JP2010127980A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクションおよび現像を行った後の現像ローラ上のトナー粒子の凝集を簡単な構成で解くことができ、かつ、液体トナーを簡単に回収、再利用することができる現像装置を提供することを目的とする。
【解決手段】現像装置（プロセス部５）は、キャリア液にトナー粒子を混合させてなる液体トナーを担持しながら回転する現像ローラ５６と、現像ローラ５６と摺接して、現像ローラ５６上の液体トナーを掻き取るクリーニングブレード５８Ａと、を有している。そして、クリーニングブレード５８Ａよりも現像ローラ５６の回転方向上流側には、現像ローラ５６と同一方向に回転するクリーニングローラ５８Ｂが、現像ローラ５６と摺接するように設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体トナーを担持する現像ローラと、現像ローラ上の液体トナーを掻き取るクリーニングブレードとを有する現像装置に関する。

一般に、キャリア液にトナー粒子を混合させてなる液体トナーを現像ローラに担持させ、この現像ローラから感光ドラムに形成された静電潜像に液体トナー中のトナー粒子を供給して感光ドラム上にトナー像を形成させる現像装置が知られている。このような現像装置では、現像ローラから感光ドラムの静電潜像に液体トナー中の一部のトナー粒子を供給した後（現像後）、現像ローラ上に余った液体トナーの上から新たな液体トナーを塗布すると、現像ローラ上の液体トナー層厚にムラができ画質の悪化を招くため、現像後は現像ローラ上に残った液体トナーを掻き取る必要がある。

また、現像ローラから感光ドラムへの現像効率を向上させると同時に非潜像領域にトナー粒子が付着しないように、現像前の現像ローラ上の液体トナー層に電界を印加してトナー粒子を現像ローラ表面に凝集させるコンパクションという操作を行うのが普通である。しかしながらこのコンパクションにより、トナー粒子とキャリア液が分離され且つトナー粒子が現像ローラ表面に凝集せられるので、現像後の液体トナーをクリーニングブレードで掻き取ろうとすると分離されたキャリアがクリーニングブレード表面をながれてしまい、トナー粒子塊がクリーニングブレード先端部あるいは表面に残留、増大し、トナーの回収・再利用ができないという問題があった。

このような問題を解決する現像装置としては、従来、現像ローラに対して所定の隙間を空けて配置される電界ローラと、電界ローラよりも現像ローラの回転方向下流側に設けられて現像ローラ上の液体トナーを掻き取るクリーニングブレードとを備えたものが知られている（特許文献１参照）。なお、この技術では、電界ローラに電圧を印加するとともに、電界ローラと現像ローラを同一方向に回転（アゲインスト回転：電界ローラと現像ローラの互いの対向面が逆方向に移動するように回転）させることで、トナー粒子の凝集を弱めている。

特開２００６−３０７１９号公報

しかしながら、現像ローラと電界ローラとを同一方向へ回転させた場合であっても、現像ローラ表面上のトナー粒子の凝集を弱めるには不十分な場合があった。

そこで、本発明は、コンパクションおよび現像を行った後の現像ローラ上のトナー粒子の凝集を簡単な構成で解くことができ、かつ、液体トナーを簡単に回収、再利用することができる現像装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決する本発明は、キャリア液にトナー粒子を混合させてなる液体トナーを担持しながら回転する現像ローラと、前記現像ローラと摺接して、前記現像ローラ上の液体トナーを掻き取るクリーニングブレードと、を有する現像装置であって、前記クリーニングブレードよりも前記現像ローラの回転方向上流側に、前記現像ローラと同一方向に回転するクリーニングローラを、前記現像ローラと摺接するように設けたことを特徴とする。

本発明によれば、同一方向に回転する現像ローラとクリーニングローラとを摺接させたので、コンパクションにより現像ローラ上に担持されたトナー粒子をクリーニングローラで良好に掻き取ることができる。また、仮に、現像ローラ上のトナー粒子がクリーニングローラと現像ローラとの間をすり抜けた場合であっても、現像ローラの回転に伴って移動する現像ローラ上のトナー粒子と、クリーニングローラの回転に伴って移動するクリーニングローラ上のトナー粒子とがぶつかることで、各ローラに担持された各トナー粒子がキャリア液中に良好に分散される。

このようにトナー粒子が分散されることで、トナー粒子がクリーニングブレードの端面に溜まることが抑制され、クリーニングローラおよびクリーニングブレードで掻き取られたキャリア液とトナー粒子とを簡単に回収、再利用することができる。また、クリーニングローラに電圧を印加する必要がないので、簡単な構成で現像ローラ上のトナー粒子の凝集を解くことができる。

本発明によれば、クリーニングローラと現像ローラの互いの対向面を逆方向に摺接させるだけでトナー粒子が良好に分散するので、コンパクションおよび現像を行った後の現像ローラ上のトナー粒子の凝集を簡単な構成で解くことができ、かつ、液体トナーを簡単に回収、再利用することができる。

＜レーザプリンタの全体構成＞
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１はレーザプリンタの概略構成を示す図である。

図１に示すように、レーザプリンタ１は、用紙Ｐ上にトナー像を転写するプロセス部５を主に備えている。なお、レーザプリンタ１には、図示は省略するが、用紙Ｐをプロセス部５に給紙する給紙部や、感光体ドラム５１を露光する露光装置や、用紙Ｐ上に転写されたトナー像を熱定着させる定着装置などの公知の機器も設けられている。

プロセス部５は、感光体ドラム５１、帯電器５２、液体トナー収容部５３、供給ローラ５４、中間ローラ５５、現像ローラ５６、コンパクション用帯電器５７、クリーニング機構５８および転写ローラ５９を主に備えている。なお、クリーニング機構５８については後で詳述することとし、その他の構造を先に簡単に説明する。

感光体ドラム５１は、ドラム形の有機感光体（Organic Photoconductor）であり、その外周面は静電潜像が形成される像担持面となっている。この感光体ドラム５１は、図示しないモータからの動力を受けて図１の反時計回りに回転する。

帯電器５２は、感光体ドラム５１と接触しないように所定間隔を隔てて対向して配置され、感光体ドラム５１の表面（像担持面）を一様に帯電させるように構成されている。

液体トナー収容部５３は、内部に液体トナーＬＴを収容する容器である。この液体トナーＬＴは、トナー粒子を不揮発性のキャリア液に混合したものである。そして、液体トナー収容部５３内の液体トナーＬＴは、供給ローラ５４等によって現像ローラ５６に供給されるとともに、クリーニング機構５８によって現像ローラ５６上から回収され、濃度が再調整された後に液体トナー収容部５３内に戻るようになっている。

供給ローラ５４は、図示しないモータからの動力を受けて図１の時計回りに回転し、その回転に伴って、液体トナー収容部５３に収容された液体トナーＬＴを表面に担持して中間ローラ５５に供給するものである。

中間ローラ５５は、表面に形成された凹部に所定量の液体トナーＬＴを担持可能に構成されたローラで、図示しないモータからの動力を受けて図１の反時計回りに回転する。この中間ローラ５５を介して現像ローラ５６に液体トナーＬＴを供給することにより、現像ローラ５６への液体トナーＬＴの供給量が均一に保たれる。

現像ローラ５６は、表面に液体トナーＬＴを担持するローラであり、図示しないモータからの動力を受けて図１の時計回りに回転する。この現像ローラ５６は、感光体ドラム５１と接触しており、これにより、現像ローラ５６上で担持した液体トナーＬＴ中のトナー粒子が感光体ドラム５１上に形成された静電潜像に供給されて、感光体ドラム５１上にトナー像が形成される。なお、この現像ローラ５６は、後述するクリーニングローラ５８Ｂよりも柔らかい材質（例えばウレタンゴム等）で形成されている。

コンパクション用帯電器５７は、現像ローラ５６上に担持された液体トナーＬＴに電界を印加することによって、キャリア液中のトナー粒子を現像ローラ５６の表面に押し付けている（凝集させている）。

転写ローラ５９は、給紙部から搬送された用紙Ｐを、感光体ドラム５１との間で挟み込むことにより、感光体ドラム５１上に形成されたトナー像を、用紙Ｐに転写するためのローラである。

このように構成されたプロセス部５では、まず、感光体ドラム５１の表面が帯電器５２により一様に帯電された後、露光装置から出射されるレーザ光ＬＢによって露光される。これにより、露光された部分の電位が下がって、感光体ドラム５１上に画像データに基づく静電潜像が形成される。また、液体トナー収容部５３内の液体トナーＬＴが、供給ローラ５４および中間ローラ５５を介して現像ローラ５６に供給される。

その後、現像ローラ５６上に担持された液体トナーＬＴ中のトナー粒子が感光体ドラム５１上の静電潜像に供給され、感光体ドラム５１上にトナー像が形成される。そして、給紙部から搬送された用紙Ｐを、感光体ドラム５１と転写ローラ５９との間で挟み込んで搬送することで、感光体ドラム５１上に形成されたトナー像が用紙Ｐに転写される。

＜クリーニング機構の構造＞
次に、クリーニング機構５８の構造について詳細に説明する。
図１に示すように、クリーニング機構５８は、クリーニングブレード５８Ａと、クリーニングローラ５８Ｂとを備えて構成されている。

クリーニングブレード５８Ａは、現像ローラ５６と摺接して、現像ローラ５６上の液体トナーＬＴを掻き取るものである。具体的に、このクリーニングブレード５８Ａは、現像ローラ５６から感光体ドラム５１に一部のトナー粒子を供給した後（現像後）に現像ローラ５６上に残留する液体トナーＬＴを掻き落とすべく、現像ローラ５６と感光体ドラム５１との接点よりも現像ローラ５６の回転方向下流側に配置されている。

クリーニングローラ５８Ｂは、金属製のローラであり、クリーニングブレード５８Ａよりも現像ローラ５６の回転方向上流側の位置で、現像ローラ５６と摺接するように配設されている。より詳しくは、このクリーニングローラ５８Ｂは、当該クリーニングローラ５８Ｂよりも柔らかい現像ローラ５６に食い込むように現像ローラ５６に押し付けられており（図２参照）、その状態において図示しないモータからの動力を受けて現像ローラ５６と同一方向（図示時計回り）に回転するようになっている。これにより、現像ローラ５６とクリーニングローラ５８Ｂの互いの対向面Ｆ１，Ｆ２（図２参照）が逆方向に移動するようになっている。

＜クリーニング機構の作用＞
次に、クリーニング機構５８の作用について詳細に説明する。参照する図面において、図２（ａ）〜（ｃ）は、クリーニング機構の作用を示す説明図である。なお、図２においては、説明の便宜上、現像ローラ５６に対するクリーニングローラ５８Ｂの食い込み量やトナー粒子の大きさ等を誇張して示す。

図２（ａ），（ｂ）に示すように、現像後に現像ローラ５６上に残っている液体トナーＬＴは、まず、クリーニングローラ５８Ｂと衝突する。この際、クリーニングローラ５８Ｂと現像ローラ５６の互いの対向面Ｆ１，Ｆ２が逆方向に移動して強く擦れ合うことで、コンパクションにより現像ローラ５６の表面上に貼り付いているトナー粒子Ｔがクリーニングローラ５８Ｂによって良好に掻き取られる。

また、この際、現像ローラ５６上のトナー粒子Ｔがクリーニングローラ５８Ｂと現像ローラ５６との間をすり抜けた場合には、図２（ｃ）に示すように、現像ローラ５６の回転に伴って移動する現像ローラ５６上のトナー粒子Ｔ１と、クリーニングローラ５８Ｂの回転に伴って移動するクリーニングローラ５８Ｂ上のトナー粒子Ｔ２とがぶつかる。これにより、各ローラ５６，５８Ｂに担持された各トナー粒子Ｔがキャリア液Ｃ中に良好に分散される。

そして、このようにトナー粒子Ｔが分散されることで、トナー粒子Ｔがクリーニングブレード５８Ａの端面Ａ１に溜まることが抑制される。

以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
現像ローラ５６と電圧を印加しないクリーニングローラ５８Ｂの互いの対向面Ｆ１，Ｆ２を逆方向に摺接させるだけでトナー粒子Ｔが良好に分散するので、コンパクションおよび現像を行った後の現像ローラ５６上のトナー粒子Ｔの凝集を簡単な構成で解くことができ、かつ、液体トナーＬＴを簡単に回収、再利用することができる。

クリーニングローラ５８Ｂを柔らかい材質の現像ローラ５６に食い込ませたので、現像ローラ５６とクリーニングローラ５８Ｂの間を通り抜けるトナー粒子Ｔの量を少なくすることができ、クリーニングブレード５８Ａの端面Ａ１にトナー粒子Ｔが溜まることをより抑制することができる。

クリーニングローラ５８Ｂを金属製とすることで、その表面が平滑となるので、現像ローラ５６とクリーニングローラ５８Ｂの互いの対向面Ｆ１，Ｆ２を逆方向に移動させて強く摺接させる際に、現像ローラ５６に与える影響を少なくでき、現像ローラ５６表面の損傷を抑えることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
前記実施形態では、クリーニングローラ５８Ｂを積極的に現像ローラ５６に食い込ませたが、本発明はこれに限定されず、クリーニングローラと現像ローラを軽く接触させるだけでもよい。

前記実施形態では、プロセス部５全体を現像装置としたが、本発明はこれに限定されず、例えば、プロセス部５が、感光体ドラム５１等を有するドラムカートリッジと、現像ローラ５６等を有する現像カートリッジとに分離される場合には、当該現像カートリッジを現像装置として採用してもよい。さらに、例えば、前記現像カートリッジが、主に現像ローラ５６等を備える現像ユニットと、液体トナー収容部５３を有するトナーカートリッジとに分離される場合には、現像ユニットを現像装置として採用してもよい。

前記実施形態では、レーザプリンタ１に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。また、液体トナーのキャリア液やトナー粒子の種類等は、任意に設定すればよい。

以下に、前記した実施形態についての実施例を説明する。詳しくは、クリーニング機構の作用を調べた実験結果を示す。

本実施例における実験の各種条件は、以下の通りである。
１．液体トナー
キャリア：パラフィンオイル
トナー粒子：エポキシ樹脂
トナー濃度：３０％（重量濃度）
粘度：２００ｍＰａ・ｓ
２．現像ローラ：ウレタンゴム φ２２ｍｍ 周速１６０ｍｍ／ｓ
３．クリーニングローラ：ＳＵＳ φ８ｍｍ 周速１６０ｍｍ／ｓ
（回転方向は、現像ローラと同一）
４．食い込み量：２００μｍ
５．現像ローラ上のトナー層厚 約５μｍ
６．コロトロンワイヤ（コンパクション用帯電器）の印加電圧 約３ｋＶ
７．クリーニングブレードの厚さ（現像ローラ表面からの高さ） ３ｍｍ

以上のような条件で、実験を行い、クリーニングブレードの端面にトナー粒子が溜まるか否かを目視により調べた。その結果、クリーニングブレードの端面にトナー粒子が溜まらず、掻き取った液体トナーを円滑に回収できることが確認された。

レーザプリンタの概略構成を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は、クリーニング機構の作用を示す説明図である。

符号の説明

１ レーザプリンタ
５ プロセス部
５３ 液体トナー収容部
５４ 供給ローラ
５５ 中間ローラ
５６ 現像ローラ
５７ コンパクション用帯電器
５８ クリーニング機構
５８Ａ クリーニングブレード
５８Ｂ クリーニングローラ
５９ 転写ローラ
Ａ１ 端面
Ｃ キャリア液
ＬＴ 液体トナー
Ｔ トナー粒子

Claims (2)

1. キャリア液にトナー粒子を混合させてなる液体トナーを担持しながら回転する現像ローラと、
   前記現像ローラと摺接して、前記現像ローラ上の液体トナーを掻き取るクリーニングブレードと、を有する現像装置であって、
   前記クリーニングブレードよりも前記現像ローラの回転方向上流側に、前記現像ローラと同一方向に回転するクリーニングローラを、前記現像ローラと摺接するように設けたことを特徴とする現像装置。
2. 前記現像ローラを前記クリーニングローラよりも柔らかい材質で形成し、
   前記クリーニングローラを、前記現像ローラに食い込ませたことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
   

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