JP2002099151A - 液体現像剤を用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 均一な液体現像剤の塗布を行うことにより現
像効率を向上できる液体現像剤を用いた画像形成装置を
提供する。 【解決手段】高粘度の液体現像剤を画像支持体の潜像面
に供給する可撓性を有する現像剤支持体と、この現像剤
支持体へ液体現像剤を塗布する塗布ローラ及びこの塗布
ローラへ液体現像剤を供給するための供給手段と現像剤
支持体上の液体現像剤を除去するためのクリーニング手
段とを有する液体現像装置を備える液体現像剤を用いた
画像形成装置において、ドクターブレードを当接させて
液体現像剤の塗布量を規制して塗布する塗布量規制機構
を有し、且つ、前記現像剤支持体上への液体現像剤の塗
布量を制御する制御機構を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は高粘性の液体現像
剤を用いた画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の液体現像剤を用いた画像形成装
置の場合、絶縁性液体(キャリヤ液)中に樹脂及び顔料か
らなる固形分を分散した液体現像剤によって画像支持体
である感光体上に形成された静電潜像を現像している。
このような現像工程においては、液体現像剤は帯電した
トナーが絶縁性液体中を静電気の力によって移動し、静
電潜像を現像するため、この移動距離をより短くするほ
ど現像効率が向上する。そのためには、現像剤支持体で
ある塗布ローラ上に液体現像剤のミクロン単位の薄層を
形成し、この薄層化された液体現像剤を感光体に接触さ
せて現像することが望ましい。このことは、特に50〜10
000mPa・sの高粘度の液体現像剤を用いる場合ではより顕
著である。そして、このような薄層の液体現像剤を形成
するための手段として、例えば、「特開平11-265122号
公報」においては、その表面に規則的な彫刻がなされた
アニロクスローラを用いて、このアニロクスローラに対
してドクターブレードを当接させることにより液体現像
剤の量を計量し、このようにして計量された液体現像剤
を塗布ローラへ転写（塗布）することで均一な薄層を形
成するものが記載されている。また、上記以外に高粘性
の液体現像剤を用いている画像形成装置に関する発明と
しては、「特開平7-209922号公報」、「特開平7-152254
号公報」、「特開平7-21935号公報」などがそれぞれ開
示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来例の場合には、以下のような問題がある。すなわち、
前述したように均一な塗布を行うためには、塗布ローラ
であるアニロクスローラの表面の彫刻部分で正確に液体
現像剤を計量する必要があり、このためには、十分な液
体現像剤が塗布ローラの長手方向の全域に対して供給さ
れていることが重要であり、また、彫刻部から溢れた余
剰分の液体現像剤をドクターブレードで完全に取り除く
必要がある。このような塗布機構において、その塗布量
はアニロクスローラに形成された彫刻のセルボリューム
（単位面積当たりのセル体積容量）と転位率によって決
まる。従って、狙いの画像濃度を得るために適正なセル
ボリュームのアニロクスローラを選択し、且つ、摩耗等
によってセルボリュームが変化しないようにドクターブ
レードの材質を選択するなどの注意を払っている。一
方、転位率は液体現像剤の物性が決まればほぼ一定の値
を示すが、温度変化などによって粘性などが変化すると
変わってしまい同一の現像条件では画像濃度が変化して
しまうという問題がある。これの対策としては、現像バ
イアスなどの現像条件を制御して同一の画像濃度が得ら
れるように制御する必要がある。しかしながら、このよ
うな調整には限界があり、例えば「１０％」を越えるよ
うな大きな塗布量の変化があった場合には対処しきれな
いという問題がある。

【０００４】そこでこの発明の目的は、前記のような従
来の液体現像剤を用いた画像形成装置のもつ問題を解消
し、環境変化などによる画像濃度の変化を防止し、塗布
量を適正に制御でき、常に同等の画像濃度を得ることが
できる液体現像剤を用いた画像形成装置を提供するにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、前記のよう
な目的を達成するために、本発明は絶縁性液体中に樹脂
及び顔料からなる固形分を分散した高粘度の液体現像剤
を画像支持体の潜像面に供給する可撓性を有する現像剤
支持体と、この現像剤支持体へ液体現像剤を薄層化して
塗布する塗布手段である塗布ローラ及びこの塗布ローラ
へ液体現像剤を供給するための供給手段と現像後の現像
剤支持体上の液体現像剤を除去するためのクリーニング
手段とを有する画像支持体上に形成された静電潜像を帯
電した顕像化粒子であるトナーによって現像する液体現
像装置を備える液体現像剤を用いた画像形成装置におい
て、前記現像剤支持体上への液体現像剤の塗布量を制御
する制御機構を備えたことを特徴とするものである。ま
た、塗布ローラを表面に規則的な彫刻のなされたアニロ
クスローラとし、このアニロクスローラの回転速度を変
化させることによって、前記現像剤支持体上への液体現
像剤の塗布量を制御した場合には回転数の制御により現
像剤支持体上の液体現像剤の塗布量を制御することがで
き、環境変動などによる画像濃度の変化を塗布量をより
適正に制御することが可能となる。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は本発明が適用される液体現
像剤を用いた画像形成装置の第１実施形態を示してい
る。すなわち、図１に示すように画像形成装置１は像担
持体としての感光体２と、この感光体２の周囲には帯電
手段としての帯電器３、現像手段としての液体現像装置
４、スィープローラ５、転写手段としての転写ローラ６
及び転写ベルト７とを有している。ここで、液体現像装
置４を構成する収容タンク４ａには現像剤支持体である
現像ローラ12と塗布手段である塗布ローラ13とが互いに
当接して配置され、塗布ローラ13への液体現像剤の供給
は収容タンク４ａの底部に配設された２本の循環ポンプ
として機能するスクリュー15の回転によって現像液面を
上昇させることで行っている。また、この２本のスクリ
ュー15及び撹拌スクリュー16によって収容タンク４ａの
液体現像剤は攪拌、循環されており、液体現像剤の状態
粘性及び分散状態が常に同一に保持されている。また、
スィープローラ５により現像後に感光体２上での非画像
部でのかぶり及び余分なキャリア分を取り除くことがで
き、このスィープローラ５はクリーニングブレード８に
よりその表面部のクリーニングが行われている。９はク
リーナで、このクリーナ９により感光体２上の残留現像
液のクリーニングが行われる。10は除電ランプで、この
除電ランプ10により感光体２上の残留電荷の除去が行わ
れる。

【０００７】上述のように構成される画像形成装置１で
は、帯電器３によりその表面が帯電された感光体２上に
は書き込み部（図示せず）によって画像データに応じた
静電潜像が形成されると共に、給紙された転写紙は感光
体２にまで搬送され、転写ローラ６及び転写ベルト７に
より転写紙上に画像潜像が転写される。感光体２上で現
像された像は転写部において転写ベルト７に転写され、
複数色の画像を重ねた後に、給紙部（図示せず）より給
紙された転写紙に２次転写され定着部において定着され
排紙される。一方、転写後の感光体２に残留した液体現
像剤は除電ランプ10及びクリーナ９によって除去され次
の印写工程に備えるものとなる。

【０００８】ここで、現像ローラ12上に塗布された液体
現像剤の厚さが不均一であった場合には、これがそのま
ま画像濃度に影響するため、この現像ローラ12上にいか
に均一な液体現像剤層を形成するかが重要な課題とな
る。このため、本発明では塗布ローラ13にはその表面に
彫刻が施されたアニロクスローラを使用している。アニ
ロクスローラはグラビアローラとも呼ばれ、フレキソ印
刷やグラビア印刷でインクの供給に使用されたり各種塗
工装置の供給ローラとして使用されているものである。
具体的には表面に微細な加工をして溝部を形成し、この
溝部の体積によって被塗布物への供給量を調整してお
り、通常溝部から溢れた余剰液体を取り除き正確に計量
するためにドクターブレードやドクターローラをアニロ
クスローラに当接させて使用している。さらに、この塗
布ローラ13表面に付着した液体現像剤はメータリング手
段であるドクターブレード18（以下、『ブレード18』と
する。）でその余剰分を掻き落とすことによって計量
し、これを現像ローラ12上に転写することで液体現像剤
の均一な薄層を形成している。ブレード18の基端部は支
持部材19により固定されている。

【０００９】図２は本発明の第１実施形態を示してい
る。すなわち、液体現像装置の場合には液体現像剤の塗
布量を増加させることによって画像濃度が変化する。す
なわち、図５は現像剤支持体である現像ローラ12に対し
ての液体現像剤の塗布量と画像濃度との関係を示す図で
ある。この図５により明らかなように塗布量の増加に伴
って画像濃度が変化することがわかる。逆に、液体現像
剤の塗布量を制御することによって画像濃度を変化させ
ることができるため、本発明の第１実施形態では塗布量
を制御する塗布量制御機構を設け塗布量を制御すること
によって、環境変動などによって画像濃度が変化するの
を防止するようにしている。また、本発明の実施例では
前述したように表面に彫刻をなされた塗布ローラ13（ア
ニロクスローラ）に液体現像剤を十分に供給し、ローラ
表面についた液体現像剤を計量手段であるブレード18で
余剰分をかきおとすことによって正確に計量し、これを
現像ローラ上に転写することで液体現像剤の均一な薄層
を形成する機構を採用するものである。

【００１０】具体的には、図２に示すようにブレード18
自体の変形を利用するもので、ブレード18を支持する支
持部材19は回動軸19ａにより回動自在とされ、支持部材
19の上部には回動レバー20が取り付け固定されている。
また、この支持部材19の隣接した位置には軸22を中心に
偏心する偏心カム21が設けられている。そして、偏心カ
ム21には回動レバー20が当接しているため、偏心カム21
の作動により回動レバー20が回動し、これに伴って支持
部材19も回動する。これによって、塗布ローラ13に対す
るブレード18の当接圧を自在に調整することができる。
すなわち、ブレード18の当接圧力が低いとブレード18と
塗布ローラ13の土手部（外周面上）の間を通過する液体
も漏れ出てくるため塗布量を増加させることができる。
逆に、接触圧力を増加させてもアニロクスローラの溝部
分の容積に応じた量は通過するので塗布量は一定量以下
にはならない。

【００１１】図３は本発明の第２実施形態を示してい
る。すなわち、この第２実施形態では支持部材19は回動
軸19ａにより回動自在とされ、支持部材19の下部には第
１回動レバー23が取り付け固定されている。また、この
支持部材19の隣接した位置には偏心カム21が設けられる
と共に、偏心カム21と当接する第２回動レバー25が設け
られている。また、これら第１回動レバー23と第２回動
レバー25との間にはばね部材24が設けられている。この
第２回動レバー25の上部は偏心カム21と当接しているた
め、偏心カム21の作動により第２回動レバー25が回動
し、これに伴って第１回動レバー23もばね部材24の張力
を伴って回動する。この結果、ブレード18によって塗布
ローラ13に対する適度な当接圧を付加させることができ
る。これにより、前記第１実施形態と同様の効果を得る
ことができる。尚、この第２実施形態においては長手方
向でのローラとブレードの圧力分布を均一にする必要が
ある。

【００１２】ここで、上記以外にも塗布量を制御する手
段としては塗布ローラ13にアニロクスローラを用いた場
合、アニロクスローラの交換（異なるセルボリュームの
ローラ）を行うなどが考えられるが、自動的に装置内で
行うためには複数のローラを格納しておきこれを自動的
に切りかえる必要があり、機構が複雑となってしまうた
め実質的には実現不可能である。尚、ここでセルボリュ
ームとは、この単位面積当たりの溝部の体積であり、塗
布量を決定する重要なパラメータとなり、その代表的な
溝形状としては、ピラミッド型、格子型、傾斜型の３種
類があり本発明ではブレード使用への適用性と塗布面の
平滑性から傾斜型を用いている。

【００１３】また、本発明の第３実施形態では塗布ロー
ラ13の回転速度を変えることで現像ローラ12への液体現
像剤の塗布量を制御している。駆動系の構成として、サ
ーボモータを用いて電圧制御によって回転数を制御した
り、ステッピングモータを用いて制御信号の周波数を変
えて速度制御するなどの手段が可能である。すなわち、
図４に示すように、画像濃度を入力する操作部26からの
操作により、コントローラ27からドライバー28に対して
回転数を制御する信号をモータ29に送り、この信号に応
じた回転数で塗布ローラ18の回転速度を制御するもので
ある。このコントローラ27からはドライバー28の特性に
もよるが周波数信号やＡ／Ｄ信号を発信している。ま
た、モータ29としてはサーボモータやステッピングモー
タを用いることができる。ここで、操作部26からの指示
としては、制御ボードを通じて濃度と回転数との関係か
らより適したモータの回転数を求めることもできる。

【００１４】ここで、図６は塗布ローラ13であるアニロ
クスローラの回転数を変えて塗布量を測定した結果であ
る。この図６から明らかなように、塗布量に対して最大
20〜30％の範囲までの塗布量の制御が可能である。この
ため、本発明の第４実施形態では前記塗布ローラ13の周
速をＶaとし、この塗布ローラ13により液体現像剤が塗
布される現像剤支持体表面の移動速度をＶdとした場合
に、周速Ｖaは移動速度Ｖdに対して逆方向に移動し、且
つ、その周速Ｖaは以下の「数１」の範囲となるように
設定されるものとする。

【００１５】

【数１】Ｖd＜Ｖa＜1.8×Ｖd

【００１６】この理由について以下に説明する。すなわ
ち、アニロクスローラはその表面の彫刻部によって液体
現像剤の保持量を正確に計量した後に現像剤支持体であ
る現像ローラ上に液体現像剤を転写することで均一な塗
布層を形成する。この際、現像剤支持体である現像ロー
ラ12の表面の速度Ｖdに対して、「Ｖa＜Ｖd」では均一
な塗布面を形成することができずにアニロクスローラの
パターンがそのまま出てしまう。そこで、「Ｖd＜Ｖa」
であることが必要である。また、図５に示すように塗布
量はＶaをＶdに対して大きくすると増えるが、「２Ｖd
＜Ｖa」程度まで速くなると塗布量のばらつきが大きく
なり、10%を越える程度になるという結果が実験により
得られている。そこで、ばらつきの小さい「Ｖa＜1.8×
Ｖd」が実用上の上限となる。本第１実施形態の場合、
例えば、装置内の温度が変化して液体現像剤の粘性が変
化して塗布ローラであるアニロクスローラからの転写率
が変化することによって塗布量自体が変動してしまった
場合にこれを補正することやアニロクスローラの摩耗に
よって塗布量が変化した場合の補正、さらに、液体現像
剤の濃度が変化した際に塗布量を調整して画像濃度を一
定に保つことなどの制御が可能となる。そして、このよ
うな制御を行うためには画像濃度の変化を検知すること
が必要である。

【００１７】そこで、図７に示すように本第４実施形態
では、この操作部26からの濃度制御信号とは別に、画像
支持体上あるいは中間転写体に近接して反射光型の光学
式センサなどの濃度センサ31を配置し、この濃度センサ
31で濃度を検知し、濃度に応じた周波数信号やＡ／Ｄ信
号を発しこれを装置の制御ボード32で受け、これと操作
部26での設定を比較して塗布量を増やすか減らすかを判
断し、さらに、その判断に応じたアニロクスローラが回
転数を決定し、コントローラ27、ドライバー28を操作し
てモータ29の回転数を制御している。尚、ここでは、操
作部26からの設定と比較したが、これは予め設定されて
いる適性な濃度を記憶しておき、この設定濃度値と比較
して回転数を算出しても構わない。

【００１８】ここで、検知手段としては光学的な信号を
検知するセンサを用いて光学濃度を測定することが一般
的である。また、その検知場所としては画像品質を一定
にするという目的からは、なるべく下流側で検知するこ
とが望ましい。しかしながら、転写紙上では測定パター
ンを作ることが困難であるので、中間転写体若しくは画
像支持体である感光体の非画像領域に測定用のパターン
を作成し、ここで濃度を検知し、これに応じて液体現像
剤の塗布量を制御することによって様々な要因による画
像濃度の変化を防止することができる。また、塗布量そ
のものを一定に保つことのみが目的であれば、現像剤支
持体上での塗布部の濃度を検知すれば良いが、画像濃度
を一定に保つためには現像条件や転写条件などの要因も
含まれることとなる。

【００１９】このため、より下流側である画像支持体や
中間転写体上で測定する方がより有効である。ここで本
発明で適用される現像装置４を４色分並べてＹ，Ｍ，
Ｃ，Ｋの液体現像剤を用いて現像することによってフル
カラーの画像を得ることができる。これら各色液体現像
剤の特性は通常それぞれ異なっており、例えば温度変化
に対する粘性などの物性変化も各色異なっている。そこ
で、本発明の請求項５のように各現像器ごとに独立して
塗布量を制御することによって、各色液体現像剤毎に制
御することができる。また、画像データ自体を変化させ
なくても作成者の好みに応じて色味に変化をつけること
も可能となる。尚、ここでは４色フルカラーの実施例に
ついて説明したが２色機や特色を備えた５色機などその
数は様々な場合が考えられる。

【００２０】

【発明の効果】この発明は、上記のようであって、請求
項１に記載の発明は、絶縁性液体中に樹脂及び顔料から
なる固形分を分散した高粘度の液体現像剤を画像支持体
の潜像面に供給する可撓性を有する現像剤支持体と、こ
の現像剤支持体へ液体現像剤を薄層化して塗布する塗布
手段である塗布ローラ及びこの塗布ローラへ液体現像剤
を供給するための供給手段と現像後の現像剤支持体上の
液体現像剤を除去するためのクリーニング手段とを有す
る画像支持体上に形成された静電潜像を帯電した顕像化
粒子であるトナーによって現像する液体現像装置を備え
る液体現像剤を用いた画像形成装置において、ドクター
ブレードを当接させて液体現像剤の塗布量を規制して塗
布する塗布量規制機構を有し、且つ、前記現像剤支持体
上への液体現像剤の塗布量を制御する制御機構を備えた
ので、現像剤支持体上の液体現像剤の塗布量を制御する
ことによって画像濃度を制御することができるという効
果がある。また、ドクターブレードが摩耗した場合で
も、塗布ローラに対する当接圧が変化することなく経時
的にも安定した塗布を行うことが可能となるという効果
がある。

【００２１】また、請求項２に記載の発明は請求項１に
記載の発明において、前記塗布ローラはその表面に規則
的な彫刻のなされたアニロクスローラであって、このア
ニロクスローラの回転速度を変化させることによって、
前記現像剤支持体上への液体現像剤の塗布量を制御する
ので、塗布ローラの回転数を制御することで現像剤支持
体上の液体現像剤の塗布量を制御することができ、環境
変動などによる画像濃度の変化を塗布量を適正に制御す
ることで防止することができるという効果がある。

【００２２】また、請求項３に記載の発明は請求項２に
記載の発明において、前記アニロクスローラの周速をＶ
aとし、このアニロクスローラにより液体現像剤が塗布
される現像剤支持体表面の移動速度をＶdとした場合
に、周速Ｖaは移動速度Ｖdに対して逆方向に移動し、且
つ、その周速Ｖaは「Ｖd＜Ｖa＜1.8×Ｖd」以下の範囲
となるように設定されるので、適正な範囲での制御を行
うことで、均一塗布面でなくなったり塗布量のばらつき
が大きくなるなどの副作用を防止し、液体現像剤の塗布
量をより適正に制御することができるという効果があ
る。

【００２３】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれかに記載の発明において、画像支持体上の非画像
領域に書き込んだ画像の濃度を検知する濃度検知手段を
画像支持体上或は中間転写体に近接して配置し、この濃
度検知手段により検知された画像濃度に応じてアニロク
スローラの回転数を変化させて現像剤支持体上の液体現
像剤の塗布量を制御するので、下流側での濃度変化を検
知して、塗布量を適正に制御することができ画像濃度の
安定した高画質を得ることができるという効果がある。
また、請求項５に記載の発明は、画像形成装置は複数個
の現像部を有し、これら現像部がそれぞれ独立して塗布
量を制御できる機能を有するので、各色毎に塗布量を制
御することによって、液体現像剤物性の色差を考慮した
画像濃度の制御ができることから、高品位な画質を安定
して得ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明が適用される画像形成装置を示す概略
構成図である。

【図２】同第１実施形態を示す概略構成図である。

【図３】同第２実施形態を示す概略構成図である。

【図４】同第３実施形態を示すフローチャート図であ
る。

【図５】液体現像剤の塗布量と画像濃度との関係を示す
図である。

【図６】液体現像剤の塗布量と線速比（Ｖa／Ｖd）との
関係を示す図である。

【図７】同第４実施形態を示すフローチャート図であ
る。

【符号の説明】 １ 画像形成装置 ２ 感光体 ３ 帯電器 ４ 液体現像装置 ４ａ 収容タンク ５ スィープローラ ６ 転写ローラ ７ 転写ベルト ８，11 クリーニングブレード ９ クリーナ 10 除電ランプ 12 現像ローラ 13 塗布ローラ 15 スクリュー 18 ドクターブレード 19 支持部材 19ａ 回動軸 20 回動レバー 21 偏心カム 23 第１回動レバー 25 第２回動レバー 26 操作部 27 コントローラ 28 ドライバー 31 濃度センサ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性液体中に樹脂及び顔料からなる固
   形分を分散した高粘度の液体現像剤を画像支持体の潜像
   面に供給する可撓性を有する現像剤支持体と、この現像
   剤支持体へ液体現像剤を薄層化して塗布する塗布手段で
   ある塗布ローラ及びこの塗布ローラへ液体現像剤を供給
   するための供給手段と現像後の現像剤支持体上の液体現
   像剤を除去するためのクリーニング手段とを有する画像
   支持体上に形成された静電潜像を帯電した顕像化粒子で
   あるトナーによって現像する液体現像装置を備える液体
   現像剤を用いた画像形成装置において、前記現像剤支持
   体上への液体現像剤の塗布量を制御する制御機構を備え
   たことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記塗布手段である塗布ローラはその表
   面に規則的な彫刻のなされたアニロクスローラであっ
   て、このアニロクスローラの回転速度を変化させること
   によって、前記現像剤支持体上への液体現像剤の塗布量
   を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成
   装置。
3. 【請求項３】 前記アニロクスローラの周速をＶaと
   し、このアニロクスローラにより液体現像剤が塗布され
   る現像剤支持体表面の移動速度をＶdとした場合に、周
   速Ｖaは移動速度Ｖdに対して逆方向に移動し、且つ、そ
   の周速Ｖaは以下の範囲となるように設定されることを
   特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。 Ｖd＜Ｖa＜1.8×Ｖd
4. 【請求項４】 画像支持体上の非画像領域に書き込んだ
   画像の濃度を検知する濃度検知手段を画像支持体上或は
   中間転写体に近接して配置し、この濃度検知手段により
   検知された画像濃度に応じてアニロクスローラの回転数
   を変化させて現像剤支持体上の液体現像剤の塗布量を制
   御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載
   の画像形成装置。
5. 【請求項５】 画像形成装置は複数個の現像部を有し、
   これら現像部がそれぞれ独立して塗布量を制御できる機
   能を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに
   記載の画像形成装置。