專利名稱：顯像輥、顯像裝置及圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及外周面上具有凹凸部并將調(diào)色劑輸送到潛像擔載體的顯 像輥、具有顯像輥的顯像裝置、及具備顯像裝置的圖像形成裝置。
背景技術(shù)：
目前，在用非磁性單成分調(diào)色劑使?jié)撓駬d體上的靜電潛像顯像的顯 像裝置中，在顯像輥上通過摩擦帶電將電荷賦予調(diào)色劑。作為該顯像輥， 是一種外周面上具有凹凸部且凸部的表面為平坦或大致平坦的顯像輥，其 包括在外周面上由滾壓成形加工的槽形成凹凸部的基材、對基材的表面 實施鍍敷處理而形成的一樣厚度的表面層(參照例如專利文獻1)。利用該 凹凸部使調(diào)色劑在顯像輥上高效地摩擦帶電。
如圖11 (a)所示，顯像輥a由基材b和通過鍍敷等包覆該基材b的 表面的表面層c構(gòu)成。
另一方面，通常，調(diào)色劑供給輥及調(diào)色劑限制部件與顯像輥抵接。另 外，作為包覆調(diào)色劑母粒子的一種外添加劑，使用硬度高的二氧化硅。因 此，當圖像形成次數(shù)增多時，必然會消減顯像輥的外周面。因此，利用上 述的表面層，可以抑制顯像輥的外周面的消減。
專利文獻l:(日本)特開2007-121948號公報
第一課題
但是，在顯像輥的基材上按壓凹凸圖案而形成凹凸部時，被按壓的凹 部的壁有時在凹部的周圍隆起。即，如圖8 (a)所示，有時在顯像輥a的 基材b的基材凸部c的側(cè)緣部附近產(chǎn)生從基材凸部c的正規(guī)面即基材表面 d向徑方向(圖8 (a)中為上方)隆起的微小的基材隆起部e。尤其是， 在加大凹凸深度的情況下，由于因按壓而未被壓壞的凹部的多余的壁增 多，因此該傾向較強。另外，在基材凸部c的基材表面d上有時也形成有 滾壓成形加工前實施的車削加工產(chǎn)生的微小的基材凹部f。而且， 一直以來，在基材b上形成表面層g時，這些基材隆起部e及 基材凹部f可以忽略不計地實施鍍敷處理。囚此，必然存在有與基材隆起
部中距基材表面d的高度h比表面層g的厚度t大的(t<h)基材隆起部e
對應(yīng)的表面層g的隆起部i。
但是，如上所述，雖然可抑制顯像輥a的表面層g的磨耗，但是，由 于長期的圖像形成，表面層g的磨耗會逐漸增大。而且，當表面層g逐漸 磨耗下去時，如圖8 (b)所示，表面層g的隆起部i勢必提前磨耗而提前 露出基材隆起部e。因此，即使利用表面層g提高顯像輥a的耐久性，該 顯像輥a的耐久性的提高也不充分，從而有改進的余地。
同樣，如圖8(c)所示，也有時在顯像輥a的基材b的基材凸部c的 側(cè)緣部附近產(chǎn)生向基材凹部j方向隆起的基材隆起部k。在該基材隆起部k 中，也存在有與距正規(guī)面即基材側(cè)面m的高度h'比表面層g的厚度t大的 (t<h')基材隆起部k對應(yīng)的表面層g的隆起部n。在該顯像輥a中，和 上述同樣的耐久性的提高也不充分，從而有改進的余地。
第二課題
另外，由顯像輥a輸送的調(diào)色劑e的量利用調(diào)色劑限制板f限制。作 為調(diào)色劑e的限制方式，具有如下方式在凸部g的平坦部h上，將圖ll (a)所示的調(diào)色劑限制板f的頂端邊緣f,或包含圖11 (b)所示的頂端邊 緣&的規(guī)定區(qū)域f2滑擦，使平坦部h上部分不承載調(diào)色劑e，而將大部分 的調(diào)色劑e限制在凹部i內(nèi)。
另一方面，如圖11 (c)所示，在基材b的基材凸部j的表面k上， 通過基材b的凹凸部加工前的車削加工等形成有許多微小基材凹部m (在 圖示例中，為了便于說明，只圖示一個微小基材凹部m)。即，基材凸部j 的表面具有某程度的表面粗糙度。因此，在包覆基材凸部c的表面而形成 的凸部g的表面層c上也形成有許多微小凹部n(在圖示例中，為了便于 說明，只圖示一個微小凹部n)，且具有某程度的表面粗糙度(微小凹凸部)。
但是，除調(diào)色劑限制板f以外，調(diào)色劑供給輥(未圖示)也與顯像輥 a抵接。另外，作為包覆調(diào)色劑e的母粒子的一種外添加劑，通常使用硬 度高的二氧化硅或二氧化鈦。因此，當圖像形成次數(shù)增多時，平坦部h的 表面層c的表面因通過調(diào)色劑供給輥及調(diào)色劑限制板f的按壓由二氧化硅或二氧化鈦滑擦顯像輥a而被削減。而且，如圖6 (d)所示，該表面層C 的表面變得非常光滑(無微小凹凸部的鏡面狀態(tài))，調(diào)色劑限制板f向凸部
g的接觸面積增大。其結(jié)果是，顯像輥a和調(diào)色劑限制板f的密合性增高。 尤其是，在凸部g的平坦部h的一部分未用調(diào)色劑e包覆的情況下、或調(diào) 色劑限制板f為橡膠板的情況下，存在該密合性增大的趨勢。
當顯像輥a和調(diào)色劑限制板f的密合性高時，調(diào)色劑限制板f產(chǎn)生振 動其頂端崩刃，或者發(fā)生調(diào)色劑限制板f的振鳴(由調(diào)色劑限制板f和顯 像輥a的密合發(fā)生的Q!、 Q！的聲音)。另外，由于密合的調(diào)色劑限制板 f，顯像輥a的旋轉(zhuǎn)阻力增大，因此，必須使顯像輥a的驅(qū)動扭矩上升。因 此，對于進行長期的良好的顯像，在上述的密合性及顯像輥a的耐久性方 面分別具有改進的余地。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情況而開發(fā)的，其目的之一在于，提供一種即使通 過滾壓成形加工形成凹凸部也能夠進一步提高耐久性而更長期地進行良 好的顯像的顯像輥、顯像裝置及圖像形成裝置。
本發(fā)明是鑒于上述情況而開發(fā)的，其目的之二在于，提供一種即使表 面層因長期的圖像形成而磨耗也能夠進一步抑制與抵接部件的密合性并 進一步提高耐久性從而能夠更長期地進行良好的顯像的顯像輥、顯像裝置 及圖像形成裝置。
為了解決上述第一課題，根據(jù)本發(fā)明的顯像輥、顯像裝置、及圖像形 成裝置，在顯像輥的基材上通過按壓加工形成有基材凹凸部。該情況下， 為進行按壓加工，在基材凸部的側(cè)緣附近形成有自該基材凸部的正規(guī)面隆 起的微小的基材隆起部。另外，在該基材的的外周面形成有表面層。而且， 設(shè)定為該表面層的厚度比自基材凸部的正規(guī)面隆起的基材隆起部的最大 高度大。而按壓加工優(yōu)選采用滾壓成形加工。
因此，長期進行圖像形成時，與基材隆起部對應(yīng)的表面層的隆起部首 先磨耗。而且，即使表面層的隆起部因磨耗而消失，由于表面層的厚度如 上所述進行設(shè)定，因此基材也不會露出。另外，當表面層的隆起部消失后， 凸部的表面層成為對應(yīng)于基材凸部的正規(guī)面的平的面，因此凸部的表面層的平面面積增大。因而，承受來自調(diào)色劑限制部件及調(diào)色劑供給部件的按 壓力的面積擴大，按壓力被分散，因此可以抑制凸部的表面層的平面的磨 耗速度。由此，與目前相比，可以進一步提高顯像輥的耐久性，可以長期 并良好地維持顯像輥的調(diào)色劑帶電性。另外，由于基材不會長期露出，因 此，在將Fe系腐蝕性材料用于基材的情況下，可以長期地防止基材的腐 蝕。
另外，根據(jù)具有本發(fā)明顯像輥的顯像裝置，能夠長期良好地將潛像擔 載體的靜電潛像顯像。另外，在使用調(diào)色劑的平均粒徑比顯像輥的凹部深 度小的調(diào)色劑的情況下，能夠使凸部的表面層的表面磨耗為大致平面狀。 由此，能夠更長期且高效地抑制表面層的磨耗。
另外， 一種外添加劑使用了比較硬的二氧化硅的調(diào)色劑，作為單成分 非磁性非接觸顯像用，為了確保流動性，在使用二氧化硅相對于調(diào)色劑母 粒子的包覆率為100%以上的調(diào)色劑的情況下，在調(diào)色劑母粒子的表面不 僅存在有許多二氧化硅，而且也存在有游離的二氧化硅。因此，凸部的表
面層的磨耗速度較快。但是，通過在使用這種二氧化硅包覆率為100%以
上的調(diào)色劑的顯像裝置中采用本發(fā)明顯像輥，能夠更加高效地提高顯像輥 的耐久性。
另一方面，根據(jù)具備本發(fā)明顯像裝置的圖像形成裝置，能夠長期形成 良好畫質(zhì)的圖像。
為了解決上述的第二課題，根據(jù)本發(fā)明的顯像輥，將凸部的平坦部的 表面粗糙度設(shè)定為比表面層的厚度大。由此，可以將顯像輥的凸部的平坦 部維持為直到露出基材平坦部的顯像輥報廢的規(guī)定的粗糙度。該情況下， 表面層由無電解鍍敷構(gòu)成，由此可以更正確地對應(yīng)基材凹部形成微小的凹 部。由此，能夠長期地抑制調(diào)色劑限制板和凸部的平坦部的密合性的增大。
因此，能夠同時高效地防止由和顯像輥的密合造成的調(diào)色劑限制板的 振動及調(diào)色劑限制板的振鳴，并且也能夠防止該振動引起的調(diào)色劑限制板 崩刃。這樣一來，與目前相比，可以進一步提高顯像輥及調(diào)色劑限制板的 各耐久性，可以長期且良好地維持顯像輥的調(diào)色劑帶電性。
另外，由于能夠抑制調(diào)色劑限制板和凸部的平坦部的密合性的增大， 因此，也能夠長期抑制顯像輥的驅(qū)動扭矩的增大。其結(jié)果是，具有該顯像輥的本發(fā)明顯像裝置能夠長期良好地將潛像擔 載體的靜電潛像顯像。
特別是，在通過將調(diào)色劑限制板的至少頂端邊緣與凸部的平坦部抵接 來限制調(diào)色劑以使調(diào)色劑局部包覆凸部的平坦部的方式中，能夠長期且更 加高效地抑制調(diào)色劑限制板和凸部的平坦部的密合性的增大。
另外，在由具有規(guī)則性的槽構(gòu)成凹凸部的情況下，能夠更加高效地防 止調(diào)色劑限制板的振鳴。
另一方面，具備該顯像裝置的本發(fā)明圖像形成裝置能夠長期形成良好 的畫質(zhì)的圖像。


圖1是示意性表示本發(fā)明的圖像形成裝置的實施方式之一例的圖2是示意性表示圖1所示的顯像裝置的剖面圖3 (a)示意性地表示顯像輥、調(diào)色劑供給輥、及調(diào)色劑限制部件的 圖，(b)是部分表示沿著(a)的IIIB — IIIB線的剖面的局部剖面圖，(c) 是只表示(b)的基材局部剖面圖4是對本發(fā)明第一實施方式進行說明的圖，(a)是示意性表示顯像 輥的一個凸部的局部剖面圖，(b)是示意地表示顯像輥的磨耗的一過程的 局部剖面圖；(c)是示意性表示顯像輥的進一步磨耗的一過程的局部剖面 圖5是對本發(fā)明第一實施例進行說明的圖，(a)是表示顯像輥的凹凸 部的尺寸的圖，(b)是對調(diào)色劑粒徑比顯像輥的凹凸部的深度大的情況下 的顯像輥的磨耗的過程進行說明的圖，(c)是對調(diào)色劑粒徑比顯像輥的凹 凸部的深度小的情況下的顯像輥的磨耗的過程進行說明的圖6是對本發(fā)明第一實施例進行說明的圖，(a)是對調(diào)色劑粒徑比顯 像輥的凹凸部的深度大的情況下的顯像輥上的調(diào)色劑粒子的舉動進行說 明的圖，(b)是表示(a)的顯像輥的磨耗狀態(tài)的圖，(c)是對調(diào)色劑粒 徑比顯像輥的凹凸部的深度小的情況下的顯像輥上的調(diào)色劑粒子的舉動 進行說明的圖；(d)是表示(c)的顯像輥的磨耗狀態(tài)的圖7 (a)是表示本發(fā)明實施方式的另一例的顯像輥的一部分的局部剖面圖；(b)是表示(a)的顯像輥的磨耗狀態(tài)的圖8 (a)是對現(xiàn)有顯像輥的凸部的徑方向的膨出部進行說明的局部剖 面圖；(b)是對(a)的凸部的磨耗進行說明的局部剖面圖，(c)是對現(xiàn) 有顯像輥的凸部的凹部方向的膨出部進行說明的局部剖面圖，(d)是對 (c)的凸部的磨耗進行說明的局部剖面圖9是對本發(fā)明第二實施例進行說明的圖，(a)是示意性地表示顯像 輥的一個凸部的局部剖面圖；(b)是示意性地表示顯像輥的磨耗的一過程 的局部剖面圖，(c)是示意性地表示顯像輥的進一步磨耗的一過程的局部 剖面圖10是對本發(fā)明第二實施例進行說明的圖，(a)是表示顯像輥的凹 凸部的尺寸的圖，(b)是對調(diào)色劑粒徑比顯像輥的凹凸部的深度小的情況 下的顯像輥的磨耗過程進行說明的圖11 (a)是對使調(diào)色劑限制板的頂端邊緣與凸部的平坦部抵接進行 的調(diào)色劑限制方式進行說明的圖，(b)是對使包含調(diào)色劑限制板的頂端邊 緣的規(guī)定區(qū)域與凸部的平坦部抵接進行的調(diào)色劑限制方式進行說明的圖，
(c) 是示意性地表示形成有表面層的現(xiàn)有顯像輥的凸部的局部剖面圖，
(d) 是對(c)的凸部的表面層的磨耗進行說明的局部剖面圖。
具體實施例方式
下面，使用附圖對用于實施本發(fā)明的最佳方式進行說明。 圖1是表示本發(fā)明的圖像形成裝置的實施方式之一例的示意圖。 在裝置主體2內(nèi)具備有沿圖1中順時針的旋轉(zhuǎn)方向a可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置的 潛像擔載體即感光體3。位于該感光體3的外周附近設(shè)置有帶電裝置4。 另外，在感光體3的外周附近，自帶電裝置4向感光體3的旋轉(zhuǎn)方向a依 次分別設(shè)置有顯像裝置即旋轉(zhuǎn)顯像單元5、一次轉(zhuǎn)印裝置6、及清理裝置7。 旋轉(zhuǎn)顯像單元5具有黃色用的顯像裝置5Y、洋紅色用的顯像裝置5M、青 色用的顯像裝置5C、及黑色用的顯像裝置5K。而且，這些各顯像裝置5Y、 5M、 5C、 5K可裝卸地支承在以中心軸為中心沿旋轉(zhuǎn)方向卩(圖1中，逆 時針)可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置的轉(zhuǎn)子5a上。另外，在帶電裝置4及清理裝置7的 下方配置有曝光裝置8。另外，圖像形成裝置1具備有中間轉(zhuǎn)印介質(zhì)即環(huán)形帶狀的中間轉(zhuǎn)印帶 9。該中間轉(zhuǎn)印帶9掛設(shè)在帶驅(qū)動輥10及從動輥11上。未圖示的電動機 的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力向帶驅(qū)動輥IO傳遞。而且，利用帶驅(qū)動輥IO，中間轉(zhuǎn)印帶
9邊由一次轉(zhuǎn)印裝置6壓接在感光體3上，邊沿旋轉(zhuǎn)方向Y(圖1中，逆
時針)旋轉(zhuǎn)。
在中間轉(zhuǎn)印帶9的帶驅(qū)動輥10側(cè)設(shè)置有二次轉(zhuǎn)印裝置12。另外，在 曝光裝置8的下方設(shè)置有收納轉(zhuǎn)印紙等片狀轉(zhuǎn)印材(未圖示，相當于本發(fā) 明的轉(zhuǎn)印介質(zhì))的轉(zhuǎn)印材盒13。另外，在從轉(zhuǎn)印材盒13向二次轉(zhuǎn)印裝置 12的轉(zhuǎn)印材輸送路徑14上，在二次轉(zhuǎn)印裝置12的附近設(shè)置有撿拾輥15 及門輥對16。
在二次轉(zhuǎn)印裝置12的上方設(shè)置有定影裝置17。該定影裝置17具有加 熱輥18、和壓接于該加熱輥的加壓輥19。另外，在裝置主體2的上部設(shè) 置有排轉(zhuǎn)印材托盤20。另外，在定影裝置17和排轉(zhuǎn)印材托盤20之間設(shè)置 有排轉(zhuǎn)印材輥對21。
在這樣構(gòu)成的該例的圖像形成裝置1中，利用曝光裝置8的例如激光 L等，首先在通過帶電裝置4而均勻帶電的感光體3上形成例如黃色的靜 電潛像。感光體3的黃色的靜電潛像利用由轉(zhuǎn)子5a的旋轉(zhuǎn)而定位于圖示 的顯像位置的黃色用的顯像裝置5Y的黃色調(diào)色劑進行顯像。這樣，在感 光體3上形成黃色的調(diào)色劑像。該黃色調(diào)色劑像利用一次轉(zhuǎn)印裝置6轉(zhuǎn)印 在中間轉(zhuǎn)印帶9上。轉(zhuǎn)印后殘留于感光體3的調(diào)色劑利用清理裝置7的清 理板等刮掉并回收。
接著，和上述同樣，利用曝光裝置8，再在通過帶電裝置4而均勻帶 電的感光體3上形成洋紅色的靜電潛像。該洋紅色的靜電潛像利用定位于 顯像位置的紅色用的顯像裝置5M的洋紅色調(diào)色劑進行顯像。該感光體3 上的洋紅色的調(diào)色劑像利用一次轉(zhuǎn)印裝置6而色重疊于黃色的調(diào)色劑像地 轉(zhuǎn)印在中間轉(zhuǎn)印帶9上。轉(zhuǎn)印后殘留于感光體3的調(diào)色劑由清理裝置7回 收。以后，關(guān)于青色及黑色也同樣，分別在感光體3上依次形成調(diào)色劑像， 這些調(diào)色劑像依次色重疊于先轉(zhuǎn)印的調(diào)色劑像地轉(zhuǎn)印在中間轉(zhuǎn)印帶9上。 這樣，在中間轉(zhuǎn)印帶9上形成有全色的調(diào)色劑像。同樣，轉(zhuǎn)印后殘留于感 光體3的各調(diào)色劑分別由清理裝置7回收。轉(zhuǎn)印在中間轉(zhuǎn)印帶9上的全色的調(diào)色劑像利用二次轉(zhuǎn)印裝置12轉(zhuǎn)印 在從轉(zhuǎn)印材盒13通過轉(zhuǎn)印材輸送路徑14輸送來的轉(zhuǎn)印材上。此時，轉(zhuǎn)印
材通過門輥對16與中間轉(zhuǎn)印帶9的全色的調(diào)色劑像同步輸送到二次轉(zhuǎn)印 裝置12。
定影于轉(zhuǎn)印材的調(diào)色劑像利用定影裝置12的加熱輥18及加壓輥19 進行加熱、加壓定影。這樣形成有圖像的轉(zhuǎn)印材通過轉(zhuǎn)印材輸送路徑14 輸送并利用排轉(zhuǎn)印材輥對21排出收容在排轉(zhuǎn)印材托盤20內(nèi)。
下面，對該例的圖像形成裝置1的特征部分的結(jié)構(gòu)進行說明。
該例的圖像形成裝置1的各色顯像裝置5Y、 5M、 5C、 5K全都具有 相同的結(jié)構(gòu)。因此，關(guān)于以下的顯像裝置5Y、 5M、 5C、 5K的說明，省 略各色的符號Y、 M、 C、 K進行說明。該情況下，為了和旋轉(zhuǎn)顯像單元5 區(qū)別開來，對顯像裝置附帶符號5'。
圖2是該例的實施方式的顯像裝置的沿與長度方向正交的方向的剖面圖。
該例的顯像裝置5'形成為長的容器狀。如圖2所示，該顯像裝置5'和 上述的專利文獻1記載的顯像裝置同樣，在長的殼體22上具有調(diào)色劑收 容部23、調(diào)色劑供給輥24、顯像輥25、及調(diào)色劑限制部件26。這些調(diào)色 劑收容部23、調(diào)色劑供給輥24、顯像輥25、及調(diào)色劑限制部件26沿顯像 裝置5'的長度方向(圖2中，和紙面正交的方向)延伸設(shè)置。
調(diào)色劑收容部23由隔壁27劃分為兩個第一及第二調(diào)色劑收容部23a、 23b。該情況下，圖2中作為第一及第二調(diào)色劑收容部23a、 23b的上部彼 此連通的連通部23c形成調(diào)色劑收容部23。在該狀態(tài)下，利用隔壁27， 可以抑制第一及第二調(diào)色劑收容部23a、 23b間的調(diào)色劑28的移動。當旋 轉(zhuǎn)顯像單元5的轉(zhuǎn)子5a旋轉(zhuǎn)而顯像裝置5'達到和圖2所示的狀態(tài)上下相 反的狀態(tài)時，分別收容在第一及第二調(diào)色劑收容部23a、 23b的調(diào)色劑28 移動到連通部23c側(cè)。當轉(zhuǎn)子5a進一步旋轉(zhuǎn)而顯像裝置5'達到圖2所示 的狀態(tài)時，調(diào)色劑28再次移動到第一及第二調(diào)色劑收容部23a、 23b側(cè)。 先前收容在第一調(diào)色劑收容部23a內(nèi)的調(diào)色劑28的一部分移動到第二調(diào) 色劑收容部23b內(nèi)，另外，先前收容在第二調(diào)色劑收容部23b內(nèi)的調(diào)色劑 28的一部分移動到第一調(diào)色劑收容部23a內(nèi)，從而調(diào)色劑收容部23內(nèi)的調(diào)色劑28進行混合攪拌。該調(diào)色劑28為由外添加劑包覆該調(diào)色劑母粒子 的非磁性單成分調(diào)色劑。該情況下，在本發(fā)明中，作為外添加劑，至少使 用二氧化硅。
在第一調(diào)色劑收容部23a內(nèi)的圖2中下部，在圖2中可順時針旋轉(zhuǎn)地 設(shè)置有調(diào)色劑供給輥24。另外，在殼體22的外部在圖2中可逆時針旋轉(zhuǎn) 地設(shè)置有顯像輥25。而且，顯像輥25與感光體3相鄰(為非接觸)設(shè)置。 另外，顯像輥25通過殼體22的開口 22a以規(guī)定的抵接壓與調(diào)色劑供給輥 24抵接。另外，調(diào)色劑限制部件26設(shè)置在殼體22上。該調(diào)色劑限制部件 26在顯像輥25和調(diào)色劑供給輥24的咬合部(抵接部)更靠顯像輥25的 旋轉(zhuǎn)方向下游側(cè)的位置與顯像輥25抵接。由此，調(diào)色劑限制部件26限制 從調(diào)色劑供給輥24供給顯像輥25的調(diào)色劑28的層厚。因此，由調(diào)色劑 限制部件26限制后的調(diào)色劑28通過顯像輥25向感光體3 —方輸送。而 且，利用由顯像輥25輸送的調(diào)色劑28使感光體3的靜電潛像以非接觸顯 像，從而在感光體3上形成有各色的調(diào)色劑像。
如圖3 (a)所示，在顯像輥25的外周面和上述的專利文獻1中記載 的顯像輥同樣形成有網(wǎng)格狀的凹凸圖案。在該例的顯像輥25中，在其外 周面的軸方向規(guī)定位置遍及全周形成有槽29作為該凹凸圖案。該情況下， 槽29包括相對于軸方向以規(guī)定角(圖示例中為45。，但不局限于此)傾斜 的螺旋狀連續(xù)形成且具有規(guī)則性的規(guī)定數(shù)量的第一傾斜槽29a、傾斜為和 這些第一傾斜槽29a反方向傾斜的螺旋狀連續(xù)的規(guī)定數(shù)量的第二傾斜槽 29b。這些第一及第二傾斜槽29a、 29b都在其傾斜方向上以規(guī)定的間距間 距p且在顯像輥25n的軸方向形成為規(guī)定寬度W。另外，也可以使第一及 第二傾斜槽29a、 29b的各傾斜角及各間距彼此不同。
如圖3 (b)所示，顯像輥25由基材25a、形成于該基材25a的外周 面的表面層25b構(gòu)成，基材25a由5056鋁合金或6063鋁合金等鋁系或 STKM等Fe系等金屬材料套筒構(gòu)成。另外，表面層25b由實施于基材25a
上的鎳系鍍敷或鉻系鍍敷等鍍敷層構(gòu)成。
通過該表面層25b，可以改善顯像輥25的表面的硬度及電特性，從而 顯像輥25其耐久性高且?guī)щ娦粤己谩?br> 如圖3 (c)所示，在顯像輥25的基材25a的外周面通過滾壓成形加工分別形成有用于構(gòu)成第一及第二傾斜槽29a、 29b的第一及第二傾斜基 材槽29a'、 29b'。該基材的第一及第二傾斜基材槽29a'、 29b'的加工方法可 以采用目前公知的加工方法。因此，省略該加工方法的說明。另外，作為 滾壓成形加工以外的加工方法，也可以采用目前公知的按壓加工方法。而 且，在基材25a的外周面形成有由第一及第二傾斜基材槽29a'、 29b'包圍 的規(guī)定數(shù)量的島狀的基材凸部30'。另外，在本發(fā)明中，因為基材凸部30' 從第一及第二傾斜基材槽29a'、 29b'的底部看向外方突出，所以叫凸部。
這些基材凸部30'的形狀在第一及第二傾斜基材槽29a'、 29b'的傾斜角 設(shè)定為45。且它們的間距彼此相同的情況下呈正方形狀，在第一及第二傾 斜基材槽29a'、29b'的傾斜角設(shè)定為45。以外的角度且它們的間距彼此相同 的情況下呈菱形狀。另外，基材凸部30'的形狀在第一及第二傾斜基材槽 29a'、 29b'的傾斜角設(shè)定為45。且它們的間距彼此不同的情況下呈長方形 狀；在第一及第二傾斜基材槽29a'、 29b'的傾斜角設(shè)定為45。以外的角度且 它們的間距彼此不同的情況下呈平行四邊形狀。
而且，通過對形成有第一及第二傾斜基材槽29a'、 29b'、基材凸部30' 的基材25a的外周面實施鎳系無電解鍍敷等鍍敷，在基材25a的表面形成 表面層25b。在基材25a上形成有表面層25b的狀態(tài)下，在該表面層25b 上形成有分別和第一及第二傾斜基材槽29a'、 29b'、基材凸部30'同形狀的 第一及第二傾斜槽29a、 29b、凸部30 (另外，第一及第二傾斜槽29a、 29b 的尺寸比第一及第二傾斜基材槽29a'、 29b'的尺寸小，另外，凸部30的尺 寸比基材凸部30'的尺寸大。)。
這樣，利用第一及第二傾斜槽29a、 29b和凸部30，在顯像輥25的外 周面形成凹凸部(即，凹部及凸部)。該情況下，以凸部30的寬度(例如， 在圖3 (b)中，凸部30的左右兩側(cè)壁間的長度)從凸部30的下部側(cè)向上 部側(cè)連續(xù)變小的方式傾斜形成有凸部30的左右側(cè)壁(即，凹凸部的邊界 部)。另外，圖3 (b)表示沿顯像輥25的軸方向的剖面，但在顯像輥25 的周方向(顯像輥25的旋轉(zhuǎn)方向)上也同樣地傾斜形成有凸部30的兩側(cè) 壁。S卩，凸部30其四個側(cè)壁傾斜形成為平頭四棱錐臺形狀。
第一實施例
如圖4 (a)所示，有時在通過滾壓成形加工而形成的基材25a的基材凸部30'的上端側(cè)緣部和上述的現(xiàn)有同樣、形成有從基材凸部30'的基材平
坦面(基材25a的正規(guī)面、基材25a的外周面)30a'向上方隆起的規(guī)定數(shù) 量的基材隆起部30b'。另外，有時在基材凸部30'的基材平坦面30a'的上 端側(cè)緣部的內(nèi)側(cè)形成有向基材平坦面30a'更下方凹下去的規(guī)定數(shù)量的基材 凹部30c'?；穆∑鸩?0b'距基材平坦面30a'的高度及基材凹部30c'的深 度分別與基材凸部30'的高度及第一及第二傾斜基材槽29a'、 29b'的深度相 比為微小的尺寸。而且，由于基材凸部30'的基材隆起部30b'，而在形成 于基材25a的外周面的表面層(鍍敷層)25b的凸部30的上端側(cè)緣部形成 有自其頂部的表面30a隆起的隆起部30b。另外，由于基材凸部30'的基材 凹部30c'，而在表面層(鍍敷層)25b的凸部30的頂部的表面30a的上端 側(cè)緣部更內(nèi)側(cè)形成有自其頂部的表面30a凹下去的凹部30c。
在該例的顯像輥25中，設(shè)定為表面層(鍍敷層)25b的厚度t比基材 隆起部30b'中最高的基材隆起部30b'距基材平坦面30a'的最大高度h,大。 另外，按照表面層25b的凸部30的凹部30c的凹部30c中最深的凹部30c 的底距基材平坦面30a'的高度h2比基材隆起部30b'的高度h,大的方式，設(shè) 定表面層25b的厚度t (即，h,< h2 <t)。
另一方面，如上述的圖8 (b)及(d)所示，本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)了顯像輥 25的表面層25b以不同的磨耗形狀進行磨耗的現(xiàn)象。即，在圖8 (b)所 示的例子中，顯像輥25的凸部30的頂部的表面30a磨耗為大致平面狀， 在圖8 (d)所示的例子中，顯像輥25的凸部30的頂部的表面30a磨耗為 彎曲狀。另外，該磨耗的形狀利用三維測定用激光顯微鏡即Keyence VK-9500進行測定。
因此，本發(fā)明者關(guān)于凸部30的頂部的表面30a磨耗為大致平面狀的 情況和、凸部30的頂部的表面30a磨耗為彎曲狀的情況，邊進行耐久實 驗邊進一步進行研究。實驗中使用的圖像形成裝置為精工愛普生社制 LP9000C打印機。而且，采用下述的顯像輥25代替該打印機中使用的顯 像輥。該情況下，為了可使用該顯像輥25，將精工愛普生社制LP9000C 打印機進行了改造。耐久實驗的圖像形成條件為LP9000C打印機的標準的 圖像形成條件。
在顯像輥25的基材25a上，使用STKM材，在對基材25a加工凹凸部之前，利用車削加工進行基材25a的表面精加工。此時，形成有圖4(a) 所示的多個凹部30c'。這些凹部30c'中最深的凹部30c'的最大深度為lpm。
接著，如圖4 (a)所示，利用滾壓成形加工，在表面上形成有基材凹 凸深度(從基材凹部的底到基材凸部的上表面的高度)3Mm、基材凹凸間 距10(Him、基材凹凸深度的1/2線上的基材凸部的寬度54pm、基材凹凸 深度的約1/2線上的基材凹部的寬度46pm的凹凸部。另外，此時的基材 凸部的基材隆起部距基材凸部的正規(guī)面的最大高度h,為3pm。
作為表面層25b，通過無電解鍍鎳-磷(Ni-P)，在基材表面上形成厚 度3pm的鍍敷層。如圖5 (a)所示，此時的顯像輥25的凹凸部，凹凸深 度(從槽29a、 29b的底到凸部30的上表面的高度)為6jim、凹凸間距為 100pm、凹凸深度的1/2線上的凸部30的寬度為60pm、凹凸深度的1/2 線上的凹部(槽29a、 29b)的寬度為40)im。另外，形成表面層25b后， 在凸部30的頂部的表面30a的表面層25b上形成多個凹部30c。此時，從 基材平坦面30a'到基材25a的最深的凹部30c的底的高度h2為4.5pm(即， 基材隆起部30b'的最大高度h,〈從基材平坦面30a'到基材25a的最深的凹 部30c的底的高度112<表面層25b的厚度t)。上述的基材凹凸部(槽29a'、 29b'、凸部30')及表面層的凹凸部(槽29a、 29b、凸部30)利用三維測 定用激光顯微鏡即Keyence VK-9500進行測定。
另外，調(diào)色劑供給輥24由聚氨脂發(fā)泡輥形成，以相對于顯像輥25吃 進量1.5mm進行設(shè)置。另夕卜，調(diào)色劑限制部件26由聚氨脂橡膠構(gòu)成的板 構(gòu)成，以相對于顯像輥25抵接壓40g/cm進行設(shè)置。
另外，采用的調(diào)色劑為四種調(diào)色劑。其中之一如下在通過粉碎法制 作的聚酯粒子中內(nèi)添適量CCA、 WAX、顏料構(gòu)成調(diào)色劑母粒子，并且在 該母粒子中外添20nm的小粒徑二氧化硅、40nm的中粒徑二氧化硅、及 30nm二氧化鈦，為平均粒徑D50為8.5)im的大粒徑調(diào)色劑。另一種調(diào)色 劑如下在由粉碎法制作的聚酯粒子中內(nèi)添適量CCA、 WAX、顏料構(gòu)成 調(diào)色劑母粒子，并且在該母粒子中外添20nm的小粒徑二氧化硅、40nm的 中粒徑二氧化硅、100nm的大粒徑二氧化硅、及30nm二氧化鈦，為平均 粒徑D50為6.5pm的大粒徑調(diào)色劑。再另一種調(diào)色劑如下在由粉碎法制 作的聚酯粒子中內(nèi)添適量CCA、 WAX、顏料構(gòu)成調(diào)色劑母粒子，并且在該母粒子中外添20nrn的小粒徑二氧化硅、40nm的中粒徑二氧化硅、lOOnm 的大粒徑二氧化硅、及30nm二氧化鈦，為平均粒徑D50為4.5pm的小粒 徑調(diào)色劑。還有一種調(diào)色劑如下在由聚合法制作的苯乙烯-丙烯腈粒子中 內(nèi)添適量WAX、顏料構(gòu)成調(diào)色劑母粒子，并且在該母粒子中外添20nm的 小粒徑二氧化硅、40nm的中粒徑二氧化硅、100nm的大粒徑二氧化硅、 及30nm 二氧化鈦，為平均粒徑D50為4.5pm的小粒徑調(diào)色劑。
而且，利用LP9000C的標準圖像形成條件，在A4普通紙上用單色的 圖占有率5%的文字圖案進行耐久圖像形成實驗。該實驗結(jié)果是，在使用 了上述最初的大粒徑調(diào)色劑的情況下，具有圖5 (b)中實線所示的初始曲 線的凸部30的表面層25b的四角上端側(cè)緣部隨著圖像形成次數(shù)增加，如 虛線所示，磨耗為彎曲的曲線，隨著圖像形成次數(shù)進一步增加，如點劃線 所示，凸部30的頂部的表面層25b的表面30a傾向磨耗為更加彎曲的曲 線。凸部30的這種彎曲的磨耗曲線在使用上述第二大粒徑調(diào)色劑的情況 下，也傾向磨耗為同樣的彎曲的曲線。
另一方面，在使用上述最初的小粒徑調(diào)色劑的情況下，具有圖5 (c) 中實線所示的初始曲線的凸部30的頂部的表面層25b的表面30a隨著圖 像形成次數(shù)增加，如點劃線所示，傾向磨耗為更加平坦狀的曲線。凸部30 這種平面狀的磨耗曲線在使用上述第二小粒徑調(diào)色劑的情況下，也傾向磨 耗為同樣的彎曲的曲線。
對這些磨耗曲線進行精致地研究后得知，圖5 (b)所示的彎曲的磨耗 曲線在調(diào)色劑粒徑(D50粒徑、體積50%的平均粒徑)比顯像輥25的凹 凸深度大(調(diào)色劑粒徑>顯像輥25的凹凸深度)的情況下有產(chǎn)生的傾向。 另外得知，圖5 (c)所示的大致平面狀的磨耗曲線在調(diào)色劑粒徑(D50粒 徑)比顯像輥25的凹凸深度小(調(diào)色劑粒徑<顯像輥25)的凹凸深度的
情況下有產(chǎn)生的傾向。
該理由考慮如下。在圖6 (a)中，隨著顯像輥25的旋轉(zhuǎn)，通過分別 與顯像輥25壓接的調(diào)色劑供給輥24及調(diào)色劑限制部件26，而位于凸部 30的頂部的表面30a的調(diào)色劑粒子分別移動到第一及第二傾斜槽29a、29b 內(nèi)。此時，由于調(diào)色劑粒子的平均粒徑比凹凸部的深度大，因此，移動到 第一及第二傾斜槽29a、 29b內(nèi)的調(diào)色劑28的粒子幾乎為一層。另外，隨著顯像輥25的旋轉(zhuǎn)，位于第一及第二傾斜槽29a、 29b的調(diào)色劑粒子向凸 部30的頂部的表面30a移動。通過該調(diào)色劑粒子的移動，如圖6 (b)所 示，由于調(diào)色劑粒子的表面的比較硬的外添加劑，而表面層25b的表面及 四個上端側(cè)緣部長期且慢慢地磨耗為彎曲狀。
另外，圖6 (a) ~ (d)和圖3 (b)同樣是沿第一及第二傾斜槽29a、 29b的傾斜方向的剖面圖。因此，這些顯像輥25的部分剖面和顯像輥25 的旋轉(zhuǎn)方向不同。因此，位于第一傾斜槽29a的調(diào)色劑粒子向凸部30的 頂部的表面30a上移動，其后頂部的表面30a上的調(diào)色劑粒子也向與該頂 部的表面30a相鄰的第一及第二傾斜槽29a、 29b的任一槽移動。另外， 位于第二傾斜槽29b的調(diào)色劑粒子向凸部30的頂部的表面30a上移動， 其后頂部的表面30a上的調(diào)色劑粒子也向與該頂部的表面30a相鄰的第一 及第二傾斜槽29a、 29b的任一槽移動。在以下的另一例的說明中也同樣。
另外，如圖6 (c)所示，在上述的調(diào)色劑粒徑(D50粒徑)比凹凸部 的深度小的情況下，如圖6(d)所示，凸部30的表面層25b的表面主要 是大致平面狀磨耗。該理由考慮如下。在圖6 (c)中，隨著顯像輥25的 旋轉(zhuǎn)，和上述同樣，位于凸部30的頂部的表面30a的調(diào)色劑粒子分別移 動到第一及第二傾斜槽29a、 29b內(nèi)。此時，由于調(diào)色劑粒子的平均粒徑 比凹凸部的深度小，因此，移動到第一及第二傾斜槽29a、 29b內(nèi)的調(diào)色 劑28的粒子為多層。另外，隨著顯像輥25的旋轉(zhuǎn)，位于第一及第二傾斜 槽29a、 29b內(nèi)的調(diào)色劑粒子向凸部30的頂部的表面30a移動。此時，由 于最上層的調(diào)色劑粒子的位置成為和凸部30的頂部的表面30a大致相同 高度的位置。因此，位于第一及第二傾斜槽29a、 29b內(nèi)的調(diào)色劑28的粒 子中最上層的調(diào)色劑粒子主要是大致橫向移動，下層的調(diào)色劑粒子幾乎不 移動。通過該最上層的調(diào)色劑粒子的橫向移動，由于調(diào)色劑粒子的表面的 比較硬的外添加劑，而表面層25b的表面長期且慢慢地磨耗為平面狀。
因此，在具有圖4 (a)所示的該例的顯像輥25的顯像裝置5'中使用 調(diào)色劑28的平均粒徑(D50平均粒徑)比顯像輥25的凹凸部的深度小的 調(diào)色劑28來長期形成圖像的情況下，凸部30的頂部的表面層25b的表面 30a大致平面狀磨耗下去。此時，如圖4 (b)所示，所有的隆起部30b消 失，且如上所述，由于凸部30的四個側(cè)壁傾斜著，因此，由調(diào)色劑供給輥24及調(diào)色劑限制部件26等施加于頂部的表面30a的力的受壓面積變大。 因此，頂部的表面30a的壓力變小。由此，可以抑制凸部30的表面層25b 的磨耗。但是，由于表面層25b的厚度t比基材隆起部30b'的最大高度h, 大，因此，基材隆起部30b'不會馬上露出。
當進一步反復(fù)進行圖像形成而使凸部30的頂部的表面層25b的表面 30a磨耗下去時，如圖4(c)所示，凸部30的頂部的表面30a的最大深度 的凹部30c消失(即，所有的凹部30c消失。)。由于該凹部30c消失及凸 部30的四個側(cè)壁的傾斜，已磨耗的凸部30的頂部的表面30a的受壓面積 進一步變大。因此，頂部的表面30a的壓力進一步變小。由此，可以進一 步抑制凸部30的表面層25b的磨耗。但是，由于表面層25b的最深的凹 部30c的底距基材平坦面30a'的高度h2比基材隆起部30b'的最大高度h, 大，因此，即使最大深度的凹部30c消失，基材隆起部30b'也不會露出。 另外，在該例中，由于已磨耗的凸部30的頂部的表面30a變得比較光滑， 因此，在利用調(diào)色劑限制部件26限制調(diào)色劑時，最優(yōu)選頂部的表面30a 被調(diào)色劑粒子大致完全(優(yōu)選100%)包覆的調(diào)色劑限制方式。
這樣，根據(jù)該例的顯像輥25，將表面層(鍍敷層)25b的厚度設(shè)定為 比最高的基材隆起部30b'距基材平坦面30a'的最大高度h！大。因此，長期 進行圖像形成時，對應(yīng)于基材隆起部30b'的表面層25b的隆起部30b最初 磨耗。而且，即使表面層25b的隆起部30b因磨耗而消失，由于表面層25b 的厚度t如上所述被設(shè)定，因此，基材25a的基材隆起部30b'不會露出。 另外，當表面層25b的隆起部30b消失后，由于凸部30的表面層25b成 為對應(yīng)于基材凸部30'的正規(guī)面的頂部的表面30a，因此，凸部30的表面 層25b的平面面積增大。由此，可以抑制凸部30的頂部的表面層25b表 面30a的磨耗速度，從而能夠長期且高效地抑制表面層25b的磨耗。
因此，與目前相比，可以進一步提高顯像輥的耐久性，能夠長期且良 好地維持顯像輥的調(diào)色劑帶電性。特別是，以凸部30的表面層25b的最 深的凹部30c的底距基材平坦面30a'的高度h2比基材隆起部30b'的高度h, 大的方式來設(shè)定表面層25b的厚度t，因此，能夠進一步高效地提高顯像 輥25的耐久性。另外，由于基材不會長期露出，因此，在基材上使用Fe 系腐蝕性材料的情況下，能夠長期防止基材的腐蝕。根據(jù)具有該顯像輥25的顯像裝置5'，能夠長期且良好地將感光體3的靜電潛像顯像。另外，由于采用了調(diào)色劑28的平均粒徑(D50平均粒 徑)比顯像輥25的凹凸部的深度小的調(diào)色劑28，因此，可以將凸部30 的頂部的表面層25b的表面30a磨耗為大致平面狀。由此，能夠更長期且 高效地抑制表面層25b的磨耗。另外，在本發(fā)明中，未必需要使最大深度的凹部30c的底的高度h2 比基材隆起部30b'的高度ln大。但是，為了更高效地提高顯像輥25的耐 久性，優(yōu)選使高度h2比高度h,大。另外，第二傾斜槽29b的周方向的間隔及數(shù)量未必需要都分別和第一 傾斜槽29a相同，也可以不同。另外，第一及第二傾斜槽29a、 29b的數(shù) 量設(shè)為一根以上的任意數(shù)。另外，也可以使用調(diào)色劑28的平均粒徑(D50平均粒徑)比顯像輥 25的凹凸部的深度大的調(diào)色劑28。在該情況下，凸部30的頂部的表面層 25b的表面30a彎曲地磨耗。因此，能夠提高顯像輥25的耐久性。但是， 與使用調(diào)色劑28的平均粒徑(D50平均粒徑)比顯像輥25的凹凸部的深 度小的調(diào)色劑28的情況相比，不能使顯像輥25的耐久性提高，因此，使 用調(diào)色劑28的平均粒徑(D50平均粒徑)比顯像輥25的凹凸部的深度小 的調(diào)色劑28更能夠有效地提高顯像輥25的耐久性，故而優(yōu)選。另外，在使用外添加劑采用比較硬的二氧化硅的調(diào)色劑即二氧化硅相 對于調(diào)色劑母粒子的包覆率為100%以上的調(diào)色劑的情況下，不僅在調(diào)色 劑母粒子的表面存在有許多二氧化硅，而且游離二氧化硅也在增多，因此， 凸部30的表面層25b的磨耗變得更快。這種調(diào)色劑多用于非磁性單成分 非接觸顯像且需要流動性的情況，但通過使用二氧化硅包覆率為100%以 上的調(diào)色劑的顯像裝置5'中采用該例的顯像輥25，可以更高效的提高顯像 輥25的耐久性。另一方面，具備該顯像裝置5'的圖像形成裝置1能夠形成長期而良好 的畫質(zhì)的圖像。圖7 (a)及(b)是分別表示本發(fā)明實施方式之另一例的顯像輥的一 部分的和圖4 (a)及(c)同樣的局部剖面圖。另外，對和上述例相同的 構(gòu)成要素附帶相同的符號，省略其詳細的說明。如圖7 (a)所示，在該例的顯像輥25中，滾壓成形加工的第一及第 二傾斜槽29a、 29b形成時產(chǎn)生的隆起部30d從凸部30的側(cè)壁29e向第一 傾斜槽29a—方隆起。而且，和上述的例子同樣，在該例的顯像輥25中， 也設(shè)定為表面層25b的厚度t比最大隆起的基材25a的基材隆起部30d'的 側(cè)壁30e距基材側(cè)面(基材25a的正規(guī)的面)29e'的高度h'大。另外，在具有該例的顯像輥25的顯像裝置5'中，使用調(diào)色劑28的平 均粒徑(D50平均粒徑)比顯像輥25的凹凸部的深度大的調(diào)色劑28 (在 圖7 (a)、 (b)中未圖示)。因此，根據(jù)具備該顯像裝置5'的圖像形成裝置1，在長期形成圖像時， 如圖7 (b)所示，凸部30的頂部的表面層25b的表面30a磨耗為彎曲狀。 此時，由于將表面層25b的厚度t設(shè)定為比基材隆起部30d'的高度h'大， 因此，基材25a的基材隆起部30d'不會容易且提前露出。該例的顯像輥25、顯像裝置5'、及圖像形成裝置1的其他的結(jié)構(gòu)及其 他的作用效果實質(zhì)上和上述例的那些相同。另外，在具有該例的顯像輥25的顯像裝置5'中，也可以使用調(diào)色劑 28的平均粒徑(D50平均粒徑)比顯像輥25的凹凸部的深度小的調(diào)色劑。 在該情況下，凸部30的頂部的表面30a的表面層25b磨耗為大致平面狀。 因此，當凸部30的頂部的表面30a的表面層25b磨耗下去后，由調(diào)色劑 供給輥24及調(diào)色劑限制部件26等施加于頂部的表面30a的力的受壓面積 變大。因此，頂部的表面30a的壓力變小。由此，可以抑制凸部30的表 面層25b的磨耗。第二實施例如圖9 (a)所示，在該例的顯像輥25中也和上述同樣，在基材25a 的基材凸部30'的表面的基材平坦部30a'上形成有自該基材平坦部30a'凹 向下方的多個微小的基材凹部30c'(另外，在圖9 (a)所示的例子中，為 了便于說明，只圖示一個基材凹部30c')。這些基材凹部30c'如下形成在 基材25a的凹凸部加工前的表面精加工中，利用適當?shù)难b置，將粗糙度加 工為微小的條紋狀。另外，也可以利用微小的噴丸形成多個基材凹部30c'。由于多個微小的基材凹部30c'，而基材凸部30'的基材平坦部30a'具有 規(guī)定的表面粗糙度r'。另外，在包覆基材凸部30'的基材平坦部30a'而形成的凸部30的平坦部30a的表面層25b上，也形成有自該平坦部30a對應(yīng) 于基材凹部30c'凹向下方的多個微小的凹部30c。即，凸部30的平坦部 30a具有規(guī)定的表面粗糙度r。該情況下，表面層25b由無電解鍍敷構(gòu)成， 由此，通過基材凹部30c'，可以正確地對應(yīng)形成微小的凹部30c。而且，在該例的顯像輥25中，設(shè)定為表面層25b的凸部30的平坦部 30a的表面粗糙度r比表面層25b的厚度t大(t<r)。作為該表面粗糙度r， 例如，可以采用十點平均高度Rz。 SP，在該例的顯像輥25中，設(shè)定為表 面層25b的凸部30的平坦部30a的十點平均高度Rz比表面層25b的厚度 t大(t<Rz)。該情況下，平坦部30a的十點平均高度Rz的測定可以采用 例如5 、乂卜3制廿一7亍X卜(表面粗糙度測定器)。另外，作為表面粗糙度r，也可以采用其他例如中心線平均高度(Ra) 或最大高度(Rmax)。這些表面粗糙度的測定目前眾所周知，因此，省略 這些說明。另外，基材凸部30'的基材平坦部30a'的表面粗糙度r'也和上述 同樣可以測定。進行了本發(fā)明顯像輥25的耐久實驗。實驗中使用的圖像形成裝置為 精工愛普生社制LP9000C打印機。而且，采用下述的顯像輥25代替該打 印機中使用的顯像輥。該情況下，為了可使用該顯像輥25，將精工愛普生 社制LP9000C打印機進行了改造。耐久實驗的圖像形成條件為LP卯OOC 打印機的標準的圖像形成條件。在顯像輥25的基材25a上，使用STKM材，在對基材25a加工凹凸 部之前，利用車削加工進行基材25a的表面精加工。此時，形成有圖9(a) 所示的多個條紋狀的凹部30c'。此時的基材25a的一個基材凸部30'的基材 平坦部30a'的十點平均表面高度Rz為2nm。接著，如圖9 (a)所示，利用滾壓成形加工，在表面上形成有基材凹 凸深度(從基材凹部的底到基材凸部的上面的高度)4.5pm、基材凹凸間 距100pm、基材凹凸深度的1/2線上的基材凸部的寬度57pim、基材凹凸 深度的約1/2線上的基材凹部的寬度43)im的凹凸部。作為表面層25b，利用無電解鎳-磷(Ni-P)鍍敷，在基材表面上形成 有厚度1.5pm的鍍敷層。如圖10 (a)所示，此時的顯像輥25的凹凸部為 凹凸深度(從槽29a、 29b的底到凸部30的上面的高度)6|_im、凹凸間距100pm、凹凸深度的1/2線上的凸部30的寬度60|am、凹凸深度的1/2線 上的凹部(槽29a、 29b)的寬度40pm。上述的基材凹凸部(槽29a'、 29b'、 凸部30')及表面層顯像輥的凹凸部(槽29a、 29b、凸部30)利用三維測 定用激光顯微鏡即Keyence制VK-9500進行測定。表面層25b形成后，在 凸部30的平坦部30a的表面層25b上形成有多個條紋狀的凹部30c。此時 的凸部30的平坦部30a的十點平均表面高度Rz為1.8pm。即，平坦部30a 的十點平均表面高度Rz比表面層25b的厚度t的1.5j_im大(平坦部30a 的十點平均表面高度Rz〉表面層25b的厚度t)。
另外，調(diào)色劑供給輥24由聚氨脂發(fā)泡輥形成，設(shè)置為相對于顯像輥 25吃進量1.5mm。另外，調(diào)色劑限制板26由聚氨脂橡膠構(gòu)成的板構(gòu)成。 而且，如圖9(a)所示，將調(diào)色劑限制板26的頂端邊緣26a與凸部30的 平坦部30a抵接。此時的頂端邊緣26a的抵接壓設(shè)定為40g/cm。
另外，采用的調(diào)色劑為兩種調(diào)色劑。其中之一如下在通過粉碎法制 作的聚酯粒子中內(nèi)添適量CCA、 WAX、顏料構(gòu)成調(diào)色劑母粒子，并且在 該母粒子中外添20nm的小粒徑二氧化硅、40nm的中粒徑二氧化硅、1 OOnm 的大粒徑二氧化硅、及30nm二氧化鈦，為平均粒徑D50為4.5pm且比凹 凸深度6pm小的小粒徑調(diào)色劑。另一種調(diào)色劑如下在通過聚合法制作 的苯乙烯-丙烯腈粒子中內(nèi)添適量WAX、顏料構(gòu)成調(diào)色劑母粒子，并且在 該母粒子中外添20nm的小粒徑二氧化硅、40nm的中粒徑二氧化硅、100nm 的大粒徑二氧化硅、及30nm二氧化鈦，為平均粒徑D50和上述的調(diào)色劑 相同為4.5jam的小粒徑調(diào)色劑。
而且，利用LP9000C的標準圖像形成條件，在A4普通紙上以單色的 灰度25%進行耐久圖像形成實驗。該實驗的結(jié)果是，具有圖IO (b)中實 線所示的初始曲線的凸部30的表面層25b的平坦部30a隨著圖像形成次 數(shù)增加，如虛線所示，傾向磨耗為平面狀的曲線。凸部30的這種平面狀 的磨耗曲線在使用上述第二小粒徑調(diào)色劑的情況下，也傾向磨耗為同樣的 彎曲的曲線。
隨著圖像形成次數(shù)增加，如圖9(b)所示，凸部30的平坦部30a大 致平面狀磨耗下去。通過該磨耗，平坦部30a的表面層25b的多個凹部30c 的一部分消失，但多個凹部30c的剩余部分還存在在表面層25b上。艮口，在凸部30的平坦部30a的表面層25b上維持著規(guī)定的表面粗糙度。由此， 可以抑制調(diào)色劑限制板26和凸部30的平坦部30a的接觸面積增大，并且 調(diào)色劑28的游離外添加劑等將會侵入殘留的凹部30a。因此，調(diào)色劑限制 板26和凸部30的平坦部30a的密合性的增大被抑制，并且殘留的凹部30a 內(nèi)的游離外添加劑等侵入，由此，可以抑制調(diào)色劑限制板26吃進平坦部 30a而發(fā)生振動及振鳴。
圖像形成次數(shù)進一步增加，如圖9 (c)所示，當凸部30的平坦部30a 進一步磨耗時，基材25a的基材凸部30'的基材平坦部30a'露出，顯像輥 25報廢。此時，平坦部30a的表面層25b的多個凹部30c的一部分進一步 消失，但多個凹部30c的剩余部分還存在在表面層25b上。g卩，在凸部30 的平坦部30a的表面層25b上維持著一定的表面粗糙度。因此，顯像輥25 通過凸部30的平坦部30a的一定的表面粗糙度，直到基材平坦部30a'露 出的報廢，都可以抑制調(diào)色劑限制板26和凸部30的平坦部30a的密合性 的增大，由此提高顯像輥25的耐久性。
這樣，根據(jù)該例的顯像輥25，由于將凸部30的平坦部30a的十點平 均表面高度Rz設(shè)定為比表面層25b的厚度t大(平坦部30a的十點平均表 面高度Rz〉表面層25b的厚度t)。因此，可以將顯像輥25的凸部30的 平坦部30a維持為直到顯像輥25報廢的一定的表面粗糙度。該情況下， 通過由無電解鍍敷構(gòu)成表面層25b，可以通過基材凹部30c'而正確地對應(yīng) 形成微小的凹部30c。由此，能夠長期抑制調(diào)色劑限制板26和凸部30的 平坦部30a的密合性的增大。
因此，能夠同時高效地防止由和顯像輥25的密合引起的調(diào)色劑限制 板26的振動及調(diào)色劑限制板26的振鳴，并且也能夠防止由該振動引起調(diào) 色劑限制板26的崩刃。這樣，與現(xiàn)有相比，能夠進一步提高顯像輥25及 調(diào)色劑限制板26的各耐久性，能夠長期且良好地維持顯像輥25的調(diào)色劑 帶電性。
另外，由于能夠抑制調(diào)色劑限制板26和凸部30的平坦部30a的密合 性的增大，因此，也能夠長期抑制顯像輥25的驅(qū)動扭矩的增大。
其結(jié)果是，具有該例的顯像輥25的顯像裝置5'能夠長期且良好地使 感光體3的靜電潛像顯像，另外，具備該顯像裝置5'的圖像形成裝置1能夠形成長期且良好畫質(zhì)的圖像。
特別是，在通過將調(diào)色劑限制板26的至少頂端邊緣(即，頂端邊緣
或包含頂端邊緣的規(guī)定區(qū)域)26a與凸部30的平坦部30a抵接而以調(diào)色劑 部分不包覆凸部30的平坦部30a的方式限制調(diào)色劑的方式中，能夠長期 且高效地抑制調(diào)色劑限制板26和凸部30的平坦部30a的密合性的增大。
另外，在由具有規(guī)則性的槽構(gòu)成凹凸部的情況下，能夠更高效地防止 調(diào)色劑限制板26的振鳴。
以上，在上述的例子中，應(yīng)用于具有旋轉(zhuǎn)顯像單元5的圖像形成裝置
1，但是，本發(fā)明不限于此。本發(fā)明也可以應(yīng)用于例如串聯(lián)地配置有圖
像形成單元的圖像形成裝置、四循環(huán)的圖像形成裝置、單色的圖像形成裝
置、或者將調(diào)色劑像從潛像擔載體向轉(zhuǎn)印材(相當于本發(fā)明的轉(zhuǎn)印介質(zhì))
直接轉(zhuǎn)印的圖像形成裝置(即，不具備中間轉(zhuǎn)印介質(zhì)的圖像形成裝置)等、 具備至少具備具有凹凸部的顯像輥的顯像裝置的任何圖像形成裝置。
另外，顯像輥25的凹凸部除由具有滾壓成形加工的規(guī)則性的槽構(gòu)成 以外，還可以由例如切削加工等其他加工方法制作的凹凸部形成。主要的 是，本發(fā)明也可以應(yīng)用于在權(quán)利要求書中記載的事項的范圍內(nèi)任何圖像形 成裝置。
權(quán)利要求
1、一種顯像輥，其特征在于，至少具有基材，其具有在外周面的規(guī)定區(qū)域按壓具有規(guī)則性的圖案而形成的基材凹部及基材凸部；表面層，其形成于該基材的外周面且在外周面具有與所述基材凹部及所述基材凸部分別對應(yīng)的凹部及凸部，所述表面層的厚度比在所述基材凸部的側(cè)緣附近從該基材凸部的正規(guī)面隆起的基材隆起部的距所述基材凸部的正規(guī)面的最大高度大。
2、 如權(quán)利要求1所述的顯像輥，其特征在于，所述表面層利用無電解鍍敷形成。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的顯像輥，其特征在于，所述基材凹部由 螺旋狀連續(xù)的槽形成。
4、 如權(quán)利要求1~3中任一項所述的顯像輥，其特征在于，所述按壓 加工為滾壓成形加工。
5、 如權(quán)利要求1~4中任一項所述的顯像輥，其特征在于，所述基材 隆起部為向徑方向隆起的隆起部、或為向所述基材凹部一方隆起的隆起 部。
6、 一種顯像裝置，其特征在于，至少具有顯像輥，其向潛像擔載 體輸送調(diào)色劑；調(diào)色劑供給輥，其與該顯像輥抵接并供給所述調(diào)色劑；調(diào) 色劑限制部件，其與所述顯像輥抵接并限制向所述潛像擔載體輸送的調(diào)色 劑的量，所述顯像輥為權(quán)利要求1~5中任一項所述的顯像輥， 所述調(diào)色劑的平均粒徑比所述顯像輥的所述凹部的深度小。
7、 如權(quán)利要求6所述的顯像裝置，其特征在于，所述調(diào)色劑為用外 添加劑包覆調(diào)色劑母粒子的非磁性單成分調(diào)色劑，且至少使用二氧化硅作 為所述外添加劑，并且該二氧化硅的包覆率為100%以上。
8、 一種圖像形成裝置，其特征在于，至少具備潛像擔載體，其至少形成有靜電潛像；顯像裝置，其以非 接觸顯像利用調(diào)色劑使所述靜電潛像顯像，在所述潛像擔載體上形成調(diào)色 劑像；轉(zhuǎn)印裝置，其將所述潛像擔載體的調(diào)色劑像轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印介質(zhì)上，所述顯像裝置為權(quán)利要求6或7所述的顯像裝置。
9、 一種顯像輥，其特征在于，至少具有基材，其具有形成于外周面的規(guī)定區(qū)域的基材凹部及基材 凸部；表面層，其形成于該基材的外周面且在外周面具有與所述基材凹部及所述基材凸部分別對應(yīng)的凹部及凸部， 所述凸部具有平坦部，所述平坦部的所述表面層的表面粗糙度比所述表面層的厚度大。
10、 如權(quán)利要求9所述的顯像輥，其特征在于，所述表面層利用無電解鍍敷形成。
11、 如權(quán)利要求9或10所述的顯像輥，其特征在于，所述平坦部的 表面粗糙度為十點平均表面高度。
12、 如權(quán)利要求9~11中任一項所述的顯像輥，其特征在于，所述基 材凹部由螺旋狀連續(xù)的槽形成。
13、 一種顯像裝置，其特征在于，至少具有顯像輥，其向潛像擔載體輸送調(diào)色劑；調(diào)色劑供給輥，其 與該顯像輥抵接并供給所述調(diào)色劑；調(diào)色劑限制部件，其與所述顯像輥抵 接并限制向所述潛像擔載體輸送的調(diào)色劑的量，所述顯像輥為權(quán)利要求1~4中任一項所述的顯像輥，所述調(diào)色劑限制 部件為調(diào)色劑限制板。
14、 如權(quán)利要求13所述的顯像裝置，其特征在于，所述調(diào)色劑限制 部件的至少頂端邊緣與所述平坦部的所述表面層抵接。
15、 一種圖像形成裝置，其特征在于，至少具備潛像擔載體，其至少形成有靜電潛像；顯像裝置，其利用 調(diào)色劑使所述靜電潛像顯像，在所述潛像擔載體上形成調(diào)色劑像；轉(zhuǎn)印裝 置，其將所述潛像擔載體的調(diào)色劑像轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印介質(zhì)上，所述顯像裝置為權(quán)利要求13或14所述的顯像裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種顯像輥、顯像裝置及圖像形成裝置，即使在顯像輥上利用滾壓成形加工形成凹凸部，也能夠進一步提高耐久性，能夠進行更長期且良好的顯像。至少具有基材(25a)，其在外周面的規(guī)定區(qū)域具有由滾壓成形加工形成的基材凹部(第一及第二傾斜基材槽(29a′)、(29b′))及基材凸部(30′)；表面層(25b)，其形成于該基材(25a)的外周面且在外周面具有分別對應(yīng)于基材凹部及基材凸部的凹部(第一及第二傾斜基材槽(29a)、(29b))及凸部(30)，表面層(25b)的厚度t比在基材凸部(30′)的側(cè)緣附近自該基材凸部(30′)的正規(guī)面(基材平坦部30a′)隆起的基材隆起部(30b′)距基材凸部(30′)的正規(guī)面的最大高度h₁大。
文檔編號G03G15/08GK101515146SQ20091000495
公開日2009年8月26日 申請日期2009年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月20日
發(fā)明者前田將宏, 山田陽一, 福元貴智, 鈴木淳一 申請人:精工愛普生株式會社