，並且該光敏器件1以圓周速度為190毫米/秒的速度按箭頭所示方向轉動。
直徑為27mm(半徑R=13.5mm)的彈性導電顯影輥21是由一種其上加有導電製劑(conductizing agent)如碳黑的導電聚氨脂橡膠形成的，該橡膠具有大約為106Ωcm的體電阻率，一個基於JIS K 6301的60-70度的Alkar C硬度以及一個基於JISB0601的大約為1.0μm的平均中心線粗糙度。顯影輥21按照圖中箭頭所示方向以285毫米/秒的圓周速度轉動。由顯影偏壓電源3通過一個直徑為15mm的轉動軸為顯影輥21提供-450V的顯影偏壓。顯影輥21按照顯影輥21沿著2mm的顯影接合區(顯影區)與光敏器件1接觸的方式經由一調色劑層壓靠光敏器件1。
用來攪動調色劑並在顯影處理後去除顯影輥21上殘留的調色劑的送入輥22的直徑為20mm，並且由體電阻率為10Ωcm、網眼密度約為3網眼/mm的導電聚氨脂泡沫製成。送入輥22以0.5mm的接觸深度壓靠顯影輥21，並且以170毫米/秒的預定圓周速度按照圖中箭頭所示轉動。該送入輥22由偏壓電源4經送入輥22的不鏽鋼軸供給-550V的偏壓。
如圖2所示，用於調整顯影輥21上的調色劑層的厚度的調節板25是由0.1mm厚的不鏽鋼板製成的，具有一種一端固定的懸臂結構。該調節板由偏壓電源5施加-550V的偏壓。由偏壓電源5為調節板25供給-500V的偏壓。該調節板用於將顯影輥21上的每單位面積調色劑的量(m/a)調整到大約0.8-1.0mg/cm2，並將調色劑電荷(q/m)調整到大約-10μC/g。
儘管圖2沒有示出，顯影輥21和調節板25在它們相對的端部設置有一個密封裝置以便防止調色劑溢出。該密封裝置是由0.1mm厚的PET膜形成的。若需要時，該密封裝置可以使用一種鋁沉積膜或類似物以具有導電性，其電位可以設定為與顯影輥21的電位相等或比顯影輥21的電位高-50V左右。這種密封裝置的導電錶面可以接靠在顯影輥21上以便去除調色劑的電荷。
顯影輥21的有效輥電阻r和顯影過程中流動的顯影電流i在顯影輥21上產生一個壓降Vd=i×r。可以通過將有效輥電阻r設定為一適當的值來降低有效地作用於顯影輥21的表面的顯影偏壓，藉此，將一種陡峭梯度的二狀態式(sharp gradient binary-like)顯影特性調整到一預定的梯度，以便改善色調特性(gradation characteristics)。
進一步參照圖1，將詳細地描述用於調整調色劑層厚度的調節板25。
該調節板25被固定在顯影箱20上，並且在該調節板不受固定端限制的自由長度部分1以大約30gf/cm的預定壓力壓靠顯影輥21的表面，該自由長度部分從調節板的固定端自由地延伸出以確定一個三次函數曲線。該調節板25與顯影輥21配合以充電調色劑並在它們之間的由調節板25的接合壓力以及顯影輥21的半徑和彈性確定的接合寬度為w的接觸區形成一個薄的調色劑層。
連接接合寬度w的中心和顯影輥21的中心的直線與連接接合寬度w的端點和顯影輥21中心的直線所形成的角α可以用幾何方法從圖1求出。也就是說，角α可以由下述公式(1)給出α=sin-1(w/2R) (1)如此確定的角α給出了在從鄰接壓靠在顯影輥21上的調節板25的一側延伸出的線「a」和在接合上遊端處與顯影輥21表面相切的線「b」之間形成的角的近似值。
調色劑入口部分處的顯影輥21和調節板25之間形成的張角θ由下述表達式(2)給出θ=ψ+sin-1(w/2R)(2)其中ψ指的是從調節板25的鄰接顯影輥21的一側延伸的線「a」與沿著位於調節板25端部的斜面25a的線「c」之間形成的角。
上述情況下接合寬度「w」實際測定為1.9mm。該接合寬度「w」的測定是通過使顯影裝置2空轉一給定時段、卸除調節板25並測量產生在調節板25表面上的接合印記各步驟進行的。
在實例1中，將這樣確定的接合寬度「w」帶進表達式(1)，給出一個大約4.0°的α角。
在調節板25頂端處形成的傾角ψ設定為例如9.5°，調節板25端部處的斜面25a以該角度傾斜。該傾斜角使用含有雷射幹涉儀的表面形狀/粗糙度測量裝置來測量(從Rank Taylor Hobson公司可以買到的S5 FORM-TALLYSURF SERIES 2)。其傾斜面25a的傾斜角為9.5°的調節板25在後面被稱為「調節板結構A」。
相應地，實例1中在顯影輥21與調節板25的傾斜面25a之間形成的張角θ根據表達式(2)為13.5°。
圖3示出了相應於調節板結構A的顯影輥21上每單位面積調色劑的量(a/m)與調節板25的自由長度(圖2中長度l)的關係曲線。如圖3所示，當調節板25的自由長度在5.85mm和7.55mm之間時，調節板25能夠將每單位面積調色劑的量m/a維持在0.8-1.0mg/cm2的範圍。從而自由長度l的設定容差，即調節板25設定位置的容差為1.7mm。
因此，如果在調節板25的端部處形成的斜面25a的傾斜角φ與角α間的張角θ的角度值被設定為預定值或更大，調節板25設定的容差的範圍可以被大大地擴大，這樣調節板的安裝留有可允許的精度誤差並便於安裝。
下面，除了其直徑為34mm(半徑R=17mm)且軸的直徑為18mm外，該顯影輥21被製成與上述結構相同。上述結構A的調節板25壓靠此種直徑的顯影輥。
此時，根據同樣的測量，調節板25壓靠顯影輥21的接合寬度「w」為w=20mm。通過表達式(1)和(2)，角度α和θ分別被確定為α=3.4°，θ=3.4°+9.5°=12.9°。
圖3也示出了此種情況下的顯影輥21上的每單位面積調色劑的量(m/a)與調節板25自由長度之間的曲線關係。如圖3所示，在調節板25的自由長度範圍為6.1mm-7.5mm時，調節板25能夠將每單位面積調色劑的量m/a維持在0.8-1.0mg/cm2的範圍內。這樣，自由長度的設定允許誤差被增加到1.4mm那樣大。
如上所述，可以理解在使用相同結構A的調節板時，調節板25設定位置的容許差隨著顯影輥21直徑的變化而變化。此外，還可以理解，根據本發明通過確保張角θ的角度，可以增加調節板25設定位置的容許差。
為更詳細的審查，進行了一個實驗，在該實驗中，調節板25端部的傾斜角ψ分別改變為7.1°、9.0°、9.8°和10.8°，同時使用直徑為34mm(半徑R=17mm)且軸的直徑為18mm的顯影輥21。具有不同傾斜角ψ的調節板分別用B、C、D和E表示。根據上述相同的測量，從B至E結構的調節板的接合寬度「w」均為2.0mm。圖3還示出了顯影輥21上每單位面積調色劑的量(m/a)與該實驗中各個調節板25的各自由長度之間的曲線關係。
表1示出了在使用從A至E結構的調節板25和各種直徑的顯影輥21時所獲得的結果。表1
從表1中可以看出，對張角θ為12.4°或更小的情況來說，調節板25自由長度L的容差幾乎變為0。為了弄清圖1所示的結果，在圖4中繪製了調節板25自由長度l的容許差與調色劑入口處張角θ之間的曲線關係。如圖4所示，當張角θ超過12.5°時，自由長度的容許差迅速增加，而當張角小於12.5°時，自由長度的容許差迅速下降。
如上所述，當確定了顯影輥21的半徑R和調節板25頂端處的傾斜角ψ以滿足θ=ψ+sin-1(w/2R)＞12.5°時，其中ψ為從調節板25抵靠顯影輥21的面延伸出的線(a)與調節板25的斜面(c)之間形成的角；w是調節板抵靠在顯影輥21上的接合寬度；R是顯影輥21的半徑，可以確保顯影輥21上每單位面積的調色劑量具有足夠的容差。在這種情況下，更為可取的是將張角θ設定為13.5°或更高。
應該注意對於上述表達式中的「sin-1(w/2R)」，調節板25與顯影輥21之間的接合寬度W是隨著顯影輥21的彈性變化的。然而，通過根據上述表達式將調色劑入口部分的張角θ設定為一適當的值，能夠得到確保理想的每單位面積調色劑量的調節板25設定位置的充足容許差。這樣在製造調節板25時有助於增加自由長度L的容許差。結果，不只調節板的製造被簡化，而且用於壓靠顯影輥21的調節板的安裝容許差也被增加，因此易於完成調節板的安裝。
實例2實例2用於探討基於調節板厚度的本發明的效果。
實例2所使用的調節板的結構除將構成調節板25的器件的厚度設定為0.3mm或更高以外與實例1相同。
在這種情況下，產生了由調節板25的彎曲處理而引起的殘餘應力造成的變形，因此，在調節板25的整個約300mm的寬度上產生10mm數量級的翹曲。
當調節板25的一端被固定在如圖2所示顯影裝置2的顯影箱20上時，不能消除這種翹曲。因而，調節板25在其緊貼顯影輥21的部位的平直度被劣化。這樣導致了顯影輥21上調色劑層的厚度不一致。
與此相對照，當構成用於實例1的結構A的調節板25的器件的厚度被設定為0.2mm或更小時，由於彎曲處理而引起的變形所導致的翹曲在整個調節板的寬度上就被限制為5mm或更小。因此，當調節板固定在實際的顯影箱20上並且壓靠顯影輥21時，可得到較佳的調色劑層和均勻的每單位面積調色劑量。
實例3實例3將探討選擇調節板25的材料的效果。
在例3中，實例1結構的調節板是由經過3/4H、H或EH回火處理的JIS G 4313標準的SUS301-CSP，經過3/4H或H回火處理的SUS304-CSP和類似材料製成的。由於使用了這種材料，當斜面25a通過彎曲處理而形成在調節板25的頂端時，所形成的該斜面25a的形狀精度很高。此外，改善了調節板25彎曲部分的平直度，因此，在顯影輥21整個軸向區域上形成了合適的調色劑層。
圖5是示出當通過機械彎曲形成調節板25的頂端斜面時，薄片材料的軋制方向和其彎曲方向之間的關係。和沿著與薄片材料的軋制方向平行的彎曲線25來進行彎曲的調節板相比，其中薄片材料被彎曲以便形成一個與該薄片材料的軋制方向垂直的彎曲線25b的調節板25(圖5)具有平直度得到改善的彎曲部分，並且在顯影輥21的整個軸向區域上形成較佳的調色劑層。
由此可以得出結論，當調節板25的頂端被彎曲以形成斜面25a時，最好如此進行彎曲處理以便如圖5所示使彎曲線25b與薄片材料的軋制方向交叉成直角。
此外，在用於調節板的軋制材料在彎曲處理前經受TA處理(應力退火處理)的情況下，與材料不經受TA處理的情況相比，提高了調節板25的與顯影輥21緊貼部分的平直度，並且在顯影輥21的整個軸向區域上形成較佳的調色劑層。
實例4實例4旨在將探討當斜面25a通過機械彎曲處理形成在實例1結構中的調節板25的頂端時的效果。
圖6示出了一個在形成調節板25的斜面25a的彎曲處理過程中使用的模具。其上放置了一個有待形成為調節板25的調節板件250的圖6中的模具30帶有與斜面25a相適應的斜面。該模具30包括在與調節板的彎曲部分相對應的位置上帶有一突起31a的衝壓模具31，該突起31a的高約為0.01-0.02mm；以及從上面壓下的壓模32。
調節板25的斜面25a通過將調節板件250夾在衝壓模具31和壓模31之間，此後從壓模32上方施加壓力進行壓利加工來形成。同時，調節板件250通過剪切模具33剪切成一個預定的長度，由此獲得預定長度的調節板25。
如上所述，在形成調節板25的斜面25a時，衝壓模具31的突起31a在調節板的彎曲部分靠壓調節板件250的背側，這樣防止了在彎曲處理中發生彈回，並且壓模32的彎曲部分的形狀(斜面形狀)可以被精確地傳給調節板件250。該彎曲處理在調節板的彎曲部分或特別是其緊貼顯影輥21的一側不產生裂縫。
採用上述彎曲處理，與使用沒有突起的模具的情況相比，可以形成很高精度的調節板25的彎曲部分並可獲得光滑的彎曲表面。如此得到的調節板25能夠形成更好的調色劑層。
實例5在實例1的結構中，通過不同於實例4方法的機械彎曲處理來使斜面25a形成在調節板25的頂端。在該斜面25a形成後，調節板以之緊貼顯影輥21的彎曲部分的一側進行磨削處理，由此得到光滑的彎曲表面。使用這種調節板25能夠形成較佳的調色劑層。
磨削處理按以下述步驟進行用#300-#400的砂紙進行粗磨，接下去用#600-#1200的砂紙研磨表面，而後用#2000-#5000的砂紙或帶有氧化鋁化合物的布拋光表面。
實例6實例6將探討在長期使用期間防止調色劑融接在調節板的與顯影輥21貼靠的表面並形成不均勻調色劑層的結構，以及該結構所得到的效果。
實例6的調節板25具有與實例1類似的結構，並且按照這樣的方法製造，在通過機械彎曲處理在調節板25上形成斜面25a後，將一種經氧化鋁膜處理的鋁箔片251用導電粘合劑貼在包括斜面25a和調節板25的與顯影輥21接觸的表面上，如圖7所示。
與這種結構相比，當由磷青銅的簧板C5210形成的調節板壓靠顯影輥21並對顯影裝置進行空載運轉試驗時，調色劑在大約8個小時後融接在調節板表面(與顯影輥21接觸的表面)，結果使得在經過調節的調色劑層上產生條痕。
然而在圖7所示的調節板中，即使經20個小時的空載運行以後，該顯影裝置1的空載運轉試驗也不在調色劑層上產生條痕。
另外而如圖8所示，調節板25的斜面25a被一個通過模鑄形成的並且其表面進行過氧化鋁膜處理的鋁製端部252限定。此後，將端部252利用導電粘接劑固定在由0.25mm厚的磷青銅C5210形成的調節板件253上，由此得到如圖8所示的調節板25。在如圖8所製造的調節板中，端部252限定了與顯影輥21的接觸表面，提供了與圖7所示調節板類似的效果。
因此，可以得出結論，當用作調節板25的材料呈現出調色劑融接可能發生以致形成非均勻的調色劑層的可能性時，配置經氧化鋁膜處理的件相當有效地防止了調色劑融接。
實例7
在上述實例1-6中，調節板25的斜面25a一般是通過彎曲形成的，並且要考慮減小由於殘餘應力所引起的變形的影響。此外，使用經氧化鋁膜處理的件來防止調色劑融接於與顯影輥21接觸的調節板表面25。在實例7中將描述斜面不需要如此彎曲而形成並且對其進行氧化鋁膜處理的器件的形成過程。
實例7的調節板除在調節板25頂端處的斜面25a不是通過彎曲處理形成之外其結構與實施例1相類似。而取而代之的是，如圖9所示，在調節板器件254的頂端形成一個臺階25c，並且貼有一個金屬箔片255以便覆蓋該臺階25c來形成一個斜面25a，由此形成調節板25。
調節板器件245是由0.1mm厚的SUS304鋼片製成的，該種鋼片經受了半侵蝕以去掉與顯影輥21相接的一側的一部分，該部分從調節板器件的頂端起具有約300μm的縱長以及約50μm的深度。隨後將0.05mm厚的磷青銅箔片255用導電粘合劑固定在該端部部分。
由於在調節板25如此製造的情況下，斜面25a不是通過機械彎曲處理而形成的，因此，斜面25a在調節板的整個寬度上具有一個幾乎恆定的傾斜角ψ，並且不引起翹曲。這種成形精度可以一種簡單的方式來保證。簡而言之，圖9中所示的調節板25能夠消除在應用機械彎曲處理時產生的缺點，所述的缺點指的是傾斜角受由於殘餘應力而引起的變形的影響，所述的殘餘應力取決於調節板器件254的厚度或材料。
在調節板器件254上形成臺階25c的方法並不只限於如圖9所示的方法。在圖10中，臺階25c可以通過相互粘附(疊合)薄片256、257而得到，此兩個薄片是不同端部長度的調節板器件。例如，具有0.05mm厚度的兩個薄片256、257能夠互相貼住。在這種情況下，臺階25c的深度可以容易地通過控制調節板器件256的厚度來確定。
此外，在疊置兩個薄片調節板器件256、257時，與臺階25c的縱向長度相關的形成精確度可以通過粘合或如雷射點焊那樣的焊接經一個定位孔來將這些器件連接在一起來達到。
另外，對於疊置的調節板器件256、257外，較短調節板器件256的一個邊緣(頂端)可以用作一基準線，並且該邊緣可配裝於一個模具以將較長調節板器件257的一個端部切到一個預期的長度，例如300μm，由此形成一個預期的臺階。可以通過這種方法容易地達到成形精度。
與圖9中的調節板類似，0.5mm厚的金屬箔片，如磷青銅箔片258，可以用導電粘合劑固定到形成的調節板器件上，由此製造出形成有斜面25a的調節板25。
與前述實例相類似，在具有如圖9和10所示結構的調節板25中，確保了斜面25a的預定傾斜角ψ，結果是確保了在將調節板25安裝於顯影箱20時有足夠的設定自由度，並且確保了預定的每單位面積調色劑量和均勻的調色劑層。此外，由於調節板沒有遭受彎曲處理所帶來的變形，所以斜面25a可以在調節板25的整個寬度上均勻地形成，這樣使其形成精度進一步提高。
配裝得覆蓋如圖9和10所示的臺階25的金屬箔片255、258的厚度最好為0.05mm或更小。如果金屬箔片255或類似物的厚度為0.1mm或更大，當將它們配裝於調節板器件上時，金屬箔片255或類似物將不能充分地變形，結果不能獲得具有光滑度的斜面25a。
配裝到臺階25c上的金屬箔片255、258最好是經氧化鋁膜處理的箔片，例如其上形成有0.02mm厚的氧化鋁膜層的0.02mm厚的鋁箔片。這樣的一個金屬箔片對調色劑的融接提供了一種更好的阻力，如實例6所述。
本發明在不違背其精神或必要特徵的情況下可以其他特定的形式實施。因此，本發明的實施例在各個方面都被認為是說明性的並且不受限制，本發明的範圍由權利要求書，而不是前面所做的描述，來限定。因此，所有出自本發明內涵和與權利要求書等效的範圍的變化均被包含在權利要求書中。
權利要求
1．一種使用單一組分調色劑的顯影裝置，它包括一個用於攜帶單一組分的調色劑並將其傳送到與承載靜電潛像的圖象承載器件相對的顯影區的顯影輥；以及一個用於調節顯影輥上所攜帶的單一組分調色劑的量的調節板，其中，壓靠顯影輥的調節板在其頂端形成有一個斜面，該斜面是傾斜的，使得斜面與顯影輥之間的距離沿著送入調色劑的方向逐漸減小，並且調節板的倚靠力和調節板斜面的傾斜角如此設定使得斜面與處於被調節板壓靠的狀態的顯影輥之間的張角θ等於或大於12.5°。
2．根據權利要求1所述的使用單一組分調色劑的顯影裝置，其特徵在於，張角θ是通過設定顯影輥的半徑R和調節板頂端的傾斜角ψ以便滿足θ=ψ+sin-1(w/2R)來確定的，這裡的ψ指的是調節板斜面的傾斜角，w是調節板接觸顯影輥的接合寬度，R是顯影輥的半徑。
3．根據權利要求1所述的使用單一組分調色劑的顯影裝置，其特徵在於，所述的調節板是由通過機械彎曲形成有所述斜面的單件薄片狀金屬件構成的，並且該薄片狀件的厚度等於或小於0.2mm。
4．根據權利要求3所述的使用單一組分調色劑的顯影裝置，其特徵在於，調節板的斜面是通過沿著垂直於薄片狀件的軋制方向的彎曲線來彎曲構成調節板的薄片狀件而形成的。
5．根據權利要求3所述的使用單一組分調色劑的顯影裝置，其特徵在於，形成調節板斜面的機械彎曲是通過使用一個模具來完成的，該模具在調節板的貼靠顯影輥一側的相對側於對應於彎曲位置的位置處設置有一個突起。
6．根據權利要求1所述的使用單一組分調色劑的顯影裝置，其特徵在於，調節板的一個表面經過研磨，該表面位於貼靠顯影輥的一側。
7．根據權利要求1所述的使用單一組分調色劑的顯影裝置，其特徵在於，至少在調節板的一個表面上設置有經氧化鋁膜處理的鋁箔，該表面位於調節板的與顯影輥貼靠的一側。
8．根據權利要求1所述的使用單一組分調色劑的顯影裝置，其特徵在於，調節板的斜面是通過在構成調節板的薄片狀件的頂端處形成一個臺階並且配設一金屬箔片件以便覆蓋所述臺階而形成的。
9．根據權利要求8所述的使用單一組分調色劑的顯影裝置，其特徵在於，調節板是由兩個疊置在一起的兩個薄片狀件形成的，兩薄片件的端部相互錯開以形成一個臺階，然後配裝金屬箔片件來覆蓋此臺階。
全文摘要
使一個調節板25壓靠顯影輥21,以便調節顯影輥21表面上的調色劑附著量。該調節板25在其頂端部形成一個斜面,調色劑沿著顯影輥21的轉動方向送入。由顯影輥21和斜面25a限定的調色劑入口處的張角θ被設定為12.5°或更大,張角θ將斜面25a的角度Ψ、顯影輥21的彈性變形和半徑(R)以及同調節板與顯影輥21接觸的接合寬度W相關的角α的影響計入在內。這樣的張角θ為調節板25的自由長度1提供了很大的容許誤差。
文檔編號G03G15/08GK1225458SQ9812717
公開日1999年8月11日 申請日期1998年12月5日 優先權日1997年12月5日
發明者山田雅則, 山中隆幸, 高谷敏彥, 巖松正, 井上淳志, 東伸之, 安田敬治, 松山和弘, 巽洋 申請人:夏普公司