显影装置、图像形成装置、图像形成方法及调色剂的制作方法

专利名称：显影装置、图像形成装置、图像形成方法及调色剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有在表面上担载带电调色剂的调色剂担载辊的显影装置、图像 形成装置和使用该辊来形成图像的图像形成方法以及调色剂。
背景技术：
在利用调色剂对静电潜像进行显影的技术中，通常为使形成为近似圆筒形状的调 色剂担载辊的表面上担载调色剂的技术。在此种技术中，由于调色剂的带电量会不可避免 地发生不均，所以尤其是带电量低的调色剂或与带有与本来的带电极性相反极性的电量的 调色剂附着于图像中的本来不应附着调色剂的部分从而发生所谓的灰雾。因此，为了提高 在调色剂担载辊表面上被担载的调色剂的带电量，有时构成为使用导电性的调色剂作为调 色剂并同时使已被施加与调色剂的带电极性为同极性的偏压电压的电荷注入部件与调色 剂担载辊相对，从而向调色剂担载辊表面的调色剂赋予电荷(例如专利文献1)。专利文献1 日本特开2005-331780号公报(例如图1)但是，根据本申请发明人等的实验，在记载于专利文献1的技术中，由于向电荷注 入部件施加的偏压电压引起的电场作用于将已带电的调色剂向调色剂担载辊侧推的方向， 所以在调色剂担载辊上的调色剂输送量增大。结果，应注入电荷的调色剂的量变多，尽管作 为全体的带电量变多，但抑制各调色剂的带电量不均的效果并不充分。

发明内容
本发明正是鉴于上述课题而提出的，其目的在于，在具有在表面担载带电调色剂 的调色剂担载辊的显影装置、图像形成装置及使用该辊来形成图像的图像形成方法以及适 用于该装置及该方法的调色剂中，抑制调色剂担载辊上的调色剂的带电量的不均从而抑制 灰雾。本发明中的显影装置具备在内部收容调色剂的壳体；调色剂担载辊，其被轴固 定于所述壳体，在表面担载从所述壳体供给来的带电调色剂并同时旋转；和导电性的限制 刮片，其通过与所述调色剂担载辊表面抵接来对所述调色剂担载辊表面上担载的调色剂的 量进行限制，在所述限制刮片上施加有与所述调色剂的带电极性为同极性的限制偏压电压。另外，本发明中的图像形成装置具备调色剂担载辊，其在表面担载带电调色剂并 同时旋转；导电性的限制刮片，其通过与所述调色剂担载辊表面抵接来对所述调色剂担载 辊表面上担载的调色剂的量进行限制；偏压施加单元，其对所述限制刮片施加与所述调色 剂的带电极性为同极性的限制偏压电压；和潜像担载体，其与所述调色剂担载辊相对配置， 并在表面上担载静电潜像。另外，本发明中的图像形成方法，使调色剂担载辊的表面上担载调色剂，使施加有 与所述调色剂的带电极性为同极性的限制偏压电压的导电性的限制刮片与所述调色剂担 载辊的表面抵接，来对调色剂的量进行限制，使担载有静电潜像的潜像担载体与所述调色剂担载辊相对，利用调色剂对所述静电潜像进行显影。另外，本发明中的调色剂，被使用在通过使施加有规定的限制偏压电压的导电性 的限制刮片与调色剂担载辊表面抵接而使调色剂层担载在所述调色剂担载辊表面的显影 装置中。在这些发明中，为了实现上述目的，所述调色剂具有与所述限制偏压电压为同极 性的带电极性，作为外添剂包括绝缘性外添剂和导电性高于该绝缘性外添剂的导电性外添 齐U，而且满足下述第ι 第3条件中的任一个。

其中，所述第1条件为所述导电性外添剂的体积平均粒径比所述绝缘性外添剂的 体积平均粒径大。另外所述第2条件为所述导电性外添剂的体积平均粒径，比所述调色剂 中的覆盖率高于该导电性外添剂的所述绝缘性外添剂的体积平均粒径大。此外，第3条件 为所述调色剂中的所述导电性外添剂的覆盖率，比体积平均粒径大于该导电性外添剂的所 述绝缘性外添剂的覆盖率高。在这些发明中，对于调色剂中的外添剂的覆盖率Sa，例如可通过下述来表示Sa= (Wa · Dt · P t)/(ji .Da· P a) X 100 [%]...(式 1)。上式中，Wa 外添剂的含有量(重量比)Dt:调色剂的粒径Da:外添剂的粒径Pt:调色剂的真比重P a:外添剂的真比重另外，当作为绝缘性外添剂使用粒径不同的多种时，对于所述第1 第3条件的适 用按照如下所述。即，在第1条件中，以全部绝缘性外添剂中体积平均粒径最大的作为比较 对象。在第2条件中，以覆盖率高于该导电性外添剂的全部绝缘性外添剂中体积平均粒径 最大的作为比较对象。在第3条件中，以体积平均粒径大于该导电性外添剂的全部绝缘性 外添剂的覆盖率的合计作为比较对象。在如上所述构成的发明中，能够抑制调色剂担载辊上的调色剂的带电量的不均而 抑制灰雾。以下在后面详述本申请发明人等进行了各种实验，结果，在通过使其与施加了 偏压的导电部件接触来赋予电荷从而使调色剂带电的带电机制中，得到了如下见解，即并 非如所述的专利文献1中所记载调色剂是否具有导电性，而是向调色剂表面赋予的特定的 外添剂的存在极大地有助于调色剂的带电。具体而言，在赋予具有适量的导电性的微粒作 为外添剂的调色剂中，与调色剂母粒子自身的导电性无关，通过从赋予了与其正规带电极 性为同极性的电位的导电部件，向调色剂表面的导电性外添剂注入电荷，可有效地控制调 色剂全体的带电量。另一方面，例如二氧化硅或树脂珠(beads)等绝缘性高的外添剂会以 阻碍该导电性外添剂的带电量控制功能的方式作用。对此，当组合使用含有导电性外添剂和绝缘性外添剂的调色剂、和给予限制偏压 电位的限制刮片对调色剂层的限制时，可知对于适宜设定导电性外添剂和绝缘性外添剂的 比率是有效的。具体而言，通过设定该比率满足所述第1至第3条件的任一个的关系，能够 抑制调色剂的带电量的不均进而抑制灰雾。作为具有该功能的所述导电性外添剂，目前为止确认有氧化钛、氧化铝(尤其是 过渡氧化铝)、氧化锌、氧化铈、氧化锡或者钛酸锶，优选所述调色剂包含上述的至少一种。
所述调色剂担载辊，例如亦可在表面形成各顶面彼此构成同一圆筒面的一部分的 多个凸部及围绕该凸部的凹部。通过组合具有该结构的调色剂担载辊、和施加了限制偏压 电压的限制刮片，由于可对调色剂担载辊的表面形状进行管理，因此能够高精度地管理该 表面上的调色剂输送量。而且通过以上述方式抑制输送的调色剂的带电量不均，能够获得 良好的图像品质。在该情况下，优选使凸部上担载的调色剂层不到1层。凸部上担载的调色剂在受 到由调色剂担载辊的旋转而引起的风压时容易从调色剂担载辊表面飞散，而如果将调色剂 层设定不到1层，则凸部的调色剂会以直接接触到调色剂担载辊表面的状态被担载，由于 以静电的方式作用有强附着力，故很难引起飞散。另外，优选使凹部所担载的调色剂在1层 以上。尤其当使凹部中担载超过1层的调色剂时，凹部的调色剂中含有部分以未与调色剂 担载辊表面直接接触的状态担载的调色剂。该调色剂在电场的作用下容易飞翔，因此有助 于显影浓度的提高。此外，由于是在从凸部的顶面构成的假想的调色剂担载辊的表面后退 的位置担载调色剂，故凹部的调色剂很难受到风压而不易引起飞散。另外，所述调色剂担载辊也可为表面进行过非晶态镀敷处理的金属制。如果为这 样的调色剂担载辊，则可在壳体内使调色剂良好地摩擦带电，这已被本申请发明人等的实 验明确。通过组合这样的调色剂担载辊和已施加限制偏压电压的限制刮片，将在调色剂担 载辊表面上担载的调色剂的特性维持成良好的特性从而得到出色的图像品质成为可能。另外，当所述调色剂的带电极性为反极性时，所述导电性外添剂亦可在表面形成 氨基硅烷膜。由于氨基硅烷具有容易带正电荷的性质，因此当在导电性外添剂的表面形成 氨基硅烷膜时，与被施加与调色剂带电极性为同极性(即负极性)的限制偏压电压的限制 刮片间的接触更为容易。因此，电荷从限制刮片对导电性外添剂的赋予能够以更高概率发 生，因此在提高调色剂的带电量方面是有效的。


图1是表示适用了本发明的图像形成装置的一个实施方式的图。图2是表示图1的图像形成装置的电构成的框(block)图。图3是表示显影器的外观的图。图4是表示显影器的构造及显影偏压波形的图。图5是表示显影辊及其表面的部分放大图的图。图6是表示本申请发明人等进行的实验的概要的图。图7是表示改变调色剂组成时的灰雾量的评价结果例的图。图8是表示使限制偏压电压发生变化时的灰雾量的测定结果的图。图9是表示在凹部的调色剂的举动的模型(model)图。图10是更微观地观察图9的现象的模型图。图11是进一步微观地观察图10的现象的模型图。图12是示意性地表示添加有外添剂的调色剂表面的图。图13是表示对于氧化钛以外的导电性外添剂的评价结果的图。图14是表示允许在凸部上担载调节剂的变形例的图。图中22_感光体(潜像 担载体)、41_壳体、44-显影辊(调色剂担载辊)、46_限制刮片、46a-(限制刮片的)自由端、141-限制偏压用电源(偏压施加单元)、441-(显影辊 表面的)凸部、442-(显影辊表面的)凹部、462-弹性部件、462e-(弹性部件的)边缘部、 Hd-(凸部与凹部的)高低差、Ho-凸部开口高度、Hp-(限制刮片与凹部的)开口高度、T-调 色剂。
具体实施例方式图1是表示适用本发明的图像形成装置的一个实施方式的图。另外，图2是表示 图1的图像形成装置的电构成的框图。该装置是叠加黄(Y)、青色(C)、洋红(M)、黑(K)的 4色调色剂(显影剂)来形成全色(fullcolor)图像或者只使用黑(K)的调色剂来形成单 色图像的图像形成装置。在该图像形成装置中，如果从主机(host computer)等外部装置向 主控制器(main controller) 11发送图像信号，则在发动机控制器(enginecontroller) 10 上设置的CPUlOl根据发自该主控制器11的指令控制发动机部EG各部，执行规定的图像形 成动作，在纸张S上形成对应图像信号的图像。 在该发动机部EG中，感光体22在图1的箭头方向Dl上被自由旋转地设置。另外， 在该感光体22的周围，沿着该旋转方向Dl，分别配置带电单元23、旋转式显影单元4及清 洁部25。带电单元23被施加规定的带电偏压，使感光体22的外周面均一地带电成规定的 表面电位。清洁部25在一次转印后除去在感光体22的表面上残留附着的调色剂，回收到 在内部设置的废调色剂槽。这些感光体22、带电单元23及清洁部25 —体地构成感光体盒 2，该感光体盒2可作为一体地相对装置本体进行自由装卸。接着，从曝光单元6向已被该带电单元23带电的感光体22的外周面照射光束L。 该曝光单元6根据从外部装置发送来的图像信号将光束L曝光到感光体22上，形成对应图 像信号的静电潜像。如此形成的静电潜像被显影单元4进行调色剂显影。即，在该实施方式中，显影单 元4具备以自由旋转的方式设置在与图1纸面正交的旋转轴中心的支承架40、被作为相对 支承架40自由装卸的盒而构成而内置各色的调色剂的黄色用的显影器4Y、青色用的显影 器4C、洋红色用的显影器4M、及黑色用的显影器4K。该显影单元4被发动机控制器10控 制。接着，基于发自该发动机控制器10的控制指令，显影单元4被旋转驱动，同时这些显影 器4Y、4C、4M、4K被选择性地定位于与感光体22相对的规定的显影位置，则被设置于该显影 器且担载所选颜色的调色剂的显影辊44相对感光体22隔着规定的间隙被相对配置，在该 相对位置中，从显影辊44向感光体22的表面赋予调色剂。这样，感光体22上的静电潜像 被选择调色剂色显影化。图3是表示显影器的外观的图。另外，图4是表示显影器的构造及显影偏压波形 的图。更具体而言，图4(a)是表示显影器的构造的截面图。另外，图4(b)是表示显影偏压 波形与感光体表面电位的关系的图。各显影器4Y、4C、4M、4K均具有相同构造。因而，在此， 对显影器4K的构成，边参照图3及图4(a)边更详细地说明，而对于其他显影器4Y、4C、4M 而言，其构造及功能也相同。在该显影器4K中，供给辊43及显影辊44被自由旋转地轴固定于在显影器内部收 容非磁性一成分调色剂T的壳体41，如果该显影器4K定位于上述显影位置，则显影辊44会 被定位在隔着显影间隙DG与感光体2相对的位置，同时这些辊43、44与被设置于本体侧的旋转驱动部(图示省略)结合，在规定的方向上旋转。供给辊43例如由发泡聚氨酯橡胶、 硅橡胶等弹性材料形成为圆筒状。另外，显影辊44由铜、铝、不锈钢等金属或者合金形成为 圆筒状。在该实施方式中，使用将铁制的圆筒表面进行了无电解镍、磷镀敷处理的显影辊。 接着，2个辊43、44通过边接触边旋转，调色剂被擦挂在显影辊44的表面上，从而在显影辊 44表面上形成规定厚度的调色剂层。在该实施方式中，使用负的带电调色剂，但也可为正的 带电调色剂。 壳体41的内部空间被隔壁41a分成第1室411及第2室412。供给辊43及显影 辊44均被设置于第2室412，随着这些辊的旋转，第2室412内的调色剂流动，边被搅拌边 供给到显影辊44的表面。另一方面，在第1室411中贮存的调色剂被与供给辊43及显影 辊44隔离，所以没有因它们的旋转发生流动。该调色剂在显影单元4保持显影器的状态下 进行旋转，从而被与在第2室412中贮存的调色剂混合，进而被搅拌。这样，在该显影器中，通过将壳体内部分成2室，供给辊43及显影辊44的周围被 壳体41的侧壁及隔壁41a围绕，设置容积较小的第2室412，由此即使在调色剂残量变少的 情况下，调色剂也被有效地供给到显影辊44的附近。另外，通过利用显影单元4的旋转来 进行从第1室411向第2室412的调色剂供给及调色剂全体的搅拌，实现了在显影器内部 节省了用于对调色剂搅拌的搅拌部件(螺旋转)的无螺旋转构造。另外，在该显影器4K中，配置了用于将在显影辊44的表面上形成的调色剂层的 厚度限制成规定厚度的限制刮片46。该限制刮片46由不锈钢或磷青铜等具有弹性的板状 部件461和在板状部件461的顶端部安装的包括硅橡胶或聚氨酯橡胶等树脂部件在内的 弹性部件462构成。在弹性部件462中分散有碳粒子等导电性粒子，其电阻率被调整成约 IO6 Ω cm。另外，其硬度为JIS-A硬度70度。该板状部件461的后端部被固定于壳体41，在图4的箭头所示的显影辊44的旋转 方向D4上，将在板状部件461的顶端部安装的弹性部件462配设成位于板状部件461的后 端部的上游侧。即，限制刮片46的一方端(后端部)被固定，同时作为与其相反侧的自由 端的顶端部在显影辊44的旋转方向D4上被安装成朝向上游侧，通过将弹性部件462向所 谓的相反的方向来对显影辊44表面弹性地抵接来形成限制夹持，将在显影辊44的表面上 形成的调色剂层最终限制成规定的厚度。限制刮片46对显影辊44表面的抵接压力、即限 制载荷被调整成5gf/cm。如此在显影辊44的表面上形成的调色剂层在显影辊44的旋转下，被依次向与在 其表面上形成静电潜像的感光体22的相对位置输送。接着，来自被发动机控制器10控制 的偏压用电源140的显影偏压被施加到显影辊44。如图4(b)所示，感光体22的表面电位 Vs在接受了来自利用带电单元23均一地带电的后曝光单元6的光束L的照射的曝光部，降 低至残留电位Vr左右，在没有被照射光束L的非曝光部，变成大致均一的电位Vo。另一方 面，施加在显影辊44的显影偏压Vb是叠加有直流电位的矩形波交流电压，其峰间电压用符 号Vpp表示。通过施加这样的显影偏压Vb，在显影辊44上担载的调色剂在显影间隙DG中 飞翔，从而根据其表面电位Vs部分附着在感光体22的表面各部，由此将感光体22上的静 电潜像作为该调色剂颜色的调色剂像显影化。作为显影偏压电压Vb，例如可使用峰间电压Vpp为1200V、具有3 4kHz左右的 频率的矩形波电压。在显影偏压Vb的交流成分的重复周期Tc中，如果将电位偏向正侧的期间设为符号Tp、偏向负侧的期间设为符号Tn进行表示，同时将显影偏压Vb的波形占空比 WD利用下式WD = Tp/ (Tp+Tn) = Tp/Tc定义，则在该实施方式中，会以成为Tp > Tn的方式，即波形占空比WD大于50%的 方式确定出偏压波形。例如可为WD = 60%左右。向被叠加在矩形波交流电压的直流成分中加入上述波形占空比引起产生的直流 成分而成的显影偏压Vb的累加平均电压Vave，由于与感光体22的残留电位Vr的电位差成 为所谓的显影反差而影响图像浓度，所以为了得到规定的图像浓度，可设为必要的值。例如 可设为(-200) V左右。另外，以下具体情况后述，在该实施方式中，在构成限制刮片46的金属制的板状 部件461与显影辊44之间连接有限制偏压用电源141，向具有导电性的弹性部件462施加 规定的限制偏压电压。

进而，在壳体41上设置在显影辊44的旋转方向上在与感光体22的相对位置的下 游侧向显影辊44表面压接而成的密封部件47。密封部件47由聚乙烯、尼龙或者氟树脂等 具有柔软性的树脂材料形成，是沿着与显影辊44的旋转轴平行的方向X延伸的带状的薄 膜，与长边方向X正交的短边方向(沿着显影辊44的旋转方向的方向)上的一个端部被固 定于壳体41，同时另一个端部被与显影辊44表面抵接。另一个端部以朝向显影辊44的旋 转方向D4上的下游侧的方式被在所谓的轨迹(trail)方向上与显影辊44抵接，将在通过 与感光体22相对的位置的显影辊44表面上残留的调色剂引导至壳体41内，同时防止壳体 内的调色剂向外部漏出。图5是表示显影辊及其表面的部分放大图的图。显影辊44被形成为近似圆筒形的 辊状，在其长边方向的两端与辊为同轴地设置转杆440，该转杆440被显影器本体轴支承， 显影辊44全体能够自由旋转。在显影辊44表面中的中央部44a，如图5的部分放大图(虚 线圆内)所示，设置有被规则配置的多个凸部441和围绕这些凸部441的凹部442。多个凸部441分别向图5纸面的手前侧突出，各凸部441的顶面分别成为与显影 辊44的旋转轴为同轴的单一的圆筒面的一部分。另外，凹部442成为将凸部441的周围围 绕连续成网眼状的沟，凹部442全体也成为与显影辊44的旋转轴为同轴且与凸部所成的圆 筒面不同的1个圆筒面。接着，凸部441和围绕其的凹部442之间由缓和的侧面443连接。 艮口，该侧面443的法线具有朝向显影辊44的半径方向外(在图中为上方)、即远离显影辊 44的旋转轴的方向的成分。在该实施方式中，显影辊44表面上的凸部441的排列间距(pitch)P在周方向、轴 方向(X方向)上均为80 μ m。凹部442的深度、即凸部441与凹部442的高低差为8 μ m。 另外，显影位置中的感光体22与显影辊44的间隙(显影间隙)为150μπι。对于这样的构造的显影辊44而言，例如可利用在日本特开2007-140080号公报中 记载的使用所谓的滚轧加工的制造方法制造。这样，可在显影辊44的圆筒面上形成规则而 且均一的凹凸部。因此，得到的显影辊44可使其在其圆筒面上担载均一而且最适量的调色 齐U，另外，在显影辊44的圆筒面上的调色剂的滚动性(滚动容易程度)也可成为均一。结 果，可防止调色剂的局部的带电不良或输送不良，从而发挥出出色的显影特性。另外，由于 使用铸型来形成凹凸部，所以与利用喷射加工得到的通常的显影辊不同，得到的凹凸部可使其凸部的顶端的幅度比较大。这样的凹凸部具有出色的机械的强度。尤其由于利用铸型 挤压的部位的机械的强度提高，所以得到的凹凸部即使与利用切削加工之类的处理得到的 部位相比，也具有出色的机械的强度。具有这样的凹凸部的显影辊44可发挥出色的耐久 性。另外，如果凹凸部的凸部的顶端的幅度比较大，则即使磨损，形状变化也少，所以也可防 止显影特性剧烈地降低，可长期发挥出色的显影特性。回到图1继续对图像形成装置进行说明。如上所述，已被显影单元4显影的调色 剂像在一次转印区域TRl被一次转印至转印单元7的中间转印带71上。转印单元7具备 被架设到多个辊72 75上的中间转印带71和通过旋转驱动辊73来使中间转印带71向 规定的旋转方向D2旋转的驱动部(图示省略)。接着，在将彩色图像向纸张S转印的情况 下，将在感光体22上形成的各色的调色剂像叠加到中间转印带71上来形成彩色图像，同时 在从纸盒8每次取出1张且沿着输送路径F被输送至二次转印区域TR2的纸张S上二次转 印彩色图像。此时，为了将中间转印带71上的图像正确地转印至纸张S上的规定位置，对将纸 张S送入二次转印区域TR2中的时机进行管理。具体而言，在输送路径F上，在二次转印区 域TR2的手前侧设置门辊81，通过使门辊81迎合中间转印带71的转圈移动的时机进行旋 转，使得纸张S在规定的时机被送入二次转印区域TR2。另外，如此形成彩色图像的纸张S通过定影单元9而将调色剂像定影，经由排出前 辊82及排出辊83输送至在装置本体的上面部设置的排出盘部89。另外，在纸张S的两面 上形成图像的情况下，如上所述，在单面上形成图像的纸张S的后端部被输送至排出前辊 82后方的翻转位置I3R的时刻，翻转排出辊83的旋转方向，这样，纸张S被沿着翻转输送路 径FR向箭头D3方向输送。接着，在门辊81的手前再次进入输送路径F，但此时，在二次转 印区域TR2中与中间转印带71抵接进而转印图像的纸张S的面与前面转印有图像的面为 相反的面。如此一来，可在纸张S的两面上形成图像。另外，如图2所示，分别在各显影器4Y，4C，4M及4K上设置存储与该显影器的制造 批次或使用经历、内置调色剂的残量等相关的数据的存储器91 94。进而，分别在各显影 器4￥，4(，411、41(上设置无线通信器49￥、49(、4911、491(。接着，根据需要，以非接触的方式选 择性地与在本体侧设置的无线通信器109进行数据通信，借助接口 105在CPUlOl与各存储 器91 94之间进行数据的交换，从而进行与该显影器相关的消耗品管理等各种信息的管 理。其中，在该实施方式中，虽然使用无线通信等电磁的方法而以非接触的方式进行数据交 换，但也可通过在本体侧及各显影器侧设置连接器等，使连接器等机械地嵌合，来相互进行 数据交换。另外，在该装置中，如图2所示，具备利用主控制器11的CPUl 11控制的显示部12。 该显示部12例如由液晶显示器构成，根据发自CPUlll的控制指令，显示面向使用者的操作 引导或图像形成动作的进行状况、进而用于获知装置的异常发生或任意单元的更换时期等 的规定的信息。此外，在图2中，符号113是为了存储被从主 机等外部装置借助接口 112送来的图 像而在主控制器11中设置的图像存储器。另外，符号106是用于存储CPUlOl执行的运算 程序或用于控制发动机部EG的控制数据等的ROM，另外，符号107是临时地存储CPUlOl中 的运算结果或其他数据的RAM。
另外，在辊75附近配置清除器76。该清除器76利用省略图示的电磁离合器成为 可相对辊75进行接近、离开移动。接着，在已向辊75侧移动的状态下，清除器76的刮片与 在辊75上架设的中间转印带71的表面抵接，在二次转印后，除去在中间转印带71的外周 面残留附着的调色剂。进而，在辊75的附近配置浓度传感器60。该浓度传感器60被相对中间转印带71 的表面设置，根据需要，测定在中间转印带71的外周面上形成的调色剂像的图像浓度。接 着，基于该测定结果，进行对该装置中影响图像品质的装置各部的动作条件、例如对各显影 器的显影偏压或曝光束L的强度、进而装置的灰度修正特性等的调整。该浓度传感器60被构成为使用例如反射型光电传感器输出对应中间转印带71上 的规定面积的区域的深浅的信号。接着，CPUlOl可通过边使中间转印带71进行转圈移动 边定期地对发自该浓度传感器60的输出信号进行取样，来检测中间转印带71上的调色剂 像各部的图像浓度。 接着，对在该实施方式中使用的调色剂进行说明。调色剂是利用公知的粉碎法制 造的非磁性一成分调色剂，具有利用摩擦带电来带电成负极性的性质。该调色剂的体积平 均粒径(以下利用符号Dave表示)为5 μ m，作为外添剂，分别含有绝缘性的氧化硅(二氧 化硅)，和导电性比之高的作为导电性外添剂的氧化钛(二氧化钛)粒子。以下对于如何决 定调色剂的组成进行如下说明。其中，在以下的说明中，只要没有特别说明，在实验中使用 的调色剂的物理参数如上所述。以往提出了很多向限制刮片施加偏压来改善显影辊上的调色剂的带电特性的技 术，除了所述的专利文献1(日本特开2005-331780号公报)以外，还包括例如日本特开 2006-220967号公报、日本特开昭58-153972号公报等。在这些文献中，记载了除了向限制 刮片施加偏压，适宜地调整调色剂粒子的导电性对改善调色剂的带电量方面是有效的。但 是，根据本申请发明人等进行各种实验的结果，得到了与其不同的见解。图6是表示本申请发明人等进行的实验的概要的图。该实验中，边使感光体22向 旋转方向Dl旋转边利用带电单元23使其带电成规定的表面电位，在不利用曝光单元6进 行曝光的状态下，向显影辊44施加显影偏压Vb。此时，显影辊44与限制刮片46之间借助 限制偏压用电源141电接续，对限制刮片46施加限制偏压电压Vrb。在该状态下，使限制偏 压电压Vrb或调色剂的组成或者物理参数进行各种变化，评价显影特性。首先，在显影辊44表面中，在凸部441上担载超过1层的调色剂层或者在凹部442 上担载超过2层的调色剂层的情况下，与其他条件无关，来自显影辊44的调色剂的飞散或 灰雾显著发生。因此，在以下的实验中，利用使限制刮片46的弹性部件462的上游侧边缘 部与显影辊44表面的凸部441抵接的所谓的边缘限制，对凸部441上的调色剂担载进行限 制，同时将凸部441与凹部442的高低差设定成超过调色剂的体积平均粒径的1倍且不超 过2倍的值，由此使凹部442上的调色剂层成为1 2倍左右。为了该目的，在实验中使用 的显影辊44中，使凸部441与凹部442的高低差成为8 μ m( N 1. 6Dave)。如果显影辊上的调色剂层超过1层，则变成在该调色剂层中混杂以与显影辊表面 直接接触的形式担载的调色剂(接触调色剂)和不与显影辊表面直接接触而在该表面上的 接触调色剂上担载的调色剂(非接触调色剂)。以下在后面详述由于对显影辊的附着力之 差，接触调色剂难以从显影辊表面脱离，非接触调色剂容易脱离。在该点上，从防止飞散、灰雾的观点出发，调色剂层优选只由接触调色剂构成，而从得到充分的显影浓度的观点出发， 优选含有容易脱离的非接触调色剂。理想的状态为担载含有接触调色剂、非接触调色剂的 双方的调色剂层而且采用了用于防止飞散、灰雾的方案的状态。图7是表示改变调色剂的外添剂组成时的灰雾量的评价结果例的图。更具体而 言，是表示通过改变种种加入到调色剂的外添剂的组成而在各组成中对限制刮片46施加 限制偏压电压Vrb，来调查灰雾量被以何种程度降低的结果的图。将限制偏压电压Vrb设为 300V。此时，限制刮片46相对于显影辊44成为负电位。在图中的“评价”一栏中，以限制 刮片46与显影辊44为同等电位时作为基准，当施加负的限制偏压电压Vrb时，用符号“〇” 表示灰雾量被极大降低的情况、“Δ”表示被多少降低的情况、“ X ”表示几乎不发生变化的 情况。 标记序号“1”的调色剂(1)中，作为绝缘性外添剂分别含有重量占1.5% (覆盖 率90% )的体积平均粒径(图中以符号D表示)12nm的二氧化硅(以下称为小粒径二氧化 硅)和重量占1. 0% (覆盖率18% )的体积平均粒径40nm的二氧化硅(以下称为中粒径 二氧化硅)，是不含有作为导电性外添剂的氧化钛的调色剂。若为该调色剂，则无法通过施 加限制偏压电压Vrb获得降低灰雾的效果。而且即便是添加了少量(重量占0.5%、覆盖 率10% )的体积平均粒径20nm的氧化钛(以下，称为小粒径二氧化钛)的调色剂(2)，结 果也同样。另一方面，若为使小粒径二氧化钛的含有量增加到1.0% (覆盖率21% )的调色 剂(3)，则可看出由限制偏压电压所产生的某种程度的灰雾降低效果。另外，若为相当于从 调色剂(3)中除去大粒径二氧化硅的调色剂(4)，则可看出较大的灰雾降低效果。另外，若 为代替调色剂(3)的小粒径二氧化钛而加入重量占1.0% (覆盖率8% )的体积平均粒径 50nm的氧化钛(以下成为大粒径二氧化钛)的调色剂(5)，仍旧可获得较高的灰雾降低效 果。但是，若为减低了大粒径二氧化钛的含有量的调色剂(6)，则降低效果与调色剂(3)的 相同。另外，若为代替中粒径二氧化硅而加入体积平均粒径IOOnm的二氧化硅(以下称 为大粒径二氧化硅)的调色剂(7)、调色剂(8)，则在加入比大粒径二氧化硅多的大粒径二 氧化钛的调色剂(7)中会获得较高的调色剂降低效果，而在加入比大粒径二氧化硅少的大 粒径二氧化钛的调色剂中没有看到改善。图8是表示两种调色剂中的限制偏压电压的效果的图。对使用上述各调色剂而使 限制偏压电压Vrb进行各种变化时的灰雾量进行测量。图8表示该一部分的调色剂(2)、调 色剂(4)的测量结果。此外，由于如图6所示那样限定了限制偏压电压Vrb的极性，因此， 在图8的横轴上，右侧表示限制刮片46相对于显影辊44为低电位。在氧化钛的含有量较 少的调色剂(2)中，当对限制刮片46施以负电位时则灰雾量增加。与之相对，在废弃大粒 径二氧化硅而增多氧化钛的量的调色剂(4)中，通过对限制刮片46施加负的限制偏压电压 可获得显著的灰雾降低效果。若增大偏压灰雾量会再次增加，但认为这是由于高电压会使 漏电流流过调色剂，产生带电量紊乱的缘故。这样，可明确限制偏压电压Vrb对灰雾的降低效果受到加入到调色剂中的外添剂 的组成、本例中二氧化硅粒子和氧化钛粒子的含有比率的极大的左右。另外，如专利文献1 中记载的那样，对调色剂自身的导电性进行了研究，使用改变作为导电性粒子的碳黑颜料的含有量而使调色剂母粒子的导电性各异的调色剂来评价限制偏压电压对灰雾的降低效 果，有时却出现提高调色剂的导电性不一定能获得良好的结果，反而会成为相反效果。根据以上，可以说为了使调色剂的带电量提高从而减低飞散或灰雾，与调色剂的 导电性相比，控制作为外添剂的氧化钛的含有量是有效的。更具体而言，优选作为外添剂， 将适量的氧化钛向调色剂添加，同时将与调色剂的带电极性为同极性的适当的限制偏压电 压施加给限制刮片46。图9 11是表示在该实施方式中调色剂的带电量被改善的 机制的模型的图。更具 体而言，图9是表示凹部中的调色剂的举动的模型图。另外，图10是更微观地观察图9的 现象的模型图，图11是进一步微观地观察图10的现象的模型图。在此，将该模型称为“再 排列、感应带电模型”。调色剂存在带电不均，包括带电量高的调色剂、低的调色剂、还有带电成与本来的 带电极性(负极性)相反的正极性的调色剂等。以下，为了方便，将在已带电成作为本来的 带电极性的负极性的调色剂中带电量较高的调色剂称为“强带电调色剂”、带电量低的调色 剂称为“弱带电调色剂”、带电成相反极性(即正极性)的调色剂称为“反带电调色剂”。另 夕卜，在强带电调色剂中，将带电量特别高的调色剂称为“过带电调色剂。如图9 (a)所示，在利用限制刮片46进行层限制之前，带电量不同的各种调色剂粒 子在显影辊44的表面分布。其中，带电量较高的强带电调色剂在镜像力的作用下，被强烈 地吸引至显影辊44的金属表面。因此，强带电调色剂大多存在于靠近显影辊44的表面的 位置，另一方面，受其推压作用弱带电调色剂、反带电调色剂大多存在于远离显影辊44的 表面的位置。显影辊44向其旋转方向D4旋转，由此限制刮片46 (更具体而言，构成限制刮片 46的弹性部件462)相对地向(-D4)方向移动。在该实施方式中，由于形成边缘限制、即位 于显影辊44的旋转方向D4上的最上游侧的弹性部件462的边缘部462e与凸部441抵接， 所以如图9(b)所示，随着限制刮片46向(-D4)方向的进行，调色剂被从凸部441排除。另 夕卜，在凹部442中，相当于凸部441与凹部442的高低差Hd的厚度以上的调色剂被磨断，仍 然被排除。在该实施方式中，由于调色剂的体积平均粒径为5 μ m，而凸部441与凹部442的 高低差Hd为8 μ m，所以凹部442的调色剂层成为多于1层而少于2层的厚度。此时，如果向显影辊44与限制刮片46之间施加限制偏压电压Vrb，则如图9 (c)所 示，在凹部442中形成从显影辊44向限制刮片46的方向的电场(以下称为“限制电场”) Er。该限制电场Er相对带负电的调色剂产生向显影辊44表面侧推的方向的力。由于该力 强力地作用于带电量高的调色剂，所以对于强带电调色剂而言，作用有使该调色剂向显影 辊44表面推的强的力。与此相对，对于带电量较低的低带电调色剂、反带电调色剂而言，该 力更弱，或者，力向反方向发生作用，所以结果，强带电调色剂向靠近显影辊44表面的位置 汇集，另一方面，弱带电调色剂、反带电调色剂向从显影辊44表面远离的方向移动。如此一 来成为在凹部442中发生调色剂的再排列，带电量越高的调色剂越在靠近显影辊44表面 的位置担载，相反，带电量低或者带电成反极性的调色剂在从显影辊44表面远离的位置担 载。该实施方式中，由于使凹部442的调色剂层不到2层，所以如图9(c)所示，在从显 影辊44远离的位置担载的低带电调色剂、反带电调色剂与限制刮片46接触。此时，如图9(d)所示，通过从已施加限制偏压电压Vrb (相对显影辊44为负电压)的限制刮片46向调 色剂注入负电荷(用符号“e-”表示)，带电量不足的低带电调色剂或反带电调色剂的带电 量上升。此外，以与显影辊44接触的形式担载的调色剂中的一部分被认为也与限制刮片46 接触，但这样的调色剂有时会发生带电量进一步上升从而成为过带电调色剂的情况。过带 电调色剂由于其带电量的高度而难以从显影辊44表面远离，如果过带电调色剂变得过多， 则显影性降低从而成为浓度降低的原因，而从飞散、灰雾抑制的观点出发，并不特别成为问 题。 参照图10及图11，更详细地说明通过与限制刮片46的接触来注入电荷的机制。 如图10所示，调色剂粒子处于粒子细的导电性外添剂Ac分散在母粒子Tm的周围的状态。 接着，成为这样的调色剂粒子被填充于在显影辊44的凹部442和限制刮片46的弹性部件 462之间的状态，在此，形成基于限制偏压电压Vrb而产生的限制电场Er。基本上，与显影 辊44 (凹部442)表面接触的调色剂不与限制刮片46 (弹性部件462)接触，相反，与限制刮 片46接触的调色剂不与显影辊44接触。在此，在调色剂母粒子Tm及外添剂Ac具有充分的导电性的情况下，通过它们流动 漏电流。认为这样的电流如果只通过调色剂粒子内，则并不有助于调色剂的带电。不过，调 色剂的带电电荷有可能会向外部散逸从而带电量发生紊乱。另一方面，如果调色剂母粒子 Tm的导电性低，则只要外添剂Ac为导电性而且没有严密地覆盖母粒子Tm的表面全体，则这 样的漏电流几乎没有流动。在此，还可考虑不带导电性的调色剂母粒子。可知在作为外添剂Ac使用的氧化钛或其他金属氧化物中，与同样地作为外添剂 使用的绝缘性高的二氧化硅等不同，以微粒的状态显示若干导电性(IO7 IO8Qcm左右)。 该实施方式中的调色剂是适量加入具有这样的性质的外添剂，并利用外添剂Ac疏松地覆 盖母粒子Tm的表面的状态的调色剂。对于没有与显影辊44接触的调色剂而言，发生伴随显影辊44的旋转而限制刮片 46逐渐地接近、接触、进而离开的现象。其中，在接近过程中，如图11(a)所示，通过使已被 赋予负偏压Vrb的弹性部件462接近，在调色剂母粒子Tm表面的外添剂Ac内，在静电感应 的作用下，正电荷被吸引向弹性部件462侧。在该状态下，如果外添剂Ac与弹性部件462 接触，则如图11(b)所示，正电荷向弹性部件462侧移动。这与从弹性部件462向外添剂Ac 注入负电荷为等价。接着，如果最终弹性部件462离开，则如图11(c)所示，外添剂Ac成为 负电荷过剩的状态。结果，认为在摩擦带电的作用下，向调色剂母粒子Tm本来具有的带电 电荷加上外添剂Ac的电荷，作为调色剂粒子全体的带电量增加。根据这样的再排列、感应带电模型，能够很好地说明前面的实验结果。即，与调色 剂母粒子Tm是否为导电性无关，如果作为外添剂Ac添加适量的氧化钛，而且向限制刮片 46施加与调色剂的带电极性为同极性的偏压，则调色剂的带电量提高，从而灰雾受到抑制。 认为这是因为氧化钛外添剂从限制刮片46接受负电荷，作为调色剂粒子全体的带电量提 高。另外，认为由于当调色剂母粒子的导电性增高后，注入到外添剂中的电荷泄漏到母粒子 侧，外添剂无法保持电荷(也就是无法保持作为调色剂粒子全体的电荷)，因此调色剂的导 电性不一定会获得灰雾降低效果。另外，对于作为绝缘性外添剂的二氧化硅的影响而言，可如下所述地考虑。这样的 绝缘性外添剂是妨碍从上述的限制刮片46向氧化钛外添剂赋予电荷的物质。对其粒径大的情况或添加量多的情况的影响尤其大。实验结果在使氧化钛的量多于粒径大的二氧化 硅外添剂时，可见带电性的改善，因此，通过使氧化钛多于绝缘性外添剂，可更可靠地接收 来自限制刮片46的电荷，这会引起带电性的改善。由此，也能够说明作为绝缘性外添剂的 二氧化硅和作为导电性外添剂的氧化钛的含有比率与灰雾降低效果相关。图12是示意性地表示添加了外添剂的调色剂表面的图。图中符号Tm表示调色剂 母粒子。另外，白圆以及带有网点的圆表示例如二氧化硅等绝缘性外添剂Ai，带有斜线的圆 表示例如氧化钛等导电性外添剂Ac。另外，圆的大小表示各个粒径。作为比较例如图12(a) 所示，当导电性外添剂Ac的粒径、含有量小于绝缘性外添剂Ai时，会因绝缘性外添剂Ai妨 碍导电性外添剂Ac对限制刮片46的弹性部件462的接触。因此，会妨碍对上述的导电性 外添剂Ac赋予电荷。另外，如图12(b)所示，如果与绝缘性外添剂Ai相比导电性外添剂Ac的粒径更 大，则不会受到绝缘性外添剂Ai的妨碍，导电性外添剂Ac能够可靠地接触到弹性部件462。 另外，调色剂粒子在显影辊44表面滚动，由此调色剂表面的导电性外添剂均勻地与弹性部 件462接触来接受电荷。在添加了多种绝缘性外添剂的情况下，只要导电性外添剂Ac最大 亦可获得同样的效果。另外，导电性外添剂Ac的粒径并非一定比所有的绝缘性外添剂Ai的粒径大。在 含有粒径大于导电性外添剂Ac的绝缘性外添剂Ai的情况下，只要其量较少就几乎不会产 生任何问题。例如，如图12(c)所示，亦可是与绝缘性外添剂Ai之中在同图中以白圆表示 的、存在量多于导电性外添剂Ac的绝缘性外添剂相比，导电性外添剂Ac的粒径更大的状 态。在该状态下亦可有较多的导电性外添剂Ac与弹性部件462接触来接受电荷。 另外，即使导电性外添剂Ac的粒径很小，即如图12(d)所示存在分布凌驾于粒径 更大的绝缘性外添剂Ai的调色剂母粒子Tm表面上的分布之上的多个导电性外添剂Ac的 状态下，导电性外添剂Ac中较多的部分仍能够与弹性部件462接触。因此，只要实现图12(b)、12 (c)、12(d)中任一所示的状态，即可获得由对导电性 外添剂的感应带电引起的调色剂带电量的增加以及缘于此的灰雾量降低的效果。另外，如 上所述，由于该带电量增加优先产生在不与显影辊44接触的(即原本带电量很低的)调色 剂中，因此显影辊44表面上的调色剂整体的带电量的不均变小，有助于显影后得到的图像 的品质提高。对图7的实验结果进行验证后，可以说就绝缘性外添剂Ai (二氧化硅粒子)与导 电性外添剂Ac (氧化钛粒子)的含有比率而言，与以重量％表示的其含有量相比覆盖率具 有更高的相关性。这也符合认为是图12的模型中外添剂怎样覆盖调色剂母粒子Tm表面、 即外添剂的覆盖的状态与效果相关，而其重量原理上与效果无关的观点。图13是表示关于氧化钛以外的导电性外添剂的评价结果的图。其中，作为其他的 导电性外添剂，示出了氧化锌、氧化铝中导电性较高的过渡氧化铝以及氧化铈的结果，而除 了上述的金属氧化物以外，氧化锡在钛酸锶等中也确认出与氧化钛同样的倾向及效果。该 微粒与二氧化硅相比低出2位数左右的电阻率。例如像调色剂(9)、调色剂(10)那样，为与 绝缘性外添剂相比粒径较小的导电性外添剂，只要其覆盖率大于粒径更大的绝缘性外添剂 亦可获得灰雾抑制效果。另外，例如像调色剂(13)那样，如果导电性外添剂的粒径足够大 于绝缘性外添剂，即便是少量亦可获得高的灰雾抑制效果。
根据以上，在通过使用含有绝缘性外添剂以及导电性外添剂双方的调色剂并且对 抵接于显影辊44的限制刮片46施加与调色剂的带电极性为同极性的限制偏压电压Vrb来 控制调色剂的带电量的构成中，就添加于调色剂的外添剂而言，优选能够满足以下任一条 件，条件1 导电性外添剂的体积平均粒径比绝缘性外添剂的体积平均粒径大，条件2 导电性外添剂的体积平均粒径，比所述调色剂中的覆盖率高于该导电性 外添剂的绝缘性外添剂的体积平均粒径大，条件3 所述调色剂中的所述导电性外添剂的覆盖率，比体积平均粒径大于该导 电性外添剂的所述绝缘性外添剂的覆盖率高。由此一来，能够有效地从施加有限制偏压电压Vrb的导电性的弹性部材462向导 电性外添剂赋予电荷，使得调色剂的带电量增加。尤其是通过增加原本带电量偏低的调色 剂的带电量，能够抑制灰雾的产生，并且实现图像 品质的提高。例如，图7所示的调色剂 (4)、(5)及(7)是分别满足上述条件1、条件2及条件3的调色剂。此外，对于担载在凹部442的调色剂层的厚度虽然没有特别的限定，但当使担载 于凹部442的调色剂层多于1层而小于2层时，能够抑制调色剂的飞散、灰雾，而且获得充 足的显影浓度。与此相对，当担载的调色剂层过厚的话会观察到飞散、灰雾增多的情况。这 被认为是由于应注入电荷的弱带电调色剂、反带电调色剂的量过多、无法弥补带电量不足 的调色剂较多的缘故。尤其由于若为超过2层的调色剂层，会存在不与显影辊44、限制刮片 46中任一接触的调色剂，因此即便是上述的再排列·感应带电模型亦会出现无法使带电量 上升的调色剂。相反，调色剂层减薄的话虽然灰雾良好，但显影浓度极端下降。这杯认为不 只是由于调色剂的输送量较少，而且电荷被进一步注入原本带电量高的调色剂中而成为过 带电，对显影辊44的附着力增强而很难移至感光体22上的缘故。此外，亦可代替上述那样禁止凸部441上的对调色剂的担载，使之担载不足1层的 调色剂。通过使调色剂层不足1层，变成调色剂在与凸部441顶面直接接触的状态下被担 载。接着，通过调色剂与限制刮片46接触，带电量进一步增加。因此，调色剂在镜像力的作 用下与凸部441的顶面较强地附着，难以发生显影辊44的旋转引起的调色剂飞散。另外， 如果这样的凸部的调色剂在显影偏压Vb的作用下在显影间隙DG中飞翔，则可期待显影浓 度的提高。另外，即使没有飞翔，作为显影浓度，由于与没有在凸部中担载调色剂的情况为 同等，所以在显影浓度的点上，也没有不利。相反，由于通过使小粒径调色剂选择性地附着 于凸部441来抑制凹部442中的调色剂的粒径不均，所以尤其在使用含有很多小粒径的调 色剂或粒度不均大的调色剂的情况下等，该方法是有效的。图14是表示允许凸部上担载调色剂的变形例的图。当允许在凸部上担载调色剂 时，如图14(a)所示，只要使限制刮片46的上游侧端部46a进一步向上游侧(图中左方) 突出，并在弹性部材462的边缘部462e和显影辊44表面之间设定规定的间隔Ho ( > 0)即 可。由此，在弹性部材462和显影辊44表面之间形成朝向上游侧的开口部，允许具有与两 者间隔对应的开口高度Ho以下的粒径的调色剂担载于凸部。这里，对于开口高度Ho，定义 为沿着显影辊44的旋转中心与弹性部材462的边缘部462e的连线R的间隔。如果使该的开口高度Ho小于调色剂的体积平均粒径Dave，则如图14(b)所示，能 够使凸部441仅担载具有小于体积平均粒径Dave的粒径的调色剂Ts。由于粒径小的调色剂为小径故作用有强的镜像力，因此难以从显影辊44脱离，而且因与限制刮片46接触而带 电量进一步增加，因此通过使凸部上仅附着该调色剂，能够可靠地防止飞散、灰雾。此外，由 于在该实施方式中不期待通过限制刮片46而对调色剂产生摩擦带电，因此无需使限制刮 片46以较高的载荷抵接于显影辊44，限制载荷为5gf/cm左右。当为此程度的载荷时，则没 有凸部441的调色剂由于被限制刮片46挤压而引起的成膜(filming)的问题。 另一方面，为了得到抑制在凹部442的带电不均的效果，必需使凹部442中的调色 剂层多于1层而且不到2层。这是因为，如果调色剂层为1层以下，则变成过带电，另外，如 果超过2层，则会出现不与显影辊44、限制刮片46的任意一个接触的调色剂。凹部442与 限制刮片46的间隔Hp是向凸部441与限制刮片46的间隔即开口高度Ho加上凸部441与 凹部442的高低差Hd的间隔，所以优选该值Hp成为大于调色剂的体积平均粒径Dave的1 倍且小于2倍的值。另外，还确认了通过对显影辊44的表面处理也会在效果上有差异，例如在使显影 辊44为铁制的情况下，在对表面进行非晶态的无电解镀敷处理时可得到良好的结果。作为 优选的处理，例如可举出镍、磷镀敷处理，镍、钨镀敷处理，镍、硼、钨镀敷处理及碳化铬镀敷 处理等。如果为利用这样的非晶态材料覆盖表面的显影辊，则可见容易通过与供给辊43的 滑擦而发生调色剂的摩擦带电，确认了 由于被送入与限制刮片46的抵接位置的调色剂的 带电量得到提高，所以基于限制偏压电压Vrb的带电量的调整更有效地发挥功能。另外，在显影辊44为铝制时，如果对表面进行氧化铝膜(alumite)处理，则由于在 显影辊44表面形成薄的绝缘膜，所以可提高显影辊44与限制刮片46之间的绝缘阻力，尤 其是即使为小粒径的调色剂或碳黑颜料的含有量多、导电性高的调色剂，也可防止电流泄 漏并同时保证高的绝缘耐压，施加充分的限制偏压电压且控制性良好地提高调色剂的带电 量成为可能。这在实现绝缘性差的小粒径或高颜料调色剂中的飞散、灰雾的抑制上是有效 的。另外，如本实施方式那样当为正规的带电极性是负极性的调色剂时，将添加到调 色剂中的导电性外添剂粒子形成通过表面处理而预先形成了氧化铝膜也是有效的。已知氧 化铝膜吸收阳离子后容易带正电，该正电荷存在于导电性外添剂的表面，而受到施加在限 制刮片46的负的限制偏压电压的拉靠，因此在提高使导电性外添剂更为可靠地与限制刮 片46接触的效果方面是有效的。另外，根据本发明的思想，调色剂母粒子自身不必为导电性，从灰雾抑制的观点出 发，反而导电性低的一方容易利用金属氧化物等导电性外添剂进行带电控制，从该点出发， 也可使用利用能够对颜料用树脂覆盖从而将导电性抑制为低值的聚合法制造的调色剂。如以上所说明，在该实施方式中，感光体22、显影辊44及限制刮片46分别作为本 发明的“潜像担载体”、“调色剂担载辊”及“限制刮片”发挥功能。另外，具备它们的显影器 4Y、4M、4C及4K相当于本发明的“显影装置”。另外，限制偏压用电源141作为本发明的“偏 压施加单元”发挥功能。此外，本发明不限定于上述的实施方式，在不脱离其主旨的范围内，除了上述以 夕卜，还可进行各种变更。例如上述实施方式是使感光体22与显影辊44隔着规定的间隙相 对、在两者间使调色剂飞翔的所谓的跳跃(jumping)显影方式的图像形成装置，但在使两 者抵接的状态下，也可对施加交流显影偏压的装置适用本发明。
另外，例如上述实施方式的显影辊44的凸部441被形成为近似菱形，但不限定于 此，例如也可使凸部成为圆形或三角形等其他形状。另外，各凸部的形状不必相同，也可混 杂不同形状的凸部。其中，无论怎样为了得到本发明中的调色剂层控制的效果，至少对于各 凸部的顶面而言，优选为分别彼此构成同一的圆筒面的一部分的构造。另外，优选凹部的深 度也大致一定。在该点上，通过在原来平滑的圆筒面中刻入凹部来形成凹凸的构造尤其有 效。另外，不局限于如上述实施方式那样在显影辊表面设置规则的凹凸，对于使用具 有其他的表面结构、例如对表面进行了喷丸加工等的显影辊的装置，只要是对限制刮片施 加限制偏压电压而进行使用的构成，亦可很好地应用上述的技术思想。其中，在进行了喷丸 加工的显影辊中，由于在表面形成了不规则的凹凸，因此很难对调色剂层的厚度进行微观 管理。另外，由于显影辊表面与限制刮片的间隔也不规则，因此考虑很难像上述实施方式那 样仅使不与显影辊接触的调色剂选择性地与限制刮片接触。基于此，上述的设置有规则凹 凸的辊可谓更加优选。另外，上述实施方式的图像形成装置为在旋转式显影单 元4中安装了显影器4K等 的彩色图像形成装置，但本发明的适用对象不限定于此。例如对于沿着中间转印带并列多 个显影器的所谓的随机方式的彩色图像形成装置或只具备1个显影器形成单色图像的单 色图像形成装置而言，也可适用本发明。
权利要求
一种显影装置，其特征在于，具备在内部收容调色剂的壳体；调色剂担载辊，其被轴固定于所述壳体，在表面担载从所述壳体供给来的带电调色剂并同时旋转；和导电性的限制刮片，其通过与所述调色剂担载辊表面抵接来对所述调色剂担载辊表面上担载的调色剂的量进行限制，在所述限制刮片上施加有与所述调色剂的带电极性为同极性的限制偏压电压，所述调色剂包括作为外添剂的绝缘性外添剂和导电性高于该绝缘性外添剂的导电性外添剂，而且满足下述第1～第3条件中的任一个，第1条件所述导电性外添剂的体积平均粒径比所述绝缘性外添剂的体积平均粒径大，第2条件所述导电性外添剂的体积平均粒径，比所述调色剂中的覆盖率高于该导电性外添剂的所述绝缘性外添剂的体积平均粒径大，第3条件所述调色剂中的所述导电性外添剂的覆盖率，比体积平均粒径大于该导电性外添剂的所述绝缘性外添剂的覆盖率高。
2.根据权利要求1所述的显影装置，其中，所述调色剂含有氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化铈、氧化锡或者钛酸锶的至少1个作为 所述导电性外添剂。
3.根据权利要求1或2所述的显影装置，其中，所述调色剂担载辊在表面形成各项面彼此构成同一圆筒面的一部分的多个凸部及围 绕该凸部的凹部。
4.根据权利要求1 3中任意一项所述的显影装置，其中，所述调色剂担载辊由对表面进行了非晶态镀敷处理的金属制得。
5.根据权利要求1 4中任意一项所述的显影装置，其中，所述调色剂的带电极性为负极性，所述导电性外添剂在表面形成有氨基硅烷膜。
6.一种图像形成装置，其特征在于，具备调色剂担载辊，其在表面担载带电调色剂并同时旋转；导电性的限制刮片，其通过与所述调色剂担载辊表面抵接来对所述调色剂担载辊表面 上担载的调色剂的量进行限制；偏压施加单元，其对所述限制刮片施加与所述调色剂的带电极性为同极性的限制偏压 电压；和潜像担载体，其与所述调色剂担载辊相对配置，并在表面上担载静电潜像， 所述调色剂包括作为外添剂的绝缘性外添剂和导电性高于该绝缘性外添剂的导电性 外添剂，而且满足下述第1 第3条件中的任一个，第1条件所述导电性外添剂的体积平均粒径比所述绝缘性外添剂的体积平均粒径大，第2条件所述导电性外添剂的体积平均粒径，比所述调色剂中的覆盖率高于该导电 性外添剂的所述绝缘性外添剂的体积平均粒径大，第3条件所述调色剂中的所述导电性外添剂的覆盖率，比体积平均粒径大于该导电性外添剂的所述绝缘性外添剂的覆盖率高。
7.一种图像形成方法，其特征在于， 使调色剂担载辊的表面上担载调色剂，使施加有与所述调色剂的带电极性为同极性的限制偏压电压的导电性的限制刮片与 所述调色剂担载辊的表面抵接，来对调色剂的量进行限制，使担载有静电潜像的潜像担载体与所述调色剂担载辊相对，利用调色剂对所述静电潜 像进行显影，而且，作为所述调色剂，包括作为外添剂的绝缘性外添剂和导电性高于该绝缘性外添剂的导 电性外添剂，而且满足下述第1 第3条件中的任一个，第1条件所述导电性外添剂的体积平均粒径比所述绝缘性外添剂的体积平均粒径大，第2条件所述导电性外添剂的体积平均粒径，比所述调色剂中的覆盖率高于该导电 性外添剂的所述绝缘性外添剂的体积平均粒径大，第3条件所述调色剂中的所述导电性外添剂的覆盖率，比体积平均粒径大于该导电 性外添剂的所述绝缘性外添剂的覆盖率高。
8.一种调色剂，其特征在于，被使用在通过使施加有规定的限制偏压电压的导电性的 限制刮片与调色剂担载辊表面抵接而使调色剂层担载在所述调色剂担载辊表面的显影装 置中，该调色剂具有与所述限制偏压电压为同极性的带电极性，包括作为外添剂的绝缘性外 添剂和导电性高于该绝缘性外添剂的导电性外添剂，而且满足下述第1 第3条件中的任 一个，第1条件所述导电性外添剂的体积平均粒径比所述绝缘性外添剂的体积平均粒径大，第2条件所述导电性外添剂的体积平均粒径，比所述调色剂中的覆盖率高于该导电 性外添剂的所述绝缘性外添剂的体积平均粒径大，第3条件所述调色剂中的所述导电性外添剂的覆盖率，比体积平均粒径大于该导电 性外添剂的所述绝缘性外添剂的覆盖率高。
全文摘要
本发明提供一种显影装置、图像形成装置、图像形成方法及调色剂，抑制在调色剂担载辊上的调色剂的带电量的不均从而抑制灰雾。对导电性限制刮片施加与调色剂的带电极性为同极性的限制偏压电压使之与调色剂担载辊抵接，并且将调色剂的绝缘性外添剂(例如二氧化硅粒子)和导电性外添剂(例如氧化钛粒子)的比率设为如下任一条件(1)导电性外添剂的体积平均粒径比绝缘性外添剂的体积平均粒径大，(2)导电性外添剂的体积平均粒径，比调色剂中的覆盖率高于该导电性外添剂的绝缘性外添剂的体积平均粒径大，(3)调色剂中的导电性外添剂的覆盖率，比体积平均粒径大于该导电性外添剂的绝缘性外添剂的覆盖率高。
文档编号G03G9/08GK101846933SQ20101013967
公开日2010年9月29日 申请日期2010年3月22日 优先权日2009年3月23日
发明者中泽良雄, 山田阳一, 有贺友洋, 松本大辅 申请人:精工爱普生株式会社