显影装置、图像形成装置及图像形成方法

专利名称：显影装置、图像形成装置及图像形成方法
技术领域：
本发明涉及具有表面担载调色剂的调色剂担载辊的显影装置及使用 该辊并利用调色剂使静电潜像显影的图像形成装置以及方法。
背景技术：
在利用调色剂使像担载体上担载的静电潜像显影的技术中，广泛使用 的是形成为大致圆筒形状且表面担载调色剂的调色剂担载辊与像担载体 对置配置的结构。本申请的申请人在先前公开的显影装置中，为了改善这 种调色剂担载辊的表面担载的调色剂的特性，采用了设置有在形成为圆筒 形状的辊的表面规则地配置的凸部、和包围该凸部的周围的凹部的调色剂 担载辊(参照专利文献1)。这种结构由于表面的凹凸图案受到管理且均匀， 所以具有容易控制辊表面担载的调色剂层的厚度及带电量等的优点。
在如上所述构成的图像形成装置中，为了将调色剂担载辊的凸部及凹 部担载的调色剂层厚度限制到规定厚度，使层厚限制部件(限制板)与调 色剂担载辊表面的调色剂层抵接。
专利文献l:特开2007—121949号公报(图IO)
但是，在使用具有如上所述的结构的调色剂担载辊时，尽管凹凸均匀， 但如果不严格管理调色剂担载辊上的调色剂层厚，则会产生来自调色剂担 载辊表面的调色剂的飞散、发黑等。特别是，如果在限制板的按压作用下， 调色剂成为压粉状态，则调色剂彼此凝聚成为大块，或从调色剂脱离的添 加剂及石蜡等的块成核而成为更大的调色剂块。它们向显影器外露出、分 散或附着在图像上产生发黑。另外，这样生成的调色剂的凝聚体固粘在调 色剂担载辊上结膜而产生图像缺损。

发明内容
本发明是鉴于上述问题而实现的，目的在于提供一种使用表面设有凹凸的调色剂担载辊的显影装置及图像形成装置以及方法，预防调色剂凝聚 体的生成所引起的调色剂的泄漏、飞散、发黑等问题。
为了达到上述目的，本发明的显影装置，具备调色剂担载辊，其形 成为大致圆筒形状，在其表面担载由带电调色剂构成的调色剂层的同时旋 转；限制部件，其与所述调色剂担载辊的表面抵接来限制担载于所述调色 剂担载辊的表面的调色剂层，所述限制部件具备弹性抵接体，该弹性抵接 体由弹性体形成，且具有在与所述调色剂担载辊的旋转轴平行的宽度方向 上延伸的边缘部，并且该边缘部压接于所述调色剂担载辊的表面，并且， 在所述调色剂担载辊的表面，沿着与该辊的旋转轴平行的宽度方向排列成 一列的多个凸部所构成的凸部列，在与所述宽度方向正交且沿着所述调色 剂担载辊的周面的周方向上设置多列，并且所述凸部的顶面相互构成同一 圆筒面的一部分，而且，对于各个所述凸部而言，在将该凸部的顶面沿所 述宽度方向延伸而获得的构成所述圆筒面的一部分的假想的面定义为该 凸部的凸部延长面时，属于同一所述凸部列的所述凸部之间，所述凸部延 长面彼此相互重叠，而属于相互不同的所述凸部列的所述凸部之间，所述 凸部延长面彼此不重叠。
这样构成的发明中，通过使弹性抵接体的边缘部与调色剂担载辊表面 中的凸部抵接，在凸部与凸部之间的距调色剂担载辊旋转轴的距离比凸部 小的围绕凸部的区域(以下称为"凹部")担载调色剂，而在凸部不担载 调色剂。由此，在凸部调色剂不会被限制部件按压，所以抑制限制部件的 按压所引起的调色剂凝聚体的生成。
另外，限制部件具有的弹性抵接体通过压接于调色剂担载辊的凸部而 弹性变形。另一方面，在一个凸部列和与之相邻的凸部列之间，调色剂担 载辊的表面从凸部后退，所以对弹性抵接体的边缘部施加的压力减轻，弹 性变形所引起的变形量减小。也就是说，随着调色剂担载辊的旋转，与弹 性抵接体抵接的凸部列顺序切换之际，弹性抵接体周期性地重复基于压接 的弹性变形和松弛。因此，弹性抵接体的边缘部朝向该凹部的底部突出。 这样朝向凹部的底突出的边缘部起到对担载于凹部的调色剂进行打击的 作用。
只是对担载于凹部的调色剂施加按压力，有可能使调色剂彼此凝聚或将调色剂按在调色剂担载辊表面而粘固，不过根据本发明，由于边缘部以 交替进行对凹部的打击和压力的缓和的方式进行振动，所以能够粉碎位于 凹部及其附近的调色剂的块。在后面该情况也得到了实验的验证。通过这 样早期粉碎调色剂凝聚体，本发明中，能够预防更大的调色剂块成长而成 为泄漏、飞散、发黑、结膜等的原因。另外，通过刺激凹部或其附近的调 色剂，还能够得到提高其流动性、提高调色剂层的均匀性的效果。
在此，优选所述弹性抵接体的所述边缘部与所述调色剂担载辊的表面 中的围绕所述凸部的凹部对置的状态下，所述边缘部与所述凹部的间隔大 于零。若边缘部向凹部的突出量过大，则向担载于凹部的调色剂的按压力 变大，造成对调色剂施加过度的压力。为了防止这种情况，优选是在边缘 部与凹部对置朝向凹部的底突出的状态下，也在边缘部与凹部之间确保一 定程度的间隔。
例如可以为，所述弹性抵接体的所述边缘部与所述凹部对置的状态 下，所述边缘部与所述凹部的间隔大于调色剂的体积平均粒径。这样一来， 能够在凹部中担载至少一层的没有受到限制部件的按压的调色剂。
另外，例如可以为所述边缘部与所述凹部的间隔大于调色剂的最大粒 径。这样一来，调色剂中所含的最大的粒子也能够担载于凹部。因此，只 有粒径大的调色剂未被使用而残留的问题消除。再有，对于调色剂的最大 粒径，例如能够规定为在调色剂的粒径分布的个数基准的50%粒子径的值 上加上几何标准偏差的3倍的值。通过如上所述设置，能够将大部分(约
99.7。％)的调色剂粒子担载于凹部。
另外，优选所述弹性抵接体的端面中的所述调色剂担载辊的旋转方向 的上游侧端面相对于所述调色剂担载辊的表面大致垂直地屹立。这样一 来，能够防止将凹部的调色剂搔出必要程度以上或因过度的调色剂限制部 件从调色剂担载辊浮起，使担载于凹部的调色剂的量稳定。
另外，优选所述弹性抵接体的所述边缘部中，所述调色剂担载辊的旋 转方向上最前方的最前部与最后方的最后部之间的所述周方向上的位置 之差，小于相邻的两个所述凸部延长面的所述周方向的间隔。
弹性抵接体的边缘部为沿着宽度方向的完全的直线状是理想的，不 过，实际的装置中并不是必须这样，可以是边缘部所成的直线从宽度方向稍微倾斜(偏斜)或边缘部不成直线状而弯曲波动。优选这种边缘部的若 干的位置偏离被容许，但如果该位置偏离过大，则边缘部整体从与凸部的 抵接中解放出来的期间不再存在，对调色剂凝聚体的粉碎效果变弱。如上 所述，如果边缘部中调色剂担载辊的旋转方向上位于最前方的最前部与同 方向上位于最后方的最后部的周方向上的位置之差，在小于相邻的两个凸 部延长面的间隔的范围内，则边缘部整体从与凸部的抵接中解放出来的期 间必然存在，能够有效地发挥对调色剂凝聚体的粉碎效果。
另外，优选所述弹性抵接体与所述调色剂担载辊抵接而形成的限制夹 的周方向的宽度，小于分别属于所述周方向上相邻的所述凸部列的两个所 述凸部的间隔。夹宽度比凸部的间隔窄是指弹性抵接体不会同时与2个以
上的凸部列抵接。这种情况下，与夹宽度大使得弹性抵接体同时与2个以
上的凸部列抵接的情况相比，能够增大边缘部的位移量，能够提高边缘部 所带来的调色剂凝聚体的粉碎效果。
另外，优选在所述周方向上相邻的两个所述凸部列之间，各凸部的所 述宽度方向上的位置相互不同。这样一来，弹性抵接体与凸部抵接的位置 随着调色剂担载辊的旋转而周期性变动。由此，弹性抵接体的边缘部进行 伴随起伏的复杂变形，所以能够提高调色剂凝聚体的粉碎效果，并且防止 向弹性抵接体粘固调色剂。
另外，优选在所述调色剂担载辊中，连接所述凸部和所述凹部的侧面 部的法线具有远离所述调色剂担载辊的旋转轴的方向的成分。也就是说， 优选凸部和凹部用平缓的斜面连接。这样一来，随着调色剂担载辊的旋转， 凸部连续地进入与弹性抵接体的抵接部分，与边缘部摩擦，但通过将凹部 连接到凸部的面设置成平缓的斜面，边缘部不会卡在凸部的侧面，能够减 小调色剂担载辊的驱动扭矩。另外，能够防止最初与凸部抵接的部位的边 缘部的永久变形及缺损等。
这种情况下，优选所述侧面部的梯度为所述调色剂担载辊的旋转方向 上所述凸部的后方侧比该凸部的前方侧急剧。这样一来，在通过调色剂担 载辊的旋转朝向边缘部行进的凸部的前端侧，边缘部与平缓的斜面抵接， 逐渐地进行弹性变形，与之相对，在凸部的后端侧，短时间内变形一下子 得到缓和，所以对调色剂的打击力更加提高，调色剂凝聚体的粉碎效果提高。
另外，本发明在所述调色剂的体积平均粒径为以下的显影装置 中适用时起到特别显著的效果。在这种粒径小的调色剂中，作用于调色剂 粒子间的范德瓦尔斯力强，所以容易引起调色剂的凝聚。另外，特别是在 使用非磁性成分调色剂的跳跃显影方式的装置中，为了进行足够量的调色 剂飞跃，需要提高调色剂的流动性。具体而言，例如需要增加二氧化硅及 二氧化钛等小粒径的添加剂的添加量。因此，游离添加剂有增加的倾向， 添加剂容易从调色剂母粒子脱离或流动性随时间降低。因此容易产生调色 剂块。通过在使用了这种调色剂的装置中应用本发明，能够有效地消除调 色剂块的生成所引起的各问题。
另外，为了达到上述目的，本发明的图像形成装置，具备担载静电 潜像的像担载体；调色剂担载辊，其形成为大致圆筒形状且与所述像担载 体对置配置，在表面担载由带电调色剂构成的调色剂层的同时旋转；限制 部件，其与所述调色剂担载辊的表面抵接来限制担载于所述调色剂担载辊 的表面的调色剂层，所述限制部件具备弹性抵接体，该弹性抵接体由弹性 体形成，且具有在与所述调色剂担载辊的旋转轴平行的宽度方向上延伸的 边缘部，并且该边缘部压接于所述调色剂担载辊的表面，并且，在所述调 色剂担载辊的表面，沿着与该辊的旋转轴平行的宽度方向排列成一列的多 个凸部所构成的凸部列，在与所述宽度方向正交且沿着所述调色剂担载辊 的周面的周方向上设置多列，并且所述凸部的顶面相互构成同一圆筒面的 一部分，而且，对于各个所述凸部而言，在将该凸部的顶面沿所述宽度方 向延伸而获得的构成所述圆筒面的一部分的假想的面定义为该凸部的凸 部延长面时，属于同一所述凸部列的所述凸部之间，所述凸部延长面彼此 相互重叠，而属于相互不同的所述凸部列的所述凸部之间，所述凸部延长 面彼此不重叠。
再有，本发明的图像形成方法，是将形成为大致圆筒形状且在表面担 载由带电调色剂构成的调色剂层的同时旋转的调色剂担载辊与担载静电 潜像的像担载体对置配置，通过调色剂使所述静电潜像显影的图像形成方 法，为了达到上述目的，在所述调色剂担载辊的表面，将沿着与该辊的旋 转轴平行的宽度方向排列成一列且其顶面相互构成同一圆筒面的一部分的多个凸部所构成的凸部列，在与所述宽度方向正交且沿着所述调色剂担 载辊的周面的周方向上设置多列，并且，对于各个所述凸部而言，在将该 凸部的顶面沿所述宽度方向延伸而获得的构成所述圆筒面的一部分的假 想的面定义为该凸部的凸部延长面时，在属于同一所述凸部列的所述凸部 之间，使所述凸部延长面彼此相互重叠，而在属于相互不同的所述凸部列 的所述凸部之间，使所述凸部延长面彼此不重叠，使所述限制部件具备弹 性抵接体，该弹性抵接体由弹性体形成，且具有在与所述调色剂担载辊的 旋转轴平行的宽度方向上延伸的边缘部，在使所述边缘部与所述调色剂担 载辊的表面抵接来限制担载于所述调色剂担载辊的调色剂的量的同时，通 过该调色剂使担载于所述像担载体的静电潜像显影。
在这些发明中，与上述的显影装置的发明同样，能够抑制生成调色剂 凝聚体，并且通过使弹性抵接体的边缘部振动来粉碎生成的调色剂凝聚 体，所以能够预防调色剂凝聚体的成长所引起的泄漏、飞散、发黑等问题。


图1是表示应用了本发明的图像形成装置的一实施方式的图2是表示图1的图像形成装置的电构成的框图3是表示显影器的外观的图4是表示显影器的结构及显影偏压波形的图5是表示显影辊及其表面的局部放大图的图6是表示显影辊表面的进一步详细结构的平面展开图7是用于更加详细说明凸部的排列状态的图8是表示显影辊和限制板的抵接状态的图9是限制夹截面的放大示意图IO是示意性表示弹性部件的边缘的动作的图11是表示从宽度方向看的显影辊和弹性部件的抵接状态的图12是表示显影辊和弹性部件的抵接状态的另一例的图13是表示该实施方式中的调色剂凝聚体粉碎效果的图14是表示显影辊表面结构的另一例的图15是表示弹性部件的边缘所成的线的图。图中22 —感光体(像担载体)；41—外壳；44一显影辊(调色剂担
载辊)；46—限制板(限制机构)；441一 (显影辊表面的)凸部；442—(显 影辊表面的)凹部；443— (凸部一凹部间的)斜面(侧面部)；462 —弹
性部件(弹性抵接体)。
具体实施例方式
图1是表示应用了本发明的图像形成装置的一实施方式的图。另外，
图2是表示图1的图像形成装置的电构成的框图。该装置是使黄色(Y)、 蓝绿色(C)、品红色(M)、黑色(K)这4种颜色的调色剂(显影剂)重 叠形成全彩色图像，或者只使用黑色(K)的调色剂形成单色图像的图像 形成装置。该图像形成装置中，在从主机等外部装置赋予主控制器11图 像信号时，根据来自该主控制器11的指令，发动机控制器10中设置的 CPU101控制发动机部EG各部分，执行规定的图像形成动作，在薄片S 上形成与图像信号对应的图像。
在该发动机部EG中，感光体22设置成沿着图1的箭头方向Dl旋转 自如。另外，在该感光体22的周围，沿着其旋转方向D1，分别配置有带 电单元23、旋转式显影单元4以及清洁部25。带电单元23施加规定的带 电偏压，使感光体22的外周面均匀带电到规定的表面电位。清洁部25将 一次转印后残留附着于感光体22的表面的调色剂除去，回收到内部设置 的废调色剂罐中。这些感光体22、带电单元23以及清洁部25—体地构成 感光体盒2，该感光体盒2作为整体相对于装置主体拆装自如。
并且，从曝光单元6朝向通过该带电单元23而带电的感光体22的外 周面照射光束L。该曝光单元6根据从外部装置赋予的图像信号，将光束 L在感光体22上曝光，形成与图像信号对应的静电潜像。
这样形成的静电潜像被显影单元4调色剂显影。g卩，该实施方式中， 显影单元4具备以与图1的纸面正交的旋转轴为中心旋转自如地设置的 支承框40、作为相对于支承框40拆装自如的盒而构成且内置各种颜色的 调色剂的黄色用的显影器4Y、蓝绿色用的显影器4C、品红色用的显影器 4M以及黑色用的显影器4K。该显影单元4由发动机控制器10控制。并 且，根据来自该发动机控制器10的控制指令，显影单元4被旋转驱动，并且这些显影器4Y、 4C、 4M、 4K选择性地定位在与感光体22隔着规定 的间隙对置的规定的显影位置时，设置在该显影器上且担载选择的颜色的 调色剂的显影辊44相对于感光体22对置配置，在其对置位置从显影辊44 向感光体22的表面赋予调色剂。由此，感光体22上的静电潜像以选择的
调色剂颜色显像化。
图3是表示显影器的外观的图。另外，图4是表示显影器的结构及显 影偏压波形的图。更详细为，图4A是表示显影器的结构的剖视图。另外， 图4B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均具有相同结构。因此，在此，参照图3及图4A对显影器 4K的构成进行进一步详细说明，不过，其他显影器4Y、 4C、 4M的结构 及功能相同。
在该显影器4K中，在内部收容一成分调色剂T的壳体41上枢轴安装 供给辊43及显影辊44，该显影器4K定位在上述显影位置时，显影辊44 与感光体2隔着显影间隙DG对置定位，并且这些辊43、 44与设置在主 体侧的旋转驱动部(省略图示)卡合，向规定方向旋转。供给辊43例如 由发泡聚氨酯橡胶、硅橡胶等弹性材料形成圆筒状。另外，显影辊44由 铜、铝、不锈钢等金属或合金形成圆筒状。并且，通过使两个辊43、 44 在接触的同时旋转，使调色剂附在显影辊44的表面，在显影辊44的表面 形成规定厚度的调色剂层。该实施方式中，使用负带电调色剂，不过也可 以为正带电调色剂。
壳体41的内部空间由隔壁41a分隔成第一室411及第二室412。供给 辊43及显影辊44均设置在第二室412中，伴随这些辊的旋转，第二室412 内的调色剂流动并被搅拌，同时供给到显影辊44的表面。另一方面，滞 留在第一室411中的调色剂，由于与供给辊43及显影辊44隔离，所以不 因它们的旋转而流动。通过显影单元4在保持显影器的状态下旋转，该调 色剂与滞留在第二室412中的调色剂混合并被搅拌。
这样，在该显影器中，壳体内部被分隔成2个室，用壳体41的侧壁 及隔壁41a包围供给辊43及显影辊44的周围，设置容积比较小的第二室 412，由此即使在调色剂余量变少的情况下，也能够有效地向显影辊44的 附近供给调色剂。另外，通过显影单元4的旋转来进行第一室411向第二室412的调色剂供给及调色剂整体的搅拌，由此实现显影器内部省略了用 于搅拌调色剂的搅拌部件(螺旋钻)的无螺旋钻结构。
另外，在该显影器4K中，配置有用于将显影辊44的表面形成的调色 剂层的厚度限制到规定厚度的限制板46。该限制板46由不锈钢及磷青铜 等的具有弹性的板状部件461和安装在板状部件461的前端部的由硅橡胶 及聚氨酯橡胶等的树脂部件构成的弹性部件462构成。该板状部件461的 后端部固定在壳体41上，在图4的箭头所示的显影辊44的旋转方向D4 上，安装在板状部件461的前端部的弹性部件462配置成位于板状部件461 的后端部的上游侧。并且，该弹性部件462与显影辊44的表面弹性抵接， 由此形成限制夹，将显影辊44的表面形成的调色剂层最终限制到规定厚 度。
这样一来，显影辊44的表面形成的调色剂层随着显影辊44的旋转依 次搬送到与表面形成有静电潜像的感光体2对置的位置。然后，来自被发 动机控制器10控制的偏压用电源140的显影偏压施加给显影辊44。如图 4B所示，感光体22的表面电位Vs，在带电单元23的作用下均匀带电后， 在受到来自曝光单元6的光束L的照射的曝光部，降低到残留电位Vr左 右，在没有被照射光束L的非曝光部，变成基本均匀的电位Vo。另一方 面，施加给显影辊44的显影偏压Vb是叠加了直流电位Vave后的矩形波 交流电压，由符号Vpp表示其峰值间电压。通过施加这种显影偏压Vb， 担载于显影辊44上的调色剂在显影间隙DG中飞翔，根据其表面电位Vs 局部附着在感光体22的表面各部分，这样一来，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，例如能够使用峰值间电压Vpp为1500V、频 率为3kHz左右的矩形波电压。另外，其直流部分Vave与感光体22的残 留电位Vr的电位差成为所谓的显影对比度，对图像浓度带来影响，所以 能够设置成得到规定的图像浓度所需要的值。
再有，在壳体41上，在显影辊44的旋转方向上与感光体22对置的 位置的下游侧，设置有与显影辊44的表面压接的密封部件47。密封部件 47由聚乙烯、尼龙或氟树脂等具有柔软性的材料形成，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，与纵向X正交的横向的一端部固定在壳体41上，并且另一端部压接在显影辊44的表面。另一端部
以朝向显影辊44的旋转方向D4的下游侧的方式，向所谓的尾部方向与显 影辊44抵接，将通过了与感光体22对置的位置的显影辊44的表面残留 的调色剂向壳体41内引导，并且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局部放大图的图。显影辊44形成为大 致圆筒形的辊状，在其纵向的两端与辊同轴地设置有轴440，该轴440由 显影器主体枢轴支承，显影辊44整体旋转自如。在显影辊44的表面中， 在其中央部44a，如图5的局部放大图(虚线圆内)所示，设置有规则地 配置的多个凸部441和包围这些凸部441的凹部442。
多个凸部441各自朝向图5纸面的跟前侧突出，各凸部441的顶面分 别构成与显影辊44的旋转轴同轴的单一圆筒面的一部分。另外，凹部442 成为网格状包围凸部441的周围的连续的槽，凹部442整体也构成与显影 辊44的旋转轴同轴且与凸部所构成的圆筒面不同的一个圆筒面。并且， 凸部441和包围其的凹部442之间通过平缓的斜面443连接。目卩，该斜面 443的法线具有显影辊44的半径方向朝外(图中朝向上方)即远离显影辊 44的旋转轴的方向的成分。关于这种结构的显影辊44，例如可通过特开 2007 —140080号公报所记载的制造方法制造。
回到图1继续说明图像形成装置。如上所述，由显影单元4进行了显 影的调色剂像，在一次转印区域TR1 —次转印到转印单元7的中间转印带 71上。转印单元7包括缠绕在多个辊72 75上的中间转印带71、通过旋 转驱动辊73使中间转印带71向规定的旋转方向D2旋转的驱动部(省略 图示)。并且，在将彩色图像转印到薄片S上时，将感光体22上形成的各 种颜色的调色剂像重叠到中间转印带71上，形成彩色图像，并且将彩色 图像二次转印到从盒8—个一个送出的沿着搬送路径F搬送到二次转印区 域TR2的薄片S上。
此时，为了将中间转印带71上的图像正确转印到薄片S上的规定位 置，在二次转印区域TR2管理送入薄片S的定时。具体而言，在搬送路径 F上，在二次转印区域TR2的跟前侧设置有门辊81，通过配合中间转印带 71的环绕移动的定时来使门辊81旋转，从而以规定的定时将薄片S送入 二次转印区域TR2。另外，如此形成了彩色图像的薄片S由定影单元9将调色剂像定影后，
经由排出前辊82及排出辊83搬送到装置主体的上面部设置的排出托盘部 89。另外，在薄片S的两面形成图像时，在将如上所述一个面形成了图像 的薄片S的后端部搬送到排出前辊82后方的反转位置PR的时点，将排出 辊83的旋转方向反转，由此沿着反转搬送路径FR向箭头D3方向搬送薄 片S。然后，在门辊81的跟前再次搬送到搬送路径F上，不过此时，在 二次转印区域TR2与中间转印带71抵接转印图像的薄片S的面是与先前 转印了图像的面相反的面。这样，能够在薄片S的两面形成图像。
另外，如图2所示，在各显影器4Y、 4C、 4M、 4K上分别设置有存 储该显影器的制造批次、使用履历、内置调色剂的余量等有关数据的存储 器91 94。再有，在各显影器4Y、 4C、 4M、 4K上分别设置有无线通信 器49Y、 49C、 49M、 49K。并且，根据需要，它们选择性地与主体侧设置 的无线通信器109以非接触方式进行数据通信，经接口 105在CPU101和 各存储器91 94之间进行数据的收发，进行与该显影器有关的消耗品管 理等各种信息的管理。再有，在本实施方式中，使用无线通信等电磁手段 以非接触方式进行数据收发，不过，也可以在主体侧及各显影器侧设置连 接器等，通过机械地嵌合连接器等相互进行数据收发。
另外，该装置中，如图2所示，具备由主控制器ll的CPU111控制的 显示部12。该显示部12例如由液晶显示器构成，根据来自CPU111的控 制指令，显示规定的消息，用于告知用户的操作引导、图像形成动作的进 行状况、及装置产生异常、任一单元的更换时期等。
再有，图2中，符号113是为了存储由主机等外部装置经接口 112赋 予的图像而设置在主控制器11上的图像存储器。另外，符号106是用于 存储CPU101执行的运算程序及用于控制发动机部EG的控制数据等的 ROM,符号107是临时存储CPU101中的运算结果及其他数据的RAM。
另外，在辊75的附近配置有清洁器76。该清洁器76在省略图示的电 磁离合器的作用下，能够相对于辊75接近或远离移动。并且，在移动到 辊75侧的状态下，清洁器76的刮板与缠绕在辊75上的中间转印带71的 表面抵接，去除二次转印后残留附着在中间转印带71的外周面的调色剂。
再有，在辊75的附近配置有浓度传感器60。该浓度传感器60与中间转印带71的表面对置设置，根据需要对中间转印带71的外周面形成的调 色剂像的图像浓度进行测定。并且，基于其测定结果，在该装置中进行给 图像品质带来影响的装置各部分的动作条件、例如赋予各显影器的显影偏
压、曝光光束L的强度、及装置的灰度级修正特性等的调整。
该浓度传感器60例如使用反射型光传感器，输出与中间转印带71上 的规定面积区域的浓淡对应的信号。并且，CPU101在使中间转印带71环 绕移动的同时对来自该浓度传感器60的输出信号定期采样，由此能够检 测出中间转印带71上的调色剂像各部分的图像浓度。
其次，对如上所述构成的图像形成装置的显影器4K等的显影辊44上 的调色剂层限制的详细情况进行说明。在如上所述担载调色剂的显影辊44 的表面设有凹凸的构成中，能够在其凸部441及凹部442双方上担载调色 剂，不过，在该实施方式中，通过使限制板46直接与显影辊44表面的凸 部441抵接，除去凸部441的调色剂。这样做的理由如下。
首先，为了在凸部441上形成均匀的调色剂层，需要限制板46与凸 部441的间隙的精密管理，而为了只在凹部442上担载调色剂，只要使限 制板46与凸部441抵接完全除去凸部441的调色剂即可，所以实现起来 比较容易。另夕卜，搬送的调色剂的量由限制板46和凹部442的间隙中产 生的空间的容积决定，所以能够使调色剂搬送量稳定。
另外，在搬送的调色剂层的良好度这一方面也具有优点。S卩，若在凸 部441上担载调色剂，则容易产生与限制板46的滑动摩擦所引起的调色 剂的劣化。具体而言，存在调色剂的流动性及带电性降低、或调色剂成为 压粉状态而凝聚、或者固粘于显影辊44上产生结膜等问题。与此相对， 若在不太受到限制板46的按压的凹部442上担载调色剂，则不易引起这 种问题。另外，凸部441上担载的调色剂和凹部442上担载的调色剂与限 制板46滑动接触方面存在较大差异，所以可以预知调色剂的带电量的差 异很大，但通过只在凹部442上担载调色剂，这种差异也能够得到抑制。
特别是近年来，为了实现图像的高精细化及调色剂消耗量及耗电的削 减，要求调色剂的小粒径化及定影温度的低温化，而本实施方式的结构还 能够应对这种要求。在小粒径调色剂中，尽管使其带电的过程缓慢，但由 于饱和带电量高，所以凸部441上担载的调色剂与凹部442上担载的调色剂相比，具有带电量显著变高(过带电)的倾向。这种带电量的差作为所 谓的显影履历显示于图像上。另外，低熔点调色剂容易产生因滑动摩擦而
造成的调色剂彼此固粘或固粘到显影辊44等上。然而，在只在凹部442 上担载调色剂的本实施方式的结构中不易产生这种问题。
图6A及图6B是表示显影辊表面的进一步详细结构的平面展开图。 显影辊44表面的凸部441的一个个如图6A所示，具有将大致正方形的突 起旋转45度形的顶部，它们在与显影辊44的旋转轴平行的宽度方向X上 等间隔且以一条直线状排列多个，构成凸部列。另外，凸部列在显影辊44 的周面上沿着与宽度方向X正交的周方向Y错开位置设置多列。图6A中 示出了3列凸部列，在以下的说明中，从图6A的上部(显影辊44的移动 方向D4的下游侧)开始，依次将这些凸部列分别称为"第一列"、"第二 列"、"第三列"。
如图6A所示，在第一列和第二列之间，宽度方向X上的凸部441的 位置偏移了凸部441的排列间距L5的一半。第二列和第三列之间也是同 样。S卩，凸部441在显影辊44的表面按照所谓的锯齿排列的方式配置各 凸部列。因此，如图6B所示，也可以看作在显影辊44的表面形成了沿着 相对于宽度方向X倾斜角度e (=45度)的方向的凸部列。
参照图6B例示各部分的尺寸。凸部441顶面的对角线的长度Ll在X 方向、Y方向上均为50pm，凸部441的基底部的对角线的长度L2在X 方向、Y方向上均为100pm。另外，在X方向上同一位置且在Y方向上 相互相邻的两个凸部的基底部的间隔L3为50nm，在Y方向上同一位置 且在X方向上相互相邻的两个凸部的基底部的间隔同样为50pm。根据这 些关系，在一方向(X方向或Y方向)上同一位置且在另一方向上相互相 邻的两个凸部彼此的间隔L4为100,。再有，各部分的尺寸并不限定于 这些数值，只要能够维持以下说明的位置关系就可以适当改变。
图7A、 7B及7C是用于更加详细说明凸部的排列状态的图。考虑将 各凸部441的顶面沿宽度方向X延伸而形成的假想的面。此时，该面为X 方向上延伸的长条状，而且构成与该顶面所构成的和显影辊44的旋转轴 同轴的圆筒面相同的圆筒面的一部分。以下，将该凸部441的顶面沿宽度 方向X延伸而形成的面称为"凸部延长面"。该实施方式中，各凸部在X方向上排列成一列，而且各凸部的尺寸相同，所以属于同列的各凸部的凸 部延长面相互重叠。例如，属于第一列的各凸部均如图7A所示，将凸部
441的顶面的Y方向长度Ll作为其宽度、将沿宽度方向X延伸的细长的 面S1作为凸部延长面而共有。同样，属于第二列的各凸部将凸部延长面 S2共有，属于第三列的各凸部将凸部延长面S3共有。
该实施方式中，以属于相互不同的凸部列的凸部的凸部延长面不重叠 的方式配置各凸部。S卩，属于第一列的凸部的凸部延长面Sl和属于第二 列的凸部的凸部延长面S2保持一定的间隔(=(L2—L1) /2)平行，两 者不会重叠。这从显影辊44的剖面方向看时，意味着以下情况。
图7B是显影辊44剖面的局部放大图。更加详细为，如图6B所示， 将通过属于某一凸部列的凸部441a的顶面的A-A切断线的显影辊44的剖 面和通过属于与之相邻的凸部列的凸部441b的顶面的B-B切断线的显影 辊44的剖面重合表示。如图7B所示，从显影辊44的剖面方向看时，一 个凸部441a的顶面和属于与该凸部441a所属的凸部列相邻的凸部列的凸 部441b的顶面不相互重叠。
另一方面，在图7C所示的比较例中，相对于凸部的排列间距，其顶 面的尺寸大，所以属于相邻的凸部列的凸部的凸部延长面相互重合一部 分。即，属于第一列的凸部的凸部延长面SS1和属于第二列的凸部的凸部 延长面SS2重合一部分。属于第二列的凸部的凸部延长面SS2和属于第三 列的凸部的凸部延长面SS3之间也同样。在这一点上，图7C的结构与本 发明的技术思想不一致。以下说明在本实施方式中如上所述属于相互不同 的凸部列的凸部的凸部延长面不重合的理由。
图8是表示显影辊和限制板的抵接状态的图。该实施方式中，如图8 所示，在显影辊44的表面，在相对于其旋转方向D4的所谓的相对方向上 抵接限制板46，将设置于其前端的弹性部件462压接于显影辊44的表面 使之局部弹性变形，由此形成显影辊44的表面与弹性部件462接触的限 制夹Nl。另外，在显影辊44的旋转方向D4的弹性部件462的上游侧， 其上侧的边缘462e压接于显影辊44的表面形成限制夹Nl，通过所谓的 边缘限制来限制调色剂。
弹性部件462的上游侧端部与从显影辊44的旋转中心向弹性部件462的上面垂下的垂线相比，位于显影辊44的旋转方向D4的下游侧。因此， 上游侧端部附近的弹性变形所引起的弹性部件462的变形量在边缘部达到 最大，另一方面，越向下游侧越小。关于限制夹N1的宽度及弹性部件462 与显影辊44的表面的抵接压力，可通过调整图8中箭头所示的调整方向 的限制板46的位置来控制。
图9A、 9B及9C是限制夹截面的放大示意图。限制夹Nl的调色剂限 制可通过如下进行。如图9A所示，限制板46上设置的弹性部件462压接 于显影辊44的表面、特别是其凸部441来形成限制夹Nl。在限制夹Nl 中，弹性部件462的边缘462e与显影辊44的凸部441抵接，在其附近弹 性部件462弹性变形而挠曲。在显影辊44的旋转方向D4上的限制夹Nl 的上游侧(图中左侧)的显影辊44的表面，在凸部441及凹部442双方 上附着有多层由供给辊43供给的调色剂。其中，凸部441的调色剂被弹 性部件462搔落，在限制夹N1及其下游侧(图中右侧)，只在凹部442上 担载调色剂。
在限制夹N1的上游侧，显影辊44的表面担载的调色剂中有可能混有 带电良好的调色剂和带电量不足的调色剂，但通过由限制板46进行调色 剂层限制，带电量高且向显影辊44的附着力强的调色剂残留在凹部442 中，而带电量少的调色剂被带电量更高的调色剂挤出，所以残留在凹部442 中的可能性低。因而，在限制夹N1的下游侧，凹部442中担载的调色剂 基本为带电良好的调色剂。
这样在显影辊44的旋转方向D4的限制夹N1的上游侧，为了将带电 良好的调色剂选择性地担载于凹部442中，优选弹性部件462的上游侧端 面462a相对于显影辊44的表面以垂直或接近垂直的角度屹立。由此，能 够可靠地搔取凸部441的调色剂，并且能够促进使搔取的调色剂滞留在限 制夹N1的附近所造成的凹部442的调色剂的调换。进而，为了确保限制 夹N1附近的调色剂的流动性，优选弹性部件462的上游侧端面462a平滑 地精加工。
与此相对，弹性部件462的上游侧端面462a朝向显影辊44的表面倾 斜时，有可能滞留在限制夹Nl的上游侧的调色剂被挤入限制夹Nl中并 被加压，或者弹性部件462在其与显影辊44之间存在的调色剂的作用下浮起而无法进行恰当的调色剂限制。在弹性部件462的上游侧端面462a 具有相反的倾斜时，被搔取的调色剂沿着弹性部件462的上游侧端面462a 被运向远离限制夹N1附近的位置，所以不易引起调色剂的调换。
若从该状态使显影辊44旋转，则如图9B所示，弹性部件462的边缘 462e向与显影辊44的表面的凹部442对置的位置移动。此时，弹性变形 的弹性部件462的前端从与凸部441的抵接中释放出来，所以边缘462e 朝向凹部442的底(图中上方)突出。换言之，在考虑包含各凸部441的 顶面的假想的圆筒面时，凹部442中，边缘462e进入该假想圆筒面的内 部。其结果，弹性部件462的边缘462e随着显影辊44的旋转周期性地反 复与凸部441抵接而被弹性压縮的状态和在与凹部442对置的位置从压接 中释放出来恢复形状的状态。也就是说，弹性部件462的前端随着显影辊 44的旋转起伏地上下动作。
这样，随着显影辊44的旋转弹性抵接体462的边缘462e起伏，由此 在显影辊44的旋转方向D4的限制夹N1的上游侧端部，对凹部442及其 附近担载的调色剂施加由振动的弹性抵接体462的边缘462e引起的打击。 对于粒径小且流动性高的调色剂，该打击力只是起到使调色剂在凹部442 内流动的作用。另一方面，对于调色剂凝聚而达到具有较大粒径的调色剂 凝聚体，边缘462e的打击力起到粉碎凝聚体的作用。这样，在该实施方 式中，利用伴随显影辊44的旋转的弹性部件462的前端的振动，粉碎调 色剂凝聚体，防止调色剂及添加剂的凝聚所引起的调色剂的泄漏、飞散、 发黑等问题。
在此，如图9C所示，由符号G1表示凸部441和凹部442的高低差， 由符号G2表示朝向凹部442最大程度突出时的弹性部件462的边缘462e 与凹部442的底的间隔(以下，将该间隔称作"开口高度")。对于这些值 所取的数值范围后面说明。
图IOA、 IOB及IOC是示意性表示弹性部件的边缘的动作的图。如图 10A所示，在弹性部件462的边缘462e与某一凸部441a抵接的状态下， 弹性部件462通过与凸部的抵接而弹性变形。若进行显影辊44的表面的 移动，则如图10B所示，凸部441a超过与弹性部件462的边缘462e的抵 接位置，接着，属于另一凸部列的凸部441b进入与边缘462e的抵接位置。在此，如前所述，属于不同凸部列的凸部的凸部延长面不重叠。因此，在
弹性部件462的边缘462e离开先前的凸部441a的顶面之后直到与下一凸 部441b的顶面抵接的期间，存在与任一凸部的顶面均不抵接的时间。该 期间，在宽度方向X (与纸面垂直的方向)的整个范围，不存在凸部顶面 与边缘462e抵接的部位。因此，能够增大显影辊44的旋转所造成的边缘 462e的上下振动的振幅，由此能够提高调色剂凝聚体的粉碎效果。
另一方面，图10C表示前述的图7C所示的比较例的结构中的弹性部 件抵接的状态。如该图所示，弹性部件462的边缘462e始终与显影辊表 面的凸部的任一顶面抵接。因此，显影辊44的旋转所造成的边缘462e的 上下振动的振幅小于本实施方式的振幅。
再有，基于同样的理由，关于沿着宽度方向X细长延伸的限制夹N1 在周方向Y上的尺寸(夹宽度)，优选小于图6B所示的凸部的间隔L4。 这样一来，在显影辊44的周方向上，弹性部件462不会与2个以上的凸 部同时抵接。若使弹性部件462在显影辊44的周方向上与2个以上的凸 部抵接，则使弹性部件462弹性变形的压力分散，边缘462e的上下振动 的振幅减小。与此相对，如果使限制夹宽度小于凸部的间隔L4，用一个 凸部挡止弹性部件462，则能够获得更大的振幅，起到更高的粉碎效果。
图IIA、 IIB、 IIC及IID是表示从宽度方向看的显影辊和弹性部件 的抵接状态的图。弹性部件462的边缘462e例如在图11A所示的通过凸 部列的第一列的A-A线上与显影辊44抵接时，如图11B所示的A-A线剖 视图所示，弹性部件462与属于第一列的凸部441抵接的部位通过弹性变 形而凹陷，而与凹部442对置的部位朝向凹部442突出。这样，从宽度方 向(X方向)看时，弹性部件462的边缘462e成为通过与凸部441的抵 接而凹陷的部位(例如位置Pa)和在与凹部442之间保持间隙向凹部442 侧突出的部位(例如位置Pb)交替配置的起伏的状态。
若显影辊44的表面向其旋转方向D4 (图中向上)移动，则相对地边 缘462e与显影辊44的表面抵接的限制夹向与其相反方向(图中向下)移 动。边缘462e移动到通过图IIA所示的凸部列的第一列和第二列的正中 间的B-B线上时，如图IIC所示，在该线上不存在凸部441的顶面，连接 凸部441和凹部442的斜面443与边缘462e对置。由此，边缘462e从弹性变形中恢复，朝向显影辊44的表面侧突出。
若边缘462e进一步移动到在图11A所示的第二列的凸部列上通过的 C-C线上时，先前与凸部441抵接而凹陷的位置Pa变成与凹部442对置 从而变形量减小，而与凹部442对置的位置Pb变成与凸部441抵接而凹 陷。这样，边缘462e的各部分随着显影辊44的旋转反复与显影辊44的 表面的抵接或分离从而周期性地上下动作。另外，若着眼于与凸部441的 抵接状态，则与显影辊44的凸部441抵接的边缘462e的部位不是固定的， 随着显影辊44的旋转向宽度方向顺移。
以上，该实施方式中，随着显影辊44的旋转，弹性部件462的边缘 462e局部产生细小起伏，且作为整体反复周期性的上下动作。这样，在使 边缘462e振动的同时使弹性部件462与显影辊44的表面抵接，由此能够 防止凝聚而大径化的调色剂的块通过限制夹Nl 。另外，用振动的边缘462e 打击调色剂凝聚体，由此能够粉碎凝聚体。另外，对没有凝聚的调色剂也 施加冲击，由此能够搅拌调色剂进一步提高其流动性。由此，能够在与感 光体22对置的位置使足够量的调色剂飞翔，能够提高显影性。进而，通 过使弹性部件462的前端部振动，能够防止调色剂向该部分固粘。
再有，在图11所示的例子中，如图IIC所示，存在弹性部件462的 边缘462e整体从显影辊44的表面离开的瞬间。然而，在本发明的技术思 想中，只要存在"边缘462e整体与显影辊44的表面的任一凸部顶面均不 抵接的瞬间"即可，并不是要求边缘462e从显影辊44的表面完全离开。
图12A、 12B、 12C及12D是表示显影辊和弹性部件的抵接状态的另 一例的图。该例中，弹性部件462的边缘462e位于通过图12A所示的第 一列和第二列的凸部列的正中间的B-B线上时，如图12C所示，属于第一 列的凸部441a的斜面的棱线443a和属于第二列的凸部441b的斜面的棱 线443b均与弹性部件462抵接。另一方面，在比其稍前的时刻，即弹性 部件462的边缘462e位于图12A所示的A-A线上时，如图12B所示，弹 性部件462的边缘462e只与属于第一列的凸部441a的斜面的棱线443a 抵接。进而，弹性部件462的边缘462e位于刚刚通过了图12A所示的B-B 线的C-C线上时，如图12D所示，弹性部件462的边缘462e只与属于第 二列的凸部441b的斜面的棱线443b抵接。这样一来，边缘462e的起伏变得更细小。其结果，边缘462e细小起伏地振动和边缘462e整体周期性 地上下动作相伴，能够防止调色剂向弹性部件462固粘，同时能够更加有 效地进行调色剂凝聚体的粉碎。
接着，关于将图9C所示的显影辊44的凸部441和凹部442的高低差 Gl及凹部442中的与弹性部件462的边缘462e之间的开口高度G2设定 成怎样的值即可进行说明。关于显影辊44的凸部441和凹部442的高低 差Gl，从担载1层以上的调色剂的必要性出发，优选设置成调色剂T的 体积平均粒径Dave以上。g卩，优选满足下式
Gl》Dave —(式1)。
另外，也可以考虑调色剂的粒径偏差，设定凸部441和凹部442的高 低差Gl，使其在调色剂T中的粒径最大的最大粒径调色剂的粒径以上。 在此，调色剂的最大粒径统计学上可以如下确定。即，在将调色剂T的个 数基准的50%粒子径设为D50、将其几何标准偏差设为o时，可以由下式 定义最大粒径Dm:
Dm=D50+3 o —(式2)。
这样一来，具有超过最大粒径Dm的粒径的调色剂的比率极小。若高 低差G1小，则粒径大的调色剂不能进入凹部442中， 一直残留在显影器 内，显影器内的调色剂的粒径分布逐渐地向大粒径侧转移从而变得不能用 于显影。与此相对，若将高低差G1设为最大粒径Dm以上，则能够将显 影器内收容的调色剂T所含有的调色剂粒子基本担载在凹部442中，能够
将显影器内的调色剂有效地使用到最后。即，只要设定成下式成立即可 GI>Dm=D50 + 3o —(式3)。
关于凹部442中的与弹性部件462的边缘462e之间的开口高度G2也 基本上一样，不过，为了提高调色剂凝聚体的粉碎效果及凹部442中的调 色剂的搅拌效果，优选短期内边缘462e较大程度向凹部442中突出。然 而，若边缘462e较大程度突出而到达凹部442的底，则有可能调色剂被 搔出无法确保足够的调色剂搬送量，或者在凹部442中调色剂被加压反而 凝聚。为此，至少需要即使在边缘462e最大程度突出的状态下，也在与 凹部442的底之间留有一定的空隙。S卩，最低限度要求满足下式
G2>0 —(式4)。另外，从确保足够的调色剂搬送量的观点出发，优选开口高度G2大，
与上述的凸部441和凹部442的高低差Gl同样，可满足下式 G2》Dave —(式5)
或
G2》Dm —(式6)。
不过，若开口高度G2过大，则会容许凝聚而大径化的调色剂凝聚体 担载在凹部442中，所以实际上优选最大也应限制在比调色剂最大粒径 Dm稍大的程度。
图13是表示该实施方式中的调色剂凝聚体粉碎效果的图。对于单体 而言，将具有图13的实线所示的粒径分布的调色剂填充到图1的图像形 成装置中，测定了显影辊44所担载的调色剂的粒径分布。其结果，从显 影辊44的旋转方向上的限制夹Nl的前面也就是上游侧的显影辊44的表 面采集的调色剂的粒径分布为虚线所示的曲线。根据该结果可知，大量担 载有调色剂单体中所不含的大粒径的粒子。可认为这是由于调色剂在显影 器内相互凝聚而形成凝聚体。另一方面，从通过了限制夹N1之后的显影 辊44的表面采集的调色剂的粒径分布在图13中如单点划线所示，与限制 夹之前相比大粒径的粒子的比例减少，峰值向小粒径侧转移，接近调色剂 单体的分布。由此可确认，本实施方式的限制板46的调色剂凝聚体的粉 碎有效地发挥作用。
图14A及14B是表示显影辊表面结构的另一例的图。上述实施方式 中，各凸部441相对于其顶面的对角线形成对称的形状，不过也可以代替 该形状将凸部441形成周方向上非对称的形状。在该变形例的显影辊144 中，如图14A所示，连接凸部1441和凹部1442的斜面的梯度在显影辊 144的旋转方向D14上，在凸部1441的前方和后方有所不同。具体而言， 将旋转方向D14上的凸部1441的前方侧也就是先进入限制夹的一侧的斜 面1444的梯度表示为角度a，将凸部1441的后方侧也就是后进入限制夹 的一侧的斜面1445的梯度表示为角度P， (3大于oc。这样一来，能够获得 如下优点。
如图14B所示，随着显影辊144的旋转，弹性部件462的边缘462e 从属于一个凸部列的凸部1441a朝向属于下一凸部列的凸部1441b移动时，由于先抵接的凸部1441a的后方侧斜面1445a急剧，所以由于弹性变 形而蓄积在弹性部件462的前端的弹性能量骤然释放，迅速向原来的形状 复原。该情况能够加强向调色剂的打击力，起到提高粉碎作用的效果。这 样，关于各凸部的斜面中的显影辊旋转方向上的凸部的后方侧的斜面，通 过加剧其梯度，能够提高调色剂凝聚体的粉碎效果。
另一方面，相对于接着抵接的凸部1441b的斜面1444b，朝向凹部突 出的弹性部件462的边缘462e与之抵接，并越到该斜面上，前端部弹性 变形。此时，如果斜面的梯度小，则弹性部件462的前端朝向凸部1441b 的顶面被更加顺利地引导，不会在边缘462e与斜面1444b碰撞时缺损， 或者相对于显影辊144的旋转成为大的阻力。即，关于这种显影辊旋转方 向上位于凸部的前方的斜面，通过使其梯度平缓，能够防止弹性部件的缺 损，并且能够减少来自显影辊的驱动机构(省略图示)的负载扭矩。
其次，对弹性部件462的边缘462e所成的宽度方向(X方向)的线 从理想的直线偏离时的效果进行探讨。
图15A、 15B及15C是表示弹性部件的边缘所成的线的图。弹性部件 462的边缘462e在显影辊44的表面附近所成的线如图15A所示，理想的 是沿着宽度方向(X方向)延伸的直线E1。然而，在由弹性材料构成的弹 性部件462中，以这种理想的直线状形成边缘必然不容易。S卩，有时成为 如图15B所示的线E2那样从X方向稍微倾斜(螺旋)的线，或如线E3 那样弯曲，或如线E4那样蜿蜒，或者将它们组合等从理想的直线El偏离。 能够将这种边缘的偏离量容许到何种程度是一个问题。
出于创造出显影辊44的旋转中在宽度方向上将边缘462e的整体从与 凸部441顶面的压接中释放出来的期间的观点，只要存在边缘整体进入图 7A所示的两个凸部延长面Sl及S2之间的期间即可。由此可知，不管边 缘462e所描绘的线的形状如何，只要如图15C所示，显影辊44在旋转方 向D4上位于该线E5上的最前方的点Pel和同方向上位于该线E5上的最 后方的点Pe2之间的周方向(Y方向)上的位置之差L6比属于周方向(Y 方向)上相邻的两个凸部列的各凸部441间的沿着周方向的间隔L5小即 可。
再有，作为实际问题，只要存在宽度方向上某一较大区域内边缘462e整体从与凸部441顶面的压接中释放出来的期间，就能够得到调色剂凝聚
体的粉碎效果，所以无需在边缘462e的整个区域内上述的关系均成立。 即，只要相对于宽度方向上延伸的边缘462e所成的线的整体，在规定宽 度(例如数cm左右)的区间内上述关系成立，在实用上就能够得到足够 的调色剂凝聚体粉碎效果。
如上所述，在该实施方式中，以凸部441的顶面假想地在宽度方向上 延长而得到的凸部延长面在宽度方向上属于同一凸部列的各凸部之间相 互重合而在属于不同凸部列的凸部之间不重合的方式，在显影辊44的表 面设有凸部441及凹部442。并且，限制板46上设置的弹性部件462的边 缘462e压接于显影辊44的表面。并且，通过在该状态下使显影辊44旋 转，从凸部441去除调色剂且不会对调色剂施加过度的压力，抑制调色剂 凝聚体的生成。另外，反复弹性变形和复原且使边缘462e整体上下动作， 由此能够防止调色剂向弹性部件462固粘，并且即使调色剂形成凝聚体也 能够将其粉碎。因此，在该实施方式中，能够预防调色剂凝聚体的生成所 引起的来自显影器的调色剂的泄漏、飞散、发黑、结膜等问题的产生。
再有，上述实施方式中使用的调色剂的粒径没有特别限定，不过，在 使用小粒径的调色剂时得到的效果特别显著。在此所说的"小粒径调色剂" 是指例如其体积平均粒径为5pm以下程度的调色剂。若调色剂粒子径小， 则作用于调色剂的范德瓦尔斯力大，特别是在粒子径为5pm以下时该倾 向显著。在这种调色剂中，非常容易引起范德瓦尔斯力所导致的向显影辊 44的附着、调色剂彼此的凝聚。进而，作为为了提高调色剂的流动性而添 加到母粒子中的添加剂使用例如混合了二氧化硅及二氧化钛之类的不同 种类的物质的添加剂时，有时添加剂的凝聚体成核而导致调色剂的凝聚。 通过在使用这种调色剂的装置中形成上述的结构，能够有效地防止调色剂 的凝聚所引起的泄漏、飞散、图像缺损等问题。
如以上所说明，在上述实施方式中，感光体22及显影辊44分别作为 本发明的"像担载体"及"调色剂担载辊"发挥作用。另外，限制板46 作为本发明的"限制机构"发挥作用，弹性部件462相当于本发明的"弹
性抵接体"。
再有，本发明并不限定于上述实施方式，只要不脱离其宗旨可在上述记载之外进行各种变更。例如，上述实施方式的显影辊44的凸部441形 成为大致菱形，不过并不限定于此，例如也可将凸部形成为圆形及三角形 等其他形状。
另外，上述实施方式的显影辊44为金属制的圆筒，不过，对于具有
由除此之外的材质形成的显影辊的装置也能够应用本发明。不过，根据本 申请发明人的实验确认，在使用金属制或对非金属实施金属镀敷的显影辊 等表面由导电性材料形成的显影辊时，应用本发明的效果显著。在这一点 上，对于具备通过在例如橡胶及树脂制的圆筒上分散碳黑及金属微粉末等 导电性材料而具备导电性的显影辊的装置，本发明也有效。
另外，上述实施方式中的限制板46是在金属制的板状部件461上安 装有树脂制的弹性部件462，不过，并不限定于这样的结构。例如，也能 够使用金属板上树脂镀层的结构。另外，未必需要导电性，所以也可以全 部为树脂制。
另外，上述实施方式的图像形成装置，是在旋转式显影单元4上安装 了显影器4K等的彩色图像形成装置，不过，本发明的应用对象并不限定 于此。例如，本发明也能够应用于沿着中间转印带排列多个显影器的所谓 串联方式的彩色图像形成装置及只具备一个显影器而形成单色图像的单 色图像形成装置。
权利要求
1. 一种显影装置，具备调色剂担载辊，其形成为大致圆筒形状，在其表面担载由带电调色剂构成的调色剂层的同时旋转；和限制部件，其与所述调色剂担载辊的表面抵接来限制担载于所述调色剂担载辊的表面的调色剂层；所述限制部件具备弹性抵接体，该弹性抵接体由弹性体形成，且具有在与所述调色剂担载辊的旋转轴平行的宽度方向上延伸的边缘部，并且该边缘部压接于所述调色剂担载辊的表面，并且，在所述调色剂担载辊的表面，沿着与该辊的旋转轴平行的宽度方向排列成一列的多个凸部所构成的凸部列，在与所述宽度方向正交且沿着所述调色剂担载辊的周面的周方向上设置多列，并且所述凸部的顶面相互构成同一圆筒面的一部分，而且，对于各个所述凸部而言，在将该凸部的顶面沿所述宽度方向延伸而获得的构成所述圆筒面的一部分的假想的面定义为该凸部的凸部延长面时，属于同一所述凸部列的所述凸部之间，所述凸部延长面彼此相互重叠，而属于相互不同的所述凸部列的所述凸部之间，所述凸部延长面彼此不重叠。
2. 根据权利要求1所述的显影装置，其特征在于， 所述弹性抵接体的所述边缘部与所述调色剂担载辊的表面中的围绕所述凸部的凹部对置的状态下，所述边缘部与所述凹部的间隔大于零。
3. 根据权利要求2所述的显影装置，其特征在于， 所述弹性抵接体的所述边缘部与所述凹部对置的状态下，所述边缘部与所述凹部的间隔大于调色剂的体积平均粒径。
4. 根据权利要求3所述的显影装置，其特征在于， 所述弹性抵接体的所述边缘部与所述凹部对置的状态下，所述边缘部与所述凹部的间隔大于调色剂的最大粒径。
5. 根据权利要求1 4中任一项所述的显影装置，其特征在于， 所述弹性抵接体的端面中所述调色剂担载辊的旋转方向的上游侧端面，相对于所述调色剂担载辊的表面大致垂直地屹立。
6. 根据权利要求1 4中任一项所述的显影装置，其特征在于，所述弹性抵接体的所述边缘部中，所述调色剂担载辊的旋转方向上最 前方的最前部与最后方的最后部之间的所述周方向上的位置之差，小于相 邻的两个所述凸部延长面在所述周方向上的间隔。
7. 根据权利要求1 4中任一项所述的显影装置，其特征在于， 所述弹性抵接体与所述调色剂担载辊抵接而形成的限制夹在周方向上的宽度，小于分别属于所述周方向上相邻的所述凸部列的两个所述凸部 的间隔。
8. 根据权利要求1 4中任一项所述的显影装置，其特征在于， 在所述周方向上相邻的两个所述凸部列之间，各凸部在所述宽度方向上的位置相互不同。
9. 根据权利要求1 4中任一项所述的显影装置，其特征在于， 在所述调色剂担载辊中，连接所述凸部和所述凹部的侧面部的法线具有远离所述调色剂担载辊的旋转轴的方向的成分。
10. 根据权利要求9所述的显影装置，其特征在于， 对于所述侧面部的梯度而言，在所述调色剂担载辊的旋转方向上所述凸部的后方侧比该凸部的前方侧急剧。
11. 根据权利要求1 4中任一项所述的显影装置，其特征在于， 所述调色剂的体积平均粒径为5pm以下。
12. —种图像形成装置，具备 担载静电潜像的像担载体；调色剂担载辊，其形成为大致圆筒形状且与所述像担载体对置配置， 在表面担载由带电调色剂构成的调色剂层的同时旋转；和限制部件，其与所述调色剂担载辊的表面抵接来限制担载于所述调色 剂担载辊的表面的调色剂层；所述限制部件具备弹性抵接体，该弹性抵接体由弹性体形成，且具有 在与所述调色剂担载辊的旋转轴平行的宽度方向上延伸的边缘部，并且该 边缘部压接于所述调色剂担载辊的表面，并且，在所述调色剂担载辊的表面，沿着与该辊的旋转轴平行的宽度方向排列成一列的多个凸部所构成的凸部列，在与所述宽度方向正交且沿着所述 调色剂担载辊的周面的周方向上设置多列，并且所述凸部的顶面相互构成 同一圆筒面的一部分，而且，对于各个所述凸部而言，在将该凸部的顶面沿所述宽度方向延伸而获 得的构成所述圆筒面的一部分的假想的面定义为该凸部的凸部延长面时， 属于同一所述凸部列的所述凸部之间，所述凸部延长面彼此相互重叠，而 属于相互不同的所述凸部列的所述凸部之间，所述凸部延长面彼此不重 叠。
13. —种图像形成方法，是将形成为大致圆筒形状且在表面担载由带 电调色剂构成的调色剂层的同时旋转的调色剂担载辊与担载静电潜像的 像担载体对置配置，通过调色剂使所述静电潜像显影的图像形成方法，在所述调色剂担载辊的表面，将沿着与该辊的旋转轴平行的宽度方向 排列成一列且其顶面相互构成同一圆筒面的一部分的多个凸部所构成的 凸部列，在与所述宽度方向正交且沿着所述调色剂担载辊的周面的周方向 上设置多列，并且，对于各个所述凸部而言，在将该凸部的顶面沿所述宽 度方向延伸而获得的构成所述圆筒面的一部分的假想的面定义为该凸部 的凸部延长面时，在属于同一所述凸部列的所述凸部之间，使所述凸部延 长面彼此相互重叠，而在属于相互不同的所述凸部列的所述凸部之间，使 所述凸部延长面彼此不重叠，使所述限制部件具备弹性抵接体，该弹性抵接体由弹性体形成，且具 有在与所述调色剂担载辊的旋转轴平行的宽度方向上延伸的边缘部，在使所述边缘部与所述调色剂担载辊的表面抵接来限制担载于所述 调色剂担载辊的调色剂的量的同时，通过该调色剂使担载于所述像担载体 的静电潜像显影。
全文摘要
本发明提供一种使用表面设置有凹凸的调色剂担载辊的显影装置及图像形成装置以及方法，预防调色剂凝聚体的生成所引起的调色剂的泄漏、飞散、发黑等问题。显影辊(44)表面设置的凸部中，分别属于相邻的凸部列的凸部(441a、442a)的顶面假想地沿宽度方向(X)延长而形成的凸部延长面彼此不相互重叠。设置在限制部件(46)上且压接于一凸部(441a)的顶面的弹性部件(462)的边缘(462e)移动到另一凸部(441b)的顶面期间，存在边缘(462e)临时不与任一凸部顶面接触的期间。此时，边缘(462e)朝向凹部(442)突出，所以，随着显影辊(44)的旋转，边缘(462e)周期性上下动作，使进入凹部(442)的调色剂凝聚体破碎。
文档编号G03G15/08GK101452245SQ200810178869
公开日2009年6月10日 申请日期2008年12月4日 优先权日2007年12月5日
发明者前田将宏, 山田阳一, 福元贵智 申请人:精工爱普生株式会社