CN114503036A - 图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像形成装置。图像形成装置(1)使用无磁性单组分的显影剂进行显影。图像形成装置(1)包括：感光鼓(31)，绕轴旋转，具有形成静电潜像的鼓周面，在该鼓周面担载使所述静电潜像显现的显影剂像；显影辊(331)，绕轴旋转，具有与所述鼓周面对置的第一周面，通过向所述鼓周面供给担载于该第一周面的所述显影剂，使所述静电潜像显现成所述显影剂像；以及限制刮板(334)，与所述第一周面接触，限制担载于所述第一周面的所述显影剂的量。所述第一周面的实际接触面积率为4.5％以上10％以下。

Description

图像形成装置

技术领域

本发明涉及非磁性单组分显影方式的图像形成装置。

背景技术

以往，已知使用无磁性单组分的显影剂进行显影的非磁性单组分显影方式的图像形成装置。在非磁性单组分显影方式的图像形成装置中，通过在显影辊的周面设置的微细的凹凸输送调色剂，通过限制刮板刮去多余的调色剂(例如专利文献1)。这样，在显影辊的周面形成调色剂薄层。另外，形成该调色剂薄层的调色剂在通过限制刮板的下方时，通过与限制刮板的摩擦而带电。之后，通过在显影辊与感光体之间形成的电场，处于显影辊的周面的调色剂向感光体移动，从而形成于感光体的静电潜像被显影。

在使用含有调色剂以及载体的双组分的显影剂进行显影的情况下，需要磁铁、金属套筒、载体等器件。但是，在使用无磁性单组分的显影剂进行显影的情况下，不需要上述器件，仅通过对显影辊施加直流成分的偏压就能够充分地进行显影。这样，非磁性单组分显影方式的图像形成装置能够简单且低成本地构成，主要积极地应用于低速的小型机。

但是，在非磁性单组分显影方式的图像形成装置中，如图11所示，在通过限制刮板334限制在显影辊331的周面形成的调色剂层的厚度时，对调色剂施加较强的应力，有可能在限制刮板334的一部分产生调色剂的粘着物99(熔融物)。

如果调色剂粘着于限制刮板，则无法在显影辊的周面形成均匀厚度的调色剂层，产生在显影辊的周面中调色剂层局部地变薄的、被称作薄层条纹的现象。如果产生薄层条纹，则形成于感光体的静电潜像不能被适当地显影，有可能在形成于薄片体的图像出现白条。如果为了节能而使用能够以低温定影在薄片体上的所谓的柔性调色剂，则调色剂容易粘着于限制刮板，更显著地产生薄层条纹。

因此，以往，提出有减轻通过限制刮板施加于调色剂的应力的技术。例如，提出有在限制刮板粘贴弹性部件的方案(例如、专利文献2)。

专利文献1：日本专利第6376688号公报

专利文献2：日本特愿平10-332714号公报

但是，在专利文献2的技术中，虽然减轻施加于调色剂的应力，但未考虑显影辊的周面与弹性部件相互接触的区域。因此，如果所述接触的区域过小，则施加于调色剂的应力被过度减轻，有可能导致形成于显影辊的周面的调色剂层变得过厚，并且形成该调色剂层的调色剂的带电量过度降低。另一方面，如果所述接触的区域过大，则被弹性部件施加较强的应力的调色剂无法向非接触的区域流动，有可能导致该调色剂过度附着于弹性部件。在这些情况下，在感光体的周面形成的静电潜像未适当地显影，最终在形成于薄片体的图像有可能产生问题。

发明内容

本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种非磁性单组分显影方式的图像形成装置，能够降低显影剂向限制刮板的粘着、且能够使静电潜像适当地显影。

本发明的一方面所涉及的图像形成装置使用无磁性单组分的显影剂进行显影，包括：感光鼓，绕轴旋转，且具有形成静电潜像的鼓周面；以及显影装置，向所述感光鼓供给所述显影剂，使所述静电潜像显现成显影剂像，所述显影装置包括：显影壳体，收纳所述显影剂；显影辊，以能够绕轴旋转的方式支承于所述显影壳体，具有与所述鼓周面对置且担载所述显影剂的第一周面，向所述鼓周面供给所担载的所述显影剂；以及限制刮板，与所述第一周面接触，限制担载于所述第一周面的所述显影剂的量，所述第一周面的实际接触面积率为4.5％以上10％以下。另外，所述限制刮板具有固定于所述显影壳体的固定端部、以及配置于与该固定端部相反侧且与所述显影辊的所述第一周面接触的自由端部，所述自由端部包括弯曲部，该弯曲部具有从所述显影辊分离的弯曲形状，从所述显影辊的轴向观察所述弯曲部具有0.1mm以上的曲率半径，在所述限制刮板中的至少包括所述弯曲部的一部分的区域中与所述显影辊接触，所述区域的表面粗糙度Ra包含在0.05μm以上0.3μm以下的范围内。

在本构成中，限制刮板中的至少包括弯曲部的一部分且与显影辊接触的区域的表面粗糙度Ra包含在0.05μm以上0.3μm以下的范围内。而且，第一周面的实际接触面积率包含在4.5％以上10％以下的范围内，与第一周面的实际接触面积率大于10％的情况相比，第一周面与限制刮板的非接触部的面积大。因此，在本构成中，与第一周面的实际接触面积率大于10％的情况相比，在利用限制刮板限制担载于第一周面的显影剂的量时，被限制刮板施加较强的应力的显影剂容易向所述非接触部移动。由此，在本构成中，与第一周面的实际接触面积率大于10％的情况相比，能够降低显影剂附着于限制刮板的可能性。

另一方面，在本构成中，第一周面的实际接触面积率包含在4.5％以上10％以下的范围内，与第一周面的实际接触面积率小于4.5％的情况相比，第一周面与限制刮板的非接触部的面积小。因此，在本构成中，与第一周面的实际接触面积率小于4.5％的情况相比，在利用限制刮板限制担载于第一周面的显影剂的量时，显影剂容易在附近的非接触部间移动，由此能够抑制显影剂的层的厚度产生不均。由此，在本构成中，与第一周面的实际接触面积率小于4.5％的情况相比，能够在第一周面形成厚度均匀的显影剂的层，能够使静电潜像适当地显影。

这样，根据本构成，即便不像以往那样在限制刮板安装弹性部件，也能够降低显影剂附着于限制刮板的可能性，并且能够使静电潜像适当地显影。

在上述的构成中，也可以为，所述限制刮板支承于所述显影壳体，以使对所述第一周面的接触线压包含在10N/m以上60N/m以下的范围内。

在本构成中，限制刮板配置成使得对第一周面的接触线压为10N/m以上60N/m以下。因此，在本构成中，在利用限制刮板限制担载于第一周面的显影剂的量时，与限制刮板对第一周面的接触线压小于10N/m或者大于60N/m的情况相比，能够对显影剂施加适当的应力。由此，在本构成中，与限制刮板对第一周面的接触线压小于10N/m或者大于60N/m的情况相比，能够降低显影剂附着于限制刮板的可能性，并且能够在第一周面形成厚度均匀的显影剂的层，能够使静电潜像适当地显影。

在上述的构成中，也可以为，所述显影剂通过粉碎法制造。

通过粉碎法制造出的显影剂的粒子与通过聚合法制造出的显影剂的粒子相比，制造成本低，但圆形度低。因此，与通过聚合法制造出的显影剂的粒子相比，通过粉碎法制造出的显影剂的粒子在被限制刮板施加较强的应力时容易勾挂于限制刮板，并且容易通过相邻粒子的凹部与凸部嵌合而密接。因此，与通过聚合法制造出的显影剂相比，通过粉碎法制造出的显影剂容易附着于限制刮板，并且形成于第一周面的显影剂的层的厚度容易产生不均。

但是，在本构成中，即便显影剂通过粉碎法制造，如上所述，由于第一周面的实际接触面积率为4.5％以上10％以下，因此在利用限制刮板限制担载于第一周面的显影剂的量时，也能够降低显影剂附着于限制刮板的可能性，并且能够抑制显影剂的层的厚度产生不均。因此，将比通过聚合法制造出的显影剂廉价的通过粉碎法制造的显影剂应用于图像形成装置，从而能够维持最终形成的图像的画质，并且能够降低图像形成装置的利用成本。

在上述的构成中，也可以为，所述显影剂的90℃下的熔融粘度包含在10000Pa·S以上200000Pa·S以下的范围。

与90℃下的熔融粘度大于200000Pa·S的显影剂相比，90℃下的熔融粘度为200000Pa·S以下的显影剂的流动性高。在本构成中，由于显影剂的90℃下的熔融粘度为200000Pa·S以下，因此，与显影剂的90℃下的熔融粘度大于200000Pa·S的情况相比，能够容易地使被限制刮板施加较强的应力的显影剂向所述非接触部流动。由此，在本构成中，与显影剂的90℃下的熔融粘度大于200000Pa·S的情况相比，能够降低显影剂附着于限制刮板的可能性。

另一方面，与90℃下的熔融粘度小于10000Pa·S的显影剂相比，90℃下的熔融粘度为10000Pa·S以上的显影剂的流动性低。在本构成中，显影剂的90℃下的熔融粘度为10000Pa·S以上，因此，在被限制刮板施加较强的应力时，与显影剂的90℃下的熔融粘度小于10000Pa·S的情况相比，显影剂在附近的非接触部间移动，从而能够抑制显影剂的层的厚度产生不均。由此，在本构成中，与显影剂的90℃下的熔融粘度小于10000Pa·S的情况相比，能够在第一周面形成厚度均匀的显影剂的层，能够使静电潜像适当地显影。

根据本发明，能够提供一种非磁性单组分显影方式的图像形成装置，能够降低显影剂向限制刮板的附着并且能够使静电潜像适当地显影。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的图像形成装置的内部结构的剖视图。

图2是本发明的一个实施方式所涉及的图像形成装置的图像形成部的剖视图。

图3是表示图像形成装置的电气构成的框图。

图4是表示实际接触面积率的计算方法的一例的图。

图5A是表示实际接触面积率为12.4％的显影辊的周面的拍摄图像的一例的图。

图5B是表示实际接触面积率为9.4％的显影辊的周面的拍摄图像的一例的图。

图5C是表示实际接触面积率为4.5％的显影辊的周面的拍摄图像的一例的图。

图6A是表示使用90℃下的熔融粘度为1000000Pa·s的调色剂进行上述实验的情况下的确认结果的坐标图。

图6B是表示使用90℃下的熔融粘度为200000Pa·s的调色剂进行上述实验的情况下的确认结果的坐标图。

图6C是表示使用90℃下的熔融粘度为10000Pa·s的调色剂进行上述实验的情况下的确认结果的坐标图。

图7是表示第1评价结果的图。

图8是表示本发明的一个实施方式所涉及的显影装置的限制刮板的前端形状以及与显影辊的接触区域的图。

图9是表示对限制刮板的表面粗糙度进行测定的样子的图。

图10是表示第2评价结果的图。

图11是表示通过限制刮板对显影辊的周面上担载的显影剂的量进行限制的动作的图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式详细地进行说明。图1是表示图像形成装置1的内部结构的剖视图。图2是图像形成部30的剖视图。在本实施方式中，图像形成装置1是黑白打印机。但是，图像形成装置1并不限定于此，可以是复印机、传真装置、或者具备复印和传真功能的数码复合机，还可以是形成彩色图像的图像形成装置。

图像形成装置1包括：主体壳体10，具有大致长方体形状的框体结构；供纸部20，收纳在主体壳体10内；图像形成部30；以及定影部40。在主体壳体10的前表面侧设置有前盖11，在后表面侧设置有后盖12。通过打开后盖12，图像形成部30以及定影部40的各单元能够从主体壳体10的后表面侧取出或放入。另外，在主体壳体10的上表面具备供图像形成后的薄片体排出的排纸部13。另外，在以下的说明中，“薄片体”这一用语是指：复印用纸、铜版纸、OHP薄片体、厚纸、明信片、描图纸、或接受图像形成处理的其他薄片体材料。

供纸部20包括供纸盒21，待实施图像形成处理的薄片体收纳于供纸盒21。供纸盒21的一部分从主体壳体10的前表面进一步向前方突出。供纸盒21中的收纳在主体壳体10内的部分的上表面被供纸盒顶板21U覆盖。在供纸盒21中具备收纳薄片体束的纸张收纳空间、以及为了供纸而提升薄片体束的提升板等。在供纸盒21的后端侧的上部设置有纸张送出部21A。在该纸张送出部21A配置有供纸辊21B，该供纸辊21B用于一张一张地送出供纸盒21内的薄片体束的最上层的薄片体。

图像形成部30进行在从供纸部20送出的薄片体上形成调色剂像(显影剂像)的图像形成动作。图像形成部30包括感光鼓31、以及配置于感光鼓31的周围的带电部32、曝光部35、显影部33及转印辊34。

感光鼓31具备旋转轴、以及绕旋转轴旋转的周面(鼓周面)。在感光鼓31的周面形成静电潜像，并且担载使该静电潜像显现的调色剂像。感光鼓31例如由公知的有机(OPC)感光体构成，在周面形成电荷产生层、电荷输送层等功能层。

带电部32相对于感光鼓31的周面隔开规定间隔配置，以非接触的状态使感光鼓31的周面均匀带电。具体而言，带电部32具有充电线321(图2)以及栅格电极322(图2)。充电线321是沿着感光鼓31的旋转轴向延伸的线状的电极，在与感光鼓31之间产生电晕放电。栅格电极322是沿着感光鼓31的旋转轴向延伸的网格状的电极，配设在充电线321与感光鼓31之间。带电部32通过在充电线321流过规定电流值的电流而产生电晕放电，并且，通过对栅格电极322施加规定电压而使与栅格电极322对置的感光鼓31的周面均匀地带电为规定的老化电位。

曝光部35具有激光光源和反射镜、透镜等光学设备，向感光鼓31的周面照射基于从个人计算机等外部装置提供的图像数据调制而得的光。由此，曝光部35在感光鼓31的周面形成与所述图像数据所表示的图像对应的静电潜像。

显影部33(显影装置)能够相对于主体壳体10拆装自如，通过向感光鼓31的周面供给无磁性单组分的调色剂(显影剂)，从而使形成于感光鼓31的周面的静电潜像显影(显现)。所谓的使静电潜像显影是指：形成使静电潜像显现而得的调色剂像(显影剂像)。具体而言，显影部33具有显影壳体330、显影辊331、供给辊332、搅拌桨333以及限制刮板334。

显影壳体330收纳无磁性单组分的调色剂(显影剂)。具体而言，基于本发明人研究而得的结果，作为该调色剂，使用通过粉碎法制造出的90℃下的熔融粘度为10000Pa·S以上200000Pa·S以下的调色剂。对于本发明人进行的研究的内容将在后面叙述。

显影辊331以能够绕轴旋转的方式支承于显影壳体330，具有与感光鼓31的周面对置的周面(第一周面)。显影辊331例如由硅橡胶等圆筒状的部件构成。另外，显影辊331的周面被聚氨酯等有凹凸的涂覆部件涂覆。显影辊331在与感光鼓31对置的位置，朝向感光鼓31的旋转方向(图2中顺时针方向)中的从上游侧向下游侧的方向(图2中逆时针方向)旋转。也就是说，显影辊331在与感光鼓31对置的位置向与感光鼓31相同的方向旋转。

供给辊332在显影壳体330内绕轴旋转，具有与显影辊331的周面对置的周面。供给辊332在与显影辊331对置的位置，朝向显影辊331的旋转方向(图2中逆时针方向)中的从下游侧向上游侧的方向(图2中逆时针方向)旋转。也就是说，供给辊332在与显影辊331对置的位置向与显影辊331相反的方向旋转。

搅拌桨333绕轴(图2中顺时针方向)旋转，在显影壳体330的内部对调色剂进行搅拌。由此，向配置在显影壳体330内的供给辊332的周面供给显影壳体330内的调色剂。

限制刮板334在比感光鼓31与显影辊331对置的位置靠显影辊331的旋转方向的上游侧的位置与显影辊331的周面接触。由此，限制刮板334限制显影辊331的周面上担载的调色剂的量。另外，限制刮板334通过摩擦显影辊331的周面上担载的调色剂而使调色剂带电。这样的限制刮板334具有：固定端部，固定于显影壳体330；以及自由端部，配置于与该固定端部相反的一侧，与显影辊331的周面(第一周面)接触。

也就是说，显影部33使显影辊331、供给辊332以及搅拌桨333绕轴旋转。显影部33向供给辊332的周面供给在显影壳体330内由搅拌桨333搅拌后的调色剂，使调色剂担载于供给辊332的周面。显影部33向显影辊331的周面供给担载于供给辊332的周面的调色剂，使该调色剂担载于显影辊331的周面。然后，显影部33向感光鼓31的周面供给担载于显影辊331的周面、通过限制刮板334而带电且量被限制的调色剂。

转印辊34是用于向薄片体上转印形成于感光鼓31的周面的调色剂像的辊。具体而言，转印辊34绕轴旋转，位于感光鼓31的旋转方向上的比显影辊331靠下游侧的位置，具有与感光鼓31的周面对置的周面。

转印辊34向通过自身的周面与感光鼓31的周面之间的夹缝部的薄片体转印担载于感光鼓31的周面的调色剂像。在该转印时，对转印辊34施加与调色剂极性相反的转印偏压。

定影部40进行使转印于薄片体的调色剂像定影在薄片体上的定影处理。定影部40具有定影辊41和加压辊42。定影辊41在内部具备加热源，以规定温度对转印于薄片体的调色剂进行加热。加压辊42相对于定影辊41压接而在与定影辊41之间形成定影夹缝部。当转印有调色剂像的薄片体通过定影夹缝部时，调色剂像通过定影辊41的加热以及加压辊42的按压而定影在薄片体上。

在主体壳体10内具备主输送通道22F以及反转输送通道22B，以输送薄片体。主输送通道22F从供纸部20的纸张送出部21A经由图像形成部30以及定影部40而延伸至与主体壳体10上表面的排纸部13对置设置的排纸口14。反转输送通道22B是用于在对薄片体进行双面打印的情况下使已完成单面打印的薄片体返回到主输送通道22F中的图像形成部30的上游侧的输送通道。

主输送通道22F以从下方朝向上方通过由感光鼓31以及转印辊34形成的转印夹缝部的方式延伸设置。另外，在主输送通道22F的比转印夹缝部靠上游侧的位置配置有对准辊对23。薄片体在对准辊对23暂时停止，在进行偏斜矫正之后，在用于图像转印的规定时刻朝所述转印夹缝部送出。在主输送通道22F以及反转输送通道22B的适当位置配置有用于输送薄片体的多个输送辊。在排纸口14的附近配置有排纸辊对24。

反转输送通道22B形成在反转单元25的外侧面与主体壳体10的后盖12的内表面之间。另外，在反转单元25的内侧面搭载有转印辊34以及对准辊对23中的一方的辊。后盖12以及反转单元25能够分别绕设置于它们的下端的支点部121的轴转动。在反转输送通道22B中发生卡塞(卡纸)的情况下，能够打开后盖12。在主输送通道22F发生卡塞的情况下、或者在要向外部取出感光鼓31的单元、显影部33的情况下，除了后盖12之外，还能够打开反转单元25。

图3是表示图像形成装置1的电气构成的框图。如图3所示，图像形成装置1除了具备上述的供纸部20、图像形成部30以及定影部40之外，还具备控制部90、操作部50、通信部60以及存储部70。

控制部90由CPU(Central Processing Unit)、存储控制程序的ROM(Read OnlyMemory)、作为CPU的作业区域使用的RAM(Random Access Memory)等构成。在控制部90除了电连接上述的供纸部20、图像形成部30以及定影部40之外，还电连接操作部50、通信部60以及存储部70等。

操作部50是用于供用户进行图像形成装置1的各种操作的用户接口。具体而言，操作部50具备：液晶显示器，显示图像形成装置1的动作状态(例如、打印中)等与图像形成装置1相关的信息；触摸面板，用于输入打印条件等与图像形成装置1的动作相关的信息；以及各种操作键。

通信部60是用于实现与外部设备的数据通信的接口电路。例如，从外部的个人计算机发送的打印指示以及打印用的图像数据经由通信部60提供给控制部90。

存储部70是HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)等存储装置。在存储部70中存储有在控制部90的控制下从例如个人计算机等外部设备发送并经由通信部60提供给控制部90的打印用的图像数据、用于各部的控制的数据等数据。

控制部90通过所述CPU执行存储于ROM的控制程序，取得用户使用操作部50输入的打印指示或者通信部60从外部设备接收到的打印指示。控制部90按照该取得的打印指示对图像形成部30以及定影部40进行控制，进行在薄片体上形成图像的打印处理。

以下，详细说明本发明人为了能够减少调色剂向限制刮板334的粘着且能够适当地使静电潜像显影而进行的研究的内容。

在上述构成中，如果在通过限制刮板334限制形成在显影辊331的周面的调色剂层的厚度时对调色剂施加较强的应力，则有可能在限制刮板334附着(熔融)调色剂。如果在限制刮板334附着调色剂，则无法在显影辊331的周面形成厚度均匀的调色剂层，发生调色剂层在显影辊331的周面局部地变薄的所谓薄层条纹的现象。如果产生薄层条纹，则形成在感光鼓31的周面的静电潜像不能适当地显影，有可能在形成于薄片体的图像出现白条。

因此，与现有技术相同，通过在限制刮板334粘贴弹性部件，减轻限制刮板334对调色剂施加的应力。但是，在这种情况下，构成限制刮板334所需的成本变高。另外，在现有技术中，并未考虑到显影辊331的周面与弹性部件实际接触的区域。因此，如果显影辊331的周面与弹性部件实际接触的区域过小，则施加于调色剂的应力被过度减轻，有可能导致形成在显影辊331的周面的调色剂层变得过厚，并且形成该调色剂层的调色剂的带电量过度降低。另一方面，如果所述接触的区域过大，则被弹性部件施加了较强的应力的调色剂无法向非接触的区域流动，有可能导致该调色剂过度附着于弹性部件。在这些情况下，形成在感光鼓31的周面的静电潜像不能适当地显影，最终形成于薄片体的图像有可能产生问题。

因此，本发明人针对以下情况进行了深刻研究，即：不在限制刮板334粘贴弹性部件，而通过调整显影辊331的周面的实际接触面积率以及限制刮板334相对于显影辊331的周面的接触线压，减少调色剂向限制刮板334的附着，且使静电潜像适当地显影。

表1是表示实验条件的一例的图。

具体而言，本发明人进行了以下实验，即：在分别将90℃下的熔融粘度不同的三种调色剂收纳于显影壳体330的情况下，使用满足表1所示的实验条件的显影辊331、限制刮板334以及调色剂，进而使显影辊331的周面的实际接触面积率以及限制刮板334相对于显影辊331的周面的接触线压分别不同，反复进行200分钟打印处理后，再在相同环境下进行打印处理。

另外，通过限制刮板334相对于显影辊331的周面的接触线压、以及显影辊331的周面的实际接触面积率，对被限制刮板334限制的调色剂的量进行调整。限制刮板334相对于显影辊331的周面的接触线压是指：限制刮板334相对于显影辊331的周面的接触位置处的限制刮板334的每单位长度的接触压力。显影辊331的周面的实际接触面积率是指：将显影辊331的周面中的除凹部之外的区域的面积相对于该显影辊331的周面的面积所占的比例。也就是说，显影辊331的周面的实际接触面积率表示相对于显影辊331的周面与限制刮板334的表观上的接触面积的、真实的接触面积。

另外，显影辊331的周面的实际接触面积率可以如以下那样计算。图4是表示实际接触面积率的计算方法的一例的图。如图4所示，准备三棱柱形状的玻璃制的棱镜80，该棱镜80具有相互正交的外表面801、802、以及分别与外表面801以及外表面802以45°交叉的外表面803。也就是说，棱镜80的截面是等边直角三角形。而且，显影辊331只要以显影辊331的周面与棱镜80的外表面803以接触线压1N/m接触的方式配置即可。而且，只要通过经由棱镜80的外表面801向显影辊331的周面与外表面803的接触部照射白色光，利用显微镜拍摄显影辊331的周面与外表面803的接触部投影到棱镜80的外表面802而得的图像即可。例如，只要使用雷麦克公司制造的白色LED光源“IHM-25”作为照射白色光的光源即可。另外，显微镜是HiROX公司制造的“KH-8700”。

如上所述，在图5A、图5B、图5C中表示拍摄周面的实际接触面积率为12.4％、9.4％、4.5％的显影辊331的周面与外表面803的接触部而得的图像。如图5A、图5B、图5C所示，该拍摄而得的图像中的黑色区域是由于显影辊331的周面与棱镜80的外表面803实际接触而吸收了经由棱镜80的外表面801照射的白色光的区域。也就是说，该黑色区域可以认为是显影辊331的周面中的除凹部之外的区域。换言之，该拍摄而得的图像中不是黑色的区域是显影辊331的周面与棱镜80的外表面803未接触的区域，可以认为是显影辊331的周面中的凹部的区域。因此，只要对上述的拍摄而得的图像进行二值化处理，计算所述黑色区域的面积相对于该二值化处理后的图像的面积的比率(＝黑色区域的面积/二值化处理后的图像的面积)作为显影辊331的周面的实际接触面积率即可。

在本实施方式中，限制刮板334配置成相对于显影辊331的周面的接触线压为10N/m以上60N/m以下。另外，使用周面的实际接触面积率为4.5％以上10％以下的辊作为显影辊331。该接触线压以及实际接触面积率的值基于本发明人研究的结果确定，以便能够减少调色剂向限制刮板334的附着、且能够使静电潜像适当地显影。

本发明人采用京瓷办公信息系统株式会社制造的“ECOSYSFS·140”作为上述实验中使用的图像形成装置1，根据实验内容更换该图像形成装置1的显影辊331，并根据实验内容调整限制刮板334的配置。本发明人以在显影壳体330中分别收纳有90℃下的熔融粘度为1000000Pa·s、200000Pa·s、10000Pa·s的三种调色剂的情况进行了上述实验。本发明人在分别安装有周面的实际接触面积率为3.3％、4.5％、6％、9.4％、10.5％、12.4％、14％的显影辊331的情况下，将限制刮板334配置成使得该限制刮板334相对于显影辊331的周面的接触线压分别成为5N/m、10N/m、15N/m、20N/m、30N/m、40N/m、50N/m、60N/m、70N/m，进行了上述实验。也就是说，本发明人进行了以下实验，即：在168(＝3(调色剂的种类数)×7(实际接触面积率的值的数)×8(接触线压的值的数))个环境下，分别反复进行200分钟打印处理。

另外，如表1所示，在上述实验中，使用了NOK株式会社制造的显影辊331。表1所示的显影辊331的材质表示：显影辊331的圆筒状的主体的材质是硅橡胶，主体的周面的涂覆部件的材质是聚氨酯。也就是说，本发明人通过使作为显影辊331的周面的涂覆部件使用的聚氨酯的粒子数不同而调整了显影辊331的周面的实际接触面积率。表1所示的显影辊331的硬度表示用高分子计器株式会社制造的“MD-1capa”测定出的硬度。表1所示的显影辊331的电阻值是：使显影辊331的周面与一端接地的金属辊接触配置，在一边使显影辊331旋转一边对显影辊331施加+100V的电压时，根据流过显影辊331的电流值计算出的电阻值。表1所示的限制刮板334的材质是SUS304，被称为18Cr-8Ni、或18铬不锈钢。

而且，本发明人在第一次打印处理以及200分钟的打印处理后进行的打印处理的各个处理中，通过目视确认了形成于显影辊331的周面的调色剂层的厚度以及形成于薄片体的图像的画质。然后，本发明人将其确认结果描绘在二维坐标中而制作了坐标图，在所述二维坐标中，横轴为显影辊331的周面的实际接触面积率，纵轴为限制刮板334相对于显影辊331的周面的接触线压。

图6A是表示使用90℃下的熔融粘度为1000000Pa·s的调色剂进行上述实验的情况下的确认结果的坐标图。图6B是表示使用90℃下的熔融粘度为200000Pa·s的调色剂进行上述实验的情况下的确认结果的坐标图。图6C是表示使用90℃下的熔融粘度为10000Pa·s的调色剂进行上述实验的情况下的确认结果的坐标图。

在图6A～图6C中，〇、△以及×表示：本发明人在第一次打印处理以及200分钟打印处理后进行的打印处理的各个处理中，通过目视确认形成于显影辊331的周面的调色剂层的厚度以及形成于薄片体的图像的画质而得的结果。具体而言，〇表示：在上述2个打印处理的任一处理中，形成于显影辊331的周面的调色剂层都是均匀的，形成于薄片体的图像的画质都是没有任何问题的正常状态。△表示以下状态，即：在上述2个打印处理中的至少一方中，在形成于显影辊331的周面的调色剂层产生了轻微的薄层条纹、或者在形成于显影辊331的周面的调色剂层的厚度产生了不均，但在上述2个打印处理的任一处理中，形成于薄片体的图像的画质都在实用上没有问题。×表示以下状态，即：在上述2个打印处理的任一处理中，都在形成于显影辊331的周面的调色剂层产生了轻微的薄层条纹、或者在形成于显影辊331的周面的调色剂层的厚度产生了不均，并且形成于薄片体的图像也都出现白条、浓度不均等异常，在实用上有问题。

本发明人根据图6A所示的确认结果发现：在使用90℃下的熔融粘度为1000000Pa·s的调色剂的情况下，如果显影辊331的周面的实际接触面积率为4.5％以上，限制刮板334相对于显影辊331的周面的接触线压为10N/m以上，则能够以实用上没有问题的画质在薄片体上形成图像。但是，本发明人在对本实验中形成于薄片体的图像进行确认时，发现薄片体上有污渍。因此评价为：在本实验中使用的图像形成装置1的定影部40中，无法使90℃下的熔融粘度为1000000Pa·s的调色剂适当地定影在薄片体上，在实用上该调色剂的定影性存在问题。

本发明人根据图6B所示的确认结果发现：在使用90℃下的熔融粘度为200000Pa·s的调色剂的情况下，如果显影辊331的周面的实际接触面积率为4.5％以上12.4％以下，且限制刮板334相对于显影辊331的周面的接触线压为10N/m以上50N/m以下，则能够以实用上没有问题的画质在薄片体上形成图像。另外，本发明人根据图6B所示的确认结果发现：在使用90℃下的熔融粘度为200000Pa·s的调色剂的情况下，如果显影辊331的周面的实际接触面积率为4.5％以上10％以下，则即便限制刮板334相对于显影辊331的周面的接触线压为50N/m以上60N/m以下，也能够以实用上没有问题的画质在薄片体上形成图像。另外，本发明人在对本实验中形成于薄片体的图像进行确认时发现薄片体上没有污渍。因此评价为：在本实验中使用的图像形成装置1的定影部40中，能够使90℃下的熔融粘度为200000Pa·s的调色剂适当地定影在薄片体上，在实用上该调色剂的定影性没有问题。

本发明人根据图6C所示的确认结果发现：在使用90℃下的熔融粘度为比200000Pa·s低的10000Pa·s的调色剂的情况下，如果显影辊331的周面的实际接触面积率为4.5％以上10％以下，且限制刮板334相对于显影辊331的周面的接触线压为10N/m以上60N/m以下，则能够以实用上没有问题的画质在薄片体上形成图像。另外，本发明人在对本实验中形成于薄片体的图像进行确认时发现薄片体上没有污渍。因此评价为：在本实验中使用的图像形成装置1的定影部40中，能够使90℃下的熔融粘度为10000Pa·s的调色剂适当地定影在薄片体上，在实用上该调色剂的定影性没有问题。

另外，本发明人对图6B以及图6C所示的确认结果进行了比较，结果发现：在使用90℃下的熔融粘度为10000Pa·s以上200000Pa·s以下的调色剂的情况下，调色剂的熔融粘度越低、也就是说调色剂的流动性越高，用于以实用上没有问题的画质在薄片体上形成图像的、显影辊331的周面的实际接触面积率以及限制刮板334相对于显影辊331的周面的接触线压的范围越小。另外，本发明人发现：如果显影辊331的周面的实际接触面积率为4.5％以上10％以下，且限制刮板334相对于显影辊331的周面的接触线压为10N/m以上60N/m以下，则使用90℃下的熔融粘度为10000Pa·s以上200000Pa·s以下的任何调色剂，都能够以实用上没有问题的画质在薄片体上形成图像，调色剂的定影性也不会产生问题。

图7是表示第1评价结果的图。如上所述，本发明人根据图6A～图6C所示的确认结果发现：在使用定影性没有问题的、90℃下的熔融粘度为10000Pa·s以上200000Pa·s以下的调色剂的情况下，如图7所示，如果显影辊331的周面的实际接触面积率为4.5％以上10％以下，限制刮板334相对于显影辊331的周面的接触线压为10N/m以上60N/m以下，则能够降低调色剂附着于限制刮板334的可能性，并且能够适当地显影静电潜像，形成于薄片体的图像也不会产生问题。

另外，本发明人发现：在使用90℃下的熔融粘度为10000Pa·s以上200000Pa·s以下的调色剂的情况下，如图7所示，即便限制刮板334相对于显影辊331的周面的接触线压为60N/m以下，在显影辊331的周面的实际接触面积率大于10％时，在显影辊331的周面的调色剂层也产生薄层条纹。可以认为这是由于以下的理由造成的。

在通过限制刮板334限制显影辊331的周面的调色剂层时，限制刮板334下的调色剂向显影辊331的周面的凹部移动而被担载于该凹部。因此，显影辊331的周面的实际接触面积率越大，成为限制刮板334下的调色剂的移动目的地的凹部越少，施加于该调色剂的应力越大。由此可以认为：显影辊331的周面的实际接触面积率越大，附着于限制刮板334的调色剂的量变得越多，显影辊331的周面的调色剂层越容易产生薄层条纹。

另一方面，本发明人发现：在使用90℃下的熔融粘度为10000Pa·s以上200000Pa·s以下的调色剂的情况下，如图7所示，即便限制刮板334相对于显影辊331的周面的接触线压为60N/m以下，如果显影辊331的周面的实际接触面积率小于4.5％，则显影辊331的周面的调色剂层的厚度方面产生不均。另外，本发明人发现：在使用90℃下的熔融粘度为10000Pa·s以上200000Pa·s以下的调色剂的情况下，如图7所示，如果限制刮板334相对于显影辊331的周面的接触线压为10N/m以下，则即便显影辊331的周面的实际接触面积率为4.5％以上10％以下，显影辊331的周面的调色剂层的厚度方面也产生不均。可以认为这是由于以下的理由造成的。

显影辊331的周面的实际接触面积率越小，显影辊331的周面的凹部越多，被限制刮板334施加应力的调色剂越容易在各凹部间流动。由此可以认为，显影辊331的周面的实际接触面积率越小，显影辊331的周面的调色剂层的厚度方面越容易产生不均。另外，在限制刮板334相对于显影辊331的周面的接触线压为10N/m以下的情况下，由于被限制刮板334施加于调色剂的应力过小，因此可以认为，显影辊331的周面的实际接触面积率越小，调色剂越容易在显影辊331的周面的各凹部间流动，显影辊331的周面的调色剂层的厚度方面越容易产生不均。

另外，本发明人根据图6B以及图6C所示的确认结果发现：在使用90℃下的熔融粘度为10000Pa·s以上200000Pa·s以下的调色剂，并且使限制刮板334相对于显影辊331的周面的接触线压为10N/m以上60N/m以下的情况下，为了使形成于显影辊331的周面的调色剂层变得均匀，形成于薄片体的图像的画质不产生任何问题，更优选使显影辊331的周面的实际接触面积率为6％以上且小于9％。

另外，本发明人根据图6B以及图6C所示的确认结果发现：在使用90℃下的熔融粘度为10000Pa·s以上200000Pa·s以下的调色剂，并且显影辊331的周面的实际接触面积率为4.5％以上10％以下的情况下，为了使形成于显影辊331的周面的调色剂层变得均匀，且形成于薄片体的图像的画质不产生任何问题，更优选使限制刮板334相对于显影辊331的周面的接触线压为30N/m以上50N/m以下。

进而，作为本发明人进一步研究的结果，新发现了：限制刮板334与显影辊331接触的部分的表面粗糙度与是否产生薄层条纹相关。图8是表示本实施方式所涉及的显影部33的限制刮板334的前端(自由端部)的形状以及与显影辊331的接触区域的图。图9是表示对限制刮板334的表面粗糙度进行测定的样子的图。图10是表示第2评价结果的图。

参照图8，本实施方式所涉及的限制刮板334构成为：其固定端部如图2所示那样支承于显影壳体330，另一方面，其自由端部(前端部)由弯曲部(曲面)构成，该弯曲部从显影辊331的轴向观察具有0.3mm的曲率半径且具有从显影辊331分离的弯曲形状。该弯曲部通过对具有直线形状的限制刮板334的基材的前端部实施弯曲加工(R弯曲加工)而形成。另外，在显影部33中，通过以非线形分析对这样的限制刮板334相对于显影辊331的接触状态进行分析，结果确认了：如图8的区域CP(接触区域)所示，显影辊331的周面也与限制刮板334的前端的弯曲部接触。另外，在限制刮板334中，在前端的实施了弯曲加工的部分与基端侧的未实施弯曲加工的部分，前端的实施了弯曲加工的部分由于加工应变力而导致其表面粗糙度变粗。因此，在实验上，为了使包括这样的前端的弯曲部分在内的限制刮板334的表面粗糙度变细，需要将前端的弯曲部分包括在内进行研磨处理。因此，在本实施方式中，作为对限制刮板334进行的研磨处理的一例，采用了抛光研磨。

通过利用该抛光研磨对限制刮板334的表面进行研磨，并且测定其表面粗糙度，制成了表面粗糙度相互不同的样本。此处，如图9所示，对于限制刮板334的表面粗糙度，准备能够将限制刮板334相对于水平面倾斜45度地固定的未图示的夹具，以便能够利用测定针85测定限制刮板334的与显影辊331接触的前端的弯曲部分的表面粗糙度。而且，在限制刮板334的表面粗糙度的测定中，使用日本三丰公司制造的S-3100作为测定器。此时的测定条件为，JIS标准2001年，测定长度4.8mm、截止值0.8mm，测定速度0.5mm/sec。

在以上的事前研究的基础上，准备使限制刮板334的前端部(尤其是包括所述弯曲部并与显影辊331的周面接触的区域)的表面粗糙度变化而得的样本，将限制刮板334相对于显影辊331的周面的接触线压设定为10N/m以上60N/m以下的范围，在此基础上进行了与前面的第1评价结果同样的评价，结果如图11所示，能够确认限制刮板334与显影辊331抵接的抵接区域CP的表面粗糙度(Ra)对是否产生薄层条纹有影响。

如图11所示，限制刮板334的前端部的表面粗糙度Ra在0.05以上0.3μm以下的范围内，不产生薄层条纹以及调色剂层厚度不均方面的问题。发现了：在上述的表面粗糙度Ra超过0.3μm的情况下，产生薄层条纹，在小于0.05μm的范围内，调色剂薄层产生不均(调色剂层厚度不均)。另外，在限制刮板334的前端部的弯曲部分的曲率半径为0.1mm以上的范围内，获得了与上述同样的效果。

另外，本发明人确认了：即使在不用与主体不同的部件涂覆显影辊331的周面，而通过对显影辊331的周面进行研磨的程度对显影辊331的周面的实际接触面积率进行调整的情况下，也能够获得与上述相同的见解。

另外，在表1所示的实验条件下，将调色剂的中心粒径设为6.8μm，但本发明人确认了：即使在调色剂的中心粒径为6.0μm以上8.0μm以下的情况下，进行与上述同样的实验，也获得与上述同样的见解。另外，如果调色剂的中心粒径小于6.0μm，则该调色剂的制造成本变高，如果调色剂的中心粒径大于8.0μm，则该调色剂的消耗量增加，向薄片体的定影性劣化。因此，本发明人仅针对调色剂的中心粒径为6.0μm以上8.0μm以下的情况进行了实验。

另外，在表1所示的实验条件下，将调色剂的圆形度设为0.96，但本发明人确认了：即使在调色剂的圆形度为0.93以上0.97以下的情况下进行与上述同样的实验，也能够获得与上述同样的见解。另外，如果调色剂的圆形度小于0.93，则形成于薄片体的图像的画质降低，如果调色剂的圆形度大于0.97，则该调色剂的制造成本大幅度变高。因此，本发明人仅针对调色剂的圆形度为0.93以上0.97以下的情况进行了实验。

另外，在表1所示的实验条件下，通过高分子计器株式会社制的“MD-1capa”测定显影辊331的硬度，为45°。但本发明人确认了：用同样的方法测定显影辊331的硬度，在该测定到的显影辊331的硬度为40°以上60°以下的情况下进行了与上述同样的实验，也能够获得与上述同样的见解。另外，如果显影辊331的硬度小于40°，在感光鼓31的周面、限制刮板334残留由于永久变形而引起的压接痕迹，形成于薄片体的图像的画质产生问题。另一方面，如果显影辊331的硬度大于60°，则施加于调色剂的应力急剧增大，在显影辊331的周面产生薄层条纹的概率急剧增大。因此，本发明人仅针对显影辊331的硬度为40°以上60°以下的情况进行了实验。

另外，本发明人确认了：即使在收纳于显影壳体330的调色剂的90℃下的熔融粘度为大于200000Pa·s且250000Pa·s以下的情况下，进行与上述同样的实验，也能够获得与上述同样的见解。另外，作为使用90℃下的熔融粘度大于250000Pa·s的调色剂进行上述实验的结果，与使用上述的90℃下的熔融粘度为1000000Pa·s的调色剂的实验同样，在薄片体上产生污渍，该调色剂向薄片体的定影性差。因此，本发明人评价为：90℃下的熔融粘度大于250000Pa·s的调色剂在实用上产生问题。

另外，本发明人对采用通过粉碎法制造出的调色剂进行了如下评价。通过粉碎法制造出的调色剂的粒子与通过聚合法制造出的调色剂的粒子相比，制造成本低，但圆形度低。因此，通过粉碎法制造出的调色剂的粒子在被限制刮板334施加较强的应力时，与通过聚合法制造出的调色剂的粒子相比，容易勾挂于限制刮板334，另外，容易通过相邻粒子的凹部与凸部嵌合而密接。因此，通过粉碎法制造出的调色剂与通过聚合法制造出的调色剂相比，容易附着于限制刮板334，并且形成于显影辊331的周面的调色剂的层的厚度容易产生不均。

但是，如上所述，即便在采用通过粉碎法制造出的调色剂的情况下，如果显影辊331的周面的实际接触面积率为4.5％以上10％以下，限制刮板334相对于显影辊331的周面的接触线压为10N/m以上60N/m以下，则当利用限制刮板334限制担载于显影辊331的周面的调色剂的量时，能够降低调色剂附着于限制刮板334的可能性，并且能够抑制调色剂的层的厚度产生不均。因此，将比通过聚合法制造出的调色剂廉价的通过粉碎法制造出的调色剂应用于图像形成装置1，从而能够维持最终形成的图像的画质，并且能够降低图像形成装置1的利用成本。

另外，在上述实施方式中，对使用通过粉碎法制造出的调色剂的例子进行了说明，但是也可以采用通过聚合法制造出的调色剂。另外，图像形成装置构成为：例如具备能够使熔融粘度高的调色剂在高温下熔融的定影辊41等，能够消除熔融粘度高的调色剂向薄片体的定影性的劣化。在该图像形成装置中，也可以采用调色剂的90℃下的熔融粘度以及限制刮板334相对于显影辊331的周面的接触线压是任意的，周面的实际接触面积率为4.5％以上10％以下的显影辊331。

本发明人在这些图像形成装置中均进行与上述同样的实验，进行与上述同样的确认，结果获得了与图7A所示的确认结果大致同样的确认结果。也就是说，本发明人确认了：无论调色剂的90℃下的熔融粘度以及限制刮板334相对于显影辊331的周面的接触线压如何，在显影辊331的周面的实际接触面积率为4.5％以上10％以下的情况下，形成于显影辊331的周面的调色剂层都是均匀的，形成于薄片体的图像的画质不产生任何问题。

附图标记说明：

1 图像形成装置

31 感光鼓

33 显影部

331 显影辊

334 限制刮板。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种图像形成装置，其特征在于，

所述图像形成装置使用无磁性单组分的显影剂进行显影，

所述图像形成装置包括：

感光鼓，绕轴旋转，具有形成静电潜像的鼓周面；以及

显影装置，向所述感光鼓供给所述显影剂，使所述静电潜像显现成显影剂像，

所述显影装置包括：

显影壳体，收纳所述显影剂；

显影辊，以能够绕轴旋转的方式支承于所述显影壳体，具有与所述鼓周面对置且担载所述显影剂的第一周面，向所述鼓周面供给所担载的所述显影剂；以及

限制刮板，与所述第一周面接触，限制担载于所述第一周面的所述显影剂的量，

所述第一周面作为实际接触面积率而具有4.5％以上10％以下的值，所述实际接触面积率表示相对于所述第一周面与所述限制刮板的表观上的接触面积的真实的接触面积，所述限制刮板在所述实际接触面积率下以10N/m以上60N/m以下的接触线压相对于所述第一周面配置。

2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述限制刮板支承于所述显影壳体，以使对所述第一周面的所述接触线压成为10N/m以上60N/m以下的范围。

3.根据权利要求2所述的图像形成装置，其特征在于，

所述限制刮板具有固定于所述显影壳体的固定端部、以及配置于与该固定端部相反侧且与所述显影辊的所述第一周面接触的自由端部，

所述自由端部包括弯曲部，该弯曲部具有从所述显影辊分离的弯曲形状，所述弯曲部的曲率半径为0.1mm以上。

4.根据权利要求3所述的图像形成装置，其特征在于，

所述限制刮板在至少包括所述弯曲部的一部分的区域中与所述显影辊的所述周面接触，所述区域的表面粗糙度Ra包含在0.05μm以上0.3μm以下的范围内。

5.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述显影剂是通过粉碎法或者聚合法制造出的、圆形度为0.93以上0.97以下或者中心粒径为6.0μm以上8.0μm以下的显影剂。

6.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述显影剂的90℃下的熔融粘度包含在10000Pa·S以上200000Pa·S以下的范围内。

Claims (6)

1.一种图像形成装置，其特征在于，

所述图像形成装置使用无磁性单组分的显影剂进行显影，

所述图像形成装置包括：

感光鼓，绕轴旋转，具有形成静电潜像的鼓周面；以及

显影装置，向所述感光鼓供给所述显影剂，使所述静电潜像显现成显影剂像，

所述显影装置包括：

显影壳体，收纳所述显影剂；

显影辊，以能够绕轴旋转的方式支承于所述显影壳体，具有与所述鼓周面对置且担载所述显影剂的第一周面，向所述鼓周面供给所担载的所述显影剂；以及

限制刮板，与所述第一周面接触，限制担载于所述第一周面的所述显影剂的量，

所述第一周面的实际接触面积率为4.5％以上10％以下。

2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述限制刮板支承于所述显影壳体，以使对所述第一周面的接触线压包含在10N/m以上60N/m以下的范围内。

3.根据权利要求2所述的图像形成装置，其特征在于，

所述限制刮板具有固定于所述显影壳体的固定端部、以及配置于与该固定端部相反侧且与所述显影辊的所述第一周面接触的自由端部，

所述自由端部包括弯曲部，该弯曲部具有从所述显影辊分离的弯曲形状，所述弯曲部的曲率半径为0.1mm以上。

4.根据权利要求3所述的图像形成装置，其特征在于，

所述限制刮板在至少包括所述弯曲部的一部分的区域中与所述显影辊的所述周面接触，所述区域的表面粗糙度Ra包含在0.05μm以上0.3μm以下的范围内。

5.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述显影剂是通过粉碎法或者聚合法制造出的、圆形度为0.93以上0.97以下或者中心粒径为6.0μm以上8.0μm以下的显影剂。

6.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述显影剂的90℃下的熔融粘度包含在10000Pa·S以上200000Pa·S以下的范围内。

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