JP2008209660A - 現像装置及び電子写真装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像装置及び電子写真装置において、現像工程で移送される液体トナーの移送経路で液体トナーの濃度を測定することで装置の簡素化及び小型化を可能とする。
【解決手段】所定濃度の液体トナーを貯留するタンク２１と、このタンク２１の液体トナーに一部が浸漬してこの液体トナーを汲み上げ可能な供給ローラ２２と、均しローラ２３と、液体トナーが受け渡される現像ローラ２４とから現像装置１４を構成し、タンク２１のトナー濃度を調整するトナー濃度調整装置２７と、供給ローラ２２の表面の液体トナーの濃度を測定するトナー濃度測定装置２８と、トナー濃度測定装置２８の測定結果に基づいてトナー濃度調整装置２７を制御する制御装置２９を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、感光ドラムに帯電した液体トナーを供給してトナー像を形成する現像装置、並びに、この現像装置により形成されたトナー像を用紙に転写して定着させる電子写真装置に関するものである。

従来の電子写真装置は、感光ドラムと、この感光ドラムを帯電する帯電装置と、感光ドラム上に像を露光する露光装置と、感光ドラムの静電潜像が形成された部分に帯電したトナーを供給して静電潜像を顕像化する現像装置と、感光ドラム上に形成されたトナー像を用紙に転写する転写ドラムと、用紙に転写されたトナー像を定着する定着装置とから構成されている。

従って、帯電装置により感光ドラムの表面をトナー特性に応じた極性を帯電し、露光装置により帯電した感光ドラム上に像を露光する。一方、タンクに貯留された液体トナーを供給ローラにより現像ローラに受け渡し、現像ローラ上に薄層の液体トナー層を形成する。そして、現像ローラ上の液体トナー層を感光ドラムの表面に形成された静電潜像に近接させ、静電気力により帯電したトナー層を感光ドラム上に移動させ、感光ドラム上にトナー像を形成し、感光ドラム上に形成されたトナー像を用紙に転写し、定着装置により用紙に転写されたトナー像を熱的に溶融させて定着する。

このように構成された従来の電子写真装置の現像装置では、タンクに貯留された液体トナーを供給ローラにより汲み上げて現像ローラに受け渡すことで、この現像ローラ上に薄層の液体トナー層を形成している。この液体トナーは、顔料を含んだ樹脂が分散されたもので、高濃度で高粘度を有するものとなっており、一般に、リサイクルして用いられている。例えば、現像ローラの残留した液体トナーをブレードによってかきとり、予備タンクに回収すると共に、この予備タンクに高濃度の液体トナーを補充することで、所定の濃度を維持している。

この場合、現像装置とは別にタンクに貯留されている液体トナーを循環し、この循環経路にて液体トナーの濃度を測定し、その測定結果に基づいてタンクへの高濃度トナーまたは溶媒の補充量を決定している。

なお、上述した従来の電子写真装置としては、下記特許文献１に記載されたものがあり、従来の現像装置としては、下記特許文献２に記載されたものがある。

特許第３６５０４３１号公報 特開２００１−３０５８６７号公報

上述した従来の電子写真装置における現像装置では、タンクに貯留されている液体トナーを循環し、この循環経路にて液体トナーの濃度を測定し、その測定結果に基づいてタンクへの高濃度トナーまたは溶媒の補充量を決定している。この場合、高濃度の液体トナーの濃度を光センサで測定する場合、極めて薄い液体トナー膜を形成し、この液体トナー膜に光を透過してその透過率に基づいて液体トナーの濃度を測定する必要がある。そのため、従来の現像装置では、液体トナーの循環経路に設けられた透明な管やローラの表面にブレードなどにより薄い液体トナー膜を形成している。そのため、装置が複雑なものとなって大型化し、製造コストが上昇してしまうという問題がある。

本発明は上述した課題を解決するものであり、現像工程で移送される液体トナーの移送経路で液体トナーの濃度を測定することで装置の簡素化及び小型化を可能とした現像装置及び電子写真装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための請求項１の発明の現像装置は、所定濃度の液体トナーが貯留されるタンクと、該タンクの液体トナーに一部が浸漬してこの液体トナーを汲み上げ可能な供給ローラと、該供給ローラから液体トナーが受け渡される現像ローラと、前記タンクにトナーを供給してトナー濃度を調整するトナー濃度調整装置と、前記供給ローラにより汲み上げられた液体トナーの濃度を測定するトナー濃度測定装置と、該トナー濃度測定装置の測定結果に基づいて前記トナー濃度調整装置を制御する制御装置とを具えたことを特徴とするものである。

請求項２の発明の現像装置では、前記供給ローラは、表面部に多数の凹部を有するアニロックスローラであることを特徴としている。

請求項３の発明の現像装置では、前記供給ローラの凹部は、該供給ローラの軸方向に対して所定角度傾斜したヘリカル溝であることを特徴としている。

請求項４の発明の現像装置では、前記トナー濃度測定装置は、前記供給ローラの外周面に対向して配置される光センサであって、発光部と受光部を有し、光透過率に基づいて液体トナーの濃度を測定することを特徴としている。

請求項５の発明の現像装置では、前記光センサは、前記供給ローラの外周面における複数の凹部を含む所定領域の液体トナーの濃度を測定することを特徴としている。

請求項６の発明の現像装置では、前記タンクの液体トナーに一部が浸漬すると共に前記供給ローラにおける前記現像ローラとの対接位置よりも回転方向下流側に対接するクリーニングローラを設け、該クリーニングローラにバイアス電圧を印加する電圧印加装置が接続されたことを特徴としている。

請求項７の発明の現像装置では、前記クリーニングローラの外周面に対向して捕集電極が設けられたことを特徴としている。

請求項８の発明の電子写真装置は、所定濃度の液体トナーが貯留されるタンクと、該タンクの液体トナーに一部が浸漬してこの液体トナーを汲み上げ可能な供給ローラと、該供給ローラから液体トナーが受け渡される現像ローラと、該現像ローラに対接して液体トナーが受け渡される感光ドラムと、該感光ドラムの外周面を帯電させる帯電装置と、帯電した前記感光ドラムに像を露光する露光装置と、前記感光ドラムに対接してトナー像が一次転写される転写ドラムと、該転写ドラムとの間で用紙を挟持することで該用紙にトナー像を２次転写する２次転写ロールと、前記用紙に２次転写されたトナー画像を定着される定着装置と、前記タンクにトナーを供給してトナー濃度を調整するトナー濃度調整装置と、前記供給ローラにより汲み上げられた液体トナーの濃度を測定するトナー濃度測定装置と、該トナー濃度測定装置の測定結果に基づいて前記トナー濃度調整装置を制御する制御装置とを具えたことを特徴とするものである。

請求項１の発明の現像装置によれば、所定濃度の液体トナーが貯留されるタンクと、このタンクの液体トナーに一部が浸漬してこの液体トナーを汲み上げ可能な供給ローラと、供給ローラから液体トナーが受け渡される現像ローラと、タンクにトナーを供給してトナー濃度を調整するトナー濃度調整装置と、供給ローラにより汲み上げられた液体トナーの濃度を測定するトナー濃度測定装置と、トナー濃度測定装置の測定結果に基づいてトナー濃度調整装置を制御する制御装置を設けている。

従って、供給ローラはタンクの液体トナーを汲み上げて現像ローラに受け渡しており、このとき、トナー濃度測定装置は供給ローラの表面に付着している薄膜の液体トナー層の濃度を測定し、制御装置はその測定結果に基づいてトナー濃度調整装置を制御し、タンクにトナーを供給してトナー濃度を所定濃度に維持することとなり、トナー濃度測定装置は、現像工程で移送される液体トナーの移送経路で形成される薄膜の液体トナー層の濃度を測定することができ、装置の簡素化及び小型化を可能とすることができる。

請求項２の発明の現像装置によれば、供給ローラを表面部に多数の凹部を有するアニロックスローラとしたので、現像ローラの表面に所定膜厚の液体トナー層を形成することができ、品質を向上することができる。また、アニロックスローラを適用することで、その表面の凹凸によって面積的な濃度パターンを形成するため、センサのダイナミックレンジの制約を緩和することができ、膜厚が厚い場合でも計測可能となりセンサのダイナミックレンジを向上させることができる。

請求項３の発明の現像装置によれば、供給ローラの凹部を軸方向に対して所定角度傾斜したヘリカル溝としたので、現像ローラの表面に均一な所定膜厚の液体トナー層を形成することができ、品質を向上することができる。

請求項４の発明の現像装置によれば、トナー濃度測定装置として、供給ローラの外周面に対向して発光部と受光部を有する光センサを配置し、光透過率に基づいて液体トナーの濃度を測定するので、簡単な構成で容易にトナー濃度を測定することができる。

請求項５の発明の現像装置によれば、光センサが供給ローラの外周面における複数の凹部を含む所定領域の液体トナーの濃度を測定するので、複数の凹部を含む所定領域で平均化することで、トナー濃度を高精度に測定することができる。

請求項６の発明の現像装置によれば、タンクの液体トナーに一部が浸漬すると共に供給ローラにおける現像ローラとの対接位置よりも回転方向下流側に対接するクリーニングローラを設け、クリーニングローラにバイアス電圧を印加する電圧印加装置を接続したので、クリーニングローラにより現像ローラに残留する液体トナーを容易に除去して回収することができ、トナー回収効率を向上することができる。

請求項７の発明の現像装置によれば、クリーニングローラの外周面に対向して捕集電極が設けたので、クリーニングローラにより現像ローラに残留する液体トナーを容易に除去し、捕集電極によりクリーニングローラ上のトナーを回収することができ、トナー回収効率を向上することができる。

請求項８の発明の電子写真装置によれば、所定濃度の液体トナーが貯留されるタンクと、タンクの液体トナーに一部が浸漬してこの液体トナーを汲み上げ可能な供給ローラと、供給ローラから液体トナーが受け渡される現像ローラと、現像ローラに対接して液体トナーが受け渡される感光ドラムと、感光ドラムの外周面を帯電させる帯電装置と、帯電した感光ドラムに像を露光する露光装置と、感光ドラムに対接してトナー像が一次転写される転写ドラムと、転写ドラムとの間で用紙を挟持することで用紙にトナー像を２次転写する２次転写ロールと、用紙に２次転写されたトナー画像を定着される定着装置と、タンクにトナーを供給してトナー濃度を調整するトナー濃度調整装置と、供給ローラにより汲み上げられた液体トナーの濃度を測定するトナー濃度測定装置と、トナー濃度測定装置の測定結果に基づいてトナー濃度調整装置を制御する制御装置を設けている。

従って、帯電装置は感光ドラムの外周面を帯電し、露光装置は帯電した感光ドラムに像を露光する一方、供給ローラはタンクの液体トナーを汲み上げて現像ローラに受け渡し、この現像ローラから感光ドラムに液体トナーを受け渡し、この感光ドラムのトナー像を転写ドラムに一次転写し、転写ドラムと２次転写ロールとの間で用紙を挟持することで用紙にトナー像を２次転写し、定着装置は用紙に２次転写されたトナー画像を定着しており、このとき、トナー濃度測定装置は供給ローラの表面に付着している薄膜の液体トナー層の濃度を測定し、制御装置はその測定結果に基づいてトナー濃度調整装置を制御し、タンクにトナーを供給してトナー濃度を所定濃度に維持することとなり、トナー濃度測定装置は、現像工程で移送される液体トナーの移送経路で形成される薄膜の液体トナー層の濃度を測定することができ、装置の簡素化及び小型化を可能とすることができる。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る現像装置及び電子写真装置の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の実施例１に係る現像装置が適用された電子写真装置の概略構成図、図２は、実施例１の現像装置におけるアニロックスローラの正面図である。

実施例１の現像装置が適用された電子写真装置は、図１に示すように、感光ドラム１１と、感光ドラム１１を帯電する帯電装置１２と、感光ドラム１１上に像を露光する露光装置１３と、感光ドラム１１の静電潜像が形成された部分に帯電したトナーを供給して静電潜像を顕像化する現像装置１４と、感光ドラム１１上に形成されたトナー像を所定の用紙に転写する転写装置１５と、用紙に転写されたトナー像を定着する定着装置１６とを具えている。なお、本実施例の説明では、転写装置１５に対して１つの感光ドラム１１を設け、この感光ドラム１１に対して帯電装置１２、露光装置１３、現像装置１４を設けているが、カラー写真の場合、転写装置１５に対して複数、例えば、４つの感光ドラムを設け、この感光ドラムに対して帯電装置、露光装置、現像装置が設けられる。

感光ドラム１１は、アルミニウムなどの導電性基体の上に有機系またはアモルファスシリコン系の感光層を設けた構成であり、図示しないフレームに図１にて反時計回り方向に回転自在に支持されており、感光層に光を当てることによりその表面に静電潜像を形成することができる。そして、この感光ドラム１１の周囲には、回転方向に沿って帯電装置１２と露光装置１３が配置されている。帯電装置１２は、コロナ放電などにより感光ドラム１１の表面に静電位を一様に印加することができる。露光装置１３は、感光ドラム１１の感光層に光像を照射することで静電潜像を形成することができる。また、感光ドラム１１の周囲には、帯電装置１２及び露光装置１３より回転方向の上流側にクリーニング装置１７が配置されており、このクリーニング装置１７は、クリーニングローラまたはクリーニングブレードなどにより構成され、感光ドラム１１の表面に残留した液体トナーを除去してタンク２１に回収することができる。

現像装置１４は、所定濃度の液体トナーが貯留されるタンク２１と、このタンク２１の液体トナーに一部が浸漬してこの液体トナーを汲み上げ可能な供給ローラ（アニロックスローラ）２２と、この供給ローラ２２に対接する均しローラ２３と、この均しローラ２３に対接して液体トナーが受け渡される現像ローラ２４とから構成され、現像ローラ２４は感光ドラム１１と対接している。

供給ローラ２２は、多数の凹部を有する金属製のアニロックスローラにより構成され、この凹部は、図２に詳細に示すように、供給ローラ２２の軸方向に対して所定角度θだけ傾斜したヘリカル溝２２ａにより形成され、このヘリカル溝２２ａは、供給ローラ２２の全周にわたって平行に形成されている。均しローラ２３は、ＮＢＲ（ニトリル・ブチレン・ラバー）により構成され、表面は液体トナーに膨潤しない導電性部材で形成されている。現像ローラ２４も、ＮＢＲ（ニトリル・ブチレン・ラバー）により構成され、表面は液体トナーに膨潤しない導電性部材で形成されている。なお、均しローラ２３及び現像ローラ２４は、ＮＢＲに限らず、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル等の発泡体、シリコンゴム、ウレタンゴム等の低硬度のゴム部材としてもよい。

そして、供給ローラ２２と均しローラ２３と現像ローラ２４は、対接状態でほぼ直線状に配列され、図示しないフレームに回転自在に支持されている。この場合、図１にて、供給ローラ２２は反時計回り方向に回転し、均しローラ２３は時計回り方向に回転し、現像ローラ２４は時計回り方向に回転し、感光ドラム１１は反時計回り方向に回転する。従って、供給ローラ２２が回転することで、タンク２１内に貯留された液体トナーを汲み上げることができ、この液体トナーを対接部が同方向に移動する均しローラ２３に供給することができる。そして、均しローラ２３が回転することで、液体トナーを対接部が逆方向に移動する現像ローラ２４に受け渡すことができ、更に、対接部が同方向に移動する感光ドラム１１に供給することができる。

また、均しローラ２３及び現像ローラ２４には、電源装置（電圧印加装置）２５が接続されている。従って、この電源装置２５により均しローラ２３及び現像ローラ２４にバイアス電圧を印加することで、この均しローラ２３及び現像ローラ２４に生じる電界により、液体トナーの供給量を調節することができる。また、タンク２１内の液体トナーを攪拌するトナー攪拌装置２６が設けられている。従って、このトナー攪拌装置２６を駆動することで、タンク内に貯留される液体トナーの濃度を均一に維持することができる。

そして、本実施例の現像装置１４は、タンク２１にトナー及び溶媒を供給してトナー濃度を調整するトナー濃度調整装置２７と、供給ローラ２２により汲み上げられた液体トナーの濃度を測定するトナー濃度測定装置２８と、トナー濃度測定装置２８の測定結果に基づいてトナー濃度調整装置２７を制御する制御装置２９を有している。

即ち、トナー濃度調整装置２７にて、タンク２１には、第１、第２供給ライン３０，３１を介して第１、第２補充タンク３２，３３が接続されている。第１補充タンク３２は濃縮トナーを貯留し、第２補充タンク３３は溶媒を貯留しており、各供給ライン３０，３１に設けられた開閉弁３４，３５を開閉することで、第１補充タンク３２に貯留されている濃縮トナーを第１供給ライン３０を通してタンク２１供給すると共に、第２補充タンク３３に貯留されている溶媒を第２供給ライン３１を通してタンク２１に供給することができる。この場合、液体トナーは、溶媒に顔料を含んだ樹脂が分散されたものであり、このトナー粒子は帯電特性を有する樹脂粒子である。

トナー濃度測定装置２８は、供給ローラ２２の外周面に対向して配置される光センサであって、発光部２８ａと受光部２８ｂを有し、光透過率に基づいて液体トナーの濃度を測定することができる。この場合、供給ローラ２２は、アニロックスローラであり、タンク２１に貯留されている液体トナー内に浸漬した状態で回転することで、液体トナーが多数のヘリカル溝２２ａ内に入り込むことで汲み上げられるため、トナー濃度測定装置２８は、供給ローラ２２の外周面における所定領域に対して照射して受光することで、ヘリカル溝２２ａ内に入り込んでいる液体トナーの濃度を適正の測定することができる。

制御装置２９は、トナー濃度調整装置２７及びトナー濃度測定装置２８に接続されており、トナー濃度測定装置２８により測定されたトナー濃度が入力され、測定したトナー濃度が、予め設定された所定のトナー濃度となるようにトナー濃度調整装置２７を制御する。即ち、制御装置２９は、トナー濃度測定装置２８により測定されたトナー濃度が所定のトナー濃度より薄いときには、開閉弁３４を開放し、第１補充タンク３２に貯留されている濃縮トナーを第１供給ライン３０からタンク２１に供給し、トナー濃度測定装置２８により測定されたトナー濃度が所定のトナー濃度より濃いときには、開閉弁３５を開放し、第２補充タンク３３に貯留されている溶媒を第２供給ライン３１からタンク２１に供給する。

転写装置１５は、転写ドラム４１と２次転写ローラ４２とから構成されている。転写ドラム４１は、感光ドラム１１と対接するように配置されており、静電気力により感光ドラム１１上のトナー像を転写ドラム４１上に１次転写することができる。この転写ドラム４１は、例えば、ＮＢＲ（ニトリル・ブチレン・ラバー）により形成され、図示しないフレームに図１にて時計回り方向に回転する。２次転写ローラ４２は、図示しないフレームに図１にて反時計回り方向に回転するものであり、転写ドラム４１との間で用紙を挟持して押圧することができる。また、転写ドラム４１の周囲には、２次転写ローラ４２との対接位置よりも回転方向の下流側にクリーニング装置４３が配置されており、このクリーニング装置４３は、クリーニングローラまたはクリーニングブレードなどにより構成され、転写ドラム４１の表面に残留した液体トナーを除去してタンク２１に回収することができる。

定着装置１６は、定着ローラ４４と加圧ローラ４５とから構成されている。定着ローラ４４は、シリコンスポンジローラにより形成されると共に、内蔵されたヒータにより高温に過熱され、図示しないフレームに図１にて時計回り方向に回転する。加圧ローラ４５は、ＮＢＲ（ニトリル・ブチレン・ラバー）により形成され、図示しないフレームに図１にて反時計回り方向に回転する。従って、定着ローラ４４と加圧ローラ４５とにより挟持された用紙Ｓは、定着ローラ４４により加熱され、転写されたトナー像におけるトナー粒子が溶融することで、用紙Ｓに定着することができる。

なお、本実施例の電子写真装置にて、感光ドラム１１、供給ローラ２２、均しローラ２３、現像ローラ２４、転写ドラム４１、２次転写ローラ４２、定着ローラ４４、加圧ローラ４５には、図示しない１つの駆動モータの駆動力が複数のギヤやチェーンなどを介して伝達されることで、同期回転可能となっている。なお、駆動方法はこの方法に限らず、感光ドラム１１、供給ローラ２２、均しローラ２３、現像ローラ２４、転写ドラム４１、２次転写ローラ４２、定着ローラ４４、加圧ローラ４５を個別の駆動モータにより回転するようにしてもよい。

ここで、上述した本実施例の電子写真装置の作動について説明する。

本実施例の電子写真装置において、まず、帯電装置１２により感光ドラム１１に対してコロナ放電することで、この感光ドラム１１の表面をトナー特性に応じた極性で帯電させる。次に、露光装置１３により帯電した感光ドラム１１上に像を露光する。この場合、スキャナにより像を露光して感光ドラム１１の表面に静電潜像を形成する。即ち、スキャナの光が当たった部分は、導電化するので電荷が消失し、光の当たらなかった部分は電荷の像である静電潜像として残る。

一方、現像装置１４により感光ドラム１１上の静電潜像を顕像化する。即ち、供給ローラ２２を回転すると、この供給ローラ２２によりタンク２１内に貯留された液体トナーが汲み上げられ、この供給ローラ２２の液体トナーが均しローラ２３に供給され、均しローラ２３に供給された液体トナーが現像ローラ２４に受け渡され、この現像ローラ２４上に薄層の液体トナー層が形成される。このとき、電源装置２５により均しローラ２３及び現像ローラ２４に印加するバイアス電圧を調整することで、この均しローラ２３及び現像ローラ２４に生じる電界により液体トナー層の膜厚を調節する。

このとき、トナー濃度測定装置２８は、供給ローラ２２の表面に対して発光部２８ａから光を照射し、反射した光を受光部２８ｂで受取ることで、その光透過率に基づいて供給ローラ２２の表面に付着する液体トナーの濃度を測定する。そして、制御装置２９は、トナー濃度測定装置２８が測定したトナー濃度に基づいてトナー濃度調整装置２７を制御する。即ち、制御装置２９は、トナー濃度測定装置２８により測定されたトナー濃度が所定のトナー濃度より薄いとき、開閉弁３４を開放して第１補充タンク３２の濃縮トナーを第１供給ライン３０からタンク２１に供給することで、タンク２１内の液体トナーの濃度を濃くする。一方、制御装置２９は、トナー濃度測定装置２８により測定されたトナー濃度が所定のトナー濃度より濃いとき、開閉弁３５を開放して第２補充タンク３３内の溶媒を第２供給ライン３１からタンク２１に供給することで、タンク２１内の液体トナーの濃度を薄くする。

そして、現像ローラ２４上の液体トナー層を感光ドラム１１の表面に形成された静電潜像に近接させることで、静電気力により帯電した液体トナーを感光ドラム１１上に移動させ、感光ドラム１１上にトナー像を形成する。続いて、転写装置１５により感光ドラム１１上に形成されたトナー像を用紙Ｓに転写する。即ち、感光ドラム１１上に形成されたトナー像を、転写ドラム４１との間に生じる静電気力によりこの転写ドラム４１上に１次転写し、転写ドラム４１上に１次転写されたトナー像を、２次転写ローラ４２による転写ドラム４１への押圧力により、この転写ドラム４１と２次転写ローラ４２との間に送り込まれる用紙Ｓに２次転写する。一方、感光ドラム１１及び転写ドラム４１に残留した液体トナーは、クリーニング装置１７，４３により除去され、タンク２１に回収される。

最後に、定着装置１６により、用紙上に２次転写されたトナー像を定着する。即ち、用紙Ｓが高温の定着ローラ４４と加圧ローラ４５との間を通過することで、用紙Ｓは、高温の定着ローラ４４により加熱され、転写されたトナー像におけるトナー粒子が溶融することで用紙Ｓに定着する。

このように本実施例の電子写真装置に適用された現像装置１４にあっては、所定濃度の液体トナーを貯留するタンク２１と、このタンク２１の液体トナーに一部が浸漬してこの液体トナーを汲み上げ可能な供給ローラ２２と、均しローラ２３と、液体トナーが受け渡される現像ローラ２４とから構成し、タンク２１にトナーを供給してトナー濃度を調整するトナー濃度調整装置２７と、供給ローラ２２により汲み上げられた液体トナーの濃度を測定するトナー濃度測定装置２８と、トナー濃度測定装置２８の測定結果に基づいてトナー濃度調整装置２７を制御する制御装置２９を設けている。

従って、供給ローラ２２はタンク２１の液体トナーを汲み上げ、均しローラ２３を介して現像ローラ２４に受け渡しており、このとき、トナー濃度測定装置２８は供給ローラ２２の表面に付着している薄膜の液体トナー層の濃度を測定し、制御装置２９はその測定結果に基づいてトナー濃度調整装置２７を制御し、タンク２１に濃縮トナーまたは溶媒を供給してトナー濃度を所定濃度に維持することができ、トナー濃度測定装置２８は、現像工程で移送される液体トナーの移送経路で形成される薄膜の液体トナー層の濃度を測定することとなり、装置の簡素化及び小型化を可能とすることができる。

即ち、従来の現像装置のように、液体トナーの循環経路を設け、この循環経路透明な管やローラの表面にブレードなどにより薄い液体トナー膜を形成する必要はなく、既存の現像工程の中で、薄い液体トナー膜を形成することができる供給ローラ２３に対向してトナー濃度測定装置２８を設けることで、容易にタンク２１内の液体トナーの濃度を測定することができ、装置の複雑化や大型化を防止し、製造コストの上昇も抑制することができる。

また、本実施例の現像装置１４では、供給ローラ２２を表面部に多数の凹部を有する金属製のアニロックスローラとしており、現像ローラ２４の表面に所定膜厚の液体トナー層を容易に形成することができ、品質を向上することができる。更に、供給ローラ２２の凹部を軸方向に対して所定角度θだけ傾斜したヘリカル溝２２ａとしており、現像ローラ２４の表面に所定膜厚の液体トナー層を均一に形成することができ、品質を向上することができる。

そして、トナー濃度測定装置２８として、供給ローラ２２の外周面に対向して発光部２８ａと受光部２８ｂを有する光センサを配置し、光透過率に基づいて液体トナーの濃度を測定しており、簡単な構成で容易にトナー濃度を測定することができる。この場合、供給ローラ２２がアニロックスローラであることから、その溝の深さによりトナー供給を物理的に一定にすることができ、表面にはその凹凸によって面積的な濃淡パターンを生じており、このアニロックスロールの表面上の面積的な濃淡パターンを利用観測することで、膜厚が厚い場合でも計測することができ、センサのダイナミックレンジを向上させることができる。また、光センサが供給ローラ２２の外周面における複数の凹部を含む所定領域の液体トナーの濃度を測定しており、供給ローラ２２の外周面における液体トナーの付着量がばらついても、図示しないスクレーパで平均化することでトナー濃度を高精度に測定することができる。即ち、供給ローラ２２としてのアニロックスローラは、ヘリカル溝２２ａ（凹部）のピッチが100〜300line/inchで、表面の濃度を計測するには、その溝ピッチに対し充分大きなエリアで観測する必要があり、望ましくは、溝ピッチに対し１０倍程度以上の検出エリアが望ましい。

また、本実施例の電子写真装置にあっては、感光ドラム１１と、帯電装置１２と、露光装置１３と、現像装置１４と、転写装置１５と、定着装置１６とを具え、現像装置１４を、タンク２１と、供給ローラ２２と、均しローラ２３と、現像ローラ２４とから構成し、タンク２１のトナー濃度を調整するトナー濃度調整装置２７と、供給ローラ２２の液体トナーの濃度を測定するトナー濃度測定装置２８と、トナー濃度測定装置２８の測定結果に基づいてトナー濃度調整装置２７を制御する制御装置２９を設けている。

従って、制御装置２９は、供給ローラ２２上のトナー濃度に基づいて、タンク２１に著了する液体トナーの濃度を所定濃度に維持することができ、印刷品質を向上することができる。

図３は、本発明の実施例２に係る現像装置が適用された電子写真装置の概略構成図、図４は、実施例２の現像装置におけるクリーニングローラの正面図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

実施例２の現像装置が適用された電子写真装置は、図３に示すように、感光ドラム１１と、感光ドラム１１を帯電する帯電装置１２と、感光ドラム１１上に像を露光する露光装置１３と、感光ドラム１１の静電潜像が形成された部分に帯電したトナーを供給して静電潜像を顕像化する現像装置１４と、感光ドラム１１上に形成されたトナー像を所定の用紙に転写する転写装置１５と、用紙に転写されたトナー像を定着する定着装置１６とを具えている。

現像装置１４は、所定濃度の液体トナーが貯留されるタンク２１と、このタンク２１の液体トナーに一部が浸漬してこの液体トナーを汲み上げ可能な供給ローラ（アニロックスローラ）２２と、この供給ローラ２２に対接する均しローラ２３と、この均しローラ２３に対接して液体トナーが受け渡される現像ローラ２４とから構成され、現像ローラ２４は感光ドラム１１と対接している。

そして、本実施例の現像装置１４にて、均しローラ２３及び現像ローラ２４には、電源装置２５が接続されている。また、この均しローラ２３及び現像ローラ２４に対して、タンク２１の液体トナーに一部が浸漬するクリーニングローラ５１，５２が対接して設けられている。このクリーニングローラ５１は、均しローラ２３における現像ローラ２４との対接位置よりも回転方向の下流側に対接して配設され、図３にて時計回り方向に回転することで、均しローラ２３との対接位置ではその移動方向が逆方向となっている。また、クリーニングローラ５２は、現像ローラ２４における感光ドラム１１との対接位置よりも回転方向の下流側に対接して配設され、図３にて時計回り方向に回転することで、現像ローラ２４との対接位置ではその移動方向が逆方向となっている。そして、クリーニングローラ５１，５２には、電源装置（電圧印加装置）５３が接続されている。また、このクリーニングローラ５１，５２の外周面に対向して、捕集電極５４，５５が配置されている。

従って、電源装置２５により均しローラ２３及び現像ローラ２４にバイアス電圧を印加することで、この均しローラ２３及び現像ローラ２４に生じる電界により、液体トナーの供給量を調節することができる。また、電源装置５３によりクリーニングローラ５１，５２にバイアス電圧を印加することで、クリーニングローラ５１，５２に生じる電界により、均しローラ２３及び現像ローラ２４に残留した液体トナーをクリーニングローラ５１，５２により除去することができる。そして、クリーニングローラ５１，５２で除去したトナーを捕集電極５４，５５によりタンク２１に回収することができる。

また、クリーニングローラ５１，５２は、軸方向に揺動可能となっている。即ち、図４に示すように、均しローラ２３は、支持軸２３ａがフレーム５６に回転自在に支持されると共に、クリーニングローラ５１は、均しローラ２３に対接するように、支持軸５１ａがフレーム５６に回転自在に支持されると共に、揺動装置５７により軸方向に沿って揺動可能に支持されている。

従って、本実施例の電子写真装置において、まず、帯電装置１２により感光ドラム１１に対してコロナ放電することで、この感光ドラム１１の表面をトナー特性に応じた極性で帯電させる。次に、露光装置１３により帯電した感光ドラム１１上に像を露光することで、感光ドラム１１の表面に静電潜像を形成する。一方、現像装置１４により感光ドラム１１上の静電潜像を顕像化する。即ち、供給ローラ２２を回転し、この供給ローラ２２によりタンク２１内に貯留された液体トナーを汲み上げ、均しローラ２３を介して現像ローラ２４に供給し、この現像ローラ２４上に薄層の液体トナー層を形成する。このとき、電源装置２５により均しローラ２３及び現像ローラ２４に印加するバイアス電圧を調整することで、この均しローラ２３及び現像ローラ２４に生じる電界により液体トナー層の膜厚を調節する。

そして、現像ローラ２４上の液体トナー層を感光ドラム１１の表面に形成された静電潜像に近接させることで、静電気力により帯電した液体トナーを感光ドラム１１上に移動させ、感光ドラム１１上にトナー像を形成する。

この均しローラ２３から現像ローラ２４に液体トナーを供給した後、現像ローラ２４から感光ドラム１１に液体トナーを供給した後、均しローラ２３及び現像ローラ２４の表面には、不使用となった液体トナーが残留する。ここで、電源装置５３によりクリーニングローラ５１，５２にバイアス電圧を印加することで、クリーニングローラ５１，５２に生じる電界により、均しローラ２３及び現像ローラ２４に残留した液体トナーをクリーニングローラ５１，５２により除去する。そして、クリーニングローラ５１，５２で除去したトナーを捕集電極５４，５５によりタンク２１に回収する。また、均しローラ２３や現像ローラ２４の表面にごみなどが付着したときには、揺動装置５６によりクリーニングローラ５１，５２を軸方向に揺動することで、このごみを回収することができる。

そして、転写装置１５により感光ドラム１１上に形成されたトナー像を転写ドラム４１上に１次転写し、転写ドラム４１上に１次転写されたトナー像を、２次転写ローラ４２による転写ドラム４１への押圧力により用紙Ｓに２次転写する。最後に、定着装置１６により、用紙上に２次転写されたトナー像を定着する。

このように本実施例の電子写真装置に適用された現像装置１４にあっては、所定濃度の液体トナーを貯留するタンク２１と、このタンク２１の液体トナーに一部が浸漬してこの液体トナーを汲み上げ可能な供給ローラ２２と、均しローラ２３と、液体トナーが受け渡される現像ローラ２４とから構成し、均しローラ２３及び現像ローラ２４に対して、タンク２１の液体トナーに一部が浸漬するクリーニングローラ５１，５２を対接して設け、クリーニングローラ５１，５２に電源装置５３を接続している。

従って、供給ローラ２２はタンク２１の液体トナーを汲み上げ、均しローラ２３を介して現像ローラ２４に受け渡しており、このとき、電源装置５３によりクリーニングローラ５１，５２にバイアス電圧を印加することで、クリーニングローラ５１，５２に生じる電界により、均しローラ２３及び現像ローラ２４に残留した液体トナーをクリーニングローラ５１，５２により除去することができ、トナー回収効率を向上することができる。

また、このクリーニングローラ５１，５２の外周面に対向して、捕集電極５４，５５を配置しており、クリーニングローラ５１，５２で除去したトナーを捕集電極５４，５５によりタンク２１に回収することができる。

また、揺動装置５７によりクリーニングローラ５１，５２を軸方向に揺動可能としており、均しローラ２３や現像ローラ２４の表面にごみなどが付着したとき、揺動装置５７によりクリーニングローラ５１，５２を軸方向に揺動することで、このごみを回収することができる。

なお、上述した各実施例では、アニロックスローラを金属製としたが、セラミック製やゴム製としても良い。また、現像装置１４を、タンク２１と供給ローラ２２と均しローラ２３と現像ローラ２４とから構成したが、少なくともタンク２１と供給ローラ２２と現像ローラ２４を有していれば良く、一方、供給ローラ２２と現像ローラ２４との間に複数のローラを設けても良く、更に、均しローラ２３を複数設けてもよい。

また、上述した各実施例では、電子写真装置を、感光ドラム１１と帯電装置１２と露光装置１３と現像装置１４と転写装置１５と定着装置１６とから構成したが、４色印刷の場合同じプロセスを４回繰り返す構成となる。

本発明に係る現像装置及び電子写真装置は、現像工程で移送される液体トナーの移送経路で液体トナーの濃度を測定することで装置の簡素化及び小型化を可能とするものであり、いずれの種類の電子写真装置にも適用することができる。

本発明の実施例１に係る現像装置が適用された電子写真装置の概略構成図である。 実施例１の現像装置におけるアニロックスローラの正面図である。 本発明の実施例２に係る現像装置が適用された電子写真装置の概略構成図である。 実施例２の現像装置クリーニングローラの正面図である。

符号の説明

１１ 感光ドラム
１２ 帯電装置
１３ 露光装置
１４ 現像装置
１５ 転写装置
１６ 定着装置
２１ タンク
２２ 供給ローラ
２３ 均しローラ
２４ 現像ローラ
２５，５３ 電源装置（電圧印加装置）
２７ トナー濃度調整装置
２８ トナー濃度測定装置
２９ 制御装置
４１ 転写ドラム
４２ ２次転写ローラ
５１，５２ クリーニングローラ
５４，５５ 捕集電極

Claims (8)

1. 所定濃度の液体トナーが貯留されるタンクと、該タンクの液体トナーに一部が浸漬してこの液体トナーを汲み上げ可能な供給ローラと、該供給ローラから液体トナーが受け渡される現像ローラと、前記タンクにトナーを供給してトナー濃度を調整するトナー濃度調整装置と、前記供給ローラにより汲み上げられた液体トナーの濃度を測定するトナー濃度測定装置と、該トナー濃度測定装置の測定結果に基づいて前記トナー濃度調整装置を制御する制御装置とを具えたことを特徴とする現像装置。
2. 請求項１に記載の現像装置において、前記供給ローラは、表面部に多数の凹部を有するアニロックスローラであることを特徴とする現像装置。
3. 請求項２に記載の現像装置において、前記供給ローラの凹部は、該供給ローラの軸方向に対して所定角度傾斜したヘリカル溝であることを特徴とする現像装置。
4. 請求項１から３のいずれか一つに記載の現像装置において、前記トナー濃度測定装置は、前記供給ローラの外周面に対向して配置される光センサであって、発光部と受光部を有し、光透過率に基づいて液体トナーの濃度を測定することを特徴とする現像装置。
5. 請求項４に記載の現像装置において、前記光センサは、前記供給ローラの外周面における複数の凹部を含む所定領域の液体トナーの濃度を測定することを特徴とする現像装置。
6. 請求項１から５のいずれか一つに記載の現像装置において、前記タンクの液体トナーに一部が浸漬すると共に前記供給ローラにおける前記現像ローラとの対接位置よりも回転方向下流側に対接するクリーニングローラを設け、該クリーニングローラにバイアス電圧を印加する電圧印加装置が接続されたことを特徴とする現像装置。
7. 請求項６に記載の現像装置において、前記クリーニングローラの外周面に対向して捕集電極が設けられたことを特徴とする現像装置。
8. 所定濃度の液体トナーが貯留されるタンクと、該タンクの液体トナーに一部が浸漬してこの液体トナーを汲み上げ可能な供給ローラと、該供給ローラから液体トナーが受け渡される現像ローラと、該現像ローラに対接して液体トナーが受け渡される感光ドラムと、該感光ドラムの外周面を帯電させる帯電装置と、帯電した前記感光ドラムに像を露光する露光装置と、前記感光ドラムに対接してトナー像が一次転写される転写ドラムと、該転写ドラムとの間で用紙を挟持することで該用紙にトナー像を２次転写する２次転写ロールと、前記用紙に２次転写されたトナー画像を定着される定着装置と、前記タンクにトナーを供給してトナー濃度を調整するトナー濃度調整装置と、前記供給ローラにより汲み上げられた液体トナーの濃度を測定するトナー濃度測定装置と、該トナー濃度測定装置の測定結果に基づいて前記トナー濃度調整装置を制御する制御装置とを具えたことを特徴とする電子写真装置。

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