JP2005242217A - 液体現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 現像液貯溜容器内の攪拌されない現像液の滞留スペースを低減することができ、現像液の攪拌・混合効率を向上し、現像を適正に行うことができる液体現像装置を提供する。
【解決手段】 液体現像器１４を構成する現像液貯溜容器２３の内部に上流側攪拌スクリュー２６と下流側攪拌スクリュー２９を所定位置において回転可能に収容する。下流側攪拌スクリュー２９と対応して汲み上げローラ４４、塗布ローラ４３、現像ローラ４２を装着する。現像ローラ４２を感光体ドラム１１に接触させる。前記下流側攪拌スクリュー２９に汲み上げローラ４４を対応して配設する。前記現像液貯溜容器２３内の上流側攪拌スクリュー２６の攪拌羽根２６ａの外径Ｄ１寸法を、下流側攪拌スクリュー２９の攪拌羽根２９ａの外径Ｄ２寸法よりも大きく設定し、上流側攪拌スクリュー２６によって攪拌されない現像液Ｌの滞留スペースを低減する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ装置或いはプリンタ等に採用される液体現像装置に関する。

一般に、液体現像装置は、感光体ドラムの表面に対して画像情報に応じた光を照射することにより静電潜像を形成し、この静電潜像に対してトナーとキャリア液からなる現像液を現像ローラによって付着することにより、感光体ドラムにトナー像を形成するようになっている。前記現像ローラの外周面には現像液貯溜容器内に貯溜された現像液が汲み上げローラ及び塗布ローラによって塗布されるようになっている。

前記現像液貯溜容器内には貯溜された現像液を形成するトナー成分とキャリア成分を攪拌・混合しつつ巡回させるためのスパイラル状をなす上流側及び下流側攪拌スクリューが配設されている。又、下流側攪拌スクリューの上方には攪拌・混合された現像液を汲み上げる汲み上げローラが現像液に浸漬されるように配設されている。これによって、適正に攪拌・混合された現像液が汲み上げローラ及び塗布ローラによって前記現像ローラに塗布される。（特許文献１参照）なお、特許文献１の液体現像装置は、汲み上げローラの回転方向に関して、上流側及び下流側となるように攪拌スクリューが配設されている。そして、現像された後の現像液をそのまま汲み上げたり、補給された現像液をそのまま汲み上げたりするようなっている。
特開２００１−２８２００２

前述した従来の液体現像装置は、前記一対の攪拌スクリューが、その回転軸方向から見て左右対称状に配設されていたので、次のような問題が生じた。すなわち、図３に示すように現像液貯溜容器２３内に収容された一対の上流側及び下流側攪拌スクリュー２６，２９の攪拌羽根２６ａ，２９ａの外径寸法が同じ寸法に設定されているので、上流側攪拌スクリュー２６の上方に攪拌されない（又は攪拌効率が低い：以下単に攪拌されないと言う）現像液Ｌの滞留スペースＳ１が生じるとともに、下流側攪拌スクリュー２９の上方において現像液貯溜容器２３の内側面と汲み上げローラ４４の外周面との間に、下流側攪拌スクリュー２９では攪拌されない現像液Ｌの滞留スペースＳ２が生じる。さらに、第１，２攪拌スクリュー２６，２９の間にも同様に攪拌されない現像液Ｌの滞留スペースＳ３が生じる。現像液Ｌが滞留する現象を確認するため、現像液Ｌの液面に異なる色の現像液Ｌを落として攪拌させた。その結果、滞留スペースＳ１，Ｓ２で現像液が動かないので、色が混じり合わずに滞留していることが確認された。

上記問題を解消するため、攪拌スクリュー２６，２９の羽根２６ａ，２９ａに攪拌効率を高めるためのパドル形状の板を追加したり、攪拌スクリュー２６，２９の回転数を変更したりするという方策がとられたが、攪拌されない現像液Ｌの滞留スペースＳ１，Ｓ２，Ｓ３が存在するために攪拌・混合効率を大幅に向上することができないという問題があった。

図３において、前記現像液Ｌの液位を二点鎖線で示すように低く設定した場合には、攪拌されない現像液Ｌの滞留スペースＳ１，Ｓ２が低減されるが、攪拌スクリュー２６，２９が現像液Ｌで十分覆われていないと、現像液Ｌに空気が混合され、気泡が発生し画像不良の原因となる。又、汲み上げローラ４４の現像液Ｌ中への浸漬量が少なくなるので、該汲み上げローラ４４への現像液Ｌの受け渡しが適正に行われないという問題もあった。

本発明の目的は、上記従来の技術に存する問題点を解消して、現像液貯溜容器内の攪拌部材によって攪拌されない現像液の滞留スペースを低減することができ、現像液の攪拌・混合効率を向上することができる液体現像装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、画像情報に基づいて静電潜像を形成可能な像担持体と、上記像担持体の外周面にトナーとキャリア液からなる現像液を付着して静電潜像を現像する現像液担持体と、前記現像液を貯溜する現像液貯溜容器と、前記現像液貯溜容器内の現像液を前記現像液担持体に供給する供給手段と、前記現像液貯溜容器内に収容され、かつ現像液を攪拌・混合して巡回させる攪拌部材とを備えた液体現像装置において、前記現像液貯溜容器の内側面と前記攪拌部材との間の現像液の滞留スペースを低減するためのスペース低減手段を設けたことを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記攪拌部材は、所定位置において回転されるスパイラル状の上流側及び下流側攪拌スクリューであって、前記スペース低減手段は、前記供給手段を構成する汲み上げローラから側方に離隔した上流側攪拌スクリューの外径寸法を、前記汲み上げローラと上下に対応する下流側攪拌スクリューの外径寸法よりも大きく設定することにより構成されていることを要旨とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記スペース低減手段は、前記現像液貯溜容器の内側面に張り出し形成されたスペース低減部材であることを要旨とする。
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３において、前記一対の攪拌部材の間には、区画板が設けられ、該区画板にはスペース低減手段としての機能が付与されていることを要旨とする。

請求項１〜４のいずれか一項に記載の発明は、前記現像液貯溜容器の内側面と前記攪拌部材との間の現像液の滞留スペースを低減するスペース低減手段を設けたので、攪拌部材によって攪拌されない現像液の滞留スペースを低減することができる。この結果、現像液貯溜容器の内部に貯溜する現像液の量を少なくすることができ、現像液を形成するキャリア液とトナーを効率よく攪拌・混合することができる。

請求項２記載の発明は、上側攪拌スクリューの外径寸法を下流側攪拌スクリューの外径寸法よりも大きくして、上流側攪拌スクリュー自体にスペース低減手段としての機能を付与したので、スペース低減手段の部品点数を多くする必要がなく製造及び組み付け作業を容易に行いコストを低減することができる。

請求項３記載の発明は、現像液貯溜容器内にスペース低減部材を配設したので、攪拌されない現像液の収容ペースを効率的に低減することができ、前述した効果を向上することができる。

請求項４記載の発明は、区画板にスペース低減手段としての機能を付与したので、スペース低減手段の部品点数を多くする必要がなく製造及び組み付け作業を容易に行いコストを低減することができる。

以下、本発明を、タンデム型カラー画像形成装置（以下、単に湿式画像形成装置という）に用いられる液体現像装置として具体化した一実施形態を図面を参照して説明する。
図１は湿式画像形成装置を構成する複数の液体現像装置のうちの一つの液体現像装置を表す概略構成図、図２は同じく液体現像装置の現像液供給器の一部の部材を省略した平面図である。この液体現像装置は、像担持体としての感光体ドラム１１、主帯電装置１２、ＬＰＨ（ＬＥＤ ＰＲＩＮＴ ＨＥＡＤ）１３、液体現像器１４、転写手段１５、クリーニング手段１７、除電ランプ１８から構成され、樹脂でできた筐体に組み付けることにより１つのユニットとなり、図示しない装置本体に取り付けられるようになっている。

感光体ドラム１１はアモルファス・シリコンドラムを用いており、現像位置での暗電位はおよそ３００Ｖになるよう前記主帯電装置１２により帯電される。この帯電した感光体ドラム１１の表面にＬＰＨ１３が画像情報に応じた光を照射することにより感光体ドラム１１の表面に静電潜像が形成される。

液体現像器１４は、トナーとキャリア液からなる現像液を所定の濃度になるように撹拌・混合して用い、後述する現像ローラ４２でこの現像液を感光体ドラム１１の光が照射された部分の静電潜像に適用することにより感光体ドラム１１にトナー像を形成（顕像）するものである。感光体ドラム１１の暗電位が３００Ｖで、現像バイアスは２００Ｖ、露光後電位が２０Ｖとなるように設定されている。即ち、暗電位は画像白部に相当し、露光後電位は画像黒部に相当し、この差がいわゆるコントラスト電位である。上記のように形成された静電潜像が現像（顕像）されたトナー像は、前記転写手段１５とのニップにおいて、図示しないベルト搬送手段の中間転写ベルト１６に転写される。前記転写手段１５は本実施形態では転写ローラを用いており、前記感光体ドラム１１の表面電位とは逆極性の電圧が−２００〜−１３００Ｖの範囲に設定され、印加されるようになっている。

又、感光体ドラム１１は表面の残留電位を下げて均一にすべく除電ランプ１８により除電されて、その後は次の一連のプロセスに備える。このように画像形成する場合の電位設定は、感光体ドラム１１の特性、トナーの性能、環境に応じて最適な値は変わるものである。湿式画像形成装置は、上記液体現像装置と同様の方法で、別の３種類の液体現像装置でマゼンタ、シアン、イエローに対応する画像を感光体ドラム上に現像し、中間転写ベルト１６上に順次繰り返し、ずれなく転写することでフルカラー画像の形成を行う。

次に、図１を参照して、液体現像器１４の具体的構成について説明する。
本実施形態に係る液体現像器１４は、概略的にみて、現像液供給部２１と、この現像液供給部２１により供給された現像液を前記感光体ドラム１１に転写するための現像部２２とにより構成されている。そこで、前記現像液供給部２１及び現像部２２の構成について以下に順次説明する。

前記現像液供給部２１は、現像液Ｌを収容する現像液貯溜容器２３を備えている。現像液貯溜容器２３は、図２の平面に示すように横長四角箱状に形成され、その左右両端部には、軸受を兼用する遮蔽部材２４，２５が取り付けられ、攪拌部材としての上流側攪拌スクリュー２６が回転軸２７により所定位置において回転可能に支持されている。前記現像液貯溜容器２３の左端部から右方向に所定距離だけ離隔した位置には軸受２８が取り付けられ、この軸受２８と前記遮蔽部材２５の間には、攪拌部材としての下流側攪拌スクリュー２９が回転軸３０により所定位置において回転可能に支持されている。前記現像液貯溜容器２３の底面には前記上流側攪拌スクリュー２６と下流側攪拌スクリュー２９との間に位置するように区画板３１が回転軸２７，３０と平行になるように配設されている。

前記現像液貯溜容器２３の内部は前記区画板３１によって上流側攪拌混合通路３２と、下流側攪拌混合通路３３とに区画されている。前記区画板３１の右端部と、遮蔽部材２５の間には第１連通路３４が形成され、区画板３１の左端部と前記軸受２８との間には、第２連通路３５が形成されている。さらに、前記上流側攪拌スクリュー２６の左端部と対応するように前記現像液貯溜容器２３にはキャリア液と、濃縮されたトナー液をそれぞれ補給するための補給部３６が形成されている。前記遮蔽部材２４と上流側攪拌混合通路３２との間には、補給路３７が形成され、該補給路３７には前記上流側攪拌スクリュー２６が延在されている。前記回転軸２７及び回転軸３０の右端部は、前記遮蔽部材２５を貫通して右方向に突出され、図示しない回転駆動機構によって回転されるようになっている。

従って、前記回転駆動機構（図示略）によって、回転軸２７，３０が図２の矢印で示すように互いに反対方向に回転されると、上流側及び下流側攪拌スクリュー２６，２９がそれぞれ反対方向に回転され、現像液貯溜容器２３の内部に収容された現像液Ｌが上流側及び下流側攪拌スクリュー２６，２９によって、攪拌・混合されつつ図２に矢印Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓで示す方向に巡回される。すなわち、上流側の攪拌混合通路３２内において上流側攪拌スクリュー２６により攪拌・混合された現像液Ｌは、図２にＰ矢印方向に移動し、前記第１連通路３４によって矢印Ｑで示すように下流側の攪拌混合通路３３に導かれ、該攪拌混合通路３３において下流側攪拌スクリュー２９によって攪拌・混合された現像液Ｌは矢印Ｒ方向に移動され、その下流端で第２連通路３５によって、矢印Ｓで示すように攪拌混合通路３２の上流端に導かれる。又、補給部３６から補給路３７に補給されたトナー液とキャリア液は、上流側攪拌混合通路３２の現像液に混入され、上流側攪拌スクリュー２６によって攪拌混合される。

次に、前記現像部２２について説明すると、この現像部２２は、前記現像液貯溜容器２３の上端部に嵌合固定される支持枠体４１を備えている。この支持枠体４１には現像液担持体としての現像ローラ４２、塗布ローラ４３、汲み上げローラ４４、ドクタブレード４５及び現像クリーニングブレード４６が設けられている。現像ローラ４２、塗布ローラ４３及び汲み上げローラ４４は、歯車列等からなる駆動伝達機構を介して駆動モータ（ともに図示しない）により回転駆動される。

現像液Ｌは、シリコンオイル等の非極性の絶縁性液体からなるキャリア液中にトナーが高濃度で分散するように調整されている。汲み上げローラ４４は現像液Ｌにその一部が浸かっており、汲み上げた現像液Ｌを塗布ローラ４３に接触回転して塗布ローラ４３に現像液Ｌを塗布する。

そして、塗布ローラ４３は、現像液Ｌを現像ローラ４２上に塗布することにより、現像ローラ４２上に現像液Ｌの薄層を形成する。感光体ドラム１１上の現像領域においては、この現像液Ｌによって潜像が現像される。又、現像後、現像ローラ４２上に残留した現像液Ｌは現像クリーニングブレード４６によって現像ローラ４２上から除去され、現像液貯溜容器２３内の現像液Ｌを汲み上げた下流側攪拌混合通路３３とは反対側の上流側攪拌混合通路３２に戻される。

この実施形態では、前記塗布ローラ４３、汲み上げローラ４４及び上流側及び下流側攪拌スクリュー２６，２９等によって現像液を現像ローラ４２に供給する供給手段が形成されている。

前記クリーニング手段１７について説明する。
前記感光体ドラム１１上の転写されなかった転写残現像液は、クリーニング手段１７により回収される。クリーニング手段１７は、回収された未転写現像液（液状の未転写トナー）を収容するクリーニングケース５１を備えている。クリーニングケース５１の内部には、クリーニングローラ５２、クリーニングブレード５３及び搬送スクリュー５４が設けられている。クリーニングローラ５２は、感光体ドラム１１に対し圧接されていて、図示しない駆動モータにより感光体ドラム１１と同方向に回転駆動されている。クリーニングブレード５３は、クリーニングローラ５２よりも下方において、感光体ドラム１１に対しカウンタ当接することにより、感光体ドラム１１上の転写残現像液を回収除去し、感光体ドラム１１を次の画像形成工程に備えさせる。搬送スクリュー５４はクリーニングケース５１の下部においてクリーニングブレード５３で掻き取られた転写残現像液を回収する。

次に、この発明の特徴的構成を説明する。
図１に示すように汲み上げローラ４４から側方に離隔した前記上流側攪拌スクリュー２６の攪拌羽根２６ａの外径Ｄ１寸法は、前記汲み上げローラ４４と上下に対応する前記下流側攪拌スクリュー２９の攪拌羽根２９ａの外径Ｄ２寸法よりも大きく設定されている。この実施形態では、上流側攪拌スクリュー２６の攪拌羽根２６ａの外径Ｄ１寸法を大きくすることにより、上流側攪拌スクリュー２６自体にスペース低減手段としての機能を付与している。又、前記汲み上げローラ４４の下端部は前記下流側攪拌スクリュー２９の攪拌羽根２９ａの外周縁に近接するように配置されている。さらに、前記現像液貯溜容器２３の左側内側面には下流側の前記攪拌混合通路３３の内部に進入して前記下流側攪拌スクリュー２９の攪拌羽根２９ａの外周面に近接するようにスペース低減手段としてのスペース低減部材６１が装着されている。前記現像液Ｌの液面の高さ位置は、図１に実線で示すように汲み上げローラ４４の回転中心Ｏよりも若干下の位置に保たれるように調整される。この調整は現像液Ｌの液位センサ（図示略）により検出された信号に基づいて補給部３６に補給されるトナー液及びキャリア液の量を調整することにより行われる。

上記実施形態では、上流側攪拌混合通路３２の内部に収容された上流側攪拌スクリュー２６の攪拌羽根２６ａの外径Ｄ１寸法を、下流側攪拌混合通路３３内に収容された下流側攪拌スクリュー２９の攪拌羽根２９ａの外径Ｄ２寸法よりも大きく設定したので、図１に示すように上流側攪拌スクリュー２６によって攪拌されない現像液Ｌの滞留スペース（図３の滞留スペースＳ１）を低減することができる。従って、無駄な現像液Ｌの滞留スペースを少なくすることができ、上流側攪拌スクリュー２６による現像液Ｌの攪拌・混合効率を向上することができ、適正な現像を行い、画像の品質を向上することができる。

又、上記実施形態では、現像液貯溜容器２３に貯溜される現像液Ｌの貯溜量を少なくすることもでき、現像液貯溜容器２３の小型化を図ることができる。現像液Ｌの液面の高さは、同じでも現像液貯溜容器２３内の滞留スペースを低減することにより現像液Ｌの貯留量を７０〜８０％にすることができる。

さらに、上記実施形態では、外径Ｄ２寸法の小さい下流側攪拌スクリュー２９の攪拌羽根２９ａと対応して前記汲み上げローラ４４を配設したので、該ローラ４４を現像液Ｌの内部に適正深さ浸漬することができる。このため、汲み上げローラ４４の外周面に現像液Ｌを適正量だけ付着させて塗布ローラ４３に確実に受け渡すことができる。

加えて、上記実施形態では、現像液貯溜容器２３の下流側攪拌混合通路３３側の内側面にスペース低減部材６１を装着したので、下流側攪拌スクリュー２９によって攪拌されない現像液Ｌの滞留スペースを低減することができる。従って、無駄な現像液Ｌの滞留スペース（図３の滞留スペースＳ２）を少なくすることができ、下流側攪拌スクリュー２９による現像液Ｌの攪拌・混合効率を向上することができる。このスペース低減部材６１は、現像液Ｌの液面までの高さであれば、最低限の機能を果たすことができる。

なお、上流側攪拌スクリュー２６と下流側攪拌スクリュー２９の直径Ｄ１，Ｄ２を変えないで、上流側攪拌スクリュー２６よりも下流側攪拌スクリュー２９を下に配置しても図３に示す滞留スペースＳ１を低減することができる。しかし、上流側及び下流側攪拌スクリュー２６，２９の最下限位置が変化するので、上流側及び下流側攪拌スクリュー２６，２９間での現像液Ｌの受渡しが上手く行えない。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 前記区画板３１及びスペース低減部材６１の形状は、スペース低減の観点からは、下流側攪拌スクリュー２６、下流側攪拌スクリュー２９及び汲み上げローラ４４の外周面に対応した円弧状が望ましい。しかし、下流側攪拌スクリュー２９及び汲み上げローラ４４の受渡し部では、現像液Ｌに圧力がかかるので少し逃がしておくのがよい。

○ 前記上流側及び下流側攪拌スクリュー２６，２９に代えて、別の攪拌部材を用いてもよい。
○ 前記区画板３１を前記上流側攪拌スクリュー２６と汲み上げローラ４４との間に延長して配設し、区画板３１にスペース低減手段としての機能を付与してもよい。

○ 例えば、攪拌スクリュー等の攪拌部材を三列以上に配設してもよい。又、三つ以上の攪拌部材を閉環状に配設してもよい。
○ 上流側及び下流側攪拌スクリュー２６，２９による現像液Ｌの送り量を同じにするために羽根２６ａ，２９ａのピッチを相違させたり、上流側及び下流側攪拌スクリュー２６，２９のそれぞれの回転数を相違させたりしてもよい。

図１において、上流側攪拌スクリュー２６の直径Ｄ１を２５ｍｍ、下流側攪拌スクリュー２９の直径Ｄ２を２０ｍｍ、汲み上げローラ４４の直径Ｄ３を２０ｍｍとした。又、下流側攪拌スクリュー２６の最上端と、汲み上げローラ４４の最下端がほぼ同じ高さ位置に設定したので、上流側攪拌スクリュー２６の最上端は、汲み上げローラ４４の最下端よりも約５ｍｍ高い位置にある。さらに、上流側攪拌スクリュー２６が２〜３ｍｍ程度隠れるように現像液Ｌの量を調整する。この状態では、汲み上げローラ４４の直径Ｄ３の約１／３（回転中心位置よりも若干下の位置）が現像液Ｌに浸かることになる。

本発明の液体現像装置の横断面図。 液体現像装置の現像液供給器の一部の部材を省略した平面図。 従来の液体現像装置の横断面図。

符号の説明

Ｌ…現像液、Ｓ１…滞留スペース、２３…現像液貯溜容器、２６…上流側攪拌スクリュー、２９…下流側攪拌スクリュー、３１…区画板、４４…汲み上げローラ、６１…スペース低減部材。

Claims (4)

1. 画像情報に基づいて静電潜像を形成可能な像担持体と、
   上記像担持体の外周面にトナーとキャリア液からなる現像液を付着して静電潜像を現像する現像液担持体と、
   前記現像液を貯溜する現像液貯溜容器と、
   前記現像液貯溜容器内の現像液を前記現像液担持体に供給する供給手段と、
   前記現像液貯溜容器内に収容され、かつ現像液を攪拌・混合して巡回させる攪拌部材と
   を備えた液体現像装置において、
   前記現像液貯溜容器の内側面と前記攪拌部材との間の現像液の滞留スペースを低減するためのスペース低減手段を設けたことを特徴とする液体現像装置。
2. 請求項１において、前記攪拌部材は、所定位置において回転されるスパイラル状の上流側及び下流側攪拌スクリューであって、前記スペース低減手段は、前記供給手段を構成する汲み上げローラから側方に離隔した上流側攪拌スクリューの外径寸法を、前記汲み上げローラと上下に対応する下流側攪拌スクリューの外径寸法よりも大きく設定することにより構成されていることを特徴とする液体現像装置。
3. 請求項１又は２において、前記スペース低減手段は、前記現像液貯溜容器の内側面に張り出し形成されたスペース低減部材であることを特徴とする液体現像装置。
4. 請求項２又は３において、前記一対の攪拌部材の間には、区画板が設けられ、該区画板にはスペース低減手段としての機能が付与されていることを特徴とする液体現像装置。

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