显影装置

摘要

本发明涉及一种显影装置，包括：第一基本元件，其承载并输送显影剂、在第一显影区域内显影静电图像；一限制元件，其限制由第一基本元件承载的显影剂的层厚；以及第二基本元件，其承载并输送自第一基本元件接收的显影剂、在第二显影区域内显影静电图像，第一基本元件由纯铝或铝合金制成，而第二基本元件由不锈钢制成。

权利要求

1.一种显影装置，其通过显影剂显影由图像承载元件承载的静电图像，包括：第一基本元件，其承载并输送显影剂、在第一显影区域内显影静电图像；

一限制元件，其限制由第一基本元件承载的显影剂的层厚；以及第二基本元件，其承载并输送自第一基本元件接收的显影剂、在第二显影区域内显影静电图像；其中，该第一基本元件由纯铝或铝合金制成，并且该第二基本元件由不锈钢制成。

2.如权利要求1所述的显影装置，其中，第二基本元件具有300Hv或更高的维氏硬度，第一基本元件是圆筒形的并满足下列关系式：

0＜mx＜1，

2

其中，m ＝(hP)/(kA)，2

h：对流热传递率＝10，以W/mK为单位，2

k：构成第一基本元件的材料的导热率，以W/mK为单位，P：2×(第一基本元件的纵向长度)+2×(第一基本元件的厚度)，以m为单位，2

A：(第一基本元件的纵向长度)×(第一基本元件的厚度)，以m 为单位，x：第一基本元件外周的周长/2，以m为单位。

3.如权利要求1所述的显影装置，其中，第二基本元件的外径小于第一基本元件的外径。

4.如权利要求1所述的显影装置，其中，第二基本元件与图像承载元件之间的最短距离长于第一基本元件与图像承载元件之间的最短距离。

说明书

显影装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于采用电子照相系统或静电记录系统成像的显影装置，尤其涉及一种具有多个显影剂承载元件的显影装置。

背景技术

[0002] 在诸如电子照相复印机一类的成像装置中，通常会使用一种磁刷显影方法，该磁刷显影方法采用作为显影剂承载元件的显影套筒。下面将描述该磁刷显影方法。

[0003] 首先，为了高效地在感光鼓上显影静电图像，双组分显影剂或单组分显影剂由显影套筒保持着。该显影套筒是一个中空的圆筒形显影剂承载元件，其由内有磁极的非磁性体制成。

[0004] 接着，显影剂从显影剂容器输送到与感光鼓相对的显影区域。由于磁场的作用，显影剂在显影区域内成了一穗磁性显影剂，显影剂在感光鼓的表面上滑动，由此使形成于感光鼓上的静电潜像显影。

[0005] 使用显影套筒的磁刷显影方法用在许多产品中，如单色数字复印机和要求高图像质量的全彩色复印机。

[0006] 当感光鼓的旋转移动速度相对较低的时候，也即在相对低速的复印机情况下，由于即便显影时间短也能获得优良的显影图像，一个显影套筒就足够了。然而，当感光鼓的旋转移动速度因现今复印机的高速要求而增大时，采用一个显影套筒并不总能形成优良的图像。

[0007] 作为对此的一种对策，有一种通过增大显影套筒的圆周速度来提高显影效率的方法。不过，如果显影套筒的圆周速度增大，作用在形成磁刷的显影剂上的离心力增大，显影剂的飞散也增加，复印机的内部受到污染，还存在装置机能低下的不利可能性。

[0008] 作为另一对策，提出一种所谓的多磁刷显影方法，其中，使用两个或更多的显影套筒，它们被安置成其周面相互靠近邻接，显影剂经过周面地被输送，显影时间增长，显影能力也增强(见日本专利第02699968号)。

[0009] 在具有两个或多个显影套筒的多磁刷显影类型的显影装置中，众所周知的显影装置将不锈钢(SUS)或铝用作显影套筒的基材的材料。

[0010] 然而，使用不锈钢显影套筒的显影装置具有以下问题。

[0011] 不锈钢具有相对较高的硬度，且由此具有良好的耐久性，但却存在导热率差的缺陷。因此，如果在显影套筒的附近存在热源，则在显影套筒的热源侧与相对侧之间产生温差，并且，显影套筒发生热变形，这样显影密度在某些情况下会在显影套筒的旋转周期内变化。

[0012] 作为解决该问题的对策，提出这样一种方法，即，在成像装置待机期间，显影套筒以一定的时间间隔一点一点地旋转，在显影套筒上的温度分布变化减小后开始复印操作。不过，该方法又有这样的问题，即，显影套筒驱动系统的寿命缩短，并且，显影剂会飞散。

[0013] 还提出一种方法，即，在用户按下复印键的同时，显影套筒只在一定的时间内旋转来消除显影套筒上温度分布的变化，然后再启动复印操作。然而，该方法存在第一次复印时间增加的问题。因此，需尽可能地均衡显影套筒上的温度分布。

[0014] 使用铝制显影套筒的显影装置具有以下问题。

[0015] 与不锈钢相反，铝具有较高的导热率，并且相对较软。因此，在某些情况下，耐久性不能令人满意。

发明内容

[0016] 本发明提供一种使用两种或多种承载显影剂的基材的显影装置，其能抑制因基材温度分布不均引起的热变形，并能形成无密度变化或不均衡的图像。

[0017] 本发明的显影装置通过显影剂显影由图像承载元件承载的静电图像，包括：第一基本元件，其承载并输送显影剂、在第一显影区域内显影静电图像、由纯铝或铝合金制成；一限制元件，其限制由第一基本元件承载的显影剂的层厚；以及第二基本元件，其承载并输送自第一基本元件接收的显影剂、在第二显影区域内显影静电图像、由不锈钢制成。

[0018] 本发明的其它特征将自下面参照附图对示范性实施例作出的说明中变得显而易见。

附图说明

[0019] 图1是示出根据第一实施例的成像装置结构的视图；

[0020] 图2是示出显影装置结构的视图；

[0021] 图3是在显影装置的显影套筒上输送显影剂流的说明图；

[0022] 图4A是显影装置温度分布的测量点A和B的说明图；

[0023] 图4B是示出显影套筒在其纵向上的尺寸的视图；

[0024] 图5是示出根据第二实施例的显影装置结构的视图；

[0025] 图6是示出根据第三实施例的显影装置结构的视图。

具体实施方式

[0026] 下面将基于附图详细描述本发明的成像装置。

[0027]

[0028] 【第一实施例】

[0029] 现采用附图描述本发明显影装置的第一实施例。图1是示出根据第一实施例的成像装置结构的视图。该实施例是可应用本发明的一种模式，并且本发明不局限于该实施例。

[0030]

[0031] (成像装置100)

[0032] 如图1所示，成像装置100是四色全彩色电子照相系统的成像装置，其具有四个成像部(成像站)。这四个成像部沿着作为中间转印元件的中间转印带7的旋转方向(箭头R7所指的方向)从上游向下游地安置。

[0033] 每个成像部包括作为图像承载元件的鼓筒状电子照相感光元件(下文称为“感光鼓”)1a、1b、1c和1d。该感光鼓1a至1d按序形成黄色、品红色、青色和黑色的调色剂图像。

[0034] 感光鼓1a至1d在箭头R1的方向(图1中的顺时针方向)上旋转和驱动。感光鼓1a至1d在其内分别包括加热器(热源)15a至15d。感光鼓1a至1d被这样控制，即，基于感光鼓上的温度检测件14a、14b、14c和14d的检测结果，将其温度维持在45℃左右。可将热电堆或热电阻类型的装置用作温度检测件14a、14b、14c和14d。

[0035] 充电器(充电机构)2、曝光装置(潜像形成机构)3、显影装置4、一次转印辊(一次转印机构)5以及鼓清洁器(清洁装置)6绕着各个感光鼓1a至1d沿着其旋转方向安置。

[0036] 环形中间转印带7环绕在一次转印辊5a至5d和二次转印对向辊8上。该中间转印带7被一次转印辊5a至5d从其背侧加压，中间转印带7的表面紧靠在感光鼓1a至1d上。当也充当驱动辊的辊8在箭头R8的方向上旋转时，中间转印带7在箭头R7的方向上旋转。中间转印带7的旋转速度基本上与各个感光鼓1a至1d的旋转速度(处理速度)相等。

[0037] 二次转印辊(二次转印机构)9被安置在中间转印带7的表面上与辊8相对应的位置。中间转印带7保持在二次转印辊9和辊8之间。在二次转印辊9和中间转印带7之间形成二次转印辊隙(二次转印部)T2。

[0038] 形成图像的转印材料P被堆叠在片材盒10中。该转印材料P通过一输送装置被供给到二次转印辊隙T2，该输送装置具有片材辊、输送辊以及对准辊(未示出)。

[0039] 在具有上述结构的成像装置中，四色全彩色的调色剂图像以下列方式形成在转印材料P上。

[0040] 首先，感光鼓1a至1d在感光鼓驱动电机(未示出)的驱动下以预定的处理速度在箭头所指的方向上旋转和驱动，并通过充电器2a、2b、2c、2d均匀充电至预定的极性和电位。通过曝光装置3a、3b、3c、3d基于图像信息对已充电的感光鼓1a至1d进行曝光，曝光部的电荷被除去，也就形成了各色静电图像。

[0041] 感光鼓1a至1d上的静电图像通过显影装置4a、4b、4c和4d被显影成黄色、品红色、青色和黑色的调色剂图像。这四种颜色的调色剂图像通过一次转印辊5a、5b、5c和5d被顺序地一次转印到中间转印带7上。按此方式，四色的调色剂图像叠置在中间转印带7上。在一次转印时没有被转移到中间转印带7上并残留在感光鼓1a至1d上的调色剂(残留调色剂)被鼓清洁器6a、6b、6c、6d去除掉。残留调色剂被去除掉的感光鼓1a至1d用于下一次的成像处理。

[0042] 自片材盒10由输送装置输送的转印材料P通过对准辊与中间转印带7上的调色剂图像同步地供给到二次转印辊隙T2。中间转印带7上的四色调色剂图像在二次转印辊隙T2中通过二次转印辊9被一起二次转印到供给的转印材料P上。

[0043] 其上已二次转印有四色调色剂图像的转印材料P被输送到定影装置11，在那里转印材料P被加热和加压，调色剂图像就固着在转印材料P的表面上。固着有调色剂图像的转印材料P被排放到排出托盘上。这样一来，在一张转印材料P的一个表面(表面)上的四色全彩色的成像处理就完成了。

[0044]

[0045] (显影装置4)

[0046] 现将使用图2来详细描述显影装置4。由于本实施例的成像装置主体中使用的显影装置具有相同的结构，故只描述其中的一个显影装置。在下面的解释说明中，显影装置4可以是显影装置4a、4b、4c和4d中的任何一个。

[0047] 图2描述的是显影装置4的结构。如图2所示，该显影装置4包括显影剂容器22、分隔壁23、输送螺杆24和25、以及显影套筒26和28。

[0048] 显影剂容器22的内部被分隔壁23分为显影室R1和搅拌室R2。调色剂颗粒和磁性载体混合而成的显影剂容纳在显影室R1和搅拌室R2中。可以用树脂磁性载体作为磁性载体。树脂磁性载体包括铁素体载体、粘合树脂、磁性金属氧化物或者非磁性金属氧化物。

[0049] 输送螺杆24容纳在显影室R1内。显影剂沿着显影套筒26和28的纵向通过旋转和驱动操作来输送。由容纳在搅拌室R2中的螺杆25形成的显影剂输送方向与由螺杆24形成的显影剂输送方向相反。

[0050] 分隔壁23在其前侧和纵深侧(显影装置在纵向上的两端)都带有开口。螺杆24输送的显影剂通过其中的一个开口被运送到螺杆25，而螺杆25输送的显影剂通过另一个开口被运送到螺杆24。

[0051] 在显影剂容器22接近感光鼓1的部分设有开口，而其表面上适度不规则的两个显影套筒、也即第一显影剂承载元件(上游显影套筒26)和第二显影剂承载元件(下游显影套筒28)设在开口处。每个显影套筒26和28的厚度为1mm、外径为30mm、上冲(thrust)方向上的长度为350mm。显影套筒26和28以300μm的微小间隙与感光鼓1相对。

[0052] 作为第一显影剂承载元件的上游显影套筒26在箭头R26的方向(与感光元件的旋转方向相反的方向)上旋转。该上游显影套筒26的厚度通过层厚限制刀片(层厚限制元件)21限定在适当的显影剂层厚，该层厚限制刀片位于显影容器开口的上端，随后，该上游显影套筒26将显影剂运载并输送到第一显影区域A1。辊形的第一磁辊27被固定和安置在上游显影套筒26内。该层厚限制刀片21距上游显影套筒26有一预定间隙地安置。

[0053] 第一磁辊27包括显影磁极S1，其与第一显影区域A1相对置。通过在第一显影区域A1内形成的显影磁场，显影剂成了一穗磁性显影剂，且也形成显影剂的磁刷。该磁刷与感光鼓1接触，该感光鼓1在第一显影区域A1内沿着箭头a的方向旋转，静电图像在第一显影区域A1内被显影。此时，磁刷上的一穗磁性显影剂调色剂和显影套筒表面上的一穗磁性显影剂调色剂都被转移到用于显影的静电图像的图像区域。

[0054] 在本实施例中，除了显影磁极S1外，第一磁辊27还包括磁极N1、N2、N3和S2。磁极N3和N2的极性相同并相互邻近，也就形成排斥磁场。因此，相对于显影剂，形成了屏障。

[0055] 下游显影套筒28是第二显影剂承载元件，其被安置在基本上与上游显影套筒26和感光鼓1两者相对的区域，这样该显影套筒28可以在箭头R28的方向上旋转。下游显影套筒28与上游显影套筒26一样包括非磁性材料，作为磁场产生元件的辊状第二磁辊29在不旋转的状态下安置于下游显影套筒28内。

[0056] 第二磁辊29包括5个磁极，也就是，磁极S3、N4、S4、N5和S5。磁极N4上的磁刷在第二显影区域A2内与感光鼓1相接触，并在感光元件通过第一显影区域A1后执行二次显影操作。磁极S3和磁极S5具有相同的磁性，也就在磁极S3和S5之间形成了排斥磁场，同时形成了相对于显影剂的屏障。磁极S3与装在上游显影套筒26内的第一磁辊27的磁极N3在套筒26和28彼此最接近的位置附近相对。

[0057]

[0058] (显影剂流)

[0059] 下面将描述显影剂流。图3是第一显影套筒26和第二显影套筒28的放大图。如图3所示，在第一显影套筒(上游显影套筒)26的磁极N3与N2之间形成排斥磁场，且在第二显影套筒(下游显影套筒)28的磁极S3与S5之间形成排斥磁场。磁极N3位于显影套筒26旋转方向上套筒26和28彼此最接近位置的上游位置。

[0060] 因此，在上游显影套筒26上输送并通过第一显影区域A1的显影剂到达磁极N3。显影剂依照箭头d所示的自磁极N3向磁极S3延伸的磁力线移向下游显影套筒28，且显影剂通过下游显影套筒28被输送到搅拌室R2内的输送螺杆25上。

[0061] 也就是说，显影剂被输送经过上游显影套筒26的N2→S2→N1→S1→N3，然后在磁极N3处被上游显影套筒26的排斥磁场挡住，并移动到下游显影套筒28。之后，显影剂被输送经过下游显影套筒28的S3→N4→S4→N5→S5，在磁极S5处被下游显影套筒28的排斥磁场挡住，然后剥落进入搅拌室R2内。

[0062] 作为运送极(运送部)的磁极N3和S3不必彼此完全相对。如果磁极N3自磁极彼此完全相对的位置(彼此最接近的位置)朝向显影套筒26旋转方向上的上游处于45°的偏差范围内且磁极S3与磁极N3基本相对，那么显影剂就可被平稳地运送。

[0063]

[0064] (显影套筒26和28的材料)

[0065] 现将描述构成显影套筒26和28的第一和第二基材的材料。

[0066] 按照惯例，考虑到性能和成本，非磁性的不锈钢(SUS)或铝常被用作显影套筒26和28的第一和第二基材的材料。正如在本发明所要解决的技术问题的段落中所述，不锈钢具有耐磨性好但热分布不均的问题，这样不锈钢很容易变形。铝的热分布均匀且不容易变形，但铝具有容易被刮削的问题。

[0067] 当非磁性的不锈钢被真正用作上游显影套筒26和下游显影套筒28的基材时，产生的问题在于，如果比如感光鼓定影的热源靠近套筒，在某些情况下就会引起套筒热变形。当将铝用作上游显影套筒26或下游显影套筒28的基材时，因某些情况下的刮削而达不到理想的使用寿命。

[0068] 在本实施例的显影装置4中，铝用作上游显影套筒26的基材的材料，而不锈钢用作下游显影套筒28的基材的材料。其理由将描述如下。

[0069] 这里所提到的不锈钢实例有SUS303、SUS304、SUS305和SUS316(见JISG4303)，任何一种都可使用。在本实施例中，使用SUS305，因为它的磁力弱且容易机加工。

[0070] 这里，铝是指纯铝或铝合金。铝合金是指以铝为主要成份的合金，混有钢、锰、硅、镁、锌或镍，由此增强了诸如强度一类的金属材料特性。

[0071] 当将不锈钢用作具有层厚限制刀片21的上游显影套筒26的基材材料时，如果上游显影套筒26因热分布不均而变形，那么层厚限制刀片21与显影套筒26之间的距离会出现周期性的变化。因此，涂布在显影套筒26上的显影剂量会因上游显影套筒26的旋转周期而变化。因此，密度也发生变化。

[0072] 由于下游显影套筒28从上游显影套筒26接收显影剂，下游显影套筒28不具有层厚限制刀片21。因此，即使下游显影套筒28因热分布不均而变形，不同于上游显影套筒26，在显影套筒28的旋转周期内也不会产生显影剂量的变化。因此，即便将不锈钢用作下游显影套筒28的基材材料，热变形的影响也小。

[0073] 当将铝用作显影套筒26和28的基材材料时，显影套筒26和28在自上游显影套筒26向着下游显影套筒28的显影剂运送部(磁极N3和S3)中被刮削。

[0074] 在运送部(磁极N3和S3)中，下游显影套筒28的表面需在这样的状态下自上游显影套筒26接收显影剂，即，下游显影套筒28的表面在与上游显影套筒26上的显影剂流的方向相反的方向上旋转。因此，下游显影套筒28与显影剂之间的滑动摩擦较大，且套筒容易被刮削。

[0075] 由于上游显影套筒26只将显影剂运送给下游显影套筒28，相对于显影剂的滑动摩擦较小。因此，即使使用铝材料，刮削的影响也是较小的，不会像下游显影套筒28那样。

[0076] 基于上述原因，上游显影套筒26容易热变形但不容易被刮削，因此，具有相对较高的导热率且不容易热变形的铝可以用于上游显影套筒26。下游显影套筒28容易被刮削但不容易热变形，因此，具有相对较好的耐磨性的不锈钢可以用于下游显影套筒28。

[0077]

[0078] (密度变化和刮削的实验)

[0079] 在本实施例的显影装置4中，由热变形引起的密度变化和刮削的实验是在改变显影套筒26的基材材料的情况下针对比较例1、2和实例1进行的。表1示出了实验结果。在实验中，不锈钢使用SUS305，铝使用A5000基铝合金。

[0080] 在比较例1中，两显影套筒26和28都使用不锈钢。在比较例2中，两显影套筒26和28都使用铝。在实例1中，铝用于显影套筒26，不锈钢用于显影套筒28。

[0081] 关于由热变形引起的密度变化，当感光鼓1通过加热器维持在45℃时，比较显影套筒26和28旋转周期内密度变化产生的有无。关于显影套筒26和28的刮削，进行了对应于500000张纸张的实验，并比较显影套筒26和28的刮削量。

[0082]

[0083] [表1]

[0084]显影套筒 显影套筒 显影套筒26 显影套筒28
密度变化
26 28 的刮削量 的刮削量
×
比较例1 不锈钢 不锈钢 ○2μm ○2μm
产生
○
比较例2 铝 铝 ○2μm ×7μm
不产生
○
实例1 铝 不锈钢 ○2μm ○2μm
不产生

[0085] 如表1所示，在比较例1中，产生密度变化，两显影套筒26和28在初期都被刮削2μm，但此后不被刮削。

[0086] 在比较例2中，不产生密度变化，但下游显影套筒28的刮削量较大(7μm)，显影剂的输送性能降低，导致产生显影剂输送不良。如果只是下游显影套筒28的输送性能降低，显影剂仍残留在输送部(磁极N3和S3)内，就会出现感光鼓上的图像被刮擦且穗状磁性显影剂附着在感光鼓上的问题。

[0087] 在实例1中，不产生密度变化，显影套筒26和28在初期都被刮削2μm，但此后不被刮削，刮削的问题也就没有出现。

[0088]

[0089] (温度分布的测量)

[0090] 关于比较例1和2以及实例1，测量成像装置中显影套筒26和28的温度分布。

[0091] 在比较例1和2以及实例1中，在22℃的室温下使用不锈钢的显影套筒在与感光鼓1相对的显影部位置A处(见图4)的温度约为43℃。显影套筒在显影部位置A相对侧上的位置B处的温度约为32℃，位置A和B之间有11℃的温差。

[0092] 在比较例1和2以及实例1中，在22℃的室温下使用铝的显影套筒在显影部位置A处(见图4)的温度约为43℃，显影套筒在位置B处的温度约为38℃，位置A和B之间有5℃的温差。

[0093] 若将显影套筒看作散热风扇，可较好地解释显影套筒26和28的位置A与位置B之间的温差的因材料所引起的差异。

[0094] 在图4A中，当圆筒形显影套筒26和28显影部的位置A的温度维持在Ta＝45℃时，相对侧位置B的温度Tb通过下面的关系式得到。周围空气的温度为22℃。图4B示出了显影套筒纵向上的不同尺寸。

[0095]

[0096] ΔTa/ΔTb＝exp[-mx]，m2＝hP/kA，其中

[0097] ΔTa：位置A与大气之间的温差＝Ta-Tair，

[0098] ΔTb：位置B与大气之间的温差＝Tb-Tair，

[0099] h：对流热传递率(自然对流：表示套筒周围空气对流效果的系数)：10W/m2K，[0100] k：显影套筒基材的导热率(不锈钢：16W/m2K，铝：200W/m2K)，[0101] P：显影套筒基材的纵向厚度横截面的周长＝2×l+2×d≡( )0.7m，[0102] l：显影套筒基材的纵向长度(0.35m)，

[0103] d：显影套筒基材的厚度(0.7×10-3m)，

[0104] A：基材的纵向厚度的横截面积＝l×d＝2.45×10-4m2，

[0105] x：套筒外周面中A与B之间的距离L＝(显影套筒外周的周长)/2＝π×r＝-24.7×10 m，

[0106] r：显影套筒的半径(15mm)，

[0107] Tair：大气温度(22℃)，

[0108] Ta：位置A的温度(约45℃)，

[0109] Tb：位置B的温度

[0110] 根据上述关系式，在不锈钢情况下Tb(SUS)为26℃，而在铝情况下Tb(铝)为35℃。

[0111] 如上所述，上述关系式较好地表达了热分布的差异。如果显影套筒由具有良好导热率的材料(铝)制成，就会在理论上发现显影套筒的温度变化改善了。

[0112] 上述计算值与实际测量值之间有微小的差异。该差异之所以产生，是因为显影套筒26和28周围的空气温度在缘于感光鼓1的热的温度分布下高于周围空气温度22℃。为了得到正确的温度，需要精确查明大气温度，但只要注意到温度分布的差异，大气温度的精确值就不重要了。温度分布的差异在上述关系式右手边乘数的绝对值(mx)为0时予以消除，并且，随着绝对值与0的接近，差异变得越小。因此，如果将显影套筒的材料和形状选择得让乘数的绝对值变小，那么就可断定热变形减小了。

[0113]

[0114] (mx和密度变化产生的有无)

[0115] 关于下面16种显影套筒的基材，计算mx，并且检查密度变化产生的有无及其相关性。

[0116] 制备由四种材料即不锈钢、铁、铝以及铜制成的显影套筒。制备具有四种直径(20mm， 25mm， 30mm和 40mm)的显影套筒。显影套筒的厚度为1mm，上冲长度为350mm。

[0117] 此时，大气温度设定为15℃，感光鼓中的加热器温度设定为50℃。表2示出了材料(不锈钢、铁、铝以及铜)的导热率。表3同时示出了mx的计算结果和密度变化产生的有无。在表3中，○表示不产生密度变化，△表示产生微小的密度变化，×表示产生密度变化。

[0118] (表2)

[0119]导热率
2
不锈钢 16W/mK
2
铁 83.5W/mK
铝 200W/m2K
2
铜 400W/mK

[0120]

[0121] (表3)

[0122]外径 20 外径 25 外径 30 外径 40
密度变 密度变 密度变 密度变
mx mx mx mx
化 化 化 化
不锈
× 1.33 × 1.66 × 1.99 × 2.65
钢
铁 ○ 0.58 ○ 0.73 △ 0.87 × 1.16
铝 ○ 0.38 ○ 0.47 ○ 0.56 ○ 0.75
铜 ○ 0.27 ○ 0.33 ○ 0.4 ○ 0.53

[0123] 从这些结果看来，发现：mx值与密度变化产生的有无之间是有相关性的，如果mx值小于1(0＜mx＜1)，就可抑制因热变形引起的密度变化的产生。

[0124]

[0125] (材料和刮削)

[0126] 检查六种材料(不锈钢、钛合金、铂金合金、铁、铝和铜)的刮削量。本实施例的显影装置4使用由这六种材料制成的显影套筒，比较对应于500000张纸张的耐久性实验和刮削量。表4同时示出了其结果和维氏硬度。

[0127] 从实验的结果看来，可发现：刮削量与硬度之间有相关性，如果维氏硬度高，材料就不容易被刮削。如果维氏硬度为280Hv或更高，或更优选300Hv或更高，就可以说没有刮削量的相关问题了。这里，2μm的刮削是喷射加工时产生的微小凸起，即便材料硬，也会产生。该刮削并不影响输送性能。

[0128] 如上所述，这种刮削与下游显影套筒28有关，即便上游显影套筒26由相对较软的材料比如铜和铝制成，刮削量也不会严重。

[0129] (表4)

[0130]刮削量 维氏硬度
不锈钢 ◎2μm 300-800Hv
钛 ○2.5μm 280Hv
铂金合金 △3μm 230Hv
铁 ×5μm 140-150Hv
铝 ×7μm 100Hv
铜 ×8μm 60-70Hv

[0131]

[0132] (结果)

[0133] 从上述事实看来，由于具有显影剂限制刀片21的上游显影套筒26易受热变形的影响，通过将显影套筒基材的材料和形状选择成满足0＜mx＜1，则增强抵抗热变形的强度。由于下游显影套筒28易被刮削，通过选择具有维氏硬度为300Hv或更高的相对好的耐磨性的材料，则增强耐磨性。

[0134] 这样一来，在使用两个或多个显影套筒的显影装置中，就可抑制由温度分布不均导致的显影套筒热变形引起的密度变化，而不会降低显影套筒的耐久性，并且，可获得无密度变化的高质量图像。

[0135] 上游显影套筒26基材的适用材料实例为纯铝和铝合金。下游显影套筒28的适用材料实例为不锈钢(JIS G4303)。

[0136] 关于显影剂，在本实施例中，只描述了包括非磁性调色剂和磁性载体的双组分显影剂。不过，本发明不局限于这种显影剂，本发明还可应用于显影剂中包括磁性颗粒的情况，比如使用磁性调色剂的情况和使用磁性调色剂及磁性载体的情况。

[0137]

[0138] (第二实施例)

[0139] 接下来，描述本发明显影装置的第二实施例。图5示出了本实施例显影装置4的结构。与第一实施例相同的部分采用相同的标号表示，且其说明将予以省略。

[0140] 如图5所示，根据第二实施例的显影装置4，在第一实施例的显影装置4中，第二显影套筒(显影套筒28)的外径小于第一显影套筒(显影套筒26)的外径。

[0141] 就耐磨性而言，下游显影套筒28的基材为不锈钢。因此，下游显影套筒28易发生热变形。不过，由于下游显影套筒28没有限制刀片21，下游显影套筒28就不受热变形的影响，实际使用时没什么问题。但是，优选它具有不容易产生热变形的结构。

[0142] 上游显影套筒26和下游显影套筒28的外径在第一实施例中相同，但如果外径小一些的话，温度分布的差异就不太会产生。因此，优选材料无热变形抑制效果的下游显影套筒28的外径小于上游显影套筒26的外径。

[0143] 由于显影辊隙在上游显影套筒26和下游显影套筒28的外径均减小时变小，显影性能降低的问题在某些情况下会出现。因此，需要让导热率相对较高且热变形不太会产生的上游显影套筒26的外径大一些，而导热率相对较小且热变形容易产生的下游显影套筒28的外径小一些。

[0144] 在本实施例中，上游显影套筒26的外径为30mm，而下游显影套筒28的外径为20mm。

[0145] 根据上述结构，可获得与第一实施例相同的效果，且温度分布不太会在下游显影套筒28中产生。

[0146]

[0147] (第三实施例)

[0148] 接着描述本发明显影装置的第三实施例。图6示出了本实施例显影装置4的结构。与第一和第二实施例相同的部分采用相同的标号表示，且其说明将予以省略。

[0149] 关于会引发显影套筒热变形的热源，考虑的是内有加热器的感光鼓1和定影装置。作为对此的对策，可设想让显影套筒尽可能远离热源。

[0150] 不过，关于内有加热器的感光鼓1，如果感光鼓1与显影套筒26和28之间的距离太长，就出现显影性能降低的问题。因此，距离不可超过一定值。这里提及的距离为感光鼓1的表面与显影套筒26和28的表面之间的最短距离。

[0151] 正如在第二实施例中也描述的那样，导热率相对小且热变形易于产生的下游显影套筒28具有让其不太会产生热变形的结构。因此，在本实施例中，如图6所示，下游显影套筒28与感光鼓1之间的距离长于上游显影套筒26与感光鼓1之间的距离。具体而言，上游显影套筒26与感光鼓1之间的距离为250μm，而下游显影套筒28与感光鼓1之间的距离为400μm。

[0152] 有了这一结构，可获得第一或第二实施例的效果，且下游显影套筒28不太会产生热变形。

[0153] 虽然已经参照示范性实施例描述了本发明，但要理解的是，本发明不局限于这里披露的示范性实施例。下面权利要求的范围要与最宽泛的解释一致以便涵盖所有此类的改进和等价的结构及机能。

[0154] 本申请要求申请日为2007年1月30日的在先日本专利申请第2007-018723号的优先权，其全部内容在此并入以供参考。