CN101846934A - 显影装置、图像形成装置及图像形成方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有在表面配置了凸部及凹部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，其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。例如，使用含有规定量氧化钛之类的金属氧化物系外添剂的调色剂(T)。利用限制偏压用电源(141)，向包括金属制的板状部件(461)和利用导电性橡胶的弹性部件(462)在内的限制刮片(46)，赋予成为与显影辊(44)相比为负电位之类的限制偏压电压(Vrb)。通过在与限制刮片(46)接触的调色剂的外添剂中注入负电荷，该调色剂的带电量增加，从而带电量不足引起的调色剂的飞散或灰雾受到抑制。

Description

显影装置、图像形成装置及图像形成方法

技术领域

本发明涉及一种具有在表面上配置了凸部及凹部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。

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的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，在具有表面配置了凸部及凹部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。

为了实现上述目的，本发明中的显影装置的特征在于，具备：在内部收容调色剂的壳体；调色剂担载辊，其被轴支承安装于所述壳体，并在表面上形成各顶面彼此构成同一的圆筒面的一部分的多个凸部及围绕该凸部的凹部，调色剂担载辊在该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，其自由端朝向所述调色剂担载辊的旋转方向上游侧，同时该自由端或者与该自由端邻接的邻接部位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，所述调色剂具有包括金属氧化物在内的外添剂，在所述限制刮片上施加有与所述调色剂的正规带电极性为同极性的限制偏压电压，所述自由端的顶端与所述调色剂担载辊的所述凸部的间隔小于所述调色剂的体积平均粒径。

另外，为了实现上述目的，本发明中的图像形成装置的特征在于，具备：在内部收容调色剂的壳体；调色剂担载辊，其被轴支承安装于所述壳体，并在表面上形成各顶面彼此构成同一的圆筒面的一部分的多个凸部及围绕该凸部的凹部，调色剂担载辊在该表面担载从所述壳体供给来的带电调色剂并同时旋转；导电性的限制刮片，其自由端朝向所述调色剂担载辊的旋转方向上游侧，同时该自由端或者与该自由端邻接的邻接部位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；对所述限制刮片施加规定的限制偏压电压的偏压施加单元；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，所述调色剂具有包括金属氧化物在内的外添剂，所述限制偏压电压与所述调色剂的正规带电极性为同极性，所述自由端的顶端与所述调色剂担载辊的所述凸部的间隔小于所述调色剂的体积平均粒径。

另外，为了实现上述目的，本发明中的图像形成方法的特征在于，使在表面上形成有各顶面彼此构成同一的圆筒面的一部分的多个凸部及围绕该凸部的凹部的调色剂担载辊的表面上担载调色剂，使如下所述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，该导电性的限制刮片为自由端朝向所述调色剂担载辊的旋转方向上游侧，同时该自由端或者与该自由端邻接的邻接部位与所述调色剂担载辊表面抵接，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，使所述调色剂具有包括金属氧化物在内的外添剂，向所述限制刮片施加与所述调色剂的正规带电极性为同极性的限制偏压电压，使所述自由端的顶端与所述调色剂担载辊的所述凸部的间隔不到所述调色剂的体积平均粒径。

在这些发明中，首先使限制刮片与调色剂担载辊表面抵接，而且，使限制刮片的自由端的顶端与调色剂担载辊的凸部的间隔(以下称为“开口高度”)不到调色剂的体积平均粒径，由此将在凸部上担载的调色剂限制成不到1层。另外，由于通过这样地规定开口高度，限制刮片的顶端与凹部的间隔也被规定，所以在凹部担载的调色剂的量也被限制成大致一定。因而，对于调色剂担载辊所担载的调色剂的量而言，无论对限制刮片的偏压施加的有无，均可在机械上成为大致一定量。这样的效果可通过采用凸部的顶面彼此构成同一的圆筒面的一部分之类的构造的调色剂担载辊来得到。在这样地机械地限制调色剂量的基础上，这些发明中，向导电性的限制刮片施加与调色剂的正规带电极性为同极性的限制偏压电压。

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，在赋予适量的金属氧化物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，向调色剂表面的金属氧化物外添剂注入电荷，可有效地控制调色剂全体的带电量。

因此，在上述的发明中，通过采用赋予了金属氧化物外添剂的调色剂和管理凸部顶面的高度的调色剂担载辊，利用限制刮片机械地限制在其表面担载的调色剂的量，来管理被送入利用调色剂担载辊与限制刮片的抵接形成的夹持部的调色剂的量。在此基础上，通过向限制刮片施加与调色剂的正规带电极性为同极性的限制偏压电压，来向已被送入夹持部的调色剂赋予电荷从而控制其带电量。结果，在这些发明中，有效地防止带电量不足的调色剂从调色剂担载辊脱离进而飞散或者附着于图像从而发生灰雾。

在这些发明中，也可使所述自由端的顶端与所述调色剂担载辊的所述凸部的间隔为0。即，进行所谓的边缘(edge)限制，限制刮片的顶端与调色剂担载辊的凸部直接接触。如果这样地进行，则成为几乎在凸部上不担载调色剂。在已在凸部上担载的调色剂中，带电量低的调色剂容易在因调色剂担载辊的旋转而受到的风压的作用下飞散。而本发明中，则通过从限制刮片向使其较薄地附着于凸部的调色剂赋予电荷来使带电量上升，从而通过使其难以从调色剂担载辊表面脱离而难以发生飞散，但凸部的调色剂有时也并不有助于显影浓度的提高。因而，从更可靠地抑制飞散或灰雾，另外，更正确地控制在凹部的调色剂担载量的观点出发，也可不进行在凸部的调色剂担载。

另外，所述调色剂优选含有氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化铈或者氧化锡的至少1个作为所述金属氧化物。对于这些金属氧化物而言，本发明的构成的带电量控制有效地发挥功能已被本申请发明人等的实验确认。

另外，也可在所述凹部中担载与所述调色剂担载辊表面直接接触的接触调色剂和不与所述调色剂担载辊表面直接接触的非接触调色剂的双方。在凹部中与调色剂担载辊表面直接接触的接触调色剂本来是带电量高且对调色剂担载辊表面以静电方式较强地附着的调色剂。另一方面，不与调色剂担载辊表面直接接触的非接触调色剂以带电量偏低的调色剂为主体，被以覆盖在调色剂担载辊表面上附着的接触调色剂层的形式担载。这样地带电量低的调色剂可成为飞散或灰雾的原因，但由于被担载于从凸部表面后退的凹部中的调色剂难以受到风压，所以飞散受到抑制。此外，在只担载接触调色剂的体系中，由于大致全部调色剂与限制刮片接触，所以带电量容易变得过剩，这使调色剂对调色剂担载辊的附着力增大，因而从对飞散或灰雾抑制的观点出发，没有问题，但从得到高显影浓度的观点出发，是不利的。

另外，在使已施加偏压的限制刮片接触这样的凹部的调色剂层的情况下，变成只向在表面侧露出的非接触调色剂赋予电荷，所以可只使非接触调色剂的带电量上升。另一方面，不会使本来带电量高的接触调色剂的带电量过剩地上升。另外，即使为非接触调色剂，对于带电量高的非接触调色剂而言，由于限制偏压电压起到使斥力发生的作用，所以仍然会抑制过剩的带电。结果，在凹部中担载的调色剂中，只有低带电的调色剂的带电量上升从而带电量的不均变小，灰雾的发生受到抑制。

具体而言，例如只要使自由端的顶端与调色剂担载辊的凹部的间隔变得大于调色剂的体积平均粒径的1倍即可。如此一来，在凹部中担载超过1层的调色剂层，结果，变成包括接触调色剂和非接触调色剂的双方。此外，如果在凹部中担载的调色剂层的层数变多，则出现不能在非接触调色剂中与限制刮片抵接的调色剂。由于这样的调色剂成为灰雾的原因，所以为了可靠地向非接触调色剂赋予电荷，优选使层数成为2层以下。即，限制刮片的顶端与凹部的间隔优选成为调色剂的体积平均粒径的2倍以下。

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，作为所述调色剂中的所述外添剂的金属氧化物的含有率优选为占重量0.5％以上。如果金属氧化物外添剂的添加量过少，则本发明的带电控制效果不足，根据本申请发明人等的实验，优选加入至少占重量0.5％以上的金属氧化物。尤其是在添加了二氧化硅或树脂珠(beads)等绝缘性高的其他外添剂的调色剂中，如果进一步增多金属氧化物外添剂的量是有效的。

附图说明

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是表示利用调色剂的物理参数的灰雾量、显影浓度的评价结果的图。

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是表示允许在凸部的调色剂担载的变形例的图。

图13是表示不同的限制条件下的调色剂层的特性的测定结果的图。

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(偏压施加机构)、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CPU101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D1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D1，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25一体地构成感光体盒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被自由旋转地轴支承安装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10⁶Ωcm。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1500V、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。即，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80μm。凹部442的深度、即凸部441与凹部442的高低差为10μm。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190μm。

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剂，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TR1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PR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4Y，4C，4M、4K上设置无线通信器49Y、49C、49M、49K。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CPU101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CPU111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CPU111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CPU101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CPU101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，CPU101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8μm，作为外添剂，分别含有体积平均粒径12nm、50nm的2种二氧化硅，重量各占1.0％、0.5％。进而，作为调整带电量的金属氧化物外添剂，含有体积平均粒径30nm的氧化钛(titania)，重量占1.0％。以下对使调色剂的组成成为这样的原因进行说明。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也是有效的。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D1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1～1.5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15μm(≒1.88Dave)。

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及图8是表示实验结果的一部分的图。对各实验内容及其结果进行详细说明。图7(a)是使作为限制偏压电压Vrb施加200～500V、调色剂母粒子中的炭黑含有量、作为外添剂的氧化钛的含有量发生变化时的对感光体22的灰雾量及显影浓度进行评价的结果。在此，均使用体积平均粒径为8μm的洋红色调色剂和碳含有量不同的2种黑色调色剂。炭黑是作为黑色颜料在黑色调色剂母粒子中添加的，但由于具有导电性，所以从其含有量越多则调色剂母粒子的导电性越变高的方面出发，还具有控制调色剂的导电性的功能。当然，在洋红色调色剂中不含有炭黑。因而，这3种调色剂的母粒子的导电性彼此不同。

如果使作为外添剂的粒径50nm的二氧化硅的量为一定(重量占0.5％)、使氧化钛的含有量发生变化，则灰雾量对应其发生变化。在图中，“○”符号表示灰雾量少、“×”符号表示灰雾量多、“△”符号表示为中等程度。根据该结果，与调色剂母粒子的碳含有量没有关系，作为外添剂的氧化钛的含有量越多，则灰雾量越变少。更具体而言，在氧化钛的含有量多于二氧化硅的含有量时，灰雾少。为了得到充分的灰雾抑制效果，必需至少与二氧化硅含有量为同程度的占重量0.5％的氧化钛。

以下省略记载：即使使作为外添剂的二氧化硅的量发生变化，在上述实验中，结果也几乎没有出现偏差。其中，如果使二氧化硅的量多于氧化钛的量、尤其增大粒径大者的含有量，则即使加减氧化钛的量，也几乎得不到灰雾减低效果。

另一方面，对显影浓度进行如下评价。如图6所示，限制偏压电压Vrb的极性被规定成相对显影辊44使限制刮片46成为低电位的方向。因而，该实验中的限制偏压电压Vrb的值(200～500V)中，与显影辊44相比，限制刮片46侧成为负电位。在被施加到限制刮片46的负电压的作用下，不仅调色剂带电量上升，还形成从限制刮片46向显影辊44的电场，将带电成负极性的调色剂压向显影辊44侧，结果，显影性降低，显影浓度降低。另外，如果过于加大对限制刮片46的施加电压，则变成在调色剂粒子内或者调色剂表面流动电流，带电电荷紊乱，发生输送不良，从而发生图像的浓度不均。因此，将开始发生输送不良的限制偏压电压Vrb的值记载为“上限电压”。如果作为外添剂的氧化钛的量少，则上限电压降低，这意味着限制偏压电压Vrb可采用的范围变窄，设计的自由度降低。

图7(b)是对彼此粒径不同的黑色调色剂比较在显影辊44表面上的调色剂输送量及上述的上限电压的结果。在此，由于将凹部442中的调色剂层调整成1～1.5层，所以各调色剂间的差被认为主要由母粒子的炭黑含有量决定。以下也与图7(a)所示的结果一致：碳含有量多的调色剂中上限电压偏低。另外，如上所述，在上限电压低的条件下，未见显影辊44表面的调色剂的带电量的稳定的提高。认为这是因为：如果调色剂母粒子的导电性变高，则在显影辊44与限制刮片46之间会借助调色剂流过漏电流，因此调色剂的带电量被搅乱。

这样，在向限制刮片施加偏压电压从而控制显影辊表面的调色剂的带电量的构成中，提高调色剂的导电性不会引起良好的结果，相反有时还会造成相反效果。即，成为“通过向导电性调色剂赋予电荷来使带电量提高”的模型不能在本实验中得到确证。

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。作为调色剂，使用含有氧化钛占重量1％的洋红色调色剂和使氧化钛的量为占重量1％及占重量0.5％的2种黑色调色剂。结果，在使氧化钛的量为占重量1％的调色剂中，无论在洋红色和黑色的哪一个中，作为限制偏压电压Vrb当施加适当的正电压(从限制刮片46来看，为与调色剂的带电极性相同的负电压)时，灰雾量变得最小。与此相对，在氧化钛的含有量少的调色剂中，当对限制刮片46给予负电压时灰雾量增加，反而是将与调色剂的带电极性为反极性的电压施加给限制刮片46时的一方的灰雾量少。另外，在氧化钛的含有量相同的情况下，与黑色调色剂相比，碳含有量少、导电性更低的洋红色调色剂的一方的灰雾量少。

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”。另外，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。另外，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8μm，而凸部441与凹部442的高低差Hd为10μm，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外添剂Ad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Ad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Ad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Ad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(10⁷～10⁸Ωcm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Ad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Ad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Ad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Ad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Ad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Ad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Ad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，还可见碳含有量少即导电性低的调色剂的一方的灰雾少、用于得到显影浓度的上限电压也高的结果(例如图8)，认为这是因为，如果调色剂母粒子的导电性变高，则已被注入到外添剂的电荷向母粒子侧漏出，外添剂变得不能保持电荷(即变得不能保持作为调色剂粒子全体的电荷)。

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。

另外，在使凹部442担载的调色剂层多于1层而且少于2层时，灰雾、显影浓度均可得到最好的结果，但认为这是因为，如果利用上述的在凹部442的调色剂的再排列及感应带电过程(process)，则不会影响本来带电量高的强带电调色剂，可只向弱带电调色剂或反带电调色剂选择性地注入电荷，所以带电量的不均变小。抑制这样的带电不均的效果是通过在显影辊44表面上设置规则的凹凸来管理凸部与凹部的高低差，而且通过成为只在凹部担载调色剂的构成而得到的效果。

实际上，如果使担载的调色剂层过厚，则可观察到飞散或灰雾变多，认为这是因为，应注入电荷的弱带电调色剂或反带电调色剂的量变得过多，从而不能弥补带电量的不足的调色剂变多。尤其在超过2层的调色剂层中还存在不与显影辊44、限制刮片46的任意一个接触的调色剂，所以出现了即使为上述的再排列、感应带电模型也不能使带电量上升的调色剂。相反，如果减薄调色剂层，则灰雾良好，但显影浓度极端地降低。认为这不是简单地因为调色剂的输送量少，而是因为通过本来带电量高的调色剂被进一步电荷注入而成为过带电，对显影辊44的附着力变强，从而变得难以移至感光体22上。

此外，如上所述，代替禁止调色剂担载在凸部441，也可使其担载不到1层的调色剂。通过使调色剂层不到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12是表示允许凸部中的对调色剂担载的变形例的图。在允许凸部中担载调色剂的情况下，如图12(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(在图中为左方)突出，在弹性部件462的边缘部462e与显影辊44表面之间设置规定的间隔Ho(＞0)即可。这样，在弹性部件462与显影辊44表面之间形成朝向上游侧的开口部，允许具有对应两者的间隔的开口高度Ho以下的粒径的调色剂被担载于凸部。在此，对于开口高度Ho，被定义成为沿着连接显影辊44的旋转中心与弹性部件462的边缘部462e的直线R的间隔。

如果使该开口高度Ho小于调色剂的体积平均粒径Dave，则如图12(b)所示，可使凸部441上只担载具有小于体积平均粒径Dave的粒径的调色剂Ts。粒径小的调色剂因是小径而作用强的镜像力，所以难以从显影辊44脱离，另外还由于利用与限制刮片46的接触而带电量进一步增加，所以可通过只使这样的调色剂附着于凸部来可靠地防止飞散或灰雾。此外，在该实施方式中，由于不期望出现因限制刮片46引起的调色剂的摩擦带电，所以不必以高的载荷将限制刮片46压靠在显影辊44上，限制载荷为5gf/cm左右。根据该程度的载荷，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。

接着，改变显影辊44上的调色剂输送量与向限制刮片46施加的限制偏压电压Vrb的组合，评价显影辊上的调色剂层的特性。具体而言，通过改变显影辊44表面的凸部441与凹部442的高低差Hd和凸部441与限制刮片46的最上游侧边缘部462e的间隔(开口高度)Ho，作成调色剂层的厚度不同的2个样品，在各样品中，使限制偏压电压Vrb发生变化。

第1样品中，开口高度Ho为20μm、使高低差Hd为6μm。以下将该条件称为“限制条件1”。此时，开口高度Ho大于调色剂的体积平均粒径Dave，凸部、凹部均被担载2层以上的调色剂。另一方面，第2样中，开口高度Ho为5μm、高低差Hd为10μm。以下将该条件称为“限制条件2”。该限制条件为在本实施方式中采用的条件。此时，开口高度Ho小于调色剂的体积平均粒径Dave，另外，凹部442与限制刮片46的间隔Hp(＝Ho+Hd＝15μm)为调色剂的体积平均粒径Dave的约1.88倍。

图13是表示不同的限制条件下的调色剂层的特性的测定结果的图。在图中，横轴的限制偏压电压Vrb表示越靠近右侧限制刮片46的负电位越大。首先，对于显影辊44的调色剂输送量而言，如图13(a)所示，如果为限制条件1，则可见输送量对应偏压值的增大，但如果为限制条件2，则为大致恒定。另外，对于调色剂的每单位质量的带电量(Q/M)而言，如图13(b)所示，如果为限制条件1，则大致没有变化，如果为限制条件2，则带电量对应偏压值增加。另外，对于灰雾量而言，如图13(c)所示，如果为限制条件1，则根据偏压值几乎没有发生变化或仅轻微地增加，另一方面，如果为限制条件2，则可通过给予适当的限制偏压电压Vrb(代表性地为400V左右)来极大地减低灰雾量。

由此可知，为了实现抑制调色剂的带电量的不均从而抑制灰雾的目的，通过在使限制刮片46抵接来预先机械地对在显影辊44上送入的调色剂的量进行限制的基础上，向使其具有导电性的限制刮片46(弹性部件462)施加与调色剂的带电极性为同极性的适当的限制偏压电压Vrb是有效的。更通常而言，优选将如下的电位施加给限制刮片46，该电位相对于由在显影辊44表面担载的强带电调色剂产生的输送向显影辊44表面的调色剂层的表面电位，极性相同且其绝对值大于输送向显影辊44表面的调色剂层的表面电位。在该点上，在对调色剂量进行限制之前向导电性调色剂赋予电荷的专利文献1中记载的技术或期待输送量增大从而向导电性调色剂赋予电荷的日本特开2006-220967号公报中记载的技术与本发明不同。

由以上可知，在该实施方式中，相对体积平均粒径为8μm的利用粉碎法的调色剂母粒子，作为用于使其流动性提高的外添剂，添加粒径50nm且重量占0.5％的二氧化硅、粒径12nm且重量占1％的二氧化硅，同时还为了调整调色剂的带电性，使用添加了作为金属氧化物外添剂的重量占1％的氧化钛来作为调色剂。此外，作为显影辊44，使用对其表面利用滚轧加工形成了规则的凹凸的金属制的圆筒，同时将与其表面抵接的限制刮片46作为具有利用导电性橡胶的弹性部件462的限制刮片，施加限制偏压电压Vrb。

通形成这样的构成，在该实施方式中，能够抑制显影辊44表面担载的调色剂的带电量的不均，防止来自显影辊44的调色剂的飞散或灰雾的发生，同时以良好的图像品质形成图像。

此外，根据本申请发明人等的实验，确认除了上述的氧化钛以外，在使用金属氧化物系的外添剂例如氧化铝(尤其是过渡氧化铝)、氧化锌、氧化铈及氧化锡等时，可得到同样的效果。尤其在添加与二氧化硅等绝缘性更高的外添剂相比覆盖率变高的程度的量时，其效果显著。另外，对于二氧化硅等绝缘物外添剂而言，其粒径小于金属氧化物系外添剂不会成问题，比其粒径大的会极大地影响调色剂的带电特性。因此，优选这样地加入多于粒径大的绝缘物外添剂的金属氧化物系外添剂。在本实施方式中，由于粒径大的(50nm)二氧化硅外添剂的含有量占重量0.5％，所以最好加入至少与其同量、更优选加入更多的金属氧化物系外添剂。另外，即使为粒径小的绝缘性外添剂，认为如果其含有量变多，则会妨碍金属氧化物系外添剂的功能，所以优选加入与其含有量为同等以上的金属氧化物系外添剂。在本实施方式中，通过使粒径30nm的氧化钛的含有量占重量1％，使得充分地多于大粒径二氧化硅(50nm、占重量0.5％)、另外与小粒径二氧化硅(12nm、占重量1％)为同程度的含有量。

另外，还确认了即使利用显影辊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炭黑颜料的含有量多、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，根据本发明的思想，调色剂母粒子自身不必需导电性，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，从该观点出发优选调色剂母粒子自身不必需导电性。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“偏压施加机构”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，除了上述以外，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，优选为分别构成彼此相同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，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。

Claims (8)

1.一种显影装置，其特征在于，具备：

在内部收容调色剂的壳体；

调色剂担载辊，其被轴支承安装于所述壳体，并在表面上形成各顶面彼此构成同一的圆筒面的一部分的多个凸部及围绕该凸部的凹部，调色剂担载辊在该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，其自由端朝向所述调色剂担载辊的旋转方向上游侧，同时通过该自由端或者与该自由端邻接的邻接部位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，

所述调色剂具有包括金属氧化物在内的外添剂，在所述限制刮片上施加有与所述调色剂的正规带电极性为同极性的限制偏压电压，所述自由端的顶端与所述调色剂担载辊的所述凸部的间隔小于所述调色剂的体积平均粒径。

2.根据权利要求1所述的显影装置，其中，

所述自由端的顶端与所述调色剂担载辊的所述凸部的间隔为0。

3.根据权利要求1或2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、氧化铈或者氧化锡的至少1个作为所述金属氧化物。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的显影装置，其中，

在所述凹部中担载与所述调色剂担载辊表面直接接触的接触调色剂和不与所述调色剂担载辊表面直接接触的非接触调色剂的双方。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的显影装置，其中，

所述调色剂担载辊由对表面进行了非晶态镀敷处理的金属制得。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的显影装置，其中，

所述调色剂中的作为所述外添剂的金属氧化物的含有率占重量0.5％以上。

7.一种图像形成装置，其特征在于，具备：

在内部收容调色剂的壳体；

调色剂担载辊，其被轴支承安装于所述壳体，并在表面上形成各顶面彼此构成同一的圆筒面的一部分的多个凸部及围绕该凸部的凹部，调色剂担载辊在该表面担载从所述壳体供给来的带电调色剂并同时旋转；

导电性的限制刮片，其自由端朝向所述调色剂担载辊的旋转方向上游侧，通过同时该自由端或者与该自由端邻接的邻接部位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；

对所述限制刮片施加规定的限制偏压电压的偏压施加单元；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，

所述调色剂具有包括金属氧化物在内的外添剂，所述限制偏压电压与所述调色剂的正规带电极性为同极性，所述自由端的顶端与所述调色剂担载辊的所述凸部的间隔小于所述调色剂的体积平均粒径。

8.一种图像形成方法，其特征在于，

使在表面上形成有各顶面彼此构成同一的圆筒面的一部分的多个凸部及围绕该凸部的凹部的调色剂担载辊的表面上担载调色剂，

使如下所述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，该导电性的限制刮片为自由端朝向所述调色剂担载辊的旋转方向上游侧，同时该自由端或者与该自由端邻接的邻接部位与所述调色剂担载辊表面抵接，

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，

使所述调色剂具有包括金属氧化物在内的外添剂，向所述限制刮片施加与所述调色剂的正规带电极性为同极性的限制偏压电压，使所述自由端的顶端与所述调色剂担载辊的所述凸部的间隔不到所述调色剂的体积平均粒径。

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