专利名称：显影辊、显影辊基材、显影辊制造方法和成像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种显影辊、显影辊基材、显影辊制造方法和成像装置。
背景技术：
在利用所谓的静电记录方法在记录介质上形成调色剂图像的成像装置中，通过利用来自光束扫描设备的激光束形成静电潜像、在感光鼓被充电设备充电的同时从显影辊供应调色剂到静电潜像上来进行显影(可视化)。将可视化的图像的调色剂转印且定影到记录介质如纸张上，从而在记录介质上获得所需的图像。
在具有上述结构的成像装置中，为了获得高质量的图像，在感光鼓和显影辊之间需要一个小的间隙(下文中，该间隙被称作DRS)。然而，在这种情况下，在感光鼓和显影辊之间很容易发生偏压泄漏(电压泄漏)。尤其当处于气压低的高地等时，容易发生偏压泄漏。偏压泄漏对感光鼓和显影辊造成损害，且造成记录介质上的图像质量降低。例如，可以设想为了防止电压泄漏而采用降低显影偏压的方法。然而，由于这种方法降低了显影效率，因而通过这种方法不能获得质量良好的图像。
在日本公开专利申请(JP-A)5-11582中叙述了一种结构，其中通过将DRS和显影偏压设置在预定的范围内，来消除偏压泄漏。
然而，在JP-A No.5-11582所叙述的结构中，当气压较低例如在高地时，难以防止偏压泄漏，且DRS的下限也受到限制，所以存在通过进一步使DRS变窄以增大显影效率来获得高质量图像的局限性。
发明内容
鉴于前面的叙述，本发明提供一种显影辊、构成显影辊的显影辊基材、制造显影辊的方法和成像装置，其中该显影辊能够在防止偏压泄漏的同时增大显影效率，以获得高质量的图像。
本发明的第一方面是设置在感光体附近的显影辊，该感光体被充电部件充电且在其上形成了静电潜像，该显影辊通过将调色剂转移到感光体上来进行显影，这样构造显影辊，即至少一部分没有形成调色剂层的显影辊表面的区域是直径较小的小直径部分，该小直径部分的直径小于形成有调色剂层的调色剂层形成区域的直径。
一般地，很难在形成有调色剂层的调色剂层形成区域内发生感光体和显影辊之间的偏压泄漏，且在没有形成调色剂层的区域容易发生偏压泄漏。
在第一方面的显影辊中，至少一部分没有形成调色剂层的区域是小直径部分，其直径小于调色剂层形成区域的直径，且感光体和显影辊之间的DRS增大。因此，能够在小直径部分可靠地防止偏压泄漏。而且，由于不是在小直径部分形成调色剂层形成区域，DRS可以在调色剂层形成区域变窄，这就容许显影效率增大，以获得高质量图像。
本发明的第二方面是设置在感光体附近的显影辊，该感光体被充电部件充电且在其上形成静电潜像，显影辊通过将调色剂转移到感光体上来进行显影，这样构造显影辊，即涂覆层形成在显影辊基材的表面上，且与没有形成涂覆层的区域相对应的显影辊基材的直径小于其与形成涂覆层的区域相对应的直径，其中调色剂层形成在该涂覆层上。
也就是，在显影辊中，易于发生偏压泄漏的部分被成形为非涂覆区域，且通过减小在非涂覆区域中的显影辊基材的外径，可以防止偏压泄漏的产生。
本发明的第三方面是置于感光体附近的显影辊的显影辊基材，该感光体被充电部件充电且在其上形成静电潜像，显影辊通过将调色剂转移到感光体上来进行显影，这样构造显影辊基材，即基材小直径部分的直径小于显影辊基材其他部分的直径，且该基材小直径部分被置于显影辊基材的轴向方向上的至少一端部上。
通过将本发明的第四方面的显影辊制造方法(浸涂技术(dipcoating technique))应用到显影辊基材，可以制造上述的显影辊。也就是，通过将以基材小直径部分置于下侧的方式浸入涂覆液的显影辊基材从该涂覆液中取出，在显影辊基材上形成了涂覆层。在这一点上，即使涂敷液通过显影辊基材表面的液滴而在显影辊基材的下端升高，该升高部分的尖端也不会朝向涂覆层的径向向外突出，该涂覆层被涂覆于除显影辊基材的小直径部分外的其他部分上。
当凸起部分局部存在于涂覆层中时，通常在凸起部分和感光体之间易于发生偏压泄漏。然而，在利用上述方法获得的显影辊中，可以防止偏压泄漏的发生。
本发明的第五方面是由浸涂技术制造的显影辊，该显影辊的特征在于小直径部分，该小直径部分的直径小于调色剂层形成区域的直径，其中，通过使与浸涂过程中的下侧相对应的一端侧的膜厚度比其他部分的膜厚度薄，在该调色剂层形成区域形成调色剂层。
在第五方面的显影辊中，即使涂覆液通过显影辊基材表面的液滴而在显影辊基材的下端升高，通过在利用浸涂技术将涂覆层涂覆到显影辊基材的表面上时，使显影辊基材的下端侧的膜厚度变薄，该升高部分的尖端也不会朝向调色剂层形成区域的径向向外突出。当凸起部分局部存在于涂覆层中时，通常在凸起部分和感光体之间易于发生偏压泄漏。然而，在利用上述方法获得的显影辊中，可以防止偏压泄漏的发生。
本发明的第六方面的显影辊具有第三方面的显影辊基材和利用浸涂技术涂覆到显影辊基材表面上的涂覆层，该涂覆层包括小直径部分，该小直径部分的直径小于调色剂层形成区域的直径，其中，通过使与浸涂过程中的下侧相对应的一端侧的膜厚度比其他部分的膜厚度薄，在该调色剂层形成区域形成调色剂层。
利用浸涂技术，在第三方面的显影辊基材上形成具有小直径部分的涂覆层。因此，在显影辊基材的厚度有限制的情况下，升高部分的尖端可不朝向调色剂层形成区域的径向向外突出，即使该涂覆液通过显影辊基材的表面上的液滴而在显影辊基材的下端升高。
本发明的第七方面的成像装置包括在其上形成静电潜像的感光体、给感光体充电的充电部件和如第一方面、第二方面、第五方面和第六方面中的任何一个中的显影辊，该显影辊通过将调色剂转移到被充电部件充电的感光体上来进行显影。
在成像装置中，静电潜像形成在被充电部件充电的感光体上，且静电潜像通过从显影辊上转移调色剂而被显影(可视化)。采用如第一方面、第二方面、第五方面和第六方面中任一方面的显影辊，可以可靠地防止偏压泄漏且可增加显影效率，从而获得高质量图像。
本发明的第八方面的成像装置包括静电潜像形成在其上的感光体、给感光体充电的充电部件和显影辊，该显影辊由第四方面的显影辊制造方法制造且通过将调色剂转移到被充电部件充电的感光体上来进行显影。
在上述的成像装置中，静电潜像形成在被充电部件充电的感光体上，且静电潜像通过从显影辊转移调色剂而被显影(可视化)。由于使用的显影辊是由第四方面的显影辊制造方法制造的，所以可以可靠地防止偏压泄漏且可增加显影效率，从而获得高质量图像。
本发明的第九方面的成像装置包括静电潜像形成在其上的感光体、给感光体充电的充电部件和显影辊，该显影辊通过将调色剂转移到被充电部件充电的感光体上来进行显影，其中显影辊和充电部件被这样相对放置，即在显影辊上没有形成涂覆层的非涂覆层部分和充电部件在感光体的轴向方向上重叠。
在上述的成像装置中，静电潜像形成在被充电部件充电的感光体上，且静电潜像通过从显影辊转移调色剂而被显影(可视化)。即使易于发生偏压泄漏的层被用作形成在显影辊表面上的涂覆层，显影辊和充电部件被这样相对放置，即显影辊的涂覆层区域被置于感光体的充电部件的内部，所以可以可靠地防止偏压泄漏且可增加显影效率，从而获得高质量图像。
本发明的第十方面的成像装置包括静电潜像形成在其上的感光体、给感光体充电的充电部件、显影辊和密封部件，其中该显影辊通过将调色剂转移到被充电部件充电的感光体上来进行显影，该密封部件被置于显影辊的轴向方向的端部附近且与该显影辊接触，该密封部件防止调色剂轴向向外移动，其中密封部件和充电部件被这样相对放置，即充电部件在感光体的轴向方向上被置于密封部件的外部。
在上述的成像装置中，静电潜像形成在被充电部件充电的感光体上，且静电潜像通过从显影辊转移调色剂而被显影(可视化)。密封部件设置成与显影辊接触且其防止了调色剂沿轴向向外移动。密封部件和充电部件被这样相对放置，即充电部件在感光体的轴向方向上被置于密封部件的外部，所以可以可靠地防止偏压泄漏且可增加显影效率，从而获得高质量图像。
本发明具有上述的结构，所以可以可靠地防止偏压泄漏且可增加显影效率，从而获得高质量图像。
以下将基于下述附图来详细叙述本发明的实施例，其中图1是示出依照本发明的第一实施例的成像装置的简要结构的剖面图；图2A是示出本发明的第一实施例的显影辊和感光鼓的正视图，图2B是沿着图2A的B-B线剖取的剖面图；图3是示出应用到本发明的成像装置的显影设备的电压波形的图表；图4A是示出对比示例的显影辊和感光鼓的正视图，图4B是沿着图4A的B-B线剖取的剖面图；图5A是示出在显影侧的泄漏界限和DRS之间关系的图表，图5B是示出在区域a内的泄漏界限和DRS之间关系的图表。
图6A是在图像质量降低和偏压泄漏的发生方面，示出对比示例的DRS和电场强度之间的关系的图表，图6B是在图像质量降低和偏压泄漏的发生方面，示出实施例的DRS和电场强度之间的关系的图表；图7A是示出当锥形部分的倾角较大时，依照本发明的显影辊的端部附近的放大图，图7B是示出当锥形部分的倾角较小时，依照本发明的显影辊的端部附近的放大图；
图8A是示出对比示例的制造显影辊的方法的端部的剖面图，图8B是示出由图8A的制造方法获得的显影辊的端部的剖面图；图9A是依照本发明的第二实施例的制造显影辊的方法的端部的剖面图，图9B是示出由图9A的制造方法获得的显影辊的端部的剖面图；图10A是依照对本发明的第二实施例的变形，示出制造显影辊的方法的端部的剖面图，图10B是示出由图10A的制造方法获得的显影辊的端部的剖面图；图11A是示出依照本发明的第三实施例的显影辊和感光鼓的正视图，图11B是沿图11A的线B-B剖取的剖面图；图12A是示出依照本发明的第四实施例的显影辊和感光鼓的正视图，图12B是沿图12A的线B-B剖取的剖面图；和图13A是示出依照本发明的第五实施例的显影辊和感光鼓的正视图，图13B是沿图13A的线B-B剖取的剖面图。
具体实施例方式
图1示出本发明的第一实施例的成像装置12。该实施例的成像装置12通过采用所谓的静电记录方法，在片材(记录介质)上形成调色剂图像，从而获得所需图像，且单色成像装置可作为这种情况的一个示例。
成像装置12的主体14具有一个或多个供纸盒16(在图1中有四个供纸盒)。存储在各个供纸盒16内的纸张被辊18一张接一张地抽出，并被输送到供纸路径20。延迟辊22和送纸辊24按这种顺序被设置在供纸路径20中，且纸张由这些辊输送。
配准辊26设在延迟辊22和送纸辊24的下游。配准辊26将纸张停止一次，以校正纸张输送的时间、位置等等。
处理盒(process cartridge)28被置于成像装置主体14内。感光鼓30、充电设备32、显影设备34和清洁设备36存储在处理盒28内，且在该处理盒28内成一体。充电设备32在预定的充电区f在轴向方向上给感光鼓30充电。在充电状态下，利用来自光束扫描设备38的光束在感光鼓30的表面上形成潜像。显影设备34致使调色剂粘附到潜像上，从而形成调色剂图像。
感光鼓30和转印辊56被置于配准辊26的下游。在感光鼓30和转印辊56将纸张夹入其间的同时，通过用感光鼓30和转印辊56输送纸张而将感光鼓30上的调色剂图像转印到纸张上。
定影设备40被置于感光鼓30和转印辊56的下游。例如定影设备40包括加热辊42和压辊44。通过用这些辊输送纸张，纸张上的调色剂图像在被加热和加压的同时被定影。
调色剂图像定影在其上的纸张被排纸辊夹住并输送，且纸张从出口48被排出到排纸盘50上。
如图2所示，显影设备34具有显影辊58。通过将帽盖型的DRS限定部件(未示出)分别安装到显影辊58的两端部，在显影辊58和感光鼓30之间形成间隙(DRS)。各个DRS限定部件包括一个薄的圆柱形部分和一个厚的毗连部分。薄的圆柱形部分形成安装到显影辊58的端部的部分。厚的毗连部分形成在薄的圆柱形部分的开放侧的周边上，且与感光鼓30邻接。各个DRS限定部件被可旋转地支撑。为了防止调色剂从显影辊58散落到周围，将一个由特氟隆(Teflon)毡制成的基本半圆环形的密封部件60在显影辊58的轴向上设置在显影辊的端部附近，同时与显影辊58接触。
显影辊58包括由铝制成的基本圆柱形的显影辊基材62和涂覆到显影辊基材62的外周表面的涂覆层64。在该实施例中，尽管涂覆层由传导性的细颗粒分散在其中的树脂制成，但涂覆层的材料并不受限于树脂。也能够提供另一种涂覆层如阳极氧化物涂覆层、镀镍层和钼酸处理层。显影辊基材62包括位于轴向中心的基材大直径部分62L、基材渐缩部分62T和基材小直径部分62S，其中该基材渐缩部分62T的直径从基材大直径部分62L连续地减小，该基材小直径部分62S自直径渐缩部分62T延续且其直径小于基材大直径部分62L的直径。与显影辊基材62一致，显影辊58包括大直径部分58L、渐缩部分58T和小直径部分58S。小直径部分58S和感光鼓30之间的DRSc比大直径部分58L和感光鼓30之间的DRSb宽。
在显影辊基材62的表面上，假设表面涂覆区域CE是全部的基材大直径部分62L和至少一部分基材渐缩部分62T(在延续到基材大直径部分62L的一侧上)。表面涂覆区域CE被涂覆层64覆盖。在图2示出的示例中，一部分基材小直径部分62S也被涂覆层64覆盖，从而仅仅显影辊基材62在轴向方向上的两端部没有被涂覆层64覆盖。
在涂覆层64中，假设调色剂层形成区域TE是全部的基材大直径部分62L和至少对应于基材渐缩部分62T的部分。调色剂层形成在显影辊58上。
基材大直径部分62L的轴向长度和基材渐缩部分62T的轴向长度之和(基本对应于调色剂层形成区域TE的长度)小于被充电设备充电的充电区f的轴向长度，且基材小直径部分62S还自充电区f和非充电区e之间的边界在轴向方向上朝向中心延伸，其中该非充电区e是感光鼓30上没有充电的区域。
图3示出应用到感光鼓30和显影辊58(显影辊基材62)上的电压(AC和DC叠加的组成)的示例。在感光鼓30中，在形成图像的位置处(下文简称作“显影侧”)，将电势设为Vlow(-150V)，在没有形成图像的位置处(下文简称作“BKG侧”)，将电势设为Vhigh(-500V)。另一方面，电压用作显影电压被应用到显影辊58上，在该电压中，-400V的直流偏压按照50％的负荷比被叠加到峰间电压为1800V的矩形波交流偏压上。因此，当将调色剂从显影辊58转移到感光鼓30上来进行显影时，最大电势差(显影侧的电势差)ΔVA变为1150V。当由于没有将调色剂从显影辊58转移到感光鼓30上而没有进行显影时，最大电势差(BKG侧的电势差)ΔVB变为1000V。另一方面，由于在感光鼓30的非充电区e内没有带电部件，所以该非充电区e变为0V，且有时通过用感光鼓30、密封部件等等的清洁刀片来摩擦起电，该非充电区被稍微充有正电，所以显影辊58和非充电区e间的最大电势差ΔVC变为至少1300V或更多。
在这一点上，因为当显影偏压被应用到显影辊58和感光鼓30之间时会发生偏压泄漏的情况，由于在调色剂层形成区域TE内调色剂层起到绝缘层的作用，所以偏压泄漏难以发生。在另一方面，调色剂层没有形成在显影辊58对应于图2中点划线示出的区域“a”的部分上，且感光鼓30和显影辊58间的最大电势差在区域“a”最大，所以易于发生偏压泄漏。如果气压较低如在高地，尤其更容易发生偏压泄漏，且即使通过一些方法防止了在区域“a”的偏压泄漏，有时会在一个区域“a”和另一个区域“a”(下文称作区域“b”)之间的区域上发生偏压泄漏，该区域作为偏压泄漏的开始点。在图3示出的电压波形的示例中，区域“a”的最大电势差ΔVC最大，且在该区域“a”易于发生偏压泄漏。然而，在显影偏压的负荷率被设为另一个值(在正极侧的峰电压值变得较大)的情况下、在感光体的充电电压值增大的情况下或者在显影偏压的DC偏压降低的情况下，有时在区域b的最大电势差ΔVB大于在区域a的最大电势差ΔVC，且与区域a相比较，区域b易于发生偏压泄漏。例如为防止在区域b的偏压泄漏，可以设想使显影辊58和感光鼓30之间的DRS增加。
为进行比较，考虑具有图4所示结构的显影辊68。显影辊68是显影辊的一个示例，其不与本实施例的相对应。显影辊68与本实施例的显影辊58的不同之处在于，显影辊68沿其轴向具有恒定的直径。
通过使用显影辊68，当区域a的DRSc(感光体和显影辊间的间隙)增大以便防止偏压泄漏时，在区域a外侧部分，即在对应于调色剂层区域TE的位置的DRSb也增大。因此，可能发生图像质量降低的情况，以致于减小了显影效率，从而使细线再现性及实心图像密度(solid image density)降低。
也可以设想不通过简单地降低显影偏压的峰间电压(在电压波形中上峰值和下峰值之间的差值)来增大DRS，以防止偏压泄漏。然而，在这种情况下，也可能发生图像质量的降低，以致于减小了显影效率，从而使细线再现性降低。
另一方面，在本实施例中，小直径部分58S形成在与区域a相对应的显影辊58上，与大直径部分58L相对应的DRSb被维持具有一个小值，而相应于区域a的DRSc具有较大值。因此，有效地防止了偏压泄漏，且维持了较高的显影效率，所以图像质量如细线再现性和实心图像密度可被维持在一个高的水平。
图5A和5B示出在使用图2中示出的实施例的显影辊58的情况下和使用图4中示出的对比示例的显影辊68的情况下，在产生偏压泄漏的过程中的DRS和泄漏界限即大气压力之间关系的示例。图5A示出DRS和泄漏界限之间在显影侧的关系，图5B示出DRS和泄漏界限之间在区域a的关系。
如从图5A可以看出，在调色剂层形成区域TE中，即使实施例的DRSb比对比示例的DRSb窄，实施例的泄漏界限的大气压力低于对比示例的大气压力。如从图5B可以看出的，本实施例中的区域a的DRSc的值比对比示例的相应值大，且本实施例的泄漏界限的大气压力低于对比示例的泄漏界限的大气压力。因此，清楚的是，当本实施例与对比示例相比时，在本实施例中难以发生偏压泄漏。
表1示出了在使用图2中示出的实施例的显影辊58的情况下和使用图4中示出的对比示例的显影辊68的情况下，显影辊58或68和感光鼓30之间的电场强度、细线再现性和偏压泄漏之间的关系。
在表1中，标记“○”是指没有产生问题或影响，标记“△”是指尽管稍稍产生了问题或影响，但实际上可以忽略这种问题或影响，及标记“×”是指有不能被忽略的问题或影响。
图6A和6B示出在垂直轴被设为电场强度、水平轴被设为DRS时，DRS和电场强度之间的关系。通过用DRS除电势差来获得电场强度。例如，在显影侧通过电势差/DRS来获得显影侧的电场强度，及在区域a用电势差/DRS来获得区域a上的电场强度。如图6A和图6B所示，通过改变用于显影辊58或68和感光鼓30之间的具体电势差的DRS来获得表1中的各个电场强度。在表1示出的示例中及在实施例中的图表中示出，在显影侧的DRSb比区域a的DRSc小100μm。
如从表1中可以看出，在实施例中，由于调色剂层形成区域TE的DRS不同于区域a的DRS，所以调色剂形成区域TE的电场强度也不同于区域a的电场强度。当电场强度是2.50V/μm时，实际上细线再现性没有问题，该细线再现性主要取决于显影侧的电场强度，且优选电场强度不低于2.67V/μm。对于取决于区域a的电场强度的偏压泄漏来说，人们发现，在表1中示出的电场强度的任何值都不发生偏压泄漏。
在使用如图4所示的显影辊68的对比示例的结构中，对于细线再现性而言，可得到类似于实施例的估计。然而，人们发现，当区域a的电场强度为3.46V/μm时会发生偏压泄漏。
在图4示出的结构中，使图像质量(细线再现性)与防止偏压泄漏相匹配的电场强度在3.0-3.21V/μm的非常窄的范围内。在另一个方面，在该实施例中，由于在没有改变调色剂层形成区域TE的DRS的情况下，可能发生偏压泄漏的区域a的DRS增大，所以在各个调色剂层形成区域TE和区域a可以获得独立的电场强度，且在维持高质量图像的同时可以抑制偏压泄漏的产生。
形成在实施例的显影辊58上的渐缩部分58T将大直径部分58L和小直径部分58S相连而不形成台阶，以防止由于台阶的拐角部分造成的偏压泄漏的产生。
如图7A和7B所示，层形成刀片66通常设置成与显影辊58相接触，且在层形成刀片66和显影辊58的表面之间发生摩擦起电的同时，在显影辊58的表面上形成调色剂层。因此，如图7A所示，当渐缩部分58T的倾角θ太大时，层形成刀片66不与渐缩部分58T接触且产生了间隙，这就导致不能形成稳定调色剂层的薄膜，且有时由于调色剂电荷(toner charge)的缺乏而导致图像质量下降。
为了稳定地形成调色剂层，优选减小渐缩部分58T的倾角θ。然而，当倾角θ非常小时，由于必须连续地将渐缩部分58T连接到直径较小的小直径部分58S，则渐缩部分58T的轴向长度Lt增大，且显影辊58变大。
表2示出渐缩部分58T的倾角θ和轴向长度Lt之间的结合和形成调色剂层时产生层形成疵点之间的关系。
在表2中，标记“○”是指没有产生调色剂层形成的疵点(fault)，且没有影响到图像质量，标记“△”意指尽管稍稍产生调色剂层形成的疵点，但是没有影响到图像质量，及标记“×”意指产生了调色剂形成的疵点，且影响到图像质量，如出现了图像缺陷。
如从表2所看出的，为了防止出现调色剂层形成的疵点，优选渐缩部分58T的倾角θ不大于4.00度，更优选该倾角θ不大于3.00度。优选的是渐缩部分58T的轴向长度Lt不小于4.00mm，更优选该轴向长度Lt不小于4.5mm。
为了可靠地形成具有小直径的小直径部分58S且防止显影辊58扩大，优选渐缩部分58T的倾角θ不小于0.5度，且轴向长度不大于7.0mm。
渐缩部分58T在轴向方向上全部被置于调色剂层形成区域TE的外部并不总是必须的。一部分渐缩部分58T可以进入调色剂层形成区域TE内。因此，可以减小显影辊58的长度，且能够使得成像装置12微型化。
除了如上所述外，可以设想产生在涂覆层64表面上的稍稍不规则性(特别是凸起部分)造成了感光鼓30和显影辊58之间的偏压泄漏。当涂覆层64存在凸起部分时，在凸起部分的尖端和感光鼓30之间容易发生偏压泄漏。当利用所谓的浸涂技术在显影辊58的显影辊基材62上形成涂覆层64时，有时会在涂覆层64中产生凸起部分。以下将叙述凸起部分的产生。
图8A示出通过将圆柱形的显影辊基材(在轴向方向上具有恒定的外径)74浸入涂敷液DL中来形成涂覆层64的方法，本发明并未应用于该显影辊基材74，且图8B示出通过图8A的方法获得的显影辊73。图9A示出通过将依照本发明的第二实施例的显影辊基材72浸入涂敷液DL中来形成涂覆层64的方法，图9B示出用图9A的方法获得的显影辊71。类似于第一实施例的显影辊基材62，在第二实施例的显影辊基材72中，通过基材渐缩部分72T，在轴向方向的两端部上形成直径小于在轴向方向上的中心部分的直径的基材小直径部分72S(与基材大直径部分72L的直径差为D)。在各个图8A和图9A中，帽盖76被安装到在浸涂时变成下侧的端部上，从而涂敷液DL没有侵入显影辊基材72或74的端部。
当从涂敷液DL中将没有应用有本发明的显影辊基材74向上(沿箭头P的方向)拔出时，涂敷液DL沿着显影辊基材74的周向向下流，且被帽盖76止住，从而产生了涂敷液的聚积(built-up)(凸出部分64T)，其朝向显影辊基材74的径向向外突出。当产生凸出部分64T时，由于显影辊73和感光鼓30间的距离在凸出部分64T处局部减小，因此很容易发生偏压泄漏。
另一方面，在本发明的显影辊基材72中，即使凸出部分64T在从涂敷液DL中拔出显影辊基材72时由涂敷液聚积而产生，在基材小直径部分72S中也产生凸出部分64T。因此，凸出部分64T的尖端不从基材大直径部分72L径向向外突出，或者凸出部分64T的突出长度变短，这就容许防止在显影辊71和感光鼓30之间发生偏压泄漏。
尽管只要能够防止由凸出部分64T造成的偏压泄漏，就不特别限制基材大直径部分72L和基材小直径部分72S之间的差值D，但优选的是差值D形成为至少是涂覆到基材大直径部分72L的涂覆层64的膜厚度T的两倍或更多倍。以示例方式，当涂覆层64的膜厚度大约为20μm时，可将差值D设为大约40μm。
尽管在图9的示例中示出了显影辊基材72，在该基材72中，由与基材渐缩部分72T连续形成的基材小直径部分72S形成差值D，但有时基材大直径部分72L和基材小直径部分72S直径的差值并不满足差值D的条件。在这种情况下，可进一步在基材小直径部分72S的端部形成直径小于基材小直径部分72S的部分，从而获得满足条件的差值D。
除了采用图9中示出的制造方法来制造的显影辊之外，依照本发明的第二实施例的成像装置的总体结构基本类似于依照第一实施例的总体结构。因此，其详细叙述将被省略。
图10示出了本发明的第二实施例的变形。如图10中示出的示例，通过使显影辊71′下侧的端部的涂覆薄膜变薄，就能够使由涂敷液聚积导致的凸起部分64T的突出长度变短。参考使涂覆薄膜厚度变薄的方法，通过使在从涂敷液DL中拔出显影辊基材过程中下侧的端部的拔出速率变慢，使其低于通常的拔出速率，就可以形成薄的涂覆薄膜。在图10中，尽管在具有恒定直径的显影辊基材74上形成了涂覆薄膜，但是同样的方法也能够应用于具有基材小直径部分72S和基材大直径部分72L的显影辊基材72。因而，即使显影辊基材的厚度具有限制，但也可容易地制造具有小直径部分的显影辊。
图11示出了依照本发明的第三实施例的成像装置的显影辊78和显影辊78的附近。在第三实施例中，成像装置的总体结构也与第一实施例的总体结构基本类似。
当与第一实施例相比，第三实施例的显影辊78适于形成为在轴向方向上具有恒定直径的圆柱形形状。这样确定充电设备32和密封部件60间的相对位置，即利用充电设备32将密封部件60沿显影辊78的轴向置于非充电区e的内侧。
在显影辊78中，通过其与密封部件60间的摩擦或者在旋转过程中调色剂的侵入而造成的轻微损害，会局部改变通常的表面形状。与第二实施例类似，有时这种轻微损害会造成偏压泄漏。
然而，如上所述，通过充电设备32将密封部件60的邻接位置沿显影辊78的轴向置于非充电区e的内侧。在显影辊78中，当与非充电区相比较时，由于在与充电区相对应的部分的最大电势差下降，所以难以发生偏压泄漏。即使显影辊78的表面形状在与充电区相对应的部分发生变化，发生偏压泄漏的可能性也很低。
因此，在第三实施例中也能够防止偏压泄漏，且能够使显影辊78和感光鼓30间的DRS减小，以维持高成像质量。
图12示出依照本发明的第四实施例的成像装置的显影辊80和显影辊80的附近。在第四实施例中，成像装置的总体结构也与第一实施例的总体结构基本类似。
在第四实施例中，当与第一实施例相比较时，这样确定显影辊80的结构和显影辊80与充电设备32间的相对位置，即显影辊80的端部的非涂覆区域UE(表面上没有设置涂覆层64的非涂覆层部分)被置于轴向方向上的充电区f的端部的内侧。通过将显影辊80的非涂覆区域沿轴向方向置于非充电区的内侧，可以更可靠地防止偏压泄漏。例如，从改善图像质量的观点，即使改变了形成在显影辊表面上的涂覆层的类型(例如，形成了具有低阻抗的涂覆层)，就能更可靠地防止在图2中的区域a发生偏压泄漏。因此，可减小显影辊80和感光鼓30间的DRS，以维持高成像质量。
制造第四实施例的显影辊80的方法没有特殊限制。例如，当利用浸涂技术来进行涂覆时，其中如图9所示，通过将显影辊基材浸入涂敷液DL中来形成涂覆层，在浸涂过程中，显影辊基材被浸渍直到其上端部附近，这就使得能够容易地提供非涂覆区域。由于在安装帽盖的部分中没有形成涂覆层，因此可通过调节帽盖76的长度来提供非涂覆区域。
图13示出了依照本发明的第五实施例的成像装置的显影辊82和显影辊82的附近。在第五实施例中，成像装置的总体结构也与第一实施例的总体结构基本类似。
在第五实施例中，在显影辊82具有与第一实施例类似的大直径部分58L、渐缩部分58T、小直径部分58S时，表面涂覆区域CE等于调色剂层形成区域TE，且渐缩部分58T和小直径部分58S都沿轴向方向形成在表面涂覆区域CE的外侧。也就是，相对于大直径部分58L，除了表面涂覆区域CE之外的区域形成在的小直径部分内。
即使第五实施例具有上述结构，因为易于发生偏压泄漏的区域a变成具有小直径的非涂覆区域，因此能够防止偏压泄漏的产生。
与第一实施例类似，尽管在第三实施例中使用了在轴向方向上直径恒定的显影辊78，也可以使用具有渐缩部分58T和小直径部分58S的显影辊58。尽管在第四实施例中使用了具有渐缩部分58T和小直径部分58S的显影辊80，但是与第三实施例类似，也可以使用在轴向方向上直径恒定的显影辊，或者也可以使用第二实施例的显影辊71。
在上面的叙述中，尽管单色成像装置被引用作为本发明的成像装置的一个示例，但是本发明的成像装置也可以是采用多种颜色的调色剂(例如，全色)形成图像的成像装置。
在本发明中，优选将小直径部分与感光体区域的相对设置，该区域不被充电部件充电。
由于偏压泄漏尤其易于在与感光体中没有被充电部件充电的区域相对应的部分发生，所以至少该部分的一部分形成在小直径部分内，且增大了感光体和显影辊之间的DRS，其中该小直径部分的直径小于形成调色剂层的调色剂层形成区域的直径。因此，可以可靠地防止在该部分发生偏压泄漏。而且，由于至少一部分调色剂层形成区域没有形成在小直径部分内，所以DRS在该部分可以减小且可增大显影效率，以获得高质量图像。
在本发明中，优选具有密封部件，该密封部件被置于显影辊的轴向方向的端部附近，同时与该显影辊接触，其防止了调色剂沿轴向向外移动。至少与密封部件接触的区域的一部分形成在小直径部分内也是优选的，该小直径部分的直径小于调色剂层形成区域的直径，在该调色剂层形成区域形成有调色剂层。
在显影辊中，通过其与密封部件的摩擦或者在旋转过程中调色剂的侵入，从而产生轻微损害，可局部改变表面形状。有时该轻微损害会造成偏压泄漏。
在本发明中，与密封部件接触的部分的至少一部分形成在小直径部分中，且感光体和显影辊之间的DRS增大，其中该小直径部分的直径小于调色剂层形成区域的直径，在该调色剂层形成区域形成有调色剂层。因此，可以可靠地防止在该部分内发生偏压泄漏。而且，由于调色剂层形成区域没有形成在小直径部分内，所以DRS在与调色剂层形成区域相对应的部分中变窄且显影效率增大，以获得高质量图像。
在本发明中，优选地是渐缩部分环绕小直径部分形成在调色剂层形成区域的边界附近，该渐缩部分的直径沿轴向方向朝向端部连续地减小。
当以上述方式形成渐缩部分时，当与在调色剂层形成区域和小直径部分之间有台阶的结构相比时，其可以在显影辊上均匀地形成调色剂层。
还可以是这种情况，渐缩部分的一部分进入调色剂层形成区域，从而容许显影辊的长度变短。
在本发明中，优选渐缩部分相对调色剂层形成区域的倾角的范围是0.5-4.00度。
当渐缩部分的倾角小于4.00度时，可在显影辊上更均匀地形成调色剂层。从形成均匀地调色剂层的观点来看，倾角没有下限。然而，当倾角极度减小时，渐缩部分在轴向长度增加。因此，通过将倾角设置为不小于0.5度，可以防止渐缩部分的长度过度增大。通过将渐缩部分沿显影辊的轴向的长度设置为不小于4.5mm的值，也可以在显影辊上均匀地形成调色剂层。在这种情况下，从形成均匀的调色剂层的观点看，渐缩部分的长度没有上限。然而，通过将该长度设置得不大于7.0mm，可以防止渐缩部分的长度过度增大。
权利要求
1.一种显影辊，该显影辊设置在感光体的附近，该感光体由充电部件充电且其上形成有静电潜像，该显影辊通过将调色剂转移到感光体上来进行显影，该显影辊包括调色剂层形成区域，在该区域中，在显影辊主体部分的表面上形成调色剂层；和小直径部分，该小直径部分的直径小于所述调色剂层形成区域的直径，且该小直径部分位于一区域的至少一部分上，在该区域，在显影辊主体部分的表面上没有形成调色剂层。
2.如权利要求1所述的显影辊，其特征在于，所述小直径部分设置成与感光体的没有被充电部件充电的区域相对。
3.如权利要求1所述的显影辊，其特征在于，还包括密封部件，在所述显影辊主体部分的轴向方向上的端部附近，该密封部件设置成与显影辊主体部分接触，且该密封部件防止调色剂沿轴向向外移动，其中该密封部件与所述小直径部分的至少一部分接触。
4.如权利要求1到3中任一权利要求所述的显影辊，其特征在于，所述调色剂层形成区域包括具有一定直径的大直径部分，和形成在所述大直径部分和所述小直径部分之间的渐缩部分，该渐缩部分的直径在轴向方向上从所述大直径部分朝端部连续地减小。
5.如权利要求4所述的显影辊，其特征在于，所述渐缩部分相对于大直径部分的倾角范围是0.50-4.00度。
6.如权利要求4所述的显影辊，其特征在于，沿显影辊主体部分的轴向方向测量，所述渐缩部分的长度范围是4.5-7.0mm。
7.一种显影辊，该显影辊设置在感光体的附近，该感光体由充电部件充电且其上形成有静电潜像，该显影辊通过将调色剂转移到感光体上来进行显影，所述显影辊包括显影辊基材；和涂覆层，该涂覆层形成在所述显影辊基材的表面上，其中在涂覆层上形成调色剂层，和与没有形成涂覆层的区域相对应的一部分显影辊基材包含在一小直径部分内，该小直径部分的直径小于在轴向方向上与形成有涂覆层的区域相对应的、所述显影辊基材大约中心部分的直径。
8.一种显影辊基材，其用于显影辊，该显影辊设置在感光体的附近，该感光体由充电部件充电且其上形成有静电潜像，该显影辊通过将调色剂转移到感光体上来进行显影，该显影辊基材包括基材小直径部分，该基材小直径部分的直径小于显影辊基材的其他部分的直径，且该基材小直径部分沿显影辊基材的轴向方向位于至少一个端部。
9.一种利用浸涂技术的显影辊制造方法，该方法包括将显影辊基材浸入涂敷液中，形成显影辊的显影辊基材，其中该显影辊设置在感光体的附近，该感光体由充电部件充电且其上形成有静电潜像，该显影辊通过将调色剂转移到感光体上来进行显影，所述显影辊基材包括基材小直径部分，该基材小直径部分的直径小于所述显影辊基材的其他部分的直径，且该基材小直径部分沿所述显影辊基材的轴向方向位于至少一个端部；从涂敷液中取出所述显影辊基材，以使所述基材小直径部分位于下侧；和在所述显影辊基材的表面上形成涂覆层，从而制造显影辊。
10.一种利用浸涂技术制造的显影辊，该显影辊包括小直径部分，该小直径部分的直径小于调色剂层形成区域的直径，通过使涂覆层的膜厚度变薄在该调色剂层形成区域形成调色剂层，其中，形成在与浸涂过程中的下侧相对应的一个端部上的涂覆层比其他部分上的涂覆层薄。
11.一种显影辊，包括显影辊的显影辊基材，其中该显影辊置于感光体附近，该感光体由充电部件充电且其上形成有静电潜像，所述显影辊通过将调色剂转移到感光体上来进行显影，该显影辊基材在显影辊基材的轴向方向上的至少一端具有基材小直径部分，该基材小直径部分的直径小于所述显影辊基材的其他部分的直径；和涂覆层，其利用浸涂技术涂覆并形成在显影辊基材的表面上，该涂覆层包括小直径部分，该小直径部分的直径小于形成有调色剂层的调色剂层形成区域的直径，其中通过使与浸涂过程中的下侧相对应的一个端部的涂覆层的膜厚度比涂覆层其他部分的膜厚度薄，来形成该调色剂层。
12.一种成像装置，包括感光体，静电潜像形成在该感光体上；充电部件，其给感光体充电；和显影辊，该显影辊通过将调色剂转移到由充电部件充电的感光体上来进行显影，该显影辊被置于感光体附近，该显影辊包括调色剂层形成区域和小直径部分，其中在该调色剂层形成区域内，调色剂层形成在显影辊主体部分的表面上，该小直径部分的直径在调色剂层没有形成在显影辊主体部分的表面上的区域的至少一部分内小于调色剂层形成区域的直径。
13.一种成像装置，包括感光体，静电潜像形成在该感光体上；充电部件，其给感光体充电；和显影辊，该显影辊通过将调色剂转移到由充电部件充电的感光体上来进行显影，该显影辊被置于感光体附近，该显影辊包括显影辊基材和形成在显影辊基材表面上的涂覆层，其中调色剂层形成在涂覆层上，且与没有形成涂覆层的区域相对应的显影辊基材的一部分包含在小直径部分内，该小直径部分的直径小于在轴向方向上与形成涂覆层的区域相应的、显影辊基材大致中心部分的直径。
14.一种成像装置，包括感光体，静电潜像形成在该感光体上；充电部件，其给感光体充电；和显影辊，该显影辊通过将调色剂转移到由充电部件充电的感光体上来进行显影，且利用浸涂技术来制造该显影辊，该显影辊包括小直径部分，该小直径部分的直径小于形成有调色剂层的调色剂层形成区域的直径，其中，通过使形成在与浸涂过程中的下侧相对应的一个端部上的涂覆层的膜厚度比涂覆层其他部分的膜厚度薄，来形成该调色剂层。
15.一种成像装置，包括感光体，静电潜像形成在该感光体上；充电部件，其给感光体充电；和显影辊，该显影辊置于由充电部件充电的感光体附近，且通过将调色剂转移到感光体上来进行显影，所述显影辊包括显影辊基材和涂覆层，其中所述显影辊基材在显影辊基材的轴向方向的至少一端上包含基材小直径部分，该基材小直径部分的直径小于显影辊基材的其他部分的直径，所述涂覆层通过浸涂技术涂覆并形成在显影辊基材的表面上，且该涂覆层包含小直径部分，该小直径部分的直径小于形成有调色剂层的调色剂层形成区域的直径，其中，通过使与浸涂过程中的下侧相对应的一个端部的涂覆层的膜厚度比涂覆层其他部分的膜厚度薄，来形成该调色剂层。
16.一种成像装置，包括感光体，静电潜像形成在该感光体上；充电部件，其给感光体充电；和显影辊，该显影辊通过将调色剂转移到由充电部件充电的感光体上来进行显影，通过采用浸涂技术的显影辊制造方法来制造该显影辊，其中这样制造显影辊将显影辊基材浸入到涂敷液中；以使基材小直径部分变成下侧的方式从涂敷液中取出显影辊基材；和在显影辊基材的表面上形成涂覆层，显影辊的显影辊基材置于感光体附近，该感光体由充电部件充电且其上形成有静电潜像，且所述显影辊通过将调色剂转移到感光体上来进行显影，所速显影辊基材在显影辊基材的轴向方向上的至少一端包括基材小直径部分，该基材小直径部分的直径小于显影辊基材的其他部分的直径。
17.一种成像装置，包括感光体，静电潜像形成在该感光体上；充电部件，其给感光体充电；和显影辊，该显影辊通过将调色剂转移到由充电部件充电的感光体上来进行显影，其中显影辊和充电部件被这样相对放置，即显影辊上没有形成涂覆层的非涂覆层部分和充电部件在感光体的轴向方向上重叠。
18.一种成像装置，包括感光体，静电潜像形成在该感光体上；充电部件，其给感光体充电；和显影辊，该显影辊通过将调色剂转移到由充电部件充电的感光体上来进行显影；和密封部件，其被置于显影辊的轴向方向上的一个端部附近且与该显影辊接触，该密封部件防止调色剂轴向向外移动，其中所述密封部件和所述充电部件被这样相对放置，即，在感光体的轴向方向上，所述充电部件被置于所述密封部件的外侧。
全文摘要
本发明提供一种显影辊，该显影辊设置在感光体的附近，该感光体由充电部件充电且在其上形成了静电潜像，显影辊通过将调色剂转移到感光体上来进行显影。显影辊包括调色剂层形成区域和小直径部分，其中，在该调色剂层形成区域，调色剂层形成在显影辊主体部分的表面上，该小直径部分的直径小于该调色剂层形成区域的直径，且该小直径部分被置于显影辊主体部分的表面上没有形成调色剂层的区域的至少一部分。
文档编号G03G15/00GK1603972SQ20041007815
公开日2005年4月6日 申请日期2004年9月16日 优先权日2003年9月29日
发明者萱原康史, 赤池彰俊, 铃木利昭, 斋木厚名, 安藤雅宏 申请人:富士施乐株式会社