JP2002365920A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非画像部へのトナー移動率や非画像部電界を
トナー塊の凝集が生じない範囲に設定し、潜像担持体上
の非画像部から非画像部電界の力によって除去した残留
トナーを、凝集させないようにすることができる湿式画
像形成装置を提供する。 【解決手段】 感光体ドラム１の非画像部と現像ローラ
４２との間に形成する非画像部電界を１．２×１０^７Ｖ
／ｍ、現像時間を１０ｍｓｅｃ以下に設定する。このよ
うに設定することによって、トナー移動率としての非画
像部現像率を１０％以上にし、現像剤担持体側に引き寄
せた非画像部残留トナーの凝集を回避する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリなどに用いられる画像形成装置に係
り、詳しくは、キャリア液中にトナーを分散した高粘性
高濃度の液体現像剤を担持する少なくとも１つの現像剤
担持体を有し、該現像剤担持体に担持した液体現像剤に
より潜像担持体上に形成された潜像を現像する画像形成
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、特願平１１−３８４４７号におい
て、本出願人は弾性層を有する現像剤担持体を潜像担持
体に当接させてニップ部を形成する画像形成方法を提案
している。この画像形成方法は、現像剤担持体上に液体
現像剤の薄層を形成し、該薄層中のキャリア液とトナー
とを上記ニップ部を形成する上記潜像担持体上の潜像の
画像部に静電的に転移させて現像を行うものである。一
方、上記ニップ部を通過する上記潜像担持体上の地肌部
（以下、非画像部という）には、トナーを付着させない
でキャリア液を少しだけ転移させるようにしている。ま
た、仮に上記非画像部にトナーが付着したとしても、上
記ニップ部を通過する間に、付着したトナーを上記現像
剤担持体側に移動させて除去するようにしている。

【０００３】しかしながら、上記のような画像形成方法
においては、潜像担持体上の非画像部に付着したトナー
が上記ニップ部を通過した後も潜像担持体上に残留する
所謂残留トナーが発生する恐れがある。この残留トナー
を防止するため、従来は、潜像担持体の非画像部と現像
剤担持体との間に十分な電界（以下、非画像部現像電界
という）を形成することで非画像部へのトナー付着が発
生しないようにしていた。この非画像部現像電界によっ
て非画像部へのトナー付着を防止する方法においては、
非画像部現像電界が大きい方が非画像部へのトナー付着
を防ぐ効果も大きい。

【０００４】また、本出願人は特願２０００−４２５８
２号において、現像後に非画像部に残留している残留ト
ナーを除去部材によって除去する方法も提案している。
具体的には、非画像部と除去部材との間に電界（以下、
除去電界という）を形成し、浮遊している残留トナーを
除去部材側に引き寄せて潜像担持体表面から除去するも
のである。この提案によって、残留トナーによる画像の
カブリを防止していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、非画像部現
像電界を大きくすればするほど非画像部の残留トナーが
電界によって現像剤担持体側に押し付けられる力も強く
なる。従来、非画像部へのトナー付着防止のために非画
像部現像電界を大きくするあまり、現像剤担持体側に押
し付けられたトナーが現像剤担持体上で凝集してしまう
ことさえあった。

【０００６】また、後に述べた除去電界によって除去部
材側に残留トナーを引き寄せて画像のカブリを防止する
方法においても、除去電界を大きくすればするほど、除
去部材側に引き寄せられた残留トナーが凝集してしまう
ことがあった。

【０００７】このように凝集した残留トナーはトナー粒
径が大きくなっており現像に再使用した場合に細線の再
現性が劣るため、残留トナーを凝集させないことが望ま
れるところである。

【０００８】本発明は以上の背景に鑑みなされたもので
あり、その目的とするところは、電界の力によって潜像
担持体上の非画像部の残留トナーを除去する構成におい
て、非画像部から除去した残留トナーを凝集させないよ
うにすることができる画像形成装置を提供することであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の画像形成装置は、静電潜像を担持する潜
像担持体と、キャリア液中にトナーを分散した高粘性高
濃度の液体現像剤を担持する現像剤担持体と、両者の間
に電界を発生させる電界発生手段とを有し、該潜像担持
体上の静電潜像を該現像剤担持体上の液体現像剤によっ
て現像すると共に、該電界発生手段によって該潜像担持
体上の非画像部と該現像剤担持体との間に非画像部電界
を発生させ、該非画像部電界により現像後に該潜像担持
体上の非画像部に残留している非画像部残留トナーのう
ち一部を該非画像部に残留させ、残りを該現像剤担持体
側に引き寄せて該非画像部から除去するように構成した
画像形成装置において、非画像部を現像するための液体
現像剤を担持した現像剤担持体上の領域に現像前に担持
しているトナーのうち、現像によって潜像担持体上の非
画像部に移動したトナーの率であるトナー移動率を、該
現像剤担持体側に引き寄せた非画像部残留トナーが凝集
しない値にしたことを特徴とするものである。ここで、
トナー移動率とは、本来は潜像担持体上の顕像を構成す
るトナーが付着しない地肌部分となるべき領域（非画像
部）へ現像剤担持体上の現像剤が移動する率を表したも
のである。

【００１０】請求項１の画像形成装置においては、潜像
担持体の地肌部分となるべき領域（非画像部）へのトナ
ー移動率を規定することによって、電界の力によって潜
像担持体上の非画像部の残留トナーを現像剤担持体側に
引き寄せて除去する際に、現像剤担持体側に引き寄せた
非画像部残留トナーが凝集しないようにする。トナー移
動率が低すぎて現像剤担持体側に引き寄せられる非画像
部残留トナーが多くなりすぎると、非画像部電界による
トナーの凝集が生じ易くなる。本発明においては、現像
剤担持体側にトナーの凝集が生じるほど多くのトナーを
引き寄せないようにして、非画像部電界によって潜像担
持体の非画像部から除去した非画像部残留トナーが凝集
しないようにする。なお、潜像担持体の非画像部にはト
ナーが多少残ることになるが、これも完全に除去するに
は、後述するように、除去電界により残留トナーを引き
寄せ除去する除去部材を設ければよい。

【００１１】請求項２の画像形成装置は、請求項１の画
像形成装置において、上記トナー移動率として、 移動トナー重量比＝（潜像担持体上の非画像部に現像後
に担持しているトナー重量）／（非画像部を現像するた
めの液体現像剤を担持した現像剤担持体上の領域におけ
る現像前のトナー重量） を、用いたことを特徴とするものである。

【００１２】請求項２の画像形成装置においては、移動
トナー重量比を規定することによって、電界の力によっ
て潜像担持体上の非画像部の残留トナーを現像剤担持体
側に引き寄せて除去する際に、現像剤担持体側に引き寄
せた非画像部残留トナーが凝集しないようにする。トナ
ー移動率を移動トナー重量比、即ち現像剤担持体上の非
画像部を現像するための液体現像剤を担持した領域から
潜像担持体の非画像部に移動したトナーの重量比で表す
ことにより、正確に数値化することができるようにな
る。これによって、トナー移動率を正確に規定できるよ
うになる。

【００１３】上記目的を達成するために、請求項３の画
像形成装置は、請求項１又は２の画像形成装置におい
て、上記トナー移動率、又は上記移動トナー重量比とし
て、 非画像部現像率＝（潜像担持体上の非画像部における現
像後の画像濃度）／（非画像部を現像するための液体現
像剤を担持した現像剤担持体上の領域における現像前の
画像濃度） を、用いたことを特徴とするものである。ここで、非画
像部の現像が進行するほど非画像部現像率は低下する。

【００１４】請求項３の画像形成装置においては、非画
像部現像率を規定することによって、電界の力によって
潜像担持体上の非画像部の残留トナーを現像剤担持体側
に引き寄せて除去する際に、現像剤担持体側に引き寄せ
た非画像部残留トナーが凝集しないようにする。トナー
移動率又は移動トナー重量比の規定を非画像部現像率の
規定によって行うことにより、その規定を容易に行うこ
とができる。また、現像率はキャリア残量に影響されず
に測定することができるので、例えば不揮発性キャリア
を含有する液体現像剤を用いているためにキャリアを除
いたトナーのみの移動率やトナーのみの重量等を測定し
にくいような場合でもそれらを現像率に置き換えて測定
することができる。

【００１５】請求項４の画像形成装置は、請求項３の画
像形成装置において、上記非画像部現像率を１０％以上
としたことを特徴とするものである。

【００１６】請求項４の画像形成装置においては、非画
像部現像率の下限を１０％とする。非画像部現像率が小
さくなるに従って、現像剤担持体側に引き寄せられるト
ナー量も多くなり、トナー凝集力も強くなるが、非画像
部現像率がある程度以上ならば、その凝集力でトナーの
凝集が発生することがない。表１は、各非画像部現像率
におけるトナー塊の発生状況（Ｌｕｍｐ ｇｅｎｅｒａ
ｔｉｏｎ ｒａｎｋ）を示したものである。トナー塊の
発生状況は、プロセススピード３００ｍｍ／ｓｅｃで感
光体上の静電潜像を顕像化する反転現像法で実験を行な
い、実験に用いた現像剤の電界による凝集の結果を調べ
た結果を示すものである。このときの現像剤２０ｍｇを
採取し、その現像剤にキャリア液体を投入し、攪拌分散
して２〜５分放置する。その後、上澄み液を取り除き、
沈殿した凝集体を得る。通常、１０ＣＣのサンプル瓶で
５回程度、上記作業を行うとＬｕｍｐ評価を行うことの
可能なサンプルを得ることができる。このような操作に
よって得られたサンプルの状態においてランクを、凝集
なし＝５、凝集が１個程度ある＝４、２〜３個＝３、そ
れ以上ある＝２、数えきれないくらいある＝１、と定義
する。

【表１】 この表１に示すように、非画像部現像率を小さくすれば
するほど、トナー塊の発生状況はランクが低下して、凝
集が顕著になってくる。一方、非画像部の濃度は低下す
る。本発明においては、非画像部現像率を１０％以上と
している。これによって、トナー塊の発生状況を許容範
囲に収め、トナーの凝集の発生を防止する。また、上限
は特に規定していないが、一般的な非画像部現像率の範
囲を全て含むものとする。

【００１７】請求項５の画像形成装置は、請求項３又は
４の画像形成装置において、上記非画像部の現像時間の
設定によって上記非画像部現像率を所望の値にしたこと
を特徴とするものである。

【００１８】請求項５の画像形成装置においては、非画
像部現像率と相関関係がある非画像部の現像時間によっ
て、非画像部現像率を所望にする。図２は、非画像部の
現像時間と非画像部現像率との関係をグラフ化した図で
ある。このデータを得るにあたって、現像剤担持体とし
ての現像ローラには、潜像担持体としての感光体ドラム
１の表面電位（６００Ｖ）より低い現像バイアス電圧
（４００Ｖ）を印加し、非画像部の現像電位差を２００
Ｖとした。このときの現像電界は１．２×１０^７（Ｖ/
ｍ）である。そして、現像時間以外の諸条件、即ち電界
等の条件を一定に保ち、現像時間を変化させて現像率と
トナーの凝集状態とを調べた。図２より、現像時間が長
くなると共に非画像部現像率が低下し、現像が飽和状態
に近づく。それに伴なって、現像剤担持体に引き寄せら
れたトナーの凝集状態が顕著になる。現像時間を短くす
ると、非画像部現像率が低くなりすぎずトナー粒子が凝
集する前に現像を終了させることができるのである。こ
れより、現像電界が同一の場合には、現像時間を短くす
ることによって、トナーの凝集を回避することができる
ことが分かる。本発明においては、現像剤担持体側に引
き寄せた非画像部残留トナーが凝集しない程度の非画像
部現像率で現像が終了するように現像時間を設定する。

【００１９】請求項６の画像形成装置は、静電潜像を担
持する潜像担持体と、キャリア液中にトナーを分散した
高粘性高濃度の液体現像剤を担持する現像剤担持体と、
両者の間に電界を発生させる電界発生手段とを有し、該
潜像担持体上の静電潜像を該現像剤担持体上の液体現像
剤によって現像すると共に、該電界発生手段によって該
潜像担持体上の非画像部と該現像剤担持体との間に非画
像部電界を発生させ、該非画像部電界により現像後に該
潜像担持体上の非画像部に残留している非画像部残留ト
ナーを該現像剤担持体側に引き寄せて該非画像部から除
去するように構成した画像形成装置において、該非画像
部電界の絶対値を、該現像剤担持体側に引き寄せた非画
像部残留トナーが凝集しない値以下に設定したことを特
徴とするものである。

【００２０】請求項６の画像形成装置においては、非画
像部と現像剤担持体との間に発生させる非画像部電界の
絶対値の上限を規定しそれより高くならないようにし
て、潜像担持体上の非画像部から現像剤担持体側に引き
寄せることによって除去した非画像部残留トナーが凝集
しないようにする。これにより、非画像部電界によって
潜像担持体の非画像部から除去した非画像部残留トナー
が凝集すること防止する。

【００２１】また、請求項７の画像形成装置は、請求項
６の画像形成装置において、上記非画像部電界の範囲を
絶対値で３．５×１０^７Ｖ／ｍ以下としたことを特徴と
するものである。

【００２２】請求項７の画像形成装置においては、非画
像部電界の絶対値の上限を３．５Ｖ／ｍとする。非画像
部電界が大きくなるに従ってトナーが現像剤担持体側に
押し付けられるトナー押圧力も強くなるが、この非画像
部電界の絶対値がある程度以下ならば、その押圧力によ
ってトナーが凝集することもない。表２は、非画像部電
界強度と、各電界強度（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌ
ｄ）におけるトナー塊の発生状況（Ｌｕｍｐ ｇｅｎｅ
ｒａｔｉｏｎ ｒａｎｋ）及び非画像部濃度の状態（Ｂ
ａｃｋｇｒｏｕｎｄ ｄｅｎｓｉｔｙ）を示したもので
ある。この表におけるトナー塊の発生状況の各ランクは
上記表１と同じであり、非画像部濃度の状態の各評価の
定義は後述のようになっている。

【００２３】非画像部濃度の状態は、非画像部における
光学濃度のうち転写紙の光学濃度を除いた値を元にして
各評価を定義している。各評価は、光学濃度で０．６超
え＝ｂａｄ、０．０１超え０．６以下＝ｓｔａｉｎ、
０．０１以下＝ｃｌｅａｒ、としている。

【００２４】上記の定義に基づいて、調べた結果を以下
の表２に示す。

【表２】 この表に示すように、非画像部電界を大きくすればする
ほど、非画像部の濃度は低下して「ｃｌｅａｒ」となる
が、トナー塊の発生状況はランクが低下して、凝集が顕
著になってくる。本発明においては、非画像部電界の上
限を絶対値で３．５×１０^７Ｖ／ｍ以下としている。こ
れによって、トナー塊の発生状況を許容範囲に収め、こ
れによって、トナーの凝集の発生を防止する。また、非
画像部電界の絶対値の下限は０Ｖ／ｍとすることも可能
である。この場合非画像部に付着したトナーを除去する
手段を設けることで、地汚れを防止することが可能とな
る。

【００２５】請求項８の画像形成装置は、請求項１，
２，３，４，５，６，又は７の画像形成装置において、
現像終了後に現像に使用されずに上記現像剤担持体上に
残留した現像残トナーを現像に再利用する現像残トナー
リサイクル機構を設けたことを特徴とするものである。

【００２６】請求項８の画像形成装置においては、現像
剤トナーリサイクル機構によって、現像剤担持体上の現
像残トナーを現像に再利用できるようにする。

【００２７】請求項９の画像形成装置は、請求項１，
２，３，４，５，６，７，又は８の画像形成装置におい
て、上記潜像担持体上の非画像部に現像後に残留してい
る非画像部残留トナーを引き寄せ除去する除去部材と、
該潜像担持体上の非画像部と該除去部材との間に除去電
界を発生させる除去電界発生手段とを設けたことを特徴
とするものである。

【００２８】請求項９の画像形成装置においては、潜像
担持体の非画像部と除去部材とをその間に除去電界を有
して対向させ、非画像部に付着したトナーを除去電界に
よって除去部材側に引き寄せ除去する。これによって、
非画像部に多くのトナーが付着している場合でも、現像
後に除去することが可能となる。

【００２９】請求項１０の画像形成装置は、静電潜像を
担持する潜像担持体と、キャリア液中にトナーを分散し
た高粘性高濃度の液体現像剤を担持する現像剤担持体と
を有し、該潜像担持体上の静電潜像を該現像剤担持体上
の液体現像剤によって現像する画像形成装置において、
該潜像担持体上の非画像部に現像後に残留している非画
像部残留トナーを引き寄せ除去する除去部材と、該潜像
担持体上の非画像部と該除去部材との間に除去電界を発
生させる除去電界発生手段とを設け、該除去電界の絶対
値を、該除去部材側に引き寄せた非画像部残留トナーが
凝集しない値以下に設定したことを特徴とするものであ
る。

【００３０】請求項１０の画像形成装置においては、非
画像部と除去部材との間に発生させる除去電界の絶対値
の上限を規定しそれより高くならないようにして、潜像
担持体上の非画像部から除去部材側に引き寄せることに
よって除去した非画像部残留トナーが凝集しないように
する。これにより、除去電界によって潜像担持体の非画
像部から除去した非画像部残留トナーが凝集することを
防止する。

【００３１】請求項１１の画像形成装置は、請求項１０
の画像形成装置において、上記除去電界の範囲を絶対値
で５．０×１０^７Ｖ／ｍ以下としたことを特徴とするも
のである。

【００３２】請求項１１の画像形成装置においては、除
去電界の絶対値の上限を５．×１０ ^７Ｖ／ｍとする。除
去電界の絶対値が大きくなるに従ってトナーが除去部材
側に引き寄せられる力も強くなるが、この除去電界の絶
対値がある程度以下ならば、その力によってトナーが凝
集することもない。表３は、除去電界強度と、各電界強
度（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ）におけるトナー塊
の発生状況（Ｌｕｍｐｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｒａｎ
ｋ）及び非画像部濃度の状態（Ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ
ｄｅｎｓｉｔｙ）を示したものである。この表における
トナー塊の発生状況の各ランク、及び非画像部濃度の状
態の各評価の定義は、それぞれ表２と同じであるので説
明を省略する。

【表３】 この表に示すように、除去電界を大きくすればするほ
ど、非画像部の濃度は低下して「ｃｌｅａｒ」となる
が、トナー塊の発生状況はランクが低下して、凝集が顕
著になってくる。本発明においては、除去電界の上限を
絶対値で５．０×１０^７Ｖ／ｍ以下とし、これによって
トナー塊の発生状況を許容範囲に収め、トナーの凝集の
発生を防止する。また、除去電界の絶対値の下限は０Ｖ
／ｍとすることも可能である。この場合、線像担持体と
除去部材との接触部から潜像担持体上のトナーがキャリ
アと共に除去部材側に機械的に移動する分は除去するこ
とができる。

【００３３】請求項１２の画像形成装置は請求項１０，
又は１１の画像形成装置において、上記除去部材に引き
寄せた非画像部残留トナーを現像に再利用する除去部材
上残留トナーリサイクル機構を設けたことを特徴とする
ものである。

【００３４】請求項１２の画像形成装置においては、除
去部材上残留トナーリサイクル機構によって、除去部材
上の非画像部残留トナーを現像に再利用できるようにす
る。

【００３５】請求項１３の画像形成装置は、請求項１，
２，３，４，５，６，７，８，又は９の画像形成装置に
おいて、請求項１０，１１，又は１２の構成を有するこ
とを特徴とするものである。

【００３６】請求項１３の画像形成装置においては、潜
像担持体の非画像部残留トナーを非画像部電界によって
凝集させることなく現像剤担持体側に引き寄せ除去する
ことに加え、除去電界によって除去部材側に凝集させる
ことなく引き寄せ除去するという２段階で非画像部残留
トナーの除去を行う。これによって、非画像部残留トナ
ーの除去が２段階にできるため、潜像担持体と現像剤担
持体との間の現像ニップで非画像部電界の絶対値を非画
像部残留トナーが少々残留するような低めに設定して
も、除去部材で非画像部残留トナーを確実に除去するこ
とができる。また、特に、請求項８の画像形成装置が請
求項１２の構成を有するものにおいては、現像残トナー
を現像に再利用することができると共に、除去部材上の
非画像部残留トナーも再利用することができる。

【００３７】請求項１４の画像形成装置は、請求項１，
２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２，
又は１３の画像形成装置において、上記トナーが顔料を
含むものであり、上記現像剤担持体表面の１ｃｍ^２当た
りに担持されるトナー中の顔料含有分が０．１μｇ以
上、２μｇ以下となるように、該現像剤担持体上に塗布
される液体現像剤の厚みを設定することを特徴とするも
のである。

【００３８】請求項１４の画像形成装置においては、現
像剤担持体上に塗布される液体現像剤の厚みが、現像剤
担持体表面の１ｃｍ^２当たりに担持されるトナー中の顔
料含有分が０．１μｇより小さくなるような厚みでは、
十分な量の顔料が潜像担持体上の潜像の画像部に移動せ
ず、画像濃度が薄くなるおそれがある。一方、上記液体
現像剤の厚みが、現像剤担持体表面の１ｃｍ^２当たりに
担持されるトナー中の顔料含有分が２μｇより大きくな
るような厚みでは、現像後に非画像部に残留する非画像
部残留トナーの量が多くなり、非画像部残留トナーの除
去が不完全になってカブリを生じさせるおそれがある。
この請求項１４の画像形成装置では、上記現像剤担持体
上に塗布される液体現像剤の厚みを、現像剤担持体表面
の１ｃｍ ^２当たりに担持されるトナー中の顔料含有分が
０．１μｇ以上、２μｇ以下となるように設定し、画像
濃度が薄くなったり、カブリが生じたりすることがない
ようにする。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を画像形成装置であ
る電子写真複写機（以下、複写機という）に適用した場
合の実施形態の一例について説明する。図１は、本実施
形態に係る複写機の要部概略構成図である。本実施形態
に係る複写機は、潜像担持体としての感光体ドラム１の
まわりに、帯電器２、露光装置３、現像装置４、転写装
置５、クリーニング装置６等が配設されている。上記感
光体ドラム１の材質としてはａ−Ｓｉ、ＯＰＣ等が使用
できる。また、上記露光装置３としてはＬＥＤやレーザ
ー走査光学系等が使用できる。

【００４０】上記構成の複写機で反転現像により画像を
形成する場合について説明する。上記感光体ドラム１
は、図示しないモータ等の駆動手段によって複写時には
一定速度で矢印方向に回転駆動される。上記帯電器２
は、コロナ放電によって暗中にて一様に６００Ｖ程度に
帯電せしめる。尚、帯電器としては、このようにコロナ
放電による帯電を実現するものの他、感光体ドラムに接
触せしめた帯電ローラ等の帯電部材に所定の帯電バイア
スを印加する方式のものを用いても良い。

【００４１】露光装置３は、原稿光像を照射結像せしめ
て静電潜像を感光体ドラム１の外周表面上に担持させ
る。その後、上記静電潜像は現像装置４の部分を通過す
る間に現像される。静電潜像に現像されたトナー像は、
転写装置５により転写紙Ｐに転写される。感光体ドラム
１は転写紙Ｐの分離後、クリーニング装置６により、残
留トナーが除去される。その後、感光体ドラム１の表面
は図示しない除電ランプにより残留電位が除去されて次
の複写に備えられる。また、トナー像が転写された転写
紙Ｐは、図示しない定着装置を通過して機外に排出され
る。なお、上記転写装置５としては、例えば、静電ロー
ラによる方法、コロナ放電による方法、粘着転写法、熱
転写法などを用いることができる。また、上記定着装置
としては、例えば熱転写方式、溶剤定着、加圧定着など
を用いることができる。

【００４２】本実施形態の複写機で用いられる現像剤４
０は、従来一般的に市販され使用されているＩｓｏｐａ
ｒ（エクソン商標）をキャリアとした低粘性（１ｃＳｔ
程度）、低濃度（１％程度）の液体現像剤ではなく、高
粘性高濃度の液体現像剤である。この現像剤４０の粘度
及び濃度の範囲としては、例えば粘度が５０ｃＳｔから
５０００ｃＳｔ、濃度が５％から４０％のものを用い
る。このうち、本実施形態においては、１５％のものを
用いている。キャリア液としては、シリコーンオイル、
ノルマルパラフィン、ＩｓｏｐａｒＭ（エクソン商
標）、植物油、鉱物油等の絶縁性が高いものを使用す
る。揮発性、不揮発性については、目的に合わせて選択
することができる。また、トナーの粒径は、サブミクロ
ンから６μｍ程度まで目的に合わせて選択することがで
きる。

【００４３】次に、本実施形態の特徴部である現像装置
４について説明する。現像装置４は、現像部４１とスイ
ープ部４５とから構成されている現像部４１は現像剤４
０を収容する現像剤収容タンク４１ａ、現像剤担持体と
しての現像ローラ４２、除去部材としてのスィープロー
ラ４３、アニロクス（又はグラビア）ローラ４４、１対
の攪拌スクリュウ４６ａ，４６ｂ、帰還部４１ｂから主
に構成されている。現像ローラ４２とスィープローラ４
３とにはそれぞれ金属ブレードもしくはゴムブレードか
らなるクリーニング部材４７、４８が備えられている。
各クリーニング部材４７、４８はブレードに限らずロー
ラ式であってもよい。また、アニロクスローラ４４には
ドクタブレード４９が備えられている。

【００４４】上記現像ローラ４２及びスィープローラ４
３は、外周面にそれぞれ導電性を有する弾性体の層が設
けられている。これらの弾性体の層の材質としてはウレ
タンゴムを用いることができる。各弾性体の層のゴム硬
度としては、ＪＩＳ−Ａ硬度で５０度以下であることが
望ましい。各弾性体の層の材質はウレタンゴムに限られ
るものではなく、導電性を有するものであって、且つ溶
剤で膨潤したり溶解したりしない材質であればよい。ま
た、弾性体の層を現像ローラ４２とスィープローラ４３
とに設ける構成ではなく、弾性体の層を感光体側に設け
る構成であってもよい。さらに、感光体を無端ベルト状
部材で構成してもよい。また、スィープローラ４３は、
コーティングもしくはチューブにより、その表面がＲｚ
３μｍ以下の平滑性を有するように構成されている。

【００４５】上記現像ローラ４２及びスィープローラ４
３を感光体ドラム１に対してそれぞれ適当な圧力で当接
させると、各ローラの弾性体の層が弾性変形し、現像ニ
ップ及び除去ニップを形成する。特に、現像ニップを形
成することによって、現像剤４０のトナーが現像領域の
現像電界により、感光体ドラム１に対して移動し付着す
るための一定の現像時間を確保することができる。ま
た、当接圧力を調整することで各ニップ部における表面
移動方向の大きさであるニップ幅を調整することができ
る。各ニップ幅は、各ローラの線速と現像時定数との
積、以上に設定する。ここで、現像時定数とは、現像が
飽和状態に達するまでに要する時間であって、ニップ幅
をプロセス速度で除したものである。例えば、ニップ幅
が３[ｍｍ]でプロセス速度が３００[ｍｍ／ｓｅｃ]とし
たときに現像が飽和するのであれば、現像時定数は１０
[ｍｓｅｃ]となる。

【００４６】現像動作時においては、上記現像ローラ４
２にアニロクスローラ４４によって現像剤４０の薄層が
形成される。このとき現像ローラ４２上に塗布される現
像剤４０の厚みが、その表面の１ｃｍ^２当たりに担持さ
れるトナー中の顔料含有分が０．１μｇ以上、２μｇ以
下となるように設定した。このために、現像剤４０の薄
層を５〜１０μｍの厚みに塗布するようにした。この理
由は、現像剤４０の塗布厚が、現像ローラ４２表面の１
ｃｍ^２当たりに担持されるトナー中の顔料含有分が０．
１μｇより小さくなるような厚みでは、十分な量の顔料
が上記感光体ドラム１上に形成された潜像の画像部に移
動せず、画像部の画像濃度が薄くなるおそれがあるから
である。また、現像ローラ４２表面の１ｃｍ^２当たりに
担持されるトナー中の顔料含有分が２μｇより大きくな
るような厚みでは、現像後の感光体ドラム１の非画像部
に残留する余剰トナーが多くなり上記スィープローラ４
３による除去が不完全になるおそれがあるからである。
尚、本実施形態においては、現像ローラ４２上に塗布す
る現像剤層の厚みを８μｍ、感光体ドラム１の膜厚を３
０μｍに設定している。

【００４７】そして、上記現像ローラ４２表面に形成さ
れた現像剤４０の薄層は、感光体ドラム１と現像ローラ
４２とにより形成された現像ニップを通過する。一般的
に電子写真の現像装置では、十分なトナーを感光体と現
像装置との相対する領域に送るため、現像ローラ４２の
表面移動速度を感光体の表面移動速度よりも速めに設定
している。このため、トナーは感光体表面に対して早い
移動速度を持つため、潜像との間に位置的なずれを生
じ、画像としては、先端がかすれたり、縦線と横線との
バランスが悪かったりする現象が現れる。この現象は液
体現像でも見られる現象である。本実施形態に係る複写
機では、上記現像ローラ４２の表面と感光体ドラム１の
表面とがほぼ等速で移動し、トナーに対して相対的に感
光体ドラム１の接線方向の速度ベクトルを持たせないの
で、上記現象が生じることがない。

【００４８】上記現像ローラ４２には、感光体表面電位
（６００Ｖ)より低い現像バイアス電圧（４００Ｖ）が
印加されており、露光装置３により露光されて５０Ｖ以
下になった画像面との間に現像電界を生じる。図３
（ａ）、（ｂ）は、上記現像ニップにおける現像剤４０
の状態を模式的に示した図である。感光体ドラム１の画
像部では、図３（ａ）に示すように、現像剤４０中のト
ナー４０ａは上記電界によって感光体ドラム１に移動し
て潜像を顕像化する。一方、非画像部では、図３（ｂ）
に示すように、現像バイアス電位と感光体電位とによっ
て形成される電界（以下、非画像部電界という）によ
り、非画像部に残留している非画像部残留トナーを現像
ローラ４２表面に引き寄せて非画像部にトナー４０ａが
残らないようにする。

【００４９】また、上記現像剤収容タンク４１ａは、現
像に使用されずに現像ローラ４２上に残留した残留トナ
ーと、スィープローラ４３によって感光体ドラム表面か
ら引き寄せられ、クリーニング部材４８で除去された非
画像部残留トナーとが帰還部４１ｂを通って供給部に戻
され、アニロクスローラ４４に供給されるようになって
いる。これによって、残留トナーリサイクル機構及び除
去部材上残留トナーリサイクル機構を構成している。

【００５０】尚、攪拌スクリュウ４６ａ，４６ｂは、現
像剤収容タンク４１ａ液体現像剤に浸るように互いに平
行配設され、図中矢印で示されるように、図示しない駆
動手段によって互いに逆方向に回転駆動せしめられる。
現像装置４が現像動作に入ると、これら攪拌スクリュウ
４６ａ，４６ｂが互いに逆回転し、現像剤収容タンク４
１ａ内の液体現像剤４０が攪拌せしめられる。そして、
両者の間で液体現像剤４０の液面が盛り上がり、その上
方に配設されたアニロクスローラ４４に付着する。

【００５１】ところで、従来、感光体ドラム１の非画像
部にトナーが付着している残留トナーを防止するため
に、非画像部と現像ローラ４２との間に十分な非画像部
現像電界を形成して、現像ローラ４２側へ残留トナーを
引き寄せ、残留トナーによるカブリを防止していた。と
ころが、非画像部にトナーを付着させないよう十分な非
画像部現像電界を形成すると、カブリトナーは防止でき
るものの、現像過程を終えた現像ローラ４２上の現像剤
は電界による圧縮が原因で凝集した状態になってしまう
ことがあった。これは、現像剤を繰り返し使用する場合
に、不都合なことである。更に、画像部へのトナーの移
動量が少なくなり、画像濃度が低下してしまうこともあ
った。そこで、以下に本実施形態の特徴部である現像ロ
ーラ上のトナーの凝集を防止できるようにした実施例に
ついて説明する。

【００５２】〔実施例１〕本発明者らが非画像部現像率
とトナーの凝集との関係を調べたところ、既に述べた表
１に示す結果が得られた。表１より、非画像部現像率を
小さくすればするほど、トナー塊の発生状況はランクが
低下して、凝集が顕著になってくる。従って、非画像部
現像率を上げればトナー凝集は解消されるが、逆に非画
像部に付着するトナーが増加してくる。

【００５３】図４は、感光体ドラム１の非画像部の電位
を６００Ｖ、現像ローラ４２の電位を４００Ｖとし、非
画像部と現像ローラ４２との間に発生する非画像部電界
を１．２×１０^７Ｖ_ｍとし、、非画像部の現像時間を
図４（ａ）２０ｍｓｅｃ、図４（ｂ）１０ｍｓｅｃ、図
４（ｃ）５ｍｓｅｃの３段階に変化させたときの非画像
部残留トナーの状態を模式的に示した図である。それぞ
れの図の幅は非画像部の現像ニップ幅に比例した幅を示
しており、現像ニップ幅が最も広い図４（ａ）が現像時
間が最も長く、現像ニップ幅が最も狭い図４（ｃ）が現
像時間が最も短くなる。非画像部と現像ローラ４２との
間に生じる非画像部の現像電界によって、感光体ドラム
１の非画像部に位置するトナーの多くが現像ローラ４２
側に引き寄せられて感光体ドラム表面に非画像部が形成
されるようになっている。また、既に述べた図２は、図
４と同じ条件における現像時間と非画像部現像率との関
係を示したものである。

【００５４】これら図４と図２とから以下のことが分か
る。上記図４（ａ）に示すように現像時間が２０ｍｓｅ
ｃの場合、現像ローラ側にほとんどのトナーが引き寄せ
られ非画像部現像率がほぼ０％となる。このとき、非画
像部のカブリトナーは発生しないが、現像ローラ４２上
の残留トナーが凝集してしまう。一方、図４（ｃ）に示
すように現像時間が５ｍｓｅｃと短い場合、残留トナー
をうまく現像ローラ４２側へ引き寄せることができなく
なって非画像部現像率が約３０％となる。このとき、現
像ローラ４２上の残留トナーが凝集することはない。ま
た、図４（ｂ）に示すように現像時間が図４（ａ）と図
４（ｃ）の間の値である１０ｍｓｅｃの場合、一部の残
留トナーを感光体ドラム１上に残留させ、その他のトナ
ー粒子は現像ローラ４２側へ引き寄せることができ非画
像部現像率が１０％となる。このとき、トナー塊の発生
ランクが「３」で、現像ローラ４２上の残留トナーの凝
集が許容範囲に収まる程度となる。

【００５５】そこで、本実施例１においては、非画像部
電界が上記１．２×１０^７Ｖ_ｍのときに、非画像部の
現像時間を１０ｍｓｅｃ以下にした。これによって、非
画像部現像率を１０％以上にし、残留トナーの凝集を防
止するものである。現像時間を１０ｍｓｅｃで、非画像
部現像率が１０％であるとき、前記した表１より現像後
現像ローラ上に付着する現像剤は非凝集状態に近い。つ
まり、現像時間を１０ｍｓｅｃより短くすることによっ
て、凝集状態を緩和できる。本実施例１は、現像時間を
現像時定数より短く設定する事によって、感光体ドラム
１に現像されなかった非画像部の残留トナーの凝集を回
避するものである。

【００５６】また、本実施例１においては、非画像部現
像率を所望の値にするための方法として、非画像部現像
率と相関関係がある非画像部の現像時間を調整するよう
にしている。これによって、非画像部現像率の制御を現
像時間によって正確に行うことができ、残留トナー凝集
の防止を確実に行うことができる。

【００５７】尚、上記のように非画像部現像率を制御す
ることによって、現像ローラ４２から感光体ドラム１の
非画像部へ移動するトナーのトナー重量比である移動ト
ナー重量比を制御することができる。なぜなら、画像濃
度が、現像ローラ及び感光体ドラムの画像濃度測定領域
に付着している現像剤中の単位面積あたりのトナー担持
量［ｍｇ／ｃｍ^２］と相関関係があるからである。

【００５８】図５は、画像濃度測定領域における単位面
積当たりのトナー担持量とその領域の画像濃度〔Ｏ．
Ｄ．〕との関係を示した図である。このデータは、液体
現像剤を構成するトナーとキャリアのうちのトナーを、
その粒径が３μｍ、その成分が樹脂８に対して顔料成分
２のものを用いた場合のデータである。図５に示すよう
に、画像濃度が飽和（図５では約１．６超え）状態に至
るまでは画像濃度によって単位面積あたりのトナー重量
であるトナー担持量［ｍｇ／ｃｍ^２］が決まる。

【００５９】このことから、本実施例１のように非画像
部現像率を制御することは、言い換えると、 移動トナー重量比＝（感光体ドラム１上の非画像部に現
像後に担持しているトナー重量）／（非画像部を現像す
るための液体現像剤を担持した現像ローラ４２上の領域
における現像前のトナー重量） を、制御していることになる。更に、このことから、非
画像部を現像するための液体現像剤を担持した現像ロー
ラ４２上の領域に現像前に担持しているトナーのうち、
現像によって感光体ドラム１上の非画像部に移動したト
ナーの率を制御していることにもなる。また、画像部に
おける画像濃度の目標値である１．６は、図５の例では
トナー担持量が０．１０［ｍｇ／ｃｍ^２］を超えたとこ
ろからクリアできるので、この現像剤、現像バイアス等
の設定が実際の画像形成に利用できるものであることは
明らかである。

【００６０】ここで、非画像部現像率の上限は規定して
いないが、もともと非画像部のため現像率がは低く抑え
られており、通常の範囲であれば非画像部現像率の上限
を規定する必要がないため本実施例においても規定しな
いこととする。また、このプリンタにはスイープローラ
４３を設けているので、余剰トナーを除去することがで
きる。尚、非画像部の現像率が高くなった場合のより好
ましい対応については実施例３の説明の後に説明する。

【００６１】〔実施例２〕次に、トナー凝集の防止のた
めに非画像部の電界を制御する実施例について説明す
る。図６は、感光体ドラム１の画像部の電位を０Ｖ、現
像ローラ４２の電位を４００Ｖとし、感光体ドラム１の
非画像部電位を図６（ａ）８００Ｖ、図６（ｂ）６００
Ｖ、図６（ｃ）４５０Ｖの３段階に変化させたときの非
画像部残留トナーの状態を模式的に示した図である。こ
の図に示すように、画像部と現像ローラ４２との間に生
じる現像電界によって、感光体ドラム１の画像部へ現像
ローラ４２上の現像剤が転移付着して画像が形成され
る。

【００６２】感光体ドラム１の非画像部では、図６
（ａ）に示すように非画像部電位が８００Ｖと高い場
合、非画像部と現像ローラ４２との間に発生する非画像
部電界は２．９×１０^７Ｖ/ｍと強くなり、非画像部の
カブリトナーは発生しないが、現像ローラ４２上の残留
トナーが凝集してしまう。一方、図６（ｃ）に示すよう
に非画像部電位が４５０Ｖと低い場合、非画像部と現像
ローラ４２との間に発生する非画像部電界は３．６×１
０^６Ｖ/ｍとなり、残留トナーをうまく現像ローラ４２
側へ引き寄せることができなくなって、感光体ドラム１
上にカブリトナーが発生してしまう。図６（ｂ）に示す
ように非画像部電位を図６（ａ）と図６（ｃ）の間の値
である６００Ｖにすると、、非画像部と現像ローラ４２
との間に発生する非画像部電界は１．４×１０^７Ｖ/ｍ
となり、残留トナーをうまく現像ローラ４２側へ引き寄
せることができると共に、現像ローラ４２上の残留トナ
ーを凝集させてしまうこともない。

【００６３】既に記載したように、表２は、非画像部電
界の強度に対するトナー塊の発生ランク（Ｌｕｍｐ ｇ
ｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｒａｎｋ）及び、非画像部濃度
（Ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ ｄｅｎｓｉｔｙ）の評価を本
発明者らが調べた結果をまとめた表である。

【００６４】表２において、トナーの凝集は非画像部電
界が大きくなるほど顕著に発生し、逆に非画像部濃度は
非画像部電界が小さくなるほど顕著に発生してくること
が分かる。非画像部電界が３．５×１０^７Ｖ／ｍ程度の
ときトナー塊の発生ランクが「２」以上で現像剤中トナ
ー粒子の凝集が許容範囲に収まる程度となる結果が得ら
れた。現像電界が０Ｖ／ｍに近いときは画像部と非画像
部の境目が不明確でトナー粒子の凝集という面からは良
い結果であるが、非画像部の汚れが多く、後述する除去
手段を用いても実用に耐えうる状態にはならなかった。
非画像部電界が３．５×１０^７Ｖ／ｍの場合は、非画像
部濃度が「ｃｌｅａｒ」と評価され、また、非画像部電
界がこれより低い場合でも、非画像部濃度が「ｓｔａｉ
ｎ」となり許容範囲内となることも分かった。

【００６５】以上の結果より、非画像部電界を３．５×
１０^７Ｖ／ｍ以下とするのが好ましい。特に、本実施形
態においては、非画像部電界を２×１０^７Ｖ／ｍ程度に
設定している。このように設定することによって、トナ
ー塊の発生ランクを「４」、非画像部濃度を「ｓｔａｉ
ｎ」とすることができ、凝集トナーが少なく、かつ凝集
力も小さい状態を得ることができる。これによって、除
去現像剤を回収する間に容易に分散させることができ、
現像に使用されなかった未現像の現像剤を繰り返し使用
することが可能となった。

【００６６】〔実施例３〕次に、上記実施例１及び２を
踏まえたより具体的な実施例３について説明する。図７
は、本実施形態の構成のプリンタにおける非画像部現像
電界と非画像部現像率との関係を、現像時間を（ａ）５
ｍｓｅｃ、（ｂ）１０ｍｓｅｃ、（ｃ）２０ｍｓｅｃの
３通りに設定してグラフ化した図である。この図７は、
非画像部現像率に影響を及ぼす２つの変数、即ち現像時
間と非画像部現像電界との複合的な条件による非画像部
現像率の変化の様子を表している。現像時間が一定の場
合、非画像部現像電界が低いほど非画像部現像率が高く
なり、残留トナーの凝集が発生しにくくなる。また、非
画像部現像電界が一定の場合、現像時間が短いほど非画
像部現像率が高くなり、残留トナーの凝集が発生しにく
くなる。このグラフからも、実施例１で述べたと同様
に、非画像部電界が１．２×１０^７Ｖ/ｍのときに、現
像時間を１０ｍｓｅｃ以下にすれば、非画像部現像率を
１０％以上にすることができることが分かる。本実施例
３においては、現像時間が１０ｍｓｅｃに設定されてい
るプリンタを使用し、非画像部電界を１．２×１０^７Ｖ
/ｍ、非画像部現像率がほぼ１０％となるようにして
（図７のａ）非画像部の現像を行う。このような設定に
よって、トナー塊の発生ランクを「３」とすることがで
き、凝集トナーが少なく、かつ凝集力も小さい状態を得
ることができる。これによって、除去現像剤を回収する
間に容易に分散させることができ、現像に使用されなか
った未現像の現像剤の繰り返し使用が可能となる。更
に、非画像部の濃度も上昇し過ぎないようにすることが
できるので、非画像部のカブリトナーの発生も防止でき
る。

【００６７】尚、本実施例３においては、現像時間が１
０ｍｓｅｃに設定されているプリンタを使用するもので
あるが、現像時間が異なる時間に設定されているプリン
タで現像を行う場合は、現像が飽和状態になるまでに要
する時間である現像時定数が異なる現像剤を用い、非画
像部現像率がほぼ１０％になるようにすればよい。

【００６８】また更に、図７を参考にすれば、非画像部
現像率をほぼ１０％とするための非画像部現像電界と現
像時間との組み合わせを他にも得ることが可能となり、
実用性も高い。これら２つの条件を装置の設定に対応し
た組み合わせにすると良い。

【００６９】ところで、上記実施例１乃至３において、
残留トナーの凝固を防止するために非画像部現像率の下
限を規定したり、非画像部電界の範囲を規定したりして
いるが、非画像部電界を弱くしたり非画像部現像率を高
くしたりしたために、非画像部濃度が高くなってしまう
場合がある。その場合には、スィープローラ４３によっ
て非画像部の現像剤を除去することが可能であり、また
この方法以外に、転写時に高電界によって放電現象を発
生させて除去することも可能である。

【００７０】尚、非画像部電界の下限は、０×１０^７Ｖ
／ｍとすることも可能である。この場合、非画像部に付
着する現像剤は、現像ニップで現像ローラから機械的に
転移する現像剤のみとなり、非画像部現像率としては５
０％に近くなる。そして、非画像部に付着するトナーは
現像剤中のトナー濃度である１５％の約半分となる。更
に非画像部の画像濃度を低下させたい場合には、スィー
プローラ４３等を設けることによって除去すれば良い。

【００７１】さて、本実施形態のプリンタは、上記構成
に加えて、感光体ドラム表面の非画像部に残留している
非画像部残留トナーを引き寄せ除去する除去部材として
のスィープローラ４３を有している。非画像部のトナー
４０ａの一部が、現像ローラ４２表面まで移動しきれず
に感光体ドラム１側に残るとカブリの原因となる。この
カブリの原因となるトナー（以下、「カブリトナー」と
いう）４０ｃをスィープ（掃除）するためのものであ
る。このスィープローラ４３は、現像ローラ４２に対し
感光体ドラム１の回転方向下流側であって、現像された
トナー層を挟むように、感光体ドラム１に押圧して設置
されている。スィープローラ４３の表面は、感光体ドラ
ム１の表面と略等速で移動する。図８（ａ）、（ｂ）
は、感光体ドラム１とスィープローラ４３とにより形成
される除去ニップでの現像剤の状態を模式的に示した図
である。

【００７２】スィープローラ４３には、現像後のトナー
層からトナー４０ａをスィープローラ４３に戻さないよ
うに、感光体ドラム１上のトナー層表面電位（１００〜
２００Ｖ）に近いバイアス電圧（２５０Ｖ）が印加され
ている。非画像部では、図８（ｂ）に示すように、感光
体ドラム１の非画像部の電位と上記バイアス電圧による
電位との差によって生じる電界により、浮遊しているカ
ブリトナー４０ｃをスィープローラ４３に移動させる。
この段階での非画像部の現像剤層は現像ローラ４２の現
像ニップ部分の厚さの約半分で、且つトナーの濃度は現
像前の濃度の約２０％程度に低下しており、カブリトナ
ー４０ｃの除去は容易に行われる。これにより、非画像
部のカブリを完全に防止することができる。上述した電
位の関係は次の数１で示すことができる。

【００７３】

【数１】感光体電位＞ＶＢ１＞ＶＢ２＞トナー層電位 ここで、ＶＢ１は感光体ドラム１と現像ローラ４２との
間の電位、ＶＢ２は感光体ドラム１とスィープローラ４
３との間の電位である。

【００７４】また、上記スィープローラ４３を設置する
ことによって、現像時に感光体ドラム１上の非画像部に
付着した余分なキャリア液Ｃの約半分程度を除去するこ
ともできる。

【００７５】さらに、スィープローラ４３によりカブリ
トナー４０ｃの除去が効率的にできるため、感光体ドラ
ム１と現像ローラ４２との間の現像ニップでカブリトナ
ー４０ｃが少々残留してもよく、カブリ除去電界（現像
ローラ４２に印加された現像バイアスと感光体帯電電位
との電位差）を低く抑えることできる。よって、感光体
ドラム１の帯電電位を低くすることが可能になる。この
ことにより、感光体ドラム１の耐久性向上、帯電器２の
負担軽減、露光パワーの低減等、種々の利点が生じる。

【００７６】従来技術で説明した画像形成方法において
は、現像剤担持体によって現像と非画像部のカブリトナ
ー除去とを同時に行うことが可能である。しかし、比較
的長い現像時間（例えば、４０ｍｓｅｃ程度）を確保す
る必要があり、潜像担持体と現像剤担持体との間に形成
される現像ニップ幅を大きくする必要がある。この従来
の画像形成方法では、弾性層を有する現像剤担持体を潜
像担持体に当接させてニップ部を形成しているので、現
像ニップ幅を大きくするためには当接圧が大きくなりが
ちである。これに対して、本実施形態に係る複写機の現
像装置４では、スィープローラ４３を設けたので、現像
ローラ４２において現像とカブリトナー４０ｃの除去と
の機能を分離することが可能となり、現像ニップ幅を従
来より小さくでき、当接圧を小さく（例えば、０．３ｋ
ｇｆ／ｍｍ以下）することが可能となる。これにより、
感光体ドラム１、現像ローラ４２及びスィープローラ４
３にかかる荷重の低減を図り、耐久性を向上させること
が可能となる。

【００７７】図９（ａ）〜（ｄ）は、スィープローラ４
３によるカブリトナーの除去過程の説明図である。本実
施例では、感光体ドラム１上に現像された現像剤層の厚
みを５μｍ、感光体の膜厚を３０μｍとして液体現像装
置を構成している。この図は、スィープローラ４３に印
加されるバイアス値を２００Ｖとし、（ａ）が感光体ド
ラム１の画像部を、（ｂ）〜（ｄ）が非画像部を表した
ものである。それぞれの表面電位は、（ａ）が画像部電
位０Ｖ、（ｂ）が７００Ｖ、（ｃ）が５５０Ｖ、（ｄ）
が４００Ｖの場合を示している。非画像部とスィープロ
ーラ４３間で発生する除去電界としてのスィープ電界の
強度は（ｂ）が４．５×１０^７Ｖ／ｍ、（ｃ）が３．２
×１０^７Ｖ／ｍ、（ｄ）が１．８×１０^６Ｖ／ｍであ
る。図示した通り、非画像部は感光体電位とスィープロ
ーラ電位によって形成されるスィープ電界でカブリトナ
ーは移動する。それぞれの感光体電位によって電界強度
が異なる図は、スィープローラ４３に移動するカブリト
ナー粒子の凝集力あるいはトナーＴの移動状態を示して
いる。

【００７８】（ａ）の画像部においては、感光体ドラム
１上に付着している現像剤中のトナーＴはそのまま感光
体ドラム１上に残したままキャリアＣのみを多少除去し
ながらスィープローラ４３は感光体ドラム表面から離間
する。 （ｂ）のように非画像部における感光体ドラム表面電位
が充分高い場合は、非画像部に付着しているキャリアＣ
を半分程度除去しながらスィープローラ４３は感光体ド
ラム表面から離間する。 （ｃ）のように非画像部における感光体ドラム表面にト
ナーＴが多少付着している場合、スィープ電界が３．２
×１０^７Ｖ／ｍとなっており、非画像部に付着している
キャリアＣの半分程度と共にトナーＴも除去しながらス
ィープローラ４３は感光体ドラム表面から離間する。 （ｄ）においては、非画像部に付着しているトナーＴが
比較的多いが、スィープ電界が１．８×１０^６Ｖ／ｍと
なっており、非画像部に付着しているキャリアＣの半分
程度と共にトナーＴも略完全に除去しながらスィープロ
ーラ４３は感光体ドラム表面から離間する。

【００７９】しかし、非画像部にトナーＴを付着させな
いような除去電界としてのスィープ電界を設定すると、
スィープ過程を終えたスィープローラ４３上の現像剤は
電界による圧縮が原因で凝集した状態になってしまう場
合がある。既に記載したように、表３は、除去電界強度
と、各電界強度（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ）にお
けるトナー塊の発生状況（Ｌｕｍｐ ｇｅｎｅｒａｔｉ
ｏｎ ｒａｎｋ）及び非画像部濃度の状態（Ｂａｃｋｇ
ｒｏｕｎｄ ｄｅｎｓｉｔｙ）を示したものである。

【００８０】表３において、トナーＴの凝集はスィープ
電界が大きくなるほど顕著に発生し、逆に非画像部濃度
はスィープ電界が小さくなるほど顕著に発生してくるこ
とが分かる。スィープ電界が５．０×１０^７Ｖ／ｍ以下
のときトナー塊の発生ランクが「３」以上でトナー粒子
の凝集が許容範囲に収まる程度となる結果が得られた。
特に、スィープ電界が３．２×１０^７Ｖ／ｍ程度のとき
現像剤中トナー粒子の凝集がなく、良好な画像が得られ
た。スィープ電界が０Ｖ／ｍに近いときは画像部とカブ
リトナーＴの除去できない。

【００８１】表３に示すように、スィープ電界の電界強
度に対するトナー塊の発生ランクが現像電界強度に対す
るトナー塊の発生ランクに比して高く、即ち、凝集が発
生しにくくなっている。これはスィープ工程でのトナー
粒子数がキャリア液体中に少ないためと考えられる。し
かし、カブリトナーが多いとき、スィープ工程を経た後
のスィープローラ４３上に回収されるカブリトナーがス
ィープ電界によって圧縮することもあり、この場合は更
に弱い電界強度でスィープ工程を行う必要がある。

【００８２】図１０は、スィープ電界が画像部に及ぼす
影響について示した模式図である。感光体の表面電位が
画像部０Ｖ、非画像部５５０Ｖのとき、スィープローラ
４３に印加する電位を（ａ）では４００Ｖ、（ｂ）では
２００Ｖ、（ｃ）では１００Ｖとしたものである。これ
によって、それぞれの画像部における電界強度は、
（ａ）が−３．６×１０^７Ｖ／ｍ、（ｂ）が−１．８×
１０^７Ｖ／ｍ、（ｃ）が−９．１×１０^６Ｖ／ｍとな
る。また、非画像部の電界強度は、（ａ）が１．４×１
０^７Ｖ／ｍ、（ｂ）が３．２×１０^７Ｖ／ｍ、（ｃ）が
４．１×１０^７Ｖ／ｍとなる図１０（ｃ）のように、ス
ィープローラ４３に１００Ｖ印加してスィープ電界を高
めた場合、スィープローラ４３が感光体ドラム表面の画
像部に付着しているトナー粒子まで剥がし取ってしま
う。図１０（ａ）のように、スィープローラ４３に４０
０Ｖ印加してスィープ電界を低くした場合、画像部に付
着しているトナー粒子がスィープローラ４３に剥がしと
られることはないが、非画像部に付着しているカブリト
ナーＴの除去ができない。図１０（ｂ）のように、スィ
ープローラ４３に２００Ｖ印加して、非画像部とスィー
プローラ４３との間で発生するスィープ電界が３．２×
１０^７Ｖ／ｍ、画像部とスィープローラ４３との間で発
生する電界が−１．８×１０^７Ｖ／ｍとなるとき、上記
のような不具合が発生することはない。

【００８３】以上の結果から、本実施形態においては、
スィープローラ４３に２００Ｖの電位を印加して、非画
像部とスィープローラ４３との間のスィープ電界が３．
２×１０^７Ｖ／ｍ程度となるようにしている。これによ
って、トナー塊の発生ランクを「５」、非画像部濃度を
「ｃｌｅａｒ」とすることができ、凝集トナーが少な
く、凝集力も小さいので容易にカブリトナーを回収する
間に分散することができる。従って、回収したカブリト
ナーも繰り返し使用することができる。

【００８４】尚、スイープ電界の下限は、０×１０^７Ｖ
／ｍとすることも可能である。この場合、電界によって
スイープローラ側に非画像部の現像剤を引き寄せること
は難しくなるが、スイープローラの当接位置で現像剤が
スイープローラ側に機械的に転移する分は除去すること
ができる。これによって、除去後の非画像部の光学濃度
（ＩＤ）が許容範囲内になれば良く、好ましくは０．０
１以下となれば良い。

【００８５】尚、本実施形態に記載した非画像部電界及
びスィープ電界は、非画像部と画像部の画像濃度、トナ
ーの凝集状態等の因子を満たすことができるように最適
化をはかる必要があり、最適化が行われた上で、非画像
部とスィープ電界とが決定されるものである。また、好
ましい非画像部電界の強度は、トナーの易動度によって
も左右される。このため、本実施形態に用いた現像剤で
は上記のような電界強度が好ましいが、異なる種類のト
ナーを用いた場合にはこの電界強度に限定されるもので
はない。現像後に現像ローラ上に付着残留する現像剤が
凝集しなければ良い。

【００８６】また、表２及び表３に示した結果は、プロ
セススピード３００ｍｍ／ｓｅｃで感光体ドラム１上の
静電潜像を顕像化する反転現像法で実験を行なったもの
である。そして、表２は、実験に用いた未現像現像剤の
電界によるトナー粒子の凝集の結果、表３は、実験に用
いた現像剤の電界による凝集の結果である。このような
トナー粒子の凝集を低減できる電界の範囲は、現像剤の
性質によって異なることは言うまでもない。また、本実
施形態では、反転現像について説明したが、上記非画像
部電界、スィープ電界に絶対値を付ければ、正規現像の
場合にも適用可能である。更に、本実施形態において
は、現像ローラ４２の表面と感光体ドラム１の表面とを
ほぼ等速で移動させているが、現像ローラ４２の表面移
動速度を感光体の表面移動速度よりも速めに設定した装
置にも本発明を適用することができる。

【００８７】

【発明の効果】請求項１の画像形成装置によれば、非画
像部電界の力によって潜像担持体上の非画像部の残留ト
ナーを除去する構成において、トナー移動率を規定する
ことによって、非画像部から除去した残留トナーを凝集
させないようにすることができるという優れた効果があ
る。これにより、画質の向上と残留トナーの現像への再
利用とを共に実現することができるという優れた効果も
ある。

【００８８】請求項２の画像形成装置によれば、トナー
移動率を移動トナー重量比を用いて正確に規定すること
が可能となるという優れた効果がある。

【００８９】請求項３の画像形成装置によれば、非画像
部現像率を規定することによって、トナー移動率，又は
移動トナー重量比の規定を正確に行うことができるとい
う優れた効果がある。また、キャリア残量に影響されず
に測定できるという優れた効果もある。

【００９０】請求項４の画像形成装置によれば、非画像
部現像率の下限を１０％とすることによって、トナーの
凝集をより確実に防止できるという優れた効果がある。

【００９１】請求項５の画像形成装置によれば、非画像
部の現像時間を非画像部から除去した残留トナーを凝集
させないような現像時間に設定することによって、トナ
ーの凝集を防止できるという優れた効果がある。

【００９２】請求項６の画像形成装置によれば、非画像
部電界の力によって潜像担持体上の非画像部の残留トナ
ーを除去する構成において、非画像部から除去した残留
トナーを凝集させないようにすることができるという優
れた効果がある。これにより、画質の向上と残留トナー
の現像への再利用とを共に実現することができるという
優れた効果もある。

【００９３】請求項７の画像形成装置によれば、非画像
部電界の絶対値の上限を非画像部から除去した残留トナ
ーを凝集させないような値以下にすることによって、ト
ナーの凝集を防止できるという優れた効果がある。

【００９４】請求項８の画像形成装置によれば、現像残
トナーを現像に再利用することによってトナーの有効利
用ができるという優れた効果がある。

【００９５】請求項９画像形成装置によれば、現像剤担
持体側のトナー凝集を防止するために非画像部現像率を
上げたり、除去電界を下げたりしても、非画像部に残留
したトナーを除去部材で除去することができるので、非
画像部現像率の上昇に起因して生じる地汚れ等の現象を
緩和することができるという優れた効果もある。

【００９６】請求項１０の画像形成装置によれば、除去
電界の力によって潜像担持体上の非画像部の残留トナー
を除去する構成において、非画像部から除去した残留ト
ナーを凝集させないようにすることができるという優れ
た効果がある。これにより、画質の向上と残留トナーの
現像への再利用とを共に実現することができるという優
れた効果もある。

【００９７】請求項１１の画像形成装置によれば、除去
電界の絶対値の上限を非画像部から除去した残留トナー
を凝集させないような値以下にすることによって、トナ
ーの凝集を防止できるという優れた効果がある。

【００９８】請求項１２の画像形成装置によれば、非画
像部残留トナーを現像に再利用することによってトナー
の有効利用ができるという優れた効果がある。

【００９９】請求項１３の画像形成装置によれば、潜像
担持体の非画像形成装置部残留トナーを２段階で除去で
きるので、潜像担持体上の非画像部の汚れを防止しつ
つ、非画像部から除去した残留トナーを凝集させないよ
うにすることがより確実にできるという優れた効果があ
る。また、非画像部電界と除去電界の絶対値を比較的低
めに設定することが可能となり、残留トナーの凝集防止
に効果的であるという優れた効果もある。特に、請求項
８の画像形成装置が請求項１２の構成を有するものにお
いては、トナーを特に有効利用することができるという
優れた効果がある。

【０１００】請求項１４の画像形成装置によれば、画像
濃度が薄くなったり、カブリが生じたりすることがない
という優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る画像形成装置の要部の説明図。

【図２】非画像部の現像時間と非画像部現像率との関係
をグラフ化した図。

【図３】（ａ）、（ｂ）は、現像ニップにおける現像剤
の状態を模式的に示した図。

【図４】非画像部の現像時間を変化させたときの非画像
部残留トナーの状態を模式的に示した図。

【図５】画像濃度測定領域における単位面積当たりのト
ナー担持量とその領域の画像濃度〔Ｏ．Ｄ．〕との関係
を示した図。

【図６】（ａ）〜（ｃ）は、現像ローラに印加する電圧
を変化させたときの現像ニップにおける現像剤の状態を
模式的に示した図。

【図７】現像時間を３通りに設定して非画像部現像電界
と非画像部現像率との関係をグラフ化した図。

【図８】（ａ）、（ｂ）は、感光体ドラムとスィープロ
ーラとにより形成される除去ニップでの現像剤の状態を
模式的に示した図。

【図９】（ａ）〜（ｄ）は、スィープローラによるカブ
リトナーの除去過程の説明図。

【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、スィープ電界が画像部に
及ぼす影響について示した模式図。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ２ 帯電器 ３ 露光装置 ４ 現像装置 ５ 転写装置 ６ クリーニングブレード ４０ 現像剤 ４０ｃ カブリトナー ４１ 現像部 ４２ 現像ローラ ４３ スィープローラ ４４ アニロクスローラ ４５ スイープ部 ４７、４８ クリーニング部材 Ｃ キャリア Ｔ トナー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武田 有介 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 黒鳥 恒夫 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 仲野 徹 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 竹内 則康 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 2H074 AA03 AA41 AA49 BB42 BB54 BB58 CC28 CC34

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】静電潜像を担持する潜像担持体と、キャリ
   ア液中にトナーを分散した高粘性高濃度の液体現像剤を
   担持する現像剤担持体と、両者の間に電界を発生させる
   電界発生手段とを有し、該潜像担持体上の静電潜像を該
   現像剤担持体上の液体現像剤によって現像すると共に、
   該電界発生手段によって該潜像担持体上の非画像部と該
   現像剤担持体との間に非画像部電界を発生させ、該非画
   像部電界により現像後に該潜像担持体上の非画像部に残
   留している非画像部残留トナーのうち一部を該非画像部
   に残留させ、残りを該現像剤担持体側に引き寄せて該非
   画像部から除去するように構成した画像形成装置におい
   て、 非画像部を現像するための液体現像剤を担持した現像剤
   担持体上の領域に現像前に担持しているトナーのうち、
   現像によって潜像担持体上の非画像部に移動したトナー
   の率であるトナー移動率を、該現像剤担持体側に引き寄
   せた非画像部残留トナーが凝集しない値にしたことを特
   徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】請求項１の画像形成装置において、 上記トナー移動率として、 移動トナー重量比＝（潜像担持体上の非画像部に現像後
   に担持しているトナー重量）／（非画像部を現像するた
   めの液体現像剤を担持した現像剤担持体上の領域におけ
   る現像前のトナー重量） を、用いたことを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２の画像形成装置において、 上記トナー移動率、又は上記移動トナー重量比として、 非画像部現像率＝（潜像担持体上の非画像部における現
   像後の画像濃度）／（非画像部を現像するための液体現
   像剤を担持した現像剤担持体上の領域における現像前の
   画像濃度） を、用いたことを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】請求項３の画像形成装置において、 上記非画像部現像率を１０％以上としたことを特徴とす
   る画像形成装置。
5. 【請求項５】請求項３又は４の画像形成装置において、 上記非画像部の現像時間の設定によって上記非画像部現
   像率を所望の値にしたことを特徴とする画像形成装置。
6. 【請求項６】静電潜像を担持する潜像担持体と、キャリ
   ア液中にトナーを分散した高粘性高濃度の液体現像剤を
   担持する現像剤担持体と、両者の間に電界を発生させる
   電界発生手段とを有し、該潜像担持体上の静電潜像を該
   現像剤担持体上の液体現像剤によって現像すると共に、
   該電界発生手段によって該潜像担持体上の非画像部と該
   現像剤担持体との間に非画像部電界を発生させ、該非画
   像部電界により現像後に該潜像担持体上の非画像部に残
   留している非画像部残留トナーを該現像剤担持体側に引
   き寄せて該非画像部から除去するように構成した画像形
   成装置において、 該非画像部電界の絶対値を、該現像剤担持体側に引き寄
   せた非画像部残留トナーが凝集しない値以下に設定した
   ことを特徴とする画像形成装置。
7. 【請求項７】請求項６の画像形成装置において、 上記非画像部電界の範囲を絶対値で３．５×１０^７Ｖ／
   ｍ以下としたことを特徴とする画像形成装置。
8. 【請求項８】請求項１，２，３，４，５，６，又は７の
   画像形成装置において、 現像終了後に現像に使用されずに上記現像剤担持体上に
   残留した現像残トナーを現像に再利用する現像残トナー
   リサイクル機構を設けたことを特徴とする画像形成装
   置。
9. 【請求項９】請求項１，２，３，４，５，６，７，又は
   ８の画像形成装置において、 上記潜像担持体上の非画像部に現像後に残留している非
   画像部残留トナーを引き寄せ除去する除去部材と、該潜
   像担持体上の非画像部と該除去部材との間に除去電界を
   発生させる除去電界発生手段とを設けたことを特徴とす
   る画像形成装置。
10. 【請求項１０】静電潜像を担持する潜像担持体と、キャ
    リア液中にトナーを分散した高粘性高濃度の液体現像剤
    を担持する現像剤担持体とを有し、該潜像担持体上の静
    電潜像を該現像剤担持体上の液体現像剤によって現像す
    る画像形成装置において、 該潜像担持体上の非画像部に現像後に残留している非画
    像部残留トナーを引き寄せ除去する除去部材と、該潜像
    担持体上の非画像部と該除去部材との間に除去電界を発
    生させる除去電界発生手段とを設け、該除去電界の絶対
    値を、該除去部材側に引き寄せた非画像部残留トナーが
    凝集しない値以下に設定したことを特徴とする画像形成
    装置。
11. 【請求項１１】請求項１０の画像形成装置において、 上記除去電界の範囲を絶対値で５．０×１０^７Ｖ／ｍ以
    下としたことを特徴とする画像形成装置。
12. 【請求項１２】請求項１０，又は１１の画像形成装置に
    おいて、 上記除去部材に引き寄せた非画像部残留トナーを現像に
    再利用する除去部材上残留トナーリサイクル機構を設け
    たことを特徴とする画像形成装置。
13. 【請求項１３】請求項１，２，３，４，５，６，７，
    ８，又は９の画像形成装置において、 請求項１０，１１，又は１２の構成を有することを特徴
    とする画像形成装置。
14. 【請求項１４】請求項１，２，３，４，５，６，７，
    ８，９，１０，１１，１２，又は１３の画像形成装置に
    おいて、 上記トナーが顔料を含むものであり、上記現像剤担持体
    表面の１ｃｍ^２当たりに担持されるトナー中の顔料含有
    分が０．１μｇ以上、２μｇ以下となるように、該現像
    剤担持体上に塗布される液体現像剤の厚みを設定するこ
    とを特徴とする画像形成装置。