專利名稱：顯影裝置、圖像形成裝置及顯影方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有在表面上擔承調色劑的調色劑擔承輥的顯影裝置、 圖像形成裝置以及采用該輥通過調色劑對靜電潛像進行顯影的顯影方 法。
背景技術：
在通過調色劑對靜電潛像進行顯影的技術中，有一種在形成為大致 圓筒形狀的調色劑擔承輥表面上擔承調色劑的方法。本申請人為了改善 這種擔承于調色劑擔承輥表面的調色劑的特性，曾提出過一種調色劑擔 承輥的結構，該結構在形成為圓筒形狀的輥的表面設置有規(guī)則配置的凸 部和包圍該凸部的周圍的凹部(參照專利文獻1 )。由于這種結構將表面 的凹凸模式管理得均勻，所以，易于對輥表面擔承的調色劑層的厚度和 帶電量等進行控制。
專利文獻1:特開2007-127800號公報(圖7)
但是，在使用具有上述結構的調色劑擔承輥的情況下，由于凹凸均 勻，所以，如果不對調色劑擔承輥上的調色劑層厚進行嚴密管理，則存 在調色劑從調色劑擔承輥表面飛散或產生影像模糊的問題。本發(fā)明人通 過研究發(fā)現(xiàn)，引起這些現(xiàn)象的主要原因之一在于，當特性良好的新調色 劑中混入了隨著使用而特性劣化的舊調色劑時，特別是在遠離調色劑擔 承輥表面的層中，易于擔承舊的調色劑。并且，由于遠離調色劑擔承輥 表面的調色劑層中，向調色劑擔承輥的附著力較弱，因此容易發(fā)生調色 劑的泄漏、飛散、影像模糊。

發(fā)明內容
本發(fā)明是針對上述課題而做出的，其目的在于，在釆用表面設置有 凹凸的調色劑擔承輥的顯影裝置、圖像形成裝置及顯影方法中，降低調 色劑從調色劑擔承輥的泄漏、飛散、影像模糊。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的顯影裝置具有收容調色劑的收容部； 調色劑擔承輥，其形成為表面上具有規(guī)則配置的多個凸部和圍繞該凸部 的凹部的大致圓筒形狀， 一邊在其表面擔承從上述收容部供給的由帶電 調色劑形成的調色劑層一邊旋轉；和限制部件，其與上述調色劑擔承輥 表面抵接而形成限制夾緊部，在該限制夾緊部對上述調色劑擔承輥表面 上擔承的調色劑層的厚度進行限制，上述限制部件在上述調色劑擔承輥 的旋轉方向上的上述限制夾緊部的上游側端部，將上述調色劑擔承輥表 面上擔承的調色劑層中的上述凸部的調色劑層除去。
盡管后面將會詳細說明，但這里對本發(fā)明人的各種實驗發(fā)現(xiàn)進行簡 要說明。調色劑擔承輥表面上擔承的調色劑中，特性良好的新的調色劑 (以下稱為"新調色劑，，)集聚于調色劑擔承輥的表面附近，而層疊在 該新調色劑上、以遠離調色劑擔承輥表面的狀態(tài)被擔承的調色劑中，含 有很多在長期使用過程中特性劣化的調色劑(以下稱為"舊調色劑")。 即，調色劑擔承輥的表面上首先形成以新調色劑為主體的調色劑層，進 而在其表面形成含有大量舊調色劑的調色劑層。這樣的舊調色劑因為與 調色劑擔承輥的接觸少而無法獲得充分的帶電量，容易發(fā)生泄漏、飛散、 產生影像模糊。
因此在本發(fā)明中，通過限制部件從調色劑擔承輥表面上形成的調色 劑層中，將調色劑擔承輥的凸部上的調色劑層除去。這樣，從凸部除去 的調色劑中帶電量高的新調色劑，被用于將凹部所擔承的帶電量較弱、 相對于調色劑擔承輥的靜電吸附力弱的舊調色劑推出。其結果是，限制 后的調色劑層所含的舊調色劑比率降低，從而能夠抑制調色劑飛散或影 像模糊的發(fā)生。
另外，如果對帶電量低的舊調色劑施加壓力，則調色劑粒子彼此凝 聚而生成直徑大且?guī)щ娏康偷哪垠w，該凝聚體會從顯影裝置泄漏到外 部。但是，在本發(fā)明中，由于調色劑擔承輥的表面上擔承調色劑的只是 凹部，因此該凹部擔承的調色劑不會被限制部件加壓。因此，由于不僅 能夠使舊調色劑不易凝聚而成為凝聚體，而且能夠抑制調色劑劣化的行 進自體，所以，由此也能夠有效地抑制調色劑向顯影裝置外部飛散。
作為上述內容的具體化結構，例如使上述凸部和凹部的高低差為調 色劑的體積平均粒徑以上，上述限制部件具有由彈性體形成的彈性抵接體，該彈性抵接體能夠與上述調色劑擔承輥表面抵接，形成上述限制夾 緊部，上述彈性抵接體在上述調色劑擔承輥旋轉方向上的上游側端部， 與上述調色劑擔承輥的上述凸部抵接，用于刮去該凸部的調色劑。
根據(jù)上述結構，能夠在凹部中擔承l(wèi)層以上的調色劑，并且能夠通 過彈性抵接體刮去凸部的調色劑。而且，被刮去的調色劑中帶電量高的 調色劑可用于將調色劑擔承輥的旋轉方向上位于限制夾緊部前方的由 調色劑擔承輥擔承的舊調色劑擠出。由此，在限制夾緊部的后方僅由凹 部擔承調色劑，并且其中所含的舊調色劑的比率減小，從而能夠抑制調 色劑的飛散和影像模糊的產生。這里，優(yōu)選上述多個凸部的頂面相互構 成同一圓筒面的一部分，即多個凸部的頂面所構成的包絡面為一個圓筒 面。由此，宏觀上可以將調色劑擔承輥視為旋轉的圓筒，因此能夠使其 周向上與限制部件的抵接壓力保持恒定。另外，上述多個凸部的各個頂 面也可以是平面。
在該結構中，優(yōu)選上述彈性抵接體在上述調色劑擔承輥旋轉方向上 的上游側端面，與上述調色劑擔承輥表面大致垂直地直立。由此，能夠 防止凸部上附著的調色劑被吸附到限制夾緊部上，而被彈性抵接體加壓 發(fā)生凝聚或者固結于調色劑擔承輥表面。另外，由于被彈性抵接體從調 色劑擔承輥表面刮去的調色劑，滯留在彈性抵接體的上游側端面附近， 因此能夠進一步促進調色劑擔承輥表面上的新調色劑與舊調色劑的置 換，從而在限制后進一步降低了調色劑擔承輥表面上殘留的舊調色劑的 比率。
這里，上述限制夾緊部內的上述彈性抵接體與上述凹部的間隔，可
以為調色劑的體積平均粒徑的l倍以上3倍以下。通過使限制夾緊部處 的彈性抵接體與凹部的間隔為調色劑的體積平均粒徑以上，能夠使凹部 可靠地擔承1層調色劑。另 一方面，如果彈性抵接體與凹部的間隔過大， 則會導致大量的調色劑被凹部擔承，而其中的舊調色劑的含量也增加。 因此，如果使彈性抵接體與凹部的間隔為調色劑的體積平均粒徑的例如 3倍以下，則能夠將凹部擔承的調色劑量控制為適當量。
另外，上述限制夾緊部內的上述彈性抵接體與上述凹部的間隔，可 以為調色劑的最大粒徑以上。這里，調色劑的最大粒徑例如可規(guī)定為對 調色劑的粒徑分布中的個數(shù)基準的50%顆粒直徑的值，加上3倍的幾何標準偏差而得到的值。其原因在于，在當前制造的調色劑中，粒徑的偏 差減小，粒徑超過該值的調色劑顆粒的比率極低。根據(jù)這種結構，收容 部中收容的新調色劑的幾乎全部能夠由調色劑擔承輥擔承，能夠防止粒 徑大的調色劑滯留在收容部中。
例如，上述限制夾緊部內的上述彈性抵接體與上述凹部的間隔，可
以為調色劑的體積平均粒徑與最大粒徑的和以上。這樣，由于在凹部表 面擔承了一層的調色劑，進而還可以擔承最大粒徑的調色劑顆粒，因此
能夠防止進入到凹部的粒徑大的調色劑被彈性抵接體加壓而劣化、凝聚 等問題。并且，有助于對這種大粒徑調色劑用于進行顯影。
而且，上述彈性抵接體與上述調色劑擔承輥抵接而發(fā)生彈性變形的 變形量，優(yōu)選在上述調色劑擔承輥旋轉方向上的上游側端部為最大。通
具體而言，通過彈性抵接體擠壓凸部的表面而使該部位彈性凹陷，從而 使彈性抵接體在與調色劑擔承輥表面垂直的方向上的厚度減小。本發(fā)明 的"彈性抵接體的變形量"是指該厚度的減小量。從微觀角度來看，彈 性抵接體在與調色劑擔承輥的凹部對置的位置的壓縮量，比被擠壓到凸 部的部位的壓縮量小。即，在凹部上方的空間中，成為彈性抵接體的表 面朝向凹部的底部彈性進入的狀態(tài)。這樣彈性進入的彈性抵接體，會對 凹部所擔承的調色劑加壓。宏觀而言，當彈性抵接體的變形量越大時則 彈性抵接體進入到凹部空間的變形量也越大。另外，當彈性抵接體的變 形量越大時，對于凸部的抵接壓力也越大。
這里，如果如上所述，彈性抵接體的變形量在調色劑擔承輥的旋轉 方向上的上游側端部最大，則向凸部的抵接壓力在限制夾緊部的上游側 端部最大，能夠更加可靠地將凸部上的調色劑除去。另外，彈性抵接體 向凹部的彈性進入量在限制夾緊部處越靠近下游側越小，因此對于凹部 所擔承的調色劑的壓力在限制夾緊部內越靠近下游側越弱，能夠避免對 調色劑施加不必要的壓力。
另外，為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的顯影裝置的另一方式具有收 容調色劑的收容部；調色劑擔承輥，其形成為大致圓筒形狀，表面上具 有規(guī)則配置的多個凸部和圍繞該凸部的凹部，并且上述凸部和上述凹部 的高低差為上述調色劑的體積平均粒徑的2倍以上， 一邊在其表面擔承從上述收容部供給的由帶電調色劑構成的調色劑層一邊旋轉；和限制部 件，其與上述調色劑擔承輥表面抵接，從上述調色劑擔承輥表面上擔承 的調色劑層中除去上述凸部的調色劑層。
在上述結構的發(fā)明中，由于通過限制部件將調色劑擔承輥表面中凸 部的調色劑除去，所以與上述的顯影裝置同樣，能夠抑制帶電量不足的 調色劑發(fā)生泄漏或飛散的情況。另一方面，能夠使調色劑擔承輥的凹部 擔承2層以上的調色劑。因此，存在以不與調色劑擔承輥表面直接接觸 的狀態(tài)擔承于凹部的調色劑。由于能夠將這種調色劑擔承于調色劑擔承 輥，因此在本發(fā)明中，能夠提高對靜電潛像進行顯影時的顯影效率。
在上述各種方式的顯影裝置中，上述調色劑擔承輥的表面可以由導 電性材料形成。根據(jù)本發(fā)明人的實驗，上述現(xiàn)象、即調色劑擔承輥表面 上層疊有以新調色劑為主的層和以舊調色劑為主的層的現(xiàn)象(以下稱為 "分層現(xiàn)象")，在調色劑擔承輥的表面由導電性材料形成時尤為顯著。 若對這種結構的顯影裝置使用本發(fā)明，則效果更突出。
而且，在上述收容部具有用于從外部補給調色劑的補給口的情況 下，本發(fā)明的效果也非常顯著。在具有這種結構的顯影裝置中，會發(fā)生 從補給口向收容部內長期使用的舊調色劑注入大量新調色劑的現(xiàn)象。此
時容易發(fā)生上述的分層現(xiàn)象，易于發(fā)生調色劑飛散或影像模糊。對這種 結構的顯影裝置使用本發(fā)明，能夠抑制調色劑飛散或影像模糊的產生。
并且，上述收容部具有多個收容調色劑的調色劑收容室，上述調色 劑擔承輥表面的至少一部分露出到上述多個調色劑收容室中的一個的 內部，并且在具有用于向該一個調色劑收容室輸送另 一個收容室內收容 的調色劑的調色劑移送機構時也同樣。通過這種結構，也能夠向調色劑 擔承輥附近的舊調色劑輸送來自另 一調色劑收容室的新調色劑。
另外，本發(fā)明在使用了體積平均粒徑為S)im以下的調色劑時，或 者為了提高調色劑的流動性而使用在調色劑中添加的添加劑的粒徑為 50nm以下、且對調色劑母粒子的被覆率為100%以上的調色劑的情況 下，效果特別突出。例如，在調色劑的體積平均粒徑為5um以下時， 調色劑顆粒之間的范德瓦爾斯力加強，因此舊調色劑易于附著到調色劑 擔承輥上的調色劑層。由于此時也容易發(fā)生舊調色劑飛散或影像模糊的情況，因此本發(fā)明效果顯著。此外，在添加了上述添加劑的調色劑中， 調色劑流動性隨時間變化顯著，因此特別容易發(fā)生分層現(xiàn)象，所以使用 本發(fā)明也能夠獲得顯著效果。
而且，為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的圖像形成裝置具有擔承靜電 潛像的像擔承體；和顯影器，其具有調色劑擔承輥，通過調色劑對上述 像擔承體所擔承的靜電潛像進行顯影，所述調色劑擔承輥形成為表面上
具有規(guī)則配置的多個凸部和圍繞該凸部的凹部的大致圓筒形狀，其表面 上擔承由帶電調色劑形成的調色劑層，在上述調色劑擔承輥表面，由上 述凸部和上述凹部擔承了調色劑層后，進而將其中的上述凸部的調色劑 層通過與上述調色劑擔承輥表面抵接的限制部件除去。
并且，為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的其他方式的圖像形成裝置具有 擔承靜電潛像的像擔承體；和顯影器，其通過調色劑對上述像擔承體所 擔承的靜電潛像進行顯影，上述顯影器具有調色劑擔承輥，其形成為 表面上具有規(guī)則配置的多個凸部和圍繞該凸部的凹部的大致圓筒形狀， 并且上述凸部與凹部的高低差為上述調色劑的體積平均粒徑的2倍以 上，其表面上擔承由帶電調色劑形成的調色劑層；和限制部件，其與上 述調色劑擔承輥的表面抵接，從上述調色劑擔承輥表面上擔承的調色劑 層中將上述凸部的調色劑層除去。
另外，為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的顯影方法使調色劑擔承輥與擔 承靜電潛像的像擔承體對置配置，通過上述調色劑對上述靜電潛像進行 顯影，其中，上述調色劑擔承輥形成為表面上具有規(guī)則配置的多個凸部 和圍繞該凸部的凹部的大致圓筒形狀，其表面上擔承由帶電調色劑形成 的調色劑層，并且，在使上述調色劑層與上述像擔承體對置之前，使上 述調色劑擔承輥表面的上述凸部和上述凹部擔承調色劑層，進而將其中除去。
根據(jù)這些發(fā)明，與上述的顯影裝置同樣，能夠使調色劑擔承輥擔承 的舊調色劑的量降低，抑制調色劑從調色劑擔承輥飛散或影像模糊。


圖l是表示應用了本發(fā)明的圖像形成裝置的第一實施方式的圖。
圖2是表示圖1的圖像形成裝置的電氣結構的框圖。
圖3是表示顯影器的外觀圖。
圖4是表示顯影器結構的剖視圖。
圖5是表示顯影輥及其表面的局部放大圖的圖。
圖6是表示對調色劑飛散等的發(fā)生機理進行說明的模式的圖。
圖7是表示調色劑粒徑與向顯影輥的附著力的圖。
圖8是表示顯影輥與限制葉片(blade)的抵接狀態(tài)的圖。
圖9是表示第一實施方式的限制夾緊部(nip)的放大示意圖。
圖IO是表示限制前后測定的調色劑的帶電量分布的圖。
圖11是表示顯影輥表面的高低差與所擔承的調色劑的關系的示意圖。
圖12是表示第二實施方式的顯影輥與限制葉片的抵接狀態(tài)的圖。
圖13是表示第二實施方式的限制夾緊部的放大示意圖。
符號說明4-旋轉顯影單元(調色劑移送機構)；22-感光體(像 擔承體)；4C、 4K、 4M、 4Y-顯影器(顯影裝置、顯影器)；41 -殼體
(收容部)；44-顯影輥(調色劑擔承輥)；46-限制葉片(限制部件); 411-第一室(調色劑收容室)；412-第二室(調色劑收容室)；441-
(顯影輥表面的)凸部；442-(顯影輥表面的)凹部；461-板狀部件
(限制部件)；462 -彈性部件(彈性抵接體)。
具體實施例方式
圖l是表示應用了本發(fā)明的圖像形成裝置的第一實施方式的圖。而 圖2是表示圖1的圖像形成裝置的電氣結構的框圖。該裝置是使黃(Y)、青(C)、洋紅(M)、黑(K)四種顏色的調色劑(顯影劑)重疊而形 成全彩色圖像，或者僅使用黑(K)調色劑來形成單色圖像的圖像形成 裝置。該圖像形成裝置中，當從主機等外部裝置向主控制器11賦予圖 像信號時，根據(jù)來自該主控制器ll的指令，由引擎控制器10內設置的 CPU101對引擎部EG各部分進行控制，執(zhí)行規(guī)定的圖像形成動作，在 片材(sheet) S上形成與圖像信號對應的圖像。
在該引擎部EG中，感光體22被設置為能夠沿著圖1的箭頭方向 Dl旋轉自如。另外，在該感光體22的周圍沿著其旋轉方向Dl分別配 置有帶電單元23、旋轉顯影單元4及清潔部25。帶電單元23可以施加 規(guī)定的帶電偏置電壓，使感光體22的外周面均勻地帶規(guī)定的表面電位。 清潔部25將一次轉印后殘留附著在感光體22表面的調色劑除去，回收 到內部設置的廢棄調色劑盒中。上述感光體22、帶電單元23和清潔部 25 —體地構成了感光體盒(cartridge) 2,該感光體盒2能夠一體地相 對于裝置本體進行裝卸。
而且，可以從曝光單元6向通過該帶電單元23而帶電的感光體22 的外周面照射光束L。該曝光單元6根據(jù)由外部裝置賦予的圖像信號將 光束L曝光到感光體22上，形成與圖像信號對應的靜電潛像。
如此形成的靜電潛像通過顯影單元4進行調色劑顯影。即，在該實 施方式中，顯影單元4包括支撐架40，其被設置為可繞垂直圖l紙面 的旋轉軸中心自如旋轉；相對支撐架40構成為自由裝卸的墨盒，內置 有各種顏色的調色劑的黃色用顯影器4Y、青色用顯影器4C、洋紅用顯 影器4M以及黑色用顯影器4K。該顯影單元4由引擎控制器IO控制。 并且，如果根據(jù)來自該引擎控制器10的控制指令，旋轉驅動顯影單元4， 并使這些顯影器4Y、 4C、 4M、 4K選擇性地與感光體22抵接，或者處 于以規(guī)定的間隙對置的規(guī)定顯影位置，則設置于該顯影器并擔承所選擇 的顏色的調色劑的顯影輥44與感光體22對置配置，在該對置位置上從 顯影輥44向感光體22的表面提供調色劑。由此，通過選擇調色劑顏色 使感光體22上的靜電潛像顯影。
圖3是表示顯影器的外觀圖。而圖4是表示顯影器結構的剖視圖。 各顯影器4Y、 4C、 4M、 4K都具有相同結構。因此，這里參照圖3和 圖4對顯影器4K的結構進行具體說明，其他的顯影器4Y、 4C、 4M也具有相同的結構和功能。該顯影器4K中，在內部收容調色劑T的殼體 41中軸裝有供給輥43和顯影輥44，當該顯影器4K定位于上述顯影位 置時，顯影輥44與感光體2抵接或處于隔著規(guī)定間隙而被對置定位， 并且上述輥子43、 44與設置在本體側的旋轉驅動部(未圖示)卡合而 沿著規(guī)定方向旋轉。供給輥43例如由發(fā)泡氨基甲酸乙酯橡膠、硅酮橡 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 屬或者合金形成為圃筒狀。而且，調色劑通過兩個輥子43、 44接觸并 旋轉，而附著到顯影輥44的表面，并在顯影輥44的表面形成規(guī)定厚度 的調色劑層。在本實施方式中使用了帶負電的調色劑，但也可以是帶正 電的調色劑。
殼體41的內部空間被隔壁41a劃分為第一室411和第二室412。供 給輥43和顯影輥44都設置在第二室412內，隨著這些輥子的旋轉，第 二室412內的調色劑被攪拌流動而向顯影輥44的表面供給。另一方面， 存儲在第一室411內的調色劑與供給輥43和顯影輥44隔離，因此不會 由于上述旋轉而流動。該調色劑通過顯影單元4在保持顯影器的狀態(tài)下 旋轉，而與第二室412內儲存的調色劑混合攪拌。
這樣，在該顯影器中，通過將殼體內部劃分為兩個室，由殼體41 的側壁及隔壁41a包圍供給輥43和顯影輥44的周圍，設置容積較小的 第二室412,即使在調色劑余量減少的情況下，也能夠高效地向顯影輥 44附近供給調色劑。另外，通過顯影單元4的旋轉來進行從第一室411 向第二室412供給調色劑及調色劑整體的攪拌，從而不需要在顯影器內 部設置用于調色劑攪拌的攪拌部件(攪龍(auger ))，實現(xiàn)了無攪龍結 構。
另外，在該顯影器4K中配置有限制葉片46,其用于將在顯影輥44 的表面形成的調色劑層的厚度限制為規(guī)定厚度。該限制葉片46包括 由不銹鋼或磷青銅等制成的具有彈性的板狀部件461,以及在板狀部件 461的前端部安裝的由硅酮橡膠或氨基甲酸乙酯橡膠等樹脂部件構成的 彈性部件462。該板狀部件461的后端部固定在殼體41上，在圖4的箭 頭所示的顯影輥44的旋轉方向D4上，安裝在板狀部件461的前端部的 彈性部件462被配置在比板狀部件461的后端部靠上游側的位置。而且， 該彈性部件462通過與顯影輥44的表面彈性抵接而形成限制夾緊部，將在顯影輥44的表面形成的調色劑層最終限制為規(guī)定的厚度。
這樣，在顯影輥44的表面形成的調色劑層，伴隨著顯影輥44的旋 轉被順次向與表面上形成有靜電潛像的感光體22對置的位置輸送。然 后，當來自未圖示的偏置電壓用電源的顯影偏壓施加給顯影輥44時， 由顯影輥44擔承的調色劑在感光體22的表面各部分根據(jù)其表面電位而 部分地附著，從而使感光體22上的靜電潛像作為該調色劑顏色的調色 劑像被顯影。
并且，殼體41上在顯影輥44的旋轉方向上比與感光體22對置的 位置靠下游側，設有與顯影輥44的表面壓接的密封部件47。密封部件 47將通過了與感光體22的對置位置后的殘留在顯影輥44表面的調色劑 向殼體41內引導，并防止殼體內的調色劑泄漏到外部。
圖5是表示顯影輥及其表面的局部放大圖的圖。顯影輥44形成為 大致圓筒形的輥狀，在其長度方向的兩端設有與輥同軸的轉軸(shaft) 440，該轉軸440由顯影器本體軸支撐，使顯影輥44整體旋轉自如。顯 影輥44表面中，在其中央部44a如圖5的局部放大圖(虛線圓內)所 示，設有規(guī)則配置的多個凸部441和圍繞上述凸部441的凹部442。
多個凸部441分別朝向圖5的紙面前方突出，各凸部441的頂面分 別形成了與顯影輥44的旋轉軸同軸的單一圓筒面的一部分。另外，凹 部442成為以網目狀包圍凸部441的周圍進行連接的槽，凹部442整體 也形成與顯影輥44的旋轉軸同軸且不同于凸部所形成的圓筒面的一個 圓筒面。關于這種結構的顯影輥44，例如可以通過特開2007-140080號 公報所記載的制造方法進行制造。另外，凸部441的頂面可以進一步加 工而都成為平面。
各凸部441的頂面的一條邊長L1及各凸部的間隔為L2，例如可設 為10 100Mmu左右，但不限于此。另外，凸部441的形狀及其排列也 不限于此處說明的內容。其中，對于凸部441和凹部442的高低差將在 后面說明。
返回到圖l繼續(xù)對圖像形成裝置進行說明。如上所述，通過顯影單 元4進行顯影的調色劑像，在一次轉印區(qū)域TR1中被一次轉印到轉印單元7的中間轉印帶71上。轉印單元7具有架設于多個輥子72 75 的中間轉印帶71，以及通過旋轉驅動輥子73而使中間轉印帶71在規(guī)定 的旋轉方向D2上旋轉的驅動部(未圖示)。而且，在將彩色圖像向片材 S轉印時，使在感光體22上形成的各色的調色劑像重疊到中間轉印帶 71上而形成彩色圖像，并將彩色圖像二次轉印到從盒8逐頁取出并沿著 輸送路徑F輸送到二次轉印區(qū)域TR2的片材S上。
此時，為了將中間轉印帶71上的圖像準確地轉印到片材S上的規(guī) 定位置，對片材S被送入到二次轉印區(qū)域TR2的定時進行管理。具體 而言，在輸送路徑F上，在二次轉印區(qū)域TR2的跟前側設置門輥81, 通過使門輥81與中間轉印帶71的旋轉移動的定時對應地旋轉，從而按 照規(guī)定的定時將片材S送入到二次轉印區(qū)域TR2。
另外，如上所述形成了彩色圖像的片材S通過定影單元9使調色劑 像定影，并經由排出前輥82和排出輥83輸送到設置在裝置本體的上面 部的排出盤部89。另外，當在片材S的兩面形成圖像時，在使如上所 述于單面形成了圖像的片材S的后端部被輸送到排出前輥82后方的反 轉位置PR時，使排出輥83的旋轉方向反轉，從而將片材S沿著反轉 輸送路徑FR在箭頭D3方向上輸送。然后，在門輥81的跟前再次送入 到輸送路徑F,此時，在二次轉印區(qū)域TR2中與中間轉印帶71抵接而 被轉印圖像的片材S的面，是與先前轉印了圖像的面相反的面。這樣， 能夠在片材S的兩面形成圖像。
而且，如圖2所示，各顯影器4Y、 4C、 4M和4K中分別設有存儲 器91 94,用以存儲該顯影器的制造批次、使用歷史記錄、內置調色劑 余量等相關數(shù)據(jù)。并且，各顯影器4Y、 4C、 4M和4K中還分別設有無 線通信器49Y、 49C、 49M、 49K。而且，可以根據(jù)需要，使上述無線 通訊器選擇性地與在本體側設置的無線通訊器109進行非接觸的數(shù)據(jù)通 信，經由接口 105在CPU 101和各存儲器91 94之間進行數(shù)據(jù)的收發(fā)， 進行與該顯影器有關的耗材管理等各種信息的管理。另外，在該實施方 式中使用無線通信等電磁方式非接觸地進行了數(shù)據(jù)收發(fā)，但是也可以在 本體側及各顯影器側設置連接器等，以機械方式嵌合連接器等來相互進 行數(shù)據(jù)收發(fā)。
并且，在該裝置中，如圖2所示，具有被主控制器11的CPU 111控制的顯示部12。該顯示部12例如由液晶顯示器構成，根據(jù)來自CPU 111的控制指令來顯示對用戶的操作提示、圖像形成動作的i^L狀態(tài)、 裝置異常信息、用于通知某個單元的更換時期等的規(guī)定信息。
另外，在圖2中，符號113表示設置于主控制器11的圖像存儲器， 其用于存儲從主機等外部裝置經由接口 112提供的圖像。而且，符號106 表示ROM，其用于存儲CPU 101所執(zhí)行的運算程序或用于控制引擎部 EG的控制數(shù)據(jù)等；而符號107表示RAM,其暫時存儲CPU 101的運 算結構或其它的數(shù)據(jù)。
此外，在輥子75的附近設有清潔器76。該清潔器76能夠通過未圖 示的電磁離合器而相對于輥子75進行靠近或遠離的移動。并且，在移 動到輥子75側的狀態(tài)下，清潔器76的葉片與架設于輥子75的中間轉 印帶71的表面抵接，將二次轉印后殘留附著在中間轉印帶71的外周面 的調色劑除去。
并且，在輥子75的附近設有濃度傳感器60。該濃度傳感器60與中 間轉印帶71的表面對置設置，可以根據(jù)需要測定在中間轉印帶71的外 周面形成的調色劑像的圖像濃度。并且，可以根據(jù)該測定結果，在該裝 置中對影響圖像品質的裝置各部分的動作條件，例如對各顯影器施加的 圖像偏置電壓、曝光光束L的強度、裝置的灰度校正特性等進行調整。
該濃度傳感器60例如使用反射型光電傳感器，構成為輸出與中間 轉印帶71上規(guī)定面積的區(qū)域的濃淡對應的信號。然后，CPU IOI通過 在中間轉印帶71旋轉移動的過程中對該濃度傳感器60的輸出信號進行 定期采樣，從而能夠檢測出中間轉印帶71上的調色劑像各部分的圖像 濃度。
接著，對于上述構成的圖像形成裝置的顯影器4K等中的顯影輥44 上的調色劑層限制進行具體說明。如上所述，在該圖像形成裝置的顯影 器4K等中，在收容了調色劑T的殼體41內部，供給輥43與顯影輥44 的表面抵接，并且在該顯影輥旋轉方向上的下游側，通過限制葉片46 與顯影輥上的調色劑層抵接，限制了由顯影輥44的表面擔承的調色劑 層的厚度。如果該厚度不適當，則會對圖像形成動作造成影響。即，如 果調色劑層過薄，則導致輸送到與感光體22的對置位置的調色劑量減少，無法獲得足夠的圖像濃度。另外，如果調色劑層過厚，則調色劑會
從顯影輥44的表面落下而泄漏到裝置內，或者從顯影輥44成霧狀飛散， 而附著到感光體22上，產生影像模糊(以下將這些現(xiàn)象統(tǒng)稱為"調色 劑飛散等")。
首先對該實施方式中調色劑層限制的原理進行說明。本發(fā)明人對于 在調色劑層較厚(調色劑的體積平均粒徑的數(shù)倍程度)的狀態(tài)下，形成 有調色劑層的顯影輥44的表面狀態(tài)與調色劑飛散等的因果關系進行了 各種實驗。其結果表明，發(fā)生調色劑飛散等的機理，例如可以通過以下 模式進行說明。
圖6是表示對調色劑飛散等的發(fā)生機理進行說明的模式圖。最初在 顯影器內填充了新的調色劑，但是隨著使用了顯影器的圖像形成動作的 反復進行，在顯影器內混合有未經使用而保持原有特性的調色劑(在 本說明書中稱為"新調色劑")、和曾經在顯影輥44的表面上擔承但未 被使用并再次返回到顯影器內而導致特性劣化的經過使用的調色劑(在 本說明書中稱為"舊調色劑")。因此，如圖6(a)所示，顯影輥44的 周圍處于新調色劑Tn與舊調色劑To混雜的狀態(tài)。另外，在圖6中， 白圓表示新調色劑Tn,帶影線的圓表示舊調色劑To。
其中，由于新調色劑Tn流動性高且?guī)щ娏扛?，因此通過靜電力Ft 被吸附到顯影輥44的表面。另一方面，舊調色劑則由于添加劑的埋沒 或剝離等原因而導致流動性和帶電性劣化，因此被顯影輥44吸附的力 弱于新調色劑。其結果是，如圖6(b)所示，與顯影輥44直接接觸的 調色劑主要為新調色劑Tn。即，在形成于顯影輥44表面的調色劑層中， 與顯影輥44最近的第一層由新調色劑形成。
另一方面，在如此形成的第一層之上堆積的層中，如圖6(c)所示， 新調色劑Tn與舊調色劑To混雜。這是由于當顯影輥44的表面被新調 色劑層覆蓋時，在其上層，顯影輥自身的靜電力的影響減弱，因此新調 色劑具有的電荷吸引新的調色劑，結果是不僅能夠吸引新調色劑，也能 夠通過該電荷吸引由于劣化、帶電量降低或反極性帶電的舊調色劑。在 該本說明書中，將這種新調色劑集中在靠近顯影輥44表面的層中，而 舊調色劑主要在遠離該表面的層中的現(xiàn)象稱為"分層現(xiàn)象"。另外，根據(jù)顯影輥44具有的靜電力或調色劑自身的帶電特性，如 圖6 (d)所示，有可能在顯影輥44的表面上形成2層以上的新調色劑 層。這種情況下，也會發(fā)生在遠離顯影輥44的表面的層中，新調色劑 Tn與舊調色劑To混雜的分層現(xiàn)象。
這樣，在形成于顯影輥44的表面的調色劑層中遠離顯影輥44的外 側的層中，舊調色劑To的比例增多。由于舊調色劑To的帶電量低，因 此向顯影輥44的表面或其上的調色劑層的附著力弱，其結果是，在通 過顯影輥44的旋轉來搬運調色劑的過程中，會導致調色劑從顯影輥44 的表面剝落而飛散到裝置內。另外，帶有與原有帶電極性相反極性的電 的調色劑，會在感光體22的靜電潛像上原本不應附著調色劑的區(qū)域上 附著而產生影像模糊。
通過該模式能夠對以下的實驗事實進行說明。例如，在對經過長期 使用而調色劑余量減少的顯影器補充了新的調色劑時，可以觀察到調色 劑飛散和影像模糊暫時增多，然后程度逐漸減輕。這是由于在顯影器內 劣化的調色劑中混入了大量新調色劑，結果，顯影輥44的表面附近被 新調色劑占據(jù)，而調色劑層的最外表面多為舊調色劑。而且，在繼續(xù)使 用的過程中，由于選擇性地使用新調色劑，結果，與舊調色劑之間的特 性差異減小而使分層現(xiàn)象得以緩和，因此調色劑飛散等的程度也隨之降 低。
這種情況通過補充與原調色劑顏色不同色的調色劑的實驗得到了 證實。例如在對調色劑余量減少了的青色顯影器4C補充新的黃色調色 劑，對顯影輥44的表面進行觀察。其結果是，在顯影輥表面上形成了 青色調色劑與黃色調色劑混合而成的接近綠色的調色劑層，但是如果對 該表面吹送空氣或者以刷毛擦拭等方法將表面的調色劑除去，則顯影輥 44表面的顏色會逐漸變化為黃色。特別是，與顯影輥44的表面直接接 觸的第一層的調色劑為與原調色劑顏色基本相同的黃色。另一方面，如 果使用這種顯影器進行圖像形成動作，則飛散在顯影器周圍或者在感光 體22上成為影像模糊的主要是青色的調色劑。
因此，可知道引起了靠近顯影輥44表面的層主要被新調色劑占 據(jù)，而遠離該表面的層則主要包含舊調色劑的這種分層現(xiàn)象；和調色劑 飛散等主要由舊調色劑引起。另外，這里的"新調色劑"和"舊調色劑"是表示顯影器內的調色 劑粒子之間的相對特性差異的概念，不一定與調色劑自身是否是新品有 關。例如雖然是新品的調色劑，但是其中多少也會含有像上述舊調色劑 一樣特性不足的調色劑，此時該調色劑的作用相當于"舊調色劑"。另 外，即使并非新品的調色劑，如果各調色劑粒子之間相對特性差異小， 則可認為全部為"新調色劑"。
而且，同樣的現(xiàn)象在顯影器中設有用于補充調色劑的補給口的情況 下當然會發(fā)生，并且在除此之外的情況下也會發(fā)生。例如本實施方式這
樣，在構成為顯影器內被劃分為2室以上、以某個定時從一個室向另一 室內供給調色劑的情況下，以該供給的定時發(fā)生新調色劑與舊調色劑的 混合。在該實施方式中雖然顯影器內沒有設置攪龍，但是當顯影器4K 等隨著旋轉顯影單元4的旋轉而旋轉時，第一室411內儲存的新調色劑 流入到舊調色劑比率增大的第二室412內而混合。對于在顯影器內設有 攪龍等調色劑輸送機構的結構，或者從與顯影器獨立設置的墨盒定期補 給調色劑的結構也是同樣地。
圖7是表示調色劑粒徑與向顯影輥的吸附力的關系的圖。作為用于 使調色劑粒子附著在顯影輥44的表面或者該表面上的調色劑層的力， 主要是作用于帶電調色劑的靜電引力、即接觸帶電附著力和范德瓦爾斯 力。如圖7所示，當調色劑粒徑大時，接觸帶電附著力與范德瓦爾斯力 的大小沒有顯著差別。與之相對，如果調色劑粒徑小，特別是5nm以 下時，則范德瓦爾斯力占據(jù)支配地位。若范德瓦爾斯力增強，則調色劑 粒子之間易于附著。
這樣，在使用范德瓦爾斯力作用顯著的小粒徑調色劑時，上述分層 現(xiàn)象會成為突出的問題。這是由于當范德瓦爾斯力較弱時，調色劑主要 受到靜電引力而附著于顯影輥44的表面，因此帶電量小的舊調色劑不 會聚集在顯影輥44的表面。與此相對，如果范德瓦爾斯力的作用強， 則顯影輥44上的調色劑層會與帶電量無關地附著更多調色劑。在這樣 的調色劑中也必然會含有很多舊調色劑，引起上述的分層現(xiàn)象。另外， 舊調色劑之間容易因為范德瓦爾斯力而凝聚成較大的調色劑塊，這種調 色劑塊與其粒徑相比由于帶電量小而容易從顯影輥44表面脫落，引起 調色劑飛散等。這樣，分層現(xiàn)象所產生的問題在所使用的調色劑T的粒徑小的情況下特別突出。
因此，該實施方式中，不使顯影輥44表面中的凸部441擔承調色 劑，僅使凹部442擔承由新調色劑構成的薄而均勻的調色劑層。不使凸 部441擔承調色劑的原因如下。如果在凸部441上擔承調色劑，則調色 劑在限制夾緊部被限制葉片加壓而發(fā)生凝聚，會在顯影輥44表面上固 著而引起成膜(filming)現(xiàn)象，或者凝聚的調色劑塊會飛散到顯影器外。 這在由凸部441擔承舊調色劑的情況下非常顯著，并且如果如上所述調 色劑T例如為體積平均粒徑5nm以下的小粒徑調色劑，則尤其突出。 為了避免這種問題，針對在殼體41內由顯影輥44表面中的凸部441擔 承的調色劑，通過限制葉片46進行刮除。
另夕卜，僅由凹部442擔承調色劑，能夠獲得以下效果。由于凹部442 擔承的調色劑不會被限制葉片46擠壓或掛擦，所以不易凝聚、劣化。 這有利于使調色劑的帶電量和流動性等特性長期維持在接近新品的狀 態(tài)。另外，通過抑制特性劣化的"舊調色劑"的生成，能夠進一步抑制 調色劑飛散等。
圖8是表示顯影輥與限制葉片的抵接狀態(tài)的圖。在該實施方式中， 如圖8 (a)所示，在顯影輥44的表面與其旋轉方向D4相對地沿著所 謂的反方向抵接著限制葉片46，其前端設置的彈性部件462與顯影輥 44的表面壓接而部分彈性變形，從而形成了顯影輥44的表面與彈性部 件462接觸的限制夾緊部N1。另外，彈性部件462在顯影輥44的旋轉 方向D4上的上游側端部462a的上側的邊緣包含在限制夾緊部Nl內， 通過所謂的邊緣限制來限制調色劑。
如圖8 (b)所示，彈性部件462的上游側端部462a,與從顯影輥 44的旋轉中心下垂到彈性部件462的上表面的垂線相比，在顯影輥44 的旋轉方向D4位于上游側。因此，因上游側端部462a附近的彈性變形 引起的彈性部件462的變形量Db，比上述垂線的垂足附近的彈性部件 462的最大變形量Da略小。因此，彈性部件462在其上表面的較大范 圍內與顯影輥44接觸，使得限制夾緊部寬度Wnl也比較大。
圖9是該實施方式的限制夾緊部的放大示意圖。在圖9中標記為"限 制前，，的、在顯影輥44表面的移動方向D4上比限制夾緊部N1靠上游側的區(qū)域中，在顯影輥44表面的正下方形成由白圓所示的新調色劑Tn 構成的層，另一方面，在該調色劑層的表面形成了混雜有新調色劑Tn 和帶影線的圓所示的舊調色劑To的層。另一方面，在限制夾緊部Nl 處，由于限制葉片46的彈性部件462與顯影輥44的表面、特別是其凸 部441壓接，因此限制前由凸部441擔承的調色劑無論新舊都被彈性部 件462的上游側端部462a刮除。
這樣從凸部441刮除的調色劑中混雜有新調色劑和舊調色劑，其中， 從凸部441的表面附近除去的調色劑帶電量尤其高。這是因為凸部441 的表面上附著的調色劑主要是帶電性良好的新調色劑，并且在從凸部 441被刮除時通過與限制葉片46的刮擦、轉動而使帶電量提高，因此作 用被吸引到顯影輥44上的較強的靜電力。另一方面，在與限制葉片46 的抵接位置的后方(圖9中左方)還存在帶電量較低的舊調色劑。當這 種舊調色劑與從凸部441表面附近刮除的帶電量高的調色劑撞擊時，高 帶電量的新調色劑Tnl、 Tn2將后方的低帶電量的舊調色劑Tol、 To2 擠出。這樣，顯影輥44表面附近存在的舊調色劑逐漸被新調色劑Tn 置換，舊調色劑逐漸被擠向后方。結果是，在限制夾緊部N1內以及比 其靠向顯影輥旋轉方向D4的下游側，僅由凹部442擔承調色劑，并且 其中所含的舊調色劑的比率極低。
為了促進這種現(xiàn)象，優(yōu)選在彈性部件462的上游側端部462a中， 端面相對于顯影輥44的表面成為近似垂直地直立的壁。如果彈性部件 462的端部所成的角6為銳角，則由于被刮除的調色劑從顯影輥44的表 面離開，因此不易發(fā)生上述新舊調色劑的置換。另外，當上述角6為鈍 角時，會導致刮除的調色劑被壓入限制夾緊部N1。當該角度6為卯度 左右時，被刮除的調色劑會滯留在彈性部件462的上游側端部462a附 近，促進調色劑的置換。
圖10是表示限制前后測定的調色劑的帶電量分布的圖。如果對使 用限制葉片46從限制前的顯影輥44的表面刮取的調色劑的每一帶電量 的個數(shù)比率進行描繪，則如圖10的實線所示，分布曲線比較寬，包含 的電中性的調色劑和帶正電的調色劑的比率較高，與此相對，在從限制 夾緊部N1以后的顯影輥44的表面刮取的調色劑中，如圖IO的虛線所 示，分布曲線較陡，并且?guī)д姷恼{色劑的比率顯著降低。根據(jù)該結果可知，通過本實施方式的調色劑限制，限制后的調色劑層由帶電良好的
調色劑構成。通過將這樣被限制的調色劑層輸送到與感光體22的對置 位置使靜電潛像顯影，從而在本實施方式中能夠形成影像模糊少的良好 的圖像，并且能夠抑制帶電量低的舊調色劑飛散到顯影器外。
接著，研究顯影輥44表面的凸部441和凹部442的高低差。在該 實施方式中，通過與限制葉片46的抵接將凸部441的調色劑除去，僅 由凹部442擔承調色劑。因此，輸送到與感光體22的對置位置的調色 劑量取決于凹部442所擔承的調色劑的量，該高低差成為能否獲得良好 畫質的重要因素。
圖11是表示顯影輥表面的高低差與所擔承的調色劑的關系的示意 圖。在該實施方式中，為了在使彈性部件462抵接凸部441的狀態(tài)下將 調色劑擔承于凹部442，需要使凸部441與凹部442的高低差，更確切 而言使凹部442與彈性部件462的間隔為調色劑的體積平均粒徑以上。 具體而言，由于彈性部件462的硬度較高，而限制夾緊部N1的面積較 大等原因，當限制夾緊部Nl處的彈性部件462的彈性變形不太大時， 凸部441與凹部442的高低差，和凹部442與彈性部件462的間隔基本 相等，因此著眼于其中的任意一方都沒有實質性區(qū)別。但是，如果在限 制夾緊部N1處，彈性部件462的彈性變形大，向凹部442的底部伸出 程度較大，則著眼于凹部442與彈性部件462之間的間隔，優(yōu)選該間隔 為調色劑的體積平均粒徑以上，以下，用符號Dave表示調色劑的體積 平均粒徑。這里，如圖ll(a)所示，當凹部442與彈性部件462的間 隔為調色劑的體積平均粒徑Dave的2倍以上的值Gl時，凹部442平 均擔承2層以上的調色劑。
與顯影輥44的表面接觸的第一層的調色劑通過較強的靜電力附著 在顯影輥44上，而在第一層調色劑之上附著的第二層以后的調色劑上 作用的靜電力相比較弱，因此調色劑容易與顯影輥44分離，在與感光 體22的對置位置使靜電潛像顯影時發(fā)揮主要作用。即，通過這樣在凹 部442形成第二層以后的調色劑層，從而與僅擔承l(wèi)層的調色劑層時相 比能夠提高顯影效率。這在使用因范德瓦爾斯力使調色劑粒子間的附著 力增高的小粒徑(例如體積平均粒徑5 jLi m以下)的調色劑時特別有效。 從這方面出發(fā)，更優(yōu)選凹部442與彈性部件462的間隔為調色劑的體積平均粒徑Dave的2倍以上，但如果間隔過大則會導致舊調色劑的混入， 因此在調色劑的體積平均粒徑Dave的3倍以下為適當。即，滿足下式
Dave < Gl < 3Dave…(式l)的關系即可。特別優(yōu)選對于調色劑的粒 徑偏差小的調色劑使用該關系。
另外，為了確保足夠的顯影效率，優(yōu)選使顯影輥44表面的凹部442 擔承2層以上的調色劑。即，優(yōu)選
2Dav"Gl…(式la)
另一方面，考慮到調色劑的粒徑偏差，如圖11 (b)所示，可以將 凹部442與彈性部件462之間的間隔G2設定為調色劑T中粒徑最大的 最大粒徑調色劑Tm的粒徑以上。這里，調色劑的最大粒徑可以統(tǒng)計方 式如下確定。即，在設調色劑T的個數(shù)基準的50%粒徑為D50,其幾 何標準偏差為a時，最大粒徑Dm由下式定義
Dm=D50+3a ...(式2 )。在常用的調色劑中，粒徑超過該最大粒 徑Dm的調色劑比率極寸氐。
如果凹部442與彈性部件462的間隔小，則會導致進入到凹部442 的粒徑較大的調色劑被彈性部件462擠壓而劣化。另外，粒徑大的調色 劑如果不能進入到凹部442則會始終殘留在顯影器內，導致顯影器內的 調色劑的粒徑分布逐漸向大粒徑側遷移而無法用于顯影。與此相對，當 如上所述^f吏凹部442與彈性部件462的間隔為最大粒徑Dm以上時，顯 影器內收容的調色劑T所含的大部分調色劑粒子都能夠由凹部442擔 承，能有效地將顯影器內的調色劑用盡。即，滿足下式的關系
G2>Dm=D50+3a…(式3)
并且，如圖11 (c)所示，也能夠在凹部442所擔承的調色劑層的 第一層上擔承最大粒徑的調色劑Tm。即，按照凹部442與彈性部件462 的間隔G3滿足下式的關系
G3 > Dave+Dm=Dave+D50+3 a…(式4)的方式，i殳定間隔G3。由 此，即使是最大粒徑的調色劑Tm，也能夠在與顯影輥44接觸的調色劑 層上擔承，因此能夠更加有效地將大粒徑調色劑用于顯影。如上所述，在該實施方式中，顯影輥44表面中的凸部441所擔承 的調色劑在限制夾緊部Nl處被限制葉片46刮除，僅在凹部442上擔承 調色劑。因此，能夠抑制調色劑在限制夾緊部Nl處被加壓而發(fā)生凝聚 劣化的情況。這樣避免使調色劑劣化，從而能夠減少由于調色劑劣化而 引起的調色劑從顯影輥44飛散到顯影器外的情況。另外，通過使限制 葉片462的上游側端面成為從顯影輥44近似垂直地直立的壁，使被刮 除的調色劑滯留，從而能夠將進入到凹部442的舊調色劑置換為新調色 劑，降低調色劑層所含舊調色劑的比率。由此，減少了向顯影器外搬送 的舊調色劑的量，進一步提高了對調色劑飛散和影像模糊的抑制效果。
下面，對應用了本發(fā)明的圖像形成裝置的第二實施方式進行說明。 在第二實施方式中，限制葉片46向顯影輥44的抵接狀態(tài)與第一實施方 式不同。除此以外的結構和動作與第一實施方式相同。因此，對于第一 和第二實施方式之間共同的結構標記相同符號而省略說明，僅以與第一 實施方式的區(qū)別點為中心對第二實施方式進行說明。
圖12是表示第二實施方式中顯影輥與限制葉片的抵接狀態(tài)的圖。 如圖12 (a)所示，在該實施方式中，也使限制葉片46與顯影輥44的 表面在反轉方向抵接而形成了限制夾緊部N2。但是，如圖12(b)所示， 彈性部件462的上游側端部462a，比從顯影輥44的旋轉中心下垂到彈 性部件462的上表面的垂線，在顯影輥44的旋轉方向D4上位于下游側。 因此，彈性部件462因彈性變形而產生的變形量，在其上游側端部462a 成為最大值Dc。即，彈性部件462的上游側前端部發(fā)生最大彈性變形。 另外，彈性部件462與顯影輥44的接觸面積也減小，限制夾緊部的寬 度Wn2也比第一實施方式中的夾緊部寬度Wnl小。
圖13是該實施方式中限制夾緊部的放大示意圖。如上所述，由于 彈性部件462在其上游側端部462a處發(fā)生最大程度的彈性變形，因此 在限制夾緊部N2的上游側端部附近，對彈性部件462中與顯影輥44 的凸部441對置的位置施加最大的抵接壓力。另一方面，在與顯影輥44 的凹部442對置的部位沒有施加壓力。因此，如圖13所示，彈性部件 462中與凹部441對置的部位朝向凹部442的底(圖13中上方)彈性變 形，成為彈性部件462的表面向凹部442面對的空間突出的狀態(tài)。該彈 性變形量在抵接壓力最大的限制夾緊部N2的上游側端部最大，朝向下游側逐漸減小。即，滿足下式的關系M1>M2>M3…(式5 )。另夕卜， 該關系在限制夾緊部內所含的凹部僅有一個的情況下也成立，即使在一 個凹部442中，也是越朝向下游彈性變形量越減小的趨勢。
朝向凹部442突出的彈性部件462,容許該凹部所擔承的多層調色 劑中與彈性部件462的前端和凹部442的底部之間的距離對應的厚度的 調色劑層的輸送，而限制除此以外的情況，但是如上所述，由于越靠近 顯影輥44的移動方向D4上的下游側，彈性變形量越小，因此作用于調 色劑的壓力在限制夾緊部內不會上升，凹部442的底部不會固著調色劑。 另夕卜，在彈性部件462的前端與凹部442的底部之間的距離與下游側相 比較大的情況下，隨著進入到限制夾緊部的調色劑層向下游i^艮，會施 加壓力使調色劑間變形固著，但是采用上述方式則不會發(fā)生這種情況。
由于采用這種結構也能夠與上述第一實施方式同樣，通過限制葉片 46除去凸部441的調色劑，所以，可防止由于按壓而導致調色劑劣化。 另外，通過新調色劑置換凹部442所含的舊調色劑，能夠使向顯影器外 搬送的舊調色劑的量減少。因此，在第二實施方式中也能夠與第一實施 方式同樣，抑制調色劑飛散或影像模糊的發(fā)生。并且，在第一實施方式 中對凸部441和凹部442的高低差的考察，在本實施方式中也同樣成立。
如上所述，在上述各實施方式中，顯影器4K等相當于本發(fā)明的"顯 影裝置"，殼體41、顯影輥44、限制葉片46的功能分別相當于本發(fā)明 的"收容部"、"調色劑擔承輥"、"限制部件"。而安裝于限制葉片46的 彈性部件462作為本發(fā)明的"彈性抵接體"發(fā)揮功能。另外，在上述各 實施方式中，顯影器4K內的第一室411和第二室412相當于本發(fā)明的 "調色劑收容室"，通過使顯影器整體旋轉而將第 一 室的調色劑送入到 第二室的旋轉顯影單元4的功能則相當于本發(fā)明的"調色劑移送機構"。 另外，在上述實施方式的圖像形成裝置中，感光體22和顯影器4K等的 功能相當于本發(fā)明的"像擔承體"和"顯影器"。
此外，本發(fā)明不限于上述的實施方式，在不脫離其思想的范圍內可 以進行上述方式以外的各種變形。例如在上述實施方式中，顯影輥44 的凸部441為大致菱形，但是不限于此，例如可以使凸部為圓形或三角 形等其它形狀。而且，上述實施方式的顯影輥44為金屬制的圓筒，但是也可以用 其它材質形成顯影輥，對于具有這種顯影輥的裝置，也可以使用本發(fā)明。 另外，根據(jù)本發(fā)明人的實驗，在使用金屬制或對非金屬施加金屬鍍層的 顯影輥等、表面由導電性材料形成的顯影輥的情況下，上述分層現(xiàn)象非 常突出，本發(fā)明對于具備這種表面具有導電性的顯影輥的裝置尤其能夠 發(fā)揮顯著效果。這方面，例如通過在橡膠或樹脂制的圓筒中分散炭黑或 金屬微粉末等導電性材料而形成具備導電性的顯影輥，本發(fā)明對于具有 這種顯影輥的裝置也有效。
并且，上述實施方式中的限制葉片46是在金屬制的板狀部件461 上安裝了樹脂制的彈性部件462的構成，但是不限于這種結構。例如可 以采用在金屬板上形成彈性樹脂涂層的結構。而且，也可以對限制葉片 提供適當?shù)钠秒娢弧?br> 另外，上述實施方式中所使用的調色劑沒有特別限定，但本發(fā)明對 于使用帶電特性隨時間變化較大的組份類調色劑的情況效果尤其顯著。 而且，由于在平均粒徑較小的調色劑中調色劑飛散等問題更加嚴重，所 以，本發(fā)明對于使用這種調色劑的裝置也特別有效。特別是隨著近年來 的圖像高精細化和降低調色劑消耗量的發(fā)展趨勢而要求調色劑的小粒 徑化，例如已經開始制造體積平均粒徑為5nm以下的微粒調色劑。而 這種微粒調色劑容易發(fā)生調色劑飛散等問題，但是通過本發(fā)明則能夠消 除這些問題。
特別是在使用了調色劑中的添加劑的粒徑為50nm以下、且在調色 劑母粒子上的覆蓋率為100。/。以上的調色劑的情況下，本發(fā)明的效果尤 其顯著。在添加了這種添加劑的調色劑中，其初始流動性較高而經時流 動性變化較大，并且流動性具有隨著老化(長時間使用)而顯著降低的 趨勢。在這種調色劑中，容易因新舊調色劑間的流動性差異而引起分層 現(xiàn)象，因此使用本發(fā)明的效果非常顯著。
另外，上述實施方式的圖像形成裝置，是在旋轉顯影單元4上安裝 了顯影器4K等的彩色圖像形成裝置，并且通過使顯影器4K等旋轉而 使顯影器內的調色劑混合的裝置，但是如上所述，本發(fā)明的使用對象不 限于此。例如對于僅具有一個顯影器而形成單色圖像的單色圖像形成裝 置，也能夠使用本發(fā)明，特別是對于能夠由用戶或專用操作人員從在顯影器上設置的補給口補充調色劑的裝置，或者構成為能夠從顯影器之外 另設的墨盒等定期補給調色劑的裝置，本發(fā)明非常適用。
權利要求
1. 一種顯影裝置，其特征在于，具有收容調色劑的收容部；調色劑擔承輥，其形成為表面上具有規(guī)則配置的多個凸部和圍繞該凸部的凹部的大致圓筒形狀，一邊其表面擔承由從所述收容部供給的帶電調色劑形成的調色劑層一邊旋轉；和限制部件，其與所述調色劑擔承輥表面抵接，形成限制夾緊部，在該限制夾緊部中對所述調色劑擔承輥表面上擔承的調色劑層的厚度進行限制；所述限制部件在所述調色劑擔承輥的旋轉方向上的所述限制夾緊部的上游側端部，從所述調色劑擔承輥表面上擔承的調色劑層中將所述凸部的調色劑層除去。
2. 如權利要求l所述的顯影裝置，其特征在于， 所述凸部和所述凹部的高低差為調色劑的體積平均粒徑以上，所述限制部件具有由彈性體形成并壓接在所述調色劑擔承輥的表 面而形成所述限制夾緊部的彈性抵接體，所述調色劑擔承輥的旋轉方向接，刮取該凸部的調色劑。
3. 如權利要求2所述的顯影裝置，其特征在于，所述多個凸部的頂面相互形成同一圓筒面的一部分,
4. 如權利要求2所述的顯影裝置，其特征在于， 所述多個凸部各自的頂面為平面。
5. 如權利要求2所述的顯影裝置，其特征在于，相對于所述調色劑擔承輥表面大致垂直地豎立。
6.如權利要求2至5中任意一項所述的顯影裝:其特征在于，的體積平均粒徑的l倍以上3倍以下。
7.如權利要求2至5中任意一項所述的顯影裝置，其特征在于，所述限制夾緊部內的所述彈性抵接體與所述凹部的間隔為調色劑 的最大粒徑以上。
8.如權利要求7所述的顯影裝置，其特征在于，的體積平均粒徑與最大粒徑的和以上。
9. 如權利要求2至5中任意一項所述的顯影裝置，其特征在于，因與所述調色劑擔承輥的抵接而彈性變形的所述彈性抵接體的變 形量，在所述調色劑擔承輥的旋轉方向上的上游側端部最大。
10. —種顯影裝置，其特征在于，具有 收容調色劑的收容部；調色劑擔承輥，其形成為大致圓筒形狀，表面上具有規(guī)則配置的多 個凸部和圍繞該凸部的凹部，并且所述凸部和所述凹部的高低差為所述 調色劑的體積平均粒徑的2倍以上， 一邊在其表面擔承由從所述收容部 供給的帶電調色劑構成的調色劑層一邊旋轉；和限制部件，其與所述調色劑擔承輥表面抵接，從所述調色劑擔承輥 表面上擔承的調色劑層中除去所述凸部的調色劑層。
11. 如權利要求1至10中任意一項所述的顯影裝置，其特征在于， 所述調色劑擔承輥的表面由導電性材料形成。
12. 如權利要求l至ll中任意一項所述的顯影裝置，其特征在于， 所述收容部具有用于從外部補給調色劑的補給口 。
13. 如權利要求l至ll中任意一項所述的顯影裝置，其特征在于，所述收容部具有多個收容調色劑的調色劑收容室，所述調色劑擔承 輥的表面的至少一部分露出到所述多個調色劑收容室中的一個的內部， 并且具有用于將其它調色劑收容室中收容的調色劑送入到該一個調色 劑收容室的調色劑移送機構。
14. 如權利要求1至13中任意一項所述的顯影裝置，其特征在于， 所述調色劑的體積平均粒徑為5pm以下。
15. 如權利要求1至14中任意一項所述的顯影裝置，其特征在于， 在所述調色劑中添加有粒徑為50nm以下的添加劑，所述添加劑相對于調色劑母粒子的被覆率為100%以上。
16. —種圖像形成裝置，其特征在于，具有 擔承靜電潛像的像擔承體；和顯影器，其具有形成為表面上具有規(guī)則配置的多個凸部和圍繞該凸 部的凹部的大致圓筒形狀、且表面上擔承由帶電調色劑形成的調色劑層 的調色劑擔承輥，并通過所述調色劑使所述像擔承體上擔承的靜電潛像 顯影，當在所述調色劑擔承輥表面由所述凸部和所述凹部擔承了調色劑 層后，進而通過與所述調色劑擔承輥表面抵接的限制部件將其中的所述 凸部的調色劑層除去。
17. —種圖像形成裝置，其特征在于，具有 擔承靜電潛像的像擔承體；和顯影器，其通過調色劑對由所述像擔承體擔承的靜電潛像進行顯影，所述顯影器具有調色劑擔承輥，其形成為表面上具有規(guī)則配置的多個凸部和圍繞該 凸部的凹部的大致圓筒形狀，并且所述凸部與所述凹部的高低差為所述 調色劑的體積平均粒徑的2倍以上，其表面上擔承由帶電調色劑形成的 調色劑層；和限制部件，其與所述調色劑擔承輥的表面抵接，從所述調色劑擔承 輥表面上擔承的調色劑層中將所述凸部的調色劑層除去。
18. —種顯影方法，其特征在于，使調色劑擔承輥與擔承靜電潛像 的像擔承體對置配置，通過調色劑對所述靜電潛像進行顯影，其中，所述調色劑擔承輥形成為表面上具有規(guī)則配置的多個凸部和圍繞該凸部 的凹部的大致圓筒形狀，其表面上擔承由帶電調色劑形成的調色劑層， 并且，在使所述調色劑層與所述像擔承體對置之前，使所述調色劑擔承輥 表面的所述凸部和所述凹部擔承調色劑層，進而將其中的所述凸部的調 色劑層通過與所述調色劑擔承輥表面抵接的限制部件除去。
全文摘要
本發(fā)明提供在使用表面設置了凹凸的調色劑擔承輥的顯影裝置、圖像形成裝置及顯影方法中，降低調色劑從調色劑擔承輥的泄漏、飛散、影像模糊。該顯影裝置具備收容調色劑的收容部；調色劑擔承輥，其形成為表面上具有規(guī)則配置的多個凸部和圍繞該凸部的凹部的大致圓筒形狀，一邊在表面擔承由從收容部供給的帶電調色劑形成的調色劑層一邊旋轉；和限制部件，其與上述調色劑擔承輥表面抵接而形成限制夾緊部，在該限制夾緊部處對上述調色劑擔承輥表面上擔承的調色劑層的厚度進行限制；上述限制部件在上述調色劑擔承輥的旋轉方向上的上述限制夾緊部的上游側端部，從上述調色劑擔承輥表面上擔承的調色劑層中將上述凸部的調色劑層除去。
文檔編號G03G13/01GK101419419SQ200810171779
公開日2009年4月29日 申請日期2008年10月23日 優(yōu)先權日2007年10月26日
發(fā)明者山田陽一, 福元貴智 申請人:精工愛普生株式會社