説明

液体現像装置及び湿式画像形成装置

【課題】液体現像装置が停止したあとに現像剤溜まりの現像剤が自重により落下し、長期間放置しても固着等の問題を引き起こさない、信頼性の高い液体現像装置及び湿式画像形成装置を提供すること。
【解決手段】液体現像剤を担持する現像剤担持体と、現像剤担持体に液体現像剤を供給する供給手段とを有し、供給手段が現像剤担持体との間に現像剤溜まりを形成するよう配置された現像剤供給ブレードを備え、現像剤供給ブレードは、現像剤担持体が回転を停止中に、現像剤溜まりの液体現像剤が自重によって落下するように前記現像剤担持体との間に所定の間隔もって設けた。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液体現像剤を用いた液体現像装置及び湿式画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、像担持体表面の静電潜像を、トナー粒子を絶縁性キャリア液に分散させた液体現像剤で現像し、現像により形成されたトナー像を被転写材に転写して最終画像を得る画像形成装置が知られている。また、前記液体現像剤による現像により形成されたトナー像を中間転写体に一次転写し、中間転写体の表面に複数のトナー像を重ね合わせ、その後重ね合わせたトナー像を被転写材に一括転写して最終画像を得る画像形成装置も知られている。
【0003】
かかる液体現像装置を用いた湿式画像形成装置は、乾式画像形成装置では実現できない利点を有しており、近年その価値が見直されつつある。湿式画像形成装置の主な利点は、サブミクロンサイズの極めて微細なトナーを用いることができるため高画質を実現でき印刷並みの質感を得られること、比較的低温でトナーを用紙に定着できるため省エネルギーを実現できること、などである。特に、近年は画像形成装置の高速化に伴って、高粘度のキャリア液に、トナー粒子を高濃度に分散させた液体現像剤が使用される傾向にある。
【0004】
このような液体現像剤を用いた画像形成装置における液体現像装置においては、現像剤を担持して像担持体に形成された静電潜像を現像する現像ローラ上に必要十分な量の現像剤が均一供給される必要がある。
【0005】
特許文献1には、現像装置内の現像剤担持体の幅方向一様に弾性体のブレードが押し付けられ、あるいは近接した状態に配置され、このブレードと現像剤担持体とで形成される擬似三角形状の隙間に一時的な現像剤溜まりを形成する構成が記載されている。この構成は、現像剤溜まりに溜まる液体現像剤の量がある一定量を超えるとオーバーフローするように構成され、液体現像剤が少しオーバーフローするように十分な量の液体現像剤を供給することで均一に供給できるとしている。
【特許文献1】特開2000−194197号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、本発明者らが鋭意検討した結果、上記特許文献1に記載の技術のみでは不具合が発生する場合があることが分かった。すなわち、画像形成装置の使用を停止した場合に、回転を停止した現像剤担持体とブレードとの間の現像剤溜まりの現像剤がその隙間を埋めるように固着して、次回の使用時に現像剤供給が安定して行えず、筋状のノイズが発生するという問題が生じた。
【0007】
本発明は上記のような課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、液体現像装置が停止したあとに現像剤溜まりの現像剤が容易に回収され、長期間放置しても液体現像剤の固着等の問題を引き起こさない、信頼性の高い液体現像装置及び湿式画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
1.
像担持体上の静電潜像をトナーを含む液体現像剤によって現像する液体現像装置において、
前記液体現像剤を担持し、回転して搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に前記液体現像剤を供給する供給手段とを有し、
前記供給手段は、前記現像剤担持体との間に現像剤溜まりを形成するための現像剤供給ブレードを備え、
前記現像剤供給ブレードは、
前記現像剤担持体が回転中に、前記現像剤担持体上に前記現像剤溜まりの液体現像剤により液体現像剤層が形成され、前記現像剤担持体が回転を停止中に、前記現像剤溜まりの液体現像剤が自重によって落下するように、前記現像剤担持体との間に所定の間隔をもって設けられていることを特徴とする液体現像装置。
【0009】
2.
前記間隔が、0.1〜2.0mmである1に記載の液体現像装置。
【0010】
3.
前記液体現像剤は、25℃における粘度が10〜1000mPa・sである1又は2に記載の液体現像装置。
【0011】
4.
像担持体と、該像担持体上に静電潜像を形成する手段と、該像担持体上の静電潜像を現像するための1乃至3の何れか1項に記載の液体現像装置と、を備えたことを特徴とする湿式画像形成装置。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、液体現像装置の現像剤担持体が回転停止した時に現像剤溜まりの液体現像剤がその自重によって落下することにより、長期間放置しても液体現像剤の固着等の問題を引き起こさない、信頼性の高い液体現像装置及び湿式画像形成装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【0014】
図1は、本発明に係る湿式画像形成装置の概略構成を示す図である。潜像担持体としての感光体1の周囲には、矢印で示す回転方向に順に、帯電装置2、露光装置3、液体現像装置4Y、4M、4C、4K、中間転写体5、クリーニング装置6がそれぞれ配設され、前記中間転写体5の周囲には、転写ローラ7が配設されている。被転写材8は中間転写体5と転写ローラ7との間を通り、定着装置9を通って排紙される。また、4組の液体現像装置4Y、4M、4C、4Kは、いずれも前記感光体1と離接可能に設けられ、それぞれ、表面に液体現像剤を担持し感光体1表面の静電潜像を現像する現像剤担持体としての現像ローラ41とを備えている。
【0015】
ここで、液体現像装置4Yのトナーをイエロートナー、液体現像装置4Mのトナーをマゼンタトナー、液体現像装置4Cのトナーをシアントナー、液体現像装置4Kのトナーをブラックトナーとし、それぞれの液体現像装置において対応する各色のトナー像を形成して、中間転写体5の表面で重ね合わせ、その後被転写材8上に一括転写することでフルカラー画像を形成することができる。
【0016】
図1の湿式画像形成装置の動作について、順を追って説明する。感光体1は矢印で示す方向に回転している。まず、感光体1の表面を帯電装置2により、所定の表面電位に一様に帯電し、その後、露光装置3により画像情報の露光を行い、感光体1の表面に静電潜像を形成する。次いで液体現像装置4Yを感光体1に対向させ、現像ローラ41の表面に担持された液体現像剤を感光体1に接触させて静電潜像を現像することで、感光体1の表面にイエローのトナー像が形成される。
【0017】
液体現像装置4Y、4M、4C、4Kで用いられる液体現像剤は、絶縁性キャリア液にトナー粒子を分散させたものであって、さらに荷電制御剤、分散剤等の機能付与剤を含有していてもよい。液体現像剤の濃度、粘度は、トナー粒子などの固形成分を10から50質量%の割合で分散させ、25℃における粘度が10mPa・sから100mPa・sの範囲にある高濃度で高粘度の液体現像剤が適している。トナー粒子は電荷付与部材(図1では図示せず)により予め正極性に帯電している。
【0018】
感光体1がさらに回転すると、表面のトナー像は、感光体1と中間転写体5が当接する一次転写領域に移動する。中間転写体5には図示しない電源により負極性の電圧が印加され、この印加電圧によって発生した電界でトナーが移動することで、感光体1の表面のトナー像が中間転写体5の表面に一次転写される。一次転写後、感光体1に残存する液体現像剤はクリーニング装置6により除去され、帯電装置2によって感光体1の表面は再び所定の表面電位に一様に帯電する。中間転写体5は、ドラム形状でもよいし、ベルト形状でもよい。
【0019】
続いて、感光体1の表面に再度静電潜像が形成され、液体現像装置4Mによって現像されて感光体1の表面にはマゼンタのトナー像が形成される。マゼンタのトナー像はその後中間転写体5の表面に一次転写され、中間転写体5の表面にはイエローのトナー像とマゼンタのトナー像が重ね合わされる。同様にして、液体現像装置4Cで現像されたシアンのトナー像と、液体現像装置4Kで現像されたブラックのトナー像も重ね合わされて、中間転写体5の表面にフルカラーのトナー像が形成される。
【0020】
中間転写体5の表面に形成されたフルカラーのトナー像は、中間転写体5が矢印方向に回転することで、中間転写体と被転写材8が当接する二次転写領域に移動する。二次転写領域では、被転写材8の裏面にある転写ローラ7によって中間転写体5と被転写材8との間に線圧が加えられながら、転写ローラ7には図示しない電源によって負極性の電圧が印加される。この電圧印加により、被転写材8の中間転写体5と向き合う表面も負極性の電位となり、被転写材8の表面電位と中間転写体5の表面電位との間に電位差が生じる。この電位差により、中間転写体5上のトナー像は被転写材8の表面に引き付けられ、この状態で被転写材8が矢印方向に搬送されて二次転写領域を出ると被転写材8上へのトナー像の二次転写が完了する。トナー像が転写された被転写材8は定着装置9により定着処理がなされ、画像出力が完成する。
【0021】
図2は、図1の湿式画像形成装置に用いる第1の実施形態の液体現像装置4の概略構成の一例を示す図である。
【0022】
現像ローラ41に対向して液体現像剤を現像ローラ41に供給する供給手段40を配置している。供給手段40は、現像剤ローラ41との最近接部が所定の間隔dを有する現像剤供給ブレード43を備えている。現像剤供給ブレード43の現像ローラ41と対向する端部430と反対側の端部431付近には、供給ノズル42が設置され、図示しない現像剤貯蔵槽よりポンプによって配管をとおって現像剤が供給される。
【0023】
まず、液体現像装置4が稼働している状態について図2(a)を用いて説明する。
【0024】
現像剤供給ブレード43は現像ローラ41に向かって傾斜を持ち、供給ノズル42から供給された液体現像剤は自重によって現像ローラ41と現像剤供給ブレード43との近接部に向かう。現像ローラ41と接触した液体現像剤は、現像ローラ41の回転によりつれ回り、現像ローラ41上に液体現像剤層が形成される。また、現像ローラ41の回転力によって現像ローラ41と現像剤供給ブレード43との間には現像剤溜まりが形成され、現像ローラ41上への現像剤の供給が可能となる。現像ローラ41と近接する現像剤供給ブレード43の端部430は、現像ローラ41の回転中心Pより重力方向で下方(図2(a)ではHだけ下方に位置している。)にあるのが好ましい。また、現像ローラ41の回転方向は、現像剤供給ブレード43の端部430との近接位置において、接触する液体現像剤を重力とは逆の方向につれ回すように回転(図中Aの方向)している。また、現像剤供給ブレード43は、端部430から斜め上方(重力と逆の方向)に現像ローラ41の表面と離れるように端部431がくるように配置されている。
【0025】
なお、気泡防止ブレードを兼ねた現像剤規制ブレード44を現像ローラ41と接触または近接して設けてもよい。
【0026】
気泡防止ブレード44を図2(c)のようにローラに対して斜めに設置すると、現像剤溜まりへの現像ローラ41の突入時に現像ローラ41の表面付近に発生した気泡は現像ローラ41の表面付近に沿って上昇したあと、気泡防止ブレード44によって現像ローラから引き離されるように移動させられるので、気泡が発生したとしても、現像剤薄膜を均一に形成することができる。
【0027】
このようにして、現像ローラ41上に液体現像剤の薄層が形成され、電荷付与部材45によって液体現像剤に電荷が付与される。電荷付与部材45としては、例えばコロナチャージャーが使用可能である。電荷付与された液体現像剤は図示しない感光体1との接触部で現像に供され、現像されずに現像ローラ41上に残った液体現像剤はクリーナー46によってかきとられる。クリーナー46によってかきとられた現像剤は回収装置52によって回収され、図示しない濃度調整装置によって濃度を調整された後、再利用される。
【0028】
次に、液体現像装置4が停止している状態について図2(b)を用いて説明する。
【0029】
湿式画像形成装置が画像形成を停止するときには、現像ローラ41の回転を止め、供給ノズル42からの液体現像剤の供給は停止される。このとき、現像ローラ41と現像剤供給ブレード43との間の現像剤溜まりの現像剤は、現像ローラ41と現像剤供給ブレード43との間の所定の間隔dを通って落下し、回収装置51によって回収される。もし、現像剤溜まりの液体現像剤が自然に落下するような十分広い隙間がないと、時間の経過とともに現像ローラ41と現像剤供給ブレード43との間の現像剤溜まりの液体現像剤は高濃度となっていく。長期に渡って放置された場合には著しく高濃度となり、トナーが現像ローラ41や現像剤供給ブレード43上、あるいはその隙間を埋めるように固着して、次回の使用時に回転不良や、異物の発生、筋状のノイズなどが発生し、画像ノイズとなる。
【0030】
なお、現像ローラ41と現像剤供給ブレード43との隙間が大きすぎても不具合が発生する。すなわち、隙間が大きすぎると現像ローラ41が回転する画像形成中においても、現像ローラ41と現像剤供給ブレード43との隙間から現像剤が落下するため、供給ノズル42からの供給量が余分に必要になる。この落下量は隙間がある程度以上広くなると急激に増加するため、それにつれて必要な供給量も急激に増加する。供給量が足りない場合には、現像ローラ41上に担持される現像剤が少なくなったりムラができたりする。
【0031】
すなわち、現像ローラ41と現像剤供給ブレード43との隙間は、現像ローラ41が回転する画像形成中は、この隙間からの現像剤の落下量は0もしくはごく少量であり、現像ローラ41が回転停止する時は、この隙間を通って現像剤が速やかに落下するような所定の間隔dである必要がある。
【0032】
また、この所定の間隔dは、液体現像剤の粘度によっても影響される。粘度が低い場合には、dを狭くする必要があり、また、粘度が高い場合には、広くする必要がある。液体現像剤の粘度としては、10mPa・sから100mPa・sの範囲が好ましい。また、所定の間隔dは予め、実験によって決めておくことができる。
【0033】
また、この所定の間隔dは、現像ローラ41の回転速度によっても影響される。回転速度が遅い場合には、dを狭くする必要があり、回転速度が速い場合には、広くすることができる。
【0034】
図3は、本発明の第2の実施形態の液体現像装置4の概略構成を示す図である。
【0035】
図3では、現像剤供給ブレード43は現像ローラ41以外のローラであり、現像剤担持体である供給ローラ47上に現像剤を供給するように設置されてる。いったん供給ローラ47上に現像剤薄層を形成したあと、これを現像ローラ41上に転移させて現像に使用する点以外は、図2の液体現像装置と同じである。供給ローラ47としては、NBRなどのゴムローラでも構わないし、金属ローラでも構わない。
【0036】
図4は、本発明の第3の実施形態の液体現像装置4の概略構成を示す図である。
【0037】
図4では、現像剤供給ブレード43は現像ローラ41以外のローラである、供給ローラ47上に現像剤を供給するように設置される。いったん供給ローラ上に現像剤薄層を形成したあと、これをならしローラ48上に転移させ、さらに現像ローラ41上に転移させて現像に使用する点以外は、図2の液体現像装置と同じである。供給ローラ47、ならしローラ48としては、NBRなどのゴムローラでも構わないし、金属ローラでも構わない。また、ローラ表面の溝の深さや密度によって現像剤の担持量を正確に制御できるアニロックスローラを使用してもよい。例えば供給ローラ47をアニロックスローラとした場合には、現像剤規制ブレード44は供給ローラ47に押し付けるようにして設置すれば、供給ローラ47に担持させる現像剤の量を正確に計量でき好ましい。
【0038】
本発明の第1〜第3の実施形態では、現像剤担持体をローラ形状として、説明しているが、ベルト状の現像剤担持体であっても良い。
【0039】
現像剤担持体と現像剤供給ブレードとの所定の間隔dを具体的に決定する方法について説明する。図1に示す湿式画像形成装置で、図2に示す液体現像装置を用いて、以下に示す実験を行い、所定の間隔dを決定することができる。液体現像装置4の設定条件として、現像ローラ41として導電性NBRゴムローラを用いた。ローラ軸方向の有効長さは30cm、回転速度は400mm/secである。供給ノズル42はローラ軸方向に4箇所設置した。現像剤供給ブレード43として厚み0.2mmの金属板(SUS製)を使用し、現像ローラ41と同電位とした。
【0040】
使用した液体現像剤は、樹脂に顔料を分散してなるトナー(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製カラー複写機C350用)を不揮発性の絶縁性キャリア(松村石油社製モレスコホワイト)に分散したものであり、さらに少量の分散剤を添加してある。液体現像剤のトナーの割合は25質量%であり、トナーの平均粒径は2.5μmである。
【0041】
現像ローラ41の回転停止時の現像剤溜まりの液体現像剤の落下のしやすさを液体現像剤の粘度ごとにローラとブレードとの間隔を変えて観察した結果が、表1である。液体現像剤の粘度は、キャリアの粘度を変えることにより変化させた。評価は、10秒以内に落下したものを○、10秒を越え3分以内に落下したものを△、3分を越えないと落下しないもの又は落下しない液体現像剤が間隔dに残るものを×とした。
【0042】
【表1】

【0043】
液体現像剤の粘度が低ければ、現像ローラと現像剤供給ブレード43との所定の間隔dが狭くても速やかに落下するが、粘度が高くなるにつれてある程度の間隔がないと時間が経っても落下しない。液体現像装置において、粘度が10mPa・s未満のものは、揮発性が高いため、安全性の観点から、好ましくない。液体現像剤の粘度として、10mPa・s以上のものを用いた場合には、ローラとブレードとの隙間は0.1mm以上必要であることがわかる。この結果から、液体現像剤の粘度に対応して、最適な間隔dを決定することができる。
【0044】
また、現像ローラ41の回転中に、現像ローラ41上に液体現像剤を均一に供給可能かどうかを観察した結果が、表2である。評価は、目視により、現像ローラ41上に液体現像剤の薄層が均一に形成できたものを○、均一に形成できないものを×とした。
【0045】
【表2】

【0046】
この結果から、現像ローラ41と現像剤供給ブレード43との間隔dが小さければ供給ノズルからの供給量が少なくても現像ローラ41上に液体現像剤が均一に供給可能であるが、ある程度以上間隔が大きくなると、供給ノズル42からの必要な供給量が急激に多くなった。必要な供給量が急激に多くなる間隔は、2.0mm以上のときで、この様子を目視で確認すると現像ローラ41の回転中にも現像ローラ41と現像剤供給ブレード43との隙間から現像剤が落下していた。したがって、現像ローラ41上に液体現像剤を均一に供給するには、落下する分の液体現像剤を予め余分に供給する必要があり、このために必要な供給量が増加したと言える。結果から、現像ローラ41と現像剤供給ブレード43との所定の間隔は2.0mm以下が望ましい。
【0047】
以上の結果から、液体現像剤の粘度が10〜1000mPa・sの場合、現像ローラ41と現像剤供給ブレード43との間隔dを0.1mm〜2.0mmの間に設定することが好ましいと言える。この範囲の設定条件により、現像ローラ41の回転時には少ない供給量で安定的に現像ローラ41上に現像剤を供給でき、また、現像ローラ41が停止時には、現像剤溜まりの現像剤が所定の間隔dを通って自重により落下する。よって、湿式画像形成装置を長期に停止させても、現像ローラ41上や現像剤供給ブレード43上あるいはその最近接部には現像剤がほとんど残らず、固着の心配が要らないことが確認できた。
【実施例】
【0048】
(実施例1)
図1に示す画像形成装置で、図2に示す液体現像装置を用いて、実際に画像出力及び長期間の放置試験を行った。粘度100mPa・sの液体現像剤を用い、現像ローラ41と現像剤供給ブレード43との所定の間隔dは、表1及び表2の結果を参考に、1.0mmとした。供給ノズル42からの供給量は200ml/secとした。その他の条件は表1および表2の実験の時と同じに行った。
【0049】
このようにして画像出力した結果、液体現像剤は現像ローラ41上に均一に供給でき、この結果、濃度不足や濃度ムラのない、高品質な画像を得ることができた。
【0050】
この画像出力のあと、現像ローラ41の回転を停止し、供給ノズル42からの供給を停止した状態で2週間、室温で放置した。その後、供給ノズル42からの供給を行いながら約30秒間予備回転を行ったあと、画像を出力した。液体現像剤の現像ローラ41上への供給に特に不具合は発生せず、この結果、濃度不足や濃度ムラのない、高品質な画像を得ることができた。
(比較例1)
実施例1と同様の条件であるが、現像ローラ41と現像剤供給ブレード43との間隔dは0.05mmとした。その他の実験条件は実施例1と同じである。
【0051】
このようにして画像出力した結果、液体現像剤は現像ローラ41上に均一に供給でき、この結果、濃度不足や濃度ムラのない、高品質な画像を得ることができた。
【0052】
しかし、実施例1と同様にして2週間放置したあと、約30秒間の予備回転のあと画像出力したところ、画像の一部に筋状に濃度不足や濃度ムラが発生した。現像剤供給ブレード43上を調べると現像ローラ41に近接した部分で現像剤が固着し、これが障害となって液体現像剤の供給ムラが発生していた。
【図面の簡単な説明】
【0053】
【図1】本発明係る湿式画像形成装置の概略構成図である。
【図2】本発明の第1の実施形態の液体現像装置の概略構成図である。
【図3】本発明の第2の実施形態の液体現像装置の概略構成図である。
【図4】本発明の第3の実施形態の液体現像装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【0054】
1 感光体
2 帯電装置
3 露光装置
4、4Y、4M、4C、4K 液体現像装置
5 中間転写体
6 クリーニング装置
7 転写ローラ
8 被転写材
9 定着装置
10 被転写材
11 定着装置
40 供給手段
41 現像ローラ
42 供給ノズル
43 現像剤供給ブレード
44 現像剤規制ブレード(気泡防止ブレード)
45 電荷付与部材
46 クリーナー
47 供給ローラ
48 ならしローラ
430、431 端部
A 現像ローラ回転方向
P 現像ローラ回転中心
d 所定の間隔

【特許請求の範囲】
【請求項1】
像担持体上の静電潜像をトナーを含む液体現像剤によって現像する液体現像装置において、
前記液体現像剤を担持し、回転して搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に前記液体現像剤を供給する供給手段とを有し、
前記供給手段は、前記現像剤担持体との間に現像剤溜まりを形成するための現像剤供給ブレードを備え、
前記現像剤供給ブレードは、
前記現像剤担持体が回転中に、前記現像剤担持体上に前記現像剤溜まりの液体現像剤により液体現像剤層が形成され、前記現像剤担持体が回転を停止中に、前記現像剤溜まりの液体現像剤が自重によって落下するように、前記現像剤担持体との間に所定の間隔をもって設けられていることを特徴とする液体現像装置。
【請求項2】
前記間隔が、0.1〜2.0mmである請求項1に記載の液体現像装置。
【請求項3】
前記液体現像剤は、25℃における粘度が10〜1000mPa・sである請求項1又は2に記載の液体現像装置。
【請求項4】
像担持体と、該像担持体上に静電潜像を形成する手段と、該像担持体上の静電潜像を現像するための請求項1乃至3の何れか1項に記載の液体現像装置と、を備えたことを特徴とする湿式画像形成装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2008−304606(P2008−304606A)
【公開日】平成20年12月18日(2008.12.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−150260(P2007−150260)
【出願日】平成19年6月6日(2007.6.6)
【出願人】(303000372)コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Fターム(参考)】