JP2006235176A - 液体現像装置、液体現像方法及び現像ローラのクリーニング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 高濃度な液体現像剤であっても、均一な膜厚の液体現像剤の薄層を現像ローラ上に形成し、濃度ムラやトナーかぶりのない画像を形成することができる液体現像装置を提供することを第１の目的とし、前記液体現像装置がコンパクトで、配置自由度が大きい液体現像装置を提供することを第２の目的とする。
【解決手段】 現像ローラの表面に液体現像剤を供給する液体現像剤吐出口を有する液体現像剤供給ヘッドが、現像ローラの回転方向に対して液体現像剤吐出口の下流側に設けられた電極と、前記液体現像剤吐出口から吐出され前記現像ローラの表面に形成された液体現像剤の薄層の層厚を規制する層厚規制部とを有している。
【選択図】 図２

Description

本発明は液体現像剤を用いた電子写真方式によりトナー画像を形成する複写機、ファクシミリ、プリンタ等に用いる液体現像装置に関し、詳しくは絶縁性液体中にトナーを分散した液体現像剤を用い、像担持体上の静電潜像を現像する液体現像装置、液体現像方法及び前記液体現像装置内の現像ローラのクリーニング方法に関するものである。

従来より、高速の画像出力機としては、主に印刷機が用いられている。しかし、印刷機は、版を作る必要があり、少い部数を印刷するときは、コストが高くなる。そのため、少い部数でかつ高速の画像出力を低価格で実現できる方式として、電子写真方式が提案されている。電子写真方式には、乾式電子写真方式と湿式電子写真方式がある。中でも、画質の点で湿式電子写真方式が優れている。

湿式電子写真方式は、絶縁性液体の中にトナーを分散した液体現像剤を用いている。高速現像が可能であり、且つ、現像機をコンパクトにするため、高濃度の液体現像剤を用いるのが一般的である。しかし、高濃度の液体現像剤を用いる場合、現像ローラ上に形成される液体現像剤の薄層の膜厚が不均一になり、画像上に濃度ムラが発生するという問題や、また、像担持体上の非画像部にもトナーが付着し、白地部におけるトナーかぶりという問題が発生していた。このような問題に対し、現像ローラ上に高濃度な液体現像剤の薄層を形成する方法として、複数のローラを用いて液体現像剤を現像ローラ上に供給する方法が一般的に用いられている。しかし、現像装置の部品点数が増加し、駆動モータのトルクが高くなるため、コスト高となるとともに、現像装置自体が大きくなり、配置自由度が低下するという問題が発生した。

近年、現像ローラ軸方向に沿って、スリット状の液体現像剤吐出口を設け、現像ローラの軸方向への液体現像剤の供給量を一定にした、部品点数が少なく、現像装置の配置自由度のある液体現像装置が提案されている（特許文献１参照。）。
特開平９−２５８５２０号公報

しかしながら、上記特許文献１のような液体現像装置では、高濃度な液体現像剤を用いた場合、液体現像剤が高粘度となり、噴出口と現像ローラとの間で、空気を混入したり、噴出量が断続的に多くでたり少なくでたりするため、均一な液体現像剤の薄層を現像ローラ上に形成できず、十分に濃度ムラやトナーかぶりを解消することができない。

本発明は係る問題を解決するためになされたものであり、像担持体上に形成された静電潜像を液体現像剤の薄層を形成した現像ローラにより現像する液体現像装置において、高粘度な液体現像剤であっても、均一な膜厚の液体現像剤の薄層を現像ローラ上に形成し、濃度ムラやトナーかぶりのない画像を形成することができる液体現像装置を提供することを第１の目的とする。

また、前記液体現像装置がコンパクトで、配置自由度が大きい液体現像装置を提供することを第２の目的とする。

本発明者は、鋭意研究を重ねたところ、以下の記載の何れかの構成により、前記課題を解決できることを見出した。

請求項１に係る液体現像装置は、静電潜像が形成された像担持体と対向する位置に配置され、その表面に形成されたトナーを含有する液体現像剤の薄層により前記静電潜像の現像を行う現像ローラと、前記現像ローラの軸方向に沿って形成された、前記現像ローラの表面に液体現像剤を供給するための液体現像剤吐出口を有する液体現像剤供給ヘッドとを有する液体現像装置において、
前記液体現像剤供給ヘッドは、前記現像ローラの回転方向に対して前記液体現像剤吐出口の下流側に設けられた電極と、前記液体現像剤吐出口から吐出され前記現像ローラの表面に形成された液体現像剤の薄層の層厚を規制する層厚規制部とを有していることを特徴とするものである。

請求項２に係る液体現像装置は、請求項１に記載の液体現像装置において、前記液体現像剤供給ヘッドの層厚規制部と前記現像ローラとの最近接距離Ｌ１が次式、
Ｑ×０．５≦Ｌ１×Ｖ≦Ｑ
であることを特徴とするものである。但し、Ｑは軸方向単位長さ、単位時間あたりの現像剤供給量（体積）であり、Ｖは現像ローラ表面の移動速度である。

請求項３に係る液体現像装置は、請求項１又は２に記載の液体現像装置において、前記電極が、前記現像ローラの回転方向に対し前記液体現像剤吐出口の下流側で前記現像ローラ表面と前記層厚規制部が最近接する部分より下流側に設けられていることを特徴とするものである。

請求項４に係る液体現像装置は、請求項１乃至３の何れか１項に記載の液体現像装置において、前記液体現像剤の粘度が、２５℃において、０．１Ｐａ・ｓ以上１００Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とするものである。

請求項５に係る液体現像装置は、請求項１乃至４の何れか１項に記載の液体現像装置において、前記液体現像剤供給ヘッドは、前記層厚規制部により規制されて生じる余剰の液体現像剤を回収する第１の回収口を備えることを特徴とするものである。

請求項６に係る液体現像方法は、請求項１乃至５の何れか１項に記載の液体現像装置において、前記液体現像剤供給ヘッドは、前記静電潜像の現像が行われた後に前記現像ローラの表面に残存する液体現像剤を除去するクリーニング部を有することを特徴とするものである。

請求項７に係る液体現像装置は、請求項６に記載の液体現像装置において、前記液体現像剤供給ヘッドは、前記クリーニング部により前記現像ローラから除去された液体現像剤を回収する第２の回収口を備えることを特徴とするものである。

請求項８に係る液体現像方法は、請求項１乃至７の何れか１項に記載の液体現像装置を用いて、前記現像ローラを回転させ、前記現像ローラの回転方向に対し液体現像剤吐出口の下流側に設けられた電極と前記現像ローラとの間に、液体現像剤に含有されるトナーを前記現像ローラ側に引き寄せる方向に電界を形成し、前記現像ローラ上に形成される液体現像剤の薄層を接触させて像担持体上の静電潜像の現像を行うことを特徴とするものである。

請求項９に係る現像ローラのクリーニング方法は、請求項６又は７に記載の液体現像装置における現像ローラのクリーニング方法であって、前記現像ローラを回転させ、前記現像ローラの回転方向に対し液体現像剤吐出口の下流側に設けられた電極と前記現像ローラとの間に、液体現像剤に含有されるトナーを前記電極に引き寄せる方向に、または引き寄せる方向と押しやる方向とに交互に、電界を形成し、電界を作用させた後の液体現像剤を前記現像ローラから除去することを特徴とするものである。

請求項１においては、液体現像剤供給ヘッドに液体現像剤吐出口及び電極を設けることにより、前記電極に電圧を印加し、液体現像剤の薄層の厚さ方向にトナー濃度の勾配を設けることができ、現像時には、液体現像剤の薄層の上層部の濃度を低くし、上層部の粘度を下げることによって、液体現像剤供給ヘッドが前記液体現像剤薄層の表面から離れる際に生じる層厚ムラをなくすことができる。

また、液体現像剤供給ヘッドにより、液体現像剤の供給と液体現像剤の薄層形成をともに行うために、コンパクトな構成を取ることができ、液体現像装置の配置自由度を大きくすることができる。

また、請求項２においては、前記式のような関係とすることで、液体現像剤吐出口の下流部を通過する液量を供給液量に等しいかやや多くすることができ、現像ローラ上の液体現像剤薄層の層厚を良好に規制することができる。また、過剰に供給しすぎないので、余剰液量を減らすことができる。

また、請求項３においては、実質的な層厚規制部より下流側で電圧を印加するため、層厚規制部によって余剰液が除去されることに伴うトナー濃度変化が回避される。

また、請求項４においては、請求項１乃至３の何れか１項に記載の液体現像装置において、前記液体現像剤の粘度が、２５℃において、０．１Ｐａ・ｓ以上１００Ｐａ・ｓ以下とすることで、現像ローラ上の液体現像剤薄層の層厚を良好に規制することができる。また、トナーが高濃度に分散された高粘性の液体現像剤を用いることができるため、従来の０．１Ｐａ・ｓ以下の低粘度の液体現像剤を用いた場合に比べて、少ない量ですみ、コンパクトな構成とすることができる。

また、請求項５においては、請求項１乃至４の何れか１項に記載の液体現像装置において、液体現像剤供給ヘッドが、前記層厚規制部により規制された余剰の液体現像剤を回収する第１の回収口を備えることにより、コンパクトな構成で余剰液を回収でき、より安定した液体現像剤の薄層を形成することができる。また、液体現像装置の配置自由度を大きくすることができる。

また、請求項６においては、請求項１乃至５の何れか１項に記載の液体現像装置において、液体現像剤供給ヘッドが、前記静電潜像の現像が行われた後に前記現像ローラの表面に残存する液体現像剤を除去するクリーニング部を有することにより、液体現像剤の薄層を形成する前の現像ローラの表面をフレッシュにすることができ、より安定した液体現像剤の薄層を形成することができる。また、液体現像剤供給ヘッドにクリーニング部を設けることにより、現像ローラの他の部分にクリーニング部を設ける必要がなく、よりコンパクトな構成で液体現像剤を除去でき、液体現像装置の配置自由度を大きくすることができる。

また、請求項７においては、請求項６に記載の液体現像装置において、液体現像剤供給ヘッドが、前記クリーニング部により前記現像ローラから除去された液体現像剤を回収する第２の回収口を備えることにより、コンパクトな構成で除去された液体現像剤を回収でき、安定した液体現像剤の薄層を形成できるとともに、液体現像装置の配置自由度を大きくすることができる。

また、請求項８においては、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の液体現像装置を用いて、前記現像ローラを回転させ、前記現像ローラの回転方向に対し液体現像剤吐出口の下流側に設けられた電極と前記現像ローラとの間に、液体現像剤に含有されるトナーを前記現像ローラ側に引き寄せる方向に電界を形成し、現像ローラ上に形成される液体現像剤薄層を接触させて像担持体上の静電潜像の現像を行うことにより、液体現像剤中のトナーを現像ローラ側に集め、液体現像剤層の表面部のトナー濃度を低下させ、液体現像剤供給ヘッドに設けられた層厚規制部で規制されて得られた均一な膜厚の液体現像剤薄層により、高品位な画像を形成することができる。

また、請求項９においては、請求項６又は７に記載の液体現像装置における現像ローラのクリーニング方法であって、前記現像ローラを回転させ、前記現像ローラの回転方向に対し液体現像剤吐出口の下流側に設けられた電極と前記現像ローラとの間に、液体現像剤に含有されるトナーを前記電極に引き寄せる方向に、または引き寄せる方向と押しやる方向とに交互に、電界を形成し、電界を作用させた後の液体現像剤を現像ローラから除去することにより、現像ローラ上のトナーを現像ローラ表面から浮き上がらせることができ、クリーニング部によりクリーニングしやすくすることができる。よって、現像ローラ表面がリフレッシュされ、常に均一な膜厚の液体現像剤の薄層を長期にわたって形成することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の好適な実施形態である液体現像装置を備えた画像形成装置の概略構成を示す図である。ドラム状の像担持体１の周囲には、矢印で示す回転方向に順に、帯電装置２、露光装置３、液体現像装置４、転写ローラ５、クリーニングブレード６、除電ランプ７が、それぞれ配設されている。像担持体１の表面を帯電装置２により、所定の表面電位に一様に帯電し、その後、露光装置３により、画像情報の露光を行い、像担持体１の表面に静電潜像を形成する。像担持体１の静電潜像を液体現像剤９を貯蔵した液体現像装置４により、現像することで、像担持体１の表面にトナー像を形成する。

像担持体１に形成されたトナー像は、所定の電圧が印加された転写ローラ５により転写紙８上に転写される。その後、所定の温度に保持された定着ローラ９１、９２を通過することにより、トナー像は転写紙８上に固定的に定着される。また、トナー像の転写後の像担持体１上に残存する液体現像剤９は、クリーニングブレード６により除去される。上記工程を繰り返すことにより、転写紙８上への画像形成を連続して行っている。

本実施形態の画像形成装置は、液体現像装置が上記のような画像形成を行うための動作モードである現像モードと、液体現像装置内の現像ローラのクリーニングを行うためのモードであるクリーニングモードとを備えている。詳細は後述する。

液体現像剤９は、キャリア液である絶縁性液体と、静電潜像を現像する帯電したトナーと、前記トナーを分散させる分散剤とを主要成分としている。

キャリア液としては、一般に電子写真用液体現像剤に用いるものであれば、特に制限することなく使用することができる。例えば、鎖状あるいは分岐鎖状脂肪族系炭化水素、芳香族系炭化水素などが挙げられ、具体的には、ｎ−ペンタン、シクロヘキサン、イソパラフィン、塩素化パラフィン、ナフサ、ケロシン軽油などである。例えば、松村石油研究所（株）のモレスコホワイトなどを用いることができる。

トナーとしては、一般に電子写真用液体現像剤に用いるものであれば、特に制限することなく使用することができる。トナー用結着樹脂としては、例えばポリスチレン樹脂、スチレンーアクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。また、これらの樹脂を複数、混合して用いても良い。また、トナーの着色に用いられる顔料及び染料も一般に市販されているものを用いることができる。例えば、顔料としては、カーボンブラック、ベンガラ、酸化チタン、シリカ、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、スカイブルー、ベンジジンイエロー、レーキレッドＤ等を用いることができる。染料としては、ソルベントレッド２７やアシッドブルー９等を用いることができる。

液体現像剤の調製方法としては、一般に用いられる技法に基づいて調製することができる。例えば、結着剤樹脂と顔料とを所定の配合比で、加圧ニーダ、ロールミルなどを用いて溶融混練して均一に分散させ、得られた分散体を例えばジェットミルによって微粉砕する。得られた微粉末を例えば風力分級機などにより分級することで、所望の粒径の着色トナーを得ることができる。

続いて、得られたトナーをキャリア液としての絶縁性液体と所定の配合比で混合する。

この混合物をボールミル等の分散手段により均一に分散させ、液体現像剤９を得ることができる。

トナー濃度としては、１０〜４０質量％が好ましい。

このときの液体現像剤９の粘度は、２５℃において０．１Ｐａ・ｓ以上１００Ｐａ・ｓ以下が好ましく、より好ましくは、０．２Ｐａ・ｓ以上２０Ｐａ・ｓ以下である。０．１Ｐａ・ｓより低粘度の場合、トナー濃度が低くなるとともに、トナーの分散性が悪くなるので、現像液を薄層にして現像することができなくなる。また１００Ｐａ・ｓより高粘度になると、キャリア液とトナーとの攪拌が難しくなり、均一な液体現像剤を作製するための装置が大がかりとなるためコスト高になるという問題がある。なお、液体現像剤９の粘度は、ＴＡインスツルメント社製の粘度測定装置アレス（品番：ＦＲ−１００）で測定した。

本発明の実施形態である液体現像装置４について説明する。

現像ローラ４１に近接配置して液体現像剤９を吐出する液体現像剤供給ヘッド４２が設けられている。液体現像剤供給ヘッド４２に液体現像剤槽４７から液体現像剤９を送り出しポンプ４６によって、現像ローラ４１上に一定量吐出している。

液体現像剤供給ヘッド４２について、図２を用い、さらに詳しく説明する。図２（ａ）において、送り出しポンプ４６によって送り出された液体現像剤９は、吐出口４２２から現像ローラ４１表面に吐出する。また、液体現像剤供給ヘッド４２の下流側側板４２１には、ヘッド電極４２４が配置されている。ヘッド電極４２４と現像ローラ４１との間には、それらの間にある液体現像剤９に含有されるトナーが現像ローラ４１側に引き寄せられる方向に、電界が形成されている。例えばトナーの帯電極性が正の場合、ヘッド電極４２４と現像ローラ４１との間には、ヘッド電極４２４が正で現像ローラ４１が負となるように電圧が印加される。

ヘッド電極４２４と現像ローラ４１との電位差は、１Ｖ〜２０００Ｖがよい。この範囲より小さいと、十分に液体現像剤中のトナーがスリーブ表面側に集まらない。また、この範囲より大きいと、部分的に放電が発生しやすくなる。

このようにすることで、ヘッド電極４２２と現像ローラ４１との間を通過するトナーは、現像ローラ４１の表面に集まり、ヘッド電極４２２側は低粘度な液体現像剤層が形成される。その後、主として、液体現像剤供給ヘッド４２の下流側側板４２１（この先端部が層厚規制部として機能する）と現像ローラ４１との対向部における最近接距離Ｌ１の領域で、液体現像剤層が一定の膜厚に規制される。よって、この最近接距離Ｌ１においては、液体現像剤層の上層の低粘度部分に対して膜厚の規制が行われるため、通常、高粘度な液体現像剤を規制する場合に発生する規制ムラが生じることなく、安定した均一な膜厚の液体現像剤層を形成することができる。

最近接距離Ｌ１の設定値としては、０．１μｍ〜１００００μｍが好ましく、２μｍ〜１０００μｍがより好ましい。最近接距離Ｌ１は、液体現像剤中のトナー粒子がスムーズに通過できるように、トナー粒径より大きく設定する必要がある。また、最近接距離Ｌ１の設定値が大きすぎると、現像ローラ上の液体現像剤層厚が大きくなり、現像時のトナー移動に長時間を要するため、現像速度が遅くなるという問題が生じる。

本実施形態においては、下流側側板４２１で規制された余剰現像剤を、上流側側板４２３と現像ローラ４１との間からオーバーフローさせている。このオーバーフローした余剰現像剤は、現像剤受け４３に貯められ、吸い上げポンプ４５により液体現像剤槽４７に戻される。あるいは現像剤受け４３を設けない場合は、現像時に余剰現像剤を液体現像剤供給ヘッド４２の上流部に溜めておき、非現像時に、供給口からの供給を止めた状態で現像ローラを回転させてクリーニング部材まで運び、回収してもよい。あるいは液体現像剤供給ヘッド４２の上流側側板４２３に沿って現像ローラの軸方向両端部に流出させてそこで回収してもよい。

このように液体現像剤供給ヘッド４２に液体現像剤９の層厚を規制する機能を設けることで、複数ローラからなる薄層形成機構が不要となり、非常にコンパクトで、配置自由度が大きく、低コストな液体現像装置を提供できる。

図２（ｂ）には、スリット状の吐出口４２２を有する液体現像剤供給ヘッド４２の吐出側から見た図を示している。また、図２（ｃ）には、スリットに変えて、ノズル状の穴を多数並べて吐出口４２２′としたものを示している。吐出口４２２、４２２′としては、どちらの形状でも良いが、ノズル状のものは、液体現像剤供給ヘッド４２の剛性が強くなり、寸法精度を出しやすくなるのでより好ましい。また、吐出口４２２、４２２′の長手方向の幅は、像担持体１の表面を一様に帯電する帯電幅よりも短く、像担持体１の表面に潜像を形成するための画像露光を行う露光幅又は現像ローラで現像可能な現像幅よりも長くなるように設定することで、吐出口４２２、４２２′の長手方向の両端部で生じる現像ローラ４１上の液体現像剤薄層の層厚ムラの影響（像担持体１のクリーニングムラや転写部における転写ムラなど）を防ぐことができる。

このようにして形成した現像ローラ４１上の液体現像剤９の薄層により、像担持体１上の静電潜像を現像することにより、均一でトナーかぶりや濃度ムラのない画像を形成することができる。

次に現像ローラ４１上を現像ローラクリーニングブレード４４でクリーニングし、現像されなかった液体現像剤９を現像ローラ４１から除去する。この除去された液体現像剤９は、現像剤受け４３に貯められ、吸い上げポンプ４５により液体現像剤槽４７に戻される。

現像ローラ４１で像担持体１を現像する現像モードの時は、前記のようにヘッド電極４２４と現像ローラ４１との間に、それらの間にある液体現像剤９に含有されるトナーが現像ローラ４１側に引き寄せられる方向に、電界が形成されている。そのため、トナーが現像ローラ４１表面に集まるので、クリーニングブレード４４でクリーニングしても、現像ローラ４１上に電気的に強固に付着しているトナーを完全に除去することはできないことが想定される。そこで、本実施形態では、定期的に現像ローラ４１が像担持体１を現像しない時に、現像ローラ４１の表面をクリーニングするクリーニングモードを設けている。

クリーニングモードは、現像ローラ４１が、像担持体１を現像しないときに、ヘッド電極４２４と現像ローラ４１との間に形成する電界を、トナーを現像ローラから浮き上がらせる方向への電界又は交番電界又は、前記浮き上がらせる方向の電界に交番電界を重畳したものとすることにより、現像ローラ４１の表面に電気的に強固に付着しているトナーを現像ローラ４１の表面から浮き上がらせ、現像ローラクリーニングブレード４４でクリーニングしやすくするものである。このクリーニングモード時には、像担持体１と現像ローラを離間させておくことが好ましい。このようにすることで、現像ローラ４１の表面を常にリフレッシュでき、安定して均一な液体現像剤層を長期に現像ローラ４１上に形成することができる。

クリーニングモードは、連続した画像形成の間に設けても良いし、この液体現像装置を搭載した画像形成装置の電源投入時でもよい。また、一定の複写枚数ごとにクリーニングモードが入るようにしても良い。いずれにせよ、現像ローラ４１の表面を定期的にリフレッシュできれば良い。

液体現像剤供給ヘッド４２の製造方法としては、樹脂材料からの成型（押し出し成形方法、型抜き成形方法等）や機械加工、レーザ加工などにより作製する方法を採用することができる。また、板材を貼り合わせて作製することもできる。

液体現像剤供給ヘッド４２を構成する材料としては、特に制限なく各種の材料を用いることができるが、樹脂等の絶縁性材料や金属等の導電性材料で、表面に絶縁膜がコートされているようなものであればよい。

樹脂材料としては、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂等の一般に成形可能な樹脂であればよい。

また、図３に示すように、図２（ａ）におけるヘッド電極４２４を現像ローラ４１の回転方向に対し液体現像剤の吐出口の下流側で現像ローラ４１表面と層厚規制部（下流側側板４２１の先端部）とが最近接する部分（最近接距離Ｌ１を形成する部分）より下流側に設けるようにするとさらに良い。図３では、下流側側板４２１に可とう性材料、例えばウレタン等のゴムブレードを用い、現像ローラ４１に押圧しても良い。また、ヘッド電極４２４には、金属フィルムや樹脂フィルムに金属蒸着したものなどを用いることができる。

このヘッド電極４２４と現像ローラ４１との短絡を防止するために、ヘッド電極４２４の現像ローラ４１側の面には、絶縁材料を設けることが好ましい。金属フィルムであれば絶縁材料を被覆した面を、樹脂フィルムに導電性材料をコートしたものであれば樹脂フィルム面を現像ローラ４１側に持ってくることが好ましい。

ヘッド電極４２４に所定の電圧を印加することで、ヘッド電極４２４は、下流側側板４２１の層厚規制部で規制された液体現像剤薄層の表面に沿った状態となり、ヘッド電極４２４と現像ローラ４１との間を液体現像剤薄層が通過する時間内で、トナーを現像モード時には、現像ローラ４１側に引き寄せ、上層のトナー濃度を低下させることで、粘度を低くすることができ、よって、ヘッド電極４２４から液体現像剤薄層が離れるときの層厚ムラを防止することができる。また、図３のような構成にすることで、ヘッド電極４２４の距離を長くすることができるので、より十分にトナーを現像ローラ表面に寄せることができる。また、クリーニングモード時には、現像ローラ４１の表面にあるトナーを表面層の方向に十分に引きはがすことができる。

次に本発明の別の実施形態である液体現像装置４の液体現像剤供給ヘッド４２を図４を用いて説明する。

図４（ａ）に液体現像剤供給ヘッド４２の断面図、図４（ｂ）に液体現像剤供給ヘッドの吐出側から見た図を模式的に示す。液体現像剤供給ヘッド４２は、吐出口４２２と吐出口４２２から吐出した液体現像剤に電圧を印加し、トナーをスリーブ表面側に集めるためのヘッド電極４２４とヘッド電極４２４を保持するためのヘッド電極保持側板４２５と、吐出した液体現像剤に前記電圧を印加した後に、現像ローラ４１上の液体現像剤９の層厚を規制する層厚規制部を有する下流側側板４２１と、前記規制することにより発生する余分な液体現像剤９を回収する余剰現像剤回収口４２８と現像ローラ４１上の現像剤をクリーニングするクリーニングブレード４３０及びクリーニングされた現像剤を回収するクリーニング済み現像剤回収口４２９と液体現像剤供給ヘッド４２の上流側の側板を構成する上流側側板４２７とを備えている。

余剰現像剤回収口４２８から回収された液体現像剤及びクリーニング済み現像剤回収口４２９から回収された液体現像剤は、液体現像剤槽４７に戻される。この時、回収手段としてポンプを用いても良いが、送り出しポンプ４６の圧力で回収するようにしても良い。

また、現像ローラクリーニングブレード４３０は、クリーニングブレード保持側板４２６が兼ねても良い。材料としては、樹脂材料や薄い金属バネ（リン青銅板やＳＵＳ板等）や、ゴム材料を用いるのが良い。

液体現像剤供給ヘッド４２の製造方法及び材料については、先に示した実施形態と同様であればよいが、下流側側板４２１、ヘッド電極保持側板４２５及びクリーニングブレード保持側板４２６は、ヘッド電極４２４に近いため、電気力線が回り込まないように絶縁性材料で作るのが好ましい。

また、下流側側板４２１と現像ローラ４１との最近接距離Ｌ１は、０．１μｍ〜１００００μｍが好ましく、２μｍ〜１０００μｍがより好ましい。最近接距離Ｌ１は、液体現像剤中のトナー粒子がスムーズに通過できるように、トナー粒径より大きく設定する必要がある。また、最近接距離Ｌ１の設定値が大きすぎると、現像ローラ上の液体現像剤層厚が大きくなり、現像時のトナー移動に長時間を要するため現像速度が遅くなる問題が生じる。ヘッド電極保持側板４２５と現像ローラ４１との最近接距離Ｌ３は、Ｌ１と同程度か、吐出後の液表面から離れない程度にＬ１よりも大きく、Ｌ３の設定値としては、吐出液量にあわせてＬ１以上でＬ１×２以下が好ましい。

以上のような構成により、先に示した実施形態よりもさらにコンパクトになり、また配置自由度も大きくなる。

このような液体現像装置４を用いた画像形成装置により、トナーかぶりや濃度ムラのない画像を形成することができる。

次に本発明の実験例について詳細に説明する。
（実験例１）
絶縁性キャリア液としてモレスコホワイトＰ−１２０（（株）松村石油研究所社製）を使用し、このキャリア液と粒径３μｍのトナー粒子とをトナー濃度３０質量％となるように混合し、１５Ｐａ・ｓ（２５℃）の粘度とした液体現像剤９を調製した。この液体現像剤９のトナーの帯電量は、−５０μＣ／ｇであった。

この液体現像剤を図１に示す構成を持つ画像形成装置の液体現像剤槽４７に収容した。

像担持体１としては、φ８０ｍｍのアルミドラムに有機感光体膜を形成し、周速２００ｍｍ／ｓｅｃで回転させた。また、帯電装置２として、スコロトロンチャージャーを用い、像担持体１の表面を表面電位−７００Ｖになるように帯電した。露光装置３として、半導体レーザを用い、画像部分を露光し、像担持体１の表面電位を−１００Ｖとした。

液体現像装置４における現像ローラ４１としては下記のものを用い、また、作動条件は下記の通りに設定した。

径：φ４０ｍｍ
材料：ＮＢＲ＋カーボンブラック
表面導電率：１×１０⁷Ω・ｃｍ
ゴム硬度：５０°
周速：２００ｍｍ／ｓｅｃ
バイアス電圧：−４００Ｖ
また、液体現像剤供給ヘッド４２は、図２（ｂ）に示すスリット型のものを使用し、以下のような条件に設定した。

上流側側板４２３：ポリカーボネート樹脂板
下流側側板４２１：ポリカーボネート樹脂板
Ｌ１：５μｍ
Ｌ２：２０μｍ
吐出口４２２からの単位長さ（ｍ）当たりの吐出量：１．１×１０^-6ｍ³／ｓｅｃ
ヘッド電極４２４への印加電圧
現像モード時：−６００Ｖ
クリーニングモード時：−２００Ｖ
現像ローラクリーニングブレード４４には、ウレタンゴムブレード（アスキー硬度７０度、板厚２ｍｍ）を使用し、常時現像ローラに当接させている。

１００枚印刷ごとにクリーニングモードを実行し、１００枚印刷ごとに１０秒間、液体現像装置４を像担持体１から離間させ、現像ローラ４１の表面をクリーニングした。

以上の条件で１００００枚の耐刷テストを行い、目視観察したところ、画像濃度のムラやかぶりなどのない良好な画像を形成することができた。
（実験例２）
実験例１において、液体現像剤供給ヘッド４２を図３に示す構成にし、設定条件を下記のようにした以外は、同様な方法で実験を行った。

上流側側板４２３：ポリカーボネート樹脂板
下流側側板４２１：ウレタンブレード、硬度５０度、現像ローラ４１に押圧接触
Ｌ１：５μｍ（液体現像剤を吐出し、現像ローラ４１が回転駆動した状態での値）
Ｌ２：２０μｍ
ヘッド電極４２４：２５μｍのポリエチレンフィルムにアルミ蒸着したもの、ポリエチレンフィルム面側を現像ローラ４１側の面とした。

実験例１と同様に、１００００枚の耐刷テストを行い、目視観察したところ、画像濃度のムラやかぶりなどのない良好な画像を形成することができた。
（実験例３）
実験例１において、液体現像剤供給ヘッド４２を図４における構造とし、現像ローラクリーニングブレード４４を取り外した以外は、同様な方法で実験を行った。

液体現像剤供給ヘッド４２の設定条件を説明する。

下流側側板４２１：ポリカーボネート樹脂板
ヘッド電極保持側板４２５：ポリカーボネート樹脂板
上流側側板４２７：ポリカーボネート樹脂板
Ｌ１：５μｍ
Ｌ３：８μｍ
吐出口４２２からの単位長さ（ｍ）当たりの吐出量：１．１×１０^-6ｍ³／ｓｅｃ
ヘッド電極４２４への印加電圧
現像モード時：−６００Ｖ
クリーニングモード時：−２００Ｖ
現像ローラクリーニングブレード４３０は、クリーニングブレード保持側板４２６が兼ねる構造とし、クリーニングブレード保持側板４２６には、ウレタンゴムブレード（アスキー硬度７０度、板厚２ｍｍ）を使用し、常時現像ローラに当接させている。また、クリーニング済み液体現像剤は、図示していない吸い上げポンプにより液体現像剤槽４７に回収している。また、下流側側板で規制され、発生した余剰現像剤は、吐出口４２２に液体現像剤を吐出させる送り出しポンプによる圧力により、液体現像剤槽４７に回収している。

以上の条件で１０Ｋ枚の耐刷テストを行い、目視観察したところ、画像濃度のムラやかぶりなどのない良好な画像を形成することができた。

本発明の一実施形態である液体現像装置を備えた画像形成装置の概略構成図である。 （ａ）は、本発明の一実施形態である液体現像装置における液体現像剤供給ヘッドの概略構成図である。（ｂ）は、本発明の一実施形態である液体現像装置におけるスリット状の吐出口を有する液体現像剤供給ヘッドの吐出側から見た概略構成図である。（ｃ）は、本発明の一実施形態である液体現像装置におけるノズル状の吐出口を複数有する液体現像剤供給ヘッドの吐出側から見た概略構成図である。 本発明の一実施形態である液体現像装置における液体現像剤供給ヘッドの概略構成図である。 本発明の一実施形態である液体現像装置における液体現像剤供給ヘッドの概略構成図である。

符号の説明

Ｌ１ 下流側側板と現像ローラとの最近接距離
Ｌ２ 上流側側板と現像ローラとの最近接距離
Ｌ３ ヘッド電極保持側板と現像ローラとの最近接距離
１ 像担持体
２ 帯電装置
３ 露光装置
４ 液体現像装置
５ 転写ローラ
６ クリーニングブレード
７ 除電ランプ
８ 転写紙
９ 液体現像剤
９１、９２ 定着ローラ
４１ 現像ローラ
４２ 液体現像剤供給ヘッド
４３ 現像剤受け
４４、４３０ 現像ローラクリーニングブレード
４５ 吸い上げポンプ
４６ 送り出しポンプ
４７ 液体現像剤槽
４２１ 下流側側板（層厚規制部材）
４２２、４２２′ 吐出口
４２３、４２７ 上流側側板
４２４ ヘッド電極
４２５ ヘッド電極保持側板
４２６ クリーニングブレード保持側板
４２８ 余剰現像剤回収口
４２９ クリーニング済み現像剤回収口

Claims (9)

1. 静電潜像が形成された像担持体と対向する位置に配置され、その表面に形成されたトナーを含有する液体現像剤の薄層により前記静電潜像の現像を行う現像ローラと、前記現像ローラの軸方向に沿って形成された、前記現像ローラの表面に液体現像剤を供給するための液体現像剤吐出口を有する液体現像剤供給ヘッドとを有する液体現像装置において、
   前記液体現像剤供給ヘッドは、前記現像ローラの回転方向に対して前記液体現像剤吐出口の下流側に設けられた電極と、前記液体現像剤吐出口から吐出され前記現像ローラの表面に形成された液体現像剤の薄層の層厚を規制する層厚規制部とを有していることを特徴とする液体現像装置。
2. 前記液体現像剤供給ヘッドの層厚規制部と前記現像ローラとの最近接距離Ｌ１が以下の式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の液体現像装置。
   Ｑ×０．５≦Ｌ１×Ｖ≦Ｑ
   式中、Ｑは軸方向単位長さ、単位時間あたりの現像剤供給量（体積）であり、Ｖは現像ローラ表面の移動速度である。
3. 前記電極が、前記現像ローラの回転方向に対し前記液体現像剤吐出口の下流側で前記現像ローラ表面と前記層厚規制部が最近接する部分より下流側に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体現像装置。
4. 前記液体現像剤の粘度が、２５℃において、０．１Ｐａ・ｓ以上１００Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の液体現像装置。
5. 前記液体現像剤供給ヘッドは、前記層厚規制部により規制されて生じる余剰の液体現像剤を回収する第１の回収口を備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の液体現像装置。
6. 前記液体現像剤供給ヘッドは、前記静電潜像の現像が行われた後に前記現像ローラの表面に残存する液体現像剤を除去するクリーニング部を有することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の液体現像装置。
7. 前記液体現像剤供給ヘッドは、前記クリーニング部により前記現像ローラから除去された液体現像剤を回収する第２の回収口を備えることを特徴とする請求項６に記載の液体現像装置。
8. 請求項１乃至７の何れか１項に記載の液体現像装置を用いて、前記現像ローラを回転させ、前記現像ローラの回転方向に対し液体現像剤吐出口の下流側に設けられた電極と前記現像ローラとの間に、液体現像剤に含有されるトナーを前記現像ローラ側に引き寄せる方向に電界を形成し、前記現像ローラ上に形成される液体現像剤の薄層を接触させて像担持体上の静電潜像の現像を行うことを特徴とする液体現像方法。
9. 請求項６又は７に記載の液体現像装置における現像ローラのクリーニング方法であって、前記現像ローラを回転させ、前記現像ローラの回転方向に対し液体現像剤吐出口の下流側に設けられた電極と前記現像ローラとの間に、液体現像剤に含有されるトナーを前記電極に引き寄せる方向に、または引き寄せる方向と押しやる方向とに交互に、電界を形成し、電界を作用させた後の液体現像剤を前記現像ローラから除去することを特徴とする現像ローラのクリーニング方法。

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