JP2005148239A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは、像担持体上に形成される静電潜像を高粘度で高濃度の液体現像剤を用いて顕像化する画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, or a printer, and more specifically, visualizes an electrostatic latent image formed on an image carrier using a high-viscosity and high-density liquid developer. The present invention relates to an image forming apparatus.
従来の高粘度、高濃度の液体現像剤を使って静電潜像を可視化する画像形成装置が、特許文献1などに開示されている。この種の画像形成装置は、感光体表面を帯電手段で均一に帯電し、該感光体表面を画像データにしたがって書き込み手段により露光して静電潜像を形成する。そして、この静電潜像は液体現像装置により可視化される。この画像形成装置における液体現像剤は、例えばジメチルポリシロキサンオイル等の絶縁性液体からなるキャリア液中にトナーを高濃度で分散し、50〜10000mPa・sの高粘度に調整されている。この液体現像剤は、上記液体現像装置の現像剤タンク内に収容されている。
An image forming apparatus that visualizes an electrostatic latent image using a conventional high-viscosity, high-density liquid developer is disclosed in
上記現像剤タンク内に収容された液体現像剤は、上記画像形成装置の液体現像装置における現像ローラや現像スリーブ等の表面に均一な厚さで塗布される。この現像ローラ等に塗布された液体現像剤は、液体現像剤薄層として現像領域において感光体上の静電潜像を現像し、トナー像を形成する。このとき、現像領域を現像し、トナー像を形成する。このとき、現像領域を通過した際に現像ローラ等に残留した液体現像剤は、掻き取りブレードによって除去され、上記現像剤タンクに回収される。そして、感光体上に形成されたトナー像は、転写紙に転写され、定着手段により定着されることで画像が形成される。また、転写工程終了後に感光体上に残留したトナーはクリーニング手段により除去され、画像形成工程は終了する。 The liquid developer accommodated in the developer tank is applied with a uniform thickness on the surface of a developing roller, a developing sleeve, etc. in the liquid developing device of the image forming apparatus. The liquid developer applied to the developing roller or the like develops the electrostatic latent image on the photosensitive member as a liquid developer thin layer in the developing area to form a toner image. At this time, the development area is developed to form a toner image. At this time, the liquid developer remaining on the developing roller or the like when passing through the developing region is removed by the scraping blade and collected in the developer tank. The toner image formed on the photosensitive member is transferred to a transfer sheet and fixed by a fixing unit to form an image. Further, the toner remaining on the photosensitive member after the transfer process is removed by the cleaning means, and the image forming process ends.
この画像形成に使用する液体現像剤は、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物であり、現像するときに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て静電潜像を現像する。したがって、この移動距離が短いほど現像効率が向上する。そのためには現像ローラ等の現像剤支持体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50〜10000mPa・sの高粘度の液体現像剤を用いる場合により顕著である。
このように液体現像剤の薄層によって現像を行う場合は、層の厚さによって濃度が決定されるため液体現像剤の均一な薄層を形成することが重要な課題となる。そこで、このような液体現像剤の薄層を形成するための手段として、例えば特許文献2に示すように、その表面に規則的な彫刻がなされた塗布ローラ(アニロクスローラ)を用いる。そして、この塗布ローラにドクタブレードを接触させることで液体現像剤の量を計量して現像ローラへ直接転写塗布して均一な液体現像剤薄層を形成している。
The liquid developer used in this image formation is a product in which a solid component consisting of a resin and a pigment is dispersed in an insulating liquid (carrier liquid). When developing, the liquid developer contains charged toner in the insulating liquid. Is moved by electrostatic force to develop the electrostatic latent image. Therefore, the development efficiency is improved as the moving distance is shorter. For this purpose, it is desirable to form a thin layer of a micron unit of liquid developer on a developer support such as a developing roller, and to develop the thin liquid developer in contact with the photoreceptor. This is particularly remarkable when a high-viscosity liquid developer having a viscosity of 50 to 10,000 mPa · s is used.
When developing with a thin layer of liquid developer as described above, since the density is determined by the thickness of the layer, it is important to form a uniform thin layer of the liquid developer. Therefore, as a means for forming such a thin layer of liquid developer, for example, as shown in Patent Document 2, an application roller (anilox roller) whose surface is regularly engraved is used. A doctor blade is brought into contact with the application roller to measure the amount of the liquid developer and directly transfer and apply it to the development roller to form a uniform liquid developer thin layer.
このような塗布機構においては、現像ローラに対する仕様が厳しく選択の幅が狭く、高耐久の部品を作ることが困難であった。現像ローラに対する要求特性として、下記のものがあげられる。
(1)感光体との接触により所定の現像ニップを形成できる低硬度のものであること。
(2)少なくとも表面が、バイアス印加可能な導電性を有する材料で構成されていること。
(3)少なくとも表面が、上記塗布ローラとの摺擦による耐磨耗性の高い機械的強度を有していること。
(4)少なくとも表面が、クリーニングブレードとの摺擦による耐磨耗性の高い機械的強度を有していること。
(5)上記感光体に対して液体現像剤を均一塗布できる平滑性を有していること。
このうち、特に(3)、(4)の問題が、材料の耐久性に関わっており、ローラの寿命を決定している。例えば、従来の現像装置において、現像ローラの表面に導電性PFAチューブを使用した場合の耐久寿命は50,000枚程度であった。
In such a coating mechanism, the specifications for the developing roller are strict and the range of selection is narrow, making it difficult to produce highly durable parts. The following are the required characteristics for the developing roller.
(1) It should be of low hardness so that a predetermined development nip can be formed by contact with the photoreceptor.
(2) At least the surface is made of a conductive material to which a bias can be applied.
(3) At least the surface has mechanical strength with high wear resistance due to rubbing with the coating roller.
(4) At least the surface has mechanical strength with high wear resistance due to rubbing with the cleaning blade.
(5) It has smoothness so that a liquid developer can be uniformly applied to the photoreceptor.
Of these, the problems (3) and (4) are particularly related to the durability of the material and determine the life of the roller. For example, in a conventional developing device, when a conductive PFA tube is used on the surface of the developing roller, the durable life is about 50,000 sheets.
特に(4)に対して、観察するとブレードエッジ部に凝集したトナー粒子(ランプ)や埃や紙粉などの異物が混入した際に、現像ローラ表面を傷つけていることがわかった。そこで、このような異物の詰まりを解消するための方法として電界ローラによるクリーニング方法がある。例えば、特許文献3などでは、現像ローラ上の現像後に残留する液体現像剤を電界ローラによって除去する方法に関する発明の記載がある。このような方法より、クリーニング時に現像ローラ表面を傷つけることがなく、現像ローラの耐久性を向上できる。 In particular, with respect to (4), when observed, it was found that the surface of the developing roller was damaged when foreign particles such as toner particles (lamp) aggregated at the blade edge portion or dust or paper dust were mixed. Therefore, there is a cleaning method using an electric field roller as a method for eliminating such clogging of foreign matters. For example, Patent Document 3 discloses an invention relating to a method of removing a liquid developer remaining after development on a developing roller by an electric field roller. By such a method, the durability of the developing roller can be improved without damaging the surface of the developing roller during cleaning.
しかしながら、電界ローラによるクリーニングは、液体現像剤中の固形分はほぼ除去できるが、キャリア成分は除去できずに現像ローラ上に残ってしまう。このキャリア成分が残ったままの状態で、所望の濃度に調整された新たな液体現像剤が現像ローラに塗布されると濃度が変化してしまうという問題がある。 However, the cleaning by the electric field roller can substantially remove the solid content in the liquid developer, but the carrier component cannot be removed and remains on the developing roller. If a new liquid developer adjusted to a desired density is applied to the developing roller while the carrier component remains, there is a problem that the density changes.
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像剤担持体の耐久性を向上し、かつ、濃度変化の生じない安定した画像品質を得ることができる液体現像剤を用いた現像装置及び画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to improve the durability of a developer carrying member and obtain a stable image quality that does not cause a change in density. To provide a developing device and an image forming apparatus using a developer.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、表面にキャリア液中にトナーを分散した高粘度・高濃度の液体現像剤を担持し搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体上の液体現像剤を除去する現像剤除去手段とを有する液体現像装置において、上記現像剤除去手段が電界を付与することによって現像剤を除去する電界付与部材、および該電界付与部材よりも上記現像剤担持体表面の移動方向の下流側で該現像剤担持体表面に適当な圧力で接触し、剪断力よって現像剤を除去する現像剤除去部材から構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の液体現像装置において、上記電界付与部材が、その表面の線速と現像剤担持体の表面の線速とが略等速で回転駆動する電界ローラであることを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項2の液体現像装置において、上記電界ローラが金属ローラであり、その表面に高抵抗層を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1、2または3の液体現像装置において、上記電界付与部材に液体現像剤を引きつける方向の電界を印可することを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項4の液体現像装置において、上記電界付与部材を接地することにより、上記現像剤担持体に印加されている現像バイアスとの電位差で、該電界付与部材に上記液体現像剤を引き付ける方向の電界を形成することを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項2、3、4または5の液体現像装置において、上記電界ローラが、その表面の線速と現像剤支持体の表面の線速とが略等速で回転駆動されていることを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項6の液体現像装置において、上記電界ローラの駆動を駆動源から該電界ローラへ伝達する駆動伝達経路に、逆方向には駆動を伝達しない駆動伝達要素を備えていることを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項1、2、3、4、5、6または7の液体現像装置において、上記現像剤担持体が、静電潜像を担持した像担持体上の潜像を現像する現像領域まで上記液体現像剤を搬送し、該現像領域を通過した後に表面上に残留した現像剤が上記現像剤除去手段によって除去される現像剤支持部材であることを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項1、2、3、4、5、6または7の液体現像装置において、上記液体現像剤を支持し、静電潜像を担持した像担持体上の潜像を現像する現像領域まで該液体現像剤を搬送する現像剤支持部材と、所定量の該液体現像剤を担持して搬送し、次行程の現像剤を担持する部材に該液体現像剤を塗布する現像剤塗布部材と、該現像剤塗布部材の表面に接触して該現像剤塗布部材の表面との接触面が該塗布部材の表面と同方向且つ等速で移動し、且つ、該液体現像剤が塗布される被塗布部材である該現像剤支持部材の表面に接触して、該現像剤支持部材の表面との接触面が該現像支持部材の表面と逆方向に移動する上記現像剤担持体としての中間塗布部材とを有し、該中間塗布部材が該現像剤塗布部材から現像剤を供給され、該現像剤支持部材表面上に該液体現像剤の塗布及び現像後の該現像剤支持部材表面上に残った液体現像剤の除去を行い、該現像剤支持体表面状の液体現像剤を除去した該中間塗布部材液体表面上の液体現像剤が上記現像剤除去手段によって除去されることを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、像担持体と、該像担持体の表面に静電潜像を形成する作像手段と、該作像手段により該像担持体の表面に形成された静電潜像を液体現像剤より可視像化する現像装置とを有する画像形成装置において、該現像装置として、請求項1、2、3、4、5、6、7、8または9の現像装置を使用することを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a developer carrying member for carrying and transporting a high-viscosity and high-concentration liquid developer in which toner is dispersed in a carrier liquid on the surface, and the developer carrying member. In a liquid developing apparatus having a developer removing means for removing the liquid developer on the upper side, an electric field applying member for removing the developer by the developer removing means applying an electric field, and the development more than the electric field applying member The developer carrying member comprises a developer removing member that contacts the developer carrying member surface at an appropriate pressure on the downstream side in the moving direction of the developer carrying member surface and removes the developer by shearing force. .
According to a second aspect of the present invention, in the liquid developing apparatus according to the first aspect, the electric field applying member is configured such that the electric field applying member is driven to rotate at a substantially constant speed between the linear velocity of the surface and the linear velocity of the surface of the developer carrier. It is characterized by being.
According to a third aspect of the present invention, in the liquid developing apparatus according to the second aspect, the electric field roller is a metal roller, and has a high resistance layer on the surface thereof.
According to a fourth aspect of the present invention, in the liquid developing device according to the first, second, or third aspect, an electric field in a direction that attracts the liquid developer is applied to the electric field applying member.
According to a fifth aspect of the present invention, in the liquid developing apparatus according to the fourth aspect, the electric field applying member is applied to the electric field applying member with a potential difference from a developing bias applied to the developer carrying member by grounding the electric field applying member. An electric field in a direction in which the liquid developer is attracted is formed.
According to a sixth aspect of the present invention, in the liquid developing device according to the second, third, fourth, or fifth aspect, the electric field roller has a linear velocity on the surface thereof and a linear velocity on the surface of the developer support that is substantially constant. It is characterized by being driven to rotate.
According to a seventh aspect of the present invention, in the liquid developing device according to the sixth aspect, a drive transmission element that does not transmit the drive in the reverse direction is provided in the drive transmission path for transmitting the drive of the electric field roller from the drive source to the electric field roller. It is characterized by having.
According to an eighth aspect of the present invention, in the liquid developing device according to the first, second, third, fourth, sixth, or seventh aspect, the developer carrier is a latent image on an image carrier carrying an electrostatic latent image. A developer support member that transports the liquid developer to a developing area for developing an image and removes the developer remaining on the surface after passing through the developing area by the developer removing means. Is.
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the liquid developing device according to the first, second, third, fourth, fifth, sixth or seventh aspect, wherein the liquid developer is supported on an image carrier that carries an electrostatic latent image. A developer support member that conveys the liquid developer to a development area for developing the latent image, a carrier that carries and carries a predetermined amount of the liquid developer, and the liquid developer that is carried on the member that carries the developer in the next step. The developer application member to be applied and the surface of the developer application member that contacts the surface of the developer application member move in the same direction and at the same speed as the surface of the application member, and the liquid The developer in which the contact surface with the surface of the developer support member moves in the direction opposite to the surface of the development support member in contact with the surface of the developer support member that is a member to be coated with the developer An intermediate coating member as a carrier, and the intermediate coating member supplies the developer from the developer coating member. The liquid developer on the surface of the developer support member is applied and the liquid developer remaining on the surface of the developer support member after the development is removed, and the liquid developer on the surface of the developer support is removed. The liquid developer on the removed intermediate application member liquid surface is removed by the developer removing means.
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided an image carrier, an image forming means for forming an electrostatic latent image on the surface of the image carrier, and an electrostatic image formed on the surface of the image carrier by the image forming means. An image forming apparatus having a developing device that visualizes a latent image from a liquid developer, wherein the developing device is the developing device according to
上記請求項1乃至10の液体現像装置では、電界付与部材を設けたことにより、その電荷により現像剤担持体上に残留した液体現像剤中のトナー成分を引き付け、現像剤担持体表面上から除去する。そして、電界付与部材の下流側に設けた現像剤除去部材により、電界付与部材で除去されなかった残りの、キャリア成分を除去する。
これにより、現像剤担持体上の液体現像剤のトナー粒子などの異物によって現像剤担持体の表面を傷つけることなく、キャリア成分も残らないように、液体現像剤を除去することができる。
In the liquid developing device according to any one of
Thus, the liquid developer can be removed without damaging the surface of the developer carrying member due to foreign matters such as toner particles of the liquid developer on the developer carrying member and leaving no carrier component.
上記請求項1乃至10の発明によれば、現像剤担持体上の液体現像剤のトナー粒子などの異物によって現像剤担持体の表面を傷つけることがないため、現像剤担持体の耐久性を向上させることができる。また、キャリア成分も残らないように、液体現像剤を除去することができるため、次に現像剤担持体に担持される液体現像剤に濃度変化が起こることなく、安定した画像品質を得ることができる。 According to the first to tenth aspects of the present invention, since the surface of the developer carrier is not damaged by foreign matters such as toner particles of the liquid developer on the developer carrier, the durability of the developer carrier is improved. Can be made. In addition, since the liquid developer can be removed so that no carrier component remains, a stable image quality can be obtained without causing a density change in the liquid developer carried on the developer carrier. it can.
〔実施形態1〕
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。)に適用した実施形態(以下、実施形態1という)について図面を参照しながら説明する。
まず、本実施形態1に係る複写機全体の構成及び動作について説明する。図1は、本実施形態1に係る複写機全体の構成を示す概略図である。本実施形態1の複写機は像担持体としての感光体1の周囲に、帯電手段としての帯電器2と、書込手段としての露光装置3と、現像手段としての液体現像装置4と、転写装置5と、クリーニング手段としてのクリーニング装置6とを有する。感光体1の材質としてはa−Si、OPC等が使用できる。特にa−Siによって、形成されたものを用いることで、有機感光体(OPC)よりも優れた機械的強度を発揮し、その寿命を長くすることができ、安定した画像品質を維持することができる。また、上記帯電器としては、ローラやチャージャ等の形態が使用できる。また、上記露光装置としてはLEDやレーザー走査光学系等が使用できる。
Hereinafter, an embodiment (hereinafter referred to as a first embodiment) in which the present invention is applied to an electrophotographic copying machine (hereinafter referred to as a copying machine) as an image forming apparatus will be described with reference to the drawings.
First, the configuration and operation of the entire copying machine according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of the entire copying machine according to the first embodiment. The copying machine according to the first exemplary embodiment includes a charger 2 as a charging unit, an exposure device 3 as a writing unit, a
上記構成のプリンタ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。感光体1は、図示しないモータ等の駆動手段によって作像時には一定速度で矢印方向に回転駆動される。そして帯電チャージャー2により暗中にて一様に帯電された後に、露光装置3により原稿光像が照射結像されて静電潜像が感光体1の外周表面上に担持される。その後、上記静電潜像は感光体1と現像装置4とが対向する部分を通過する間に現像装置4により可視像化(現像)される。感光体1上に現像されたトナー像は、転写部にて中間転写体9に転写後、写紙に転写され、さらに転写紙は、図示しない定着装置を通過して機外に排出される。
A case where an image is formed by reversal development with the printer having the above configuration will be described. The
感光体1は転写後、除電ランプ7により残留電位が除去されて、感光体クリーニング装置6により、残留トナーが除去され次の作像に備えられる。なお、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、UV定着、加圧定着などを用いることができる。
本実施形態1で用いられる現像剤は、従来一般的に市販され使用されているIsopar(エクソン商標)をキャリアとした低粘性(1mPa・s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。この現像剤の粘度及び濃度の範囲としては、例えば粘度が50〜10000mPa・s、濃度が5%から40%のものを用いる。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。
After the transfer, the residual potential of the
The developer used in the first exemplary embodiment is a low-viscosity (about 1 mPa · s) and low-concentration (about 1%) liquid developer using Isopar (Exxon trademark) as a carrier that is generally commercially available. Rather, it is a highly viscous and high concentration liquid developer. As the viscosity and concentration range of the developer, for example, a viscosity of 50 to 10,000 mPa · s and a concentration of 5% to 40% are used. As the carrier liquid, a highly insulating material such as silicone oil, normal paraffin, Isopar M (Exxon trademark), vegetable oil, mineral oil or the like is used. Volatile and non-volatile can be selected according to the purpose. The particle size of the toner can be selected from submicron to about 6 μm according to the purpose.
次に、本実施形態1のに用いる現像装置の構成について説明する。
図2は本実施形態1に係る現像装置の概略構成図である。この現像装置は内部に液体現像剤Dを収容する現像剤収容タンク401、現像剤担持体としての現像ローラ402、スイープローラ101、現像剤塗布部材として塗布ローラ404、攪拌・搬送スクリュ406から主に構成されている。そして、現像ローラ402の周囲には現像剤除去手段である電界付与部材としての電界ローラ403と、現像剤除去部材としての現像ローラクリーニングブレード407とが設置されている。
Next, the configuration of the developing device used in the first embodiment will be described.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the developing device according to the first embodiment. This developing apparatus mainly includes a
上記現像ローラ402及びスイープローラ101は、外周面に導電性を有する弾性体の層が設けられている。これらの弾性体層の材質としてはウレタンゴムを用いることができる。弾性体層の表面硬度としては、感光体1との間で効率的にニップを形成できるようにJIS−A硬度で50度以下であることが望ましい。弾性体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、かつキャリア液・現像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、現像ローラ402とスイープローラ101の表面が導電性を有し、かつキャリア液・現像剤で膨潤したり溶解したりしない材質であり、その内層にキャリア液・現像剤が接触しないような構成である。このような構成であれば、その内層としての、弾性体層の材質は、上記導電性・膨潤溶解の制約なく、弾性を有していればよい。このとき、現像バイアス電圧・スイープバイアス電圧は、現像ローラ402・スイープローラの軸からではなく、表面から印加する必要がある。
The developing
また、弾性体層を現像ローラ402とスイープローラ101とに設ける構成ではなく、弾性体の層を感光体1側に設ける構成であってもよい。さらに、感光体1を図のようなドラム形状に限らず、無端ベルト状部材で構成してもよい。また、現像ローラ402、スイープローラ101はコーティング、もしくはチューブ被服等により、その表面が表面粗さRz5μm以下の平滑性を有するように構成されている。
Further, instead of providing the elastic layer on the developing
図2において、現像ローラ402及びスイープローラ101を感光体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、現像剤のトナーが現像領域の現像電界により、感光体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幅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、現像量が飽和するまでに要する時間であって、必要最小ニップ幅をプロセス速度で除したものである。例えば、必要最小ニップ幅が3mmでプロセス速度が300mm/secであれば、現像時定数は10msecとなる。
In FIG. 2, when the developing
現像装置4の動作時においては、現像ローラ402に塗布ローラによって現像剤の薄層が形成される。このとき現像ローラ402上に塗布される液体現像剤Dの厚みが、その表面の1cm2当たりに担持される液体現像剤Dのトナー成分D1中の顔料含有分が3μg以上、60μg以下となるように設定した。このために、現像剤の薄層を3〜12μmの厚みに塗布するようにした。この理由は、液体現像剤Dの塗布厚が、現像ローラ402表面の1cm2当たりに担持されるトナー中の顔料含有分が3μg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上に形成された潜像の画像部に移動できない。その結果、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402表面の1cm2当たりに担持されるトナー中の顔料含有分が60μgを越えるような厚みでは、現像後の地肌部に残留する余剰トナーが多くなりスイープローラによる除去が不完全になる恐れがあるからである。
During the operation of the developing
このような液体現像装置においては、感光体1に形成される画像の濃度は、現像ローラ402の表面に塗布された液体現像剤(現像剤薄層)の厚さによって決定される。このため、現像装置4では塗布ローラ404として、例えば図3に示すような、その表面に均一なパターンの凹部404aが形成されたグラビアローラを用いている。ローラ表面についた液体現像剤を計量手段であるドクタブレードで余剰分をかきおとすことによって彫刻溝によって正確に計量し、これを現像ローラ402上に転写することで液体現像剤Dの均一な薄層を形成している。塗布ローラ404の表面の凹部404aの形状としては、図4(a)に示すような斜線型、図4(b)に示すようなピラミッド型、図4(c)に示すような格子型などが考えられる。本実施形態1では、転写性の良さなどの理由から図4(a)のような斜線型の凹部404aが形成された塗布ローラ404を用いている。
In such a liquid developing device, the density of the image formed on the
そして、現像ローラ402表面に形成された液体現像剤Dの薄層は、感光体1と現像ローラ402とにより形成された現像ニップを通過する際に感光体1上の潜像に応じて現像される。すなわち、画像部では、トナーが感光体1に移動し、地肌部(非画像部)では、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により、現像ローラ402表面にトナーを移動させて地肌部分にトナーが付着しないようにする。
しかしながら、地肌部分のトナーの一部が、現像ローラ402表面まで移動しきれずに感光体1に残るとカブリの原因となる。そこで、現像装置4では、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)をスイープ(掃除)するため上記スイープローラ101を設けている。このスイープローラ101は、現像ローラ402に対し感光体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1に押圧して設置されている。スイープローラ101の表面は、感光体1の表面と略等速で移動しながら地肌部のカブリトナーを除去している。
The thin layer of the liquid developer D formed on the surface of the developing
However, if a part of the toner on the background portion does not move to the surface of the developing
次に本実施形態1の特徴部である、現像剤担持体としての現像ローラ402の残留トナーを除去する現像剤除去手段について説明する。
現像ローラ402の現像後の液体現像剤Dが除去されず残ったまま、新たに液体現像剤Dを塗布すると、残留現像剤が塗布ムラとなって、ゴースト画像が生じるおそれがある。このゴースト防止のために現像後の現像ローラ402上の液体現像剤Dは除去される必要がある。
そこで本実施形態1においては、図2に示すように、現像ローラ402の現像領域から回転方向下流側に、電界付与部材である電界ローラ403が設置されている。この電界ローラ402は、現像ローラ402の表面に残留した現像剤中の固形成分であるトナー成分D1を引き付けるように電荷を付与するものである。そして、電界ローラ403の設置位置より下流には、現像ローラ402に接触し、その剪断力によって現像ローラ402の表面から現像剤を除去する現像剤除去部材としての現像ローラクリーニングブレード407が設置されている。
Next, a developer removing unit that removes residual toner from the developing
If the liquid developer D is newly applied without removing the liquid developer D after being developed by the developing
Therefore, in the first embodiment, as shown in FIG. 2, an
このような構成により、図5に示すように電界ローラ403によって固形成分であるトナー成分D1が除去され、その後現像ローラクリーニングブレード407によってキャリア成分D2が除去され、回収される。電界ローラ403によって除去されたトナー成分D1は、電界ローラクリーニング部材408によって、電界ローラ403の表面上から除去され、回収される。このようにブレードによってキャリア成分D2も除去することによって新しい液体現像剤を塗布する際にその濃度を変化させることなく、常に安定した画像品質を維持することができる。一方、電界ローラ403によって固形分を除去することによって、現像ローラクリーニングブレード407によって除去されるものはキャリア成分D2のみになる。よって、ブレード先端への凝集トナーの詰まりがなくブレードを当接しても現像ローラ402を傷つけることがなく、現像ローラ402の耐久性を向上させることができる。
With such a configuration, as shown in FIG. 5, the toner component D1 which is a solid component is removed by the
現像ローラ402と同様にスイープローラ101で除去した液体現像剤もスイープの性能の維持のために除去される。現像ローラ402に比較して、ここで除去される液体現像剤は、キャリア成分が多いのでブレードによるクリーニングの実施形態1を図2において示している。しかし、ここでも電界ローラ403のような電界付与部材によるクリーニングおよびブレードとの併用によってローラ表面への傷の発生を防止し、スイープローラ101の寿命を長くすることができる。
Similarly to the developing
電界ローラクリーニング部材408及び現像ローラクリーニングブレード407によって回収された液体現像剤は調整用のタンク412に集められて、ここで、濃度を調整後に改めて現像ユニット内へ送られるようになっている。調整タンク内には攪拌手段である攪拌スクリュ413および濃度検知手段(図示していない)および液量検知手段(図示していない)がある。これらにより、タンク内の濃度を均一にした状態で濃度および液量を検知して、新しい液体現像剤の補給やキャリアの補給による濃度調整を行っている。ここからの現像ユニット内への液体現像剤の供給量は液体現像剤の使用量より若干多くなるように設定されており、溢れた分は調整タンクへ戻るようになっていて、液体現像剤は常に循環するようになっている。
The liquid developer collected by the electric field
電界を付与することにより液体現像剤を除去する電界付与部材として、電界ローラ403がある。現像ローラ402表面と接触した状態で電界を付与することによって現像ローラ402上の液体現像剤を引きつけて電界ローラ403上に転位させるものである。この際、現像ローラ402と電界ローラ403との間に速度差を持たせることによって剪断力を作用させてクリーニングを補助することも考えられる。しかしながら、速度差を持たせると現像ローラ402表面と電界ローラ403表面の間に滑りを発生させることになり、現像ローラ402表面を傷つける原因となる。そこで本実施形態1では、電界ローラ403の回転が現像ローラ402と略等速になるようにして、電界ローラ403との摺動による現像ローラ402表面の傷の発生を防止している。また、電界ローラ403表面についた液体現像剤を除去する必要からクリーニング部材としてブレードを当接させている。
There is an
電界ローラ403の表面は、付着した液体現像剤を除去しやすくするためにフッ素系の材料を表面に含んでいると良い。例えばポリテトラフルオロエチレン、FEP、PFA、PTFE、PVDFなどのフッ素高分子や、これらの粒子を含んだ溶剤(例えば旭化成のルミフロン等)などをコート剤などで表面を処理することでクリーニング性を向上できる。電界ローラクリーニングブレード408としては、ウレタン樹脂のゴムブレードを適当な圧力で当接させて除去している。除去された液体現像剤は、その下流で残ったキャリア成分を除去している現像剤クリーニングブレード407の部材上に落下する位置に配置されている。このように配置することで、高固形分で高粘度の電界ローラ403によって除去された液体現像剤を再利用するための調整タンク412へ移送する際の負担を軽減している。
The surface of the
電界ローラ403の母材としてはゴム材や樹脂材などでも構わないが、現像ローラ402自体が弾性を有しているので特に弾性層を設けなくてもローラ間にニップを形成できることから、耐久性を考慮して金属ローラであると良い。金属ローラは一般に導電性であり、そのまま現像ローラ402に当接した場合、電界を付与することが困難であるので表面に高抵抗層を備えると良い。例えば、アルミ合金でローラを作成し、表面を陽極酸化処理すると表面に薄い高抵抗層(アルマイト)を形成でき、表面の硬度も高くできるので、電界ローラ403表面への傷の発生を防ぐことができる。本実施形態1では、アルミ合金(A5056)の表面に30μm程度のアルマイト層を形成したローラを電界ローラ403として用いている。
The base material of the
図6は電界ローラ403によって、電界を付与するバイアスの概略図である。
除去を行う際には、電界ローラ403により、液体現像剤を引きつける方向の電界を印可して、液体現像剤中の固形分であるトナー成分をローラ側に引きつけられる。残るキャリア成分はその下流側でブレードによって除去されて、現像ローラ402上に残留する現像後の液体現像剤が除去される。本実施形態1では、液体現像剤は正帯電し、現像ローラ402は現像バイアス601が約500V印加されている。よって、電界ローラ403側の除去バイアス602はトナー成分を引きつけるために現像バイアス601未満の電圧となるようになっている。この際、直流成分に加えて、交流成分を加えることも可能である。
また、図7に示すように、電界ローラ403を接地することによっても液体現像剤を引きつける方向の電界を印可することができ、このようにすることで、特に電源を用いることなく電界を形成することができる。これにより、装置のコスト低減が可能である。
FIG. 6 is a schematic diagram of a bias for applying an electric field by the
When performing the removal, the
Further, as shown in FIG. 7, an electric field in the direction of attracting the liquid developer can also be applied by grounding the
図8は電界ローラ403と現像ローラ402との駆動伝達経路の概略図である。
現像ローラ402の耐久性を考えると、電界ローラ403は現像ローラ402に対して略等速となるように回転することが望ましい。ここで、現像ローラ402に対して電界ローラ403が連れ回りすれば、略等速で回転することが可能である。しかし、、電界ローラ403表面にクリーニングブレード408が当接し、ローラ間に液体現像剤が存在しているために、電界ローラ403は現像ローラ402に対してスリップしてしまう。スリップすると除去性能を発揮できないばかりか現像ローラ402表面を傷つける要因にもなってしまう。そこで、図8に示すように電界ローラ403は現像ローラ402と略等速に回転するように強制駆動されている。この際、電界ローラ403を現像ローラ402とは全く別の駆動装置(モータ)で駆動することも可能である。しかし、本実施形態1では駆動装置としてのモータ417を一つ設けて、現像ローラ402の駆動源から駆動ギア418及び419を介して電界ローラ403を駆動している。
FIG. 8 is a schematic diagram of a drive transmission path between the
Considering the durability of the developing
現像ローラ402は弾性層を有しており、金属性の電界ローラ403と当接する場合に変形してニップを形成する。このため外径比そのままで駆動するとその表面では微少な速度差が生じ、ローラ表面への傷発生の要因、駆動モータへの負担増となる。そこで、図9に示すように、電界ローラ403の駆動伝達経路中に逆方向には駆動を伝達しない要素として、電界ローラ403の駆動ギア419と軸の接合部に回転駆動方向にしかグリップしないワンウェイクラッチ423が入っている。この状態で電界ローラ403は現像ローラ402に対して若干表面速度が遅れるような設定で回転する様に強制駆動させている。このようにすることによって、電界ローラ403が現像ローラ402につれ回って強制駆動される速度よりも速く回転した場合には、モータ側にはその回転は伝えられないのでモータ417への負担を軽減できる。
The developing
このような構成の液体現像材の塗布装置を画像形成装置の現像部に用いて連続試験を行ったところ、100,000枚終了時でも機械的なストレスに起因する現像ローラ402の傷による画像劣化が見られなかった。このことから、耐久性の向上が確認された。
When a continuous test was performed using the liquid developer coating device having such a configuration in the developing unit of the image forming apparatus, image degradation due to scratches on the developing
以上、本実施形態1によれば、現像領域を通過した後の現像剤担持体としての現像ローラ402上に残留した液体現像剤Dを除去するために、電界付与部材としての電界ローラ403を設けている。そして、現像ローラ402回転方向下流側に現像剤除去部材としての現像ローラクリーニングブレード407を設けている。
電界ローラ403を設けたことにより、その電荷により現像ローラ402上に残留した液体現像剤D中のトナー成分D1を引き付け、現像ローラ402表面上から除去することができる。
そして、電界ローラ403の下流側に現像ローラクリーニングブレード407を設けることにより、現像ローラ402上の液体現像剤で、電界ローラ403で除去されなかった残りの、キャリア成分D2を除去することができる。
これにより、現像ローラ402上の液体現像剤Dのトナー成分D1などの異物によって現像ローラ402の表面を傷つけることなく、キャリア成分D2も残らないように、液体現像剤Dを除去することができる。
また、電界ローラ403の表面の線速と現像ローラ402の表面の線速とが略等速で回転駆動するようにしている。電界ローラ403の線速と現像ローラの線速とに速度差がないことにより、現像ローラ402表面と電界ローラ403表面の間に滑りを発生させることがなくなり、現像ローラ402表面の傷の発生を防止することができる。
また、電界ローラ403を金属ローラとし、その表面に高抵抗層を備えている。金属ローラを用いることにより、耐久性の高い電界ローラ403とすることができ、表面を高抵抗層とすることにより、電界を付与し易くなる。
また、上記電界ローラ403の表面の線速と、現像ローラ402の表面の線速とが略等速で回転駆動するように強制駆動している。電界ローラ403を強制駆動することにより、電界ローラ403が現像ローラに対してスリップすることを防止できる。これにより、電界ローラ403がスリップすることによる、除去性能の低下や、現像ローラの損傷などを防ぐことができる。
また、電界ローラ403の駆動をモータ417から電界ローラ403へ伝達する駆動伝達経路に、逆方向には駆動を伝達しないワンウェイクラッチ423を備えている。ワンウェイクラッチ423を備えることにより、電界ローラ403が現像ローラ402につれ回って強制駆動される速度よりも速く回転した場合には、モータ側にはその回転は伝えられないのでモータ417への負担を軽減できる。
As described above, according to the first embodiment, in order to remove the liquid developer D remaining on the developing
By providing the
By providing the developing
As a result, the liquid developer D can be removed without damaging the surface of the developing
Further, the linear velocity on the surface of the
Further, the
Further, the
In addition, a one-way clutch 423 that does not transmit the drive in the reverse direction is provided on the drive transmission path for transmitting the drive of the
〔実施形態2〕
次に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、第2の実施形態(以下、実施形態2という)について図面を参照しながら説明する。ここで、本実施形態2の特徴部である現像装置以外の構成については、上述の実施形態と共通するので省略する。以下、本実施形態2の複写機にもちいた現像装置について説明する。
段落番号0005には、現像ローラの耐久性向上のために現像ローラに要求される特性として(1)〜(5)をあげている。このうち(3)の問題に対処するために、特開平2001-89817では、塗布ローラと現像ローラの間に中間塗布部材を入れる構成の塗布装置を提案し、現像ローラの寿命を向上させている。この発明の現像装置では、中間塗布部材によって現像ローラ上の残留液体現像剤を除去している。現像ローラと同様に中間塗布部材上のこの液体現像剤もゴースト防止のために除去する必要があり、上記発明ではゴムブレードによって中間塗布部材上の液体現像剤を除去している。この装置によって、十分な寿命の現像ローラを得ることができるようになったが、この装置で連続塗布試験を行ったところ、中間塗布部材上に傷が発生してそれが現像ローラ上の塗布面に影響することが起った。中間塗布部材のきずを観察するとブレード先端に凝集したトナー粒子やホコリ等が詰まってそこを起点に中間塗布部材表面が傷つけられていた。
[Embodiment 2]
Next, a second embodiment (hereinafter referred to as a second embodiment) in which the present invention is applied to an electrophotographic copying machine (hereinafter referred to as a copying machine) as an image forming apparatus will be described with reference to the drawings. Here, the configuration other than the developing device, which is a characteristic part of the second embodiment, is the same as that of the above-described embodiment, and is omitted. Hereinafter, a developing device used in the copying machine according to the second embodiment will be described.
Paragraph No. 0005 lists (1) to (5) as characteristics required for the developing roller in order to improve the durability of the developing roller. Among these, in order to cope with the problem (3), Japanese Patent Laid-Open No. 2001-89817 proposes a coating apparatus configured to insert an intermediate coating member between the coating roller and the developing roller to improve the life of the developing roller. . In the developing device of the present invention, the residual liquid developer on the developing roller is removed by the intermediate coating member. As with the developing roller, this liquid developer on the intermediate coating member must be removed to prevent ghosting. In the above invention, the liquid developer on the intermediate coating member is removed by the rubber blade. With this device, it was possible to obtain a developing roller with a sufficient life. However, when a continuous coating test was conducted with this device, scratches were generated on the intermediate coating member, and this occurred on the coating surface on the developing roller. Happened to affect. When flaws in the intermediate coating member were observed, the toner particles and dust aggregated at the blade tip were clogged and the surface of the intermediate coating member was damaged from that point.
図10は、第2の実施形態に用いる現像装置の概略図である。
現像装置4は、図10に示すように内部に現像剤を収容する現像剤収容タンク401、現像ローラ402、スイープローラ101、攪拌スクリュ413がある。そして、塗布手段として、表面に均一なパターンの彫刻がなされている塗布ローラ404と中間塗布部材である中間塗布ローラ405とがある。上記現像ローラ402及びスイープローラ101は図2の実施形態1に記載に記載の現像ローラ402及びスイープローラ101と同じであるので、説明は省略する。ここでは、主に現像ローラ402と塗布ローラ404の間にある中間塗布ローラ405に関して説明する。
FIG. 10 is a schematic view of a developing device used in the second embodiment.
As shown in FIG. 10, the developing
この中間塗布ローラ405は塗布ローラ404に対しては略等速で回転し、現像ローラ402に対してはリバース方向に回転するようになっている。現像ローラ402は、塗布ローラ404と直接接触しないので、塗布ローラ404の彫刻パターンによって傷つけられることはない。また、中間塗布ローラ405とはリバース方向で接触するがこの表面は凹凸を持たないので現像ローラ402表面を傷つけることはない。これらの理由によって現像ローラ402が受ける機械的なストレスが少なくなり、現像ローラ402の寿命を延ばすことができる。
The
一方、中間塗布ローラ405は、塗布ローラ404と接触するが、等速であるため塗布ローラ404から受ける機械的なストレスは小さくなる。塗布ローラ404から中間塗布ローラ405に塗布された液体現像剤層は塗布ローラ404表面の彫刻パターンの形状に影響を受ける。
しかし、現像ローラ404に塗布されるときに互いの表面の移動方向を逆にして、中間塗布ローラ405の周速を現像ローラ404の周速以上にすることで引き伸ばし、このパターンを均して均一な塗布面を形成することができる。この際、表面に均一なパターンの微細な彫刻を施した塗布ローラ404を用いて、これに規制部材を当接させて塗布量を計量する。この規制部材としては中間塗布ローラ405を兼用している。すなわち、塗布ローラ404と中間塗布ローラ405との接触部での圧力を計量するのに十分な圧力で当接させることによってドクタローラとして機能させている。
On the other hand, although the
However, when applied to the developing
中間塗布ローラ405は塗布ローラ402に対して、軸方向で一様に接触させることが望ましく、そのためにゴムのような弾性層を備えたローラを使用している。一方、中間塗布ローラ405は被塗布部材である現像ローラ405との接触部について説明する。両者は、互いに表面が反対方向に移動するような方向に回転しているため、摩擦係数の大きいゴム部材がそのまま表面に出ていると非常に大きな摩擦抵抗を生んでしまい、駆動系への負担やローラ寿命に与える影響が大きい。そこで、中間塗布ローラ405の表面に低摩擦部材による滑性層を設けている。具体的には、PTFE、PFA、PVDF、PVFなどのフッ素樹脂をコーティングしたり、これらの樹脂でできたチューブを被覆させたりする。
It is desirable that the
上述の理由により、本実施形態では、図11のような構成の中間塗布ローラ405を使用している。芯金405aの外周面に弾性体からなる弾性層405bが設けられ、さらに弾性層405bの外周面に滑性層405cが設けられた構成となっている。この中間塗布ローラ405の弾性層405bの材質としては、ウレタンゴムを用いることができる。なお、弾性層405bの材質は、上記ウレタンゴムに限られるものではなく、キャリア液・現像剤で膨潤したり溶解したりしない材質であればよい。そして、弾性層405bの外側、中間塗布ローラ405の表面をフッ素樹脂を含有したコート剤でコートし、活性層405cを構成している。この際、中間塗布ローラ405の表面の表面粗さがローラの寿命に大きく影響しており、本実施形態2の装置では十点平均粗さRzで3μm以上15μm以下として高寿命を得ている。
For the above-described reason, in this embodiment, the
また、中間塗布ローラ405の表面を絶縁体とすると摩擦帯電して、液体現像剤を飛散させたりする問題があるので表面抵抗を1013Ω/cm2以下としている。現像ローラ402には、現像時に現像電界を感光体1との間に形成するために、電圧が印可されている。中間塗布ローラ405は、現像ローラ402および塗布ローラ404に接触している。よって、中間塗布ローラ405および塗布ローラ404はこれらを支持している本体から電気的に絶縁な状態にしてあり、画像形成時には現像ローラ402と同電位となるように電圧を印可させている。中間塗布ローラ405の電位を設定する方法としては、中間塗布ローラ405の内層が導電性であれば軸部に端子を接触させることができるが、絶縁体の場合には、これに接触している塗布ローラ404を通して印可することもできる。
Further, if the surface of the
液体現像液Dの移動経路の構成としては、現像ローラ402および塗布部材である中間塗布ローラ405と塗布ローラ404および容器内の液体現像剤の移動攪拌のためのスクリュ406が配置されている。供給口(不図示)からは液体現像剤Dの濃度調整部(不図示)から濃度調整された液体現像剤Dがポンプ(不図示)によって送られてくる。現像剤収容タンク401内の搬送・攪拌スクリュ406によって主に容器内の長手方向に液体現像剤がいきわたるように液体現像剤を搬送しながら、液体現像剤の分散性や粘性を維持するように攪拌している。現像剤収容タンク401内は2室に区切られており、一つは供給側で、もう一つは排液側である。供給側では、ここに貯められた液体現像剤Dに塗布ローラ404が浸漬していて塗布ローラ404に供給され、塗布ローラ404と中間塗布ローラ405で計量されて、現像ローラ402上に薄層を形成する。
As a configuration of the moving path of the liquid developer D, a developing
現像後に現像ローラ402上に残った液体現像剤Dは中間塗布ローラ405によって拭い去られる。さらに、中間塗布ローラ405上からも除去部材によって除去され回収される。この液体現像剤は、現像によって濃度が変化しているためそのまま次の現像に使用することができない。そこで、この液体現像剤は調整タンク412内の排液側へ貯められ、そこから、排液口を通して濃度調整部に流れて、濃度調整後、再び現像剤収容タンク401に搬送され、現像工程に使用される。液体現像剤は現像のために現像ローラ402へ塗布される分以上の量が送られており、余分な液体現像剤は容器内の仕切りを乗り越えてそのまま排液側に流れる。これにより、容器内での液体現像剤の量を維持して、安定した塗布ができるように工夫されている。
The liquid developer D remaining on the developing
次に、本実施形態2の特徴部について説明する。
図12は、中間塗布ローラ405上の液体現像剤の除去に、電界付与部材である電界ローラ403と現像剤除去部材としての中間塗布ローラブレード409を利用した構成の説明図である。
現像ローラ402と同様に電界ローラ403を使用することで、ブレードのようなエッジ先端への挟まりによるローラ表面へのダメージを防ぐことができるので、中間塗布ローラ405の耐久性を向上させることができる。この際、中間塗布ローラ405と電界ローラ403の間に速度差を持たせることによって剪断力を作用させてクリーニングを補助することも考えられる。
しかしながら、速度差を持たせると中間塗布ローラ405表面と電界ローラ403表面の間に滑りを発生させることになり、中間塗布ローラ405表面を傷つける原因となる。そこで本実施形態2では、電界ローラ403の回転が中間塗布ローラ405と略等速になるようにして、電界ローラ403との摺動による中間塗布ローラ405表面の傷の発生を防止している。また、電界ローラ403表面についた液体現像剤を除去する必要からクリーニング部材としてブレード408を当接させている。
電界ローラ403の表面は、付着した液体現像剤を除去しやすくするためにフッ素系の材料を表面に含んでいると良い。例えばポリテトラフルオロエチレン、FEP、PFA、PTFE、PVDFなどのフッ素高分子や、これらの粒子を含んだ溶剤(例えば旭化成のルミフロン等)などをコート剤などで表面を処理することでクリーニング性を向上できる。電界ローラクリーニングブレード408の除去部材としては、ウレタン樹脂のゴムブレードを適当な圧力で当接させて除去している。
Next, the characteristic part of this Embodiment 2 is demonstrated.
FIG. 12 is an explanatory diagram of a configuration using an
By using the
However, if there is a difference in speed, slippage occurs between the surface of the
The surface of the
このような電界ローラ403の母材としてはゴム材や樹脂材などでも構わない。しかし、中間塗布ローラ405自体が弾性を有しているので特に弾性層を設けなくてもローラ間にニップを形成できることから、耐久性を考慮して金属ローラであると良い。一方、中間塗布ローラ405は現像ローラ402と同電位なるように中間塗布ローラバイアス603が印加されているので、ここには導電性を有する金属ローラが当接した場合、電界を付与することが困難である。よって、電界ローラ403の表面に高抵抗層を備えると良い。例えば、アルミ合金でローラを作成し、表面を陽極酸化処理すると表面に薄い高抵抗層(アルマイト)を形成でき、表面の硬度も高くできるので、ローラ表面への傷の発生を防ぐことができる。本実施形態2では、アルミ合金(A5056)の表面に30μm程度のアルマイト層を形成したローラを電界ローラ403として用いている。
中間塗布ローラ405上から液体現像剤を除去を行う際には、電界ローラ403により、液体現像剤を引きつける方向の電界を印可して、液体現像剤中の固形分をローラ側に引きつけ、回収する。
Such a base material for the
When removing the liquid developer from the
また、現像ローラ402の場合と同様に、中間塗布ローラ405上でも電界ローラ403のみでのクリーニングは、液体現像剤中の固形分はほぼ除去できるが、キャリア成分は除去できずに中間塗布ローラ405上に残ってしまう。この状態で新たな液体現像剤が塗布を行うと塗布する液体現像剤の濃度が変化してしまうという問題がある。そこで、図12に示すように、この下流側に残ったキャリア成分を除去するための中間塗布ローラブレード409を設けている。固形分は電界ローラ403部で除去されているのでその下流側でブレード409を当接させてもブレード先端への凝集トナーの詰まりがなくなる。これにより、中間塗布ローラ405を傷つけることがなく、中間塗布ローラ405の耐久性を向上させることができる。
この際、図13に示すように、電界ローラ403のクリーニングブレードで除去された液体現像剤が、その下流で残ったキャリア分を除去しているブレード部材上に落下する位置に配置されている。このように配置することで、高固形分で高粘度の電界ローラ403によって除去された液体現像剤を再利用するための調整タンクへ移送する際の負担を軽減している。
Similarly to the case of the developing
At this time, as shown in FIG. 13, the liquid developer removed by the cleaning blade of the
図14は電界ローラ403と中間塗布ローラ405との間に電荷を発生させるための、バイアスの印加方法を示す概略図である。実施形態2では、液体現像剤は正帯電し、中間塗布ローラ405は現像バイアスと同様に中間塗布ローラバイアス約500V印加されている。よって、電界ローラ403側の除去バイアス601はトナー成分D1を引きつけるために中間塗布ローラバイアス603未満の電圧となるようになっている。この際、直流成分に加えて、交流成分を加えることも可能である。
FIG. 14 is a schematic diagram showing a bias application method for generating electric charges between the
また、図15に示すように、電界ローラ403を接地することによっても液体現像剤を引きつける方向の電界を印可することができ、このようにすることで、特に電源を用いることなく電界を形成することができる。これにより、装置のコスト低減が可能である。
Further, as shown in FIG. 15, an electric field in the direction in which the liquid developer is attracted can also be applied by grounding the
図16は電界ローラ403と中間塗布ローラ405との駆動伝達経路の概略図である。
電界ローラ403は中間塗布ローラ405に対して略等速となるように回転することが望ましい。中間塗布ローラ405に対して電界ローラ403が連れ回りすれば、略等速で回転することが可能である。しかし、電界ローラ403表面にクリーニングブレードが当接し、ローラ間に液体現像剤が存在しているために、電界ローラ403は中間塗布ローラ405に対してスリップしてしまう。スリップすると除去性能を発揮できないばかりか中間塗布ローラ405表面を傷つける要因にもなってしまう。そこで、本発明の装置では図16に示すように電界ローラ403は中間塗布ローラ405と略等速に回転するように強制駆動されている。この際、電界ローラ403を中間塗布ローラ405とは全く別の駆動装置(モータ)で駆動することも可能である。しかし、本実施形態2では駆動装置としてのモータ417を一つ設けて、中間塗布ローラ405の駆動源から駆動ギア420及び419を介して電界ローラ403を駆動している。
FIG. 16 is a schematic diagram of a drive transmission path between the
The
中間塗布ローラ405は弾性層を有しており、金属性の電界ローラ403と当接する場合に変形してニップを形成する。このため外径比そのままで駆動するとその表面では微少な速度差が生じ、ローラ表面への傷発生の要因、駆動モータへの負担増となる。そこで、本実施形態2においては、図17に示すように、電界ローラ403の駆動伝達経路中に逆方向には駆動を伝達しない要素としてワンウェイクラッチ423が入っている。これは、電界ローラ403の駆動ギアと軸の接合部に回転駆動方向にしかグリップしないようにするものである。この状態で電界ローラ403は中間塗布ローラ405に対して若干表面速度が遅れるような設定で回転する様に強制駆動させている。このようにすることによって、電界ローラ403が中間塗布ローラ405につれ回って強制駆動される速度よりも速く回転した場合には、モータ側にはその回転は伝えられないのでモータ417への負荷を軽減できる。
The
このような構成の液体現像剤の塗布部材を画像形成装置の現像部に用いて連続試験を行ったところ、500,000枚終了時でも機械的なストレスに起因する中間塗布ローラ405や現像ローラ402の傷による画像劣化が見られなかった。
When a continuous test was performed using the liquid developer coating member having such a configuration in the developing unit of the image forming apparatus, the
以上、本実施形態2によれば、現像領域を通過した後の現像剤支持体としての現像ローラ402上に残留した液体現像剤Dを除去するために、中間塗布ローラ405を設けている。そして、現像ローラから中間塗布ローラ405に移った液体現像剤Dを除去するために電界付与部材としての電界ローラ403を設けている。その中間塗布ローラ405の回転方向下流側に現像剤除去部材としての現像ローラクリーニングブレード407とを設けている。
電界ローラ403を設けたことにより、その電荷により中間塗布ローラ405上に残留した液体現像剤D中のトナー成分D1を引き付け、中間塗布ローラ405表面上から除去することができる。
そして、電界ローラ403の下流側に現像ローラクリーニングブレード407を設けることにより、中間塗布ローラ405上の液体現像剤で、電界ローラ403で除去されなかった残りの、キャリア成分D2を除去することができる。
これにより、中間塗布ローラ405上の液体現像剤Dのトナー成分D1などの異物によって中間塗布ローラ405の表面を傷つけることなく、キャリア成分D2も残らないように、液体現像剤Dを除去することができる。
また、電界ローラ403の表面の線速と中間塗布ローラ405の表面の線速とが略等速で回転駆動するようにしている。電界ローラ403の線速と現像ローラの線速とに速度差がないことにより、中間塗布ローラ405表面と電界ローラ403表面の間に滑りを発生させることがなくなり、中間塗布ローラ405表面の傷の発生を防止することができる。
また、電界ローラ403を金属ローラとし、その表面に高抵抗層を備えている。金属ローラを用いることにより、耐久性の高い電界ローラ403とすることができ、表面を高抵抗層とすることにより、電界を付与し易くなる。
また、上記電界ローラ403の表面の線速と、中間塗布ローラ405の表面の線速とが略等速で回転駆動するように強制駆動している。電界ローラ403を強制駆動することにより、電界ローラ403が現像ローラに対してスリップすることを防止できる。これにより、電界ローラ403がスリップすることによる、除去性能の低下や、現像ローラの損傷などを防ぐことができる。
また、電界ローラ403の駆動をモータ417から電界ローラ403へ伝達する駆動伝達経路に、逆方向には駆動を伝達しないワンウェイクラッチ423を備えている。ワンウェイクラッチ423を備えることにより、電界ローラ403が中間塗布ローラ405につれ回って強制駆動される速度よりも速く回転した場合には、モータ側にはその回転は伝えられないのでモータ417への負担を軽減できる。
As described above, according to the second embodiment, the
By providing the
By providing the developing
Thus, the liquid developer D can be removed so that the carrier component D2 does not remain without damaging the surface of the
The linear velocity on the surface of the
Further, the
Further, the
In addition, a one-way clutch 423 that does not transmit the drive in the reverse direction is provided on the drive transmission path for transmitting the drive of the
1 感光体
2 帯電装置
3 露光装置
4 現像装置
5 転写装置
6 感光体クリーニング部材
7 除電ランプ
8 スイープ装置
9 中間転写ローラ
10 中間転写ローラクリーニング部材
11 2次転写ローラ
12 レジストローラ
13 転写紙
101 スイープローラ
102 スイープローラクリーニング部材
401 現像剤収容タンク
402 現像ローラ
403 電界ローラ
404 塗布ローラ
405 中間塗布ローラ
405a 芯金
405b 弾性層
405c 滑性層
406 攪拌搬送スクリュ
407 現像ローラクリーニングブレード
408 電界ローラクリーニング部材
409 中間塗布ローラブレード
410 ドクタブレード
412 調整用タンク
413 攪拌スクリュ
417 駆動モータ
418 現像ローラ側駆動ギア
419 従動ギア
420 中間塗布ローラ側駆動ギア
423 ワンウェイクラッチ
424 現像前チャージャ
601 現像バイアス
602 除去バイアス
603 中間塗布ローラバイアス
DESCRIPTION OF
405a Core
405b Elastic layer
405c Sliding
Claims (10)
該現像剤担持体上の液体現像剤を除去する現像剤除去手段とを有する液体現像装置において、
上記現像剤除去手段が電界を付与することによって現像剤を除去する電界付与部材、
および該電界付与部材よりも上記現像剤担持体表面の移動方向の下流側で該現像剤担持体表面に適当な圧力で接触し、剪断力よって現像剤を除去する現像剤除去部材から構成されていることを特徴とする液体現像装置。 A developer carrier that carries and conveys a high-viscosity, high-concentration liquid developer in which toner is dispersed in a carrier liquid on the surface;
In a liquid developing apparatus having a developer removing means for removing the liquid developer on the developer carrying member,
An electric field applying member that removes the developer by applying an electric field by the developer removing means;
And a developer removal member that contacts the developer carrier surface at an appropriate pressure downstream of the electric field applying member in the moving direction of the developer carrier surface and removes the developer by a shearing force. A liquid developing device.
上記電界付与部材が、その表面の線速と現像剤担持体の表面の線速とが略等速で回転駆動する電界ローラであることを特徴とする液体現像装置。 The liquid developing device according to claim 1.
The liquid developing apparatus according to claim 1, wherein the electric field applying member is an electric field roller that is driven to rotate at a substantially constant speed between a linear velocity on the surface thereof and a linear velocity on the surface of the developer carrying member.
上記電界ローラが金属ローラであり、その表面に高抵抗層を備えたことを特徴とする液体現像装置。 The liquid developing device according to claim 2.
A liquid developing apparatus, wherein the electric field roller is a metal roller and has a high resistance layer on a surface thereof.
上記電界付与部材に液体現像剤を引きつける方向の電界を印可することを特徴とする液体現像装置。 The liquid developing device according to claim 1, 2 or 3,
A liquid developing apparatus, wherein an electric field in a direction in which the liquid developer is attracted is applied to the electric field applying member.
上記電界付与部材を接地することにより、上記現像剤担持体に印加されている現像バイアスとの電位差で、該電界付与部材に上記液体現像剤を引き付ける方向の電界を形成することを特徴とする液体現像装置。 The liquid developing device according to claim 4.
By grounding the electric field applying member, an electric field in a direction to attract the liquid developer to the electric field applying member is formed by a potential difference from a developing bias applied to the developer carrying member. Development device.
上記電界ローラが、その表面の線速と現像剤支持体の表面の線速とが略等速で回転駆動されていることを特徴とする液体現像装置。 The liquid developing device according to claim 2, 3, 4 or 5,
A liquid developing apparatus, wherein the electric field roller is rotationally driven at a substantially constant speed between a linear velocity of the surface thereof and a linear velocity of the surface of the developer support.
上記電界ローラの駆動を駆動源から該電界ローラへ伝達する駆動伝達経路に、
逆方向には駆動を伝達しない駆動伝達要素を備えていることを特徴とする液体現像装置。 The liquid developing device according to claim 6.
In the drive transmission path for transmitting the drive of the electric field roller from the drive source to the electric field roller,
A liquid developing apparatus comprising a drive transmission element that does not transmit drive in the reverse direction.
上記現像剤担持体が、静電潜像を担持した像担持体上の潜像を現像する現像領域まで上記液体現像剤を搬送し、
該現像領域を通過した後に表面上に残留した現像剤が上記現像剤除去手段によって除去される現像剤支持部材であることを特徴とする液体現像装置。 The liquid developing device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7.
The developer carrying member transports the liquid developer to a developing region for developing the latent image on the image bearing member carrying the electrostatic latent image;
A liquid developing apparatus, wherein the developer remaining on the surface after passing through the developing area is a developer supporting member from which the developer removing means removes the developer.
上記液体現像剤を支持し、静電潜像を担持した像担持体上の潜像を現像する現像領域まで該液体現像剤を搬送する現像剤支持部材と、
所定量の該液体現像剤を担持して搬送し、次行程の現像剤を担持する部材に該液体現像剤を塗布する現像剤塗布部材と、
該現像剤塗布部材の表面に接触して該現像剤塗布部材の表面との接触面が該塗布部材の表面と同方向且つ等速で移動し、且つ、該液体現像剤が塗布される被塗布部材である該現像剤支持部材の表面に接触して、該現像剤支持部材の表面との接触面が該現像支持部材の表面と逆方向に移動する上記現像剤担持体としての中間塗布部材とを有し、
該中間塗布部材が該現像剤塗布部材から現像剤を供給され、該現像剤支持部材表面上に該液体現像剤の塗布及び現像後の該現像剤支持部材表面上に残った液体現像剤の除去を行い、
該現像剤支持体表面状の液体現像剤を除去した該中間塗布部材液体表面上の液体現像剤が上記現像剤除去手段によって除去されることを特徴とする液体現像装置。 The liquid developing device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7.
A developer support member that supports the liquid developer and conveys the liquid developer to a development region for developing the latent image on the image carrier carrying the electrostatic latent image;
A developer application member that carries and conveys a predetermined amount of the liquid developer and applies the liquid developer to a member that carries the developer in the next step;
The surface to be contacted with the surface of the developer application member, the contact surface with the surface of the developer application member moves in the same direction and at the same speed as the surface of the application member, and the liquid developer is applied An intermediate coating member as the developer carrying member that is in contact with the surface of the developer support member, which is a member, and whose contact surface with the surface of the developer support member moves in a direction opposite to the surface of the development support member; Have
The intermediate coating member is supplied with the developer from the developer coating member, and the liquid developer remaining on the surface of the developer support member after the application and development of the liquid developer on the surface of the developer support member is removed. And
The liquid developer on the surface of the intermediate coating member from which the liquid developer on the surface of the developer support has been removed is removed by the developer removing means.
該現像装置として、請求項1、2、3、4、5、6、7、8または9の現像装置を使用することを特徴とする画像形成装置。 An image carrier, an image forming unit for forming an electrostatic latent image on the surface of the image carrier, and the electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier by the image forming unit is visible from a liquid developer. In an image forming apparatus having a developing device that forms an image,
An image forming apparatus using the developing device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 or 9 as the developing device.
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