JP2005173031A - 液体現像電子写真装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 この発明の課題は、不揮発性を示す、高粘度で高濃度な液体現像剤を現像剤に使用した液体現像電子写真装置において、感光体上にトナー画像を形成する現像処理の際に、液体現像剤の粘性から非画像部にもトナーが付着してしまう、いわゆるカブリを防止し、しかも現像ローラー上の残トナーのクリーニングも容易な液体現像電子写真装置を実現することにある。
【解決手段】 現像剤搬送ローラー３上で液体現像剤に電圧を印加することで、「キャリアリッチ層」＋「固形分リッチ層」に２層化し、これを現像ローラー２上で「キャリアリッチ層」＋「固形分リッチ層」＋「薄層キャリアリッチ層」に３層化するよう転移する手段を備えるように構成し、このように３層化した液体現像剤を使用して感光体上の静電潜像を現像し、トナー画像を形成するようにする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、不揮発性を示す、高粘度で高濃度な液体現像剤を現像剤として使用する、液体現像電子写真装置の現像処理に関し、現像時に潜像担持体の非画像部にもトナーが付着してしまう、カブリと呼ばれる画質劣化現象の発生を防止するため、従来行われていたプリウェット液の塗布を使用しないで、カブリも発生せず、なおかつ、現像ローラー上に現像処理に使用されずに残った残トナーの回収及び現像ローラーのクリーニングも容易な高画質の液体現像電子写真装置を実現するものである。

不揮発性を示す、高粘度で高濃度な液体現像剤を現像剤に使用した液体現像電子写真装置において、印刷媒体に転写するためのトナー画像を形成する現像処理は、以下のように行われている。

潜像担持体である感光体の表面を帯電器により均一に一定の電位に帯電させ、これに原画像の画像部のみ露光させるように露光器により光を照射する。これにより光を照射された部分の感光体表面の電位が低下し、画像部と非画像部で帯電電位の電位差による静電潜像が形成される。

この静電潜像が形成された感光体表面に、現像ローラーを当接させ、現像ローラー上に薄く均一に塗布されている液体現像剤を静電潜像に転移させるように構成する。

このとき、液体現像剤中の固形成分であるトナー粒子は電荷を有しており、図１５に示すように、この電荷に働く現像ローラーと静電潜像電位との電位差により、画像部にはトナー粒子が感光体表面側に移動するように電界力が働き、非画像部ではトナー粒子が現像ローラー側に移動するように電界力が働くこととなり、画像部のみにトナー粒子が付着し、感光体上にトナー画像が形成される。

このようにして形成されたトナー画像を印刷媒体に転移させることにより印刷処理を行っているのであるが、このトナー画像を形成する現像時に、非画像部でのトナー粒子の電界力による移動が、液体現像剤の粘性により十分でなく、図１５に示すように、非画像部にもトナー粒子が付着してしまうカブリと呼ばれる画質劣化現象が発生する場合がある。

このカブリを発生させないようにするため、図１６に示すように、現像ローラー５１による感光体５０上の感光体５０感光体５０静電潜像へのトナー付着処理前に、感光体５０表面の静電潜像にプリウェット液塗布装置５２によりプリウェット液と呼ばれる絶縁性液体を塗布することで、静電潜像に現像ローラー５１が当接する際に、静電潜像の非画像部に液体現像剤中の固形成分であるトナー粒子が直接接触することを防ぎ、トナーの粘性により非画像部にトナー粒子が付着するカブリが発生しないようにする装置が考案されている。

しかし、カラーの電子写真装置においては、静電潜像の現像処理をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックという４色について、各色ごとに現像ローラーを持ち、感光体表面の静電潜像へトナーを付着させるように構成しているため、各色の現像機構ごとにプリウェット液の塗布を行う手段を設けると、装置が大型化してしまうという問題があった。

このような問題を解決するため、図１７に示すように、プリウェット液を使用せずにカブリの発生を防止する装置として、現像ローラー５１上で液体現像剤に導電性ブレード５３により電圧を印加し、この電圧によるトナー粒子に働く電界力によって液体現像剤を液体現像剤中の固形成分であるトナー粒子の凝集した「固形分リッチ層」と、液体現像剤中のキャリア成分中にトナー粒子をほとんど含まない「キャリアリッチ層」に２層化し、キャリアリッチ層を感光体５０の表面に対向させて現像させることで、静電潜像非画像部にトナー粒子が直接接触することを防止し、プリウェット液を塗布せずにカブリ現象の発生を抑える電子写真装置が考案されている（例えば、特許文献１を参照）。

しかし、このような装置では、カブリ現象の発生を抑えるためには、現像ローラー５１上で強固に２層化する必要があり、さらに現像時の静電潜像の非画像部の電位である未露光部電位と現像ローラー５１との電位差により現像ローラー側に押しつけられる電界力が残トナーに働くこととなり、残トナーが現像ローラー５１の表面に固着し、トナー回収及び現像ローラー表面のクリーニングが困難になるという問題があった。

従来の液体現像電子写真装置では、固着した残トナーを除去するため、現像ローラー５１上に設けたクリーニング用ブレード５５の現像ローラー表面へ押しつける付圧を高め、固着した残トナーを高付圧のブレードにより掻き取ることで残トナーの回収及び現像ローラーのクリーニングを行っていたが、このように高い付圧を加えたブレードにより現像ローラー表面を掻き取ることで、現像ローラー表面が損傷し、現像ローラーの短命化を招くという問題があった。

特開２００２−３３３７７７号公報

前記のごとく、従来の技術では次のような問題点がある。

不揮発性を示す、高粘度で高濃度な液体現像剤を現像剤として使用する液体現像電子写真装置において、潜像担持体である感光体上にトナー画像を形成するため、感光体表面に形成された静電潜像に、液体現像剤を表面に塗布した現像ローラーを当接させて、静電潜像画像部にトナーを付着させる現像処理が行われているが、その際、液体現像剤の粘性により、静電潜像の非画像部にもトナー粒子が付着してしまい、画質が劣化するカブリと呼ばれる現象が発生することがある。

このようなカブリ現象が発生しないように、従来から現像ローラーの当接前に、感光体表面の静電潜像にプリウェット液という絶縁性液体を塗布しておくことで、現像時にトナー粒子が直接静電潜像の非画像部に接触しないようにし、カブリ現象を発生させないようにする電子写真装置が考案されている。

しかし、このようなプリウェット液を使用する液体現像電子写真装置の場合、カラーの印刷を行うには、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックという４色のトナーを静電潜像に現像する処理を行う必要があり、各色ごとにプリウェット液の塗布手段が必要となり、装置が大型化、複雑化するという問題があった。

そこで、プリウェット液を使用せずにカブリ現象の発生を抑えるために、現像ローラー上で液体現像剤に電界力を加えることにより、「固形分リッチ層」と「キャリアリッチ層」に２層化し、キャリアリッチ層を感光体表面に対向させて現像を行うことで、プリウェット液を使用せずにカブリ現象を発生させないようにした液体現像電子写真装置が考案されている。

しかし、このような装置の場合、カブリの発生を抑えるためには、現像ローラー上で液体現像剤を強固に２層化しておく必要があるため、液体現像剤中の固形成分である電荷を有したトナー粒子に、現像ローラー表面側にトナー粒子が強固に凝集するように電界力を加えており、さらに、現像時にも静電潜像非画像部の未露光部電位と現像ローラーとの電位差により、固形成分であるトナーが現像ローラー側に押しつけられる方向に電界力が働くため、残トナーが現像ローラー表面に固着してしまい、残トナーの回収及び現像ローラーのクリーニングが困難になるという問題があった。

従来の装置では、このように現像ローラー表面に固着した残トナーを除去するため、現像ローラーに設けられたクリーニング用ブレードの現像ローラー表面側に押しつける付圧を高め、固着した残トナーを高付圧のクリーニング用ブレードにより掻き取ることで、固着した残トナーを除去し、残トナーの回収及び現像ローラーのクリーニングを行っていたが、このように高い付圧を加えたブレードで現像ローラー表面を擦ることで、現像ローラー表面が損傷し、現像ローラーの短命化を招くという問題があった。

この発明の課題は、不揮発性を示す、高粘度で高濃度な液体現像剤を現像剤に使用した液体現像電子写真装置において、感光体表面に形成された静電潜像にトナーを付着させる現像処理の際に、液体現像剤の粘性から非画像部にトナーが付着してしまう、いわゆるカブリを防止するために、従来のようなプリウェット液を塗布する機構を使用せず、かつ、確実にカブリの発生を抑えることができ、高画質で、しかも残トナーのクリーニングも容易な液体現像電子写真装置を実現することにある。

前記の問題点を解決するために、この発明では次に示す手段を取った。

現像処理に使用する液体現像剤をトナー溜まりから搬送し、現像ローラー表面に薄く均一に液体現像剤を塗布する現像剤搬送ローラー上に、可撓性を持つフィルムよりなる導電性ブレードを備えるように構成する。

この導電性ブレードの可撓性フィルムを現像剤搬送ローラー表面に沿うように撓ませ、ブレード先端から離れるようにブレードを配置し、ブレードと現像剤搬送ローラーとのニップ幅を十分にとるとともに、現像剤搬送ローラー上のトナー層を掻き取ることなく通過させるように構成する。

ブレードを可撓性のあるフィルムで構成することにより、ブレードと液体現像剤との接触部において、ブレード自体の押圧で現像ローラー上で２層化した液体現像剤のトナー層を破壊分離してしまうことを防ぐことができる。

この導電性ブレードにより電圧を印加することで、電荷を有したトナー粒子が当該現像剤搬送ローラーの表面側に押しつけられるように電界力を加え、当該現像剤搬送ローラー上で液体現像剤が液体現像剤中のキャリア成分中に固形成分を含まない「キャリアリッチ層」と、液体現像剤中の固形成分であるトナー粒子が凝集した「固形分リッチ層」に２層化されるように構成する。

これにより２層化された液体現像剤のトナーが、現像剤搬送ローラーと現像ローラーとが当接する部分において、現像剤搬送ローラー電位と現像ローラー電位との電位差により現像ローラー側にトナーが移動する方向に電界力が働くよう、各ローラーに電圧を加える手段を備え、この電界力により、２層化されたトナーが１００％現像ローラー上に転移するように、現像剤搬送ローラーと現像ローラー間に電位差を与えるように構成する。

これにより、現像ローラー側に転移した液体現像剤が「キャリアリッチ層」＋「固形分リッチ層」＋「薄層キャリアリッチ層」という３層化した状態となるようにする。

以上の構成により３層化された現像ローラー上の液体現像剤の上層部の「キャリアリッチ層」を、静電潜像の現像時に感光体表面に対向させ、静電潜像に当接することで、静電潜像の非画像部に直接トナー粒子が接触しないようにし、カブリの発生しない現像処理を行うように構成する。

これにより、プリウェット液の塗布を必要とせずにカブリの発生を防止し、かつ、現像ローラー上の液体現像剤の最下層の薄層キャリアリッチ層により、固形分であるトナーが現像ローラー表面に固着することも防ぐことができる液体現像電子写真装置を実現する。

この発明により、以下に示すような効果が期待できる。

不揮発性を示す、高粘度で高濃度な液体現像剤を現像剤として使用する液体現像電子写真装置において、感光体上に形成した静電潜像に、現像ローラーにより電界力を利用してトナーを付着させる現像処理の際、液体現像剤の粘性により非画像部にトナーが付着してしまうカブリと呼ばれる画質劣化現象が発生する場合がある。

このような画質低下の原因となるカブリの発生を防ぐため、従来から、現像ローラーによりトナーを付着させる前に、あらかじめ感光体上の静電潜像にプリウェット液という絶縁性液体を塗布しておくことで、現像ローラーが感光体と接触する部分で、直接静電潜像に現像ローラー上のトナー粒子が接触しないようにし、静電潜像の非画像部にトナー粒子が液体現像剤の粘性により付着することを防ぎカブリの発生を抑える液体現像電子写真装置が考案されている。

しかし、プリウェット液を使用する液体現像電子写真装置では、液体現像電子写真装置がカラーの場合、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックという４色のトナーを各色ごとに静電潜像に付着させる現像処理が必要であり、各色ごとにプリウェット液を塗布する機構が必要となり、装置が大型化、複雑化してしまうという問題があった。

このような問題を解決するため、プリウェット液を使用しないで、現像ローラー上の液体現像剤を「キャリアリッチ層」と「固形分リッチ層」に２層化し、キャリアリッチ層を感光体表面に対向させて現像処理を行うことで直接液体現像剤中の固形成分であるトナー粒子を静電潜像に接触させないようにし、カブリの発生を防ぐ液体現像電子写真装置が考案されている。

しかし、このような装置の場合、カブリの発生を完全に防止するためには、現像ローラー上で液体現像剤を強固に２層化する必要があり、さらに、現像時に、静電潜像の未露光部電位と現像ローラーとの電位差により、残トナーが現像ローラー側に押しつけられることで、残トナーが現像ローラー表面に固着し、残トナーの回収及び現像ローラーのクリーニングが困難になるという問題があった。

従来はこのように固着した現像ローラー上の残トナーを除去するために、現像ローラーのクリーニング用ブレードの現像ローラー側に押しつける付圧を高めることで、固着した残トナーを高付圧のクリーニング用ブレードにより掻き取ることで除去を行えるようにしていたが、このような高い付圧を加えたブレードで現像ローラー表面を掻き取ると、現像ローラー表面が摩擦により損傷し、現像ローラーの短命化を招く場合があった。

本発明を利用することで、プリウェット液を使用することで装置が大型化、複雑化することがなく、かつ、液体現像剤の粘性により発生する、静電潜像の非画像部へのトナー粒子の付着という、いわゆるカブリ現象による画質劣化が発生することもなく、しかも、現像ローラー表面に現像処理に使用されずに残った残トナーを容易に回収し、現像ローラーのクリーニングも容易な、高画質の液体現像電子写真装置を提供することができるようになる。

この発明は、次に示す実施の形態を取った。

トナー溜まりから、液体現像剤を搬送し、現像ローラー表面に薄く均一に液体現像剤を塗布するための機構である現像剤搬送ローラーに、可撓性を持つフィルムにより構成された導電性ブレードを備える。

これにより、現像剤搬送ローラー上の液体現像剤に、導電性ブレードにより電圧を印加し、液体現像剤中の固形成分であるトナー粒子に電界力を加えることで、液体現像剤を「キャリアリッチ層」と「固形分リッチ層」に２層化することができ、また、導電性ブレードを可撓性を持つフィルムにより構成することで、導電性ブレードを現像剤搬送ローラーに当接させて電界力を加える際に、可撓性フィルムを現像剤搬送ローラーに沿って撓ませ、ブレード先端から離れるように構成することで、２層化に十分なニップ幅が確保でき、また、現像剤搬送ローラー上のトナー層を掻き取ることなく通過させることで、２層化した状態を乱すことなく、液体現像剤を現像ローラーに転移することができるようになる。

現像剤搬送ローラー上で２層化された液体現像剤を、現像剤搬送ローラー及び現像ローラーに加える電位に差分を設け、現像剤搬送ローラー上のトナー粒子に、現像ローラー側に移動する方向に電界力を加えることで、現像剤搬送ローラー上で凝集されたトナー粒子の凝集層を、凝集状態が乱されることなく、現像ローラー上に１００％転移させる手段を備える。

これにより、現像剤搬送ローラー上で２層化された液体現像剤が、現像ローラー上で「キャリアリッチ層」＋「固形分リッチ層」＋「薄層キャリアリッチ層」に３層化することができ、感光体表面の静電潜像に現像ローラー上の液体現像剤を転移する際に、静電潜像の非画像部に直接固形成分であるトナー粒子が接触しないようにすることで、カブリの発生を防止でき、なおかつ、現像ローラー電位と静電潜像の未露光部電位との電位差により現像ローラー側に残トナーが押しつけられるように電界力が加わることで、残トナーが現像ローラー表面に固着することを薄層キャリアリッチ層の分散力により防止することができるようになる。

上記のような「キャリアリッチ層」＋「固形分リッチ層」＋「薄層キャリアリッチ層」に現像ローラー上で液体現像剤を３層化するためには、現像剤搬送ローラー上で「キャリアリッチ層」＋「固形分リッチ層」に２層化が完了していることが必要であり、液体現像剤中の固形成分濃度や環境条件が変化した場合でも、常に２層化が完了するのに必要な現像剤搬送用ローラーに備えられた導電性ブレードに印加すべき電圧を決定する手段を備えるように構成する。

これにより、現像ローラー上で液体現像剤を３層化するのに必須の条件である現像剤搬送用ローラー上での液体現像剤の２層化処理を、環境条件や液体現像剤の特性に左右されることなく、確実に実行することができるようになる。

現像剤搬送ローラー上に備えられた導電性ブレードに、抵抗付加手段を備えるように構成してもよい。

これにより、現像剤搬送ローラーの表面にキズなどがつき、ローラー自体の抵抗が低くなることで、これに導電性ブレードにより高圧をかけた際、放電が発生し、現像剤搬送ローラーが損傷することを防ぐことができる。

現像剤搬送ローラーに設けた導電性ブレードを、ローラーに接触する側の抵抗を大きな素材を使用し、その背面側を抵抗の小さな素材を使用した２層構造を有するブレードで構成するようにしてもよい。

導電性ブレード自体の電気抵抗を、上記の理由と同様に放電などが発生しないように高抵抗の素材を使用した場合、導電性ブレード自体の抵抗により電圧降下が生じてしまい、導電性ブレードが現像剤搬送ローラー上に接触する部分での電圧印加が不十分となり、液体現像剤の２層化が不完全なものとなる場合がある。

このような問題が発生しないように、上記のように導電性ブレードを高抵抗の面と、低抵抗な面の２層構造で構成することにより、導電性ブレード自体の電気抵抗による電圧降下を起こさないようにすることができ、ブレードがローラー表面に接触する部分での電位を安定的に保つことができるようになる。

この発明による代表的な実施例を説明する。なお、以下において、同じ箇所は同一の符号を付してあり、詳細な説明を省略することがある。

本発明は、不揮発性を示す、高粘度で高濃度な液体現像剤を現像剤として使用する液体現像電子写真装置の現像処理において、感光体上に形成された静電潜像に、直接トナー粒子が付着するカブリと呼ばれる現象が発生することを防ぐため、あらかじめ静電潜像にプリウェット液を塗布する手段を持つ必要がなく、かつ、カブリの発生しない高画質な現像を行え、しかも、残トナーが現像ローラー上に固着することで、残トナーの回収及び現像ローラーのクリーニングが困難となることもない液体現像電子写真装置を実現するものである。

図１に示すように、トナー溜まりから液体現像剤を搬送し、現像ローラー２の表面に薄く均一に液体現像剤を塗布する現像剤搬送ローラー３を備え、当該現像剤搬送ローラー３には可撓性を有するフィルムにより構成された導電性ブレード４を持つように構成している。

高粘度で高濃度な液体現像剤を現像剤として使用する場合、トナーのモビリティが低くなる傾向があるため、現像ローラーの表面に液体現像剤を薄く均一に塗布し、これを感光体上の静電潜像に転写させる方式が採られる。

このため、図２（ａ）に示すように、複数のローラーを組み合わせて、ローラーからローラーに液体現像剤を転移させていくことで、薄く均一な液体現像剤の層を形成し、これを現像ローラー２に転移させることで、現像ローラー表面に薄く均一な液体現像剤の薄層を形成したり、図２（ｂ）に示すように、アニロックスローラーと呼ばれるローラー表面に非常に微細な窪みを有するローラーをトナー溜まりに浸し、液体現像剤をローラー表面に塗布し、余剰な液体現像剤をブレードにより掻き取ることで、ローラー表面の微細な窪みに均一に液体現像剤を充填するように構成し、このような微細な窪みに均一に充填された液体現像剤を現像ローラー表面に当接させ、液体現像剤の薄層を形成するようにしている。

このような液体現像剤の薄層を現像ローラー表面に形成するのに使用される現像剤搬送ローラー３に、図１に示すように、可撓性を有するフィルムにより構成された導電性ブレード４を備えるようにしており、図３（ａ）に示すように、この導電性ブレード４により電圧を印加することで、現像剤搬送ローラー３表面に塗布されている液体現像剤中の固形成分であるトナー粒子をローラー表面側に押しつけるように電界力が働くようにし、液体現像剤を「キャリアリッチ層」＋「固形分リッチ層」の２層に分離するようにしている。

なお、この可撓性を有するフィルムの素材として、熱膨張係数の低いポリイミドを使用してもよい。これにより、装置環境が一般的な装置仕様内（例えば１０℃〜６０℃）で変化したとしても安定的に現像剤搬送ローラー上での液体現像剤の２層化が行える。

図３（ｂ）に示すように、現像剤搬送ローラー３上で２層化された液体現像剤を、現像ローラー２表面に薄く均一に塗布する際に、現像剤搬送ローラー電位と現像ローラー電位に電位差を設けることで、液体現像剤中の固形成分であるトナー成分が現像ローラー側に転移するように電界力が働くように構成している。

これにより、図３（ｂ）に示すように、現像ローラー２上で液体現像剤は「キャリアリッチ層」＋「固形分リッチ層」＋「薄層キャリアリッチ層」に３層化した状態となり、図３（ｃ）に示すように、これを感光体１上に形成された静電潜像に当接させることで、液体現像剤の「キャリアリッチ層」が感光体１表面に接触することとなり、固形成分であるトナー粒子が直接感光体表面の非画像部に接触しないようにすることができ、非画像部にトナー粒子がその粘性により付着するカブリ現象の発生を防止することができるようにしている。

また、図３（ｄ）に示すように、非画像部の電位と現像ローラー２との電位差により、トナー粒子が現像ローラー２側に押しつけられる方向に電界力が働き、残トナーが現像ローラー表面に固着しようとするが、これを「薄層キャリアリッチ層」の分散力によりトナー粒子の現像ローラー表面への凝集を起こさないようにするため、残トナーが現像ローラー表面に固着して、残トナーの回収及びクリーニングが困難になることを防ぐこともできるようになる。

このように現像ローラー上で液体現像剤を「キャリアリッチ層」＋「固形分リッチ層」＋「薄層キャリアリッチ層」に３層化した状態にすることで、カブリの発生しない高画質の印刷を可能とし、なおかつ、残トナーが現像ローラーに固着することも防ぐことができるため、残トナーの回収及びクリーニングの容易な現像処理を行えるのであるが、このような現像処理を安定的に実行するためには、この３層化が、液体現像剤中の固形成分の濃度や環境条件の変化などにより不完全とならないようにする必要がある。

この３層化が完全に保たれるための最初の条件は、液体現像剤中の固形成分の濃度や環境条件が変化した場合でも、常に現像剤搬送ローラー上で液体現像剤が「キャリアリッチ層」＋「固形分リッチ層」に完全に２層化されることである。

そこで、本装置では、現像剤搬送ローラー上の液体現像剤が完全に２層化され、液体現像剤中の固形成分であるトナー粒子が現像剤搬送ローラー表面側に押しつけられて凝集された状態であることを確認する手段として、次のような制御を行っている。

図４に示すように、現像剤搬送ローラー表面に塗布された液体現像剤が、可撓性フィルムからなる導電性ブレードとのニップ部を通過する時間をＴとすると、時間Ｔごとに導電性ブレードに印加する電圧を所定の電圧に段階的に上げていき、各電圧印加時の現像剤搬送ローラー上の液体現像剤が現像ローラーに転移され、これが感光体上の静電潜像の非画像部に当接するときに流れる未露光部電流をモニタし、この電流の変化量が所定の変化量以下になった時点の電圧を２層化完了電圧として、以後の印刷処理において使用するように構成している。

これは、感光体上に形成された静電潜像の非画像部に現像ローラー上の液体現像剤を当接させたときに流れる未露光部電流というものは、液体現像剤中の固形成分である電荷を有したトナー粒子が非画像部電位と現像ローラー電位との電位差により発生する電界力により、現像ローラー側に移動することで流れる電流であるので、現像ローラー上の液体現像剤中のトナー粒子がどの程度凝集した状態となっており、液体現像剤中を電界力によりどの程度移動できるかに依ることとなり、現像剤搬送ローラー上の液体現像剤に導電性ブレードにより印加する電圧と、これにより感光体表面に形成された静電潜像の非画像部における、現像ローラーに流れる未露光部電流との間に、図５に示すように、印加電圧を高めるに従って未露光部電流が低減安定していく関係が成り立つからである。

図５の導電性ブレードへの印加電圧と未露光部電流との関係を現像剤搬送ローラー上でのトナー粒子の凝集状態との関係で説明すると、現像剤搬送ローラー上の導電性ブレードに印加する電圧が低すぎる場合（Ａ領域）は、図６（ａ）に示すように、液体現像剤中の固形成分であるトナー粒子に加えられる現像剤搬送ローラー表面側へ押しつける電界力が弱すぎ、ほとんどトナー粒子が凝集することなく分散したままの状態となり、これが現像ローラーに転移されても、現像ローラー上でもトナー粒子が分散した状態であるので、静電潜像の非画像部の電位と現像ローラーの電位差により、電荷を有したトナー粒子が現像ローラー側に移動することで、相当大きな未露光部電流が流れることを示している。

現像剤搬送ローラー上の導電性ブレードに印加する電圧が不十分な場合（Ｂ領域）は、図６（ｂ）に示すように、液体現像剤中の固形成分であるトナー粒子に加えられる現像剤搬送ローラー表面側へ押しつける電界力も不十分となり、トナー粒子は現像剤搬送ローラー側に凝集しようとするが、その凝集が十分でなく、これが現像ローラーに転移されても、現像ローラー上でもトナー粒子の凝集が不十分な状態であるので、静電潜像の非画像部の電位と現像ローラーの電位差により、電荷を有したトナー粒子が現像ローラー側にある程度移動することができ、相当量の未露光部電流が流れることを示している。

現像剤搬送ローラー上の導電性ブレードに印加する電圧が適度な電圧の場合（Ｃ領域）は、図７（ａ）に示すように、液体現像剤中の固形成分であるトナー粒子に加えられる現像剤搬送ローラー表面側へ押しつける電界力も適切なものとなり、トナー粒子は現像剤搬送ローラー表面側に凝集し、これが現像ローラーに転移されると、現像ローラー上でもトナー粒子は現像ローラー側に凝集した状態を保ち、静電潜像の非画像部の電位と現像ローラーの電位差により、電荷を有したトナー粒子が現像ローラー側に移動する方向に電界力が働くが、すでに現像ローラー側にトナー粒子が凝集しているため、トナー粒子は移動することがなく、未露光部電流はほとんど流れないことを示している。

現像剤搬送ローラー上の導電性ブレードに印加する電圧が高すぎる場合（Ｄ領域）は、図７（ｂ）に示すように、液体現像剤中の固形成分であるトナー粒子に加えられる現像剤搬送ローラー表面側へ押しつける電界力も過度なものとなり、トナー粒子は現像剤搬送ローラー表面側に強く凝集し、上記のＣ領域の場合と同様に未露光部電流はほとんど流れないことを示しているのであるが、あまりに高い電圧を加えることは、現像剤搬送ローラーへの負荷を高め短寿命化してしまい、さらにトナー粒子が強大な電界力により、現像剤搬送ローラー表面に固着するなど不都合な場合がある。

以上のことより、Ｃ領域となるように導電性ブレードに印加する電圧を決めてやることで、現像剤搬送ローラー上の液体現像剤が、液体現像剤中の固形成分濃度や環境条件が変化しても常に２層化することができ、かつ現像剤搬送ローラーへ負荷をかけることもない適切な電圧といえ、この２層化電圧を求めるために、上記で示したように、電圧値を段階的に上げていき、未露光部電流の変化量が所定値以下になる電圧を見つけることで適切な２層化電圧を求めるように構成しているのである。

なお、この未露光部電流の所定の変化量として、電圧値を１００Ｖ毎に増加させた場合の未露光部電流の変化量が２０％以下になった時点の電圧値を、導電性ブレードに印加する最適電圧値とするように構成してもよい。

この条件で図８の場合、導電性ブレードへの印加電圧が０Ｖ印加時の未露光部電流が３０μＡで、１００Ｖ印加時の未露光部電流が１５μＡ、２００Ｖ印加時の未露光部電流が１０μＡ、３００Ｖ印加時の未露光部電流が９μＡであるので、２００Ｖから３００Ｖに電圧を変化させた時点で、未露光部電流の変化率が１０％となり、所定の変化量である２０％以下となったこととなるので、導電性ブレードに印加する電圧としては３００Ｖを使用するように制御する。

未露光部電流を計測する手段として、図９に示すように、現像ローラーに液体現像剤が感光体表面の静電潜像の非画像部に当接するときに流れる電流値を計測する手段である、未露光部電流モニタ５を備えるように構成してもよい。

可撓性を有するフィルムにより構成された導電性ブレードとしては、図１０に示すように、液体現像剤に接触する可撓性フィルム４ａの体積抵抗率を１０^８〜１０^９Ωｃｍとし、液体現像剤に接触しない側に体積抵抗率を１０^６Ωｃｍ以下の導電性塗料などによる抵抗率の小さい導電層４ｂを設けるように構成してもよい。

これにより、現像剤搬送ローラーの欠陥による電流リークから導電性ブレードで発生する電圧降下を防ぎ、接触部近傍までは導電層により安定的に電圧を供給することが可能となる。

また、図１１に示すように、導電性ブレード４の可撓性フィルム４ａの抵抗値を１０^３〜１０^４Ωとし、電流制限抵抗６を設けて電圧を印加する構成とすることで、上記と同様に現像剤搬送ローラーの欠陥による電流リークから導電性ブレードで発生する電圧降下を防ぎ、安定的に電圧を印加することができるように構成してもよい。

以上のような構成により現像剤搬送ローラー上で確実に２層化された液体現像剤を、その液体現像剤中の固形成分であるトナー粒子が凝集した状態を維持したまま、現像ローラー側に液体現像剤を転移させ、現像ローラー表面上で液体現像剤が「キャリアリッチ層」＋「固形分リッチ層」＋「薄層キャリアリッチ層」の３層化状態に常になるようにするため、本装置では次のような手段を備えるように構成している。

転移率は図１３に示すように、現像剤搬送ローラーから現像ローラーに液体現像剤中の固形成分であるトナー粒子を転移させるための転移電圧を高めるに従って、その電圧によりトナー粒子が現像ローラー側に移動する方向に働く電界力が強くなるため、転移率も高くなり、ある一定の電圧以上で１００％の転移率となる関係を有している。

そこで、３層化状態になるのに必要な３層化転移電圧を求めるため、現像剤搬送ローラーから現像ローラーに液体現像剤中の固形成分であるトナー成分が転移した転移率を計測する転移率計測手段を設け、現像剤搬送ローラーから現像ローラーに液体現像剤を転移させるための転移電圧を時間Ｔごとに所定の電圧に段階的に上げていき、各電圧印加時の現像ローラーへのトナー成分の転移率を転移率計測手段により計測し、転移率が１００％となる電圧を求めるように構成している。

転移率計測手段としては、図１２に示すように、現像剤搬送ローラー３上に転移残トナー濃度検出センサー８を備え、現像ローラー２上に転移トナー濃度検出センサー７を備えるように構成し、両濃度センサーにより光学的に液体現像剤中の固形成分であるトナー成分の濃度を計測し、転移率を計測できるようにしてもよい。

上記のように、現像剤搬送ローラー上で２層化された液体現像剤が、現像ローラー上で３層化されるのに必要な３層化転移電圧を、現像剤搬送ローラー上の液体現像剤中の固形成分であるトナー粒子が現像ローラー側に１００％転移するのに必要な電圧としている理由は以下の通りである。

転移率が１００％以下では、図１４（ａ）に示すように、現像剤搬送ローラー３から現像ローラー２にトナー粒子が押しつけられる電界力が弱く、現像剤搬送ローラー３上で凝集された固形成分であるトナー粒子の層が転移時に凝集状態が破壊分離されることを示しており、現像ローラー２上で３層化がくずれてトナー粒子が液体現像剤中で分散している部分があることを示している。

図１４（ｂ）に示すように、転移率が１００％となった状態では、現像剤搬送ローラー３上で凝集された固形成分であるトナー粒子の凝集層が、現像剤搬送ローラー３から現像ローラー２にトナー粒子が押しつけられる電界力により、そのままの凝集状態を維持して現像ローラー２側に転移することができ、現像ローラー２上では３層化された液体現像剤が形成されることとなる。

よって、現像剤搬送ローラー上で２層化された液体現像剤が現像ローラー上で３層化されるためには、液体現像剤中のトナー粒子の転移率が１００％となる転移電圧が必要であることが分かる。

以上のような、現像剤搬送ローラー上での液体現像剤の２層化およびこれを現像ローラー上で３層化して現像処理に使用するように構成することで、液体現像剤を静電潜像に当接させる際に、静電潜像の非画像部に液体現像剤中の固形成分であるトナー粒子が直接接触しないようにすることができ、また、未露光部電位と現像ローラー電位との電位差により発生する電界力によりトナー粒子が現像ローラー側に押しつけられた場合でも、現像ローラー表面側に形成されている薄層キャリアリッチ層の分散力により、残トナーが現像ローラー表面に固着することを防ぐことができるようにしている。

本発明の全体構成図である。 現像剤搬送ローラーの構成図である。 ３層化による現像処理の説明図である。 ニップ部通過時間Ｔの説明図である。 導電性ブレードの印加電圧と未露光部電流との関係説明図である。 導電性ブレードの印加電圧によるトナー粒子の凝集状態説明図１である。 導電性ブレードの印加電圧によるトナー粒子の凝集状態説明図２である。 導電性ブレードへの最適印加電圧を求める処理の説明図である。 未露光部電流モニタを設けた場合の構成図である。 導電性ブレードを２層構造とした場合の説明図である。 電流制限抵抗を設けて２層化電圧を印加する構成の説明図である。 現像ローラーへの転移率検出手段の説明図である。 ３層化転移電圧と転移率の関係説明図である。 転移率によるトナー凝集状態の相違の説明図である。 カブリの発生の説明図である。 プリウェット液を使用した液体現像電子写真装置の説明図である。 従来の２層化処理手段を有する液体現像電子写真装置の説明図である。

符号の説明

１：感光体
２：現像ローラー
３：現像剤搬送ローラー
４：導電性ブレード
４ａ：可撓性フィルム
４ｂ：導電層
５：未露光部電流モニタ
６：電流制限抵抗
７：転移トナー濃度検出センサー
８：転移残トナー濃度検出センサー

Claims (6)

1. 不揮発性を示す、高粘度で高濃度な液体現像剤を現像剤として使用する液体現像電子写真装置の潜像担持体に形成された潜像にトナーを付着させ、トナー画像を形成する現像処理機構において、
   現像剤搬送ローラー上で液体現像剤に電圧を印加することで、液体現像剤中の固形成分であるトナー粒子を電界力により現像剤搬送ローラー表面に凝集させる２層化手段と、
   当該２層化手段により現像剤搬送ローラー上で２層化された液体現像剤を現像ローラーに塗布する際に、現像剤搬送ローラー電位と現像ローラー電位に電位差を生じさせることにより、現像剤搬送ローラーから現像ローラー側にトナー粒子が移動する方向に電界力を働かせる３層化転移電圧を印加し、現像ローラー上で液体現像剤を３層化する３層化手段と、
   を備えることを特徴とする液体現像電子写真装置。
2. 不揮発性を示す、高粘度で高濃度な液体現像剤を現像剤として使用する液体現像電子写真装置の潜像担持体に形成された潜像にトナーを付着させ、トナー画像を形成する現像処理機構において、
   前記２層化手段として、可撓性を有するフィルムより構成された導電性ブレードを備え、
   当該導電性ブレードを現像剤搬送ローラーに沿って撓ませ、十分にニップ幅を持たせて当接するようにし、現像剤搬送ローラー上の液体現像剤を掻き取ることなく、フィルム先端から通過させるように構成する、
   ことを特徴とする請求項１記載の液体現像電子写真装置。
3. 不揮発性を示す、高粘度で高濃度な液体現像剤を現像剤として使用する液体現像電子写真装置の潜像担持体に形成された潜像にトナーを付着させ、トナー画像を形成する現像処理機構において、
   前記２層化手段により、液体現像剤の特性や環境条件が変化した場合でも、常に現像剤搬送ローラー上で液体現像剤の２層化が完了するのに必要な印加電圧を求める手段を備える、
   ことを特徴とする請求項１または２記載の液体現像電子写真装置。
4. 不揮発性を示す、高粘度で高濃度な液体現像剤を現像剤として使用する液体現像電子写真装置の潜像担持体に形成された潜像にトナーを付着させ、トナー画像を形成する現像処理機構において、
   前記２層化が完了するのに必要な印加電圧を求める手段として、
   ２層化手段により印加する電圧を所定の時間毎に所定の電圧だけ段階的に昇圧していき、このときの潜像担持体に形成された静電潜像の非画像部の現像時に流れる未露光部電流の変化量を計測する手段を有し、
   当該計測手段により計測された未露光部電流の変化量が所定の変化量以下になった時点の印加電圧を２層化が完了するのに必要な印加電圧として現像処理に使用する、
   ことを特徴とする請求項３記載の液体現像電子写真装置。
5. 不揮発性を示す、高粘度で高濃度な液体現像剤を現像剤として使用する液体現像電子写真装置の潜像担持体に形成された潜像にトナーを付着させ、トナー画像を形成する現像処理機構において、
   前記３層化手段における３層化転移電圧として、
   現像剤搬送ローラー上の液体現像剤中の固形成分であるトナー粒子が現像ローラー側に１００％転移するのに必要な電圧を３層化転移電圧として求める手段を備える、
   ことを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の液体現像電子写真装置。
6. 不揮発性を示す、高粘度で高濃度な液体現像剤を現像剤として使用する液体現像電子写真装置の潜像担持体に形成された潜像にトナーを付着させ、トナー画像を形成する現像処理機構において、
   前記現像剤搬送ローラー上の液体現像剤中の固形成分であるトナー粒子が現像ローラー側に１００％転移するのに必要な電圧を３層化転移電圧として求める手段として、
   現像剤搬送ローラー及び現像ローラーに液体現像剤中のトナー濃度を計測する濃度センサーを備え、
   現像剤搬送ローラーから現像ローラー側にトナー粒子が移動する方向に電界力が働くように、現像剤搬送ローラー及び現像ローラーに加える３層化転移電圧を段階的に昇圧していき、当該濃度センサーにより現像剤搬送ローラー上の液体現像剤中のトナー粒子が１００％現像ローラー側に転移した時点の転移電圧を３層化に必要な転移電圧として現像処理に使用する、
   ことを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の液体現像電子写真装置。

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