專利名稱：顯影裝置、圖像形成裝置及圖像形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有在表面上配置了凸部及凹部的調(diào)色劑擔(dān)載輥的顯影裝置、圖 像形成裝置及使用該輥來(lái)形成圖像的圖像形成方法。
背景技術(shù)：
在利用調(diào)色劑對(duì)靜電潛像進(jìn)行顯影的技術(shù)中，通常為使形成為近似圓筒形狀的調(diào) 色劑擔(dān)載輥的表面上擔(dān)載調(diào)色劑的技術(shù)。在此種技術(shù)中，由于調(diào)色劑的帶電量會(huì)不可避免 地發(fā)生不均，所以尤其是帶電量低的調(diào)色劑或與帶有與本來(lái)的帶電極性相反極性的電量的 調(diào)色劑附著于圖像中的本來(lái)不應(yīng)附著調(diào)色劑的部分從而發(fā)生所謂的灰霧。因此，為了提高 在調(diào)色劑擔(dān)載輥表面上被擔(dān)載的調(diào)色劑的帶電量，有時(shí)構(gòu)成為使用導(dǎo)電性的調(diào)色劑作為調(diào) 色劑并同時(shí)使已被施加與調(diào)色劑的帶電極性為同極性的偏壓電壓的電荷注入部件與調(diào)色 劑擔(dān)載輥相對(duì)，從而向調(diào)色劑擔(dān)載輥表面的調(diào)色劑賦予電荷(例如專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2005-331780號(hào)公報(bào)(例如圖1)但是，根據(jù)本申請(qǐng)發(fā)明人等的實(shí)驗(yàn)，在記載于專利文獻(xiàn)1的技術(shù)中，由于向電荷注 入部件施加的偏壓電壓引起的電場(chǎng)作用于將已帶電的調(diào)色劑向調(diào)色劑擔(dān)載輥側(cè)推的方向， 所以在調(diào)色劑擔(dān)載輥上的調(diào)色劑輸送量增大。結(jié)果，應(yīng)注入電荷的調(diào)色劑的量變多，盡管作 為全體的帶電量變多，但抑制各調(diào)色劑的帶電量的不均的效果并不充分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是鑒于上述課題而提出的，其目的在于，在具有表面配置了凸部及凹部 的調(diào)色劑擔(dān)載輥的顯影裝置、圖像形成裝置及使用該輥來(lái)形成圖像的圖像形成方法中，抑 制調(diào)色劑擔(dān)載輥上的調(diào)色劑的帶電量的不均從而抑制灰霧。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明中的顯影裝置的特征在于，具備在內(nèi)部收容調(diào)色劑的 殼體；調(diào)色劑擔(dān)載輥，其被軸支承安裝于所述殼體，并在表面上形成各頂面彼此構(gòu)成同一的 圓筒面的一部分的多個(gè)凸部及圍繞該凸部的凹部，調(diào)色劑擔(dān)載輥在該表面擔(dān)載從所述殼體 供給來(lái)的帶電調(diào)色劑并同時(shí)旋轉(zhuǎn)；和導(dǎo)電性的限制刮片，其自由端朝向所述調(diào)色劑擔(dān)載輥 的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)，同時(shí)該自由端或者與該自由端鄰接的鄰接部位通過(guò)與所述調(diào)色劑擔(dān)載 輥表面抵接來(lái)對(duì)所述調(diào)色劑擔(dān)載輥表面上擔(dān)載的調(diào)色劑的量進(jìn)行限制，所述調(diào)色劑具有包 括金屬氧化物在內(nèi)的外添劑，在所述限制刮片上施加有與所述調(diào)色劑的正規(guī)帶電極性為同 極性的限制偏壓電壓，所述自由端的頂端與所述調(diào)色劑擔(dān)載輥的所述凸部的間隔小于所述 調(diào)色劑的體積平均粒徑。另外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明中的圖像形成裝置的特征在于，具備在內(nèi)部收 容調(diào)色劑的殼體；調(diào)色劑擔(dān)載輥，其被軸支承安裝于所述殼體，并在表面上形成各頂面彼此 構(gòu)成同一的圓筒面的一部分的多個(gè)凸部及圍繞該凸部的凹部，調(diào)色劑擔(dān)載輥在該表面擔(dān)載 從所述殼體供給來(lái)的帶電調(diào)色劑并同時(shí)旋轉(zhuǎn)；導(dǎo)電性的限制刮片，其自由端朝向所述調(diào)色 劑擔(dān)載輥的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)，同時(shí)該自由端或者與該自由端鄰接的鄰接部位通過(guò)與所述調(diào)色劑擔(dān)載輥表面抵接來(lái)對(duì)所述調(diào)色劑擔(dān)載輥表面上擔(dān)載的調(diào)色劑的量進(jìn)行限制；對(duì)所述限 制刮片施加規(guī)定的限制偏壓電壓的偏壓施加單元；和潛像擔(dān)載體，其與所述調(diào)色劑擔(dān)載輥 相對(duì)配置，并在表面上擔(dān)載靜電潛像，所述調(diào)色劑具有包括金屬氧化物在內(nèi)的外添劑，所述 限制偏壓電壓與所述調(diào)色劑的正規(guī)帶電極性為同極性，所述自由端的頂端與所述調(diào)色劑擔(dān) 載輥的所述凸部的間隔小于所述調(diào)色劑的體積平均粒徑。 另外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明中的圖像形成方法的特征在于，使在表面上形 成有各頂面彼此構(gòu)成同一的圓筒面的一部分的多個(gè)凸部及圍繞該凸部的凹部的調(diào)色劑擔(dān) 載輥的表面上擔(dān)載調(diào)色劑，使如下所述的導(dǎo)電性的限制刮片與所述調(diào)色劑擔(dān)載輥的表面抵 接，來(lái)對(duì)調(diào)色劑的量進(jìn)行限制，該導(dǎo)電性的限制刮片為自由端朝向所述調(diào)色劑擔(dān)載輥的旋 轉(zhuǎn)方向上游側(cè)，同時(shí)該自由端或者與該自由端鄰接的鄰接部位與所述調(diào)色劑擔(dān)載輥表面抵 接，使擔(dān)載有靜電潛像的潛像擔(dān)載體與所述調(diào)色劑擔(dān)載輥相對(duì)，利用調(diào)色劑對(duì)所述靜電潛 像進(jìn)行顯影，而且，使所述調(diào)色劑具有包括金屬氧化物在內(nèi)的外添劑，向所述限制刮片施加 與所述調(diào)色劑的正規(guī)帶電極性為同極性的限制偏壓電壓，使所述自由端的頂端與所述調(diào)色 劑擔(dān)載輥的所述凸部的間隔不到所述調(diào)色劑的體積平均粒徑。在這些發(fā)明中，首先使限制刮片與調(diào)色劑擔(dān)載輥表面抵接，而且，使限制刮片的自 由端的頂端與調(diào)色劑擔(dān)載輥的凸部的間隔(以下稱為“開(kāi)口高度”)不到調(diào)色劑的體積平 均粒徑，由此將在凸部上擔(dān)載的調(diào)色劑限制成不到1層。另外，由于通過(guò)這樣地規(guī)定開(kāi)口高 度，限制刮片的頂端與凹部的間隔也被規(guī)定，所以在凹部擔(dān)載的調(diào)色劑的量也被限制成大 致一定。因而，對(duì)于調(diào)色劑擔(dān)載輥所擔(dān)載的調(diào)色劑的量而言，無(wú)論對(duì)限制刮片的偏壓施加的 有無(wú)，均可在機(jī)械上成為大致一定量。這樣的效果可通過(guò)采用凸部的頂面彼此構(gòu)成同一的 圓筒面的一部分之類的構(gòu)造的調(diào)色劑擔(dān)載輥來(lái)得到。在這樣地機(jī)械地限制調(diào)色劑量的基礎(chǔ) 上，這些發(fā)明中，向?qū)щ娦缘南拗乒纹┘优c調(diào)色劑的正規(guī)帶電極性為同極性的限制偏壓 電壓。以下在后面詳述本申請(qǐng)發(fā)明人等進(jìn)行了各種實(shí)驗(yàn)，結(jié)果，在通過(guò)使其與施加了偏 壓的導(dǎo)電部件接觸來(lái)賦予電荷從而使調(diào)色劑帶電的帶電機(jī)制中，得到了如下見(jiàn)解，即并非 如所述的專利文獻(xiàn)1中所記載調(diào)色劑是否具有導(dǎo)電性，而是向調(diào)色劑表面賦予的特定的外 添劑的存在極大地有助于調(diào)色劑的帶電。具體而言，在賦予適量的金屬氧化物的微粒作為 外添劑的調(diào)色劑中，與調(diào)色劑母粒子自身的導(dǎo)電性無(wú)關(guān)，通過(guò)從賦予了與其正規(guī)帶電極性 為同極性的電位的導(dǎo)電部件，向調(diào)色劑表面的金屬氧化物外添劑注入電荷，可有效地控制 調(diào)色劑全體的帶電量。因此，在上述的發(fā)明中，通過(guò)采用賦予了金屬氧化物外添劑的調(diào)色劑和管理凸部 頂面的高度的調(diào)色劑擔(dān)載輥，利用限制刮片機(jī)械地限制在其表面擔(dān)載的調(diào)色劑的量，來(lái)管 理被送入利用調(diào)色劑擔(dān)載輥與限制刮片的抵接形成的夾持部的調(diào)色劑的量。在此基礎(chǔ)上， 通過(guò)向限制刮片施加與調(diào)色劑的正規(guī)帶電極性為同極性的限制偏壓電壓，來(lái)向已被送入夾 持部的調(diào)色劑賦予電荷從而控制其帶電量。結(jié)果，在這些發(fā)明中，有效地防止帶電量不足的 調(diào)色劑從調(diào)色劑擔(dān)載輥脫離進(jìn)而飛散或者附著于圖像從而發(fā)生灰霧。在這些發(fā)明中，也可使所述自由端的頂端與所述調(diào)色劑擔(dān)載輥的所述凸部的間隔 為0。即，進(jìn)行所謂的邊緣(edge)限制，限制刮片的頂端與調(diào)色劑擔(dān)載輥的凸部直接接觸。 如果這樣地進(jìn)行，則成為幾乎在凸部上不擔(dān)載調(diào)色劑。在已在凸部上擔(dān)載的調(diào)色劑中，帶電量低的調(diào)色劑容易在因調(diào)色劑擔(dān)載輥的旋轉(zhuǎn)而受到的風(fēng)壓的作用下飛散。而本發(fā)明中，則 通過(guò)從限制刮片向使其較薄地附著于凸部的調(diào)色劑賦予電荷來(lái)使帶電量上升，從而通過(guò)使 其難以從調(diào)色劑擔(dān)載輥表面脫離而難以發(fā)生飛散，但凸部的調(diào)色劑有時(shí)也并不有助于顯影 濃度的提高。因而，從更可靠地抑制飛散或灰霧，另外，更正確地控制在凹部的調(diào)色劑擔(dān)載 量的觀點(diǎn)出發(fā)，也可不進(jìn)行在凸部的調(diào)色劑擔(dān)載。另外，所述調(diào)色劑優(yōu)選含有氧化鈦、氧化鋁、氧化鋅、氧化鈰或者氧化錫的至少1 個(gè)作為所述金屬氧化物。對(duì)于這些金屬氧化物而言，本發(fā)明的構(gòu)成的帶電量控制有效地發(fā) 揮功能已被本申請(qǐng)發(fā)明人等的實(shí)驗(yàn)確認(rèn)。另外，也可在所述凹部中擔(dān)載與所述調(diào)色劑擔(dān)載輥表面直接接觸的接觸調(diào)色劑和 不與所述調(diào)色劑擔(dān)載輥表面直接接觸的非接觸調(diào)色劑的雙方。在凹部中與調(diào)色劑擔(dān)載輥 表面直接接觸的接觸調(diào)色劑本來(lái)是帶電量高且對(duì)調(diào)色劑擔(dān)載輥表面以靜電方式較強(qiáng)地附 著的調(diào)色劑。另一方面，不與調(diào)色劑擔(dān)載輥表面直接接觸的非接觸調(diào)色劑以帶電量偏低的 調(diào)色劑為主體，被以覆蓋在調(diào)色劑擔(dān)載輥表面上附著的接觸調(diào)色劑層的形式擔(dān)載。這樣地 帶電量低的調(diào)色劑可成為飛散或灰霧的原因，但由于被擔(dān)載于從凸部表面后退的凹部中的 調(diào)色劑難以受到風(fēng)壓，所以飛散受到抑制。此外，在只擔(dān)載接觸調(diào)色劑的體系中，由于大致 全部調(diào)色劑與限制刮片接觸，所以帶電量容易變得過(guò)剩，這使調(diào)色劑對(duì)調(diào)色劑擔(dān)載輥的附 著力增大，因而從對(duì)飛散或灰霧抑制的觀點(diǎn)出發(fā)，沒(méi)有問(wèn)題，但從得到高顯影濃度的觀點(diǎn)出 發(fā)，是不利的。

另外，在使已施加偏壓的限制刮片接觸這樣的凹部的調(diào)色劑層的情況下，變成只 向在表面?zhèn)嚷冻龅姆墙佑|調(diào)色劑賦予電荷，所以可只使非接觸調(diào)色劑的帶電量上升。另一 方面，不會(huì)使本來(lái)帶電量高的接觸調(diào)色劑的帶電量過(guò)剩地上升。另外，即使為非接觸調(diào)色 齊U，對(duì)于帶電量高的非接觸調(diào)色劑而言，由于限制偏壓電壓起到使斥力發(fā)生的作用，所以仍 然會(huì)抑制過(guò)剩的帶電。結(jié)果，在凹部中擔(dān)載的調(diào)色劑中，只有低帶電的調(diào)色劑的帶電量上升 從而帶電量的不均變小，灰霧的發(fā)生受到抑制。具體而言，例如只要使自由端的頂端與調(diào)色劑擔(dān)載輥的凹部的間隔變得大于調(diào)色 劑的體積平均粒徑的1倍即可。如此一來(lái)，在凹部中擔(dān)載超過(guò)1層的調(diào)色劑層，結(jié)果，變成 包括接觸調(diào)色劑和非接觸調(diào)色劑的雙方。此外，如果在凹部中擔(dān)載的調(diào)色劑層的層數(shù)變多， 則出現(xiàn)不能在非接觸調(diào)色劑中與限制刮片抵接的調(diào)色劑。由于這樣的調(diào)色劑成為灰霧的原 因，所以為了可靠地向非接觸調(diào)色劑賦予電荷，優(yōu)選使層數(shù)成為2層以下。即，限制刮片的 頂端與凹部的間隔優(yōu)選成為調(diào)色劑的體積平均粒徑的2倍以下。另外，所述調(diào)色劑擔(dān)載輥也可為表面進(jìn)行過(guò)非晶態(tài)鍍敷處理的金屬制。如果為這 樣的調(diào)色劑擔(dān)載輥，則可在殼體內(nèi)使調(diào)色劑良好地摩擦帶電，這已被本申請(qǐng)發(fā)明人等的實(shí) 驗(yàn)明確。通過(guò)組合這樣的調(diào)色劑擔(dān)載輥和已施加限制偏壓電壓的限制刮片，將在調(diào)色劑擔(dān) 載輥表面上擔(dān)載的調(diào)色劑的特性維持成良好的特性從而得到出色的圖像品質(zhì)成為可能。另外，作為所述調(diào)色劑中的所述外添劑的金屬氧化物的含有率優(yōu)選為占重量 0. 5%以上。如果金屬氧化物外添劑的添加量過(guò)少，則本發(fā)明的帶電控制效果不足，根據(jù)本 申請(qǐng)發(fā)明人等的實(shí)驗(yàn)，優(yōu)選加入至少占重量0.5%以上的金屬氧化物。尤其是在添加了二氧 化硅或樹(shù)脂珠(beads)等絕緣性高的其他外添劑的調(diào)色劑中，如果進(jìn)一步增多金屬氧化物 外添劑的量是有效的。


圖1是表示適用了本發(fā)明的圖像形成裝置的一個(gè)實(shí)施方式的圖。圖2是表示圖1的圖像形成裝置的電構(gòu)成的框(block)圖。 圖3是表示顯影器的外觀的圖。圖4是表示顯影器的構(gòu)造及顯影偏壓波形的圖。圖5是表示顯影輥及其表面的部分放大圖的圖。圖6是表示本申請(qǐng)發(fā)明人等進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)的概要的圖。圖7是表示利用調(diào)色劑的物理參數(shù)的灰霧量、顯影濃度的評(píng)價(jià)結(jié)果的圖。圖8是表示使限制偏壓電壓發(fā)生變化時(shí)的灰霧量的測(cè)定結(jié)果的圖。圖9是表示在凹部的調(diào)色劑的舉動(dòng)的模型(model)圖。圖10是更微觀地觀察圖9的現(xiàn)象的模型圖。圖11是進(jìn)一步微觀地觀察圖10的現(xiàn)象的模型圖。圖12是表示允許在凸部的調(diào)色劑擔(dān)載的變形例的圖。圖13是表示不同的限制條件下的調(diào)色劑層的特性的測(cè)定結(jié)果的圖。圖中22_感光體(潛像擔(dān)載體)、41_殼體、44-顯影輥(調(diào)色劑擔(dān)載輥)、46_限 制刮片、46a-(限制刮片的)自由端、141-限制偏壓用電源(偏壓施加機(jī)構(gòu))、441-(顯影輥 表面的)凸部、442-(顯影輥表面的)凹部、462-彈性部件、462e-(彈性部件的)邊緣部、 Hd-(凸部與凹部的)高低差、Ho-凸部開(kāi)口高度、Hp-(限制刮片與凹部的)開(kāi)口高度、T-調(diào) 色劑。
具體實(shí)施例方式圖1是表示適用本發(fā)明的圖像形成裝置的一個(gè)實(shí)施方式的圖。另外，圖2是表示 圖1的圖像形成裝置的電構(gòu)成的框圖。該裝置是疊加黃(Y)、青色(C)、洋紅(M)、黑(K)的 4色調(diào)色劑(顯影劑)來(lái)形成全色(fullcolor)圖像或者只使用黑(K)的調(diào)色劑來(lái)形成單 色圖像的圖像形成裝置。在該圖像形成裝置中，如果從主機(jī)(host computer)等外部裝置向 主控制器(main controller) 11發(fā)送圖像信號(hào)，則在發(fā)動(dòng)機(jī)控制器(enginecontroller) 10 上設(shè)置的CPU101根據(jù)發(fā)自該主控制器11的指令控制發(fā)動(dòng)機(jī)部EG各部，執(zhí)行規(guī)定的圖像形 成動(dòng)作，在紙張S上形成對(duì)應(yīng)圖像信號(hào)的圖像。在該發(fā)動(dòng)機(jī)部EG中，感光體22在圖1的箭頭方向Dl上被自由旋轉(zhuǎn)地設(shè)置。另外， 在該感光體22的周圍，沿著該旋轉(zhuǎn)方向Dl，分別配置帶電單元23、旋轉(zhuǎn)式顯影單元4及清 潔部25。帶電單元23被施加規(guī)定的帶電偏壓，使感光體22的外周面均一地帶電成規(guī)定的 表面電位。清潔部25在一次轉(zhuǎn)印后除去在感光體22的表面上殘留附著的調(diào)色劑，回收到 在內(nèi)部設(shè)置的廢調(diào)色劑槽。這些感光體22、帶電單元23及清潔部25 —體地構(gòu)成感光體盒 2，該感光體盒2可作為一體地相對(duì)裝置本體進(jìn)行自由裝卸。接著，從曝光單元6向已被該帶電單元23帶電的感光體22的外周面照射光束L。 該曝光單元6根據(jù)從外部裝置發(fā)送來(lái)的圖像信號(hào)將光束L曝光到感光體22上，形成對(duì)應(yīng)圖 像信號(hào)的靜電潛像。如此形成的靜電潛像被顯影單元4進(jìn)行調(diào)色劑顯影。即，在該實(shí)施方式中，顯影單元4具備以自由旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置在與圖1紙面正交的旋轉(zhuǎn)軸中心的支承架40、被作為相對(duì) 支承架40自由裝卸的盒而構(gòu)成而內(nèi)置各色的調(diào)色劑的黃色用的顯影器4Y、青色用的顯影 器4C、洋紅色用的顯影器4M、及黑色用的顯影器4K。該顯影單元4被發(fā)動(dòng)機(jī)控制器10控 制。接著，基于發(fā)自該發(fā)動(dòng)機(jī)控制器10的控制指令，顯影單元4被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)這些顯影 器4Y、4C、4M、4K被選擇性地定位于與感光體22相對(duì)的規(guī)定的顯影位置，則被設(shè)置于該顯影 器且擔(dān)載所選顏色的調(diào)色劑的顯影輥44相對(duì)感光體22隔著規(guī)定的間隙被相對(duì)配置，在該 相對(duì)位置中，從顯影輥44向感光體22的表面賦予調(diào)色劑。這樣，感光體22上的靜電潛像 被選擇調(diào)色劑色顯影化。 圖3是表示顯影器的外觀的圖。另外，圖4是表示顯影器的構(gòu)造及顯影偏壓波形 的圖。更具體而言，圖4(a)是表示顯影器的構(gòu)造的截面圖。另外，圖4(b)是表示顯影偏壓 波形與感光體表面電位的關(guān)系的圖。各顯影器4Y、4C、4M、4K均具有相同構(gòu)造。因而，在此， 對(duì)顯影器4K的構(gòu)成，邊參照?qǐng)D3及圖4(a)邊更詳細(xì)地說(shuō)明，而對(duì)于其他顯影器4Y、4C、4M 而言，其構(gòu)造及功能也相同。在該顯影器4K中，供給輥43及顯影輥44被自由旋轉(zhuǎn)地軸支承安裝于在顯影器內(nèi) 部收容非磁性一成分調(diào)色劑T的殼體41，如果該顯影器4K定位于上述顯影位置，則顯影輥 44會(huì)被定位在隔著顯影間隙DG與感光體2相對(duì)的位置，同時(shí)這些輥43、44與被設(shè)置于本體 側(cè)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部(圖示省略)結(jié)合，在規(guī)定的方向上旋轉(zhuǎn)。供給輥43例如由發(fā)泡聚氨酯橡 膠、硅橡膠等彈性材料形成為圓筒狀。另外，顯影輥44由銅、鋁、不銹鋼等金屬或者合金形 成為圓筒狀。在該實(shí)施方式中，使用將鐵制的圓筒表面進(jìn)行了無(wú)電解鎳、磷鍍敷處理的顯影 輥。接著，2個(gè)輥43、44通過(guò)邊接觸邊旋轉(zhuǎn)，調(diào)色劑被擦掛在顯影輥44的表面上，從而在顯 影輥44表面上形成規(guī)定厚度的調(diào)色劑層。在該實(shí)施方式中，使用負(fù)的帶電調(diào)色劑，但也可 為正的帶電調(diào)色劑。殼體41的內(nèi)部空間被隔壁41a分成第1室411及第2室412。供給輥43及顯影 輥44均被設(shè)置于第2室412，隨著這些輥的旋轉(zhuǎn)，第2室412內(nèi)的調(diào)色劑流動(dòng)，邊被攪拌邊 供給到顯影輥44的表面。另一方面，在第1室411中貯存的調(diào)色劑被與供給輥43及顯影 輥44隔離，所以沒(méi)有因它們的旋轉(zhuǎn)發(fā)生流動(dòng)。該調(diào)色劑在顯影單元4保持顯影器的狀態(tài)下 進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而被與在第2室412中貯存的調(diào)色劑混合，進(jìn)而被攪拌。這樣，在該顯影器中，通過(guò)將殼體內(nèi)部分成2室，供給輥43及顯影輥44的周圍被 殼體41的側(cè)壁及隔壁41a圍繞，設(shè)置容積較小的第2室412，由此即使在調(diào)色劑殘量變少的 情況下，調(diào)色劑也被有效地供給到顯影輥44的附近。另外，通過(guò)利用顯影單元4的旋轉(zhuǎn)來(lái) 進(jìn)行從第1室411向第2室412的調(diào)色劑供給及調(diào)色劑全體的攪拌，實(shí)現(xiàn)了在顯影器內(nèi)部 節(jié)省了用于對(duì)調(diào)色劑攪拌的攪拌部件(螺旋轉(zhuǎn))的無(wú)螺旋轉(zhuǎn)構(gòu)造。另外，在該顯影器4K中，配置了用于將在顯影輥44的表面上形成的調(diào)色劑層的 厚度限制成規(guī)定厚度的限制刮片46。該限制刮片46由不銹鋼或磷青銅等具有彈性的板狀 部件461和在板狀部件461的頂端部安裝的包括硅橡膠或聚氨酯橡膠等樹(shù)脂部件在內(nèi)的 彈性部件462構(gòu)成。在彈性部件462中分散有碳粒子等導(dǎo)電性粒子，其電阻率被調(diào)整成約 IO6 Ω cm。另外，其硬度為JIS-A硬度70度。該板狀部件461的后端部被固定于殼體41，在圖4的箭頭所示的顯影輥44的旋轉(zhuǎn) 方向D4上，將在板狀部件461的頂端部安裝的彈性部件462配設(shè)成位于板狀部件461的后端部的上游側(cè)。即，限制刮片46的一方端(后端部)被固定，同時(shí)作為與其相反側(cè)的自由 端的頂端部在顯影輥44的旋轉(zhuǎn)方向D4上被安裝成朝向上游側(cè)，通過(guò)將彈性部件462向所 謂的相反的方向來(lái)對(duì)顯影輥44表面彈性地抵接來(lái)形成限制夾持，將在顯影輥44的表面上 形成的調(diào)色劑層最終限制成規(guī)定的厚度。限制刮片46對(duì)顯影輥44表面的抵接壓力、即限 制載荷被調(diào)整成5gf/cm。 如此在顯影輥44的表面上形成的調(diào)色劑層在顯影輥44的旋轉(zhuǎn)下，被依次向與在 其表面上形成靜電潛像的感光體22的相對(duì)位置輸送。接著，來(lái)自被發(fā)動(dòng)機(jī)控制器10控制 的偏壓用電源140的顯影偏壓被施加到顯影輥44。如圖4(b)所示，感光體22的表面電位 Vs在接受了來(lái)自利用帶電單元23均一地帶電的后曝光單元6的光束L的照射的曝光部，降 低至殘留電位Vr左右，在沒(méi)有被照射光束L的非曝光部，變成大致均一的電位Vo。另一方 面，施加在顯影輥44的顯影偏壓Vb是疊加有直流電位的矩形波交流電壓，其峰間電壓用符 號(hào)Vpp表示。通過(guò)施加這樣的顯影偏壓Vb，在顯影輥44上擔(dān)載的調(diào)色劑在顯影間隙DG中 飛翔，從而根據(jù)其表面電位Vs部分附著在感光體22的表面各部，由此將感光體22上的靜 電潛像作為該調(diào)色劑顏色的調(diào)色劑像顯影化。作為顯影偏壓電壓Vb，例如可使用峰間電壓Vpp為1500V、具有3 4kHz左右的 頻率的矩形波電壓。在顯影偏壓Vb的交流成分的重復(fù)周期Tc中，如果將電位偏向正側(cè)的 期間設(shè)為符號(hào)Tp、偏向負(fù)側(cè)的期間設(shè)為符號(hào)Tn進(jìn)行表示，同時(shí)將顯影偏壓Vb的波形占空比 WD利用下式WD = Tp/(Tp+Tn) = Tp/Tc定義，則在該實(shí)施方式中，會(huì)以成為Tp > Tn的方式，即 波形占空比WD大于50%的方式確定出偏壓波形。例如可為WD = 60%左右。向被疊加在矩形波交流電壓的直流成分中加入上述波形占空比引起產(chǎn)生的直流 成分而成的顯影偏壓Vb的累加平均電壓Vave，由于與感光體22的殘留電位Vr的電位差成 為所謂的顯影反差而影響圖像濃度，所以為了得到規(guī)定的圖像濃度，可設(shè)為必要的值。例如 可設(shè)為(-200) V左右。另外，以下具體情況后述，在該實(shí)施方式中，在構(gòu)成限制刮片46的金屬制的板狀 部件461與顯影輥44之間連接有限制偏壓用電源141，向具有導(dǎo)電性的彈性部件462施加 規(guī)定的限制偏壓電壓。進(jìn)而，在殼體41上設(shè)置在顯影輥44的旋轉(zhuǎn)方向上在與感光體22的相對(duì)位置的下 游側(cè)向顯影輥44表面壓接而成的密封部件47。密封部件47由聚乙烯、尼龍或者氟樹(shù)脂等 具有柔軟性的樹(shù)脂材料形成，是沿著與顯影輥44的旋轉(zhuǎn)軸平行的方向X延伸的帶狀的薄 膜，與長(zhǎng)邊方向X正交的短邊方向(沿著顯影輥44的旋轉(zhuǎn)方向的方向)上的一個(gè)端部被固 定于殼體41，同時(shí)另一個(gè)端部被與顯影輥44表面抵接。另一個(gè)端部以朝向顯影輥44的旋 轉(zhuǎn)方向D4上的下游側(cè)的方式被在所謂的軌跡(trail)方向上與顯影輥44抵接，將在通過(guò) 與感光體22相對(duì)的位置的顯影輥44表面上殘留的調(diào)色劑引導(dǎo)至殼體41內(nèi)，同時(shí)防止殼體 內(nèi)的調(diào)色劑向外部漏出。圖5是表示顯影輥及其表面的部分放大圖的圖。顯影輥44被形成為近似圓筒形的 輥狀，在其長(zhǎng)邊方向的兩端與輥為同軸地設(shè)置轉(zhuǎn)桿440，該轉(zhuǎn)桿440被顯影器本體軸支承， 顯影輥44全體能夠自由旋轉(zhuǎn)。在顯影輥44表面中的中央部44a，如圖5的部分放大圖(虛 線圓內(nèi))所示，設(shè)置有被規(guī)則配置的多個(gè)凸部441和圍繞這些凸部441的凹部442。
多個(gè)凸部441分別向圖5紙面的手前側(cè)突出，各凸部441的頂面分別成為與顯影 輥44的旋轉(zhuǎn)軸為同軸的單一的圓筒面的一部分。另外，凹部442成為將凸部441的周圍圍 繞連續(xù)成網(wǎng)眼狀的溝，凹部442全體也成為與顯影輥44的旋轉(zhuǎn)軸為同軸且與凸部所成的圓 筒面不同的1個(gè)圓筒面。接著，凸部441和圍繞其的凹部442之間由緩和的側(cè)面443連接。 艮口，該側(cè)面443的法線具有朝向顯影輥44的半徑方向外(在圖中為上方)、即遠(yuǎn)離顯影輥 44的旋轉(zhuǎn)軸的方向的成分。在該實(shí)施方式中，顯影輥44表面上的凸部441的排列間距(pitch)P在周方向、軸 方向(X方向)上均為80 μ m。凹部442的深度、即凸部441與凹部442的高低差為10 μ m。 另外，顯影位置中的感光體22與顯影輥44的間隙(顯影間隙)為190μπι。 對(duì)于這樣的構(gòu)造的顯影輥44而言，例如可利用在日本特開(kāi)2007-140080號(hào)公報(bào)中 記載的使用所謂的滾軋加工的制造方法制造。這樣，可在顯影輥44的圓筒面上形成規(guī)則而 且均一的凹凸部。因此，得到的顯影輥44可使其在其圓筒面上擔(dān)載均一而且最適量的調(diào)色 齊U，另外，在顯影輥44的圓筒面上的調(diào)色劑的滾動(dòng)性(滾動(dòng)容易程度)也可成為均一。結(jié) 果，可防止調(diào)色劑的局部的帶電不良或輸送不良，從而發(fā)揮出出色的顯影特性。另外，由于 使用鑄型來(lái)形成凹凸部，所以與利用噴射加工得到的通常的顯影輥不同，得到的凹凸部可 使其凸部的頂端的幅度比較大。這樣的凹凸部具有出色的機(jī)械的強(qiáng)度。尤其由于利用鑄型 擠壓的部位的機(jī)械的強(qiáng)度提高，所以得到的凹凸部即使與利用切削加工之類的處理得到的 部位相比，也具有出色的機(jī)械的強(qiáng)度。具有這樣的凹凸部的顯影輥44可發(fā)揮出色的耐久 性。另外，如果凹凸部的凸部的頂端的幅度比較大，則即使磨損，形狀變化也少，所以也可防 止顯影特性劇烈地降低，可長(zhǎng)期發(fā)揮出色的顯影特性。回到圖1繼續(xù)對(duì)圖像形成裝置進(jìn)行說(shuō)明。如上所述，已被顯影單元4顯影的調(diào)色 劑像在一次轉(zhuǎn)印區(qū)域TRl被一次轉(zhuǎn)印至轉(zhuǎn)印單元7的中間轉(zhuǎn)印帶71上。轉(zhuǎn)印單元7具備 被架設(shè)到多個(gè)輥72 75上的中間轉(zhuǎn)印帶71和通過(guò)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輥73來(lái)使中間轉(zhuǎn)印帶71向 規(guī)定的旋轉(zhuǎn)方向D2旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)部(圖示省略)。接著，在將彩色圖像向紙張S轉(zhuǎn)印的情況 下，將在感光體22上形成的各色的調(diào)色劑像疊加到中間轉(zhuǎn)印帶71上來(lái)形成彩色圖像，同時(shí) 在從紙盒8每次取出1張且沿著輸送路徑F被輸送至二次轉(zhuǎn)印區(qū)域TR2的紙張S上二次轉(zhuǎn) 印彩色圖像。此時(shí)，為了將中間轉(zhuǎn)印帶71上的圖像正確地轉(zhuǎn)印至紙張S上的規(guī)定位置，對(duì)將紙 張S送入二次轉(zhuǎn)印區(qū)域TR2中的時(shí)機(jī)進(jìn)行管理。具體而言，在輸送路徑F上，在二次轉(zhuǎn)印區(qū) 域TR2的手前側(cè)設(shè)置門輥81，通過(guò)使門輥81迎合中間轉(zhuǎn)印帶71的轉(zhuǎn)圈移動(dòng)的時(shí)機(jī)進(jìn)行旋 轉(zhuǎn)，使得紙張S在規(guī)定的時(shí)機(jī)被送入二次轉(zhuǎn)印區(qū)域TR2。另外，如此形成彩色圖像的紙張S通過(guò)定影單元9而將調(diào)色劑像定影，經(jīng)由排出前 輥82及排出輥83輸送至在裝置本體的上面部設(shè)置的排出盤部89。另外，在紙張S的兩面 上形成圖像的情況下，如上所述，在單面上形成圖像的紙張S的后端部被輸送至排出前輥 82后方的翻轉(zhuǎn)位置I3R的時(shí)刻，翻轉(zhuǎn)排出輥83的旋轉(zhuǎn)方向，這樣，紙張S被沿著翻轉(zhuǎn)輸送路 徑FR向箭頭D3方向輸送。接著，在門輥81的手前再次進(jìn)入輸送路徑F，但此時(shí)，在二次轉(zhuǎn) 印區(qū)域TR2中與中間轉(zhuǎn)印帶71抵接進(jìn)而轉(zhuǎn)印圖像的紙張S的面與前面轉(zhuǎn)印有圖像的面為 相反的面。如此一來(lái)，可在紙張S的兩面上形成圖像。另外，如圖2所示，分別在各顯影器4Y，4C，4M及4K上設(shè)置存儲(chǔ)與該顯影器的制造批次或使用經(jīng)歷、內(nèi)置調(diào)色劑的殘量等相關(guān)的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器91 94。進(jìn)而，分別在各顯影 器4￥，4(，411、41(上設(shè)置無(wú)線通信器49￥、49(、4911、491(。接著，根據(jù)需要，以非接觸的方式選 擇性地與在本體側(cè)設(shè)置的無(wú)線通信器109進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，借助接口 105在CPUlOl與各存儲(chǔ) 器91 94之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換，從而進(jìn)行與該顯影器相關(guān)的消耗品管理等各種信息的管 理。其中，在該實(shí)施方式中，雖然使用無(wú)線通信等電磁的方法而以非接觸的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交 換，但也可通過(guò)在本體側(cè)及各顯影器側(cè)設(shè)置連接器等，使連接器等機(jī)械地嵌合，來(lái)相互進(jìn)行 數(shù)據(jù)交換。另外，在該裝置中，如圖2所示，具備利用主控制器11的CPUl 11控制的顯示部12。 該顯示部12例如由液晶顯示器構(gòu)成，根據(jù)發(fā)自CPUlll的控制指令，顯示面向使用者的操作 引導(dǎo)或圖像形成動(dòng)作的進(jìn)行狀況、進(jìn)而用于獲知裝置的異常發(fā)生或任意單元的更換時(shí)期等 的規(guī)定的信息。此外，在圖2中，符號(hào)113是為了存儲(chǔ)被從主機(jī)等外部裝置借助接口 112送來(lái)的圖 像而在主控制器11中設(shè)置的圖像存儲(chǔ)器。另外，符號(hào)106是用于存儲(chǔ)CPUlOl執(zhí)行的運(yùn)算 程序或用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)部EG的控制數(shù)據(jù)等的ROM，另外，符號(hào)107是臨時(shí)地存儲(chǔ)CPUlOl中 的運(yùn)算結(jié)果或其他數(shù)據(jù)的RAM。另外，在輥75附近配置清除器76。該清除器76利用省略圖示的電磁離合器成為 可相對(duì)輥75進(jìn)行接近、離開(kāi)移動(dòng)。接著，在已向輥75側(cè)移動(dòng)的狀態(tài)下，清除器76的刮片與 在輥75上架設(shè)的中間轉(zhuǎn)印帶71的表面抵接，在二次 轉(zhuǎn)印后，除去在中間轉(zhuǎn)印帶71的外周 面殘留附著的調(diào)色劑。進(jìn)而，在輥75的附近配置濃度傳感器60。該濃度傳感器60被相對(duì)中間轉(zhuǎn)印帶71 的表面設(shè)置，根據(jù)需要，測(cè)定在中間轉(zhuǎn)印帶71的外周面上形成的調(diào)色劑像的圖像濃度。接 著，基于該測(cè)定結(jié)果，進(jìn)行對(duì)該裝置中影響圖像品質(zhì)的裝置各部的動(dòng)作條件、例如對(duì)各顯影 器的顯影偏壓或曝光束L的強(qiáng)度、進(jìn)而裝置的灰度修正特性等的調(diào)整。該濃度傳感器60被構(gòu)成為使用例如反射型光電傳感器輸出對(duì)應(yīng)中間轉(zhuǎn)印帶71上 的規(guī)定面積的區(qū)域的深淺的信號(hào)。接著，CPUlOl可通過(guò)邊使中間轉(zhuǎn)印帶71進(jìn)行轉(zhuǎn)圈移動(dòng) 邊定期地對(duì)發(fā)自該濃度傳感器60的輸出信號(hào)進(jìn)行取樣，來(lái)檢測(cè)中間轉(zhuǎn)印帶71上的調(diào)色劑 像各部的圖像濃度。接著，對(duì)在該實(shí)施方式中使用的調(diào)色劑進(jìn)行說(shuō)明。調(diào)色劑是利用公知的粉碎法制 造的非磁性一成分調(diào)色劑，具有利用摩擦帶電來(lái)帶電成負(fù)極性的性質(zhì)。該調(diào)色劑的體積平 均粒徑(以下利用符號(hào)Dave表示)為8 μ m，作為外添劑，分別含有體積平均粒徑12nm、50nm 的2種二氧化硅，重量各占1. 0%、0. 5%。進(jìn)而，作為調(diào)整帶電量的金屬氧化物外添劑，含有 體積平均粒徑30nm的氧化鈦(titania)，重量占1. 0%。以下對(duì)使調(diào)色劑的組成成為這樣 的原因進(jìn)行說(shuō)明。其中，在以下的說(shuō)明中，只要沒(méi)有特別說(shuō)明，在實(shí)驗(yàn)中使用的調(diào)色劑的物 理參數(shù)如上所述。以往提出了很多向限制刮片施加偏壓來(lái)改善顯 影輥上的調(diào)色劑的帶電特性的技 術(shù)，除了所述的專利文獻(xiàn)1(日本特開(kāi)2005-331780號(hào)公報(bào))以外，還包括例如日本特開(kāi) 2006-220967號(hào)公報(bào)、日本特開(kāi)昭58-153972號(hào)公報(bào)等。在這些文獻(xiàn)中，記載了除了向限制 刮片施加偏壓，適宜地調(diào)整調(diào)色劑粒子的導(dǎo)電性對(duì)改善調(diào)色劑的帶電量也是有效的。但是， 根據(jù)本申請(qǐng)發(fā)明人等進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，得到了與其不同的見(jiàn)解。
圖6是表示本申請(qǐng)發(fā)明人等進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)的概要的圖。該實(shí)驗(yàn)中，邊使感光體22向 旋轉(zhuǎn)方向Dl旋轉(zhuǎn)邊利用帶電單元23使其帶電成規(guī)定的表面電位，在不利用曝光單元6進(jìn) 行曝光的狀態(tài)下，向顯影輥44施加顯影偏壓Vb。此時(shí)，顯影輥44與限制刮片46之間借助 限制偏壓用電源141電接續(xù)，對(duì)限制刮片46施加限制偏壓電壓Vrb。在該狀態(tài)下，使限制偏 壓電壓Vrb或調(diào)色劑的組成或者物理參數(shù)進(jìn)行各種變化，評(píng)價(jià)顯影特性。 首先，在顯影輥44表面中，在凸部441上擔(dān)載超過(guò)1層的調(diào)色劑層或者在凹部442 上擔(dān)載超過(guò)2層的調(diào)色劑層的情況下，與其他條件無(wú)關(guān)，來(lái)自顯影輥44的調(diào)色劑的飛散或 灰霧顯著發(fā)生。因此，在以下的實(shí)驗(yàn)中，利用使限制刮片46的彈性部件462的上游側(cè)邊緣 部與顯影輥44表面的凸部441抵接的所謂的邊緣限制，對(duì)凸部441上的調(diào)色劑擔(dān)載進(jìn)行限 制，同時(shí)將凸部441與凹部442的高低差設(shè)定成超過(guò)調(diào)色劑的體積平均粒徑的1倍且不超 過(guò)2倍的值，由此使凹部442上的調(diào)色劑層成為1 1. 5倍左右。為了該目的，在實(shí)驗(yàn)中使 用的顯影輥44中，使凸部441與凹部442的高低差成為15μπι( N 1. 88Dave) 0如果顯影輥上的調(diào)色劑層超過(guò)1層，則變成在該調(diào)色劑層中混雜以與顯影輥表面 直接接觸的形式擔(dān)載的調(diào)色劑(接觸調(diào)色劑)和不與顯影輥表面直接接觸而在該表面上的 接觸調(diào)色劑上擔(dān)載的調(diào)色劑(非接觸調(diào)色劑)。以下在后面詳述由于對(duì)顯影輥的附著力之 差，接觸調(diào)色劑難以從顯影輥表面脫離，非接觸調(diào)色劑容易脫離。在該點(diǎn)上，從防止飛散、灰 霧的觀點(diǎn)出發(fā)，調(diào)色劑層優(yōu)選只由接觸調(diào)色劑構(gòu)成，而從得到充分的顯影濃度的觀點(diǎn)出發(fā)， 優(yōu)選含有容易脫離的非接觸調(diào)色劑。理想的狀態(tài)為擔(dān)載含有接觸調(diào)色劑、非接觸調(diào)色劑的 雙方的調(diào)色劑層而且采用了用于防止飛散、灰霧的方案的狀態(tài)。圖7及圖8是表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一部分的圖。對(duì)各實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及其結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)說(shuō) 明。圖7(a)是使作為限制偏壓電壓Vrb施加200 500V、調(diào)色劑母粒子中的炭黑含有量、 作為外添劑的氧化鈦的含有量發(fā)生變化時(shí)的對(duì)感光體22的灰霧量及顯影濃度進(jìn)行評(píng)價(jià)的 結(jié)果。在此，均使用體積平均粒徑為8 μ m的洋紅色調(diào)色劑和碳含有量不同的2種黑色調(diào)色 齊U。炭黑是作為黑色顏料在黑色調(diào)色劑母粒子中添加的，但由于具有導(dǎo)電性，所以從其含有 量越多則調(diào)色劑母粒子的導(dǎo)電性越變高的方面出發(fā)，還具有控制調(diào)色劑的導(dǎo)電性的功能。 當(dāng)然，在洋紅色調(diào)色劑中不含有炭黑。因而，這3種調(diào)色劑的母粒子的導(dǎo)電性彼此不同。如果使作為外添劑的粒徑50nm的二氧化硅的量為一定(重量占0. 5% )、使氧化 鈦的含有量發(fā)生變化，則灰霧量對(duì)應(yīng)其發(fā)生變化。在圖中，“〇”符號(hào)表示灰霧量少、“ X ”符 號(hào)表示灰霧量多、“Δ”符號(hào)表示為中等程度。根據(jù)該結(jié)果，與調(diào)色劑母粒子的碳含有量沒(méi)有 關(guān)系，作為外添劑的氧化鈦的含有量越多，則灰霧量越變少。更具體而言，在氧化鈦的含有 量多于二氧化硅的含有量時(shí)，灰霧少。為了得到充分的灰霧抑制效果，必需至少與二氧化硅 含有量為同程度的占重量0. 5 %的氧化鈦。以下省略記載即使使作為外添劑的二氧化硅的量發(fā)生變化，在上述實(shí)驗(yàn)中，結(jié)果 也幾乎沒(méi)有出現(xiàn)偏差。其中，如果使二氧化硅的量多于氧化鈦的量、尤其增大粒徑大者的含 有量，則即使加減氧化鈦的量，也幾乎得不到灰霧減低效果。另一方面，對(duì)顯影濃度進(jìn)行如下評(píng)價(jià)。如圖6所示，限制偏壓電壓Vrb的極性被規(guī) 定成相對(duì)顯影輥44使限制刮片46成為低電位的方向。因而，該實(shí)驗(yàn)中的限制偏壓電壓Vrb 的值(200 500V)中，與顯影輥44相比，限制刮片46側(cè)成為負(fù)電位。在被施加到限制刮 片46的負(fù)電壓的作用下，不僅調(diào)色劑帶電量上升，還形成從限制刮片46向顯影輥44的電場(chǎng)，將帶電成負(fù)極性的調(diào)色劑壓向顯影輥44側(cè)，結(jié)果，顯影性降低，顯影濃度降低。另外，如 果過(guò)于加大對(duì)限制刮片46的施加電壓，則變成在調(diào)色劑粒子內(nèi)或者調(diào)色劑表面流動(dòng)電流， 帶電電荷紊亂，發(fā)生輸送不良，從而發(fā)生圖像的濃度不均。因此，將開(kāi)始發(fā)生輸送不良的限 制偏壓電壓Vrb的值記載為“上限電壓”。如果作為外添劑的氧化鈦的量少，則上限電壓降 低，這意味著限制偏壓電壓Vrb可采用的范圍變窄，設(shè)計(jì)的自由度降低。圖7(b)是對(duì)彼此粒徑不同的黑色調(diào)色劑比較在顯影輥44表面上的調(diào)色劑輸送量 及上述的上限電壓的結(jié)果。在此，由于將凹部442中的調(diào)色劑層調(diào)整成1 1. 5層，所以各 調(diào)色劑間的差被認(rèn)為主要由母粒子的炭黑含有量決定。以下也與圖7(a)所示的結(jié)果一致 碳含有量多的調(diào)色劑中上限電壓偏低。另外，如上所述，在上限電壓低的條件下，未見(jiàn)顯影 輥44表面的調(diào)色劑的帶電量的穩(wěn)定的提高。認(rèn)為這是因?yàn)槿绻{(diào)色劑母粒子的導(dǎo)電性變 高，則在顯影輥44與限制刮片46之間會(huì)借助調(diào)色劑流過(guò)漏電流，因此調(diào)色劑的帶電量被攪 舌L。

這樣，在向限制刮片施加偏壓電壓從而控制顯影輥表面的調(diào)色劑的帶電量的構(gòu)成 中，提高調(diào)色劑的導(dǎo)電性不會(huì)引起良好的結(jié)果，相反有時(shí)還會(huì)造成相反效果。即，成為“通過(guò) 向?qū)щ娦哉{(diào)色劑賦予電荷來(lái)使帶電量提高”的模型不能在本實(shí)驗(yàn)中得到確證。圖8是表示使限制偏壓電壓發(fā)生變化時(shí)的灰霧量的測(cè)定結(jié)果的圖。作為調(diào)色劑， 使用含有氧化鈦占重量的洋紅色調(diào)色劑和使氧化鈦的量為占重量及占重量0. 5% 的2種黑色調(diào)色劑。結(jié)果，在使氧化鈦的量為占重量的調(diào)色劑中，無(wú)論在洋紅色和黑色 的哪一個(gè)中，作為限制偏壓電壓Vrb當(dāng)施加適當(dāng)?shù)恼妷?從限制刮片46來(lái)看，為與調(diào)色 劑的帶電極性相同的負(fù)電壓)時(shí)，灰霧量變得最小。與此相對(duì)，在氧化鈦的含有量少的調(diào)色 劑中，當(dāng)對(duì)限制刮片46給予負(fù)電壓時(shí)灰霧量增加，反而是將與調(diào)色劑的帶電極性為反極性 的電壓施加給限制刮片46時(shí)的一方的灰霧量少。另外，在氧化鈦的含有量相同的情況下， 與黑色調(diào)色劑相比，碳含有量少、導(dǎo)電性更低的洋紅色調(diào)色劑的一方的灰霧量少。根據(jù)以上，可以說(shuō)為了使調(diào)色劑的帶電量提高從而減低飛散或灰霧，與調(diào)色劑的 導(dǎo)電性相比，控制作為外添劑的氧化鈦的含有量是有效的。更具體而言，優(yōu)選作為外添劑， 將適量的氧化鈦向調(diào)色劑添加，同時(shí)將與調(diào)色劑的帶電極性為同極性的適當(dāng)?shù)南拗破珘弘?壓施加給限制刮片46。圖9 11是表示在該實(shí)施方式中調(diào)色劑的帶電量被改善的機(jī)制的模型的圖。更具 體而言，圖9是表示凹部中的調(diào)色劑的舉動(dòng)的模型圖。另外，圖10是更微觀地觀察圖9的 現(xiàn)象的模型圖，圖11是進(jìn)一步微觀地觀察圖10的現(xiàn)象的模型圖。在此，將該模型稱為“再 排列、感應(yīng)帶電模型”。調(diào)色劑存在帶電不均，包括帶電量高的調(diào)色劑、低的調(diào)色劑、還有帶電成與本來(lái)的 帶電極性(負(fù)極性)相反的正極性的調(diào)色劑等。以下，為了方便，將在已帶電成作為本來(lái)的 帶電極性的負(fù)極性的調(diào)色劑中帶電量較高的調(diào)色劑稱為“強(qiáng)帶電調(diào)色劑”、帶電量低的調(diào)色 劑稱為“弱帶電調(diào)色劑”、帶電成相反極性(即正極性)的調(diào)色劑稱為“反帶電調(diào)色劑”。另 夕卜，在強(qiáng)帶電調(diào)色劑中，將帶電量特別高的調(diào)色劑稱為“過(guò)帶電調(diào)色劑。如圖9 (a)所示，在利用限制刮片46進(jìn)行層限制之前，帶電量不同的各種調(diào)色劑粒 子在顯影輥44的表面分布。其中，帶電量較高的強(qiáng)帶電調(diào)色劑在鏡像力的作用下，被強(qiáng)烈 地吸引至顯影輥44的金屬表面。因此，強(qiáng)帶電調(diào)色劑大多存在于靠近顯影輥44的表面的位置，另一方面，受其推壓作用弱帶電調(diào)色劑、反帶電調(diào)色劑大多存在于遠(yuǎn)離顯影輥44的 表面的位置。顯影輥44向其旋轉(zhuǎn)方向D4旋轉(zhuǎn)，由此限制刮片46 (更具體而言，構(gòu)成限制刮片 46的彈性部件462)相對(duì)地向(-D4)方向移動(dòng)。在該實(shí)施方式中，由于形成邊緣限制、即位 于顯影輥44的旋轉(zhuǎn)方向D4上的最上游側(cè)的彈性部件462的邊緣部462e與凸部441抵接， 所以如圖9(b)所示，隨著限制刮片46向(-D4)方向的進(jìn)行，調(diào)色劑被從凸部441排除。另 夕卜，在凹部442中，相當(dāng)于凸部441與凹部442的高低差Hd的厚度以上的調(diào)色劑被磨斷，仍 然被排除。在該實(shí)施方式中，由于調(diào)色劑的體積平均粒徑為8 μ m，而凸部441與凹部442的 高低差Hd為10 μ m,所以凹部442的調(diào)色劑層成為多于1層而少于2層的厚度。 此時(shí)，如果向顯影輥44與限制刮片46之間施加限制偏壓電壓Vrb，則如圖9 (c)所 示，在凹部442中形成從顯影輥44向限制刮片46的方向的電場(chǎng)(以下稱為“限制電場(chǎng)”) Er。該限制電場(chǎng)Er相對(duì)帶負(fù)電的調(diào)色劑產(chǎn)生向顯影輥44表面?zhèn)韧频姆较虻牧?。由于該?強(qiáng)力地作用于帶電量高的調(diào)色劑，所以對(duì)于強(qiáng)帶電調(diào)色劑而言，作用有使該調(diào)色劑向顯影 輥44表面推的強(qiáng)的力。與此相對(duì)，對(duì)于帶電量較低的低帶電調(diào)色劑、反帶電調(diào)色劑而言，該 力更弱，或者，力向反方向發(fā)生作用，所以結(jié)果，強(qiáng)帶電調(diào)色劑向靠近顯影輥44表面的位置 匯集，另一方面，弱帶電調(diào)色劑、反帶電調(diào)色劑向從顯影輥44表面遠(yuǎn)離的方向移動(dòng)。如此一 來(lái)成為在凹部442中發(fā)生調(diào)色劑的再排列，帶電量越高的調(diào)色劑越在靠近顯影輥44表面 的位置擔(dān)載，相反，帶電量低或者帶電成反極性的調(diào)色劑在從顯影輥44表面遠(yuǎn)離的位置擔(dān) 載。該實(shí)施方式中，由于使凹部442的調(diào)色劑層不到2層，所以如圖9(c)所示，在從顯 影輥44遠(yuǎn)離的位置擔(dān)載的低帶電調(diào)色劑、反帶電調(diào)色劑與限制刮片46接觸。此時(shí)，如圖 9(d)所示，通過(guò)從已施加限制偏壓電壓Vrb (相對(duì)顯影輥44為負(fù)電壓)的限制刮片46向調(diào) 色劑注入負(fù)電荷(用符號(hào)“e-”表示)，帶電量不足的低帶電調(diào)色劑或反帶電調(diào)色劑的帶電 量上升。此外，以與顯影輥44接觸的形式擔(dān)載的調(diào)色劑中的一部分被認(rèn)為也與限制刮片46 接觸，但這樣的調(diào)色劑有時(shí)會(huì)發(fā)生帶電量進(jìn)一步上升從而成為過(guò)帶電調(diào)色劑的情況。過(guò)帶 電調(diào)色劑由于其帶電量的高度而難以從顯影輥44表面遠(yuǎn)離，如果過(guò)帶電調(diào)色劑變得過(guò)多， 則顯影性降低從而成為濃度降低的原因，而從飛散、灰霧抑制的觀點(diǎn)出發(fā)，并不特別成為問(wèn) 題。參照?qǐng)D10及圖11，更詳細(xì)地說(shuō)明通過(guò)與限制刮片46的接觸來(lái)注入電荷的機(jī)制。 如圖10所示，調(diào)色劑粒子處于粒子細(xì)的外添劑Ad分散在母粒子Tm的周圍的狀態(tài)。接著，成 為這樣的調(diào)色劑粒子被填充于在顯影輥44的凹部442和限制刮片46的彈性部件462之間 的狀態(tài)，在此，形成基于限制偏壓電壓Vrb而產(chǎn)生的限制電場(chǎng)Er?；旧?，與顯影輥44 (凹 部442)表面接觸的調(diào)色劑不與限制刮片46 (彈性部件462)接觸，相反，與限制刮片46接 觸的調(diào)色劑不與顯影輥44接觸。在此，在調(diào)色劑母粒子Tm及外添劑Ad具有充分的導(dǎo)電性的情況下，通過(guò)它們流動(dòng) 漏電流。認(rèn)為這樣的電流如果只通過(guò)調(diào)色劑粒子內(nèi)，則并不有助于調(diào)色劑的帶電。不過(guò)，調(diào) 色劑的帶電電荷有可能會(huì)向外部散逸從而帶電量發(fā)生紊亂。另一方面，如果調(diào)色劑母粒子 Tm的導(dǎo)電性低，則只要外添劑Ad為導(dǎo)電性而且沒(méi)有嚴(yán)密地覆蓋母粒子Tm的表面全體，則這 樣的漏電流幾乎沒(méi)有流動(dòng)。在此，還可考慮不帶導(dǎo)電性的調(diào)色劑母粒子。
可知在作為外添劑Ad使用的氧化鈦或其他金屬氧化物中，與同樣地作為外添劑 使用的絕緣性高的二氧化硅等不同，以微粒的狀態(tài)顯示若干導(dǎo)電性(IO7 IO8Qcm左右)。 該實(shí)施方式中的調(diào)色劑是適量加入具有這樣的性質(zhì)的外添劑，并利用外添劑Ad疏松地覆 蓋母粒子Tm的表面的狀態(tài)的調(diào)色劑。對(duì)于沒(méi)有與顯影輥44接觸的調(diào)色劑而言，發(fā)生伴隨顯影輥44的旋轉(zhuǎn)而限制刮片 46逐漸地接近、接觸、進(jìn)而離開(kāi)的現(xiàn)象。其中，在接近過(guò)程中，如圖11(a)所示，通過(guò)使已被 賦予負(fù)偏壓Vrb的彈性部件462接近，在調(diào)色劑母粒子Tm表面的外添劑Ad內(nèi)，在靜電感應(yīng) 的作用下，正電荷被吸引向彈性部件462側(cè)。在該狀態(tài)下，如果外添劑Ad與彈性部件462 接觸，則如圖11(b)所示，正電荷向彈性部件462側(cè)移動(dòng)。這與從彈性部件462向外添劑Ad 注入負(fù)電荷為等價(jià)。接著，如果最終彈性部件462離開(kāi)，則如圖11(c)所示，外添劑Ad成為 負(fù)電荷過(guò)剩的狀態(tài)。結(jié)果，認(rèn)為在摩擦帶電的作用下，向調(diào)色劑母粒子Tm本來(lái)具有的帶電 電荷加上外添劑Ad的電荷，作為調(diào)色劑粒子全體的帶電量增加。 根據(jù)這樣的再排列、感應(yīng)帶電模型，能夠很好地說(shuō)明前面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。即，與調(diào)色 劑母粒子Tm是否為導(dǎo)電性無(wú)關(guān)，如果作為外添劑Ad添加適量的氧化鈦，而且向限制刮片 46施加與調(diào)色劑的帶電極性為同極性的偏壓，則調(diào)色劑的帶電量提高，從而灰霧受到抑制。 認(rèn)為這是因?yàn)檠趸佂馓韯南拗乒纹?6接受負(fù)電荷，作為調(diào)色劑粒子全體的帶電量提 高。另外，還可見(jiàn)碳含有量少即導(dǎo)電性低的調(diào)色劑的一方的灰霧少、用于得到顯影濃度的上 限電壓也高的結(jié)果(例如圖8)，認(rèn)為這是因?yàn)?，如果調(diào)色劑母粒子的導(dǎo)電性變高，則已被注 入到外添劑的電荷向母粒子側(cè)漏出，外添劑變得不能保持電荷(即變得不能保持作為調(diào)色 劑粒子全體的電荷)。另外，對(duì)于作為絕緣性外添劑的二氧化硅的影響而言，可如下所述地考慮。這樣的 絕緣性外添劑是妨礙從上述的限制刮片46向氧化鈦外添劑賦予電荷的物質(zhì)。對(duì)其粒徑大 的情況或添加量多的情況的影響尤其大。實(shí)驗(yàn)結(jié)果在使氧化鈦的量多于粒徑大的二氧化 硅外添劑時(shí)，可見(jiàn)帶電性的改善，因此，通過(guò)使氧化鈦多于絕緣性外添劑，可更可靠地接收 來(lái)自限制刮片46的電荷，這會(huì)引起帶電性的改善。另外，在使凹部442擔(dān)載的調(diào)色劑層多于1層而且少于2層時(shí)，灰霧、顯影濃度均 可得到最好的結(jié)果，但認(rèn)為這是因?yàn)?，如果利用上述的在凹?42的調(diào)色劑的再排列及感 應(yīng)帶電過(guò)程(process)，則不會(huì)影響本來(lái)帶電量高的強(qiáng)帶電調(diào)色劑，可只向弱帶電調(diào)色劑或 反帶電調(diào)色劑選擇性地注入電荷，所以帶電量的不均變小。抑制這樣的帶電不均的效果是 通過(guò)在顯影輥44表面上設(shè)置規(guī)則的凹凸來(lái)管理凸部與凹部的高低差，而且通過(guò)成為只在 凹部擔(dān)載調(diào)色劑的構(gòu)成而得到的效果。實(shí)際上，如果使擔(dān)載的調(diào)色劑層過(guò)厚，則可觀察到飛散或灰霧變多，認(rèn)為這是因 為，應(yīng)注入電荷的弱帶電調(diào)色劑或反帶電調(diào)色劑的量變得過(guò)多，從而不能彌補(bǔ)帶電量的不 足的調(diào)色劑變多。尤其在超過(guò)2層的調(diào)色劑層中還存在不與顯影輥44、限制刮片46的任意 一個(gè)接觸的調(diào)色劑，所以出現(xiàn)了即使為上述的再排列、感應(yīng)帶電模型也不能使帶電量上升 的調(diào)色劑。相反，如果減薄調(diào)色劑層，則灰霧良好，但顯影濃度極端地降低。認(rèn)為這不是簡(jiǎn) 單地因?yàn)檎{(diào)色劑的輸送量少，而是因?yàn)橥ㄟ^(guò)本來(lái)帶電量高的調(diào)色劑被進(jìn)一步電荷注入而成 為過(guò)帶電，對(duì)顯影輥44的附著力變強(qiáng)，從而變得難以移至感光體22上。此外，如上所述，代替禁止調(diào)色劑擔(dān)載在凸部441，也可使其擔(dān)載不到1層的調(diào)色齊U。通過(guò)使調(diào)色劑層不到1層，變成調(diào)色劑在與凸部441頂面直接接觸的狀態(tài)下被擔(dān)載。 接著，通過(guò)調(diào)色劑與限制刮片46接觸，帶電量進(jìn)一步增加。因此，調(diào)色劑在鏡像力的作用下 與凸部441的頂面較強(qiáng)地附著，難以發(fā)生顯影輥44的旋轉(zhuǎn)引起的調(diào)色劑飛散。另外，如果 這樣的凸部的調(diào)色劑在顯影偏壓Vb的作用下在顯影間隙DG中飛翔，則可期待顯影濃度的 提高。另外，即使沒(méi)有飛翔，作為顯影濃度，由于與沒(méi)有在凸部中擔(dān)載調(diào)色劑的情況為同等， 所以在顯影濃度的點(diǎn)上，也沒(méi)有不利。相反，由于通過(guò)使小粒徑調(diào)色劑選擇性地附著于凸部 441來(lái)抑制凹部442中的調(diào)色劑的粒徑不均，所以尤其在使用含有很多小粒徑的調(diào)色劑或 粒度不均大的調(diào)色劑的情況下等，該方法是有效的。圖12是表示允許凸部中的對(duì)調(diào)色劑擔(dān)載的變形例的圖。在允許凸部中擔(dān)載調(diào)色 劑的情況下，如圖12(a)所示，只要使限制刮片46的上游側(cè)端部46a進(jìn)一步向上游側(cè)(在 圖中為左方)突出，在彈性部件462的邊緣部462e與顯影輥44表面之間設(shè)置規(guī)定的間隔 HoOO)即可。這樣，在彈性部件462與顯影輥44表面之間形成朝向上游側(cè)的開(kāi)口部，允 許具有對(duì)應(yīng)兩者的間隔的開(kāi)口高度Ho以下的粒徑的調(diào)色劑被擔(dān)載于凸部。在此，對(duì)于開(kāi)口 高度Ho，被定義成為沿著連接顯影輥44的旋轉(zhuǎn)中心與彈性部件462的邊緣部462e的直線 R的間隔。如果使該開(kāi)口高度Ho小于調(diào)色劑的體積平均粒徑Dave，則如圖12(b)所示，可使 凸部441上只擔(dān)載具有小于體積平均粒徑Dave的粒徑的調(diào)色劑Ts。粒徑小的調(diào)色劑因是 小徑而作用強(qiáng)的鏡像力，所以難以從顯影輥44脫離，另外還由于利用與限制刮片46的接 觸而帶電量進(jìn)一步增加，所以可通過(guò)只使這樣的調(diào)色劑附著于凸部來(lái)可靠地防止飛散或灰 霧。此外，在該實(shí)施方式中，由于不期望出現(xiàn)因限制刮片46引起的調(diào)色劑的摩擦帶電，所以 不必以高的載荷將限制刮片46壓靠在顯影輥44上，限制載荷為5gf/cm左右。根據(jù)該程度 的載荷，則沒(méi)有凸部441的調(diào)色劑由于被限制刮片46擠壓而引起的成膜(filming)的問(wèn) 題。另一方面，為了得到抑制在凹部442的帶電不均的效果，必需使凹部442中的調(diào)色 劑層多于1層而且不到2層。這是因?yàn)?，如果調(diào)色劑層為1層以下，則變成過(guò)帶電，另外，如 果超過(guò)2層，則會(huì)出現(xiàn)不與顯影輥44、限制刮片46的任意一個(gè)接觸的調(diào)色劑。凹部442與 限制刮片46的間隔Hp是向凸部441與限制刮片46的間隔即開(kāi)口高度Ho加上凸部441與 凹部442的高低差Hd的間隔，所以優(yōu)選該值Hp成為大于調(diào)色劑的體積平均粒徑Dave的1 倍且小于2倍的值。接著，改變顯影輥44上的調(diào)色劑輸送量與向限制刮片46施加的限制偏壓電壓Vrb 的組合，評(píng)價(jià)顯影輥上的調(diào)色劑層的特性。具體而言，通過(guò)改變顯影輥44表面的凸部441與 凹部442的高低差Hd和凸部441與限制刮片46的最上游側(cè)邊緣部462e的間隔(開(kāi)口高 度)Ho，作成調(diào)色劑層的厚度不同的2個(gè)樣品，在各樣品中，使限制偏壓電壓Vrb發(fā)生變化。第1樣品中，開(kāi)口高度Ho為20μπκ使高低差Hd為6μπι。以下將該條件稱為“限 制條件1”。此時(shí)，開(kāi)口高度Ho大于調(diào)色劑的體積平均粒徑Dave，凸部、凹部均被擔(dān)載2層以 上的調(diào)色劑。另一方面，第2樣中，開(kāi)口高度Ho為5μπι、高低差Hd為ΙΟμπι。以下將該條 件稱為“限制條件2”。該限制條件為在本實(shí)施方式中采用的條件。此時(shí)，開(kāi)口高度Ho小于 調(diào)色劑的體積平均粒徑Dave，另外， 凹部442與限制刮片46的間隔Hp ( = Ho+Hd = 15 μ m) 為調(diào)色劑的體積平均粒徑Dave的約1. 88倍。
圖13是表示不同的限制條件下的調(diào)色劑層的特性的測(cè)定結(jié)果的圖。在圖中，橫軸 的限制偏壓電壓Vrb表示越靠近右側(cè)限制刮片46的負(fù)電位越大。首先，對(duì)于顯影輥44的 調(diào)色劑輸送量而言，如圖13(a)所示，如果為限制條件1，則可見(jiàn)輸送量對(duì)應(yīng)偏壓值的增大， 但如果為限制條件2，則為大致恒定。另外，對(duì)于調(diào)色劑的每單位質(zhì)量的帶電量(Q/M)而言， 如圖13(b)所示，如果為限制條件1，則大致沒(méi)有變化，如果為限制條件2，則帶電量對(duì)應(yīng)偏 壓值增加。另外，對(duì)于灰霧量而言，如圖13(c)所示，如果為限制條件1，則根據(jù)偏壓值幾乎 沒(méi)有發(fā)生變化或僅輕微地增加，另一方面，如果為限制條件2，則可通過(guò)給予適當(dāng)?shù)南拗破?壓電壓Vrb (代表性地為400V左右)來(lái)極大地減低灰霧量。 由此可知，為了實(shí)現(xiàn)抑制調(diào)色劑的帶電量的不均從而抑制灰霧的目的，通過(guò)在使 限制刮片46抵接來(lái)預(yù)先機(jī)械地對(duì)在顯影輥44上送入的調(diào)色劑的量進(jìn)行限制的基礎(chǔ)上，向 使其具有導(dǎo)電性的限制刮片46(彈性部件462)施加與調(diào)色劑的帶電極性為同極性的適當(dāng) 的限制偏壓電壓Vrb是有效的。更通常而言，優(yōu)選將如下的電位施加給限制刮片46，該電位 相對(duì)于由在顯影輥44表面擔(dān)載的強(qiáng)帶電調(diào)色劑產(chǎn)生的輸送向顯影輥44表面的調(diào)色劑層的 表面電位，極性相同且其絕對(duì)值大于輸送向顯影輥44表面的調(diào)色劑層的表面電位。在該點(diǎn) 上，在對(duì)調(diào)色劑量進(jìn)行限制之前向?qū)щ娦哉{(diào)色劑賦予電荷的專利文獻(xiàn)1中記載的技術(shù)或期 待輸送量增大從而向?qū)щ娦哉{(diào)色劑賦予電荷的日本特開(kāi)2006-220967號(hào)公報(bào)中記載的技 術(shù)與本發(fā)明不同。由以上可知，在該實(shí)施方式中，相對(duì)體積平均粒徑為8 μ m的利用粉碎法的調(diào)色劑 母粒子，作為用于使其流動(dòng)性提高的外添劑，添加粒徑50nm且重量占0. 5%的二氧化硅、粒 徑12nm且重量占的二氧化硅，同時(shí)還為了調(diào)整調(diào)色劑的帶電性，使用添加了作為金屬 氧化物外添劑的重量占的氧化鈦來(lái)作為調(diào)色劑。此外，作為顯影輥44，使用對(duì)其表面利 用滾軋加工形成了規(guī)則的凹凸的金屬制的圓筒，同時(shí)將與其表面抵接的限制刮片46作為 具有利用導(dǎo)電性橡膠的彈性部件462的限制刮片，施加限制偏壓電壓Vrb。通形成這樣的構(gòu)成，在該實(shí)施方式中，能夠抑制顯影輥44表面擔(dān)載的調(diào)色劑的帶 電量的不均，防止來(lái)自顯影輥44的調(diào)色劑的飛散或灰霧的發(fā)生，同時(shí)以良好的圖像品質(zhì)形 成圖像。此外，根據(jù)本申請(qǐng)發(fā)明人等的實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)除了上述的氧化鈦以外，在使用金屬氧化 物系的外添劑例如氧化鋁(尤其是過(guò)渡氧化鋁)、氧化鋅、氧化鈰及氧化錫等時(shí)，可得到同 樣的效果。尤其在添加與二氧化硅等絕緣性更高的外添劑相比覆蓋率變高的程度的量時(shí)， 其效果顯著。另外，對(duì)于二氧化硅等絕緣物外添劑而言，其粒徑小于金屬氧化物系外添劑不 會(huì)成問(wèn)題，比其粒徑大的會(huì)極大地影響調(diào)色劑的帶電特性。因此，優(yōu)選這樣地加入多于粒徑 大的絕緣物外添劑的金屬氧化物系外添劑。在本實(shí)施方式中，由于粒徑大的(50nm) 二氧化 硅外添劑的含有量占重量0. 5%，所以最好加入至少與其同量、更優(yōu)選加入更多的金屬氧化 物系外添劑。另外，即使為粒徑小的絕緣性外添劑，認(rèn)為如果其含有量變多，則會(huì)妨礙金屬 氧化物系外添劑的功能，所以優(yōu)選加入與其含有量為同等以上的金屬氧化物系外添劑。在 本實(shí)施方式中，通過(guò)使粒徑30nm的氧化鈦的含有量占重量1 %，使得充分地多于大粒徑二 氧化硅(50nm、占重量0.5%)、另外與小粒徑二氧化硅(12nm、占重量1 % )為同程度的含有 量。另外，還確認(rèn)了即使利用顯影輥44的表面處理也會(huì)在效果上有差異，例如在使顯影輥44為鐵制的情況下，在對(duì)表面進(jìn)行非晶態(tài)的無(wú)電解鍍敷處理時(shí)可得到良好的結(jié)果。作 為優(yōu)選的處理，例如可舉出鎳、磷鍍敷處理，鎳、鎢鍍敷處理，鎳、硼、鎢鍍敷處理及碳化鉻鍍 敷處理等。如果為利用這樣的非晶態(tài)材料覆蓋表面的顯影輥，則可見(jiàn)容易通過(guò)與供給輥43 的滑擦而發(fā)生調(diào)色劑的摩擦帶電，確認(rèn)了 由于被送入與限制刮片46的抵接位置的調(diào)色劑 的帶電量得到提高，所以基于限制偏壓電壓Vrb的帶電量的調(diào)整更有效地發(fā)揮功能。另外，在顯影輥44為鋁制時(shí)，如果對(duì)表面進(jìn)行氧化鋁膜(alumite)處理，則由于在 顯影輥44表面形成薄的絕緣膜，所以可提高顯影輥44與限制刮片46之間的絕緣阻力，尤 其是即使為小粒徑的調(diào)色劑或炭黑顏料的含有量多、導(dǎo)電性高的調(diào)色劑，也可防止電流泄 漏并同時(shí)保證高的絕緣耐壓，施加充分的限制偏壓電壓且控制性良好地提高調(diào)色劑的帶電 量成為可能。這在實(shí)現(xiàn)絕緣性差的小粒徑或高顏料調(diào)色劑中的飛散、灰霧的抑制上是有效 的。另外，根據(jù)本發(fā)明的思想，調(diào)色劑母粒子自身不必需導(dǎo)電性，從灰霧抑制的觀點(diǎn)出 發(fā)，反而導(dǎo)電性低的一方容易利用金屬氧化物等導(dǎo)電性外添劑進(jìn)行帶電控制，從該觀點(diǎn)出 發(fā)優(yōu)選調(diào)色劑母粒子自身不必需導(dǎo)電性。從該點(diǎn)出發(fā)，也可使用利用能夠?qū)︻伭嫌脴?shù)脂覆 蓋從而將導(dǎo)電性抑制為低值的聚合法制造的調(diào)色劑。如以上所說(shuō)明，在該實(shí)施方式中，感光體22、顯影輥44及限制刮片46分別作為本 發(fā)明的“潛像擔(dān)載體”、“調(diào)色劑擔(dān)載輥”及“限制刮片”發(fā)揮功能。另外，具備它們的顯影器 4Y、4M、4C及4K相當(dāng)于本發(fā)明的“顯影裝置”。另外，限制偏壓用電源141作為本發(fā)明的“偏 壓施加機(jī)構(gòu)”發(fā)揮功能。此外，本發(fā)明不限定于上述的實(shí)施方式，在不脫離其主旨的范圍內(nèi)，除了上述以 夕卜，還可進(jìn)行各種變更。例如上述實(shí)施方式是使感光體22與顯影輥44隔著規(guī)定的間隙相 對(duì)、在兩者間使調(diào)色劑飛翔的所謂的跳躍(jumping)顯影方式的圖像形成裝置，但在使兩 者抵接的狀態(tài)下，也可對(duì)施加交流顯影偏壓的裝置適用本發(fā)明。 另外，例如上述實(shí)施方式的顯影輥44的凸部441被形成為近似菱形，但不限定于 此，例如也可使凸部成為圓形或三角形等其他形狀。另外，各凸部的形狀不必相同，也可混 雜不同形狀的凸部。其中，無(wú)論怎樣為了得到本發(fā)明中的調(diào)色劑層控制的效果，至少對(duì)于各 凸部的頂面而言，優(yōu)選為分別構(gòu)成彼此相同的圓筒面的一部分的構(gòu)造。另外，優(yōu)選凹部的深 度也大致一定。在該點(diǎn)上，通過(guò)在原來(lái)平滑的圓筒面中刻入凹部來(lái)形成凹凸的構(gòu)造尤其有 效。另外，上述實(shí)施方式的圖像形成裝置為在旋轉(zhuǎn)式顯影單元4中安裝了顯影器4K等 的彩色圖像形成裝置，但本發(fā)明的適用對(duì)象不限定于此。例如對(duì)于沿著中間轉(zhuǎn)印帶并列多 個(gè)顯影器的所謂的隨機(jī)方式的彩色圖像形成裝置或只具備1個(gè)顯影器形成單色圖像的單 色圖像形成裝置而言，也可適用本發(fā)明。
權(quán)利要求
一種顯影裝置，其特征在于，具備在內(nèi)部收容調(diào)色劑的殼體；調(diào)色劑擔(dān)載輥，其被軸支承安裝于所述殼體，并在表面上形成各頂面彼此構(gòu)成同一的圓筒面的一部分的多個(gè)凸部及圍繞該凸部的凹部，調(diào)色劑擔(dān)載輥在該表面擔(dān)載從所述殼體供給來(lái)的帶電調(diào)色劑并同時(shí)旋轉(zhuǎn)；和導(dǎo)電性的限制刮片，其自由端朝向所述調(diào)色劑擔(dān)載輥的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)，同時(shí)通過(guò)該自由端或者與該自由端鄰接的鄰接部位與所述調(diào)色劑擔(dān)載輥表面抵接來(lái)對(duì)所述調(diào)色劑擔(dān)載輥表面上擔(dān)載的調(diào)色劑的量進(jìn)行限制，所述調(diào)色劑具有包括金屬氧化物在內(nèi)的外添劑，在所述限制刮片上施加有與所述調(diào)色劑的正規(guī)帶電極性為同極性的限制偏壓電壓，所述自由端的頂端與所述調(diào)色劑擔(dān)載輥的所述凸部的間隔小于所述調(diào)色劑的體積平均粒徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯影裝置，其中，所述自由端的頂端與所述調(diào)色劑擔(dān)載輥的所述凸部的間隔為O。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的顯影裝置，其中，所述調(diào)色劑含有氧化鈦、氧化鋁、氧化鋅、氧化鈰或者氧化錫的至少1個(gè)作為所述金屬 氧化物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一項(xiàng)所述的顯影裝置，其中，在所述凹部中擔(dān)載與所述調(diào)色劑擔(dān)載輥表面直接接觸的接觸調(diào)色劑和不與所述調(diào)色 劑擔(dān)載輥表面直接接觸的非接觸調(diào)色劑的雙方。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任意一項(xiàng)所述的顯影裝置，其中，所述調(diào)色劑擔(dān)載輥由對(duì)表面進(jìn)行了非晶態(tài)鍍敷處理的金屬制得。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任意一項(xiàng)所述的顯影裝置，其中，所述調(diào)色劑中的作為所述外添劑的金屬氧化物的含有率占重量0.5%以上。
7.一種圖像形成裝置，其特征在于，具備 在內(nèi)部收容調(diào)色劑的殼體；調(diào)色劑擔(dān)載輥，其被軸支承安裝于所述殼體，并在表面上形成各頂面彼此構(gòu)成同一的 圓筒面的一部分的多個(gè)凸部及圍繞該凸部的凹部，調(diào)色劑擔(dān)載輥在該表面擔(dān)載從所述殼體 供給來(lái)的帶電調(diào)色劑并同時(shí)旋轉(zhuǎn)；導(dǎo)電性的限制刮片，其自由端朝向所述調(diào)色劑擔(dān)載輥的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)，通過(guò)同時(shí)該 自由端或者與該自由端鄰接的鄰接部位與所述調(diào)色劑擔(dān)載輥表面抵接來(lái)對(duì)所述調(diào)色劑擔(dān) 載輥表面上擔(dān)載的調(diào)色劑的量進(jìn)行限制；對(duì)所述限制刮片施加規(guī)定的限制偏壓電壓的偏壓施加單元；和 潛像擔(dān)載體，其與所述調(diào)色劑擔(dān)載輥相對(duì)配置，并在表面上擔(dān)載靜電潛像， 所述調(diào)色劑具有包括金屬氧化物在內(nèi)的外添劑，所述限制偏壓電壓與所述調(diào)色劑的正 規(guī)帶電極性為同極性，所述自由端的頂端與所述調(diào)色劑擔(dān)載輥的所述凸部的間隔小于所述 調(diào)色劑的體積平均粒徑。
8.一種圖像形成方法，其特征在于，使在表面上形成有各頂面彼此構(gòu)成同一的圓筒面的一部分的多個(gè)凸部及圍繞該凸部 的凹部的調(diào)色劑擔(dān)載輥的表面上擔(dān)載調(diào)色劑，使如下所述的導(dǎo)電性的限制刮片與所述調(diào)色劑擔(dān)載輥的表面抵接，來(lái)對(duì)調(diào)色劑的量進(jìn) 行限制，該導(dǎo)電性的限制刮片為自由端朝向所述調(diào)色劑擔(dān)載輥的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)，同時(shí)該 自由端或者與該自由端鄰接的鄰接部位與所述調(diào)色劑擔(dān)載輥表面抵接，使擔(dān)載有靜電潛像的潛像擔(dān)載體與所述調(diào)色劑擔(dān)載輥相對(duì)，利用調(diào)色劑對(duì)所述靜電潛 像進(jìn)行顯影，而且， 使所述調(diào)色劑具有包括金屬氧化物在內(nèi)的外添劑，向所述限制刮片施加與所述調(diào)色劑 的正規(guī)帶電極性為同極性的限制偏壓電壓，使所述自由端的頂端與所述調(diào)色劑擔(dān)載輥的所 述凸部的間隔不到所述調(diào)色劑的體積平均粒徑。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有在表面配置了凸部及凹部的調(diào)色劑擔(dān)載輥的顯影裝置、圖像形成裝置及使用該輥來(lái)形成圖像的圖像形成方法，其抑制在調(diào)色劑擔(dān)載輥上的調(diào)色劑的帶電量的不均從而抑制灰霧。例如，使用含有規(guī)定量氧化鈦之類的金屬氧化物系外添劑的調(diào)色劑(T)。利用限制偏壓用電源(141)，向包括金屬制的板狀部件(461)和利用導(dǎo)電性橡膠的彈性部件(462)在內(nèi)的限制刮片(46)，賦予成為與顯影輥(44)相比為負(fù)電位之類的限制偏壓電壓(Vrb)。通過(guò)在與限制刮片(46)接觸的調(diào)色劑的外添劑中注入負(fù)電荷，該調(diào)色劑的帶電量增加，從而帶電量不足引起的調(diào)色劑的飛散或灰霧受到抑制。
文檔編號(hào)G03G15/08GK101846934SQ20101013969
公開(kāi)日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2010年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月23日
發(fā)明者北澤淳憲, 小橋勝, 山田陽(yáng)一, 有賀友洋, 松本大輔 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社