CN102934034A - 显影装置和图像形成装置 - Google Patents

Abstract

显影装置（2）具备与像载持体（1）对置地被配置的2个显影辊。将在直流电压上叠加有交流电压的方波形的第1显影偏压（波形Z）施加到一方的显影辊（20A）。将在直流电压上叠加有交流电压的第2显影偏压（波形A）施加到另一方的显影辊（20B）。波形A是按照抑制从后方飞溅的调色剂撞击附着于上述像载持体（1）的调色剂的方式使第1显影偏压中的方波（Z）发生变化后的波形。根据显影装置（2）能够在低浓度电势得到最合适的图像浓度。

Description

显影装置和图像形成装置

技术领域

本发明涉及复印机、打印机或传真机等使用电子照相方式的图像形成装置，及为了对图像形成装置内的像载持体上所形成的静电潜像进行显影而使用的显影装置。

背景技术

例如在日本特开平6-348117号公报（专利文献1）、特开2000-56547号公报（专利文献2）、日本特开2005-309265号公报（专利文献3）及日本特开2009-168893号公报（专利文献4）中公开有一般的图像形成装置及显影装置单元。在这些文献中作为用于形象化（显影）感光体上的静电潜像的显影方式公开有，单组分显影方式、2组分显影方式及混合显影方式（以下，也会称为HBD显影方式）。

在2组分显影方式中，作为2组分显影剂使用调色剂及载体。通过与载体的接触和摩擦，调色剂迅速地被赋予稳定的电荷。在2组分显影方式中，如果***速度过快，则载体容易向感光体飞溅和附着，容易发生载体模糊这一图像噪声。

在单组分显影方式中，作为单组分显影剂仅使用调色剂。由于显影部中不存在载体，所以不发生载体模糊。

HBD显影方式是具有组合了单组分显影方式与2组分显影方式的构成。首先，在向显影辊补充及输送调色剂的部分中，混合及搅拌补充调色剂和载体。调色剂迅速的被赋予稳定的电荷。由此，存在施加到调色剂压力比使用限制部进行带电的单组分显影方式要小这一优点。而且在HBD显影方式中，利用电场在显影辊上形成调色剂层从而进行显影。因此，即使是在***速度不快的情况下，由于在显影部不存在载体，所以不发生载体模糊。

日本特开2010-72468号公报（专利文献5）公开了在1个感光体（像载持体）上对置配置有2个显影辊的图像形成装置。在该图像形成装置中采用单组分显影方式或者HBD显影方式的情况下，在显影部（形成了静电荷像的像载持体的表面与显影辊之间的区域）仅使用调色剂实施单组分显影。通过实施单组分显影，抑制发生作为2组分显影方式短处的载体模糊这一现象。

另外，在1个感光体上对置配置2个显影辊的图像形成装置能够比在1个感光体上对置配置1个显影辊的图像形成装置确保更长的显影区间。即使是在图像形成装置的***速度变快的情况下（高速打印时等），因感光体与显影辊之间的对置时间变长，所以能够向感光体输送足够的调色剂。

专利文献1:日本特开平6-348117号公报

专利文献2:日本特开2000-56547号公报

专利文献3:日本特开2005-309265号公报

专利文献4:日本特开2009-168893号公报

专利文献5:日本特开2010-72468号公报

但是，在1个感光体上对置配置2个显影辊的图像形成装置中，采用单组分显影方式或者HBD显影方式的情况时存在如下问题。

感光体上的静电潜像的电势处于低浓度电势（形成低浓度图像的电势）时，不容易向静电潜像显影（输送）调色剂，存在低于图像浓度的期望值这一问题。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于，提供在一种在1个感光体上对置配置2个显影辊的显影装置和图像形成装置，并且该显影装置和图像形成装置即使处于低浓度电势也能够得到最适合的图像浓度。

基于本发明的第一方式的显影装置，其中，利用调色剂将形成在像载持体上的静电潜像进行显影，该显影装置具备：第1显影剂载持体，其与上述像载持体对置地被配置；第2显影剂载持体，其与上述像载持体对置地被配置，并且位于比上述第1显影剂载持体更靠近上述像载持体的移动方向的下游侧；第1电压施加部，其将在直流电压上叠加有交流电压而成的方波的第1显影偏压施加到上述第1显影剂载持体和上述第2显影剂载持体之中的一方；以及第2电压施加部，其将在直流电压上叠加有交流电压的第2显影偏压施加到上述第1显影剂载持体和上述第2显影剂载持体之中的另一方，上述第2显影偏压中的上述交流电压的波形是按照抑制从后方飞溅的调色剂撞击附着于上述像载持体的调色剂的方式使方波发生变化后的波形。

基于本发明实的第二方式的显影装置根据基于上述第一方式的显影装置，其中，上述第2显影偏压中的上述交流电压的波形具有：将上述调色剂从上述第1显影剂载持体或者上述第2显影剂载持体供给到上述像载持体的显影侧峰值部、将上述调色剂从上述像载持体退回到上述第1显影剂载持体或者上述第2显影剂载持体的回收侧峰值部以及从上述显影侧峰值部移至上述回收侧峰值部期间的电压变化部，上述电压变化部中的上述波形是以上述显影侧峰值部的终端作为起点向上述回收侧峰值部倾斜的。

基于本发明的第三方式的显影装置，根据基于上述第一方式的显影装置，其中，上述第2显影偏压中的上述交流电压的波形具有：将上述调色剂从上述第1显影剂载持体或者上述第2显影剂载持体供给到上述像载持体的显影侧峰值部、将上述调色剂从上述像载持体退回到上述第1显影剂载持体或者上述第2显影剂载持体的回收侧峰值部以及从上述显影侧峰值部移至上述回收侧峰值部期间的电压变化部，上述电压变化部中的上述波形具有电势差为0的空白脉冲（blank pulse）时间。

基于本发明的第四方式的显影装置，根据基于上述第三方式的显影装置，其中，上述空白脉冲时间约为0.02m秒~0.06m秒。

基于本发明的第五方式的显影装置，根据基于上述第1至上述第4中任一方式的显影装置，其中，上述显影装置具有输送部件，该输送部件与上述第1显影剂载持体和上述第2显影剂载持体对置地被配置，该输送部件载持包括上述调色剂和载体的显影剂，并且将上述显影剂中的上述调色剂供给到上述第1显影剂载持体和上述第2显影剂载持体。

基于本发明的图像形成装置，其中，该图像形成装置具备：上述像载持体、在上述像载持体上形成静电潜像的图像形成机构以及基于上述第一至第四方式中的任意一个方式的显影装置。

根据本发明，能够得到在1个感光体上对置配置2个显影辊的显影装置和图像形成装置，并且其是即使在低浓度电势也能够得到最适合的图像浓度的显影装置和图像形成装置。

附图说明

图1是表示实施方式1和实施方式2中的图像形成装置的外观的立体图。

图2是示意地表示包括实施方式1中的显影装置的图像形成单元的剖视图。

图3是表示在与实施方式1和实施方式2的实验例相关的显影装置中，作为显影偏压而被施加的电压（电势差）的波形的第1图。

图4是表示在与实施方式1和实施方式2的实验例相关的显影装置中，作为显影偏压而被施加的电压（电势差）的波形的第2图。

图5是表示在与实施方式1和实施方式2的实验例相关的显影装置，中，作为显影偏压而被施加的电压（电势差）的波形的第3图。

图6是表示使用实施方式1中的显影装置来进行的实验例的测定结果的第1图。

图7是表示使用实施方式1中的显影装置来进行的实验例的测定结果的第2图。

图8是表示使用实施方式1中的显影装置来进行的实验例的测定结果的第3图。

图9是示意地表示包括实施方式2中的显影装置的图像形成单元的剖视图。

图10是表示使用实施方式2中的显影装置来进行的实验例的测定结果的图。

具体实施方式

以下，参照附图对基于本发明的各实施方式中的显影装置和图像形成装置进行说明。在以下说明的各实施方式中提及个数、数量等时，除去有特别记载的情况，本发明的范围未必限定于该个数、数量等。对于同一部件和相应部件标注同一附图标记而不再反复进行重复说明。

（实施方式1：单组分显影方式）

（图像形成装置1000）

参照图1对本实施方式中的图像形成装置1000进行说明。图像形成装置1000是复印机、打印机或传真机等图像形成装置的一个例子。图像形成装置1000在位于主体上部的操作面板50内具有操作部51及操作显示器52。操作部51接受通过按键51a输入的来自用户的各种指示等。操作显示器52显示对用户的指示菜单等。

在主体上部设置有扫描器53和送纸器（feeder）55。送纸器55将原稿送至扫描器53。在主体的侧面设置有打印机54。在主体的下部设置有托盘57和供纸部58。利用打印机54打印了图像的记录纸被排出至托盘57。供纸部58向打印机54供给记录纸。并且在主体的内部设置有图像形成单元100。图像形成单元100将图像打印到记录纸。

（图像形成单元100）

图2是示意地表示图像形成单元100的详细内容的剖视图。图像形成单元100包括本实施方式中的显影装置2A（第1显影装置）和显影装置2B（第2显影装置）。以下，对图像形成单元100的构成进行说明。

图像形成单元100采用单组分显影方式来作为显影方式。图像形成单元100能够安装于复印机、打印机或传真机等电子照相方式的图像形成装置（例如图1中的图像形成装置1000）内。

图像形成单元100具备：像载持体1、转印部4、清洁部5、带电部6、曝光部7、显影装置2A、显影装置2B以及图像浓度检测部33。转印部4、清洁部5、带电部6、曝光部7、显影装置2A、显影装置2B以及图像浓度检测部33在像载持体1的周围，沿着像载持体1的旋转方向（箭头R1方向）被顺次配置。下面，对图像形成单元100的动作进行说明。

作为感光体的像载持体1沿箭头R1方向旋转。伴随像载持体1的旋转，像载持体1的表面因带电部6而被均匀带电。表面电势（Vo）被赋予给像载持体1。曝光部7从数字图像处理部（未图示）接收图像信号而调制激光，并且将调制后的激光L照射到像载持体1的表面。通过激光L的照射来曝光像载持体1的表面，在像载持体1的表面形成静电潜像（未图示）。

显影装置2A、2B各自的显影方式都是单组分显影方式。显影装置2A、2B将显影剂25（调色剂）输送至形成于像载持体1的表面的静电潜像。使用显影剂25作为调色剂像来显影（可视化）静电潜像。

显影装置2A中的显影辊20A（第1显影剂载持体）是与像载持体1距离规定的间隔（间隙）而对置的。显影装置2B中的显影辊20B（第2显影剂载持体）也是与像载持体1距离规定的间隔（间隙）而对置的。显影辊20B位于比显影辊20A更靠近像载持体1的旋转方向（箭头R1方向）的下游侧。

显影装置2A、2B具有大致相同的构成。针对显影装置2A、2B中的各显影辊20A、20B以外的构成及动作，作为代表仅基于显影装置2A进行说明。对显影装置2B由于重复不再进行反复的说明。

在显影装置2A中，调色剂补充部28内的补充调色剂27经由补充调色剂输送部件29输送至混合搅拌槽26。补充调色剂27在与混合搅拌槽26内的显影剂25混合后，经由显影剂输送部件24a、24b输送到显影剂输送辊22。显影剂25和补充调色剂27（以下，将这些简单统称为显影剂25）双方都是单组分显影剂并且是由调色剂组成的粉末。

作为调色剂可以是负带电的调色剂也可以是正带电的调色剂。调色剂通过与显影剂层限制部件21之间的摩擦而被带电。能够使用一般的方法（粉碎法、乳液聚合法或者悬浮聚合法等）来制造调色剂。

利用电压施加部31向沿箭头R20A方向旋转的显影辊20A（沿箭头R20B方向旋转的显影辊20B）上施加规定的电压。利用电压施加部32向沿箭头R22方向旋转的显影剂输送辊22中施加规定的电压。通过施加该电压，显影剂25被从显影剂输送辊22输送到显影辊20A。通过显影剂层限制部件21调节输送到显影辊20A上的显影剂25的量（层厚）。

利用电压施加部31向接受显影剂25的输送的显影辊20A施加将交流电压叠加到直流电压而成的显影偏压（显影偏置电压）。通过施加最优化的显影偏压，显影剂25从显影辊20A向像载持体1飞溅。显影剂25被输送至通过激光L的照射而形成于像载持体1上的静电潜像上。通过显影剂25的附着，静电潜像作为调色剂像而被显影（可视化）。

通过转印部4，形成于像载持体1的表面的调色剂像被转印到记录介质8。通过定影装置（未图示）等赋予热、压力等后，转印到记录介质8的显影剂25被定影在记录介质8上。

形成于像载持体1表面的调色剂像在通过像载持体1的旋转而经过转印部4后，被清洁刮板等的清洁部5从像载持体1上除去。像载持体1的除去了调色剂像的表面再次被输送至带电部6，供其他的调色剂像的显影。

通过图像浓度检测部33可以检测到被可视化后的显影剂25的记录介质8上的图像浓度。此时，与被检测到的图像浓度相对应地设定图像形成条件。也可以构成为基于该图像形成条件，控制电压施加部31的输出电压。

在显影装置2A、2B中反复进行以上动作。在图像形成单元100中，对1个像载持体1对置配置有显影辊20A、20B。对图像形成单元100而言，能够确保比在1个像载持体（感光体）上对置配置有1个显影辊的情况时更长的显影时间。在高速打印时等，像载持体1与显影辊20A、20B之间的对置时间也变长。能够将足够的调色剂输送至像载持体1。

图像形成单元100是以从像载持体1直接将调色剂像转印到记录介质8那样来构成的。作为其他构成，可以在暂时将调色剂像转印至中间转印体（未图示）后，在重叠其他颜色的基础上将调色剂像转印到记录介质8。

[实验例]

在上述图像形成单元100中，最优化用于使显影剂25飞溅的显影偏压。以下，对为了得到该最优化而实施的实验例（包括实施例和比较例）进行说明。

（设定条件）

该实验例中的各设定条件如下所述。图像形成单元100的***速度约为300mm/s。在像载持体1（参照图2）中，使用由厚度约30μm铝蒸镀PET薄膜构成的“メタルミー”（注册商标）（TORAY株式会社制）来代替上述实施方式1的感光体。

利用水带电在像载持体1表面形成了静电潜像。在水带电的情况下，滴到像载持体1表面的水和截齿（Cutter teeth）相接触。在该状态下被施加电压。通过将与施加电压相对应的表面电势（Vi）赋予给像载持体1的表面，而在像载持体1的表面形成静电潜像。静电潜像中的表面电势Vi约为-350V～0V。

使用在表面实施过防蚀铝处理的铝辊作为显影辊20A、20B来使用。将显影辊20A、20B与像载持体1之间的距离设定为，各自在最接近部约为250μm。在显影辊20A、20B中的显影剂25的输送量约为6g/m²。

在以上这样的各设定条件下，作为用于使显影剂25从显影辊20A、20B向像载持体1飞溅的显影偏压，将5种显影偏压进行各种组合并施加至显影辊20A、20B（在后面对这些组合进行详细说明）。

参照图3～图5，对5种显影偏压准备了波形Z和波形A～D。各图中的纵轴所表示的电势差是表示像载持体1被接地时的各显影辊20A、20B相对于像载持体1的相对的电势差。以下，依次对波形Z和波形A～D的细节进行说明。

（波形Z：方波）

参照图3，图中用虚线表示的波形Z是典型的方波。波形Z周期性地具备：从显影辊向像载持体对显影剂施力的显影侧峰值部PZ1、从像载持体向显影辊对显影剂施力的回收侧峰值部PZ2以及从显影侧峰值部PZ1移至回收侧峰值部PZ2的电压变化部MZ。

在波形Z所示的显影偏压中，直流成分Vdc是-350V，振幅（PeakTo Peak）是2250V，占空比（将显影剂向像载持体供给的显影侧电压的作用时间与将显影剂退回显影辊的回收侧电压的作用时间之比）为50%，频率为5kHz。在显影侧峰值部PZ1中的电势差为-1475V，在回收侧峰值部PZ2中的电势差为775V。

在电压变化部MZ中，电势差从显影侧峰值部PZ1向回收侧峰值部PZ2垂直地变化。在电压变化部MZ中的波形Z垂直地上升，在电压变化部MZ的中的显影偏压的作用时间实际为0秒。

（波形A）

继续参照图3，图中用实线所示的波形A是将如上述的那样的典型的方波（波形Z）变形而得到的。波形A周期性地具备：从显影辊向像载持体对显影剂施力的显影侧峰值部PA1、从像载持体向显影辊对显影剂施力的回收侧峰值部PA2以及从显影侧峰值部PA1移至回收侧峰值部PA2的电压变化部MA。

针对5kHz频率（1周期）的显影偏压的作用时间在显影侧峰值部PA1约为30%，在回收侧峰值部PA2约为30%，在电压变化部MA约为40%。

在电压变化部MA，电势值从显影侧峰值部PA1向回收侧峰值部PA2倾斜地变化。对电压变化部MA中的波形A来说，在电压变化部MA的前半部MA1（上升部分）及电压变化部MA的后半部MA2双方都是以电势差渐渐（向正方向）变大的方式倾斜。其他部分（振幅、显影侧峰值部中的电势差、回收侧峰值部中的电势差等）与波形Z是同样的。

（波形B）

参照图4，图中用实线所示的波形B也是将如上述的那样的典型的方波（波形Z）变形而得到的。波形B周期性地具备：从显影辊向像载持体对显影剂施力的显影侧峰值部PB1、从像载持体向显影辊对显影剂施力的回收侧峰值部PB2以及从显影侧峰值部PB1移至回收侧峰值部PB2的电压变化部MB。

针对5kHz的频率（1周期）的显影偏压的作用时间在显影侧峰值部PB1约为50%，在回收侧峰值部PB2约为30%，在电压变化部MB约为20%。

在电压变化部MB中，以显影侧峰值部PB1为起点，电势差从该起点向与直流成分Vdc同等的电位差垂直地变化。对电压变化部MB中的电压变化部MB而言，在电压变化部MB的前半部MB1（上升部分）中垂直地上升（实际作用时间为0秒）、仅在电压变化部MB的后半部MB2中以电势差渐渐（向正方向）变大的方式倾斜。其他部分与波形Z近似相同。

（波形C）

继续参照图4，图中用虚线所示的波形C是将如上述的那样的典型的方波（波形Z）变形而得到的。波形C周期性地具备：从显影辊向像载持体对显影剂施力的显影侧峰值部PC1、从像载持体向显影辊对显影剂施力的回收侧峰值部PC2以及从显影侧峰值部PC1移至回收侧峰值部PC2的电压变化部MC。

针对5kHz的频率（1周期）的显影偏压的作用时间在显影侧峰值部PC1约为30%，在回收侧峰值部PC2约为50%，在电压变化部MC约为20%。

在电压变化部MC中，以与直流成分Vdc同等的电势差为起点，电势差从该起点向回收侧峰值部PC2垂直地变化。对电压变化部MC中的波形C而言，在电压变化部MC的前半部MC1（上升部分）中以电势差渐渐（向正方向）变大的方式倾斜，在电压变化部MC的后半部MC2中垂直地上升（实际作用时间为0秒）。其他部分与波形Z近似相同。

（波形D）

参照图5，图中用实线所示的波形D也是将如上述的那样的典型的方波（波形Z）变形而得到的。并且在图5中为了便于说明也表示波形Z。波形D周期性地具备：从显影辊向像载持体对显影剂施力的显影侧峰值部PD1、从像载持体向显影辊对显影剂施力的回收侧峰值部PD2以及从显影侧峰值部PD1移至回收侧峰值部PD2的电压变化部MD。

在波形D的显影侧峰值部PD1中的显影偏压的作用时间与波形Z的显影侧峰值部PZ1中的显影偏压的作用时间是相等的。在波形D的回收侧峰值部PD2中的显影偏压的作用时间与波形Z的回收侧峰值部PZ2中的显影偏压的作用时间是相等的。

电压变化部MD中的波形D中的空白脉冲时间BT约为0.02m秒以上0.08m秒以下的空白脉冲（电势差约为0V）。其他部分与波形Z近似相同。在后面对空白脉冲时间BT的范围进行详细的说明。

（图像电势与图像浓度之间的关系1）

参照图6，在上述设定条件下进行了如下实验。使施加到显影辊20A的显影偏压为波形Z（方波）。使施加到显影辊20B的显影偏压为波形Z、A～C之中的任一个。在该实验中，测定图像电势ΔV（｜直流成分Vdc-表面电势Vi｜）与得到的图像中的图像浓度之间的关系。在该测定中使用X-RITE社制“310TR”来测定出透过浓度。

图6表示施加到显影辊20B的显影偏压的波形Z、A～C的每一波形在该实验中的测定结果。作为波形Z、A～C所表示的线分别表示使施加到显影辊20B的显影偏压为波形Z、A～C时的该实验的测定结果。

根据上述测定结果在低浓度电势（例如约50V～约100V）得出以下结论。将基于波形A或者波形C的显影偏压施加到显影辊20B时比将基于波形Z或者波形B显影偏压施加到显影辊20B时，更能够得到较高的图像浓度（透过浓度）。

（图像电势与图像浓度之间的关系2）

参照图7，在上述设定条件下进行了如下的其他实验。使施加到显影辊20A的显影偏压为波形Z（方波）。使施加到显影辊20B的显影偏压分别为波形Z和空白脉冲时间BT不同的4种波形D。在该实验中，也测定图像电势ΔV（｜直流成分Vdc-表面电势Vi｜）与得到的图像中的图像浓度之间的关系。

图7表示基于施加到显影辊20B的波形D，显影偏压的波形（0.02ms）、波形（0.04ms）、波形（0.06ms）及波形（0.08ms）的每一波形在该实验中的测定结果。表示为波形Z的线，表示使施加到显影辊20B的显影偏压为波形Z时的该实验的测定结果（与图6中的表示为波形Z的线是相等的）。

在图7中作为波形（0.02ms）、波形（0.04ms）、波形（0.06ms）及波形（0.08ms）表示的线分别表示使施加到显影辊20B的显影偏压为波形D时、空白脉冲时间BT（参照图5）为0.02ms、0.04ms、0.06ms、及约0.08ms的情况下的该实验的测定结果。

根据上述测定结果在低浓度电势（例如约50V～约100V）得出如下结论。将基于空白脉冲时间BT约为0.02ms以上且约0.08ms以下的波形D的显影偏压施加到显影辊20B时，比将基于波形Z的显影偏压施加到显影辊20B时，更能够在低浓度电势得到较高的图像浓度（透过浓度）。但是，将基于空白脉冲时间BT为0.08ms以上的波形D的显影偏压施加到显影辊20B时，在高浓度电势无法得到太高的图像浓度，所以需要考虑别的办法。因此空白脉冲时间BT优选为约0.02ms以上且约0.06ms以下。

（比较例和实施例）

图8将上述测定结果和根据上述测定结果进一步进行的实验结果作为比较例1～7及实施例1～6汇总表示。在比较例1～7和实施例1～6中，在与上述同样的设定条件下，使施加到显影辊20A、20B的显影偏压分别为各波形Z、波形A～D的各种组合。需要说明的是，关于波形D，由于空白脉冲时间BT（参照图5）为0.02ms、0.04ms、0.06ms以及0.08ms时的结果是一样的，所以将这些汇总地进行表示。

图8表示是否在低浓度电势得到所期望的图像浓度。图像浓度高的状态用记号Y来表示，图像浓度低的状态用记号X来表示。

图像浓度高的状态是得到所期望的图像浓度的状态。此处，将该状态定义为图像电势ΔV＝50V时图像浓度为0.4以上的情况。图像浓度低的状态是没有得到所期望的图像浓度的状态。此处，将该状态定义为图像电势ΔV＝50V时图像浓度为0.4以下的情况。

另外，在图8中，表示有无针对Ds变动（显影辊与像载持体之间的最接近部的距离的变动）中图像浓度发生变化（图像稳定性）。得到图像稳定性的状态表示为记号Y，没有得到图像稳定性的状态表示为记号X。

得到图像稳定性的状态是指针对Ds变动的图像浓度没有变化的状态。此处，将该状态定义为在设为Ds＝约220μm及Ds＝约280μm的显影特性下，图像电势ΔV＝150V时的透过浓度之差不到0.6的情况。没有得到图像稳定性的状态是指针对Ds变动的图像浓度有变化的状态。此处，将该状态定义为在Ds＝约220μm及Ds＝约280μm的显影特性下，图像电势ΔV＝150V时的透过浓度之差为0.6以上的情况。

如图8所示，在比较例1～7及实施例1～6中，各个施加到显影辊20A、20B的显影偏压如下所示。

比较例1中使显影辊20A为波形Z、使显影辊20B为波形Z。比较例2中使显影辊20A为波形A、使显影辊20B为波形A。比较例3中使显影辊20A为波形B、使显影辊20B为波形B。比较例4中使显影辊20A为波形C、使显影辊20B为波形C。比较例5中使显影辊20A为波形D、使显影辊20B为波形D。比较例6中使显影辊20A为波形B、使显影辊20B为波形Z。比较例7中使显影辊20A成为波形Z、使显影辊20B成为波形B。

实施例1中使显影辊20A为波形A、使显影辊20B为波形Z。实施例2中使显影辊20A为波形Z、使显影辊20B为波形A。实施例3中使显影辊20A为波形C、使显影辊20B为波形Z。实施例4中使显影辊20A为波形Z、使显影辊20B为波形C。实施例5中使显影辊20A为波形D、使显影辊20B为波形Z。实施例6使显影辊20A为波形Z、使显影辊20B为波形D。

如图8中的评价结果所示，在比较例2、4、5中虽然能够得到低浓度电势下的图像浓度（记号Y），但无法得到针对Ds变动的图像稳定性（记号X）。在比较例1、6、7中，虽然能够得到针对Ds变动的图像稳定性（记号Y），但无法得到低浓度电势下的图像浓度（记号X）。在比较例3中，无法得到低浓度电势下的图像浓度（记号X），也无法得到针对Ds变动的显影稳定性（记号X）。

另一方面，在实施例1～6中，能够得到低浓度电势下的图像浓度（记号Y），同时能够得到针对Ds变动的显影稳定性（记号Y）。

因此，对于施加的显影偏压，已知使显影辊20A为波形Z（方波），使显影辊20B为波形A、波形C或者波形D即可。另外，也已知使显影辊20B为波形Z（方波），使显影辊20A为波形A，波形C或者波形D即可。换言之，已知使显影辊20A、20B中的一方为波形Z，使显影辊20A、20B中的另一方为波形A、波形C或者波形D。

该原因是推测为如下。即，对波形A（参照图3）而言，在电压变化部MA的前半部MA1中，以电势差从显影侧峰值部PA1向回收侧峰值部PA2渐渐（向正方向）变大的方式倾斜。对波形C（参照图4）而言，在电压变化部MC的前半部MC1中，也以电势差从显影侧峰值部PC1向回收侧峰值部PC2（与直流成分Vdc同等的电势差）渐渐（向正方向）变大的方式倾斜。

波形A、C中以电势差从显影侧峰值部PA1、PC1的前端开始渐渐（向正方向）变大的方式倾斜。从显影辊向像载持体输送的显影剂的输送量渐渐减少。由此，据推测是因为能够抑制附着于像载持体1侧（静电潜像上）的显影剂（调色剂）被从后面向像载持体（静电潜像）飞溅的显影剂撞击（以下，成为撞击现象）（会从像载持体返回到显影辊侧）。

另外，对波形D（参照图5）而言，在显影侧峰值部PD1和回收侧峰值部PD2之间具有空白脉冲时间BT的电压变化部MD。据推测是因为在该电压变化部MD中，作用于飞溅的显影剂的电场消失，由此产生减慢显影剂速度的时间，与波形A或者波形C的情况一样，能够抑制撞击现象。

与此相反，波形Z（参照图3）为方波，在电压变化部MZ中，电势差从显影侧峰值部PZ1向回收侧峰值部PZ2垂直地上升。换言之，在波形Z中，电势差急剧地从显影侧峰值部PZ1向回收侧峰值部PZ2变化。对波形B（参照图4）来说，在电压变化部MB的前半部MB1中，电势差也从显影侧峰值部PB1向回收侧峰值部PB2（与直流成分Vdc同等的电势差）垂直地上升。换言之，在波形B中，电势差也从显影侧峰值部PB1急剧向回收侧峰值部PB2（与直流成分Vdc同等的电势差）变化。

在波形Z、B中，从显影侧峰值部PZ1、PB1的前端开始电势差以急剧地（向正方向）变大的方式变化。从显影辊向像载持体输送的显影剂的输送量急剧减少。因此，推测为发生撞击现象。

并且，可认为由于使显影辊20A为波形Z（方波），使显影辊20B为波形A、波形C或者波形D的情况可以抑制在后半部分的显影辊20B中的撞击现象所以使优选的方式。使显影辊20B为波形Z（方波），使显影辊20A为波形A、波形C或者波形D时，抑制在前半部分的显影辊20A中的撞击现象，但是因为存在后半部分的显影辊20B中的撞击现象，所以需要在前半部分的显影辊20A中将足够的显影剂附着于像载持体1。

另外，根据实验结果，在对显影辊20A和显影辊20B中的至少一方使用波形Z时，能够得到针对Ds变动的图像稳定性。推测出其理由在于，波形A～D都具有减慢飞溅的显影剂的速度的部分，所以针对Ds变动、即针对距离的变动的灵敏度变得敏感。因此，优选显影辊20A和显影辊20B中的任一方使用波形Z（方波）。

因此如上所述，利用包括显影装置2A、2B的图像形成单元100，使显影辊20A、20B中的一方为波形Z，通过使显影辊20A、20B中的另一方为波形A或者波形C，而即使在低浓度电势下也能够得到高图像浓度，此外即使产生Ds变动时也能够抑制图像浓度的变化（发生偏差、不均等）。另外，在具备这样的图像形成单元100的图像形成装置中也能够得到同样的效果。

（实施方式2：混合显影方式）

图9是示意地表示图像形成单元200的剖视图。图像形成单元200包括在本实施方式中的显影装置2。以下，对图像形成单元200的构成进行说明。

图像形成单元200作为显影方式采用混合显影方式。图像形成单元200能够安装于复印机、打印机或传真机等电子照相方式的图像形成装置（例如在图1中的图像形成装置1000）内。

图像形成单元200具备：像载持体1、转印部4、清洁部5、带电部6、曝光部7、显影装置2以及图像浓度检测部33。转印部4、清洁部5、带电部6、曝光部7、显影装置2以及图像浓度检测部33在像载持体1的周围，沿像载持体1的旋转方向（箭头R1方向）被依次配置。以下，对像载持体单元200的动作进行说明。

作为感光体的像载持体1沿箭头R1方向旋转。伴随像载持体1的旋转，通过带电部6使像载持体1的表面被均匀带电。像载持体1上被赋予表面电势（Vo）。曝光部7从数字图像处理部（未图示）接受图像信号并且调制激光，并且将调制后激光L照射到像载持体1的表面。通过激光L的照射曝光像载持体1的表面，并在像载持体1的表面形成静电潜像（未图示）。

对显影装置2而言，其显影方式为混合显影方式，并且使用包括调色剂和载体的显影剂25。静电潜像通过显影剂25内的调色剂而作为调色剂像而被显影（可视化）。

在显影装置2中的显影辊20A（第1显影剂载持体）是与像载持体1距离规定的间隔（间隙）而对置的。在显影装置2中的显影辊20B（第2显影剂载持体）也是与像载持体1距离规定的间隔而对置的。显影辊20B位于比显影辊20A还靠近像载持体1的旋转方向（箭头R1方向）的下游侧。

在显影装置2中，调色剂补充部28内的补充调色剂27经由补充调色剂输送部件29输送至混合搅拌槽26。通过显影剂输送部件24a、24b将补充调色剂27与混合搅拌槽26内的包括载体的显影剂25混合。

作为调色剂可以是通过与载体之间的摩擦而负带电的调色剂，也可以是正带电的调色剂。能够使用一般的方法（粉碎法、乳液聚合法或者悬浮聚合法等）来制造调色剂。

作为载体使用具有磁性的材料，能够使用粘合剂型载体或者涂层型载体等。载体的粒径约为15μm～约100μm即可。显影剂中的调色剂比率优选约5重量%～约30重量%的范围，进一步优选约8重量%。

显影剂25中的调色剂通过与载体的混合而摩擦带电。使用载体的磁性并且通过磁性辊23（输送部件）输送显影剂25。磁性辊23具有显影剂输送辊（套筒）22，和设置于显影剂输送辊22中并有多个磁极的磁性体22A。由显影剂层限制部21调节输送到磁铁辊23上的显影剂25的量（层厚）。

向沿箭头R23方向输送的显影剂25的磁铁辊23，通过与其相连接的电压施加部32而施加规定的电压。向沿箭头R20A方向旋转的显影辊20A，通过与其相连接的电压施加部31而施加规定的电压。向沿箭头R20B方向旋转的显影辊20B，也通过与其相连接的电压施加部31而施加规定的电压。

通过施加这些电压，在磁性辊23上的显影剂25中，仅将调色剂向显影辊20A、20B供给。将通过电压施加部31在直流电压中叠加有交流电压而成的显影偏压施加到接受显影剂25供给的显影辊20A、20B。通过施加最优化后的显影偏压，调色剂从显影辊20A、20B向像载持体1飞溅。调色剂附着于通过激光L的照射而形成的像载持体1上的静电潜像上。通过附着调色剂，静电潜像作为调色剂像而被显影（可视化）。

形成于像载持体1表面的调色剂像在通过像载持体1的旋转而经过转印部4后，通过清洁刮板等清洁部5从像载持体1中除去。像载持体1的除去了调色剂像的表面再一次向带电部6输送并供其他的调色剂像的显影。

可以由图像浓度检测部33来检测在被可视化了的显影剂25的记录介质8上的图像浓度。此时，与被检测到的图像浓度相对应地设定图像形成条件。可以构成为基于该图像形成条件，控制电压施加部31的输出电压。

在显影装置2中反复操作以上的动作。在图像形成单元200中，在1个像载持体1上对置配置有显影辊20A、20B。对图像形成单元200而言，能够确保比在1个像载持体（感光体）上对置配置有1个显影辊的情况更长的显影时间。在高速打印时等，像载持体1与显影辊20A、20B之间的对置时间也变长。能够将足够的调色剂输送至像载持体1。

图像形成单元200是以从像载持体1直接将调色剂像转印到记录介质8的方式构成的。作为其他的构成，也可以在暂时将调色剂像转印至中间转印体（未图示）后，在重叠其他的颜色的基础上将调色剂像转印到记录介质8。

（实验例）

在上述图像形成单元200中，最优化用于使调色剂飞溅的显影偏压。以下，对为了得到该最优化而实施了的实验例（包括实施例和比较例）进行说明。该实验例中各设定条件与上述实施方式1的实验例中的各设定条件近似相同。

在该设定条件下，作为用于使调色剂从显影辊20A、20B向像载持体1飞溅的显影偏压，将与上述实施方式1的实验例同样的5种显影偏压进行各种组合后施加到显影辊20A、20B（在后面对这些组合进行详细说明）。

（比较例及实施例）

参照图10对比较例1A～3A和实施例1A～6A进行说明。在比较例1A～3A和实施例1A～6A中，使施加到显影辊20A、20B的显影偏压分别为波形Z、波形A～D（参照图3～图5）的各种组合。

图10表示在低浓度电势下是否得到所期望的图像浓度。高图像浓度的状态用记号Y来表示，低图像浓度的状态用记号X来表示。需要说明的是，表示图像浓度的状态的记号Y和记号X的定义与上述实施方式1时是相同的。

另外，图10表示有无针对Ds变动（显影辊和像载持体的最接近部的距离的变动）的图像浓度的变化（图像稳定性）。得到图像稳定性的状态在图中的用记号Y来表示，没有得到图像稳定性的状态在图中用记号X来表示。需要说明的是，表示图像稳定性的状态的记号Y和记号X的定义是与上述实施方式1时同样的。

如图10所示，在比较例1A～3A及实施例1A～6A中，施加至显影辊20A、20B的显影偏压分别如下所示。

在比较例1A中，使显影辊20A为波形A，使显影辊20B为波形A。在比较例2A中，使显影辊20A为波形C，使显影辊20B为波形C。在比较例3A中，使显影辊20A为波形D，使显影辊20B为波形D。

在实施例1A中，使显影辊20A为波形A，使显影辊20B为波形Z。在实施例2A中，使显影辊20A为波形Z，使显影辊20B为波形A。在实施例3A中，使显影辊20A为波形C，使显影辊20B为波形Z。在实施例4A中，使显影辊20A为波形Z，使显影辊20B为波形C。在实施例5A中，使显影辊20A为波形D，使显影辊20B为波形Z。在实施例6A中，使显影辊20A为波形Z，使显影辊20B成为波形D。

如图10中的评价结果所示，在比较例1A～3A中，虽然能够得到低浓度电势下的图像浓度（记号Y），但无法得到针对Ds变动的显影稳定性（记号X）。另一方面，在实施例1A～6A中，能够得到低浓度电势下的图像浓度（记号Y），并且能够得到针对Ds变动的图像稳定性（记号Y）。

因此，对于施加的显影偏压可知，可以使显影辊20A为波形Z（方波），使显影辊20B为波形A、波形C或者波形D。另外，可知可以使显影辊20B为波形Z（方波），使显影辊20A为波形A、波形C或者波形D。换言之，可知可以使显影辊20A、20B之中的一方为波形Z，使显影辊20A、20B之中的另一方为波形A、波形C或者波形D。

推测出该原因与在上述实施方式1中的单组分显影方式图像形成装置是同样的。

需要说明的是，在上述实施方式1中的图像形成单元100，比较初始打印时和打印3000张后的评价结果，发现在打印3000张后在某些低浓度电势下的图像浓度会下降。由此，可认为由单组分显影方式引起调色剂的劣化。另一方面，实施方式2中的图像形成单元200，在打印3000张后也不会发生低浓度电势下的图像浓度的降低。因此，可以说与单组分显影方式的图像形成单元100相比较，混合显影方式的图像形成单元200能够长期进行良好的显影。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，可认为这次公开了的实施方式并不限制于全部示例的内容。本发明的范围用权利要求范围来表示，意味着包括与权利要求均等的内容和在范围内的所有改变。

附图标记说明

1…像载持体；2…2A、2B显影装置；4…转印部；5…清洁部；6…带电部；7…曝光部；8…记录介质；20A、20B…显影辊；21…显影剂层限制部；22…显影剂输送辊；22A…磁性体辊；23…磁辊；24a、24b…显影剂输送部件；25…显影剂；26…混合搅拌槽；27…补充调色剂；28…调色剂补充部；29…补充调色剂输送部件；31、32…电压施加部；33…图像浓度检测部；50…操作面板；51…操作部；51a…按键；52…操作显示器；53…扫描器；54…打印机；55…送纸器；57…托盘；58…供纸部；100、200…图像形成单元；1000…图像形成装置；A～D、Z…波形；BT…空白脉冲时间；L…激光；MA、MB、MC、MD、MZ…电压变化部；MA1、MB1、MC1…前半部；MA2、MB2、MC2…后半部；PA1、PB1、PC1、PD1、PZ1…显影侧峰值部；PA2、PB2、PC2、PD2、PZ2…回收侧峰值部；R1、R20A、R20B、R22、R23…箭头；Vdc…直流成分；Vi…表面电势；X、Y…记号；ΔV…图像电势。

Claims (6)

1.一种显影装置，其中，利用调色剂将形成于像载持体（1）上的静电潜像显影，该显影装置具备：

第1显影剂载持体（20A），其与所述像载持体（1）对置地被配置；

第2显影剂载持体（20B），其与所述像载持体（1）对置地被配置，并且位于比所述第1显影剂载持体（20A）更靠近所述像载持体（1）的移动方向的下游侧；

第1电压施加部，其将在直流电压上叠加有交流电压而成的方波（Z）的第1显影偏压施加到所述第1显影剂载持体（20A）和所述第2显影剂载持体（20B）之中的一方；和

第2电压施加部，其将在直流电压上叠加有交流电压而成的第2显影偏压施加到所述第1显影剂载持体（20A）和所述第2显影剂载持体（20B）之中的另一方，

所述第2显影偏压中的所述交流电压的波形是按照抑制从后方飞溅的调色剂撞击附着于所述像载持体（1）的调色剂的方式使方波（Z）发生变化后的波形。

2.根据权利要求1所述的显影装置，其中，

所述第2显影偏压中的所述交流电压的波形具有：

将所述调色剂从所述第1显影剂载持体（20A）或者所述第2显影剂载持体（20B）供给到所述像载持体（1）的显影侧峰值部（PA1）；

将所述调色剂从所述像载持体（1）退回到所述第1显影剂载持体（20A）或者所述第2显影剂载持体（20B）的回收侧峰值部（PA2）；和

从所述显影侧峰值部（PA1）移至所述回收侧峰值部（PA2）期间的电压变化部（MA），

所述电压变化部（MA）中的所述波形以所述显影侧峰值部（PA1）的终端为起点，向所述回收侧峰值部（PA2）倾斜。

3.根据权利要求1所述的显影装置，其中，

所述第2显影偏压中的所述交流电压的波形具有：

将所述调色剂从所述第1显影剂载持体（20A）或者所述第2显影剂载持体（20B）供给到所述像载持体（1）的显影侧峰值部（PA1）；

将所述调色剂从所述像载持体（1）退回到所述第1显影剂载持体（20A）或者所述第2显影剂载持体（20B）的回收侧峰值部（PA2）；和

从所述显影侧峰值部（PA1）移至所述回收侧峰值部（PA2）期间的电压变化部（MD），

所述电压变化部（MD）中的所述波形具有使电势差为0的空白脉冲时间（BT）。

4.根据权利要求3所述的显影装置，其中，所述空白脉冲时间（BT）为约0.02m秒~约0.06m秒。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的显影装置，其中，所述显影装置具备输送部件（23），该输送部件（23）与所述第1显影剂载持体（20A）和所述第2显影剂载持体（20B）对置地被配置，该输送部件（23）载持包括所述调色剂和载体的显影剂（25），并且将所述显影剂（25）中的所述调色剂供给到所述第1显影剂载持体（20A）和所述第2显影剂载持体（20B）。

6.一种图像形成装置，其中，该图像形成装置具备：

所述像载持体（1）；

在所述像载持体（1）上形成静电潜像的像形成机构；和

权利要求1至5中任一项所述的显影装置。

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