JP2001255747A - 湿式現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成部品の精度や液体トナーの物性変化に影
響されず、現像ローラ上に安定した膜厚のトナー層を形
成できる湿式現像装置を得る。 【解決手段】 像担持体５と、液体トナー１４を像坦持
体上に供給して静電潜像を顕画化してトナー像を形成す
る現像ローラ４と、液体トナー１４が貯蔵されたトナー
液貯蔵部材６と、現像ローラ４と所定の間隔をおいて配
置されるとともにトナー液貯蔵部材６内に貯蔵された液
体トナー１４に浸漬され、現像ローラ４と同方向へ回転
してトナー液貯蔵部材６内の液体トナー１４を現像ロー
ラ４の表面に供給する供給ローラ２とを備え、供給ロー
ラ２の回転速度または供給ローラ２と現像ローラ４との
距離の少なくとも何れかを制御して液体トナー１４の現
像ローラ４への供給量を調整するようにしたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体トナーにより
静電潜像を顕画化する湿式現像装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置に採用されている現像装置
を大別すると、乾式の現像装置と湿式の現像装置とがあ
る。そして、液体トナーを用いた湿式現像装置では、粉
体トナーを用いる乾式現像装置に比べてトナー粒子が細
かいことなどから高解像度が得られるという利点を有し
ている。

【０００３】湿式の現像装置において用いられる液体ト
ナーは帯電した粒状のトナーをキャリア液中に分散させ
たものであり、像担持体の表面にこのような液体トナー
を供給すると、トナーが電気泳動して静電潜像に付着し
てこれが可視化されるようになっている。さらに詳しく
説明すると、例えばＩｓｏｐａｒ＿Ｌ（登録商標：Ｅｘ
ｘｏｎ社製）等の脂肪族炭化水素からなるキャリア液中
に樹脂で被覆したカーボンブラック等から構成したトナ
ーを分散した液体トナーを、静電潜像が形成された像担
持体の表面と該表面に均一間隔をおいて配置された対向
電極との間に供給して液体トナーを像担持体表面に接触
させ、キャリア液中における帯電したトナーの電気泳動
現象を利用して静電潜像を現像するものである。

【０００４】ここで、従来の湿式の現像装置について説
明する。

【０００５】図５は従来の湿式現像装置を示す説明図で
ある。

【０００６】図５において、静電潜像が形成される像担
持体１０４は現像装置が装着された画像形成装置本体に
回転自在に軸支されている。

【０００７】像担持体１０４の外周には、像担持体１０
４の外周面に残留しているトナーを除去するクリーニン
グローラおよびクリーニングブレードからなるクリーニ
ングユニット１０６、像担持体１０４に残留する静電潜
像電荷を取り除く徐電器１０７、像担持体１０４を一様
に帯電させる帯電器１０８、像担持体１０４上に静電潜
像を形成する露光光学系１０９、静電潜像を可視像に現
像する湿式の現像装置１００が像担持体１０４の回転方
向に沿って順次配列されている。

【０００８】現像装置１００の内部には、液体トナーが
貯留された液体トナー貯蔵部材１１０、液体トナーを像
担持体１０４の外周面へ供給して静電潜像をトナー像と
して顕在化させる現像ローラ１０３、液体トナー貯蔵部
材１１０の液体トナーを現像ローラ１０３に供給する供
給ローラ１０２、現像ローラ１０３に圧接するとともに
一様な溝が現像ローラ回転方向に延伸し、かつ等間隔と
なるように現像ローラ１０３の軸方向へ配置されたブレ
ード１１１、または現像ローラ１０３と該表面に均一間
隔を設けたローラ１１２から構成される液膜形成手段１
０１が、回転方向に従い供給ローラ１０２から像担持体
１０４間の現像ローラ１０３の表面上に配置されてい
る。

【０００９】次に、このように構成された湿式現像装置
１００の動作について、以下に説明する。

【００１０】画像形成を開始すると、像担持体１０４の
表面が一様に帯電され、このような像担持体１０４に対
して露光光学系１０９により静電潜像が形成される。

【００１１】そして、液体トナーに部分的に浸漬された
供給ローラ１０２が回転することにより現像ローラ１０
３の表面に液体トナーが供給される。現像ローラ１０３
に供給された液体トナーは、液膜形成手段１０１によっ
て画像形成に必要な量まで調整され、現像ローラ１０３
の回転により像担持体１０４の表面へ供給される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の湿式
現像装置では、現像ローラの表面上に塗布された液体ト
ナーの膜厚が、外部の液膜形成手段によってほぼ均一に
調整される。例えば、液体トナーに浸漬された現像ロー
ラの表面から一定間隔を設けて配された供給ローラが回
転することにより所定量の液体トナーが現像ローラまで
搬送され、液体トナーの粘性により供給ローラから現像
ローラへ供給され、液膜形成手段によってほぼ均一に液
体トナーの膜厚が形成される。

【００１３】しかしながら、液膜形成手段がブレードの
場合には、圧接しているブレードと現像ローラとの間で
磨耗が起こり、その結果、圧接力のバラツキおよび形状
変化が生じて膜厚が不均一になり画質悪化に直結する。

【００１４】また、液膜形成手段がローラの場合には、
構成部品のメカ精度およびローラの幾何学的精度の制約
があるため、画像品質を確保するための組立精度を実現
することが困難であり、調整機構が必要になる。

【００１５】さらに、物性の異なる液体トナーを使用し
た場合や同一の液体トナーを用いた場合でも環境温度の
変化による物性変化、特に粘度変化により、常に等しい
膜厚を形成することは不可能である。

【００１６】そこで、本発明は、構成部品の精度や液体
トナーの物性変化に影響されず、現像ローラ上に安定し
た膜厚のトナー層を形成することのできる湿式現像装置
を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の湿式現像装置は、静電潜像が形成される像
担持体と、トナーおよびキャリア液からなる液体トナー
を像担持体上に供給して静電潜像を顕画化してトナー像
を形成する現像ローラと、液体トナーが貯蔵されたトナ
ー液貯蔵部材と、現像ローラと所定の間隔をおいて配置
されるとともにトナー液貯蔵部材内に貯蔵された液体ト
ナーに浸漬され、現像ローラと同方向へ回転してトナー
液貯蔵部材内の液体トナーを現像ローラの表面に供給す
る供給ローラとを備え、供給ローラの回転速度または供
給ローラと現像ローラとの距離の少なくとも何れかを制
御して液体トナーの現像ローラへの供給量を調整するよ
うにしたものである。

【００１８】これにより、供給ローラの回転速度や供給
ローラと現像ローラとの距離を制御して液体トナーの現
像ローラへの供給量を調整しているので、構成部品の精
度や液体トナーの物性変化に影響されず、現像ローラの
上に安定した膜厚のトナー層を形成することが可能にな
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、静電潜像が形成される像担持体と、トナーおよびキ
ャリア液からなる液体トナーを像担持体上に供給して静
電潜像を顕画化してトナー像を形成する現像ローラと、
液体トナーが貯蔵されたトナー液貯蔵部材と、現像ロー
ラと所定の間隔をおいて配置されるとともにトナー液貯
蔵部材内に貯蔵された液体トナーに浸漬され、現像ロー
ラと同方向へ回転してトナー液貯蔵部材内の液体トナー
を現像ローラの表面に供給する供給ローラとを備え、供
給ローラの回転速度または供給ローラと現像ローラとの
距離の少なくとも何れかを制御して液体トナーの現像ロ
ーラへの供給量を調整する湿式現像装置であり、供給ロ
ーラの回転速度や供給ローラと現像ローラとの距離を制
御して液体トナーの現像ローラへの供給量を調整してい
るので、構成部品の精度や液体トナーの物性変化に影響
されず、現像ローラの上に安定した膜厚のトナー層を形
成することが可能になるという作用を有する。

【００２０】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１記載の発明において、供給ローラは、現像ローラと像
担持体の最接近点から現像ローラの逆回転方向に９０度
以上離れた位置に配置されている湿式現像装置であり、
現像ローラと供給ローラとの間で発生するメニスカス形
状を安定させて均一な膜厚のトナー層をより安定的に形
成することが可能になるという作用を有する。

【００２１】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１または２記載の発明において、供給ローラの回転速度
および供給ローラと現像ローラとの距離は、装置内の温
度を検出する温度センサおよび液体トナーの粘度を検出
する粘度センサにより抽出されたデータにより制御され
ている湿式現像装置であり、環境変化が生じても安定し
た画質を確保することが可能になるという作用を有す
る。

【００２２】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図４を用いて説明する。なお、これらの図面におい
て同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複
した説明は省略されている。

【００２３】図１に本発明の一実施の形態である湿式現
像装置を示す説明図、図２は図１の湿式現像装置におけ
る現像ローラと供給ローラとの回転速度比による現像ロ
ーラ表面の液体トナーの膜厚調整メカニズムを示す説明
図、図３は図１の湿式現像装置における液体トナーの膜
厚変化を時間との関係で示すグラフ、図４は図１の湿式
現像装置における現像ローラと供給ローラの空間距離に
よる現像ローラ表面の液体トナーの膜厚調整メカニズム
を示す説明図である。

【００２４】図１において、静電潜像が形成される像担
持体５は画像形成装置本体に回転自在に軸支されてい
る。像担持体５の表面には有機光導電体（ＯＰＣ）、ア
モルファスシリコン（а−Ｓｉ）系あるいはセレン（Ｓ
ｅ）系の感光性受容層が塗布されている。なお、本実施
の形態において、像担持体５はドラム状となっている
が、ベルト状であってもよい。

【００２５】像担持体５の外周には、像担持体５の外周
面に残留しているトナーを除去するクリーニングローラ
およびクリーニングブレードからなるクリーニングユニ
ット１３、発光ダイオード等を備え、残留トナー除去後
の像担持体５に残留する静電潜像電荷を光照射で取り除
く徐電器１２、コロナ放電を用いて像担持体５を一様に
帯電させる帯電器１１、ホストコンピュータからの情報
によりレーザをオン／オフして像担持体５上に静電潜像
を形成する露光光学系１０、現像に寄与する液体トナー
１４を静電潜像の部分に転移させて静電潜像を可視像に
現像する湿式現像装置１が配置されている。

【００２６】湿式現像装置１の内部にはトナー液貯蔵部
材６が設けられ、ここに液体トナー１４が貯蔵されてい
る。

【００２７】また、液体トナー１４を像担持体５の外周
面へ供給し、像担持体５に形成された静電潜像をトナー
像として顕在化させる現像ローラ４が、湿式現像装置１
から突出して設けられている。

【００２８】さらに、トナー液貯蔵部材６内の液体トナ
ー１４に部分的に浸漬されて現像ローラ４と所定の間隔
をおいて設けられ供給ローラ２が、現像ローラ４と像担
持体５の最接近点から現像ローラ４の逆回転方向に９０
度以上離れた位置に配されている。そして、供給ローラ
２と現像ローラ４とは相互に同方向へ回転するようにな
っている。また、供給ローラ２は、接続係合するカム駆
動部３と接続され、現像ローラ４からの空間距離が作動
調整できるようになっている。

【００２９】現像ローラ４は導電性部材で形成されてお
り、現像ローラ４には像担持体５の帯電電位と電荷消滅
電位との間のレベルの電圧印加する電源が接続されてい
る。また、像担持体５は接地電位とされている。これに
より、電源により現像ローラ４に電圧印加されると、現
像ローラ４と像担持体５との間に電界が形成される。

【００３０】図示するように、本実施の形態の湿式現像
装置には、トナー液貯蔵部材６に貯蔵された液体トナー
１４の粘度を測定する粘度センサ７、および当該湿式現
像装置の装置内温度を測定する温度センサ８が設けられ
ている。

【００３１】また、クリーニングユニット１３には、像
担持体５に圧接するスポンジ状のクリーニングローラ、
ゴム等の弾性体からなり、同じく像担持体５に圧接する
クリーニングブレードを備えている。

【００３２】さらに、転写材９を挟んで像担持体５の現
像面に対向する位置には、像担持体５上に形成されたト
ナー像を転写材９に転写するための転写ローラ１５が配
置されている。

【００３３】次に、このように構成された湿式現像装置
１の動作について説明する。

【００３４】画像形成を開始すると、先ず、帯電工程と
して高圧電源に接続された帯電器１１でコロナ放電が行
われて像担持体５の表面が一様に帯電される。

【００３５】次に、露光工程として、ホストコンピュー
タから送られてくる情報により露光光学系１０のレーザ
がオン／オフされ、周方向に回転される像担持体５の表
面の電荷が部分的に消滅して静電潜像が形成される。

【００３６】その後の現像工程で、トナー液貯蔵部材６
内の液体トナー１４に部分的に浸漬された供給ローラ２
が回転すると、液体トナー１４がその粘性作用で供給ロ
ーラ２の表面に吸い上げられる。このとき、供給ローラ
２の回転数および供給ローラ２から現像ローラ４までの
空間距離は、トナー液貯蔵部材６内の液体トナー１４の
粘度センサ７と湿式現像装置内の温度センサ８とにより
検知されたデータ値により制御される。これは、液体ト
ナー１４の粘度が高い程、供給ローラ２の表面に塗布さ
れる液体トナー１４の膜厚は厚くなり、現像ローラ４に
供給される液体トナー１４の量も多くなるからである。

【００３７】ここで、環境の変化により液体トナー１４
の粘度が高くなると、画像品質を確保する膜厚まで現像
ローラ表面のトナー層厚を薄層化する場合は、図２およ
び図３に示すように、供給ローラ２の回転数を上げる
（パターン）。このとき、現像ローラ４と供給ローラ
２の回転方向は同方向であり、相対周速度が増大する方
向になっている。また、供給ローラ２の駆動用モータや
ローラサイズの制約により周速度が上げられない場合
は、図４に示すように、供給ローラ２に接続係合するカ
ム機構を作動させ、環境温度の変化によるローラの膨張
も考慮した上で、供給ローラ２から現像ローラ４までの
空間距離を広げる。これにより、供給ローラ２と現像ロ
ーラ４との間に形成されたメニスカスが細く小さくな
り、現像ローラ４表面の液体トナー１４の膜厚が薄層化
される。

【００３８】ここで、環境の変化により液体トナーの粘
度が低くなると、図２および図３に示すように、上記と
反対の動作を行う（パターン）。これにより画質を確
保するための膜厚が形成される。

【００３９】電源により現像ローラ４に電圧が印加され
ると、現像ローラ４と像担持体５との間に電界が形成さ
れる。そして、現像ローラ４の外周面に保持された液体
トナー１４が現像部に到達すると、像担持体５の表面上
に帯電した正電荷が近づくにつれて、液体トナー１４の
表面は静電誘導により負電荷を帯びて像担持体５に引き
寄せられる。この状態で、さらに像担持体５とのギャッ
プが狭くなると、液体トナー１４の表面が隆起して突起
の先端が像担持体５に付着する。

【００４０】ここで、電源を例えば５００Ｖ程度に設定
しておけば、現像ローラ４と像担持体表面における電荷
の消滅した低電位（１００Ｖ程度）の画像形成部との間
には現像ローラ４から像担持体５に向かう電界が形成さ
れるので、正電荷を帯びたトナーは、このような電界の
作用によって像担持体５の画像形成部に向かって泳動し
て画像形成部に供給される。また、現像ローラ４と像担
持体５の表面における電荷の消滅していない高電位（７
００Ｖ程度）の画像非形成部との間には像担持体５から
現像ローラ４に向かう電界が形成されるので、正電荷を
帯びたトナーはこのような電界の作用によって像担持体
５の画像非形成部から離れる方向に泳動してこの画像非
形成部には供給されない。

【００４１】これにより、現像ローラ４に供給された液
体トナー１４は像担持体５の静電潜像の個所へ供給され
る。そして、像担持体５に形成された静電潜像がトナー
像として顕在化される。なお、供給ローラ２は、現像ロ
ーラ４と同電位になるようにバイアス電圧が印加されて
いる。

【００４２】そして、転写材９が転写ローラ１５に搬送
されるのと略同時に、この転写ローラ１５は像担持体５
に当接される。そして、所定レベルの転写バイアスが印
加されることにより、像担持体５上のトナー像は転写材
に転写される。

【００４３】一方、転写材９に転写されることなく像担
持体５に残った液体トナー１４はクリーニングローラお
よびクリーニングブレードからなるクリーニングユニッ
ト１３で取り除かれる。また、像担持体５の残留静電像
は徐電器１２により徐電される。そして、これによっ
て、像担持体５は新たな画像形成の待機状態になる。

【００４４】このように、本実施の形態によれば、供給
ローラ２の回転速度や供給ローラ２と現像ローラ４との
距離を制御して液体トナー１４の現像ローラ４への供給
量を調整しているので、構成部品の精度や液体トナーの
物性変化に影響されず、現像ローラ４の上に安定した膜
厚のトナー層を形成することが可能になる。

【００４５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、供給ロ
ーラの回転速度や供給ローラと現像ローラとの距離を制
御して液体トナーの現像ローラへの供給量を調整してい
るので、構成部品の精度や液体トナーの物性変化に影響
されず、現像ローラの上に安定した膜厚のトナー層を形
成することが可能になるという有効な効果が得られる。

【００４６】また、供給ローラを、現像ローラと像担持
体の最接近点から現像ローラの逆回転方向に９０度以上
離れた位置に配置すれば、現像ローラと供給ローラとの
間で発生するメニスカス形状を安定させて均一な膜厚の
トナー層をより安定的に形成することが可能になるとい
う有効な効果が得られる。

【００４７】供給ローラの回転速度および供給ローラと
現像ローラとの距離を温度センサおよび粘度センサによ
り制御すれば、環境変化が生じても安定した画質を確保
することが可能になるという有効な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である湿式現像装置を示
す説明図

【図２】図１の湿式現像装置における現像ローラと供給
ローラとの回転速度比による現像ローラ表面の液体トナ
ーの膜厚調整メカニズムを示す説明図

【図３】図１の湿式現像装置における液体トナーの膜厚
変化を時間との関係で示すグラフ

【図４】図１の湿式現像装置における現像ローラと供給
ローラの空間距離による現像ローラ表面の液体トナーの
膜厚調整メカニズムを示す説明図

【図５】従来の湿式現像装置を示す説明図

【符号の説明】

１ 湿式現像装置 ２ 供給ローラ ４ 現像ローラ ５ 像担持体 ６ トナー液貯蔵部材 ７ 粘度センサ ８ 温度センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】静電潜像が形成される像担持体と、 トナーおよびキャリア液からなる液体トナーを前記像担
   持体上に供給して前記静電潜像を顕画化してトナー像を
   形成する現像ローラと、 液体トナーが貯蔵されたトナー液貯蔵部材と、 前記現像ローラと所定の間隔をおいて配置されるととも
   に前記トナー液貯蔵部材内に貯蔵された前記液体トナー
   に浸漬され、現像ローラと同方向へ回転して前記トナー
   液貯蔵部材内の液体トナーを前記現像ローラの表面に供
   給する供給ローラとを備え、 前記供給ローラの回転速度または前記供給ローラと前記
   現像ローラとの距離の少なくとも何れかを制御して前記
   液体トナーの前記現像ローラへの供給量を調整すること
   を特徴とする湿式現像装置。
2. 【請求項２】前記供給ローラは、前記現像ローラと前記
   像担持体の最接近点から前記現像ローラの逆回転方向に
   ９０度以上離れた位置に配置されていることを特徴する
   請求項１記載の湿式現像装置。
3. 【請求項３】前記供給ローラの回転速度および前記供給
   ローラと前記現像ローラとの距離は、装置内の温度を検
   出する温度センサおよび前記液体トナーの粘度を検出す
   る粘度センサにより抽出されたデータにより制御されて
   いることを特徴とする請求項１または２記載の湿式現像
   装置。