CN101271302B - 图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像形成装置，其包括：感光体，形成潜影；显影辊，用第一偏压使所述感光体上形成的潜影显影；磁辊，用双成分显影剂形成磁刷，用第二偏压在所述显影辊上形成调色剂薄层。所述显影辊由表面经高电阻化处理的铝制成。设所述调色剂薄层的厚度为T，所述第一交流偏压的负荷比为D1，在以调色剂从所述显影辊往所述感光体的方向的电压的施加期间为正来求出该负荷比D1的情况下，厚度T及负荷比D1满足下式关系：7μm≤T≤13μm，35％≤D1≤70％。

Description

图像形成装置

技术领域

本发明涉及采用具有磁性载体和非磁性调色剂的双成分显影剂的电子照相方式的图像形成装置。

背景技术

在图像形成装置的显影方式中，有使用调色剂和载体的双成分显影方式和不使用载体的单成分显影方式。双成分显影方式的优点是，载体使调色剂的带电性优异，寿命长，但也存在显影装置大且复杂以及因载体的耐久性造成画像质量变化等的缺点。而非磁性单成分显影方式，虽然显影装置紧凑，而且点的再现性也优异，但是显影辊、补给辊的耐久性一般都较低，因要定期地更换显影装置，所以消耗品的费用高。此外，可以显影的具有带电特性的调色剂的向显影辊的供给性，并不适合于高速处理机，所以在图像形成的高速化方面上存在问题。

发挥上述两种显影方式特点的所谓落地(touchdown)显影方式也是公知的。落地显影方式使用具有调色剂和载体的双成分显影剂，用具有充分带电的调色剂的磁刷在显影辊上形成调色剂层，用保持在显影辊上的调色剂使形成在感光体上的静电潜影以非接触方式显影。

落地显影方式是可以高速形成图像的显影方式，可适用于如下方式等的显影装置：在感光体上依次形成多个彩色图像的单鼓颜色重叠方式；并排配置多个电子照相处理部件，与转印部件(纸)的输送同步，形成彩色图像，在转印部件上进行颜色重叠的串列(tandem)方式；以及将多个电子照相处理部件并排配置于中间转印部件(转印带)，在中间转印部件上进行颜色重叠的串列方式。

其中，串列方式的图像形成装置，由于并排配置多个电子照相处理部件，因此，如显影辊和磁辊相对于感光体横向配置，则电子照相处理部件本身的宽度变大，不利于小型化。为此，有如下的图像形成装置方案：把构成电子照相处理部件的显影辊和磁辊配置在感光体的上方或下方，使显影装置构成为纵向型式，实现小型化。

作为涉及这种技术的现有技术，美国专利第3,929,098号公报(第2栏第10行～43行)公开了如下一种显影装置：用磁辊使显影剂进至施主辊(显影辊)，将调色剂送到该施主辊上，形成调色剂薄层。可是，该方式中，调色剂的带电控制复杂，需要将高的表面电位和大的显影电场施加于感光体。此外，由于难以刷新施主辊上的未显影调色剂，因此，若施主辊上产生调色剂的消耗区域和非消耗区域，则该施主辊上的调色剂的附着状态和调色剂的电位差就会产生波动。该波动容易导致产生前面的显影图像的一部分在接着的显影时显现出残留图像(重影)的现象、所谓的滞后现象的问题。

为了解决该问题，特开2003-21961号公报和特开2003-21966号公报公开了一种显影装置，它包括：磁辊，在内部固定有保持由具有载体和调色剂的双成分显影剂所形成的磁刷的磁极构件；显影辊，通过保持在磁辊上的磁刷的滑擦，形成调色剂薄层；以及电源，在显影辊和感光体之间形成交流偏压。该显影装置中，利用所述交流偏压，用从显影辊上形成的调色剂薄层飞出的调色剂，使感光体上的潜影显影，以避免产生灰雾，并且防止在显影时产生重影。可是，该方式中，为了使显影辊和感光体之间形成的交流偏压和分别施加于显影辊和磁辊的直流偏压等取得平衡，而需要高精度的控制。

此外特开2003-280357号公报公开了一种显影装置，它具有与上述相同的磁辊和显影辊，对显影辊施加重叠了直流偏压的交流偏压。其中，通过把交流偏压的负荷比设定为10～50％，来增大调色剂从显影辊向磁辊的拉回(回收)，以消除调色剂对显影辊的污染。可是，该方式的显影装置中，为了使施加于显影辊的交流偏压和分别施加于显影辊和磁辊的直流偏压等取得平衡，而需要高精度的控制，所以希望有可充分地进一部控制精度的技术。

此外，特开2001-134050号公报中公开了一种显影装置，它使用单成分显影剂，具有与感光体接触的显影辊和与显影辊接触的供给辊，用供给辊把调色剂提供给显影辊，在显影辊上用限制刮板摩擦带电，使调色剂成为薄层状态，使感光体上的潜影显影。该装置中，通过对显影辊施加交流电压，来防止低浓度图像和细线图像难以显影的问题以及因调色剂带电量上升而产生的浓度不均的问题，并且容易把显影未消耗的调色剂刮落(回收)。但是，存在如下问题：若形成显影电场的显影辊的交流电压增高，则产生灰雾，若降低，则显影未消耗的调色剂的刮落效果变差。为了解决该问题，对供给辊也施加交流电压，将两者的交流电压设定为频率相同而相位不同。可是，该方式中，若显影装置是感光体和供给辊与显影辊接触的采用单成分显影剂的形式的显影装置，那么，当把这样的感光体与显影辊接触形式的显影装置用于串列式的图像形成装置时，会引起转印带的转矩变动，有可能助长串列方式的缺点的套色不准。

所以特开2005-242281号公报公开了一种显影装置，它设置有：磁辊，在内部固定有保持磁刷的磁极构件；显影辊，通过保持在该磁辊上的磁刷的滑擦，形成调色剂薄层；电源，在该显影辊上形成交流偏压；以及另一个电源，在磁辊上形成与所述交流偏压频率相同、相位相反、而且由负荷比反转的矩形波构成的交流偏压。该装置使显影辊的交流偏压和磁辊的交流偏压的电位差加大，从而容易在显影辊上形成调色剂薄层，容易从显影辊回收调色剂。该显影装置例如即使应用在串列式的图像形成装置中，也可在不对感光体和显影辊之间的电位差作任何变更的情况下，保持显影性能，使显影辊和感光体之间以及显影辊和磁辊之间形成的各偏压取得平衡。

可是，为了对应于近年的图像形成装置的印刷高速化、装置的更小型化、图像的更高质化，而要求感光体高转速及小直径化、以及调色剂颗粒直径的小直径化。若通过感光体的小直径化或高转速以及显影辊的小直径化，使经过显影区域的时间变短，那么，为了提高在感光体上的显影性，就必须增大显影电场，或使显影辊的调色剂附着力降低。此外若通过显影辊的小直径化、高转速以及磁辊的小直径化，使经过调色剂层形成区域的时间变短，那么，就必须增强从显影辊回收调色剂的电场，同时降低向显影辊的附着力。此外，若使调色剂颗粒直径小直径化，那么，同样需要抑制调色剂向显影辊表面的附着力的增大，同时必须在感光体和显影辊之间形成强电场，增大使调色剂从显影辊飞向感光体的力，此外也必须增强在显影辊和磁辊之间从显影辊向磁辊回收调色剂的电场。

可是，由于施加于显影辊和磁辊的偏压在显影辊和磁辊之间成为合成偏压，因此，为保持显影性、回收性，抑制放电而可以施加的偏压，其相位、周期、波形等都受到限制，因而有碍于小型化和高速化。具体地说，显影辊上的调色剂，在由磁刷供给到显影辊后，还随着显影辊的转动，与磁刷多次接触，每次都受到施加在磁刷和显影辊之间的电场作用。因此，当由于高速化等而增强供给到该显影辊侧的方向的电场时，调色剂容易牢固地附着在显影辊上，在从显影辊向感光体显影时造成妨碍，而且从显影辊向磁辊的回收也变得困难等，使在显影辊和感光体之间形成的偏压和在显影辊和磁辊之间形成的偏压平衡的范围进一步变窄。

这样，若增强电场，就会发生从显影辊放电，但因随着印刷张数增加而造成的磁刷的疏密变化，也发生放电。为了防止该放电现象，需要在显影辊的表面上形成高电阻层。作为形成高电阻层的方法，日本专利公开公报特开2003-35992号公开了在材质为铝的显影辊表面上实施铝阳极化处理(alumite)膜的方法。所述铝阳极化处理膜，在硫酸水溶液中进行阳极氧化，用醋酸镍进行封孔处理来形成。

铝阳极化处理膜的介电常数高，相对于外部施加电场或调色剂产生的电场，在其内侧激发电荷，具有容易用电来保持调色剂颗粒的倾向，调色剂附着性高，容易受相对于显影间隙的颜色不均而引起的图像浓度的变动。此外，在用醋酸镍封孔处理的表面上，现出称之为封孔处理特有的吹粉的现象。作为该吹粉的成分，有醋酸、铝、镍等，然而，因醋酸等的离子，有可能增加调色剂对显影辊的附着性。特别是在吹粉不均匀地产生时，随着该不均匀而产生图像不均。尤其是在混合显影方式中，调色剂对显影辊的附着性，会影响到向感光体的显影性和从显影辊向磁辊的调色剂的剥离性(回收性)，容易对图像质量造成影响。

以上例举的专利文献的技术，在要求感光体的高转速和小直径化、以及调色剂颗粒直径小直径化的显影处理中，难以在使调色剂在显影辊上的附着性保持良好状态下，使显影辊和感光体之间形成的偏压和显影辊和磁辊之间形成的偏压取得平衡，难以因应显影辊上的调色剂薄层的形成以及从显影辊的调色剂回收，使感光体上的显影性提高。

发明内容

本发明的目的在于，既使调色剂在显影辊上的附着性良好，又使显影辊和感光体之间形成的偏压与显影辊和磁辊之间形成的偏压容易地取得平衡；以及，使显影辊上的调色剂薄层形成及显影辊的调色剂回收良好地进行，提高感光体上的显影性，抑制图像不均等图像不良。

为了达到上述目的，涉及本发明一技术方案的图像形成装置，包括：感光体，形成潜影；显影辊，用第一偏压使所述感光体上形成的潜影显影；磁辊，用具有载体和调色剂的双成分显影剂形成磁刷，用第二偏压在所述显影辊上形成调色剂薄层；以及偏压施加部，对所述显影辊及所述磁辊施加偏压，其中，所述显影辊的基体用铝制成，其表面在酸的水溶液中进行阳极氧化处理，在用醋酸镍溶液进行封孔处理后进行酸清洗，用含氟微细颗粒进行表面处理，所述第一偏压包括矩形波的第一交流偏压，设所述调色剂薄层的厚度为T，所述第一交流偏压的负荷比为D1，在以调色剂从所述显影辊往所述感光体的方向的电压的施加期间为正来求出该负荷比D1的情况下，厚度T及负荷比D1满足下式关系：7μm≤T≤13μm，35％≤D1≤70％。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的图像形成装置整体构成的简图。

图2是表示所述图像形成装置使用的显影装置的构成的侧断面图。

图3是显影装置的模式图。

图4A、4B是表示施加于显影装置的显影辊及磁辊的电源的偏压波形的图。

图5A、5B是表示分别向显影装置的显影辊和感光体、以及显影辊和磁辊施加的交流偏压波形和直流偏压波形的图。

图6是表示相对于显影装置的负荷比的图像浓度的图。

图7是表示相对于显影装置的负荷比的图像不均的图。

图8是表示相对于交流偏压的频率的图像浓度的图。

图9是表示相对于交流偏压的频率的图像不均的图。

图10是表示相对于显影装置的显影辊的表面处理的图像不均的图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的实施方式进行说明。本发明不限于以下的实施方式，以下的实施方式只表示本发明的优选实施方式。此外，本发明的用途、或在此使用的术语等并不限定其本身。

图1是表示本发明实施方式的图像形成装置20整体构成的简图。图像形成装置20包括对应黑色(B)、黄色(Y)、青色(C)和品红色(M)各种颜色来设置的转动自如的感光体3a～3d。形成感光体3a～3d感光层的感光材料例如使用非晶态硅感光体或有机感光体(OPC感光体)。

在各感光体3a～3d的周围，配置有显影器11a～11d、光学曝光器12a～12d、带电器13a～13d和清洁装置14a～14d。显影器11a～11d具有显影辊和装有各种颜色调色剂的容器。曝光单元12根据从计算机等输入到图像输入部(图中没有表示)的原稿图像数据，从光学曝光器12a～12d把激光束照射到感光体3a～3d上。

图像形成装置20还包括中间转印带17、一次转印辊26a～26d、二次转印辊23和清洁辊24。中间转印带17张紧架设在张力辊6、驱动辊25和从动辊27上。各感光体3a～3d与中间转印带17接触，沿中间转印带17的输送方向(图1中箭头方向)从上游一侧起彼此相邻排列。各一次转印辊26a～26d配置成隔着中间转印带17与各感光体3a～3d相对，并与中间转印带1 7接触。二次转印辊23配置成隔着中间转印带17与驱动辊25相对，并与中间转印带17接触。清洁辊24隔着中间转印带17与从动辊27相对，并与中间转印带17接触。

中间转印带17具有作为基底材料的弹性带、设置在其表面上的氟树脂层、隔着弹性带设置在与氟树脂层相反一侧的增强用树脂层。增强用树脂层有效地防止因弹性带的伸缩造成的转印错动。但中间转印带17并不限于此，其也可以是单层树脂薄膜结构。一次转印辊26a～26d和二次转印辊23可以由发泡EPDM(ethylene propylene diene monomer，三元乙丙橡胶)等导电橡胶制成。清洁辊24也可以使用清洁刮板或清洁刷等来替代辊。

一旦开始图像形成操作，各感光体3a～3d绕图1中的逆时针方向转动，各带电器13a～13d使各感光体3a～3d表面均匀带电，然后各光学曝光器12a～12d根据图像数据向各感光体3a～3d表面照射光，在各感光体3a～3d表面上形成静电潜影。然后通过施加于各显影器11a～11d的显影辊的显影偏压，使各种颜色的调色剂附着在各感光体3a～3d表面形成的静电潜影上，形成调色剂像。

在各感光体3a～3d表面上形成的各种颜色的调色剂像，通过施加一次转印偏压电位(与调色剂的带电极性相反的极性)的一次转印辊26a～26d，对向图1中箭头方向输送的中间转印带17依次进行一次转印，使颜色重叠，在中间转印带17上形成全彩色的调色剂像。

图像形成装置20还具有输送纸P的送纸部22和把调色剂像定影到纸P上的定影器18。送纸部22把堆放在供纸盒21中的纸P逐张抽出，由输送辊22a、22b、对准辊22c、22d把纸P在中间转印带17和二次转印辊23之间输送。通过施加二次转印偏压电位(与调色剂的带电极性相反的极性)的二次转印辊23，把在中间转印带17上形成的全彩色调色剂像二次转印到纸P上。

转印了全彩色调色剂像的纸P被输送到定影器18，用定影辊进行加热和加压，把调色剂像定影在纸P的表面上，形成全彩色图像。形成有全彩色图像的纸P，由排出辊19a、19b排出到装置主体外。

没有从各感光体3a～3d一次转印到中间转印带17上而残留在各感光体3a～3d上的调色剂，用清洁装置14a～14d去除。其后，用图中省略的除电器去除残留在感光体3a～3d表面上的电荷。此外，没有从中间转印带17二次转印到纸P上而残留下来的调色剂，用施加清洁偏压电位(与调色剂的带电极性相反的极性)的清洁辊24去除，以准备下一图像形成。

图2是表示显影器11a构成的侧断面图。此外，在下面的说明中，对与图1的感光体3a相对的显影器11a的构成和动作进行说明，由于显影器11b～11d的构成和动作与11a相同，故省略其说明。

显影器11a在其内部有磁辊1、显影辊2、第一搅拌螺旋桨31a和第二搅拌螺旋桨31b。显影器11a把由调色剂和载体构成的双成分显影剂提供给感光体3a。

第一、第二搅拌螺旋桨31a、31b把从图中没有表示的调色剂贮存器提供的调色剂与载体混合后搅拌，使调色剂和载体带电。利用由该带电的调色剂和载体构成的显影剂，在磁辊1上形成磁刷。磁刷以一定的层厚与显影辊2接触，通过在磁辊1和显影辊2之间施加的偏压，在显影辊2上形成调色剂薄层。通过在显影辊2和感光体3a之间施加的偏压，调色剂从显影辊2上的调色剂薄层飞向感光体3a，送出的调色剂附着在感光体3a表面上形成的静电潜影上，形成调色剂像。其中，施加在显影辊2和感光体3a之间的偏压为第一偏压，施加在显影辊2和磁辊1之间的偏压为第二偏压。

下面用图3的显影装置的模式图对显影器11a进行详细说明。图中除表示了磁辊1、显影辊2和感光体3a以外，还表示了承载在磁辊1上的载体4及调色剂5(显影剂层)、限制磁辊1上的显影剂层厚的限制刮板9、在磁辊1上形成的磁刷10、在显影辊2上的调色剂薄层6、第一电源7和第二电源8。如图3所示，磁辊1和显影辊2向逆时针方向转动，感光体3a向顺时针方向转动。

如上所述，感光体3a可以使用由非晶态硅(a-Si)感光体、有机感光体(OPC)等构成的鼓。感光体3a的感光材料使用a-Si感光体的情况下，具有其表面的曝光后电位为20V以下的非常低水平的特征，不过，若使其膜厚变薄，则饱和带电电位降低，到达绝缘破坏的耐压降低。另一方面，形成潜影时感光体3a表面的电荷密度增加，有提高显影性能的倾向。该特性，在介电常数为约10左右的高a-Si感光体中，当膜厚在25μm以下，更理想的是在20μm以下时特别显著。

在感光体3a使用带正电的有机感光体(OPC)的情况下，带正电的有机感光体(正OPC)，少产生臭氧等，带电稳定，特别是单层构造的带正电的有机感光体，即使在因长期使用而膜厚发生了变化的情况下，感光特性的变化小，图像质量也稳定，因此适合用于寿命长的系统。若把带正电的有机感光体用于寿命长的系统中，为了把残留电位设定在100V以下，而把感光层的膜厚设定在25μm以上以及增加电荷发生材料的添加量特别重要。特别是单层构造的OPC，通过在感光层中添加电荷发生材料，即使感光层的膜厚减薄，灵敏度的变化也小，较有利。

若感光体3a的圆周速度设定在180mm/sec以上，感光体3a的带电、曝光、显影和除电等过程的时间就变短，可以提高图像形成装置20的印刷速度。另一方面，通过圆周速度的高速化，作用于显影辊2上的调色剂薄层6中的调色剂5的显影电场的施加时间变短，因而需要进一步提高显影性。因此，降低调色剂5向显影辊2的附着力或增强显影电场或延长显影电场的施加时间便变得重要。有关这些将在后面叙述。

为了避免选择显影性，规定调色剂5的粒度分布是重要的。通常，调色剂5的粒度分布宽度，用粒度分析仪(Multisizer III)(贝克曼库尔特(Beckman Coulter)公司制)的孔径100μm(测量范围2.0～60μm)进行测量。粒度分布宽度用其体积分布平均颗粒直径和个数分布平均颗粒直径的比率表示。为了防止选择显影，重要的是使该比率减小。如果分布宽，则在连续印刷时在显影辊2上堆积粒度比较小的调色剂5，使显影性降低。

公知的是，为了提高图像质量，一般要减小调色剂体积平均颗粒直径。公知的还有，若使调色剂体积平均颗粒直径减小，由于范德华力的影响变大，向显影辊2的附着力就增加，把调色剂5从载体4剥离或从显影辊2表面剥离就变得困难。因此，在本实施方式中，调色剂5的体积平均颗粒直径Dt规定为在4μm≤Dt≤7μm的范围。如果Dt没有达到该范围的下限，由于附着力过大，显影性和从显影辊的调色剂回收性不理想。相反，如果Dt超过该范围的上限，一点再现性变得困难，难以达到高的图像质量。

此外，调色剂5的个数粒度分布的CV(coefficient of variation)值规定为25％以下便可。如果CV值超过该范围，由于颗粒直径的分布宽，选择显影性变得显著，不理想。若个数粒度分布中的CV值在22％以下则更理想。

载体4可以使用四氧化三铁载体、Mn系铁氧体载体、Mn-Mg系铁氧体载体、Cu-Zn系载体、把磁性体散布在树脂中的树脂载体等，也可以使用在不提高适当的电阻值的范围内进行表面处理。载体4具有回收显影辊2上的显影残留调色剂和提供其后的调色剂的作用，若是体积固有电阻率为10⁶Ωcm～10¹⁴Ωcm范围的载体4，可用磁刷10把显影辊2和磁辊1之间的夹缝中牢固地静电附着的调色剂5剥离，提供显影所需要的调色剂5。

通过减小载体4的重量平均颗粒直径，增加磁刷10的密度，使显影辊2上的调色剂薄层6的层厚薄、密度高，可以提高图像质量。可是，若减小载体4的重量平均颗粒直径，则载体4的保持能力变弱，为此，若增加显影辊2和磁辊1之间的偏压，则发生载体飞散。所以把载体4的重量平均颗粒直径Dc规定在25μm≤Dc≤45μm的范围就可以。若使用小颗粒直径的调色剂5，由于载体4的重量平均颗粒直径Dc在45μm以下，因此可以在显影辊2上形成致密的调色剂薄层6，得到更高图像质量的图像。另一方面，若重量平均颗粒直径Dc小于25μm，则容易发生载体飞散，不理想。

显影辊2承载由从磁刷10提供的调色剂5形成的调色剂薄层6，使调色剂5从调色剂薄层6飞向感光体3a，让感光体3a上的静电潜影显影。显影辊2的基体用具有均匀导电性的铝制成，为具有表面经过高电阻化处理的处理层的套筒，构成辊的外圆周。

所述套筒的处理层，通过把套筒的表面在酸的水溶液中进行阳极氧化处理，用醋酸镍溶液进行封孔处理后，进行酸(硫酸)清洗，然后用氟微细颗粒或/和含氟微细颗粒进行表面处理，予以形成。通过形成该处理层，由于可以降低调色剂在显影辊2上的附着性，因此调色剂5容易从显影辊2飞起，可以提高显影性，此外也可以提高调色剂从显影辊2向磁辊1的剥离性(回收性)。显影辊2的轴部上连接有第一电源7。在转动的显影辊2和感光体3a之间，作用有使第一电源7的直流和交流重叠的偏压，提高对感光体3a上的潜影的显影性。

显影辊2通过在表面上整个面均匀涂敷树脂涂层，可以确保漏电极限(leak margin)。作为树脂涂层，涂敷调色剂5的分离性良好的氟树脂或聚氨酯系树脂更为有效。在调色剂5带正电的情况下，通过使用相同极性的聚氨酯系树脂，可以用更低的电压在感光体3a上显影，即使在使用膜厚20μm以下的薄膜非晶态硅感光鼓的情况下，也可以抑制漏电(leak)，抑制感光鼓的黑点等不利情况。

存在于显影辊2表面部分上的经过高电阻化处理的处理层，较为理想的是，具有与调色剂5相同极性的带电性。例如在显影辊2表面上涂敷了氟树脂的情况下，由于调色剂5具有正极性时，处理层为相反的极性，因此会产生静电的附着力。所以，通过在经过高电阻化处理的处理层上使用与调色剂5相同极性的材料，可以使处理层与调色剂5的结合性降低。这种情况下，较为理想的是，从10⁵Ω·cm≤pv≤10⁹Ω·cm的范围选择显影辊2表面(处理层)的固有电阻值pv。把pv规定在该范围内，可使显影辊2上的调色剂5容易飞向感光体3a，提高显影性，而且调色剂5从显影辊2向磁辊1的剥离性(回收性)良好。

较为理想的是，从0.4μm≤Ra≤1.5μm的范围选择显影辊2表面的算术平均粗糙度Ra。通过规定在该范围，可以在显影辊2上形成致密的调色剂薄层6，抑制图像不均，此外由于调色剂5向显影辊2的附着性降低，因此可以抑制图像浓度不良以及重影现象。算术表面粗糙度Ra小于0.4μm时，若把负荷比设定得较低，则形成不了致密的调色剂薄层6，有可能产生图像不均。相反，如算术表面粗糙度Ra大于1.5μm，则显影辊与调色剂5的附着性能变强，有可能产生图像浓度不良以及重影现象。

磁辊1用非磁性金属材料做成可以转动的圆筒形，在内部配置有多个固定磁铁。所述磁铁使基于包含在显影剂中的载体4形成的磁刷10发生，用限制刮板9限制磁刷10的层厚。磁辊1的轴部上，连接有叠加在第一电源7上的第二电源8。在显影辊2和磁辊1之间，作用有连接于显影辊2的第一电源7的偏压，并且作用有连接于磁辊1的第一电源7和第二电源8的偏压，以向显影辊2上形成调色剂薄层6和把显影辊2上的显影残留调色剂向磁辊1回收。

调色剂薄层6的厚度T设定为7μm≤T≤13μm就可以。通过将调色剂薄层6的厚度T设定在该范围内，使潜影显影时在显影辊2上残留的未显影的调色剂量减少，可以抑制重影现象和图像不均。

为了在连续印刷中使图像浓度稳定，只要把调色剂5定期从显影辊2向磁辊1回收、刷新显影辊2的表面就可以。在该情况下，如把磁辊1的圆周速度设定成相对于显影辊2超过一倍而小于二倍的速度，则显影辊2上的显影残留调色剂(调色剂薄层6)与在磁辊1上形成的磁刷10接触，通过因磁辊1和显影辊2的圆周速度差产生的刷的效果进行回收。回收的调色剂5用搅拌螺旋桨31a进行搅拌，促进调色剂5的更替。

其中，磁刷10的宽度由于是回收显影辊2上的调色剂5的宽度，通过使显影辊2的宽度比磁刷10的宽度小，可以可靠地消除调色剂5的没有回收的区域。这样做就可以消除磁刷10区域外的附着在显影辊2套筒上的调色剂5，从而消除显影辊2两个端部的调色剂飞散。

下面用图3和图4A、4B对施加于显影辊2和磁辊1的偏压进行说明。在本实施方式中，偏压施加部包括第一电源7和第二电源8。图4A是表示从第一电源7施加的偏压波形的图，图4B是从第二电源8施加的偏压波形的图。

第一电源7具有直流电源7a和交流电源7b。直流电源7a的电压为Vdc1。如图4A所示，交流电源7b的偏压为电压Vac1，是负荷比＝(a1/(a1+a2))×100的矩形波。这里，“a1”为该矩形波的“正”的期间，是调色剂5从显影辊2的调色剂薄层6往感光体3a的方向的电压的施加期间。

第二电源8具有直流电源8a和交流电源8b。直流电源8a的电压为Vdc2。如图4B所示，交流电源8b的偏压为电压Vac2，是负荷比＝(b1/(b1+b2))×100的矩形波。这里，“b1”为该矩形波的“正”的期间，是调色剂5从磁辊1往显影辊2的方向的电压的施加期间。交流电源8b的偏压与第一电源7的交流电源7b频率相同、但相位相反，负荷比大于交流电源7b的偏压。

显影辊2上施加有第一电源7的直流电源7a与交流电源7b叠加的偏压。磁辊1上施加有叠加于第一电源7的偏压上的第二电源8的直流电源8a和交流电源8b的偏压。这样，显影辊2和感光体3a之间，以及显影辊2和磁辊1之间，形成如图5A、5B所示的由各第一和第二偏压形成的电场。图5A表示在显影辊2和感光体3a之间施加的第一偏压，图5B表示在显影辊2和磁辊1之间施加的第二偏压。

图5A所示的第一偏压是第一直流偏压的电压Vds在第一电源7中的直流电源7a的电压Vdc1，第一交流偏压的电压Vpp在第一电源7中的交流电源的电压Vac1。第一偏压的负荷比D1为：

D1＝(a1/(a1+a2))×100，

等于交流电源7b的偏压的负荷比。

图5B所示的第二偏压是施加于显影辊2的偏压和施加于磁辊1的偏压的差分。即，第二直流偏压的电压Vmag_dc是第二电源8中的直流电源8a的电压Vdc2，第二交流偏压的电压Vpp是第二电源8中的交流电源8b的电压Vac2。第二偏压的负荷比D2为：

D2＝(b1/(b1+b2))×100，

与交流电源8b的偏压的负荷比相等。第一交流偏压和第二交流偏压的负荷比D1、D2的关系满足下式关系：D1＞100-D2。

下面用图3和图5A、5B对本实施方式的显影器11a(显影器11b～11d)的动作进行说明。利用带电的调色剂5和载体4构成的显影剂，在磁辊1上形成磁刷10。该磁刷10的层厚用限制刮板9来限制。通过对磁辊1施加图5B所示的第二直流偏压Vmag_dc和负荷比为(b1/(b1+b2))×100的第二交流偏压Vpp，在显影辊2上形成仅有调色剂5的薄层6。

然后，通过施加图5A所示的第一直流偏压Vds和负荷比为(a1/(a1+a2))×100的第一交流偏压Vpp，调色剂5飞向感光体3a，使基于曝光处理而在感光体3a上形成的潜影显影，在感光体3a上形成调色剂像。此时，如果正好在显影处理之前施加第一交流偏压，就可以防止调色剂5从显影辊2的两个端部飞散。其后，感光体3a上的调色剂像一次转印到中间转印带上，调色剂像二次转印到输送到中间转印带处的纸上，通过定影装置定影后，纸被排出。

其后，通过向显影辊2施加图5B所示的第二直流偏压Vmag dc和负荷比为(b1/(b1+b2))×100的第二交流偏压Vpp，把在显影辊2上显影后残留的调色剂剥离，向磁辊1回收。

第一电源7的偏压施加于显影辊2，第二电源8的偏压与第一电源7的偏压叠加，施加于磁辊1。因此，在显影辊2和磁辊1之间形成的合成偏压波形与第二电源8的偏压相等，不受施加于显影辊2的第一电源7的偏压的影响。此外，在显影辊2和感光体3a之间形成的第一偏压也不受第二电源8的偏压的影响。

因此，仅用第一电源7的偏压就可以进行控制，第一和第二偏压可以相互独立来设定各偏压的电压和负荷比。因此，可以设定显影辊2和磁辊1之间的偏压电压和负荷比，以较大地设定显影辊2和感光体3a之间的偏压电压和负荷比D1，提高显影性，另一方面，良好地保持向显影辊2上形成调色剂薄层6和从显影辊2回收调色剂。因此，可容易获得在显影辊2和感光体3a之间与在显影辊2和磁辊1之间的偏压的平衡。

通过把显影辊2和感光体3a之间的第一交流偏压的负荷比D1设定为35％≤D1≤75％，可以充分得到形成显影方向的显影电场的时间，提高显影性。如负荷比D1小于35％，当感光体3a的圆周速度为180mm/sec以上，调色剂体积平均颗粒直径在7.0μm以下时，显影性变得不充分，难以获得足够的图像浓度，此外有可能产生图像不均。相反，如负荷比D1超过75％，调色剂5附着在感光体3a上的静电潜影的非曝光部(白纸部)上，有可能产生图像灰雾。

此外，若如所述那样规定负荷比D1来提高显影性能，可以使用小颗粒直径调色剂，实现更高的图像质量。此外，由于从显影辊2剥离的调色剂量减少，而且调色剂向显影辊2的附着性降低，因此，可以降低电剥离力。再有，即使用饱和磁化小、小颗粒直径的载体4，也不产生载体飞散，能实现剥离。此外，通过使用小颗粒直径调色剂和小颗粒直径载体，在显影辊2上的调色剂薄层6也变得均匀，可以获得更高图像质量的图像，还可以抑制图像不均。

第一交流偏压的频率和第二交流偏压的频率可以相等，也可以不相等。其中，如第一交流偏压的频率f1和第二交流偏压的频率f2的关系为f2＞f1，则可以向显影辊2上稳定形成调色剂薄层6，还可以抑制载体吸引。若频率关系不满足f2＞f1，显影辊2上的调色剂薄层6有变薄的倾向。

下面，叙述以上说明的实施方式的图像形成装置的各种评价结果。

[评价1]

通过设定以下所示的试验条件，改变显影辊2和感光体3a之间的第一偏压的负荷比D1和频率f1，对图像性能进行评价。

感光体3a使用非晶态硅鼓，使其外径为30mm，显影辊2的外径为20mm，磁辊1的外径为25mm，关于它们的圆周速度，感光体3a为300mm/sec，显影辊2为450mm/sec，磁辊1为675mm/sec。在显影辊2的表面上，在硫酸水溶液中进行阳极氧化，用醋酸镍进行封孔处理，然后用酸(硫酸)清洗，进行氟微细颗粒处理(トツプカチラス；奥野制药公司制)。显影辊2和磁辊1之间的间隙为350μm，在显影辊2和磁辊1之间，第二交流偏压的电压Vpp为1.8kV，频率f2为4kHz，负荷比D2为70％，并使直流偏压Vmag_dc在100～300V之间变化。设定感光体3a的暗电位为350V，明电位为20V。

在显影辊2和感光体3a之间，使第一交流偏压的负荷比D1以30％、40％和50％作变化，评价图像浓度和图像不均的性能。此外，在使负荷比D1变化的情况下，也可以使第一交流偏压的最大交流偏压Vpp(max)和最小交流偏压Vpp(min)保持不变，如使第一交流偏压的负荷比D1变大，由于Vpp(min)的施加时间变短，非图像部的灰雾有时会恶化，因此，为了使非图像部的灰雾一定，也可以随着负荷比D1的变化，把最大交流偏压Vpp(max)保持一定，同时使最小交流偏压Vpp(min)作变化。

图6表示随负荷比D1的变化，图像浓度的变化情况，图7表示随负荷比D1的变化，图像不均的变化情况。图6表示横轴为直流偏压Vmag_dc、纵轴为50％网点面积率(600dpi)的半色调图像中的图像浓度I.D。图像浓度I.D表示用便携式反射浓度计RD-19(SAKATA INXENG.CO.，LTD制)测量实心图像的反射浓度。图7表示横轴为直流偏压Vmag_dc、纵轴为25％网点面积率(600dpi)的半色调图像中的图像不均。图像不均A用A＝σ_D/Da计算。计算的方法是用彩色扫描器ES8500(精工爱普生株式会社制造)以3000dpi得到25％网点面积率(600dpi)的半色调图像，用Dot AnalyzerDA-6000(王子计测设备株式会社制造)测量亮度。

把测量的亮度Pi用下述(1)式换算成图像浓度Di，用下述(2)式计算在图像上的图像浓度的平均值Da，用下述(3)式计算图像浓度的平均值的偏差σ_D，把A＝σ_D/Da作为图像不均评价指数进行评价。此外，Pmax表示实心图像的亮度，Pmin表示白纸的亮度。

Di＝Log[(Pmax-Pi)/Pmin]……(1)

$\mathrm{Da}=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Di}......\left(2\right)$

${\mathrm{\σ}}_D=\sqrt{\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{(\mathrm{Di}-\mathrm{Da})}^2}......\left(3\right)$

图6所示的结果表示，如直流偏压Vmag_dc变大，显影辊2上的调色剂薄层变厚，不过，即使调色剂层厚，通过使负荷比D1以30％、40％和50％作变化，图像浓度I.D大体保持一定，与调色剂层厚度无关。图7所示的结果表示，如负荷比D1变大，可以改善图像不均，负荷比D1在40％和50％的情况下，与直流偏压Vmag_dc的值无关，可以显著改善。

如现有技术的方法那样，通过使Vmag_dc变大，使显影辊2上形成的调色剂薄层变厚，可以减小图像不均，但同时由于调色剂薄层变厚，用磁辊1回收显影辊2上的调色剂变得困难。与此相反，图7的结果表示，即使使Vmag_dc变小，使调色剂薄层变薄，也可以减小图像不均，而且，结合图6所示的结果可知，可以维持图像浓度I.D。

此外在现有技术的方法中，如使负荷比D1变大，就会降低向磁辊1的回收性，但上述结果显示，由于负荷比D1对向磁辊1的回收性没有影响，因此，可以减少重影现象或因调色剂带电的升高造成的图像浓度不良。即显示如使第一交流偏压的负荷比D1变大，既可以保持图像浓度I.D，又可以抑制图像不均，还显示通过使第一交流偏压的负荷比D1相对于第二交流偏压的负荷比D2的70％，设定为40％和50％，即满足D1＞100-D2的关系，可以减少重影现象或因调色剂带电的升高造成的图像浓度不良。

[评价2]

在显影辊2和感光体3a之间使第一交流偏压的频率f1以3kHz、4kHz和5kHz作变化，对图像浓度和图像不均的性能进行评价。试验条件与随所述负荷比D1的变化的评价相同。图8表示随第一交流偏压的频率f1的变化，图像浓度的变化情况，图9表示随频率f1的变化，图像不均的变化情况。曲线图的坐标轴与图6和图7相同。

图8的结果表示，使频率f1以5kHz、4kHz和3kHz减小下去，在各偏压Vmag_dc下，图像浓度I.D变高。图9的结果表示，使频率f1以5kHz、4kHz和3kHz减小下去，在各偏压Vmag_dc下，图像不均增加。

[评价3]

在显影辊2和磁辊1之间使第二交流偏压的频率f2以3kHz、4kHz和5kHz作变化，对载体吸引进行评价。试验条件是第一交流偏压的电压Vpp为1.6kV，频率f1为3kHz，负荷比D1为40％，使直流偏压Vmag_dc在350～500V之间变化。其他的试验条件与随所述负荷比D1的变化进行的评价相同。

评价结果如表1表示。载体吸引，是通过用磁铁获取在显影辊2上形成调色剂薄层6时附着在显影辊2上的残留的载体，测量其重量。○表示残留在显影辊2上的载体4小于30mg，△表示同样的载体4在30mg以上、小于50mg，而×表示同样的载体4在50mg以上。

表1

从表1所示的结果可以看出，使直流偏压Vmag_dc变小，载体吸引变得良好，此外即使频率f2变大，载体吸引也良好。特别是，直流偏压Vmag_dc为350V到400V，频率f2为4kHz和5kHz而大于第一交流偏压的频率f1时，载体吸引的结果良好。

[评价4]

在显影辊2上实施铝阳极化处理，用组装了该显影辊2的图像形成装置，对图像不均进行评价。关于试验条件，感光体3a使用非晶态硅鼓，感光体直径为30mm，显影辊直径为20mm，磁辊直径为25mm，各圆周速度是感光体3a为300mm/sec，显影辊2为450mm/sec，而磁辊1为675mm/sec，显影辊2和磁辊1之间的间隙为350μm。在显影辊2和感光体3a之间，第一偏压中的第一交流偏压的电压Vpp为1.6kV，频率f1为2.7kHz，负荷比D1为35％，使第一直流偏压的电压Vds在175～325V变化。在显影辊2和磁辊1之间，第二偏压中的第二直流偏压Vmag_dc为300V，使第二交流偏压与第一交流偏压周期相同、相位相反，其电压Vpp为1.6kV，频率f2为2.7kHz和负荷比D2为65％。调色剂5的体积平均颗粒直径为7.0μm，个数分布的CV值为24％，载体4的重量平均颗粒直径为50μm、饱和磁化为80emu/g。

显影辊2表面的铝阳极化处理和其后的表面处理按表2所示的三种处理方法进行。图10表示基于不同的处理而获得的图像不均的评价结果。图10的横轴为第一直流偏压Vds、纵轴为图像不均A，图像不均A的定义与所述的图7中的定义相同。

表2

处理1	在硫酸水溶液中阳极氧化后，用醋酸镍进行封孔处理
		处理2	在硫酸水溶液中阳极氧化后，用醋酸镍进行封孔处理，之后进行酸清洗(トツプシ一ルクリ一ン；奥野制药公司制)
处理3	在硫酸水溶液中阳极氧化后，用醋酸镍进行封孔处理后进行酸清洗(硫酸)，然后进行氟微细颗粒处理(トツプカチラス；奥野制药公司制)

在图10所示的结果中，第一直流偏压Vds越低，图像不均越厉害，这是因为不能从显影辊2上剥离的调色剂5增加。此外，与处理1相比，像处理2那样实施酸清洗，以及像处理3那样酸清洗后实施氟微细颗粒处理，则可以改善调色剂向显影辊2的附着性能，改善图像不均。

[评价5]

如表3所示，在下面的评价中，就改变负荷比D1、负荷比D2和调色剂薄层6的厚度的九个方式(实施例1～8、比较例1)，对图像性能进行评价。关于试验条件，感光体3a使用非晶态硅鼓，感光体直径为30mm，显影辊直径为20mm，磁辊直径为25mm，各圆周速度是，感光体3a为300mm/sec，显影辊2为450mm/sec，而磁辊1为675mm/sec，显影辊2和磁辊1之间的间隙为350μm。

在实施例1中，显影辊2和感光体3a之间的第一偏压的第一直流偏压的电压Vds为300V，第一交流偏压的电压Vpp为1.6kV，频率f1为2.7kHz，负荷比D1为35％。

显影辊2和磁辊1之间的第二偏压的第二直流偏压Vmag_dc为400V，第二交流偏压与第一交流偏压周期相同、相位相反，其电压Vpp为2.8kV，频率f2为2.7kHz，负荷比D2为70％。调色剂5的体积平均颗粒直径为6.5μm，个数分布的CV值为25％以下，载体4的重量平均颗粒直径为45μm、饱和磁化为65emu/g。此外，调色剂薄层6的厚度通过使用LS-3100(LASER SCAN DIAMETER LS-3100，基恩士株式会社制造)，测量形成调色剂薄层6的显影辊直径和没有形成调色剂薄层6的显影辊直径来计算。

在实施例2～6和比较例1中，有关负荷比D1，为了使Vpp(max)与实施例1的相等而适当变更了Vpp和Vdc，有关负荷比D2，为了使Vpp(min)与实施例1的相等而适当变更了Vpp和Vdc。此外实施例7、8中，适当变更实施例3和1的负荷比D2的Vpp(max)，调整调色剂层厚度。

表3表示伴随调色剂薄层的厚度变化的图像性能的评价结果。在表3的图像浓度ID中，○表示图像浓度ID为1.30以上，△表示小于1.30但在1.28以上，×表示小于1.28，图像不均的◎表示图像不均评价系数小于0.13，○表示在0.13以上但小于0.15，△表示在0.15以上但小于0.165，×表示在0.165以上。关于重影现象，从试验机输出重影现象评价图像，用目测对输出的图像进行了评价。○表示没有重影现象，△表示稍有重影现象，×表示明显的重影现象。关于图像灰雾，用便携式反射浓度计RD-19，测量在各显影条件下输出的图像的实心部和白纸部，○表示在0.005以下，×表示超过了0.005。

表3

	负荷比D1[％]	负荷比D2[％]	调色剂薄层[μm]	显影辊表面处理	图像浓度ID	图像不均A	显影重影	图像灰雾FD
									实施例1	35	70	13	处理3	○1.341	○0.141	○	○0.001
实施例2	55	50	10.35	处理3	○1.358	◎0.122	○	○0.001
									实施例3	70	35	7.05	处理3	○1.335	◎0.127	△	○0.004
实施例4	45	65	12.15	处理3	○1.351	◎0.129	○	○0.002
									实施例5	55	60	11.85	处理3	○1.401	◎0.114	○	○0.001
实施例6	60	60	11.87	处理3	○1.402	◎0.112	○	○0.002
									实施例7	70	35	6.95	处理3	△1.298	◎0.129	△	○0.004
实施例8	35	70	1.312	处理3	○1.344	△0.155	○	○0.001
									比较例1	30	70	13.25	未处理	○1.346	×0.252	△	○0.001

如表3所示，在比较例1中产生了非常大的图像不均，而在实施例7中图像浓度稍降低，此外稍产生重影现象，在实施例8中稍产生图像不均，而在其它实施例中，图像浓度、图像不均、重影现象和图像灰雾都是良好的图像性能。

[评价6]

就改变调色剂5的颗粒直径、个数粒度分布以及载体4的颗粒直径的十个方式(实施例9～13、比较例2～6)，对图像性能进行评价。关于试验条件，感光体直径为30mm，显影辊直径为20mm，磁辊直径为25mm，回收辊直径为10mm；关于各个圆周速度，感光体3a的圆周速度为300mm/sec，显影辊2的圆周速度为450mm/sec(显影辊的圆周速度/鼓的圆周速度＝1.5)，磁辊1的圆周速度为675mm/sec(磁辊的圆周速度/显影辊的圆周速度＝1.5)，回收辊的圆周速度为30mm/sec；磁辊1和显影辊2之间的距离是350μm；回收辊与显影辊2之间的距离是1000μm；回收辊与磁辊1之间的距离是250μm。

有关显影辊2和感光体3a之间的第一偏压，第一直流偏压的电压Vds为100V，第一交流偏压的电压Vpp为1.6kV，频率f1为2.7kHz，负荷比D1是可变的。有关显影辊2和磁辊1之间的第二偏压，第二直流偏压Vmag_dc为200V，第二交流偏压与第一交流偏压周期相同、相位相反，其电压Vpp为300V，频率f2为2.7kHz，负荷比D2是可变的。

感光鼓表面电位为310V(曝光后电位为20V)。载体4的重量平均颗粒直径为45μm，饱和磁化为60emu/g，体积固有电阻为10¹⁰Ω·cm。

表4表示评价的结果。在一点再现性的评价中，使用A4尺寸的纸(64g的纸)，把纸的短边方向作为纸的输送方向，测量用的图像是在纸上输出排列3×3cm的分辨率(600dpi)评价用的点直径为40、50、60、70、80、90μm的点的图像，用倍数为20倍的双筒显微镜进行了目测评价。点直径50μm可以再现的话为◎，60μm可以再现的话为○，70μm可以再现的话为△，80μm可以再现的话为×。图像不均、重影现象、图像灰雾和载体飞散的评价方法与表3的评价方法相同。

如表4所示，在比较例2中，可以稍微看到图像不均和重影现象；在比较例4中，可以稍微看到图像不均和重影现象，一点再现性稍差；在比较例5中，图像不均、一点再现性稍差，也稍产生载体飞散；在比较例6中，图像不均、一点再现性稍差；在比较例3中，图像不均、一点再现性都不好。

另一方面，在实施例9～13中，图像浓度、图像不均、重影现象和图像灰雾都是良好的图像性能。

表4

	调色剂薄层[μm]	负荷比D1	负荷比D2	表面电阻Ω℃m	表面粗糙度Ra[μm]	调色剂体积平均颗粒直径[μm]	CV值[％]	载体重量平均颗粒直径[μm]	图像浓度	图像不均	重影	图像灰雾	载体飞散	1点再现性
															实施例9	11.10	60	60	1.00E+09	0.6	6.5	20	45	○1.324	○	◎	○0.001	○	○
实施例10	10.85	60	60	1.00E+09	0.6	4.0	20	45	○1.302	○	◎	○0.001	○	◎
															实施例11	11.42	55	70	1.00E+09	0.4	6.0	20	45	○1.307	◎	◎	○0.001	○	○
实施例12	10.54	60	60	1.00E+09	0.6	6.5	25	45	○1.302	○	○	○0.001	○	○
															实施例13	11.52	40	60	1.00E+09	0.6	6.5	20	25	○1.302	○	○	○0.001	○	○

	调色剂薄层[μm]	负荷比D1	负荷比D2	表面电阻Ω℃m	表面粗糙度Ra[μm]	调色剂体积平均颗粒直径[μm]	CV值[％]	载体重量平均颗粒直径[μm]	图像浓度	图像不均	重影	图像灰雾	载体飞散	1点再现性
															比较例2	10.52	30	70	1.00E+09	0.4	3.8	24	25	△1.299	△	△	○0.001	○	○
比较例3	14.56	30	70	1.00E+08	0.6	7.2	26	45	○1.343	×	△	○0.003	○	×
															比较例4	11.38	40	60	1.00E+08	0.6	6.8	27	45	○1.328	△	△	○0.002	○	△
比较例5	11.96	30	70	1.00E+09	0.6	4.0	25	23	○1.312	△	○	○0.001	△	△
															比较例6	11.96	40	60	1.00E+09	0.6	6.5	20	50	○1.352	△	○	○0.001	○	△

工业实用性

本发明可以用于复印机、打印机、传真机等图像形成装置，特别是可以用于具备使用具有磁性载体和非磁性调色剂的双成分显影剂的显影装置的图像形成装置。

上述具体的实施方式中主要包括具有以下构成的发明。

涉及本发明一技术方案的图像形成装置，包括：感光体，形成潜影；显影辊，用第一偏压使所述感光体上形成的潜影显影；磁辊，用具有载体和调色剂的双成分显影剂形成磁刷，用第二偏压在所述显影辊上形成调色剂薄层；以及偏压施加部，对所述显影辊及所述磁辊施加偏压，其中，所述显影辊的基体用铝制成，其表面在酸的水溶液中进行阳极氧化处理，在用醋酸镍溶液进行封孔处理后进行酸清洗，用含氟微细颗粒进行表面处理，所述第一偏压包括矩形波的第一交流偏压，设所述调色剂薄层的厚度为T，所述第一交流偏压的负荷比为D1，在以调色剂从所述显影辊往所述感光体的方向的电压的施加期间为正来求出该负荷比D1的情况下，厚度T及负荷比D1满足下式关系：7μm≤T≤13μm，35％≤D1≤70％。

采用该构成，由于显影辊的基体用铝制成，其表面在酸的水溶液中进行阳极氧化处理，在用醋酸镍溶液进行封孔处理后进行酸清洗，用含氟微细颗粒进行表面处理，所以，如果对显影辊施加偏压，显影辊表面的电阻便升高，显影辊上的调色剂就很好地飞向感光体，显影性变好。此外，可以降低调色剂的附着性，使调色剂从显影辊往磁辊的剥离性(回收性)良好。还有，通过将调色剂薄层的厚度T设为7μm≤T≤13μm，可降低潜影显影时在显影辊上残留的没有显影的调色剂量，所以可以抑制重影现象和图像不均。再有，通过使第一交流偏压的负荷比D1满足35％≤D1≤70％的关系，使在感光体上形成的潜影显影的显影时间增加，可以抑制图像不均。

所述构成中，较为理想的是，所述第一交流偏压的负荷比D1满足下式关系：45％≤D1≤60％。

采用该构成，可以使在感光体上形成的潜影显影的显影时间增加，所以可以进一步抑制图像不均。

所述构成中，较为理想的是，所述感光体的圆周速度为180mm/sec以上。

采用该构成，可以缩短感光体的带电、曝光、显影和除电等过程的时间，因此图像形成装置可以进行高速印刷。

所述构成中，较为理想的是，所述第二偏压包含矩形波的第二交流偏压，设第二交流偏压的负荷比为D2，在以调色剂从所述磁辊往所述显影辊的方向的电压的施加期间为正来求出该负荷比D2的情况下，所述负荷比D1、D2满足下式关系：D1＞100-D2。

采用该构成，用双成分显影剂在磁辊上形成磁刷，该磁刷与显影辊接触，利用在磁辊和显影辊之间形成的负荷比D2的交流偏压，在显影辊上形成调色剂薄层。感光体上的潜影利用在显影辊和感光体之间形成的负荷比D1的偏压，用从显影辊上的调色剂薄层飞向感光体的调色剂进行显影，形成调色剂像。因此，在感光体和显影辊之间施加偏压的时间变长，提高了显影性能，特别是可以抑制因低灰度等级的图像的显影形成的图像不均。此外，在显影辊和磁辊之间，显影辊上的调色剂薄层的形成和从显影辊的调色剂回收均良好，可以使显影性、调色剂薄层的形成和从显影辊的调色剂回收取得平衡。

所述构成中，较为理想的是，当用Dt表示所述调色剂的体积平均颗粒直径，用Dc表示所述载体的重量平均颗粒直径时，体积平均颗粒直径Dt和重量平均颗粒直径Dc满足下式关系：4μm≤Dt≤7μm，25μm≤Dc≤45μm。

采用该构成，Dt满足4μm≤Dt≤7μm的关系，因此可以使显影性和从显影辊的调色剂回收性、一点再现性良好，实现高画像质量。此外，Dc设定在45μm以下，在使用小颗粒直径的调色剂时，可在显影辊上形成致密的调色剂薄层，从而可以得到更高的画像质量。此外，若Dc小于25μm，容易产生载体飞散，不理想。

所述构成中，较为理想的是，所述偏压施加部包括产生偏压的第一电源及第二电源，第一电源的偏压施加于所述显影辊，所述第一电源的偏压和所述第二电源的偏压重叠施加于所述磁辊。

采用该构成，与第一偏压无关地，显影辊和磁辊之间的电位差与施加于磁辊的第二电源的电压相等。即，通过施加于显影辊的第一电源设定第一偏压，通过施加于磁辊的第二电源设定第二偏压，偏压互不影响。因此，为了使基于第一偏压的感光体的显影性和基于第二偏压的显影辊的调色剂薄层形成以及显影辊上的残留调色剂回收取得平衡，即使相互独立地设定各个偏压的负荷比以及频率，也不会造成显影辊和磁辊之间的偏压施加时间变短，或矩形波的波形紊乱，从而造成没有显影的调色剂的回收以及调色剂薄层的形成出现问题。

涉及本发明另一技术方案的图像形成装置，包括：感光体，形成潜影；显影辊，用第一偏压使所述感光体上形成的潜影显影；磁辊，用具有载体和调色剂的双成分显影剂形成磁刷，用第二偏压在所述显影辊上形成调色剂薄层；以及偏压施加部，对所述显影辊及所述磁辊施加偏压，其中，所述显影辊的基体用铝制成，其表面上具有经高电阻化处理的处理层，所述第一偏压包括矩形波的第一交流偏压，所述第二偏压包括矩形波的第二交流偏压，设所述调色剂薄层的厚度为T，所述第一交流偏压的负荷比为D1，所述第二交流偏压的负荷比为D2，在以调色剂从所述显影辊往所述感光体的方向的电压的施加期间为正来求出所述负荷比D1，以调色剂从所述磁辊往所述显影辊的方向的电压的施加期间为正来求出所述负荷比D2的情况下，厚度T及负荷比D1、D2满足下式关系：7μm≤T≤13μm，35％≤D1≤70％，D1＞100-D2。

该构成中，较为理想的是，所述高电阻化处理是如下的处理：把所述显影辊的表面在酸的水溶液中进行阳极氧化处理，在用醋酸镍溶液进行封孔处理后进行酸清洗，用含氟微细颗粒进行表面处理。

涉及本发明另一技术方案的图像形成装置，包括：感光体，形成潜影；显影辊，用第一偏压使所述感光体上形成的潜影显影；磁辊，用具有载体和调色剂的双成分显影剂形成磁刷，用第二偏压在所述显影辊上形成调色剂薄层；以及偏压施加部，对所述显影辊及所述磁辊施加偏压，其中，所述显影辊的基体用铝制成，其表面上具有经高电阻化处理的处理层，所述第一偏压包括矩形波的第一交流偏压，设所述调色剂薄层的厚度为T，所述第一交流偏压的负荷比为D1，在以调色剂从所述显影辊往所述感光体的方向的电压的施加期间为正来求出所述负荷比D1的情况下，厚度T及负荷比D1满足下式关系：7μm≤T≤13μm，35％≤D1≤70％。

Claims (6)

1.一种图像形成装置，其特征在于包括：

感光体，形成潜影；

显影辊，用第一偏压使所述感光体上形成的潜影显影；

磁辊，用具有载体和调色剂的双成分显影剂形成磁刷，用第二偏压在所述显影辊上形成调色剂薄层；以及

偏压施加部，对所述显影辊及所述磁辊施加偏压，其中，

所述显影辊的基体用铝制成，其表面在酸的水溶液中进行阳极氧化处理，在用醋酸镍溶液进行封孔处理后进行酸清洗，用含氟微细颗粒进行表面处理，

所述第一偏压包括矩形波的第一交流偏压，

设所述调色剂薄层的厚度为T，所述第一交流偏压的负荷比为D1，在以调色剂从所述显影辊往所述感光体的方向的电压的施加期间为正来求出该负荷比D1的情况下，厚度T及负荷比D1满足下式关系：

7μm≤T≤13μm，

35％≤D1≤70％。

2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述第一交流偏压的负荷比D1满足下式关系：45％≤D1≤60％。

3.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述感光体的圆周速度为180mm/sec以上。

4.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述第二偏压包括矩形波的第二交流偏压，

设第二交流偏压的负荷比为D2，在以调色剂从所述磁辊往所述显影辊的方向的电压的施加期间为正来求出该负荷比D2的情况下，所述负荷比D1、D2满足下式关系：

D1＞100％-D2。

5.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

当用Dt表示所述调色剂的体积平均颗粒直径，用Dc表示所述载体的重量平均颗粒直径时，体积平均颗粒直径Dt和重量平均颗粒直径Dc满足下式关系：

4μm≤Dt≤7μm，

25μm≤Dc≤45μm。

6.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述偏压施加部包括产生偏压的第一电源及第二电源，

第一电源的偏压施加于所述显影辊，

所述第一电源的偏压和所述第二电源的偏压重叠施加于所述磁辊。

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