显影辊、显影装置、处理盒以及成像设备的制作方法

专利名称：显影辊、显影装置、处理盒以及成像设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用在复印机、传真机、打印机等的显影辊、显影装置、处理盒以及成像设备。特别是，本发明涉及将显影套筒上携帯的显影剂输送给感光器和显影套筒以一定间隔相互面对的显影区并且显影感光器上的静电潜像以形成调色剂图像的显影辊和显影装置。本发明还涉及具有该显影装置的处理盒和成像设备。
背景技术：
显影套筒的外表面经受喷砂处理和用旋转磁场随机地将线性部件挤压到该外表面的电磁喷砂处理，并且外表面具有槽，以便在成像设备中的显影辊的显影套筒上携帯的显影剂有效地输送给感光鼓。由于显影套筒的外表面上的喷砂处理和槽，防止显影剂在以高速旋转的显影套筒上滑动，并且也防止由于这种滑动由剩余的显影剂引起的图像浓度降低。 具有经受喷砂处理的外表面的显影套筒由铝合金、黄铜、不锈钢和导电树脂其中的任何ー种制造，但是为了減少成本并且提高加工精度显影套筒通常由铝合金制造。在对用铝合金制造的显影套筒的外表面的喷砂处理中，通过在高温下对挤压成显影套筒的铝管吹出具有冷加工处理的磨粒/磨料颗粒在外表面上形成凹凸不平/粗糙。该表面粗糙度是大约Rz 5-15 u m0即便显影套筒以高速旋转，显影剂也附着在经过喷砂处理的显影套筒的外表面的凹凸不平上，因此能够防止显影剂滑动。但是，通过喷砂处理在显影套筒的外表面上形成的凹凸不平由于显影剂等被逐渐磨光，因为凹凸不平非常细。为此，经过喷砂处理的显影套筒变成平滑的，因为凹凸不平随着打印纸张的数目増加，即随着工作时间被磨光。因此，经过喷砂处理的显影套筒的显影剂携帯量逐渐減少，使得图像逐渐变淡。以这种方式，经过喷砂处理的显影套筒具有耐用性的问题。为了解决这个问题，显影套筒可以用高硬度不锈钢制造，或显影套筒的表面可以进行硬化处理，但是这些处理是不希望的，因为这些处理会増加成本。而且，具有有槽的外表面的显影套筒用铝、黄铜、不锈钢和导电树脂其中的任何ー种制造，但是为了減少成本并提高加工精度显影套筒通常用铝合金制造。在高温下挤压成显影套筒形状的铝管被移除，并且用具有冷加工处理的模具/冲模(die)形成槽。一般而言，槽包括，例如，截面方形形状、V形形状和U形形状，显影套筒外表面的槽深大约为0. 2_，在外径为(pl8的显影套筒中槽的数目大约为50。即便显影套筒以高速旋转显影剂也附着在经过槽加工的显影套筒的外表面上的槽中。因此防止显影剂滑动。形成在显影套筒的外表面上的槽明显大于通过喷砂处理形成的凹凸不平。使用这种结构，槽很难被磨损，并且显影剂携帯量不随着工作时间而減少。即，具有有槽的外表面的显影套筒与经过喷砂处理的显影套筒相比在稳定的显影剂携帯性能方面是有利的，因为即便具有有槽的外表面的显影套筒使用很长的时间磨损量也很小。但是，在显影套筒的外表面上的槽中携帯的显影剂的量大于没有槽的部分携帯的显影剂的量，因此由于槽，即，间距的不均匀/印刷密度的不均匀(Pitch uneveness)产生图像浓度的周期性变化。一般而言，槽的深度越大越较大地获得显影剂的携帯性能，但是由于根据槽的存在和不存在显影电解強度不同而容易产生间距不均匀性。相反，从电解強度的观点，如果槽窄则不易于产生间距不均匀性。但是，当调色剂、添加剂或显影剂的载体聚集在槽中时，由于显影剂携带性能下降引起的吸入的显影剂量的不足容易产生间距不均匀性。作为解决上述问题的对策，日本专利申请公开No. 2003-255692描述了显影套筒的槽深设置为0. Imm以上和0. 15mm以下，以便保持显影剂的携帯性能同时防止间距不均匀性。但是，近年来，为了获得高质量的图像，因为由于通过采用更小直径的调色剂和载体以及紧密接触显影的成像技术的进步，提高了显影可再现性，所以很容易表现出(distinguish)间距不均匀性。为了提高图像可再现性，通过利用具有8. 5 平均颗粒直径的小直径调色剂的显影方法，例如，由于该方法对显影剂量的变化 很敏感，明显地表现出间距不均匀性。因此，在日本专利申请公开No. 2003-255692中公开的成像设备中产生间距不均匀性。间距不均勻/印刷密度不均勻(pitch uneveness)的一部分原因是，由于在如图23,24所示的显影套筒200面向感光鼓201的显影区D中没有槽202的显影套筒200的外表面上显影剂203的滑动引起的显影剂203的量的减少导致图像浓度下降。显影剂203通常在显影套筒200面向感光鼓201的显影区D中移动，但是需要对显影区D输送大量显影剂203以便获得足够的图像浓度。为此，显影套筒200通常以I. 1-2. 5倍感光鼓201的表面速度旋转。当显影剂203以高速通过显影区D吋，对相对低速的感光鼓201的摩擦变成载荷阻力，因此，如图23所示，在显影套筒的没有槽202的一部分外表面上产生显影剂203的滑动和吸入的显影剂203的量不足。因此，与显影区D的旋转方向的上游侧相比，在显影套筒200的旋转方向的下游侧上显影剂量減少。相反，如图24所示，当槽通过显影区D时由于获得有效的携帯性能，显影剂203不滑动并且获得足够的吸入的显影剂的量。即，在槽202通过显影区D的周期中显影剂203的量根据存在或不存在滑动而波动，并且由于图像浓度不同产生间距不均匀性。日本专利申请公开No.2004-191835提出一种成像设备。该成像设备利用具有平均颗粒直径为4 y m以上和8. 5 y m以下大小的调色剂作为显影剂，并且在显影套筒的外表面上包括每个沿着纵向延伸的多个槽。相邻槽之间的间隔设置成小于显影剂沿着感光鼓的表面运动方向与感光鼓接触的显影区的宽度。按照这样的成像设备，显影套筒上的至少ー个槽总是存在于显影区，因此槽控制显影套筒上携帯的显影剂的滑动。因此，与显影区不存在显影套筒的槽的情况相比，在显影区的显影剂的量的变化減少。因此，即便使用具有
8.5 或以下的平均颗粒直径的小直径调色剂，由于图像浓度不同导致的间距不均匀性很难显现，同时形成具有良好图像可再现性的高质量图像。在日本专利申请公开No. 2004-191835中描述的显影套筒中要求槽之间的间隔窄。然而，借助于具有用冷加工处理挤压铝管的处理模具形成槽的方法受到限制。而且，即便能够获得形成槽的间隔，在作为外部成形措施的最終处理的切割处理/エ艺或磨削处理中槽深的偏差也増大，因此，产生由于槽深的偏差引起的图像浓度的不均匀性。另ー方面，作为形成槽的方法，同时磨削/研磨(grind) —个槽或多个槽的方法能够使槽之间的间隔很窄并且减少槽深的偏差，但是这种方法增加处理数目导致成本増加。
在日本专利申请公开No. 2007-86091中公开的电磁喷砂(electromagneticblast)处理中，能够控制显影剂的携帯量随着时间推移而減少。但是，因为线性材料随机地压入显影套筒的外表面上，很难设置能够获得长使用寿命同时获得合适的显影剂的吸入量的エ艺条件，并且为了在更高速的机器中保持高质量图像也很难解决吸入量的进ー步增カロ。本发明人公开ー种显影辊，其能够解决日本专利申请公开公开No. 2009-80447中的上述问题。在日本专利申请公开No. 2009-80447中描述的显影辊包括未示出的磁辊和在其内部具有该磁辊的显影套筒832，该显影套筒可旋转地支撑并且通过磁辊的磁力在外表面上吸附显影剂，如图25A-25C所示。该显影套筒832包括在其外表面上的许多凹陷839，该凹陷在平面图中具有椭圆形状。该许多凹陷839以一定间隔规则地设置，以便避免凹陷的交叠。
如上所述通过在显影套筒的外表面上设置许多凹陷839，凹陷839随着工作时间的磨损很难发生，以便能够控制显影剂携帯量随着工作时间的減少。而且，由于显影剂聚集在凹陷839中，显影剂聚集在外表面的部分以一定间隔布置，因而能够防止图像的不均匀性。此外，能够容易设置能够确保长工作寿命同时获得显影剂的合适的吸附量的エ艺条件，并且在设置的条件下提供能够有效地形成凹陷的优良加工性能。具有高图像面积率的图像通常用最新的成像设备中的着色输出，因此在更加要求致密图像中图像浓度的均匀性。在包括外表面上具有许多凹陷的显影套筒的显影辊中，产生图像浓度不均匀性的因素包括在显影套筒的旋转中的偏转精度和该显影辊的外表面的凹陷的形状精度。该显影套筒以具有直的轴心/轴线(shaft center) P的圆柱形的形状形成,如图26A所示的。虽然轴心P与旋转轴线Q —致是理想的，但是轴心P与旋转轴线Q不一致，因为由于制造中容许的误差不能获得直轴心P，如图26B、26C所示。如果如上所述显影套筒的轴心P拉伸，则在显影套筒的旋转期间，显影套筒的外表面沿着垂直于旋转轴线Q的方向位移，即，产生所谓的偏转。如果显影套筒的偏转大，则显影套筒和感光器之间的显影间隙根据显影套筒的旋转而波动，即偏转精度下降。为此，显影区的电场不能保持恒定，因此调色剂从显影套筒到感光器的移动量由于电场而波动，引起图像浓度的不均匀性。而且，用于控制显影剂厚度的显影套筒和刮墨刀片(doctor blade)之间的间隙根据显影套筒的旋转而波动。为此，由显影套筒携带的显影剂携带量不能保持恒定，因此类似于上面所述调色剂移动量波动，引起图像浓度的不均匀性。如果显影套筒的外表面上的凹陷的形状精度下降，具体说，如果凹陷的深度偏差大，则显影剂携带量根据凹陷深度而波动。因此由显影套筒携带的显影剂携带量发生变化。因此，调色剂从显影套筒到感光器的移动量波动，类似于上面引起图像浓度的不均匀性。如果凹陷深度偏差大，即便提高显影辊的偏移精度以避免显影间隙等的变化，也产生图像浓度的不均匀性。而且，如果旋转中显影套筒的偏转大，即便减小凹陷深度的偏差以避免显影套筒携帯的显影剂携帯量的变化，也产生图像浓度的不均匀性。因此为了防止显影辊中的图像浓度的不均匀性，必须提高显影套筒的偏转精度和套筒的凹陷的形状精度(具体说，凹陷深度精度)。但是，同时提高两者的精度在技术上是困难的，并且也增加成本。

发明内容
因此，本发明的目的是解决上述问题。更具体地说，本发明的目的是提供一种减少成本、能够防止由于显影套筒在旋转中的偏转所引起的图像浓度的不均匀性、同时控制在整个使用期限中显影剂携帯量的減少的显影辊，包括该显影辊的显影装置和包括该显影装置的成像设备。为了实现上述目的，本发明的一个实施例提供ー种显影辊，其包括磁辊和在其内部包括该磁辊的可旋转地支撑的显影套筒，其中该显影套筒以圆柱形形状形成并且构造成使得该圆柱形的轴心与该显影套筒的旋转轴线不一致，该显影套筒包括具有许多在平面图中的圆形或椭圆形凹陷的外表面，该凹陷以一定间隔规则地设置，并且设置在靠近旋转轴线的外表面部分中的凹陷的深度大于设置在远离旋转轴线的外表面部分中的凹陷的深度。


包括附图以进ー步理解本发明，并且附图构成本说明书的一部分。附图示出本发明的实施例，并且与说明书一起用来解释本发明的原理。图I是示出显影辊的一个实施例的剖视图。图2是示出图I中的显影辊的显影套筒的透视图。图3是示意地示出图2中的显影套筒的改进的(developed)外表面的视图。图4A是示意地示出图2中的显影套筒的外表面的放大部分的视图。图4B是沿着图4A中的VIB-VIB线的剖视图。图4C是沿着图4A中的VIC-VIC线的剖视图。图5是示出图2中的显影套筒的外表面的放大部分的视图。图6A、图6B每个是示出图2中的显影套筒的旋转轴和形成在该显影套筒的外表面上的凹陷的深度之间的关系的视图。图7是示出在图6A、图6B中的显影套筒的旋转中显影套筒和感光鼓之间的位置关系(距离)的视图(0度旋转角)。图8是示出在图6A、图6B中的显影套筒的旋转中显影套筒和感光鼓之间的位置关系(距离)的视图(90度旋转角)。图9是示出在图6A、图6B中的显影套筒的旋转中显影套筒和感光鼓之间的位置关系(距离)的视图(180度旋转角)。图10是示出在图6A、图6B中的显影套筒的旋转中显影套筒和感光鼓之间的位置关系(距离)的视图(270度旋转角)。图IlA是示出图2中显影套筒的修改实例的结构并且示意地示出外表面的放大部分的视图。图IlB是沿着图IlA中的VIB-VIB线的剖视图。图IlC是沿着图IlA中的VIC-VIC线的剖视图。图12是示出图IlB的放大部分的剖面图。
图13是示出形成在图4B所示的显影套筒的外表面上的凹陷的修改实例的剖面图。图14是示出形成在图4B所示的显影套筒的外表面上的凹陷的另ー个修改实例的剖面图。图15是示意地示出图3中所示的修改实例的显影套筒的改进的外表面的视图。图16是示意地示出图3中所示的另ー个修改实例的显影套筒的改进的外表面的视图。图17A是示出切割出图2中所示的显影套筒的外表面的表面 处理器的示意结构的侧视图。图17B是沿着图17A中的VIIIB-VIIIB线的剖视图。图17C是示出图17B中所示的放大的端铣刀的侧视图。图17D是示出图17C中所示的端铣刀的前端的正视图。图18是示出由设置在图17A中的表面处理器中的非接触式位移量测计测量的到显影套筒的外表面的距离、形成在该外表面上的凹陷的深度和显影套筒的旋转角度之间的关系的曲线图。图19是示出图17C中所示的端铣刀的修改的实例的侧视图。图20A、图20B每个是示出图2中的显影套筒的表面磨削加工的视图。图21是示出显影装置和处理盒的一个实施例的视图。图22是示出成像设备的一个实施例的视图。图23是示出常规的显影套筒吸入显影剂的状态的视图。图24是示出图23中所示的显影套筒吸入显影剂的另ー种状态的视图。图25A是示出另ー种常规的显影套筒的外表面的放大部分的视图。图25B是沿着图25A中的VXB-VXB线的剖视图。图25C是沿着图25A中的VXC-VXC线的剖视图。图26A在左侧提供示出显影套筒的轴心与显影套筒的旋转轴线一致的状态的侧视图，在右侧提供沿着Al-Al线的剖视图。图26B在左侧提供示出显影套筒的轴心与显影套筒的旋转轴线不一致的状态的侧视图，在右侧提供沿着A2-A2线的剖视图。图26C在左侧提供示出显影套筒的轴心与显影套筒的旋转轴线不一致的另ー种状态的侧视图，在右侧提供沿着A3-A3线的剖视图。
具体实施例方式本发明将重点集中在显影辊中的显影套筒的偏转和该显影套筒的外表面上的凹陷深度的偏差之间的关系上，该显影辊包括具有有许多凹陷的外表面的显影套筒。结果，本发明人发现通过根据该显影套筒的偏转的大小提供该凹陷深度的偏差能够防止图像浓度的不均匀性。在下文中，将顺序地描述(A)显影辊，(Al)用于该显影辊的显影套筒的表面处理的表面处理器，(B)显影装置，(C)成像设备和处理盒以及(D)用于证实本发明的效果的实验。下面将參考图1-16描述显影辊的实施例。
如各个附图所示，显影辊115包括磁辊133和其里面具有该磁辊133的可旋转地支撑的显影套筒132。该显影套筒132以圆柱形形状形成并且构造成使得该圆柱形的轴心P与该显影套筒132的旋转轴线Q不一致，该显影套筒132包括具有许多在平面图中的圆形或椭圆形凹陷139的外表面，该凹陷139以一定间隔规则地设置。设置在靠近旋转轴线Q的外表面部分中的凹陷130的深度大于设置在远离该旋转轴线Q的外表面部分中的凹陷139的深度。根据这种显影辊115，在靠近旋转轴线Q的上部中在显影套筒132和后面描述的感光鼓108之间的显影间隙大于远离旋转轴线Q的上部中在显影套筒132和后面描述的感光鼓108之间的显影间隙。在靠近旋转轴线的部分中的从显影套筒132向感光鼓108移动调色剂的电场比远离该旋转轴线的部分中的从显影套筒132向感光鼓108移动调色剂的电场弱。但是，通过将在靠近该旋转轴线部分中的凹陷139的深度设置成比远离该旋转轴线部分中的凹陷130深，在靠近旋转轴线的部分中的显影剂携帯量可以设置成大于远离该旋转轴线的部分中的显影剂携帯量。使用这种结构，较弱的电场能够被补偿(cover)，并且从显影套筒132到感光鼓108的调色剂移动量增加，因此显影套筒132调色剂移动量沿着圆周 方向能够相等。因此，由于显影套筒132的偏转引起的该显影套筒132的圆周方向上的图像浓度的不均匀性能够由凹陷深度的偏差引起的图像浓度的不均匀性抵消，因此在显影套筒132的圆周方向上的图像浓度能够相等。而且，设置在显影套筒132的外表面上的该许多凹陷139即使他们在长期使用中也很难被磨损。因此，能够防止图像浓度的不均匀性同时控制显影剂的携帯量随时间的減少。此外，靠近旋转轴线的部分和远离旋转轴线的部分表示凹陷靠近该旋转轴线或远离该旋转轴线的相对关系。下面将详细地描述显影辊115。该显影棍115包括显影套筒132,圆柱形的磁棍(磁体)133和金属圆柱芯棒134,如图I所示。该显影套筒132以圆柱形形状形成，如图2所示。该显影套筒132在其里面包括磁辊133并且设置成可绕圆柱轴心旋转。显影套筒132旋转使得其内圆周表面顺序地面向固定的磁极。显影套筒132用诸如铝合金、黄铜、不锈钢(SUS)或导电树脂的非磁性材料制造。在加工性和重量轻方面铝合金是有利的。当使用铝合金时优选用A6063、A5065或A3003。当使用SUS时优选利用SUS303、SUS304或SUS316。此外，在附图中所示的例子中，显影套筒132用铝合金制造。对于显影套筒132的外径优选大约是9-30_。对于显影套筒沿着纵向(轴向)的长度优选为大约是300-350mm。显影套筒132的外表面用图17A中所示的表面处理器I进行表面处理。每个在平面图中具有椭圆形的许多凹陷139设置在显影套筒132的外表面上，如图2、图3、图4A和图5所示。此外，凹陷139在平面图中以圆形形状形成。凹陷139形成在显影套筒132的外表面上，并且许多(多个)凹陷139规则地排列在显影套筒132的外表面上以避免交叠/重叠。在本发明中，凹陷139的规则设置意味着彼此相邻的凹陷139之间沿着显影套筒132的圆周方向和纵向的间隔是恒定的。此外，图
3、图4A和图5中，上下方向是显影套筒132的圆周方向，而左右方向是显影套筒132的纵向。凹陷139排列成使得其纵向沿着显影套筒132的纵轴。更具体地说，凹陷139排列成使得其纵向平行或大致平行于显影套筒132的纵向。在附图中所示的一个例子中，凹陷139的纵向相对于显影套筒132的纵向稍稍倾斜，并且排列成大致平行于显影套筒132的纵向。在本发明中，当凹陷139的纵向平行或大致平行于显影套筒132的纵向时，认为凹陷139的纵向平行于显影套筒132的纵向。多个凹陷139沿着显影套筒132的纵向排列，并且沿着显影套筒132的圆周方向彼此相邻的凹陷139排列在相差大约凹陷139的半个长度的相互不同的位置中，如图3、图4A和图5所示，S卩，如图3、图4A和图5所示，不对齐/错开(misaligned)大约凹陷139的半个长度。凹陷139螺旋地排列在显影套筒132的外表面上，如图3的虚线所示，这是因为凹陷139通过图17A所示的表面处理器I形成在显影套筒132的外表面上。凹陷139形成为在沿着宽度方向(即显影套筒132的圆周方向)的截面中具有V形 形状，如图4B所示，并且在沿着纵向(S卩，显影套筒132的纵向)的截面中具有圆弧形状的弯曲表面，如图4C所示。而且，凹陷139的纵向如图7所示稍稍弯曲，这是因为凹陷139由表面处理器I形成在显影套筒132的外表面上。在本发明中，即使其纵向与附图中所示的不同，其外边缘由直线形成并且稍稍弯曲，只要该凹陷的长度长于该凹陷的宽度，并且凹陷的外凸缘由曲线形成，则凹陷139也被认为是椭圆形形状。凹陷139沿着纵向(最长直径)的长度设置为0. 3mm或以上和2. 3mm或以下。凹陷139沿着宽度方向(最短直径)的宽度置为0. Imm或以上和0. 7mm或以下，并且凹陷139的深度设置成0. 03mm或以上和0. 15mm或以下。每IOOmm2的显影套筒132的外表面设置大约50-250个凹陷139。更具体地说，每IOOmm2的显影套筒132的外表面，许多凹陷139的总容积设置为0. 5mm3或以上和7. Omm3或以下。沿着与显影套筒132 —起旋转的后面描述的感光鼓108的圆周方向姆Imm设置一个或以上和三个或以下凹陷139。一般而言，显影剂的携帯性能响应凹陷139的深度的增加而改善，但是类似于外表面具有槽的常规的显影套筒容易产生周期性的间距不均匀性。另ー方面，使凹陷139的深度变浅/窄(nairow)使其难以发生周期性的间距不均匀性，但是显影剂126的携帯性能下降。近年来，因为由于使用小颗粒直径调色剂和载体的成像技术的进步、紧密接触显影等成像技术的进步而提高了图像可再现性，所以容易产生间距不均匀性。因此，通过将显影套筒132的凹陷139的深度设置成比较浅(narrower)并且增加凹陷139的分布密度保持显影剂携带性能并且防止间距不均匀性。其外径稍稍大于显影套筒132的内径的一对圆板部件132a、132b压入显影套筒132的两端中。一个圆板部件132a包括其直径与芯棒134的直径大致相同的圆孔132c和具有圆周面的切割部分(cut part)的圆柱驱动轴132d。孔132c设置在面向显影套筒132的内部的面的中心，芯棒的一端可旋转地插入孔132c中。驱动轴132d设置在面向显影套筒132的外侧的面的中心。驱动轴132d接收来自未示出的显影套筒驱动器的旋转驱动力。另ー个圆板部件132b包括其直径与芯棒134的直径大致相同的圆形通孔132e。芯棒134可旋转地插入该通孔132e中。S卩，因为ー对圆板部件132a、132b可旋转地支撑，所以显影套筒132可以绕芯棒134旋转。下面将描述显影套筒132的旋转行为。理想地，显影套筒132以圆柱形形状形成使得轴心P成为直线并且轴心P与旋转轴线Q—致，如图26A所示。但是，由于制造中所容许的误差，显影套筒132实际上形成使得轴心P不是直线并且轴心P与旋转轴线Q不一致，如图26B、图26C所示。可能有这样的情況，即由于诸如ー对圆板部件132a、132b等的形状精度的其他因素，轴心P与旋转轴线Q
不一致。显影套筒132包括根据从旋转轴线Q到显影套筒132的外表面的距离具有一定深度的凹陷139。即设置在靠近旋转轴线Q的显影套筒132的外表面F的部分中的凹陷139 的深度比设置在远离旋转轴线Q的显影套筒132的外表面F的部分中的凹陷139的深度深。具体说，如图6A、图6B所示，作为ー个例子，设置在从旋转轴线Q到外表面F的距离为K (I)-K (7)的部分中的凹陷139 (1)-139 (7)变成在这方面，形成为K (1)〈K (2)〈K (3)〈K (4)〈K (5)〈K (6)〈K (7)，使得凹陷139的深度H (I)-H (7)满足下面的关系(I)H (I) >H (2) >H (3) >H (4) >H (5) >H (6) >H (7)…(I)设置在从旋转轴线Q到外表面F的距离为K (1)、K (7)_K (12)的部分中凹陷139
(1)、139 (7)-139 (12)变成在这方面，形成为 K (I) <K (12) <K (11)〈K (10) <K (9) <K(8)<K (7)，使得凹陷139的深度H (I)、H (7)-H (12)满足下面的关系(2):H (I) >H (12) >H (11) >H (10) >H (9) >H (8) >H (7)…(2)下面将描述形成凹陷139的操作。磁棍133用磁性材料制造,并且以圆柱形形状形成。未示出的多个固定磁极/静止磁极连接于磁棍133。该磁棍133固定在芯棒134的外圆周表面上而不绕轴线旋转。姆个固定磁极是长棒形磁体,并且连接于磁棍133。固定磁极沿着磁棍133的纵向，即显影辊155的纵向延伸，并且设置在磁辊133的整个长度上。磁辊133安放在显影套筒132中，即，显影套筒132在其里面包括磁辊133。其中ー个固定磁极面向后面描述的显影装置113的搅动螺杆118(图21)。这个固定磁极是用以吸入显影剂的磁极，在显影套筒132的外表面上，即显影辊115的外表面上产生磁力，并且将后面描述的显影装置113的容纳箱117的第二空间121中的显影剂126吸入到显影套筒132的外表面上。另ー个固定磁极面向感光鼓108。这个固定磁极是显影磁极,在显影套筒132外表面上，即显影辊115的外表面上产生磁力，并且在显影套筒132和感光鼓108之间产生磁场。这个固定磁极由磁场形成磁刷(magnetic brush)并且将吸附在显影套筒132的外表面上显影剂126的调色剂传输给感光鼓108。至少ー个固定磁极设置在上面所述的吸附磁极和显影磁极之间。这个固定磁极在显影套筒132的外表面上，即显影辊115的外表面上产生磁力，将未使用的显影剂126输送给感光鼓108，并且将用过的显影剂126从感光鼓108输送到容纳箱117中。当显影剂126吸附在显影套筒132的外表面上吋，固定磁极重叠该固定磁极磁力线中的显影剂126的多个磁载体，并且拉起/修整(nap)显影套筒132的外表面上的载体。影套筒132的外表面上的载体的拉起是多个磁载体在磁力线中被重叠的状态，以便以直立在显影套筒132的外表面的方式被提供。然后，调色剂吸附在拉起的载体上。即，显影套筒132通过磁辊133的磁力将显影剂126吸附在外表面上。下面将參考图7-10描述显影辊115的操作。图7-10是示意地示出沿着逆时针方向顺序地旋转90度的显影套筒132的视图。显影套筒132在其外表面上携带显影剂，并且将该显影剂输送给感光鼓108和显影套筒132的外表面之间的显影区D。由显影套筒132携帯的显影剂(调色剂)通过在显影区D产生的电场从显影套筒132移动到感光鼓108。当图7-10中所示的显影套筒132旋转时显影套筒132和感光鼓108之间的显影间隙G1-G4波动，因为如上所述，显影套筒132被形成为使得轴心P不是直线并且轴心P与旋转轴线Q不一致。由于显影间隙波动显影区D的电场也波动。即，显影区D 的电场的强度响应显影间隙的増加而减小，并且显影区D的电场的強度响应显影间隙的减小而増加。当显影间隙大时，设置在靠近旋转轴线Q的外表面F的部分中的凹陷139 (例如，凹陷139 (I))通过显影区D，当显影间隙小时，设置在远离旋转轴线Q的外表面的部分中的凹陷139 (例如，凹陷139 (7))通过显影区D。设置在靠近旋转轴线Q的外表面F的部分中的凹陷139的深度大于设置在远离旋转轴线Q的外表面F的部分中的凹陷139的深度(SP凹陷的深度包括偏差)。使用这种构造，当显影间隙大时，凹陷139的显影剂携帯量大，并且当显影间隙小时，凹陷139的显影剂携帯量小。由于这种原因，根据显影区D的电场的变化通过增减/波动(fluctuate)被输送该显影区D的显影剂的量，从显影套筒132向感光鼓108移动的调色剂的量可以是均匀的。如上所述，显影辊115包括磁辊133和在其里面具有该磁辊133的可旋转地支撑的显影套筒132。该显影套筒132以圆柱形形状形成并且构造成使得该圆柱形形状的轴心P与该显影套筒132的旋转轴线Q不一致，该显影套筒132包括在平面图中具有许多圆形或椭圆形的凹陷139的外表面，该凹陷139以一定间隔规则地设置，并且设置在靠近旋转轴线Q的外表面的部分中的凹陷130的深度大于设置在远离该旋转轴线Q的外表面的部分中的凹陷139的深度。根据这种显影辊115，在靠近旋转轴线Q的上部中显影套筒132和后面描述的感光鼓108之间的显影间隙大于远离该旋转轴线Q的上部中的显影套筒132和感光鼓108之间的显影间隙。在靠近旋转轴部分中的将调色剂从显影套筒132移动到感光鼓108的电场比远离该旋转轴部分中的电场弱。但是，通过将靠近旋转轴部分中的凹陷139的深度设置成比远离该旋转轴线部分中的凹陷130的深度深，在靠近该旋转轴的部分中的显影剂携带量能够设置成大于远离该旋转轴线的部分中的显影剂携帯量。使用这种设置，较弱的电场能够被补偿(covered)，并且从显影套筒132到感光鼓108的调色剂移动量增加，以便显影套筒132的调色剂移动量沿着圆周方向能够相等。因此，由于显影套筒132的偏转引起的沿着显影套筒132圆周方向的图像浓度的不均匀性能够被由于凹陷深度的偏差引起的图像浓度的不均匀性抵消，因此沿着显影套筒132圆周方向的图像浓度能够相等。而且，设置在显影套筒132的外表面上的许多凹陷139即便长时间使用也很难被磨损。因此，能够防止图像浓度的不均匀性，同时控制显影剂携帯量随时间的減少。凹陷139包括沿着显影套筒132的圆周方向的V形形状截面，并且凹陷139包括沿着显影套筒132的纵向的圆弧形形状截面。使用这种结构，能够增加容纳在凹陷139中的显影剂的量，因此能够携帯足够量的显影剂。
沿着显影套筒132的圆周方向彼此相邻的凹陷139沿着显影套筒132的纵向排列在相互不同的位置中。使用这种设置，可以防止在显影套筒132的外表面上没有凹陷139的部分和在显影套筒132的外表面上具有许多凹陷139的部分，即，可以防止凹陷139的密度不均匀性。因此，能够防止被吸附到显影套筒132的外表面上的显影剂的不均匀性，即，显影剂能够被均匀地吸附在显影套筒132的外表面上。因此能够防止图像的不均匀性。凹陷139螺旋地排列显影套筒的外表面上。使用这种设置，能够防止被吸附到显影套筒132的外表面上的显影剂的不均匀性，即，显影剂能够被均匀地吸附在显影套筒132的外表面上。因此能够防止图像的不均匀性。在上面的实施例中，凹陷139包括沿着显影套筒132的圆周方向的V形形状截面，并且凹陷139包括沿着显影套筒132的纵向的圆弧形形状截面。但是截面形状不限于此。例如，如图11A-11C所示，沿着显影套筒132的圆周方向的凹陷139的截面形状可以形成为圆弧形状，并且沿着显影套筒132的纵向凹陷139的截面形状可以形成为圆弧形 状。使用这种结构，类似于V形形状，能够增加容纳在凹陷139中的显影剂的量，并且因此能够携带足够量的显影剂。而且，在沿着显影套筒132的圆周方向的截面中显影套筒132的外表面和凹陷139的内表面之间的角度e (參考图12)优选为60°或以下，以便避免由上面描述的显影磁极引起的显影浓度不同。此外，在图11A-12中，相同的附图标记用于与上面实施例中的各部分相同的部分。在上面的实施例中，凹陷139包括沿着显影套筒132的圆周方向的V形形状截面。但是，沿着显影套筒132的圆周方向凹陷139的截面形状可以适当地改变，如图13、图14所示。图13示出具有平底的V形形状凹陷139，而图14示出具有圆弧形底部的V形形状的凹陷139。此外，在图13、图14中，相同的附图标记用于与上面实施例的各部分相同的部分。在上面的实施例中，凹陷139螺旋地排列在显影套筒132的外表面上，并且每个凹陷139稍稍弯曲。但是，凹陷139可以沿着显影套筒132的纵向和显影套筒132的圆周方向直线地/线性地排列，如图15、图16所示。在上面的实施例中，沿着显影套筒132的圆周方向彼此相邻的凹陷139沿着显影套筒132的纵向被排列在大约相差凹陷139的半个长度的相互不同的位置中。但是，沿着显影套筒132的圆周方向的彼此相邻的凹陷139可以沿着显影套筒132的纵轴方向被排列在相差任意长度的相互不同位置中，例如凹陷139的1/3或1/4长度。(Al)表面处理器下面将描述用在显影辊115的显影套筒132的表面处理中的表面处理。凹陷139通过图17A所示的表面处理器I形成在显影套筒132的外表面上。表面处理器I包括底座3、支架/保持器(holderM、作为旋转驱动器的电机2、作为移动装置的刀具移动单元/工具移动单元5、刀具/工具(tool) 6以及未示出的作为控制器的控制装置。板形的基座3设置在エ厂的底板、台等上。基座3的上表面与水平方向保持平行。基座3的平面形状是长方形。支架4包括固定保持部分7和滑动保持部分8。固定保持部分7包括沿着纵轴方向设置在基座3 —端的固定立柱9和设置在该固定的立柱9的上端部分中的旋转卡盘10。旋转卡盘10以厚圆板形式形成，并且以其中心为中心由该固定立柱9的上端部分可旋转地支撑。旋转卡盘10的旋转中心设置成平行于基座3的表面，并且柱形卡盘销11设置在该旋转卡盘10的中心部分。该卡盘销11设置成与旋转卡盘10同轴。该滑动保持部分8包括滑块12、滑动立柱13和设置在该滑动立柱13的上端部分的旋转卡盘14。滑块12设置在基座3的表面上，以沿着底座3的表面，即，旋转卡盘10的卡盘销11的轴心，可滑动。滑块12的位置沿着旋转卡盘10的卡盘销11的轴心方向适当地固定。滑动立柱13设置在滑块12上。旋转卡盘14以厚圆板的形式形成并且连接于设置在该滑动立柱13的上端部分中的电机2的输出轴。旋转卡盘14的旋转中心与固定保持部分7的旋转卡盘10的卡盘销11同轴地设置。圆柱卡盘销15设置在旋转卡盘14的中心部分。该卡盘销15与旋转卡盘14同轴地设置。在支架4中，在凹陷139被成形之前显影套筒132设置在卡盘销11和15之间，其中滑动保持部分8与固定保持部分7分开。然后，滑动保持部分8靠近固定保持部分7，并 且卡盘销11和15的前端被插入显影套筒132的端部。然后，滑块12在显影套筒132被夹在卡盘销11和15之间的状态被固定。因此，支架4保持显影套筒132同时将显影套筒132夹在卡盘销11和15之间。在这种情况下，支架4将显影套筒132保持成当显影辊115连接于后面描述的显影装置113时使得显影套筒132的旋转轴线与显影套筒132的旋转轴线—致。电机2连接于滑动保持部分8的滑动立柱13的上端部分。电机2绕其中心旋转旋转卡盘14。响应旋转卡盘14的旋转，电机2绕其轴心旋转夹在卡盘销11和15之间的显影套筒132。刀具移动单元5包括线性导向器16和用于移动的未示出的致动器。线性导向器16包括导轨17和滑块18。导轨17设置在基座3上。导轨17线性地形成，并且导轨17设置成使得其纵向平行于基座3的纵向和卡盘销11、14的轴心，即夹在该卡盘销11、15之间的显影套筒132的轴心。滑块18由导轨17支撑以沿着导轨17的纵向可移动。致动器连接于基座3，并且沿着基座3的纵向和卡盘销11、15的轴心，即夹在该卡盘销11、15之间的显影套筒132的轴心，滑动该滑块18。如图17B所示，刀具6包括刀具主体19、用于旋转作为刀具旋转部分的刀具的电机20和作为旋转刀具的端铣刀21。刀具主体19以柱形状形成并且设置在滑块18上。该刀具主体19包括用于检测套筒表面的非接触式位移量测计19a和用于控制切ロ/切割(cutout)的压电致动器1%。非接触式位移量测计19a沿着径向(旋转方向)设置，其中显影套筒132的旋转轴线Q作为中心，并且测量从非接触式位移量测计19a到显影套筒132的距离d。使用这种结构，通过从前面设置的从非接触式位移量测计19a到旋转轴线Q的距离减去上面的距离d可以计算从旋转轴线Q到外表面的距离dl。而且，刀具主体19相对于图17b中的滑块18沿着左右方向由压电致动器19b移动，因此端铣刀21调节显影套筒132的外表面的切割深度(即，凹陷139的深度)。用于旋转刀具的电机20设置在刀具主体19的上端部分上。用于旋转刀具的电机20被设置成其输出轴从刀具主体19的上端部分朝着夹在卡盘销11、15之间的显影套筒132伸出的状态。用于旋转刀具的电机20的输出轴22被设置成其轴心平行于基座3的表面并且与夹在卡盘销11、15之间的显影套筒132的轴心相交(在该图中与显影套筒132的轴心正交)的状态。端铣刀21作为整体以圆柱形状形成，并且连接于用于旋转刀具的电机20的输出轴22的前端部分。使用这种结构，端铣刀21被设置成轴心平行于基座3的表面并且与夹在卡盘销11、15之间的显影套筒132的轴心相交(在该图中与显影套筒132的轴心正交)的状态。端铣刀21被设置成从刀具主体19的上端部分朝着夹在卡盘销11、15之间的显影套筒132伸出。端铣刀21包括圆柱形的主体23和两个切割刀片24。该主体23连接于刀具主体19。切割刀片24在显影套筒132 —侧上沿着圆周方向以一定间隔设置在该主体23的前端部分。刀具6可以包括未示出的支承辊(backup roller)、辅助辊，复制辊等，用于保持显影套筒132的位置抵抗由于用端铣刀21切割施加于该显影套筒132的力。这些辊设置成平行于显影套筒132，并且辊的外表面相互接触。
当端铣刀21通过用于旋转刀具的电机20绕轴心旋转时，刀具6在显影套筒132的外表面上形成凹陷139。而且，到套筒的表面的距离d (即，偏转)在旋转显影套筒132的同时由非接触式位移量测计19a測量，如图17B所示，并且滑块18和刀具6的位置通过操作用于控制切ロ的压电致动器19b相对地位移，并且形成在显影套筒132的外表面上的凹陷139的深度根据距离d来控制。控制器是包括已知的RAM、R0M、CPU等的计算机。控制器连接作为旋转驱动器的电机2、用于移动刀具移动单元5的致动器、用于旋转刀具6的电机20等。该控制器控制上述这些部件以控制整个表面处理器I。在形成显影套筒132的外表面上的凹陷139中，控制器通过作为旋转驱动器的电机2绕其轴心旋转显影套筒132，并且通过用于旋转刀具的电机20绕其轴心旋转端铣刀21，以便沿着显影套筒132的轴心(纵向)由用于移动的致动器移动该刀具6。控制器控制切割刀片24以根据端铣刀21的旋转，在显影套筒132的外表面上间歇地进行切割加工，以便形成许多凹陷139。在这种情况下，由非接触式位移量测计19a测量的到套筒的表面的距离d反馈给压电致动器19b用于控制切ロ，并且刀具6和显影套筒132的外表面相对位移，以便控制凹陷139的深度。具体说，当距离d短(即从旋转轴线Q到外表面的距离dl长)时沿着离开显影套筒的方向移动刀具6使得凹陷139的深度减小，并且当距离d长(即当上述距离dl短)时沿着靠近显影套筒的方向移动刀具6使得凹陷139的深度増加。显影套筒132的凹陷139沿着纵向的曲率半径根据切割刀片24的外边缘的曲率半径被限定，凹陷139的深度根据切割刀片24的切割量被限定，并且凹陷139沿着显影套筒132的纵向的间隔根据刀具6的移动速度被限定。控制器控制作为旋转驱动器的电机2、用于移动刀具移动单元5的致动器和用于旋转刀具6的电机20以满足下面的等式1，其中沿着圆周方向设置在显影套筒132的外表面上的凹陷139的数目是n，作为旋转驱动器的电机2的旋转数目，即显影套筒132的旋转数目是NI，端铣刀21的切割刀片24的数目是m，而端铣刀21的旋转数目是N2 :其中N2 = NlX (n/2)/m(n :奇数)…等式I。这些參数每个通过控制器适当地改变，并且凹陷139的尺寸或密度自由地改变，以便显影套筒132的外表面能够被加工/处理。控制器与诸如键盘的各种输入装置和诸如显示器的各种显示装置连接。下面将描述通过用上述的表面处理器I对显影套筒132的外表面施加切割加工制造显影套筒132的过程。首先，显影套筒132的数目从输入装置输入到控制器。在控制器将作为刀具6中的旋转刀具的端铣刀21定位在加工开始位置中，即显影套筒132的一个端部之后，在形成凹陷139之前显影套筒132由支架4保持。在这种情况下，显影套筒132设置成与卡盘销
11、15同轴。当输入来自输入装置的操作开始命令时，控制器根据上述的等式1，驱动作为旋转驱动器的电机2、用于移动刀具移动单元5的致动器和用于旋转刀具6的电机20等。然后， 绕轴心旋转的端铣刀21的切割刀片24对显影套筒132的外表面间歇地施加切割加工以形成凹陷139。即，通过使用绕轴心旋转的旋转刀具6的切割加工在显影套筒132的外表面上形成凹陷139。作为旋转驱动器的电机2、用于移动刀具移动单元5的致动器和用于旋转刀具6的电机20被同时驱动。使用这种设置，端铣刀21和显影套筒132沿着显影套筒132的纵向相对移动，同时与端铣刀21相交的显影套筒132绕轴心旋转，因此通过使用绕轴心旋转的旋转刀具6对显影套筒132的外表面施加切割加工，形成凹陷139。通过改变端铣刀21对显影套筒132的位置，能够调节沿着圆周方向的截面中的上游侧的侧面和通过该套筒的圆周方向的中心的虚拟面之间的角度以及下游侧的侧面和通过该套筒的中心的虚拟面之间的角度。在完成对显影套筒132的外表面的切割加工时，在端铣刀21位于显影套筒132的加工完成位置，即，显影套筒132的另一端部分之后，控制器停止作为旋转驱动器的电机2、用于移动刀具移动单元5的致动器和用于旋转刀具6的电机20。然后，滑动保持部分8与固定保持部分7分开，在外表面上形成许多凹陷139的显影套筒132从保持部分7、8的卡盘销11、15移除，并且新的显影套筒132被保持在支架4上。因此，通过对显影套筒132的外表面施加切割加工，在显影套筒132的外表面上形成许多凹陷139，并且获得上述的显影套筒132 (參考，例如图2)。根据这种表面处理器1，凹陷139规则地设置。使用这种设置，容易设置能够获得长工作寿命同时确保用于吸入显影剂126的最合适的量的加工条件，利用这种设置的条件，凹陷139能够有效地形成并且获得极好的加工性。此外，每个沿着显影套筒132的纵向是长的许多凹陷139，规则地设置在显影套筒132的外表面上，并且每IOOmm2的显影套筒的外表面的面积，凹陷139的总容积设置为
0.5mm3或以上，因此获得足够的显影剂126的携帯性能。通过规则地设置姆个具有相同形状和量度(measurement)的凹陷139,能够防止由于携带性能的不均匀性引起的图像的不均匀性，并且通过在显影区D设置许多凹陷139也能够防止由于显影剂126的滑动引起的图像的不均匀性，因为沿着圆周方向感光鼓108的外表面的每Imm存在I. 0或以上的显影套筒132的凹陷139。由于凹陷139的纵向平行于显影套筒132的纵向，所以被泵送的显影剂126平行于显影套筒132的纵向被提供。由于这个原因，即便显影套筒132旋转，吸入的显影剂126也很难从显影套筒132的外表面下落。因此，椭圆形的凹陷139具有类似于常规上所用的槽的作用，因此能够确保吸入的显影剂126的量。凹陷139沿着显影套筒132的纵向的截面形状用端铣刀21形成为如图4A-4C所示的V形形状，图17C、图17D所示的该端铣刀21的切割刀片24的外边缘25具有鋭角，并且凹陷139沿着显影套筒132的纵向的截面形状被形成为圆弧形形状。通过将凹陷形成为上述的形状，容纳在凹陷139中的显影剂的量能够增加，因此能够携帯足够量的显影剂。通过利用端铣刀21，凹陷139沿着显影套筒132的圆周方向的截面形状被形成为如图11A-11C所示的圆弧形状，并且凹陷139沿着显影套筒132的纵向的截面形状也被形成为圆弧形状，其中图19中所示的该端铣刀21切割刀片24的外边缘具有圆弧形状。通过将凹陷形成为上述形状能够增加容纳在凹陷139中的显影剂的量，因此能够携帯足够量的显影剂。通过适当地改变切割刀片24的外边缘25的形状，能够形成具有图13、图14所示 形状的凹陷139。因为凹陷139用端铣刀21形成在显影套筒132的外表面，所以凹陷139规则地并且有效地形成在显影套筒132的外表面上。因此，能够防止图像的不均匀性。而且，因为通过移动端铣刀21同时绕轴心旋转显影套筒132来形成凹陷139，所以凹陷139规则地并且有效地形成在显影套筒132的外表面上。因此，能够防止图像的不均匀性。在上述的实施例中，凹陷139螺旋地排列显影套筒132的外表面上，并且通过同时并连续地操作电机2、20和致动器，每个凹陷139形成为圆弧形状。但是，如图15、图16所示，通过适当地间歇地操作电机2、20和致动器，凹陷139沿着显影套筒132的纵向能够以直线形成，或许多凹陷139沿着显影套筒132的圆周方向能够以直线形成。沿着显影套筒132的圆周方向彼此相邻的凹陷139能够沿着显影套筒132的纵向被排列在相差大约凹陷139的半个长度的相互不同的位置中，并且沿着显影套筒132的圆周方向彼此相邻的凹陷139能够沿着显影套筒132的纵向被排列在相差任意长度的相互不同的位置中，例如，相差凹陷139的长度的1/3或1/4。在上述表面处理器中，通过沿着显影套筒132的纵向移动端铣刀21，端铣刀21和显影套筒132相对移动。通过沿着显影套筒132的纵向移动端铣刀21和显影套筒132中的至少ー个，端铣刀21和显影套筒132能够相对移动。因为显影套筒132的凹陷139是通过切割加工形成，所以凹陷139的周边可能包括毛刺。在这种情况下，显影套筒132通过在外表面上接触缠绕带同时沿着图20A所示的ー个方向旋转被研磨，用于除去毛刺。但是，如果这个表面进行磨削加工，则在旋转方向下游侧的部分中凹陷139的边缘可能包括毛刺，如图20B所示。由于这个原因，为了避免毛刺影响显影剂的携帯性能，显影辊115设置在后面描述的显影装置113中以便沿着与表面磨削/研磨中相同的ー个方向旋转显影套筒132。(B)显影装置下面将參考图21描述显影装置的一个实施例。显影装置113包括显影剂供给器114、壳体/箱体125、作为显影剂携带者的显影辊115以及作为调整器的刮墨刀片116，如图21所示。显影剂供给器114包括容纳箱117和作为搅动部件的ー对搅动螺杆118。容纳箱117被形成为盒子形状，其长度大致与感光鼓108的长度相同。容纳箱117在其里面包括沿着该容纳箱117的纵向延伸的隔离物119。该隔离物119将容纳箱117内部分成第一空间120和第二空间121。第一空间120和第二空间121的两个端部相互连通。第一空间120和第二空间121两者都容纳显影剂126。显影剂126包括调色剂和磁载体(磁粉)。调色剂适当地供给距离显影辊115比第二空间远的第一空间120的ー个端部。调色剂是通过乳液聚合法或悬浮聚合エ艺制造的球形细微颗粒。此外，调色剂可以通过粉碎各种颜料或染料被混合并散布在其中的合成树脂制造的块状物得到。调色剂的平均颗粒直径为3 u m或以上和7 y m或以下。调色剂可以通过粉碎加工等 形成。磁载体放置在第一空间120和第二空间121两者中。磁载体平均颗粒直径为20 iim或以上和50 u m或以下。搅动螺杆118安装在第一空间120和第二空间121两者中。搅动螺杆118的纵向大致平行于容纳箱117、显影辊115和感光鼓108的纵向。搅动螺杆118设置成绕其轴心可旋转，并且构造沿着轴心输送显影剂同时通过绕轴心旋转搅动调色剂和磁载体。在图中所示的例子中，在第一空间120中的搅动螺杆118从ー个端部向另ー个端部供给显影剂126。在第二空间121中的搅动螺杆118从另ー个端部向一个端部供给显影剂 126。根据上述结构，在显影剂供给器114中，供给第一空间120的一个端部的调色剂被输送给第一空间的另一个端部同时与磁载体一起搅动，并且该调色剂从第一空间120的另一个端部输送给第二空间121的另ー个端部。然后，调色剂和磁载体在第二空间121中被搅动，并且在沿着轴心方向输送的同时供给显影棍115的外表面。壳体125形成盒子形状，并且连接于显影剂供给器114的容纳箱117以用容纳箱117覆盖显影辊115。壳体125在面内向感光鼓108的部分上包括开ロ 125a。显影辊115以圆柱形形状形成，包括显影套筒132、磁辊133和芯棒134，并且设置在第二空间121和感光鼓108之间并且靠近上述的开ロ部分125a。显影辊115大致平行于感光鼓108和容纳箱117两者。显影棍115以一定间隔相对于感光鼓108设置。显影棍115和感光鼓108之间的空间形成吸收感光鼓108上的显影剂126的调色剂的显影区D，并且通过显影静电潜像得到调色剂图像。在显影区D显影辊115面向感光鼓108。显影辊115的芯棒134设置成使得其纵向大致平行于感光鼓108的纵向，并且固定于不旋转的壳体125。显影辊115的显影套筒132可旋转地支撑于芯棒134。显影辊115设置在显影装置113中，其沿着与表面磨削相同的ー个方向旋转显影套筒132。刮墨刀片116相对于显影套筒132的外表面以一定间隔连接于上述的壳体125。刮墨刀片116刮具有一定厚度的显影剂126，该一定厚度大于在容纳箱117中的显影套筒132的外表面上的预定厚度，以便在显影套筒132的外表面上得到供给显影区D的预定厚度的显影剂126。显影装置113充分搅动显影剂供给器114中的调色剂和磁载体，并且通过固定磁极在显影套筒132的外表面上吸收搅动过的显影剂126。由于显影套筒132的旋转，显影装置113向显影区D输送通过多个固定磁极所吸收的显影剂126。显影装置113在感光鼓108上吸收显影剂126，显影剂的厚度通过刮墨刀片116控制在预定厚度。因此，显影装置113输送显影辊115上携帯的显影剂到显影区D，并且在感光鼓108上显影静电潜像以形成调色剂图像。显影装置113移除用过的显影剂126以容纳在容纳箱117中。容纳在容纳箱117中的用过的显影剂126再一次与第二空间121中的其他的显影剂126充分搅动，并且用于显影感光鼓108的静电潜像。此外，例如，如果未示出的调色剂浓度传感器检测到供给感光鼓108的调色剂的浓度下降，则显影装置113操作未示出的调色剂供给控制器以便从未示出的调色剂容器供给调色剂。如上所述，显影装置113包括显影辊115。使用这种结构，由于显影套筒132的偏转引起的沿着圆周方向的图像不均匀性被由于凹陷深度的偏差引起的图像浓度不均匀性所抵消，因此，能够使显影套筒132沿着圆周方向的图像浓度相等。而且，即便使用很长的时间，设置在显影套筒132的外表面上的许多凹陷139也很难被磨损。因此能够防止图像浓度的不均匀性，同时控制显影剂携帯量随时间逝去的減少。
显影套筒132的外表面在沿着ー个方向旋转时被磨削/研磨，并且显影辊115设置在显影装置113中以沿着该ー个方向旋转显影套筒132。在旋转时为了显影套筒132的外表面具有相同的状态，显影套筒132的外表面经受表面磨削加工，但是通过表面磨削加エ，显影套筒132的外表面上的凹陷139的外边缘在旋转方向下游侧上的部分中包括指向上游侧的毛刺J。如果显影辊115设置成使得凹陷139的外边缘上的毛刺J指向旋转方向的下游侧，则该毛刺J操作吸附显影剂，但是由于长时间使用该毛刺J被磨损，结果降低显影剂携带性能。因此，通过使显影套筒132的旋转方向与表面磨削加工中的显影套筒132的旋转方向一致，显影辊115设置成使得凹陷139的外边缘上的毛刺J指向旋转方向的上游侧。为此，能够避免由于凹陷139的外边缘上的毛刺J对显影剂携带性能的影响，因此能够防止由于长时间使用引起的显影剂携帯性能的下降和图像浓度随时间的下降。(C)成像设备和处理盒下面将參考图21、图22描述根据本发明的成像设备和处理盒的一个实施例。成像设备101在作为转印材料的记录纸张/记录介质107上形成诸如黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黒色(K)的每种颜色的图像(參见图22)。此外，对应于黄、品红、青和黑的相应颜色的单元用加在附图标记末尾的Y、M、C、K示出。成像设备101包括主体102、送纸单元103、对齐辊对110、转印单元104、定影单元105、多个激光写入单元122Y、122M、122C、122K和多个处理盒106Y、106M、106C、106K,如图22所示。主体102以盒子形状形成并且设置在地板等上。主体102装纳送纸単元103、ー对对齐辊110、转印单元104、定影单元105、多个激光写入单元122Y、122M、122C、122K和多个处理盒 106Y、106M、106C、106K。多个送纸单元103设置在主体102的下部。每个送纸单元103包括记录纸张107放置在其中并且可拆卸地连接于主体102的给纸盒123。送纸辊124压紧在给纸盒123中顶部记录纸张107上。送纸辊124将顶部的记录纸张107输送给转印单元104的后面描述的输送带129和设置在每个处理盒106Y、106M、106C、106K中的显影装置113的感光鼓108之间的空间。
对齐辊对110设置在记录纸张107从送纸单元103输送到转印单元140的输送路径上，并且包括ー对辊110a、110b。该对齐辊对110将记录纸张107夹在该对辊110a、IIOb之间，并且在将调色剂图像重叠在被夹的记录纸张107上的正时中将被夹的记录纸张107输送给转印单元104和处理盒106Y、106M、106C、106K之间的空间。转印单元104设置在送纸单元103的上面。转印单元104包括驱动棍127、从动辊128、输送带129和转印辊130Y、130M、130C、130K。驱动辊127设置在记录纸张107的输送方向的下游侧上，并且通过作为驱动源的电机而旋转。从动辊128可旋转地支撑于主体102，并且设置在记录纸张107的输送方向的上游侧上。输送带129绕驱动辊127和从动辊128两者缠绕。输送带129响应驱动辊127的旋转在图中沿着逆时针方向绕驱动辊127和从动辊128循环(连续运行)。输送带129和输送带129上的记录纸张107被夹在转印辊130Y、130M、130C、130K和处理盒106Y、106M、106C、106K之间。在转印单元104中，每个转印辊130Y、130M、130C、130K将从送纸单元103输送的记录纸张107压紧在每个处理盒106Y、106M、106C、106K的感 光鼓108的外表面上，并且将感光鼓108上的调色剂图像转印到记录纸张107上。转印单元104朝着定影单元105输送调色剂图像被转印在其上的记录纸张107。定影单元105设置在转印单元104的记录纸张107的输送方向的下游侧上，并且包括将记录纸张107夹在中间的ー对辊105a、105b。定影单元105压紧并加热从转印单元104向ー对辊105a、105b之间的空间输送的记录纸张107，使得从感光鼓108转印在记录纸张107上的调色剂图像定影在记录纸张107上。激光写入单元122Y、122M、122C、122K被设置在主体102的上部。激光写入单元122Y、122M、122C、122K分别对应处理盒106Y、106M、106C、106K。每个激光写入单元122Y、122M、122C、122K对通过后面描述的充电辊109均匀地充电的感光鼓108的外表面上发射激光，以便形成静电潜像。每个处理盒106Y、106M、106C、106K被设置在转印单元104和每个激光写入单元122Y、122M、122C、122K之间的空间。处理盒106Y、106M、106C、106K可拆卸地连接于主体102，并且大致平行于记录纸张107的输送方向设置。每个处理盒106Y、106M、106C、106K包括盒子壳体111、作为充电器的充电辊109、作为图像载体的感光鼓108、作为清洁器的清洁刀片112和显影装置113，如图21所示。因此，成像设备101至少包括ー个充电辊109、感光鼓108、清洁刀片112和显影装置113。盒子壳体111可拆卸地连接于主体102，并且装纳充电辊109、感光鼓108、清洁刀片112和显影装置113。充电辊109均匀地充电感光鼓108的外表面。感光鼓108相对显影装置113的显影辊115以一定间隔设置。感光鼓108以可绕轴心旋转的柱形形状或圆柱形形状形成。静电潜像通过作为曝光装置的激光写入单元122Y、122M、122C、122K形成在感光鼓108的外表面上。调色剂被吸收在感光鼓108的外表面上形成并携带的静电潜像上，以便显影该静电潜像。调色剂图像被转印到设置在输送带129和感光鼓108之间记录纸张107上。在调色剂图像转印到记录纸张107上之后，清洁刀片112除去剩余在感光鼓108的表面上的调色剂。正如在下面说明的，上述的成像设备101在记录纸张107上形成图像。在成像设备101中，第一感光鼓108旋转，并且该感光鼓108的外表面被充电辊109均匀地充电到-700V。感光鼓108的外表面被激光辐照，感光鼓108被曝光，并且图像部分被衰减到-150V，以便在感光鼓108的外表面上形成静电潜像。然后，在静电潜像的位置在显影区D上的情况下，-550V的显影偏压施加于静电潜像，吸附在显影装置113的显影套筒132的外表面上的显影剂126被吸收在感光鼓108的外表面上，以便显影该静电潜像，并且调色剂图像被形成在感光鼓108的外表面上。然后，由送纸单元103的送纸辊124输送的记录纸张107位于处理盒106Y、106M、106C、106K的感光鼓108和转印单元104的输送带129之间，并且形成在感光鼓108的外表面上的调色剂图像被转印到记录纸张107上。在成像设备101中，调色剂图像通过定影单元105被定影在记录纸张107上。这样做，彩色图像被形成在记录纸张107上。剩余在感光鼓108上的未转印的调色剂被清洁刀片112收集。除去剩余调色剂的感光鼓108通过未示出的中性灯/中和灯被初始化，并且用于下ー个图像形成过程。在成像设备101中，进行处理控制以便控制由于环境变化和老化引起的图像质量变化。具体说，首先，检测显影装置113的显影性能。具有某种调色剂图案的图像在恒定的 偏压下被形成在感光鼓108上，并且由未示出的光学传感器检测图像浓度以从浓度变化获得显影性能。通过改变调色剂浓度的目标值能够保持图像质量不变，因此显影性能变成预定的目标显影性能。例如，当由光学传感器检测的调色剂图案的图像浓度比目标显影浓度淡时，作为未示出的控制器的CPU操作未示出的调色剂供给控制器，以增加调色剂浓度，并且从未示出的调色剂容器供给调色剂。在这种情况下，调色剂浓度由未示出的调色剂浓度传感器检测。此外，形成在感光鼓108上的调色剂图案的图像浓度由于显影套筒132导致的图像浓度周期性不均匀性而在一定程度上变化。在上述的成像设备101中，处理盒106Y、106M、106C、106K包括处理盒壳体111、充电辊109、感光鼓108、清洁刀片112和显影装置113。但是，处理盒不总是必需具有处理盒壳体111、充电辊109、感光鼓108和清洁刀片112，只要它包括显影装置113即可。上述的成像设备101还包括可拆卸地连接于主体102的处理盒106Y、106M、106C、106K。但是，成像设备101不总是需要包括处理盒106Y、106M、106C、106K，只要它包括显影装置113即可。如上所述，处理盒106Y、106M、106C、106K (即，成像设备)包括具有显影辊115的显影装置113。使用这种结构，由于显影套筒132的偏转引起的圆周方向上的图像的不均匀性能够被由于凹陷深度的偏差引起的图像不均匀性所抵消，因此显影套筒132沿着圆周方向上的图像浓度能够相等。而且，即便使用很长的时间，设置在显影套筒132的外表面上的许多凹陷139也很难被磨损。因此，能够防止图像浓度的不均匀性，同时控制显影剂输送量随时间的減少。(D)用于证实本发明的效果的测试本发明人制造在下面的实施例1-3和比较例1-3中显影辊，并且证实通过利用该显影辊形成的图像浓度的不均匀性。(实施例I)用铝合金(A6063)制造的显影套筒用无心磨床进行磨削加工，以得到25mm外径。之后，通过驱动表面处理器I同时使用具有3mm外径的端铣刀21在显影套筒132的外表面上形成凹陷139。在这种情况下，显影套筒132的旋转速度是626rpm，端铣刀21的旋转速度是23200rpm，并且端铣刀21沿着显影套筒132的纵向的移动速度是0. 5mm/rev0端铣刀21相对于显影套筒132设置，使得该套筒圆周方向的截面中的上游侧的侧面和通过该显影套筒圆周方向的中心的的虚拟面之间的角度和该套筒下游侧的侧面和通过该套筒的中心的虚拟面的角度两者都是45°。每个凹陷139沿着显影套筒132的圆周方向的截面以具有
0.2mm的曲率半径的圆弧形状形成，每个凹陷139沿着显影套筒132的纵向的截面以具有
1.5mm的曲率半径的圆弧形状形成。凹陷139规则地排列成使得沿着显影套筒132的圆周方向的凹陷139之间的间隔为0. 27mm，沿着显影套筒132的纵向的凹陷139之间的间隔为0. 5mm。在这种情况下，从套筒的旋转轴线到套筒的外表面的距离dl根据由非接触式位移量测计19a测量的到套筒的外表面的距离d来计算，并且获得距离dl的最大值d_和最小值dmin。結果，从该最大值dmax减小到最小值dmin的值，dmax-dmin是25 ii m (即，大偏转宽度)。在这种套筒中，在具有距离dl的最大值dmax的部分中凹陷139的深 度设置为0. 050mm，而在具有距离dl的最小值dmin的部分中凹陷139的深度设置为0. 060mm。于是，通过根据距离dl用压电致动器19b控制切除/切ロ量来形成凹陷139，使得每个凹陷139得到与距离dl成反比的深度(即，凹陷深度的偏差)。之后，显影套筒用缠绕带(HGC 600)磨削。显影套筒的旋转速度设置为1520rpm，而带的进给速度设置为60mm/sec。在磨削中显影套筒的旋转方向设置为与使用该显影套筒时的旋转方向相同的方向。磁辊安放在这个显影套筒中，并且该显影辊被制成。(实施例2)除了套筒具有20 y m的CU-Clniin卿，中等偏转宽度)之外，显影辊的制造类似于实施例1，在具有dl的最大值dmax的部分中凹陷139的深度设置成0. 051mm，而在具有dl的最小值dmin的部分中凹陷139的深度设置成0. 059mm，并且通过根据距离dl用压电致动器19b控制切ロ量形成凹陷139，使得每个凹陷139得到与距离dl成反比的深度(即，凹陷深
度偏差)。(实施例3)除了显影套筒具有15pm的CLx-Clniin (即，小偏转宽度)之外，显影辊的制造类似于实施例1，在具有dl的最大值dmax的部分中凹陷139的深度设置成0. 052mm，而在具有dl的最小值dmin的部分中凹陷139的深度设置成0. 058mm，并且通过根据距离dl用压电致动器19b控制切ロ量形成凹陷139，使得每个凹陷139得到与距离dl成反比的深度(即，凹陷深
度偏差)。(比较例I)除了显影套筒具有25 pm的(!_-(!_ (即，大偏转宽度)之外，显影辊的制造类似于实施例I，通过用压电致动器19b控制切ロ量形成凹陷139，使得所有凹陷139得到0. 055mm的相同深度(即，没有凹陷深度偏差)。(比较例2)除了显影套筒具有20i!m的(1_-(し(S卩，中等偏转宽度)之外，显影辊的制造类似于实施例2，通过用压电致动器19b控制切ロ量形成凹陷139，使得所有凹陷139得到
0.055mm的相同深度(即，没有凹陷深度偏差)。(比较例3)除了显影套筒具有15pm的CLx-Clniin (即，小偏转宽度)之外，显影辊的制造类似于实施例2，通过用压电致动器19b控制切ロ量形成凹陷139，使得所有凹陷139得到0. 055mm的相同深度(即，没有凹陷深度偏差)。实施例1-3和比较例1-3中的每个显影辊安装在成像设备101中，并且在旋转显影辊45000000次(对应于输送3000000纸张)之后和之前，形成每个具有标准浓度的10个稳固图像/稳定图像(solid image)，即，用诸如-700V感光器表面电压，-150V曝光电压和-550V显影偏压的处理条件，形成10个初始的图像和10个老化的图像。用于形成图像的显影剂是双组分显影剂，其由具有35 y m平均体积粒径/体积颗粒直径的磁颗粒和具有5 平均体积粒径的调色剂制成。在这种情况下，磁颗粒和调色剂用Henschel混合器混合，磁颗粒具有包含具有作为芯子的铁素体的充电调节剂(conditioner)的树脂涂层，而调色剂用乳液聚合法制造，与带色彩的材料和具有作为主要组分的聚酯的充电控制剂混合，并且添加ニ氧化硅、氧化钛等。此外，调色剂浓度调节为7%重量比(7wt%)。其后，关于10个初始图像和10个老化图像中的每个，对应于显影辊的一个旋转的部分中的三个位置的浓度用光谱浓度计测量，并且在显影辊的上述一个旋转之后，对应于该旋转的部分中的三个位置的浓度用光谱浓度计测量。然后，在对应于显影辊的一个旋转的部分中的浓度(即，前者三个位置的平均浓度)和在上述的一个旋转之后，对应于该旋转 的部分中的浓度(即，后者三个位置的平均浓度)之间的差被计算为浓度中的不均匀性。然后，计算10个初始图像的浓度不均匀性的平均值并且计算10个老化图像的浓度不均匀性的平均值，并且通过利用下面的判断标准判断该平均值。图像浓度的不均匀性的判断标准O初始图像和老化图像的浓度不均匀性的平均值两者都小于0.03。X初始图像和老化图像的浓度不均匀性平均值的至少ー个为0. 03或以上。关于10个初始图像的每个，总共6个位置(前者三个位置和后者三个位置)的浓度平均值被计算为初始图像浓度，关于10个老化图像的每个，总共6个位置(前者三个位置和后者三个位置)的浓度平均值被计算为老化图像浓度。然后，计算在10个初始图像中的初始图像浓度的平均值和10个老化图像中的老化图像浓度的平均值，并且通过利用下面的判断标准判断。图像浓度下降的判断标准O老化图像浓度的平均值相对于初始图像浓度的平均值的减少小于10%X老化图像浓度的平均值相对于初始图像浓度的平均值的减少为10%或以上。实施例1-3和比较例1-3的上述评价结果示于表I中。表I
权利要求
1.ー种显影辊，其包括 磁棍；和 其内部包括所述磁辊的可旋转地支撑的显影套筒，其中 所述显影套筒以圆柱形形状形成并且构造成使得所述圆柱形的轴心与所述显影套筒的旋转轴线不一致， 所述显影套筒包括外表面，该外表面在平面图中具有许多圆形或椭圆形凹陷，该凹陷以一定间隔规则地设置，并且 设置在所述外表面靠近所述旋转轴线的一部分中的所述凹陷的深度大于设置在所述外表面远离所述旋转轴线的一部分中的所述凹陷的深度。
2.根据权利要求I所述的显影辊，其中所述凹陷沿着所述显影套筒的圆周方向包括V形形状截面，并且所述凹陷沿着所述显影套筒的纵向包括圆弧形形状截面。
3.根据权利要求I所述的显影辊，其中所述凹陷沿着所述显影套筒的圆周方向包括圆弧形形状截面，并且所述凹陷沿着所述显影套筒的纵向包括圆弧形形状截面。
4.根据权利要求1-3中任何一个所述的显影辊，其中沿着所述显影套筒的圆周方向彼此相邻的凹陷沿着所述显影套筒的纵向被排列在相互不同的位置中。
5.根据权利要求4所述的显影辊，其中所述凹陷螺旋地排列在所述外表面上。
6.ー种包括显影辊的显影装置，该显影辊包括显影套筒，其中所述显影辊由根据权利要求I的显影辊构成。
7.根据利要求6所述的显影装置，其中所述显影套筒的所述外表面在沿着ー个方向旋转时被磨削，并且所述显影辊被设置成沿着所述ー个方向旋转所述显影套筒。
8.ー种包括显影装置的处理盒，其中所述显影装置由根据权利要求6或7的显影装置构成。
9.ー种成像设备，其包括 感光器； 构造成为所述感光器的表面充电的充电装置； 构造成在所述感光器的充电的表面上形成潜像的曝光装置；和 构造成在所述感光器的表面上显影所述潜像的显影装置，其中 所述显影装置由根据权利要求6或7的显影装置构成。
全文摘要
本发明公开一种显影辊。该显影辊包括磁辊和其内部包括该磁辊的可旋转支撑的显影套筒，该显影套筒以圆柱形形状形成并且构造成使得该圆柱形的轴心与该显影套筒的旋转轴线不一致，该显影套筒包括具有许多在平面图中圆形或椭圆形凹陷的外表面，该凹陷以一定间隔规则地设置，并且设置在靠近旋转轴线的外表面部分中的凹陷的深度大于设置在远离该旋转轴线的外表面部分中的凹陷的深度。
文档编号G03G15/00GK102789158SQ201210156869
公开日2012年11月21日 申请日期2012年5月18日 优先权日2011年5月18日
发明者大泽正幸, 寺坂巧, 小岛敏男, 神谷纪行, 肥塚恭太, 阿部广也 申请人:株式会社理光