CN109669330A - 显影设备和图像形成设备 - Google Patents

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Abstract

一种显影设备，包括：显影剂承载构件、显影剂容器及用于管制显影剂厚度的管制构件。管制构件包括：支撑构件，一端固定到显影剂容器，另一端是自由端，支撑构件在与显影剂承载构件的旋转方向相反的方向上延伸；及接触构件，其将被固定到支撑构件的另一端并与显影剂承载构件接触。接触构件包括沿显影剂承载构件的外周表面的接触弯曲表面及面向显影剂承载构件的相对表面。随着显影剂承载构件上的位置接近旋转方向上的下游侧，接触弯曲表面的施加到显影剂承载构件的接触压力减小。还提供了处理盒和图像形成设备。

Description

显影设备和图像形成设备
技术领域
本发明涉及电子照相图像形成设备。
背景技术
在使用电子照相处理的图像形成设备(诸如激光打印机)中，已知使用具有弹性层的显影辊的接触显影***作为使用单组分调色剂作为显影剂的显影***。这里，显影由承载调色剂并接触感光鼓的表面的显影辊(弹性辊)执行。调色剂由接触显影辊的供应辊供应到显影辊。供应辊输送来自显影剂容器的调色剂并将调色剂附着到显影辊，并且还具有除去残留在显影辊上的调色剂的功能。为了管制附着到显影辊的调色剂层并通过摩擦带电对调色剂层充电，调色剂管制构件与显影辊接触。对于调色剂管制构件，提出了刮刀型，其是悬臂支撑的薄金属板，并且其在悬臂支撑部分的相对侧上的腹侧部分与显影辊接触。通过调色剂管制构件涂布在显影辊上的调色剂使用施加到显影辊上的偏压的电势使形成在感光鼓上的静电潜像显影(日本专利申请公开号S62-118372)。此外，为了使调色剂涂层稳定，提出了仅使由扁平弹性体形成的管制构件的末端处的边缘部分或仅使包括边缘部分的表面(从边缘部分观察在显影辊的在移动方向上的下游侧上的表面)与显影辊接触的构型(日本专利申请公开号S64-57278)。
发明内容
在使用作为刮刀形状的管制构件的管制刮刀的情况下，管制刮刀是悬臂支撑的，并且管制刮刀的面向显影辊的腹侧部分与显影辊接触。由此可以为显影剂设定所期望的带电量。当使用这种管制构件时，可以容易地产生重影图像。重影图像是这样一种现象，其中在显影辊的先前旋转中显影的调色剂图像的滞后以均匀半色调图像出现在随后的旋转中作为具有显影辊的周期的相位差的浓度差。换句话说，重影图像的产生意味着涂层上的调色剂铺设高度或调色剂带电量在未显影的情况下运行几转的状态与在供应调色剂并且管制刮刀仅通过一次时紧接在显影之后的状态之间是不同的。
例如，已知一种显影设备，其包括被设置成抵靠显影辊摩擦的供应辊，以供应非磁性单组分显影剂(非磁性调色剂)(日本专利申请公开号S64-57278)。当供应调色剂时，这种类型的供应辊刮掉显影辊上的残留调色剂，使得不会产生显影滞后。因此，如果使用这种类型的显影设备，则可以因为抑制了显影滞后的影响而防止显影重影。然而，在使用该供应辊的情况下，调色剂接收机械应力并且调色剂劣化加速。具体而言，调色剂带电量减少并且调色剂表面的不均匀性变得平滑，这加速了附着力的增加并且可能产生图像问题，诸如产生显影重影。
本发明的一个目的是提供一种可以长时间稳定地形成良好的图像而不管显影滞后的显影设备、处理盒以及图像形成设备。
为了实现如上所述的一个方面，提供了一种显影设备，其包括：
显影剂承载构件，所述显影剂承载构件被配置成承载显影剂；
显影剂容器，所述显影剂容器被配置成可旋转地支撑显影剂承载构件并容纳显影剂；以及
管制构件，所述管制构件设置在显影剂容器上并被配置成管制承载在显影剂承载构件上的显影剂的厚度，
其中所述管制构件包括：
支撑构件，所述支撑构件被配置成使得其一端固定到显影剂容器，其另一端是自由端，并且所述支撑构件在与显影剂承载构件的旋转方向相反的方向上从所述一端延伸；以及
接触构件，所述接触构件被配置成固定到支撑构件的所述另一端并且接触显影剂承载构件的表面，
所述接触构件包括：
具有凹形弯曲表面的接触弯曲表面，所述接触弯曲表面大致沿着显影剂承载构件的外周表面设置；以及
相对表面，所述相对表面被配置成与显影剂承载构件的表面相对，所述相对表面不与显影剂承载构件的表面接触，所述相对表面位于接触弯曲表面的在显影剂承载构件的旋转方向上的上游侧上；并且
随着显影剂承载构件上的位置接近显影剂承载构件的旋转方向上的下游侧，所述接触弯曲表面的施加到显影剂承载构件的表面的接触压力减小。
另外，为了实现如上所述的一个方面，提供了可移除地附接到图像形成设备的主体的处理盒，包括：
图像承载构件，用于在该图像承载构件上形成静电潜像；以及
如上所述的显影设备，其中所述显影设备使承载在图像承载构件上的静电潜像显影。
此外，为了实现如上所述的一个方面，提供了一种图像形成设备，包括：
图像承载构件，用于在该图像承载构件上形成静电潜像；以及
如上所述的显影设备，其中所述显影设备使承载在所述图像承载构件上的静电潜像显影。
根据本发明，可以长时间稳定地形成良好的图像，无论显影滞后如何。
参考附图，由示例性实施例的以下描述，本发明的其他特征将变得显而易见。
附图说明
图1是根据本发明的一个示例的图像形成设备的示意性剖视图；
图2是根据该示例的处理盒的示意性剖视图；
图3A至图3C是用于描述根据该示例的管制刮刀的示意性剖视图；
图4是描绘根据该示例的由管制刮刀形成的接触压力分布的曲线图；
图5A至图5D是用于描述根据该示例的管制刮刀的示意性剖视图；
图6是用于描述根据比较示例2的管制刮刀的示意图；
图7是用于描述根据比较示例3的管制刮刀的示意图；
图8是用于描述根据比较示例4的管制刮刀的示意图；
图9是用于描述根据比较示例5的管制刮刀的示意图；并且
图10是描绘根据比较示例1的处理盒的示意图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图描述本发明的实施例(示例)。然而，实施例中所描述的组件的尺寸、材料、形状，其相对布置等可以根据应用本发明的设备的构型、各种条件等而适当地改变。因此，实施例中所描述的组件的尺寸、材料、形状，其相对布置等不旨在将本发明的范围限制为以下实施例。
示例
将参考图1和图2描述根据本发明的一个示例的图像形成设备。图1是描绘根据本发明的该示例的图像形成设备的一般构型的示意性剖视图。图1所示的图像形成设备是使用电子照相处理的全彩色激光打印机。图2是描绘根据本发明的该示例的处理盒的一般构型的示意性剖视图。
图像形成设备这里是指使用电子照相图像形成处理通过显影剂(调色剂)在记录材料(记录介质)上形成图像的设备。图像形成设备的示例是：电子照相复印机、电子照相打印机(例如，LED打印机、激光束打印机)、电子照相传真机、电子照相文字处理器及其复合机(例如多功能打印机)。记录材料是其上形成图像的材料，即诸如记录纸、OHP片材、塑料片材和布等记录材料。
在图像形成设备中，感光鼓1(图像承载构件)在箭头r方向上旋转，并由充电辊2(充电设备)充电至均匀电位Vd。随后感光鼓1由来自激光光学设备3(曝光设备)的激光曝光，由此静电潜像形成在感光鼓1的表面上。静电潜像由显影设备4显影，并且可视化为调色剂图像。感光鼓1上的可视化的调色剂图像由一次转印设备5转印到中间转印构件6，并且随后由二次转印设备7转印到作为记录介质的纸张(记录材料)8上。残留在感光鼓1上的未转印的残余调色剂由清洁刮刀9(清洁设备)刮掉。清洁过的感光鼓1重复上述操作，从而形成图像。另一方面，调色剂图像转印在其上的纸张8由定影设备10定影并且被排出到设备外部。
如图2所示，感光鼓1、充电辊2、显影设备4和清洁刮刀9集成为处理盒(以下称为“盒”)11，所述处理盒11可以可移除地附接到图像形成设备主体(以下称为“设备主体“)。设备主体具有用于安装盒11的四个狭槽(未示出)。其中分别填充有黄色、品红色、青色和黑色调色剂的四个盒11从中间转印构件6的在移动方向上的上游侧按该顺序安装，使得通过按顺序将每种颜色的调色剂转印到中间转印构件6来形成彩色图像。对于处理盒，可以使用不同的构型，诸如充电设备、显影单元和清洁单元(作用在电子照相感光构件上的处理单元)中的至少一个和电子照相感光构件集成为一个盒的构型。显影设备4可以独立地可附接到设备主体或处理盒11。设备主体这里是指在移除诸如处理盒的可附接单元之后的图像形成设备的一部分。
感光鼓1通过在Al圆柱体(导电基体)上层压有机感光构件而形成，并且该有机感光构件由按下面所列顺序层叠的正电荷注入阻挡层、电荷产生层和电荷输送层构成。对于感光鼓1的电荷输送层，使用丙烯酸酯，并且将电荷输送层的膜厚度调节到15μm。电荷输送层通过将电荷输送材料和结合剂溶解在溶剂中而形成。有机电荷输送材料的示例是丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、聚酯、聚碳酸酯树脂、聚芳酯、聚砜、聚苯醚、环氧树脂、聚氨酯树脂、醇酸树脂和不饱和树脂。这些电荷输送材料可以单独使用，或者两种或更多种可以组合。
充电辊2由芯金属(导电支撑构件)和设置在芯金属上的半导电橡胶层构成，并且充电辊的电阻为约105Ω。
显影设备4包括调色剂12(显影剂)、显影剂容器13(显影剂容纳单元)、显影辊14、将调色剂12供应到显影辊14的供应辊15、以及管制显影辊14上的调色剂的管制刮刀16(管制构件)。显影辊14和供应辊15分别由显影剂容器13可旋转地支撑。显影辊14和供应辊15接收从诸如马达(未示出)的动力源传递的旋转力，并且在显影辊14和供应辊15彼此接触的接触部分处分别在相反的两个方向上旋转。
显影辊14(显影剂承载构件)通过在外径为φ6(mm)的芯金属电极14a(导电支撑构件)周围设置包含导电剂的导电橡胶层14b而形成，并且显影辊14的基体的外径为φ11.5(mm)。这里，橡胶层的可能材料是硅橡胶、聚氨酯橡胶、EPDM(乙烯-丙烯共聚物)、海德林橡胶(hydrin rubber)及其混合橡胶。在该示例中，形成2.5mm的硅橡胶和10μm的聚氨酯层。对于导电剂，通过分散碳颗粒、金属颗粒、离子导电颗粒或类似物可以获得所需的电阻值，并且在该示例中，使用碳颗粒。为了调节显影辊的总体硬度，调节硅橡胶的量和二氧化硅(填料)的量，由此可以制造具有所需硬度的显影辊。
在供应辊15中，泡沫聚氨酯层15b设置在外径为φ5(mm)的芯金属电极15a(导电支撑构件)周围。包括泡沫聚氨酯层15b的供应辊15的外径是φ13(mm)。供应辊15与显影辊14之间的侵入量为1.2mm。存在于泡沫聚氨酯层15b周围的调色剂12的粉末压力作用在泡沫聚氨酯层15b上，并且当供应辊15旋转时，调色剂12进入泡沫聚氨酯层15b中。包含调色剂12的供应辊15在与显影辊14接触的接触部分处将调色剂12供应到显影辊14，并且还通过摩擦向调色剂12提供初始摩擦电荷。将调色剂供应到显影辊14的供应辊15还起到刮掉未被显影单元显影而残留在显影辊14上的调色剂的作用。
从供应辊15供应到显影辊14的调色剂12到达管制刮刀16接触显影辊14的位置，并被调节到所期望的带电量和调色剂层厚度。管制刮刀16是厚度为80μm的SUS刮刀，并且以与显影辊14的旋转方向相反的方向(反方向)设置。该管制刮刀16管制显影辊14上的调色剂12以具有均匀的调色剂层厚度，并且所期望的带电量通过摩擦产生的摩擦带电获得。此外，电压通过从电源(未示出)供应的电力而被施加到管制刮刀16，以便与显影辊14具有-200V的电位差。该电位差用于稳定调色剂涂层。
通过管制刮刀16形成在显影辊14上的调色剂层被输送到与感光鼓1接触的显影部，并且在显影部中进行反转显影。在接触位置A，显影辊14侵入感光鼓1的侵入量通过显影辊14的边缘处的辊(未示出)被设定为40μm。显影辊14的表面通过压靠在感光鼓上而变形，由此形成显影夹持部分，并且可以在稳定的接触状态下执行显影。在显影辊14与感光鼓1一起形成的显影夹持部分处，显影辊14相对于感光鼓1以160％的周速比旋转。设定该周速差使得用于显影的调色剂量稳定。
将描述该示例中的具体电压设定。通过将-1050V施加到充电辊2而使感光鼓1的表面均匀充电至-500V，以便产生暗电位(Vd)，并且打印部分通过激光(曝光手段)调节至-100V(明电位V1)。如果此时-300V电压(Vdc)施加到显影辊14，则产生反转现象，在该反转现象中具有负极性的调色剂变为明电位。|Vd-Vdc|称为“Vback”，并且这里的Vback为200V。
调色剂12是非磁性单组分调色剂，并且被调节成包含结合树脂和电荷控制剂，并且具有通过添加作为外部添加剂的流化剂或类似物而产生的负极性。调色剂12通过聚合方法产生，并且平均粒径被调节为约6μm。
示例和比较示例
示例
将参考图3A至图3C至图5A至图5D描述根据本发明的一个示例的管制刮刀16。图3A是描绘根据该示例的管制刮刀16及其***构型的示意性剖视图。图3B是描绘根据该示例的管制刮刀16的构型的示意性剖视图。图3C是示出根据该示例的管制刮刀16的末端部分的示意性剖视图。图4是描绘由根据该示例的管制刮刀形成的接触压力分布的曲线图。
如图3A至图3C所示，根据该示例的管制刮刀16包括板型弹性构件16a、支撑弹性构件16a的支撑构件16b、以及设置在弹性构件16a的末端处并具有柔性的接触构件16c。弹性构件16a具有悬臂结构，其中其一端固定到支撑构件16b，并且其另一端是自由端，所述支撑构件16b固定到显影剂容器(显影框架13)并在与显影辊14的旋转方向相反的方向上从该固定端延伸。弹性构件16a经由在自由端侧的末端处的柔性接触构件16c接触显影辊14，所述自由端侧是由支撑构件16b支撑的一端的相对侧。接触构件16c在显影辊14的旋转轴线方向上观察的横截面中从显影辊14的旋转方向上的上游侧到下游侧依次具有相对表面16c2、台阶表面16c1和接触弯曲表面16c3。相对表面16c2在台阶表面16c1的在显影辊14的旋转方向上的上游侧上面向显影辊14的表面，其中其间具有预定间隔(以便不接触显影辊14的表面)。接触弯曲表面16c3具有凹弯曲表面，所述凹弯曲表面大致沿显影辊14的表面(外周表面)设置，以便在台阶表面16c1的在显影辊14的旋转方向上的下游侧上接触显影辊14的表面。当在旋转轴线方向上观察显影辊14时，接触构件16c自支撑构件16b的高度(厚度)被设定成使得从支撑构件16b的表面到接触弯曲表面16c3的高度(厚度)比相对表面16c2自支撑构件16b的表面的高度(厚度)更大(更厚)。随着在显影辊14的旋转方向上接近下游侧，接触弯曲表面16c3的高度(厚度)变得更大(更厚)。在这种构型中，在弹性构件16a、接触构件16c和显影辊14无负荷接触的状态下，通过将管制刮刀16推向显影辊14一预定量而使管制刮刀16压靠在显影辊14上。管制刮刀16设置在显影辊14和管制刮刀16的接触位置处，使得弹性构件16a在自由端侧上的末端在面向显影辊14的移动方向上的上游侧的状态下(反方向)接触显影辊14。
对于弹性构件16a，可以使用由具有弹性(弹簧特性)的材料制成的板构件，诸如不锈钢、磷青铜、铝合金或类似物制成的薄金属板或由高硬度导电树脂制成的薄板。
对于支撑构件16b，可以使用比弹性构件16a厚的板构件(诸如金属板)。在该示例中，由不锈钢板(0.08mm厚)制成的弹性构件16a固定到支撑构件16b，所述支撑构件16b通过将铁板(1.2mm厚)弯曲成L形横截面而形成。即，支撑构件是弹性构件，其弹性高于显影剂容器的框架构件的弹性。
可以用于接触构件16c的材料是硅树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂和环氧树脂。也可以使用诸如不锈钢、磷青铜和铝合金的金属。在该示例中，使用丙烯酸树脂。接触构件16c可以包含导电剂以调节电阻。导电剂可以是金属氧化物、炭黑或类似物。在该示例中，使用炭黑作为导电剂。可以在使用挤出成型或金属模制来调节形状的同时制造接触构件16c。在该示例中，通过金属模制产生所期望的形状。如果接触构件16c的材料如上所述是金属，则所期望的形状可以通过切削形成。即，接触构件是柔性构件，其柔性高于支撑构件的柔性。
台阶表面、相对表面和接触弯曲表面
如图3B所示，管制刮刀16的末端由台阶表面16c1和相对表面16c2构成，所述相对表面16c2设置在显影辊的旋转方向上的上游侧，与显影辊的表面维持预定间隔，以便在管制刮刀16的末端与显影辊14之间形成间隙(檐部)。在该示例中，台阶表面的高度为200μm，并且相对表面16c2的宽度(较短方向上的长度)为1500μm。
将描述该示例的台阶表面16c1和相对表面16c2的功能。如果调色剂12不能通过管制刮刀16与显影辊14之间的接触部分并且被管制，则供应到显影辊14的调色剂12保留在檐部中。残留的调色剂12在与显影辊14的最外表面上的调色剂的方向相反的方向上流动，因此调色剂的更换性能提高。另外，在调色剂劣化或调色剂具有高带电性能的情况下，显影辊14与调色剂之间的附着力高，因此在接触部分的入口处需要高管制力。为了在不设置过高的接触压力的情况下获得高管制力，必须在接触部分的入口处设定预定接触压力，如图3A至图3C所示。由此，可以稳定地产生不通过接触部分的入口并残留在檐部中的调色剂，并且可以维持更换性能。换句话说，在该示例中，具有台阶表面16c1和相对表面16c2的简单构型用作用于通过在入口处设定所期望的接触压力并且在功能上分离檐空间来稳定地实现高管制力和更换性能的构型。
此外，在该示例中，接触弯曲表面16c3沿着显影辊14形成以便接触显影辊14，并且这通过增加与显影辊14接触的该接触部分的摩擦带电机会来防止调色剂带电性能的下降。此外，为了减少给调色剂的过度应力，优选的是，随着显影辊14上的位置接近显影辊14的旋转方向上的下游侧，施加到显影辊14的表面的接触弯曲表面16c3的接触压力减小。为了提供足够的带电机会，接触部分(管制刮刀16(接触弯曲表面16c3)与显影辊14之间的接触部分)在较短方向上的宽度优选为1000μm或更大(1.0mm或更大)，并且理想情况下为1500μm或更大。在比较示例1(现有技术)中，接触部分在较短方向上的宽度约为500μm。这意味着在具有上述宽度的该示例的情况下，可以通过管制刮刀的一次通过来提供相当于如果使用比较示例1管制刮刀至少要通过2次或3次的带电机会。接触部分在较短方向上的宽度是连接接触部分的一端(接触部分与非接触点之间的边界线的一侧)和接触部的另一端(接触部分与非接触部分之间的边界线的另一侧)的假想直线16c4的长度L1。
接触压力测量
图4是通过绘制使用由Nitta Corp.制造的触觉传感器测量上述显影辊14与管制刮刀16之间的接触压力的结果而生成的曲线图。横坐标指示显影辊14在较短方向上的圆周长度，其中接触部分的入口为0。根据该示例的接触压力分布的测量，在接触弯曲表面16c3和显影辊14接触的区域中，显影辊14在旋转方向上的上游侧边缘处出现接触压力的最大值，并且随着位置接近下游侧，接触压力减小。
接触表面形成方法
为了产生上述接触压力分布，随着位置接近下游侧，管制刮刀16到显影辊14的假想侵入量减小，因此可以实现稳定的接触。在该示例中，在接触部分的最上游侧位置处假想侵入量被设定为1.2mm，并且被设定成随着位置接近显影辊旋转方向上的下游侧而逐渐减小。这里，假想侵入量是指当处于未安装管制刮刀16时的非负荷状态的显影辊14假想叠置在处于未安装显影辊14时的非负荷状态的管制刮刀16上时的假想叠置量。
为了在该示例中稳定接触，优选的是，由管制刮刀16的接触部分(接触弯曲表面16c3)形成的弧的曲率半径Rb(mm)大于显影辊14的外周表面的半径Rd(mm)(Rb>Rd)。由此可以获得如图4所示的所期望的接触压力。在该示例中，显影辊14的半径Rd是5.75mm，并且管制刮刀16的接触弯曲表面16c3的曲率半径Rb是7.5mm。在该示例中，接触弯曲表面16c3是曲率半径Rb恒定的弧(可以与半径为Rb的假想真圆重叠的弧)，但是接触弯曲表面16c3的构型不仅限于此。例如，接触弯曲表面16c3可以由曲率半径变化的弧(即，其一部分的曲率半径为Rb的弧(可以与其一部分的曲率半径为Rb的椭圆重叠的弧))构成。此外，接触弯曲表面16c3可以由曲线构成，所述曲线部分地具有可以与半径为Rb的假想真圆重叠的区域。换句话说，接触弯曲表面16c3的形状不限于该示例的形状，而是可以是各种形状，只要可以实现与由在该示例中所述的接触弯曲表面16c3引起的效果相同的效果即可。
管制刮刀16与显影辊14之间的接触部分在较短方向上的宽度和管制刮刀16的接触弯曲表面16c3的曲率半径Rb如下测量。首先，去除了调色剂12的管制刮刀16安装在显影设备4中。在这种状态下，使用激光位移计(由Keyence Corp.制造的VK-X200)测量接触部分的形状。随后安装涂布有调色剂的显影辊14，并且显影辊14旋转数次。随后移除显影辊14并从管制刮刀16的表面上的调色剂附着部分测量接触位置。比较预先测量的接触部分和该实际调色剂附着部分，计算三个点:(接触部分的入口和出口及其中心位置)，并且确定通过这三个点的圆，由此计算曲率半径Rb和中心位置Pb。在该示例中，接触部分在较短方向上的宽度为2000μm。
图5A至图5D是描绘根据该示例的管制刮刀16与显影辊14之间的位置关系的示意性剖视图。认真研究之后，本发明的发明人发现，以下构型对于接触弯曲表面16c3稳定地形成接触部分是优选。即，如图5D所示，当Te是位于接触部分(接触弯曲表面16c3)的最上游位置处的点时，Rb是显影辊的直径，Pd是其中心，并且穿过接触弯曲表面16c3的假想圆的中心Pb存在于所有区域(i)至(iii)中。
区域(i)：包括假想直线Ltp和位于假想直线Ltp的在显影辊14的旋转方向上的上游侧的范围的区域，并且假想直线Ltp是穿过显影辊14的中心Pd和点Te的边界线
区域(ii)：包括假想圆Cp和假想圆Cp外的范围的区域，并且假想圆Cp是这样的边界圆：其中心是点Te，并且其半径是接触弯曲表面16c3的半径Rb
区域(iii)：包括这样的假想直线的区域，所述假想直线穿过显影辊14的中心Pd并与假想直线Ltp形成角度，并且角度落在0°与45°之间
将描述每个区域。首先，将描述在图5A中示出的区域A。当假想直线Ln是与穿过接触部分的最上游位置Te的显影辊14的切线平行并且穿过显影辊14的中心Pd的边界线时，区域A是不包括假想直线Ln和接触部分的最上游位置Te的区域。如果Pb存在于区域A中，则这意味着接触弯曲表面16c3通过压缩显影辊14满足接触条件。区域(i)是位于假想直线Ltp上并且当假想直线Ltp是边界线时位于假想直线Ltp的在显影辊的旋转方向上的上游侧上的区域。如果Pb存在于区域A和区域(i)中，则这意味着接触弯曲表面16c3在显影辊14的旋转方向上的下游侧上满足接触条件。
区域(ii)是当假想圆Cp是其中心是点Te并且半径是接触弯曲表面16c3的半径Rb的边界圆时位于假想圆Cp的圆周上和假想圆Cp外部的区域，如图5B所示。假想圆Cp是假想圆(该假想圆具有半径Rb并且穿过接触部分的最上游位置Te和显影辊上的不同于点Te的另一点)的中心的轨迹。换句话说，如果Pb存在于假想圆Cp的圆周上，则这意味着接触弯曲表面16c3在显影辊14的圆周上的两个点(包括点Te)处满足接触条件。此外，如果Pb存在于假想圆Cp的圆周的外侧与区域A的重叠区域中，这意味着接触弯曲表面16c3通过压缩显影辊14来满足接触条件。
最后，将描述图5C所示的区域(iii)。区域(iii)是一假想直线上的区域，所述假想直线穿过显影辊14的中心Pd并且与假想直线Ltp形成的角度为0°至45°。考虑到区域A，这是接触弯曲表面16c3的中心Pb位于与假想直线Ltp形成的角度为α＝45°的假想直线上时的情况。这里，接触弯曲表面16c3穿过假想直线Ln与显影辊14的交点以及点Te，因此可以实现接触稳定性。
如上所述，为了实现接触稳定性，接触弯曲表面16c3的中心Pb必须存在于区域A和区域(i)至(iii)中。然而，如果如图5D所示中心Pb存在于区域(i)至(iii)中就足够了，因为区域A包括在区域(i)至(iii)中。
在该示例中，当中心Pb存在于与假想直线Ltp形成的角度α为0°至45°的假想直线上时，可以实现接触稳定性。如果α超过45°，则接触的侵入量太大，这会加速调色剂劣化。因此，考虑到接触稳定性，优选的是接触弯曲表面16c3的中心Pb存在于与假想直线Ltp形成的角度α至少为0°且不大于45°的假想直线上。为了实现进一步的接触稳定性，更优选的是角度α至少为5°且不大于30°。
将参考图3C描述连续地连接台阶部分16c1和接触弯曲表面16c3的弯曲表面(弧形表面)SE。弯曲表面SE的曲率半径Rs优选为至少0.01mm且不大于1.0mm，以便在接触弯曲表面16c3的末端处提供所期望的接触压力，并且在其下游侧稳定地产生较轻的接触压力。如果曲率半径Rs至少为0.05mm且不大于1.0mm，则甚至更好。如果曲率半径Rs小于0.01mm，则接触部分的入口处的接触压力分布的峰值宽度变小，这容易导致较长方向上的接触不均匀，并且如果曲率半径Rs超过1.0mm，则接触部分的入口处的接触压力减小，并且不能获得足够的管制力。
比较示例1
图10是描绘根据比较示例1(现有技术)的调色剂管制构件的构型的示意性剖视图。显影刮板(调色剂管制构件)被配置成使得薄板弹性构件16a(例如，磷青铜板、不锈钢板)由固定到显影剂容器13的支撑金属板悬臂支撑，并且薄板弹性构件16a的自由端侧与显影辊14接触。在比较示例1中，不锈钢板用于薄板弹性构件，并且薄板弹性构件的自由端的末端与显影辊14的表面接触，如图10所示。
比较示例2(日本专利申请公开号H01-304475中所公开的构型)
图6是描绘根据比较示例2的调色剂管制构件的构型的示意性剖视图。除了接触显影辊的条件之外，比较示例2基本上与比较示例1相同。具体而言，如图6所示，调色剂管制构件16(薄板弹性构件)的自由端的末端具有距显影辊14的表面的空间。此外，调色剂管制构件16的末端接触显影辊14的表面的设定使得其接触宽度变为1500μm。
比较示例3(日本专利申请公开号2015-172737中所公开的构型)
图7是描绘根据比较示例3的调色剂管制构件的构型的示意性剖视图。除了以下方面之外，比较示例3基本上与比较示例1基本相同。即，如图7所示，突起16d形成在接触部分中，并且调色剂被接触显影辊14的该突起16d管制。
比较示例4(日本专利申请公开号2013-8009中所公开的构型)
图8是描绘根据比较示例4的调色剂管制构件的构型的示意性剖视图。除了以下方面之外，比较示例4基本上与比较示例1相同。即，如图8所示，薄板弹性构件16a的自由端的末端具有弯曲部分。自由端的末端在该弯曲部分处的接触部分1处并且在显影辊的旋转方向上的下游侧上的其接触部分2处接触显影辊14。
比较示例5(日本专利申请公开号H11-316499中所公开的构型)
图9是描绘根据比较示例5的调色剂管制构件的构型的示意性剖视图。显影刮刀(调色剂管制刮刀)被配置成使得薄板弹性构件16a(例如，磷青铜板、不锈钢板)由固定到显影剂容器的支撑金属板悬臂支撑。薄板弹性构件的自由端侧上的末端具有沿着显影辊14的外周表面的形状，并且接触显影辊14。与显影辊14接触的接触部分是向前接触部，即，管制刮刀的自由端指向显影辊的在旋转方向上的下游侧。
评估方法
将描述根据该示例的评估方法。使用激光打印机MF726Cdw(由佳能制造)执行每次评估。
在高湿度环境中的模糊评估
模糊是出现在不应该是打印部分的白色部分(未曝光部分)中的图像缺陷，并且看起来被显影的少量调色剂轻微染色。模糊量评估如下。
在打印纯白图像的同时停止图像形成设备。在显影之后和转印之前，感光鼓上的调色剂转印到透明带，并且其上附着调色剂的带被附接到记录纸或类似物上。此外，其上未附着调色剂的带也被附接到同一记录纸。从附接到记录纸的带的上方，使用绿色滤光器通过光学反射率计(由Tokyo Denshoku Co.，Ltd.制造的TC-6DS)测量每个光学反射率。随后，从其上未附着调色剂的带的反射率中减去其上附着调色剂的带的反射率，由此由模糊引起的反射率变化被确定并评估为模糊量。对于模糊量，对带上的至少三个点执行测量，并确定其平均值。
A：模糊量小于1.0％
B：模糊量至少为1.0且小于3.0％
C：模糊量至少为3.0且小于5.0％
D：模糊量至少为5.0％
在测试环境(30℃，80％RH)中打印2,000页随后将打印的纸张保留24小时之后执行模糊评估。通过连续供给水平线的图像(图像比：5％)来执行打印测试。为了以5％图像比生成水平线，打印一条虚线并且随后不打印19条虚线重复地进行。
在低温、低湿度环境中的边缘涂布缺陷评估
容易由于劣化而聚集的调色剂不能由管制刮刀平顺地管制，这增加了调色剂涂层的铺设高度(特别是在边缘上)。这导致边缘涂布缺陷。
为了评估调色剂涂层在较长方向上的均匀性，评估半色调图像和纯白色图像。在15.0℃和10％RH环境中打印2,000页之后，立即连续进给纯白色图像和半色调图像。通过连续进给水平线的图像(图像比：5％)来执行打印测试。评估基于以下标准执行。
A：在纯白色图像和半色调图像的两个边缘上都未识别出浓度不均匀的竖向条带
B：在半色调图像的两个边缘上都识别出浓度不均匀的竖向条带
C：在纯白色图像的两个边缘上都识别出浓度不均匀的竖向条带
在该评估中，通过重复进行在主扫描方向上记录一行并且之后不记录四行来产生半色调图像，即，半色调浓度通过微小条带表示。
显影重影评估
通过显影重影图像评估显影剂向显影辊的供应及其刮擦。考虑到显影辊的周速和处理速度，评估在显影辊的旋转周期出现的显影重影图像。具体而言，在转印材料P的前端处打印纯黑色斑片图像(5mm2和25mm2)，并且在随后的均匀半色调图像中在视觉上检查在显影辊的旋转周期中在斑片图像中是否出现浓度差异。如果在视觉上识别出浓度差异，则确定由于显影重影而产生了图像缺陷。在该评估中，半色调图像通过重复进行在主扫描方向上记录一行并且之后不记录四行来产生，即，半色调浓度通过微小条带表示。这里，基于以下标准执行图像评估。
A：在两个斑片中都没有识别出浓度差
B：在半色调图像中在显影辊的第一周期中仅在一个斑片中识别出浓度差
(在表1中，B/N指示斑片部分较亮，并且B/P指示斑片部分较暗。)
C：甚至在显影辊的第一周期之后，在半色调图像中在两个斑片中识别出浓度差
在2,000页的打印测试之后立即执行评估。通过连续打印水平线的打印图像(图像比(打印比)：5％)来执行打印测试。
表1指示每个评估结果。
(表1)
模糊 边缘涂布缺陷 耐久性测试后的重影
示例1 A A A
比较示例1 B A B/P
比较示例2 A C C
比较示例3 C A B/N
比较示例4 A C C
比较示例5 A C C
本发明优于比较技术的优点
比较示例1是当管制刮刀的末端与显影辊接触以便增加刮刀的管制力时的示例。耐久性测试之后的调色剂劣化主要是因为调色剂带电性能降低，并且调色剂的附着力由于调色剂填充形成在表面上的无机颗粒的***部而增加。在比较示例1中，即使在耐久性测试之后调色剂的附着力增加，也不会产生边缘涂布缺陷。这可能是因为刮刀管制力高。然而，即使调色剂管制力高，在耐久性测试之后也产生了显影重影(正重影)。将描述产生正重影的原因。考虑到填充半色调图像的潜像所需的带电量，调色剂转印量随着调色剂带电量变低而增加，并且调色剂转印量随着调色剂带电量变高而降低。在打印斑片之后，调色剂在被供应到显影辊之后已经通过管制刮刀仅一次，因此显影辊上的调色剂的带电量低。如果斑片未打印，则显影辊上的调色剂不被显影单元显影，并且仍留在其上，并且调色剂已经多次通过管制刮刀，因此带电量高。在打印斑片之后显影辊上的调色剂带电量低，并且调色剂转印量高，因此与非打印部分相比，半色调图像浓度更暗，这被标识为正重影。此外，如果在非打印之后在调色剂涂层中小粒径调色剂的量高，则小直径调色剂的带电量趋于变高，因此更进一步显示出正重影。在比较示例1中，管制力高，因此大直径调色剂比小直径调色剂更容易被管制，并且调色剂涂层中小直径调色剂的比例增加。这可能是产生正重影的原因。
比较示例3是当设置台阶表面和相对表面以使得除了接触部分的入口处的管制力之外，调色剂的更换性能通过相对表面上的调色剂的粉末压力提高时的示例。因此，尽管可以防止边缘管制缺陷，但是在耐久性测试之后产生显影重影(负重影)。将描述产生负重影的原因。当调色剂的带电量非常小时，显影效率下降，并且调色剂转印量减少。在打印斑片之后，半色调图像浓度降低，这是因为调色剂的带电量小并且显影效率降低。这可能是产生负重影的原因。此外，在耐久性测试之后，带电性能由于调色剂的劣化而下降，这恶化了负重影产生。在比较示例3的情况下，调色剂带电量低，这是因为接触部分的宽度小。另外，由于提高调色剂的更换性能，管制刮刀通过之前的调色剂带电量趋于较小，并且仅通过使管制刮刀通过一次不能向调色剂提供足够的电荷。这也恶化了负重影产生。调色剂带电性能的下降也预示在高温高湿环境下模糊增加。在比较示例1和3两者中，接触部分小，因此对调色剂的电荷提供性能低并且模糊高，但是比较示例3中的模糊甚至高于比较示例1。这可能是因为如上所述，在比较示例3中，调色剂的更换性能提高，这显著降低电荷提供性能。
另一方面，在实施示例1中，可以获得良好的图像，而没有任何模糊、边缘涂布缺陷和耐久性测试后的重影产生。这是因为示例1具有正如比较示例3的台阶表面和相对表面，由此可以提高调色剂的更换性能，并且可以确保接触部分的宽度以增加调色剂附着机会。因此，在耐久性测试之后甚至可以向调色剂提供电荷。此外，管制调色剂所需的接触压力施加到接触部分的上游侧，并且施加到其下游侧的压力较轻。因此，防止了过度的调色剂劣化，并且可以长时间稳定地形成良好的图像。
比较示例2、4和5是通过将相应的接触部分设置得大而提高耐久性测试后对调色剂的电荷提供性能的示例。因此防止了高湿度环境下模糊量的增加。然而，边缘涂布缺陷和耐久性测试后的重影显著增加。这是因为接触部分中的调色剂劣化加速，并且调色剂的附着力增加。因此，调色剂更换效率由于调色剂颗粒之间的聚集和对显影辊的附着力的增加而显著下降。这导致边缘涂布缺陷和耐久性测试后的重影恶化。在比较示例2中，相对部分与台阶部分之间不存在明显差异，因此相对部分的更换性能和接触部分的入口处的管制力弱，这可能也是图像缺陷恶化的原因。在比较示例4的情况下，由相对部分形成的檐部是不充分的，这使得更换性能不足。在比较示例5的情况下，管制力弱，因为接触部分的入口处的接触压力小。因此，边缘涂布缺陷和耐久性测试后的重影恶化。
如上所述，根据该示例，通过实现高管制力并将调色剂储存在檐部内可以提高更换性能，并且还可以通过使用管制刮刀的简单构型来确保调色剂带电性能。因此，可以长时间稳定地形成良好的图像。
尽管已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最广泛的解释，以包含所有此类修改和等同的结构和功能。

Claims (13)

1.一种显影设备，其包括：
显影剂承载构件，所述显影剂承载构件被配置成承载显影剂；
显影剂容器，所述显影剂容器被配置成可旋转地支撑显影剂承载构件并容纳显影剂；以及
管制构件，所述管制构件设置在显影剂容器上并被配置成管制承载在显影剂承载构件上的显影剂的厚度，
其中所述管制构件包括：
支撑构件，所述支撑构件被配置成使得其一端固定到显影剂容器，其另一端是自由端，并且所述支撑构件在与显影剂承载构件的旋转方向相反的方向上从所述一端延伸；以及
接触构件，所述接触构件被配置成固定到支撑构件的所述另一端并且接触显影剂承载构件的表面，
所述接触构件包括：
具有凹形弯曲表面的接触弯曲表面，所述接触弯曲表面大致沿着显影剂承载构件的外周表面设置；以及
相对表面，所述相对表面被配置成与显影剂承载构件的表面相对，所述相对表面不与显影剂承载构件的表面接触，所述相对表面位于接触弯曲表面的在显影剂承载构件的旋转方向上的上游侧上；并且
随着显影剂承载构件上的位置接近显影剂承载构件的旋转方向上的下游侧，所述接触弯曲表面的施加到显影剂承载构件的表面的接触压力减小。
2.根据权利要求1所述的显影设备，其中，在沿显影剂承载构件的旋转轴线方向上观察的横截面中，随着显影剂承载构件上的所述位置接近显影剂承载构件的旋转方向上的下游侧，当处于非负荷状态的显影剂承载构件假想叠置在处于非负荷状态的管制构件上时的假想叠置量减小。
3.根据权利要求1或2所述的显影设备，其中，当在旋转轴线方向上观察显影剂承载构件时，接触构件距支撑构件的高度被设定成使得从支撑构件的表面到接触弯曲表面的高度大于所述相对表面距支撑构件的所述表面的高度，并且
随着显影剂承载构件上的所述位置接近显影剂承载构件的旋转方向上的下游侧，接触弯曲表面的高度变大。
4.根据权利要求1或2所述的显影设备，其中，在所述旋转方向上，所述接触压力的最大值出现在接触弯曲表面和显影剂承载构件彼此接触的区域的上游侧。
5.根据权利要求1或2所述的显影设备，其中，当在所述旋转轴线方向上观察显影剂承载构件时，由接触弯曲表面的至少一部分形成的弧的半径Rb与显影剂承载构件的表面的半径Rd之间的关系满足
Rb>Rd，并且
所述接触弯曲表面延伸所沿的假想圆的中心Pb存在于如下定义的区域(i)、(ii)和(iii)中：
区域(i)：其是包括假想直线Ltp和位于所述假想直线Ltp的在显影剂承载构件的旋转方向上的上游侧的范围的区域，并且所述假想直线Ltp穿过显影剂承载构件的中心Pd和点Te；
区域(ii)：其是包括假想圆Cp和所述假想圆Cp外部的范围的区域，并且所述假想圆Cp是这样的圆：(1)其中心是点Te，并且(2)其半径是所述半径Rb；以及
区域(iii)：其是包括这样的假想直线的区域，所述假想直线(1)穿过所述中心Pd并且(2)与所述假想直线Ltp形成角度，并且所述角度落在0°与45°之间，
其中，所述点Te是位于所述接触弯曲表面的在显影剂承载构件的旋转方向上的最上游位置的点。
6.根据权利要求5所述的显影设备，其中，当在所述旋转轴线方向上观察显影剂承载构件时，所述接触弯曲表面与假想圆重叠，所述假想圆的中心是所述中心Pb并且其半径是所述半径Rb。
7.根据权利要求1或2所述的显影设备，其中，当在所述旋转轴线方向上观察显影剂承载构件时，所述接触构件在所述接触弯曲表面与所述相对表面之间具有弧形表面，所述弧形表面的半径为至少0.05mm。
8.根据权利要求1或2所述的显影设备，其中，当在所述旋转轴线方向上观察显影剂承载构件时，连接显影剂承载构件接触所述接触弯曲表面的区域的两端的假想直线的长度为1.0mm或更长。
9.根据权利要求1或2所述的显影设备，其中包含在显影剂容器中的显影剂是非磁性单组分显影剂。
10.根据权利要求1或2所述的显影设备，其中，所述支撑构件是弹性构件，其弹性高于显影剂容器的框架构件的弹性。
11.根据权利要求1或2所述的显影设备，其中，所述接触构件是柔性构件，其柔性高于所述支撑构件的柔性。
12.一种可移除地附接到图像形成设备的主体的处理盒，所述处理盒包括：
图像承载构件，其用于在该图像承载构件上形成静电潜像；以及
根据权利要求1或2所述的显影设备，其中，所述显影设备使承载在所述图像承载构件上的静电潜像显影。
13.一种图像形成设备，包括：
图像承载构件，其用于在该图像承载构件上形成静电潜像；以及
根据权利要求1或2所述的显影设备，其中，所述显影设备使承载在图像承载构件上的静电潜像显影。
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