JP2011007887A - Liquid-jetting developing device, and image forming apparatus equipped with liquid-jetting developing device - Google Patents

Liquid-jetting developing device, and image forming apparatus equipped with liquid-jetting developing device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid-jetting developing device and an image forming apparatus, preventing developer liquid droplets from splitting or scattering upon landing by suppressing a large increase in a jetting speed of developer liquid droplets.SOLUTION: The developing device 6 includes a developing tank 63 that reserves a liquid developer dv, a developing roller 66 that produces charged developer liquid droplets F from the developer dv and carries and conveys the developer liquid droplets F, and a metal roller 66b and a rotation shaft 66c that generate a jetting electric field to supply the developer liquid droplets F from the developing roller 66 to a photoreceptor belt 1 where an electrostatic latent image D is formed. The developing device is also provided with a developing roller surface layer 66a that suppresses induction of charges on the metal roller 66b by the developer liquid droplets F carried on the surface of the developing roller 66.

Description

本発明は、液体現像剤からなる液滴を飛翔させることによって静電潜像を現像する液体飛翔現像装置、および液体飛翔現像装置を備える画像形成装置に関する。   The present invention relates to a liquid flying development device that develops an electrostatic latent image by flying droplets made of a liquid developer, and an image forming apparatus including the liquid flying development device.

一般に、電子写真方式を用いる画像形成装置は、感光体などの像担持体の表面を帯電させる帯電工程と、画像データに基づいて、帯電した像担持体に光を照射することによって、像担持体の表面に静電潜像を形成する露光工程と、像担持体上の静電潜像に、現像装置の現像ローラ表面に担持された現像剤を接触させることによって、静電潜像を現像する(トナー像を形成する)現像工程と、記録用紙上にトナー像を転写する転写工程と、トナー像を加熱して記録用紙に定着させる定着工程とを行って、所望の画像を形成する。   In general, an image forming apparatus using an electrophotographic method is configured to charge a surface of an image carrier such as a photoconductor, and to irradiate the charged image carrier with light based on image data, thereby to form an image carrier. The electrostatic latent image is developed by bringing an electrostatic latent image on the surface of the toner and an electrostatic latent image on the image bearing member into contact with the developer carried on the surface of the developing roller of the developing device. A development process (forming a toner image), a transfer process for transferring the toner image onto the recording paper, and a fixing process for heating and fixing the toner image onto the recording paper are performed to form a desired image.

定着工程を行う画像形成装置は、トナーを溶融するために大量の電力を消費する。この問題に対して、特許文献1および特許文献2は、液体現像剤を用いて現像を行う現像装置を備える画像形成装置を開示している。液体現像剤を用いる画像形成装置は、像担持体上に、液体現像剤によって現像液像を形成し、該現像液像を記録用紙に転写し、記録用紙に現像液像を浸透させた後、現像液像を乾燥させることによって画像を形成する。したがって、この画像形成装置は、トナー像の加熱定着が不要であり、大量の電力を必要としない。   An image forming apparatus that performs the fixing process consumes a large amount of power to melt the toner. With respect to this problem, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 disclose an image forming apparatus including a developing device that performs development using a liquid developer. An image forming apparatus using a liquid developer forms a developer image with a liquid developer on an image carrier, transfers the developer image to a recording sheet, and permeates the developer image into the recording sheet. An image is formed by drying the developer image. Therefore, this image forming apparatus does not require heating and fixing of the toner image, and does not require a large amount of power.

液体現像剤を用いる画像形成装置として、特許文献3には、静電潜像とのクーロン力により現像ローラ上の液体現像剤を飛翔させることによって、静電潜像を現像する現像装置を備える画像形成装置が記載されている。特許文献3に記載の現像装置によれば、撥水処理された現像ローラ表面から、現像液滴が安定して飛翔するので、液体現像剤による現像を安定して行うことができるとされる。   As an image forming apparatus using a liquid developer, Patent Document 3 discloses an image including a developing device that develops an electrostatic latent image by causing the liquid developer on the developing roller to fly by a Coulomb force with the electrostatic latent image. A forming apparatus is described. According to the developing device described in Patent Document 3, since the developing droplets stably fly from the surface of the developing roller subjected to the water repellent treatment, the development with the liquid developer can be stably performed.

特開2003−5456号公報JP 2003-5456 A 特開2004−341140号公報JP 2004-341140 A 特開平6−295131号公報JP-A-6-295131

しかしながら、特許文献3に記載の現像装置には、いくつかの問題点がある。特許文献3に記載の現像装置は、液供給ローラなどの規制部材を、現像ローラに押圧接触させることによって、現像ローラ上に現像液滴を形成している。規制部材の押付け力を弱めると、現像液滴が凝集して粗大化してしまう。また、規制部材の押付け力を強めると、現像液滴の数密度が減少してしまう。したがって、特許文献3に記載の現像装置では、現像ローラ上に、液滴径の小さな現像液滴を高い数密度で担持させることが難しく、高濃度で高精細な画像が得られない。   However, the developing device described in Patent Document 3 has several problems. The developing device described in Patent Document 3 forms developing droplets on the developing roller by bringing a regulating member such as a liquid supply roller into pressure contact with the developing roller. When the pressing force of the regulating member is weakened, the developing droplets aggregate and become coarse. Further, when the pressing force of the regulating member is increased, the number density of the developing droplets is reduced. Therefore, in the developing device described in Patent Document 3, it is difficult to carry developing droplets having a small droplet diameter at a high number density on the developing roller, and a high-density and high-definition image cannot be obtained.

また、特許文献3に記載の現像装置は、安定して液滴の形成を行うために、現像ローラ表面に凹凸が設けられ、凹部に液体現像剤を押し込むことによって現像液滴を形成している。しかしながら、このようにして現像液滴を形成すると、形成される現像液滴の液滴径、および現像液滴同士の間隔は、凹凸の形状によって決定されてしまう。そのため、現像ローラ表面は、凹凸が、等間隔で高密度に形成される必要がある。しかしながら、現像ローラ表面に、凹凸を、等間隔かつ高密度に形成することは難しいので、結果として、高濃度で高精細な画像が得がたい。   Further, in the developing device described in Patent Document 3, in order to stably form a droplet, the surface of the developing roller is provided with irregularities, and a developer droplet is formed by pushing a liquid developer into the concave portion. . However, when developing droplets are formed in this way, the droplet diameter of the developing droplets formed and the spacing between the developing droplets are determined by the shape of the unevenness. Therefore, the surface of the developing roller needs to be unevenly formed with high density at equal intervals. However, since it is difficult to form unevenness on the surface of the developing roller at equal intervals and high density, it is difficult to obtain a high-density and high-definition image as a result.

さらに、特許文献1に記載の現像装置には、現像液滴が、飛翔時に分裂したり、像担持体への着弾時に飛び散ったりして、高精細な画像を得られないという問題がある。この問題を、図9および図10を用いて、より詳細に説明する。   Furthermore, the developing device described in Patent Document 1 has a problem that a developing droplet cannot be obtained because a developing droplet is split at the time of flight or scattered at the time of landing on an image carrier. This problem will be described in more detail with reference to FIG. 9 and FIG.

特許文献3に記載の現像装置において、現像液滴の分裂等が生じるのは、現像液滴の飛翔速度が大き過ぎるからであると考えられる。そこで、本件出願人は、像担持体に着弾する直前における、現像液滴の飛翔速度の予測値を、以下のシミュレーション1により求めた。図9は、シミュレーションモデルを示す図である。図9(a)はシミュレーションモデルを説明するための図であり、図9(b)は1次の鏡像電荷を説明するための図であり、図9(c)は2次の鏡像電荷を説明するための図である。   In the developing device described in Patent Document 3, it is considered that the development droplet breaks up because the flying speed of the development droplet is too high. Therefore, the applicant of the present application obtained a predicted value of the flying speed of the developing droplet immediately before landing on the image carrier by simulation 1 below. FIG. 9 is a diagram illustrating a simulation model. 9A is a diagram for explaining the simulation model, FIG. 9B is a diagram for explaining the primary mirror image charge, and FIG. 9C is a diagram explaining the secondary mirror image charge. It is a figure for doing.

<シミュレーション1>
(シミュレーション1の条件)
導電性を有する基材Aの上に誘電率3、厚み20μmの感光層Bが設けられた、感光体ベルトと、該感光体ベルトの感光層Bの鉛直下方200μmの位置に設けられる、導電性を有する現像ローラCとを備える画像形成装置を考える。感光体ベルトは−600Vに帯電した後、露光されて所定の静電潜像Dが形成される。また、現像ローラCと感光体ベルトとの間には電圧が印加されており、現像ローラC表面に垂直で、かつ、現像ローラと感光体ベルトとの間において一様な飛翔電界Eが発生する。
<Simulation 1>
(Conditions for simulation 1)
A conductive belt provided with a photosensitive layer B having a dielectric constant of 3 and a thickness of 20 μm on a conductive substrate A, and a conductive layer provided at a position 200 μm vertically below the photosensitive layer B of the photosensitive belt. Consider an image forming apparatus provided with a developing roller C having The photosensitive belt is charged to −600 V and then exposed to form a predetermined electrostatic latent image D. A voltage is applied between the developing roller C and the photosensitive belt, and a uniform flying electric field E f is generated between the developing roller C and the surface perpendicular to the developing roller C and between the developing roller and the photosensitive belt. To do.

(シミュレーションモデル)
図9(a)に示すように、感光体ベルトと現像ローラCとが平行平板となる2次元のモデルを考える。x方向を現像ローラCの表面に平行な方向とし、y方向を現像ローラCの表面から感光体ベルトの表面へ向かう、該表面に垂直な方向とする。現像ローラCの表面の位置がy方向における原点とする。
(Simulation model)
Consider a two-dimensional model in which the photosensitive belt and the developing roller C are parallel plates as shown in FIG. The x direction is a direction parallel to the surface of the developing roller C, and the y direction is a direction perpendicular to the surface from the surface of the developing roller C to the surface of the photosensitive belt. The position of the surface of the developing roller C is the origin in the y direction.

現像ローラCに担持された1つの現像液滴F(直径R=8[μm]、帯電量Q=−5.36×10−15[C]、密度ρ=1.0[g/cm]、質量m=2.68×10−10[g]が、静電潜像に向かって飛翔することを考える。ここで、現像液滴Fは、剛体球として扱う。また、実際の画像形成装置では、感光層Bの未露光部に負電荷が存在し、静電潜像Dには電荷が存在しない負帯電の反転現像であるのに対して、シミュレーションにおける計算を簡略化するために、未露光部に負電荷がある状態を、静電潜像Dに正電荷Pが存在する状態へ置き換えることにより、負帯電の反転現像と等価の状態とした。ここで、静電潜像Dの幅Lを5.0mmとし、感光体の比誘電率ε=3.0、膜厚20μm、帯電電位−600Vより、電荷Pの線密度を、−8.0×10−4C/mとする。 One developing droplet F (diameter R = 8 [μm], charge amount Q = −5.36 × 10 −15 [C], density ρ = 1.0 [g / cm 3 ] carried on the developing roller C , Mass m = 2.68 × 10 −10 [g] is considered to fly toward the electrostatic latent image, where the developing droplet F is treated as a rigid sphere. In the case of negative reversal development in which a negative charge is present in the unexposed portion of the photosensitive layer B and no charge is present in the electrostatic latent image D, in order to simplify the calculation in the simulation, a state in which there is negative charge in the exposed area, by replacing the condition that there is a positive charge P 1 to the electrostatic latent image D, and the reversal development equivalent to the state of negative charge. here, the electrostatic latent image D The width L is 5.0 mm, the relative permittivity ε S = 3.0 of the photosensitive member, the film thickness is 20 μm, and the charging potential is −600 V. The linear density of the load P 1, and -8.0 × 10 -4 C / m.

(現像液滴に加わる力の計算)
飛翔電界Eによって現像液滴Fに加わるクーロン力は、y方向のクーロン力|Q・E|である。これ以外にも、現像液滴Fにかかるクーロン力が存在する。1つ目のクーロン力は、現像液滴Fと、現像液滴Fによって基材A表面および現像ローラC表面に誘起される正電荷との間のクーロン力である。各表面に誘起される正電荷を直接求めるには複雑な計算が必要となるので、直接求める代わりに鏡像法を用いて、誘起される正電荷と現像液滴Fとの間のクーロン力の近似値を求める。鏡像法によれば、図9(b)に示すように、現像ローラC表面を中心として、現像液滴Fと対称な位置に、正の鏡像電荷Q’が存在すると仮定することができる。また、基材A表面を中心として、現像液滴Fと対称な位置に、正の鏡像電荷Q’’が存在すると仮定することができる。鏡像電荷Q’,Q’’は、現像液滴Fの負電荷Qと絶対値が等しい電荷である。
(Calculation of force applied to developing droplets)
The Coulomb force applied to the developing droplet F by the flying electric field E f is a Coulomb force | Q · E f | in the y direction. In addition to this, there is a Coulomb force applied to the developing droplet F. The first Coulomb force is a Coulomb force between the developing droplet F and a positive charge induced on the surface of the substrate A and the developing roller C by the developing droplet F. Since direct calculation of the positive charge induced on each surface requires complicated calculation, an approximation of the Coulomb force between the induced positive charge and the developing droplet F is used by using a mirror image method instead of direct calculation. Find the value. According to the mirror image method, as shown in FIG. 9B, it can be assumed that a positive mirror image charge Q ′ 1 exists at a position symmetrical to the developing droplet F with the surface of the developing roller C as the center. Further, it can be assumed that the positive mirror image charge Q ″ 1 exists at a position symmetrical to the developing droplet F with the surface of the substrate A as the center. The mirror image charges Q ′ 1 and Q ″ 1 are charges having the same absolute value as the negative charge Q of the developing droplet F.

また鏡像法によれば、1次の鏡像電荷Q’,Q’’によって、基材A表面および現像ローラC表面に負電荷が誘起されることになる。したがって、図9(c)に示すように、現像ローラC表面を中心として、1次の鏡像電荷Q’’と対称な位置に、2次の鏡像電荷である負の鏡像電荷Q’が存在すると仮定することができる。また、基材A表面を中心として、1次の鏡像電荷Q’と対称な位置に、2次の鏡像電荷である負の鏡像電荷Q’’が存在すると仮定することができる。2次の鏡像電荷Q’,Q’’も、現像液滴Fの負電荷Qと絶対値が等しい電荷である。 Further, according to the mirror image method, negative charges are induced on the surface of the substrate A and the surface of the developing roller C by the primary mirror image charges Q ′ 1 and Q ″ 1 . Accordingly, as shown in FIG. 9 (c), around the developing roller C surface, 'to 1 and symmetrical position, a negative mirror image charge Q is a secondary mirror image charge' primary mirror image charges Q '2 is It can be assumed that it exists. Further, it can be assumed that a negative mirror image charge Q ″ 2 that is a secondary mirror image charge exists at a position symmetrical to the primary mirror image charge Q ′ 1 with the surface of the substrate A as a center. The secondary mirror image charges Q ′ 2 and Q ″ 2 are also charges having an absolute value equal to the negative charge Q of the developing droplet F.

このように、仮想的な電荷である鏡像電荷を順次求めることで、基材A表面および現像ローラC表面に誘起される真の正電荷と、現像液滴Fとの間のクーロン力の近似値を求めることができる。シミュレーション1では、10次までの鏡像電荷を考慮して、基材A表面および現像ローラC表面に誘起される正電荷と現像液滴Fとの間の、y方向のクーロン力の近似値F(Y)を算出した。F(Y)は、現像液滴Fのy座標Yに依存する力である。0[μm]≦Y<<100[μm]であるとき、F(Y)<0、すなわち、現像液滴Fは現像ローラC表面に引き寄せられる。100[μm]<<Y≦200[μm]であるとき、F(Y)>0、すなわち、現像液滴Fは感光層B表面に引き寄せられる。 Thus, the approximate value of the Coulomb force between the true positive charge induced on the surface of the substrate A and the surface of the developing roller C and the developing droplet F is obtained by sequentially obtaining the mirror image charge which is a virtual charge. Can be requested. In simulation 1, an approximate value F 1 of the Coulomb force in the y direction between the positive charge induced on the surface of the substrate A and the surface of the developing roller C and the developing droplet F in consideration of the mirror image charge up to the 10th order. (Y) was calculated. F 1 (Y) is a force depending on the y coordinate Y of the developing droplet F. When 0 [μm] ≦ Y << 100 [μm], F (Y) <0, that is, the developing droplet F is attracted to the surface of the developing roller C. When 100 [μm] << Y ≦ 200 [μm], F (Y)> 0, that is, the developing droplet F is attracted to the surface of the photosensitive layer B.

現像液滴Fにかかる2つ目のクーロン力は、静電潜像Dの正電荷Pと現像液滴Fとの間で生じる、y方向のクーロン力F(Y)である。F(Y)は、現像液滴Fのy座標Yに依存する力である。F(Y)は常に正である。すなわち、現像液滴Fは静電潜像Dの正電荷Pによって、常に感光層B表面に引き寄せられる。F(Y)は、Yが大きくなるにつれて大きくなる。 The second Coulomb force applied to the developing droplet F is a Coulomb force F 2 (Y) in the y direction generated between the positive charge P 1 of the electrostatic latent image D and the developing droplet F. F 2 (Y) is a force depending on the y coordinate Y of the developing droplet F. F 2 (Y) is always positive. That is, the developer drops F by the positive charge P 1 of the electrostatic latent image D, is always attracted to the photosensitive layer B surface. F 2 (Y) increases as Y increases.

現像液滴Fにかかる3つ目のクーロン力は、現像液滴Fと、静電潜像Dの正電荷Pによって基材A表面および現像ローラC表面に誘起される負電荷との間の、y方向のクーロン力F(Y)である。F(Y)は、F(Y)と同様に、鏡像法を用いて、10次までの鏡像電荷を考慮して、近似値として算出される。F(Y)は、現像液滴Fのy座標Yに依存する力である。 Coulomb force third according to the developing droplet F a developing solution and droplet F, by the positive charge P 1 of the electrostatic latent image D between the negative charge induced in the base material A surface and the developing roller C surface , Y direction Coulomb force F 3 (Y). Similarly to F 1 (Y), F 3 (Y) is calculated as an approximate value by using the mirror image method and taking into consideration the mirror image charges up to the 10th order. F 3 (Y) is a force depending on the y coordinate Y of the developing droplet F.

飛翔電界Eと上述した3つのクーロン力とから、現像液滴Fにかかるy方向の電界E(Y)は、E(Y)=E+(F(Y)+F(Y)+F(Y))/|Q|となり、現像液滴Fにかかるy方向のクーロン力の総和は、Q・E(Y)となる。また、水平方向への飛翔では問題とならないけれども、鉛直方向へ現像液滴Fを飛翔させる際には、現像液滴Fにかかるy方向下向きの重力m・gが減速力として作用する(重力加速度g=9.8[m/s])。したがって、現像液滴Fにかかる力の総和は、Q・E(Y)−m・gである。ここで、飛翔電界Eは、現像液滴Fが飛翔でき、かつ、現像液滴Fの飛翔速度Vが可能な限り小さくなるように設定される。すなわち、飛翔電界Eは、現像ローラC付近における、現像液滴Fにかかる力の総和Q・E(Y)−m・gが、0に近く、現像ローラCから離れる向きの力となるように設定される。さらに、現像ローラC表面の撥水処理が不十分な場合あって、該表面と現像液滴Fとの間に分子間力が作用し、該分子間力が無視できない場合には、重力と同様に分子間力を配慮すればよい。 From the flying electric field E f and the three Coulomb forces described above, the electric field E (Y) in the y direction applied to the developing droplet F is E (Y) = E f + (F 1 (Y) + F 2 (Y) + F 3 (Y)) / | Q |, and the total of the Coulomb forces in the y direction applied to the developing droplet F is Q · E (Y). Although flying in the horizontal direction is not a problem, when the developing droplet F is caused to fly in the vertical direction, the downward gravity y · g acting on the developing droplet F acts as a deceleration force (gravity acceleration). g = 9.8 [m / s 2 ]). Accordingly, the sum of the forces applied to the developing droplet F is Q · E (Y) −m · g. Here, the flying electric field E f is set so that the developing droplet F can fly and the flying velocity V f of the developing droplet F is as small as possible. That is, the flying electric field E f is such that the sum Q · E (Y) −m · g of the force applied to the developing droplet F in the vicinity of the developing roller C is close to 0 and is in a direction away from the developing roller C. Set to Further, when the surface of the developing roller C is not sufficiently water-repellent and an intermolecular force acts between the surface and the developing droplet F and the intermolecular force cannot be ignored, the same as gravity. Considering the intermolecular force.

(シミュレーション結果)
図10は、シミュレーション1の結果を示す図である。図10(a)に、E(Y)、E、およびE(Y)=(F(Y)+F(Y)+F(Y))/|Q|と、現像液滴Fのy座標Yとの関係を示す。グラフGは電界E(Y)を示し、グラフGは電界Eを示し、グラフGは電界E(Y)を示す。縦軸は、現像ローラCから感光体ベルトへ向かう方向を正とした電界の大きさ[V/m]を表し、横軸は、現像液滴Fのy座標Y[μm]を表す。
(simulation result)
FIG. 10 is a diagram illustrating a result of the simulation 1. FIG. 10A shows E (Y), E f , and E Q (Y) = (F 1 (Y) + F 2 (Y) + F 3 (Y)) / | Q | The relationship with the y coordinate Y is shown. Graph G 1 represents an electric field E (Y), the graph G 2 is shown an electric field E f, the graph G 3 are showing the electric field E Q (Y). The vertical axis represents the magnitude [V / m] of the electric field with the direction from the developing roller C toward the photosensitive belt being positive, and the horizontal axis represents the y coordinate Y [μm] of the developing droplet F.

電界E(Y)は、現像ローラC表面付近では正となるので、飛翔電界Eが形成されなければ、負電荷Qを有する現像液滴Fは、現像ローラC表面から飛翔することができない。現像液滴Fを飛翔させるために、シミュレーション1では、飛翔電界E=1.5×10[V/m]が形成される。これによって、グラフGが示すように、E(Y)=−2.0×10[V/m]となる。したがって、現像液滴Fにかかるクーロン力の総和は、現像ローラCから離れる向きに、|Q・E(Y)|=1.08×10−9[N]となり、現像液滴Fを鉛直方向に飛翔させる際の飛翔力となる。一方、現像液滴Fを鉛直方向に飛翔させる際に現像液滴Fにかかる重力は、現像ローラCへ向かう向きにm・g=2.63×10−12[N]である。よって、現像液滴Fは、鉛直方向において飛翔することができる。 Since the electric field E Q (Y) is positive in the vicinity of the surface of the developing roller C, the developing droplet F having the negative charge Q cannot fly from the surface of the developing roller C unless the flying electric field E f is formed. . In order to cause the developing droplet F to fly, in the simulation 1, a flying electric field E f = 1.5 × 10 6 [V / m] is formed. Thus, as the graph shows G 1, E (Y) = - a 2.0 × 10 5 [V / m ]. Accordingly, the total Coulomb force applied to the developing droplet F becomes | Q · E (Y) | = 1.08 × 10 −9 [N] in the direction away from the developing roller C, and the developing droplet F is moved vertically. It will be the flying power when flying. On the other hand, the gravity applied to the developing droplet F when the developing droplet F flies in the vertical direction is m · g = 2.63 × 10 −12 [N] in the direction toward the developing roller C. Therefore, the developing droplet F can fly in the vertical direction.

図10(b)に、現像液滴Fの飛翔速度Vとy座標Y、y座標Yと飛翔開始からの時間tとの関係を示す。図10(b)では、左縦軸が飛翔速度V[m/s]を表し、右縦軸が時間t[sec]を表し、横軸が現像液滴Fのy座標Y[μm]を表している。グラフGは、飛翔速度Vと時間tとの関係を示すグラフであり、グラフGは、y座標Yと時間tとの関係を示すグラフである。グラフGおよびグラフGは、グラフGで示す電界E(Y)を用いて、現像液滴Fに対する運動方程式m・dV/dt=−Q・E(Y)−m・gを解くことによって得られる。グラフGが示すように、現像液滴Fは、感光層Bへの着弾直前において、飛翔速度Vが4.3m/sとなっている。 FIG. 10B shows the relationship between the flying speed V f of the developing droplet F, the y coordinate Y, the y coordinate Y, and the time t from the start of flying. In FIG. 10B, the left vertical axis represents the flight speed V f [m / s], the right vertical axis represents the time t [sec], and the horizontal axis represents the y coordinate Y [μm] of the developing droplet F. Represents. Graph G 4 are a graph showing the relationship between the flight speed V f and time t, the graph G 5 is a graph showing the relationship between the y-coordinate Y and time t. Graphs G 4 and G 5 solve the equation of motion m · dV f / dt = −Q · E (Y) −m · g for the developing droplet F using the electric field E (Y) shown in the graph G 1. Can be obtained. As the graph G 4, the developer drops F, in the landing just prior to the photosensitive layer B, the flying speed V f satisfies has a 4.3 m / s.

シミュレーション1においては、現像液滴Fを剛体球と仮定して飛翔速度Vを計算したけれども、実際には現像液滴Fは剛体ではなく、所定の表面エネルギーを有する液滴である。そこで、表面張力τ=55[dyn/cm]として、現像液滴Fの表面エネルギーUs=τ×π×Rを求めると、Us=1.11×10−11Jとなる。一方、現像液滴Fの運動エネルギーUvは、Uv=1/2×ρ×π/6×R×V =2.48×10−12Jとなる。 In the simulation 1, the flying speed Vf is calculated on the assumption that the developing droplet F is a rigid sphere. Actually, however, the developing droplet F is not a rigid body but a droplet having a predetermined surface energy. Therefore, when the surface energy Us = τ × π × R 2 of the developing droplet F is obtained with the surface tension τ = 55 [dyn / cm], it becomes Us = 1.11 × 10 −11 J. On the other hand, the kinetic energy Uv of the developing droplet F is Uv = 1/2 × ρ × π / 6 × R 3 × V f 2 = 2.48 × 10 −12 J.

このように、現像液滴Fの運動エネルギーUvが、表面エネルギーUsに近付くと、剛体ではない現像液滴Fは、飛翔中に分裂すると考えられる。現像液滴Fが分裂すると、分裂によって感光体ベルト上における現像液滴Fの着弾位置がずれたり、分裂に伴って発生するサテライト滴によって画像に汚れが生じたりする。さらに、現像液滴Fの質量、電荷のばらつきによっては飛翔速度Vはさらに大きくなり、運動エネルギーUvが表面エネルギーUsを超えるものも現れると考えられる。たとえば、飛翔速度Vが10.0m/sであるときの運動エネルギーUvは、Uv=1.34×10−11Jであり、表面エネルギーUs=1.11×10−11とJよりも大きい。このような場合には、現像液滴Fは細かく分裂し、広い範囲に飛び散ってしまうと考えられる。このように、特許文献3に記載の現像装置は、現像液滴の飛翔速度Vが大き過ぎるために、現像液滴Fの分裂、着弾時の飛び散りが生じ、高精細な画像を形成することができない。 Thus, when the kinetic energy Uv of the developing droplet F approaches the surface energy Us, it is considered that the developing droplet F that is not a rigid body is split during the flight. When the developing droplets F are split, the landing positions of the developing droplets F on the photosensitive belt are shifted due to the splitting, or the image is soiled by the satellite droplets generated along with the splitting. Further, depending on variations in the mass and charge of the developing droplet F, it is considered that the flying speed Vf is further increased and that the kinetic energy Uv exceeds the surface energy Us. For example, the kinetic energy Uv when the flying speed V f is 10.0 m / s is Uv = 1.34 × 10 −11 J, and the surface energy Us = 1.11 × 10 −11 is larger than J. . In such a case, it is considered that the developing droplet F is finely divided and scattered in a wide range. As described above, the developing device described in Patent Document 3 forms a high-definition image because the developing droplet flying speed Vf is too high, and the developing droplet F is split and scattered when landing. I can't.

また、シミュレーション1の結果から、飛翔速度Vの大幅な増加は、電界E(Y)、特に、現像液滴Fにより基材A表面および現像ローラC表面に誘起される電荷によって形成される電界である、F(Y)/|Q|に起因することがわかる。 Further, from the result of the simulation 1, a significant increase in the flying speed V f is formed by the electric field E Q (Y), in particular, the charges induced on the surface of the substrate A and the surface of the developing roller C by the developing droplet F. It can be seen that this is due to the electric field, F 1 (Y) / | Q |.

上述したように、電界F(Y)/|Q|は、現像ローラC付近では現像液滴Fを現像ローラC側に引き寄せるような電界となり、感光層B付近では現像液滴Fを感光層B側に引き寄せるような電界となる。電界F(Y)/|Q|の、このような特性から、図10(a)に示すように、電界E(Y)は、現像ローラC付近では正の値となり、現像ローラCから離れるにつれて、絶対値が大きな負の値となる。 As described above, the electric field F 1 (Y) / | Q | is an electric field that draws the developing droplet F toward the developing roller C in the vicinity of the developing roller C, and the developing droplet F is exposed to the photosensitive layer in the vicinity of the photosensitive layer B. The electric field attracts the B side. From such a characteristic of the electric field F 1 (Y) / | Q |, as shown in FIG. 10A, the electric field E Q (Y) becomes a positive value in the vicinity of the developing roller C, and from the developing roller C As the distance increases, the absolute value becomes a large negative value.

したがって、現像液滴Fを可能な限り小さな飛翔速度Vで飛翔させるために、飛翔電界Eを調節して、現像ローラC付近における現像液滴Fにかかる力の総和Q・E(Y)−m・gを、0に近く、現像ローラCから離れる向きの力となるように調節しても、現像液滴Fが現像ローラCを離れるにつれて、現像液滴Fにかかる力は、現像ローラCから離れる向きの大きな力となる。これによって、現像液滴Fは、感光層Bに向かって大きく加速されることになり、その結果、分裂などが生じてしまう。 Therefore, in order to fly a developer drops F a as possible small flying speed V f, to adjust the flying electric field E f, developing roller according to the developer drops F near C forces sum Q · E (Y) Even when −m · g is adjusted to be close to 0 and away from the developing roller C, as the developing droplet F leaves the developing roller C, the force applied to the developing droplet F is It will be a great force away from C. As a result, the developing droplet F is greatly accelerated toward the photosensitive layer B, and as a result, splitting or the like occurs.

なお、現像液滴Fの分裂は、実際に、ストロボ観察で観察される。運動エネルギーUvおよび表面エネルギーUsは、飛翔する現像液滴Fに対しストロボ観察を行い、現像液滴Fの形状および飛翔速度Vを測定することで算出される。測定した形状から現像液滴Fの質量が算出され、該質量と飛翔速度Vとから運動エネルギーUvが算出される。また、測定した形状から現像液滴Fの表面積が算出され、該表面積と予め表面張力計によって求められた液体現像剤の表面張力τとから表面エネルギーUsが算出される。 The breakage of the developing droplet F is actually observed by strobe observation. The kinetic energy Uv and the surface energy Us are calculated by performing strobe observation on the flying developing droplet F and measuring the shape and flying speed Vf of the developing droplet F. Measured mass of the developer drops F from the shape is calculated, the kinetic energy Uv is calculated from the said mass and the flying speed V f. Further, the surface area of the developer droplet F is calculated from the measured shape, and the surface energy Us is calculated from the surface area and the surface tension τ of the liquid developer obtained in advance by a surface tension meter.

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、現像液滴の飛翔速度の大幅な増加を抑制することによって、現像液滴の分裂、着弾時の飛び散りなどを防止する液体飛翔現像装置および画像形成装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and is a liquid that prevents the development droplets from flying apart by suppressing a significant increase in the flying speed of the development droplets, and preventing the development droplets from being scattered during landing. An object is to provide a flying developing device and an image forming apparatus.

本発明は、着色剤を含有する液体状の現像剤を貯留する現像槽と、
帯電した現像液滴を前記現像剤から形成し、該現像液滴を担持しながら搬送する現像ローラと、
前記現像ローラから静電潜像が形成された像担持体へ、前記現像液滴を飛翔させて供給するための電界である、飛翔電界を発生させる飛翔電界発生手段とを備え、
前記現像ローラは、該現像ローラの表面に担持された現像液滴が該現像ローラに電荷を誘起することを抑制する、現像ローラ電荷抑制手段を有することを特徴とする液体飛翔現像装置である。
The present invention comprises a developer tank for storing a liquid developer containing a colorant;
A developing roller that forms charged developer droplets from the developer and conveys the developer droplets while carrying the developer droplets;
A flying electric field generating means for generating a flying electric field, which is an electric field for flying and supplying the developer droplets from the developing roller to an image carrier on which an electrostatic latent image is formed,
The developing roller has a developing roller charge suppressing unit that suppresses the development droplet carried on the surface of the developing roller from inducing charge in the developing roller.

また本発明は、前記現像ローラが、導電性を有する現像ローラ基材と、該現像ローラ基材の表面に設けられる、誘電体からなる現像ローラ表面層とを有し、
前記現像ローラ電荷抑制手段が、前記現像ローラ表面層であることを特徴とする。
Further, in the present invention, the developing roller has a conductive developing roller base material, and a developing roller surface layer made of a dielectric provided on the surface of the developing roller base material,
The developing roller charge suppressing means is the developing roller surface layer.

また本発明は、前記現像ローラの表面が、前記現像剤に対して、撥液性を有することを特徴とする。   Further, the invention is characterized in that the surface of the developing roller has liquid repellency with respect to the developer.

また本発明は、着色剤を含有する液体状の現像剤を貯留する現像槽と、
帯電した現像液滴を前記現像剤から形成し、該現像液滴を担持しながら搬送する供給ローラと、
前記供給ローラから供給された現像液滴を、担持しながら搬送する現像ローラと、
前記供給ローラから前記現像ローラへ、前記現像液滴を飛翔させて供給するための電界である、中間飛翔電界を発生させる中間飛翔電界発生手段と、
前記現像ローラから静電潜像が形成された像担持体へ、前記現像液滴を飛翔させて供給するための電界である、飛翔電界を発生させる飛翔電界発生手段とを備え、
前記供給ローラは、該供給ローラの表面に担持された現像液滴が該供給ローラに電荷を誘起することを抑制する、供給ローラ電荷抑制手段を有することを特徴とする液体飛翔現像装置である。
The present invention also provides a developer tank for storing a liquid developer containing a colorant;
A supply roller that forms charged developer droplets from the developer and conveys the developer droplets while supporting the developer droplets;
A developing roller for transporting the developer droplets supplied from the supply roller while carrying;
Intermediate flying electric field generating means for generating an intermediate flying electric field, which is an electric field for flying and supplying the developer droplets from the supply roller to the developing roller;
A flying electric field generating means for generating a flying electric field, which is an electric field for flying and supplying the developer droplets from the developing roller to an image carrier on which an electrostatic latent image is formed,
The supply roller is a liquid flying developing device characterized by having supply roller charge suppressing means for suppressing development droplets carried on the surface of the supply roller from inducing charge in the supply roller.

また本発明は、前記供給ローラが、導電性を有する供給ローラ基材と、該供給ローラ基材の表面に設けられる、誘電体からなる供給ローラ表面層とを有し、
前記供給ローラ電荷抑制手段が、前記供給ローラ表面層であることを特徴とする。
In the present invention, the supply roller has a conductive supply roller base material, and a supply roller surface layer made of a dielectric material provided on the surface of the supply roller base material,
The supply roller charge suppression means is the supply roller surface layer.

また本発明は、前記供給ローラの表面が、前記現像剤に対して、撥液性を有することを特徴とする。   Further, the invention is characterized in that the surface of the supply roller has liquid repellency with respect to the developer.

また本発明は、前記現像ローラが、該現像ローラの表面に担持された現像液滴が該現像ローラに電荷を誘起することを抑制する、現像ローラ電荷抑制手段を有することを特徴とする。   In the invention, it is preferable that the developing roller has a developing roller charge suppressing unit that suppresses the development droplet carried on the surface of the developing roller from inducing charge in the developing roller.

また本発明は、前記供給ローラの周速度をS1[m/s]、前記現像ローラの周速度をS2[m/s]とするとき、下記式(1)を満たすように、前記供給ローラおよび前記現像ローラを制御する第1周速度比制御手段を備えることを特徴とする。
|S1/S2| > 1 …(1)
In the present invention, when the peripheral speed of the supply roller is S1 [m / s] and the peripheral speed of the developing roller is S2 [m / s], the supply roller and A first circumferential speed ratio control means for controlling the developing roller is provided.
| S1 / S2 |> 1 (1)

また本発明は、前記現像液滴の表面エネルギーをUs[J]、該現像液滴の質量をM[kg]、該現像液滴の飛翔速度の最大値をVmax[m/s]とするとき、下記式(2)を満たすように飛翔電界を制御する飛翔電界制御手段を備えることを特徴とする。
Us > (1/2)MVmax …(2)
In the present invention, the surface energy of the developing droplet is Us [J], the mass of the developing droplet is M [kg], and the maximum flying speed of the developing droplet is V max [m / s]. In some cases, a flying electric field control means for controlling the flying electric field so as to satisfy the following formula (2) is provided.
Us> (1/2) MV max 2 (2)

また本発明は、感光層を有する像担持体と、
前期液体飛翔現像装置とを備えることを特徴とする画像形成装置である。
The present invention also provides an image carrier having a photosensitive layer,
An image forming apparatus comprising a first-stage liquid flying developing device.

また本発明は、導電性を有する導電性基材と感光層とを有する像担持体と、
着色剤を含有する液体状の現像剤から形成された、帯電した現像液滴を、飛翔させることによって、前記像担持体に供給する液体飛翔現像装置とを備え、
前記像担持体は、前記感光層の表面へと飛翔する現像液滴が該導電性基材に電荷を誘起することを抑制する、中間層を有することを特徴とする画像形成装置である。
The present invention also provides an image carrier having a conductive base material having conductivity and a photosensitive layer,
A liquid flying developing device that is supplied from the liquid developer containing the colorant and that is supplied to the image carrier by flying charged developer droplets;
The image carrier is an image forming apparatus having an intermediate layer that suppresses the development droplets flying to the surface of the photosensitive layer from inducing charges on the conductive substrate.

また、本発明に係る画像形成装置は、前記中間層が、前記感光層と前記導電性基材との間に設けられる誘電体であることを特徴とする。   The image forming apparatus according to the present invention is characterized in that the intermediate layer is a dielectric provided between the photosensitive layer and the conductive substrate.

また、本発明に係る画像形成装置は、液体飛翔現像装置として、上記の、液体飛翔現像装置を備えることを特徴とする。   In addition, an image forming apparatus according to the present invention includes the above-described liquid flying developing device as the liquid flying developing device.

また、本発明に係る画像形成装置は、前記現像ローラの周速度をS2[m/s]、前記像担持体の周速度をS3[m/s]とするとき、下記式(3)を満たすように、前記現像ローラおよび前記像担持体を制御する第2周速度比制御手段を備えることを特徴とする。
|S2/S3| > 1 …(3)
Further, the image forming apparatus according to the present invention satisfies the following expression (3) when the peripheral speed of the developing roller is S2 [m / s] and the peripheral speed of the image carrier is S3 [m / s]. As described above, the image forming apparatus includes a second peripheral speed ratio control unit that controls the developing roller and the image carrier.
| S2 / S3 |> 1 (3)

本発明によれば、現像ローラは、現像ローラ電荷抑制手段を有する。これによって、現像ローラは、該現像ローラの表面上の、帯電した現像液滴による該現像ローラへの電荷の誘起を抑制することができる。すなわち、現像ローラは、現像液滴が有する電荷に対する、いわゆる鏡像電荷を小さくすることができる。したがって、現像ローラは、鏡像電荷によって形成される電界(現像ローラ鏡像電界)を小さくすることができるので、現像液滴が現像ローラの表面から離脱するために最低限必要な電界を小さくすることができる。   According to the present invention, the developing roller has the developing roller charge suppressing means. As a result, the developing roller can suppress the induction of charge on the developing roller due to charged developing droplets on the surface of the developing roller. That is, the developing roller can reduce the so-called mirror image charge with respect to the charge of the developing droplet. Therefore, the developing roller can reduce the electric field formed by the mirror image charge (developing roller mirror image electric field), so that the minimum electric field required for the developer droplets to separate from the surface of the developing roller can be reduced. it can.

よって、本発明に係る液体飛翔現像装置は、飛翔電界の大きさを低減することができるので、現像の際の現像液滴の飛翔速度(現像飛翔速度)の大幅な増加を防止することができる。したがって、本発明に係る液体飛翔現像装置は、現像ローラからの飛翔(現像飛翔)時における現像液滴の分裂、および像担持体への着弾時における現像液滴の飛び散りを防ぐことができる。これによって、良好な画質の画像を得ることができる画像形成装置を実現することができる。   Therefore, the liquid flying development apparatus according to the present invention can reduce the magnitude of the flying electric field, and thus can prevent a significant increase in the flying speed (development flying speed) of the developing droplets during development. . Therefore, the liquid flying developing device according to the present invention can prevent the development droplets from being split when flying from the developing roller (developing flying) and the developing droplets from being scattered when landing on the image carrier. As a result, an image forming apparatus capable of obtaining an image with good image quality can be realized.

また本発明によれば、誘電体からなる現像ローラ表面層は、現像ローラ電荷抑制手段として機能する。したがって、現像ローラ表面層は、現像ローラ鏡像電界を小さくすることができる。よって、安定して現像ローラ鏡像電界を緩和できる液体飛翔現像装置を、廉価で提供することができる。   According to the invention, the surface layer of the developing roller made of a dielectric functions as a developing roller charge suppressing unit. Therefore, the developing roller surface layer can reduce the developing roller mirror image field. Therefore, it is possible to provide a liquid flying developing device that can relieve the developing roller mirror image field stably and at low cost.

また本発明によれば、現像ローラ表面は、現像剤に対して撥液性を有する。これによって、現像ローラ表面は、現像液滴が現像ローラ表面から離脱するのに必要な電界を小さくすることができる。したがって、本発明に係る液体飛翔現像装置は、飛翔電界の大きさをさらに低減することができる。これによって、本発明に係る液体飛翔現像装置は、現像液滴の現像飛翔速度の大幅な増加をさらに防止することができる。   According to the invention, the developing roller surface has liquid repellency with respect to the developer. As a result, the surface of the developing roller can reduce the electric field required for the developer droplets to separate from the surface of the developing roller. Therefore, the liquid flying developing device according to the present invention can further reduce the magnitude of the flying electric field. As a result, the liquid flying developing device according to the present invention can further prevent a significant increase in the developing flying speed of the developing droplet.

また本発明によれば、供給ローラは、供給ローラ電荷抑制手段を有する。これによって、供給ローラは、該供給ローラの表面上の、帯電した現像液滴による該供給ローラへの電荷の誘起を抑制することができる。すなわち、供給ローラは、現像液滴が有する電荷に対する鏡像電荷を小さくすることができる。したがって、供給ローラは、鏡像電荷によって形成される電界(供給ローラ鏡像電界)を小さくすることができるので、現像液滴が供給ローラの表面から飛翔するために最低限必要な電界を小さくすることができる。   According to the invention, the supply roller has supply roller charge suppression means. Thereby, the supply roller can suppress the induction of the electric charge to the supply roller by the charged developing droplet on the surface of the supply roller. That is, the supply roller can reduce the mirror image charge with respect to the charge of the developing droplet. Therefore, the supply roller can reduce the electric field (supply roller mirror image electric field) formed by the mirror image charge, so that the minimum electric field required for the developer droplets to fly from the surface of the supply roller can be reduced. it can.

よって、本発明に係る液体飛翔現像装置は、中間飛翔電界の大きさを低減することができるので、供給ローラからの飛翔(中間飛翔)の際の現像液滴の飛翔速度(中間飛翔速度)の大幅な増加を防止することができる。したがって、本発明に係る液体飛翔現像装置は、中間飛翔時における現像液滴の分裂、および現像ローラへの着弾時における現像液滴の飛び散りを防ぐことができる。これによって、良好な画質の画像を得ることができる画像形成装置を実現することができる。   Therefore, the liquid flying developing device according to the present invention can reduce the magnitude of the intermediate flying electric field, so that the developing droplet flying speed (intermediate flying speed) at the time of flying from the supply roller (intermediate flying) can be reduced. A significant increase can be prevented. Therefore, the liquid flight developing device according to the present invention can prevent the development droplets from being split during intermediate flight and the development droplets from being scattered when landing on the development roller. As a result, an image forming apparatus capable of obtaining an image with good image quality can be realized.

また本発明によれば、誘電体からなる供給ローラ表面層は、供給ローラ電荷抑制手段として機能する。したがって、供給ローラ表面層は、供給ローラ鏡像電界を小さくすることができる。よって、安定して供給ローラ鏡像電界を緩和できる液体飛翔現像装置を、廉価で提供することができる。   According to the invention, the supply roller surface layer made of a dielectric functions as supply roller charge suppression means. Therefore, the supply roller surface layer can reduce the supply roller mirror image field. Therefore, it is possible to provide a liquid flying developing device that can relieve the supply roller mirror image field stably and at low cost.

また本発明によれば、供給ローラ表面は、現像剤に対して撥液性を有する。これによって、供給ローラ表面は、現像液滴が供給ローラ表面から離脱するのに必要な電界を小さくすることができる。したがって、本発明に係る液体飛翔現像装置は、中間飛翔電界の大きさをさらに低減することができる。これによって、本発明に係る液体飛翔現像装置は、現像液滴の中間飛翔速度の大幅な増加をさらに防止することができる。   According to the invention, the surface of the supply roller has liquid repellency with respect to the developer. As a result, the surface of the supply roller can reduce the electric field required for the developer droplets to separate from the surface of the supply roller. Therefore, the liquid flying developing apparatus according to the present invention can further reduce the magnitude of the intermediate flying electric field. As a result, the liquid flight developing apparatus according to the present invention can further prevent a significant increase in the intermediate flight speed of the developer droplets.

また本発明によれば、現像ローラは、現像ローラ電荷抑制手段を有する。これによって、現像ローラは、現像ローラ鏡像電界を小さくすることができるので、現像液滴が現像ローラの表面から離脱するために最低限必要な電界を小さくすることができる。よって、本発明に係る液体飛翔現像装置は、飛翔電界の大きさを低減することができるので、現像液滴の現像飛翔速度の大幅な増加を防止することができる。したがって、本発明に係る液体飛翔現像装置は、現像飛翔時における現像液滴の分裂、および像担持体への着弾時における現像液滴の飛び散りを防ぐことができる。   According to the invention, the developing roller has the developing roller charge suppressing means. As a result, the developing roller can reduce the developing roller mirror image field, so that the minimum electric field required for the developer droplets to separate from the surface of the developing roller can be reduced. Therefore, the liquid flying development apparatus according to the present invention can reduce the magnitude of the flying electric field, and thus can prevent a significant increase in the developing flying speed of the developing droplet. Therefore, the liquid flight developing device according to the present invention can prevent the development droplets from being split during the development flight and the development droplets from being scattered when landing on the image carrier.

また、現像ローラは、現像液滴が該現像ローラへ近づくことによって発生する現像ローラ鏡像電界を小さくすることができるので、現像液滴が該現像ローラへ到達する際に、中間飛翔速度が大幅に増加することを防止することができる。したがって、本発明に係る液体飛翔現像装置は、現像ローラへの着弾間際における現像液滴の分裂、および現像ローラへの着弾時における現像液滴の飛び散りを防ぐことができる。   In addition, since the developing roller can reduce the developing roller mirror electric field generated when the developing droplet approaches the developing roller, the intermediate flying speed is greatly increased when the developing droplet reaches the developing roller. It is possible to prevent the increase. Therefore, the liquid flying developing device according to the present invention can prevent the development droplets from being split just before landing on the developing roller and the developing droplets from being scattered when landing on the developing roller.

また本発明によれば、第1周速度比制御手段は、供給ローラの周速度S1の絶対値が、現像ローラの周速度S2の絶対値を上回るように制御する。これによって、本発明に係る液体飛翔現像装置は、現像ローラ表面上に、現像液滴を密に付着させることができる。したがって、本発明に係る液体飛翔現像装置は、現像ローラ上に形成される画像の画像濃度を高めることができる。   According to the invention, the first peripheral speed ratio control means controls the absolute value of the peripheral speed S1 of the supply roller to exceed the absolute value of the peripheral speed S2 of the developing roller. As a result, the liquid flying developing apparatus according to the present invention can closely adhere the developing droplets onto the surface of the developing roller. Therefore, the liquid flying developing device according to the present invention can increase the image density of the image formed on the developing roller.

また本発明によれば、飛翔電界制御手段は、現像飛翔の際の現像液滴の運動エネルギーの最大値(1/2)MVmax が、現像液滴の表面エネルギーUs未満であるように制御する。これによって、本発明に係る液体飛翔現像装置は、現像飛翔時における現像液滴の分裂、および像担持体への着弾時における現像液滴の飛び散りを防ぐことができる。 According to the present invention, the flying electric field control means controls so that the maximum value (1/2) MV max 2 of the developing droplet kinetic energy at the time of developing flying is less than the surface energy Us of the developing droplet. To do. As a result, the liquid flying development apparatus according to the present invention can prevent the development droplets from being split during the development flight and the development droplets from being scattered when landing on the image carrier.

また本発明によれば、液体飛翔現像装置は、現像飛翔時または中間飛翔時における現像液滴の分裂、および像担持体または現像ローラへの着弾時における現像液滴の飛び散りを防ぐことができる。したがって、良好な画質の画像を得ることができる画像形成装置を提供することができる。   Further, according to the present invention, the liquid flight developing device can prevent the development droplets from being split during the development flight or the intermediate flight, and the development droplets from being scattered when landing on the image carrier or the development roller. Therefore, it is possible to provide an image forming apparatus that can obtain an image with good image quality.

また本発明によれば、像担持体は中間層を有する。これによって、像担持体は、感光層の表面に近づく現像液滴による導電性基材への電荷の誘起を抑制することができる。すなわち、像担持体は、現像液滴が有する電荷に対する鏡像電荷を小さくすることができる。したがって、像担持体は、鏡像電荷によって形成される鏡像電界(像担持体鏡像電界)を小さくすることができる。   According to the invention, the image carrier has an intermediate layer. As a result, the image carrier can suppress the induction of electric charges on the conductive substrate due to the developing droplet approaching the surface of the photosensitive layer. That is, the image carrier can reduce the mirror image charge with respect to the charge of the developing droplet. Therefore, the image carrier can reduce the mirror image electric field (image carrier mirror image electric field) formed by the mirror image charge.

これによって、像担持体は、現像液滴が像担持体へ到達する際に、現像飛翔速度が大幅に増加することを防止することができるので、像担持体への着弾間際における現像液滴の分裂、および像担持体への着弾時における現像液滴の飛び散りを防ぐことができる。したがって、良好な画質の画像を得ることができる画像形成装置を実現することができる。   As a result, the image carrier can prevent the development flying speed from significantly increasing when the developer droplet reaches the image carrier, so that the developer droplet immediately before landing on the image carrier can be prevented. It is possible to prevent splitting and scattering of developer droplets upon landing on the image carrier. Therefore, it is possible to realize an image forming apparatus that can obtain an image with good image quality.

また本発明によれば、中間層は誘電体からなる。したがって、像担持体は、像担持体の帯電特性および露光特性を確保しながら、像担持体鏡像電界を小さくすることができる。   According to the invention, the intermediate layer is made of a dielectric. Therefore, the image carrier can reduce the mirror image electric field of the image carrier while ensuring the charging characteristics and exposure characteristics of the image carrier.

また本発明によれば、液体飛翔現像装置は、現像飛翔時または中間飛翔時における現像液滴の分裂、および像担持体または現像ローラへの着弾時における現像液滴の飛び散りを防ぐことができる。したがって、本発明に係る画像形成装置は、良好な画質の画像を得ることができる。   Further, according to the present invention, the liquid flight developing device can prevent the development droplets from being split during the development flight or the intermediate flight, and the development droplets from being scattered when landing on the image carrier or the development roller. Therefore, the image forming apparatus according to the present invention can obtain an image with good image quality.

また本発明によれば、第2周速度比制御手段は、現像ローラの周速度S2の絶対値が、像担持体の周速度S3の絶対値を上回るように制御する。これによって、本発明に係る画像形成装置は、現像ローラ表面上に、現像液滴を密に付着させることができる。したがって、本発明に係る画像形成装置は、現像ローラ上に形成される画像の画像濃度を高めることができる。   According to the invention, the second peripheral speed ratio control means controls the absolute value of the peripheral speed S2 of the developing roller to exceed the absolute value of the peripheral speed S3 of the image carrier. As a result, the image forming apparatus according to the present invention can closely adhere the developing droplets onto the surface of the developing roller. Therefore, the image forming apparatus according to the present invention can increase the image density of the image formed on the developing roller.

画像形成装置100の断面を概略的に示す模式図である。1 is a schematic diagram schematically showing a cross section of an image forming apparatus 100. FIG. 感光体ベルト1および像形成部3の断面を概略的に示す模式図である。2 is a schematic diagram schematically showing a cross section of a photoreceptor belt 1 and an image forming unit 3. FIG. 供給ローラ64の鉛直方向最上部分の平面図および断面図である。FIG. 6 is a plan view and a cross-sectional view of the uppermost portion in the vertical direction of the supply roller 64. シミュレーション2の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the simulation 2. FIG. 現像装置6aの断面を概略的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows roughly the cross section of the developing device 6a. 画像形成装置200の断面を概略的に示す模式図である。2 is a schematic diagram schematically showing a cross section of the image forming apparatus 200. FIG. 感光体ベルト1の断面の一部を示す断面図である。2 is a cross-sectional view showing a part of the cross section of the photoreceptor belt 1. FIG. シミュレーション3の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the simulation. シミュレーションモデルを示す図である。It is a figure which shows a simulation model. シミュレーション1の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the simulation.

本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る液体飛翔現像装置を備える。以下では、図1、図2、および図3を用いて、本発明に係る画像形成装置の第1実施形態である画像形成装置100と、本発明に係る液体飛翔現像装置の第1実施形態である現像装置6とについて説明する。図1は、画像形成装置100の断面を概略的に示す模式図である。図2は、感光体ベルト1および像形成部3の断面を概略的に示す模式図である。図3は、供給ローラ64の鉛直方向最上部分の平面図および断面図である。   An image forming apparatus according to the present invention includes the liquid flying development apparatus according to the present invention. In the following, with reference to FIG. 1, FIG. 2, and FIG. 3, the image forming apparatus 100 as the first embodiment of the image forming apparatus according to the present invention and the first embodiment of the liquid flight developing apparatus according to the present invention will be described. A certain developing device 6 will be described. FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing a cross section of the image forming apparatus 100. FIG. 2 is a schematic diagram schematically showing cross sections of the photosensitive belt 1 and the image forming unit 3. FIG. 3 is a plan view and a cross-sectional view of the uppermost portion in the vertical direction of the supply roller 64.

画像形成装置100は、感光体ベルト1と、支持ローラ2a,2bと、像形成部3y,3m,3c,3kと、感光体クリーニングユニット7と、ピックアップローラ8と、搬送ローラ9a,9bと、転写ローラ10と、図示しない制御部とを備える。画像形成装置100は、制御部が記憶する画像情報に基づいて、記録用紙P上に画像を形成する。   The image forming apparatus 100 includes a photosensitive belt 1, support rollers 2a and 2b, image forming units 3y, 3m, 3c, and 3k, a photosensitive member cleaning unit 7, a pickup roller 8, transport rollers 9a and 9b, A transfer roller 10 and a control unit (not shown) are provided. The image forming apparatus 100 forms an image on the recording paper P based on the image information stored by the control unit.

感光体ベルト1は、感光層1cと導電性基材とを有する無端ベルト状の像担持体である。感光体ベルト1は、感光層1cが感光体ベルト1の外周側になり、導電性基材が感光体ベルト1の内周側になるように、支持ローラ2a,2bに張架される。感光層1cは、比誘電率ε3.0、厚さ20μmの、透明のOPC(Organic PhotoConductor、有機光導電体)からなる。ここで、透明とは、後述する露光部5から照射される光を透過することができることを指す。透明のOPCとしては、電荷輸送層と電荷発生層とを積層してなる積層型感光体、または、バインダー中に電荷発生層を分散させた単層型感光体のいずれであってもよい。 The photoreceptor belt 1 is an endless belt-shaped image carrier having a photosensitive layer 1c and a conductive substrate. The photosensitive belt 1 is stretched around the support rollers 2 a and 2 b so that the photosensitive layer 1 c is on the outer peripheral side of the photosensitive belt 1 and the conductive substrate is on the inner peripheral side of the photosensitive belt 1. The photosensitive layer 1c is made of transparent OPC (Organic PhotoConductor, organic photoconductor) having a relative dielectric constant ε s 3.0 and a thickness of 20 μm. Here, the term “transparent” means that light emitted from the exposure unit 5 described later can be transmitted. The transparent OPC may be either a laminated type photoreceptor in which a charge transport layer and a charge generation layer are laminated, or a single layer type photoreceptor in which a charge generation layer is dispersed in a binder.

導電性基材は、導電性を有する導電層1bと、導電層1bよりも内周側に設けられる誘電体層1aとからなる。導電層1bは、ITO(Indium Tin Oxide)からなる透明の電極である。本実施形態では、導電層1bは、接地される。導電層1bは、接地される代わりに、所定の電位に設定されてもよい。誘電体層1aは、透明のポリエステルフィルムからなる。透明の意味は、前述したとおりである。   The conductive substrate includes a conductive layer 1b having conductivity and a dielectric layer 1a provided on the inner peripheral side of the conductive layer 1b. The conductive layer 1b is a transparent electrode made of ITO (Indium Tin Oxide). In the present embodiment, the conductive layer 1b is grounded. The conductive layer 1b may be set to a predetermined potential instead of being grounded. The dielectric layer 1a is made of a transparent polyester film. The meaning of transparency is as described above.

支持ローラ2a,2bは、感光体ベルト1を、水平方向に張架するローラ状部材である。支持ローラ2a,2bは、図示しない駆動手段によって右回りに回転するように設けられる。支持ローラ2a,2bが右回りに回転することによって、感光体ベルト1の鉛直方向下部分は、矢符bで示す像搬送方向に移動する。   The support rollers 2a and 2b are roller-like members that stretch the photosensitive belt 1 in the horizontal direction. The support rollers 2a and 2b are provided so as to rotate clockwise by driving means (not shown). As the support rollers 2a and 2b rotate clockwise, the lower portion of the photosensitive belt 1 in the vertical direction moves in the image conveying direction indicated by an arrow b.

像形成部3y,3m,3c,3kは、像搬送方向bの上流から、この順に1列に並んで設けられる。像形成部3y,3m,3c,3kは、現像液像の形成に用いる液体現像剤が異なること以外は、同一の構成である。像形成部3yはイエロー液体現像剤からイエロー(y)の現像液像を形成し、像形成部3mはマゼンタ液体現像剤からマゼンタ(m)の現像液像を形成し、像形成部3cはシアン液体現像剤からシアン(c)の現像液像を形成し、像形成部3kは黒色液体現像剤から黒色(k)の現像液像を形成する。像形成部3y,3m,3c,3kおよび像形成部3y,3m,3c,3kを構成する各部材を、色ごとに区別するときのみ、各色を表すy,m,c,kのいずれかのアルファベットを、参照符号の末尾に付すことにする。   The image forming units 3y, 3m, 3c, and 3k are provided in a line in this order from the upstream in the image transport direction b. The image forming units 3y, 3m, 3c, and 3k have the same configuration except that the liquid developer used for forming the developer image is different. The image forming unit 3y forms a yellow (y) developer image from the yellow liquid developer, the image forming unit 3m forms a magenta (m) developer image from the magenta liquid developer, and the image forming unit 3c is cyan. A cyan (c) developer image is formed from the liquid developer, and the image forming unit 3k forms a black (k) developer image from the black liquid developer. Any one of y, m, c, k representing each color only when the members constituting the image forming units 3y, 3m, 3c, 3k and the image forming units 3y, 3m, 3c, 3k are distinguished for each color. The alphabet is appended to the end of the reference sign.

像形成部3は、帯電部4と、露光部5と、現像装置6と、塗布ローラ電源11と、供給ローラ電源12と、除電ローラ電源13と、現像ローラ電源14と、クリーニングブレード電源15と、濃度検出部16とを備える。   The image forming unit 3 includes a charging unit 4, an exposure unit 5, a developing device 6, a coating roller power source 11, a supply roller power source 12, a neutralizing roller power source 13, a developing roller power source 14, and a cleaning blade power source 15. And a concentration detector 16.

帯電部4は、感光層1c表面を所定の電位に均一に帯電させるための、スコロトロン方式の帯電器である。帯電部4は、感光体ベルト1の外周側において感光体ベルト1から離隔して設けられる。本実施形態では、感光層1cは、帯電部4によって、−500V〜−600Vに帯電する。   The charging unit 4 is a scorotron charger for uniformly charging the surface of the photosensitive layer 1c to a predetermined potential. The charging unit 4 is provided on the outer peripheral side of the photosensitive belt 1 and is separated from the photosensitive belt 1. In the present embodiment, the photosensitive layer 1 c is charged to −500 V to −600 V by the charging unit 4.

露光部5は、感光体ベルト1の内周側において感光体ベルト1から離隔して設けられ、感光体ベルト1の内周側から、感光層1cに所定の光を照射する部材である。露光部5は、制御部から入力された画像情報に基づいて、帯電状態の感光層1cを露光することにより、露光された部分のみ帯電状態を解除する。これによって、感光層1c表面には、画像情報に応じた静電潜像Dが形成される。露光部5yは、イエローに対応する静電潜像Dを形成し、露光部5mは、マゼンタに対応する静電潜像Dを形成し、露光部5cは、シアンに対応する静電潜像Dを形成し、露光部5kは、黒色に対応する静電潜像Dを形成する。   The exposure unit 5 is a member that is provided on the inner peripheral side of the photosensitive belt 1 and spaced from the photosensitive belt 1 and that irradiates the photosensitive layer 1 c with predetermined light from the inner peripheral side of the photosensitive belt 1. The exposure unit 5 exposes the charged photosensitive layer 1c based on the image information input from the control unit, thereby releasing the charged state only in the exposed portion. As a result, an electrostatic latent image D corresponding to the image information is formed on the surface of the photosensitive layer 1c. The exposure unit 5y forms an electrostatic latent image D corresponding to yellow, the exposure unit 5m forms an electrostatic latent image D corresponding to magenta, and the exposure unit 5c performs an electrostatic latent image D corresponding to cyan. The exposure unit 5k forms an electrostatic latent image D corresponding to black.

静電潜像Dの電位は、−100V以上であることが好ましい。本実施形態では、静電潜像Dの電位は約−50Vである。露光部5としては、レーザ照射部および反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット(LSU)、EL(Electro Luminescence)またはLED(Light Emitting Diode)等の発光素子をアレイ状に並べた書込み装置(たとえば、書込みヘッド)などを使用することができる。   The potential of the electrostatic latent image D is preferably −100V or higher. In the present embodiment, the potential of the electrostatic latent image D is about −50V. As the exposure unit 5, a writing device (for example, writing) in which light emitting elements such as a laser scanning unit (LSU), an EL (Electro Luminescence), or an LED (Light Emitting Diode) are arranged in an array. Head) or the like.

現像装置6は、感光体ベルト1のから鉛直方向下部分から、鉛直方向下方に離隔して設けられる液体飛翔現像装置である。現像装置6は、塗布ローラ61と、規制部材62と、現像槽63と、供給ローラ64と、除電ローラ65と、現像ローラ66と、クリーニングブレード67と、回収容器68と、図示しない飛翔電界制御手段と、図示しない中間飛翔電界制御手段と、図示しない第1周速度比制御手段と、図示しない第2周速度比制御手段とを備える。   The developing device 6 is a liquid flying developing device that is provided so as to be separated from the lower portion of the photosensitive belt 1 in the vertical direction and downward in the vertical direction. The developing device 6 includes a coating roller 61, a regulating member 62, a developing tank 63, a supply roller 64, a charge removing roller 65, a developing roller 66, a cleaning blade 67, a collection container 68, and a flying electric field control (not shown). Means, an intermediate flying electric field control means (not shown), a first peripheral speed ratio control means (not shown), and a second peripheral speed ratio control means (not shown).

現像装置6は、着色剤を含有する液体状の現像剤(液体現像剤dv)から、帯電した現像液滴Fを形成し、現像液滴Fを、飛翔させることによって感光層1c表面の静電潜像Dに供給する。現像液滴Fの帯電方式としては、液体現像剤dvから液滴を形成することでゼータ電位に基づいて現像液滴Fに電荷が出現する自発帯電方式、液滴にコロナ帯電を行う放電方式、および導電性の液滴に電圧を印加することによって液滴表面に電荷を誘起させる電荷注入方式のいずれの方式であってもよい。   The developing device 6 forms charged developer droplets F from a liquid developer containing a colorant (liquid developer dv) and causes the developer droplets F to fly, thereby electrostatically charging the surface of the photosensitive layer 1c. The latent image D is supplied. As a charging method of the developing droplet F, a spontaneous charging method in which a charge appears in the developing droplet F based on the zeta potential by forming the droplet from the liquid developer dv, a discharging method in which the droplet is corona charged, The charge injection method may induce a charge on the droplet surface by applying a voltage to the conductive droplet.

本実施形態では、現像装置6は自発帯電方式を採る。したがって、供給ローラ64に現像液滴Fが形成された時点で、現像液滴Fは帯電している。現像装置6が放電方式を採る場合は、コロナ放電に伴って、着色剤の析出および析出した着色剤の供給ローラ64への電着が生じやすいので、後述する塗布ローラ61および除電ローラ65によって供給ローラ64のクリーニングを行うとよい。   In the present embodiment, the developing device 6 employs a spontaneous charging method. Therefore, when the developing droplet F is formed on the supply roller 64, the developing droplet F is charged. In the case where the developing device 6 adopts the discharge method, colorant deposition and electrodeposition of the deposited colorant to the supply roller 64 are likely to occur with corona discharge. The roller 64 may be cleaned.

現像槽63は、液体現像剤dvを貯留する容器状部材である。現像槽63に貯留される液体現像剤dvは、所定の液面高さに保たれるように調整される。液体現像剤dvとしては、絶縁性溶媒に、顔料分散剤によって負帯電した顔料が分散したものを用いることができる。たとえば、溶媒(パームヤシ脂肪酸エステル60重量部とナフテン溶剤25重量部とを混合したもの)に、顔料(カーボンブラックまたはチタンブラック5重量部)、および顔料分散剤(AgriSperse DFA(カネダ株式会社)10重量部)が分散したものを、黒色液体現像剤として用いることができる。この黒色液体現像剤の粘度は、20℃において、約300cpである。   The developing tank 63 is a container-like member that stores the liquid developer dv. The liquid developer dv stored in the developing tank 63 is adjusted so as to be maintained at a predetermined liquid level. As the liquid developer dv, a liquid in which a pigment negatively charged by a pigment dispersant is dispersed in an insulating solvent can be used. For example, a solvent (a mixture of 60 parts by weight of palm palm fatty acid ester and 25 parts by weight of a naphthenic solvent), a pigment (carbon black or 5 parts by weight of titanium black), and a pigment dispersant (AgriSperse DFA (Kaneda Corporation) 10 weights) Can be used as a black liquid developer. The black liquid developer has a viscosity of about 300 cp at 20 ° C.

塗布ローラ61は、液体現像剤dvを担持して、後述する供給ローラ64に液体現像剤dvを塗布するローラ状部材である。塗布ローラ61は、ステンレス製の回転軸61bを、EPDM(エチレン・プロピレン・ジエンゴム)、シリコンゴム、フッ素樹脂などのゴム部材からなる弾性層61aによって被覆してなる。弾性層61aは、金属などであってもよい。回転軸61bは、塗布ローラ電源11と接続され、所定の電位に調整される。回転軸61bの電位は、供給ローラ64と同電位であってもよく、現像液滴Fの帯電量を制御するために供給ローラ64との電位差があってもよく、フローティングであってもよい。   The application roller 61 is a roller-like member that carries the liquid developer dv and applies the liquid developer dv to a supply roller 64 described later. The application roller 61 is formed by coating a stainless steel rotating shaft 61b with an elastic layer 61a made of a rubber member such as EPDM (ethylene / propylene / diene rubber), silicon rubber, or fluorine resin. The elastic layer 61a may be a metal or the like. The rotating shaft 61b is connected to the application roller power supply 11 and is adjusted to a predetermined potential. The potential of the rotating shaft 61b may be the same as that of the supply roller 64, may have a potential difference with the supply roller 64 in order to control the charge amount of the developing droplet F, or may be floating.

塗布ローラ61は、所定の線圧で供給ローラ64に圧接して設けられる。塗布ローラ61は、塗布ローラ61と供給ローラ64との近接領域において、塗布ローラ61の表面と供給ローラ64の表面とが反対方向に移動するように、図示しない駆動手段によって右回りに回転するように設けられる。これによって、供給ローラ64の表面に、所定の液滴径、液滴密度の現像液滴Fが形成される。   The application roller 61 is provided in pressure contact with the supply roller 64 with a predetermined linear pressure. The application roller 61 is rotated clockwise by a driving unit (not shown) so that the surface of the application roller 61 and the surface of the supply roller 64 move in opposite directions in the proximity region between the application roller 61 and the supply roller 64. Is provided. As a result, a developing droplet F having a predetermined droplet diameter and droplet density is formed on the surface of the supply roller 64.

なお、塗布ローラ61の表面が後述する撥液性を有し、各表面が反対方向に移動するように塗布ローラ61が回転すると現像液滴Fの形成が困難である場合は、各表面が同一方向に移動するように所定の周速度で塗布ローラ61を回転させることによって、現像液滴Fの形成を行ってもよい。   If the surface of the application roller 61 has liquid repellency, which will be described later, and it is difficult to form the developing droplet F when the application roller 61 rotates so that each surface moves in the opposite direction, each surface is the same. The developing droplet F may be formed by rotating the application roller 61 at a predetermined peripheral speed so as to move in the direction.

塗布ローラ61の表面には、規制部材62が圧接して設けられる。規制部材62は、塗布ローラ61に担持される液体現像剤dvが所定の量以下となるように規制するブレード状部材である。   A regulating member 62 is provided in pressure contact with the surface of the application roller 61. The regulating member 62 is a blade-like member that regulates the liquid developer dv carried on the application roller 61 so as to be a predetermined amount or less.

供給ローラ64は、液体現像剤dvから帯電した現像液滴Fを形成し、現像液滴Fを担持しながら搬送する部材である。供給ローラ64は、回転軸64cと金属ローラ64bとを有する供給ローラ基材、および供給ローラ表面層64aからなる。供給ローラ64は、その鉛直方向下部分が、液体現像剤dvに浸るように設けられる。   The supply roller 64 is a member that forms development droplets F charged from the liquid developer dv and conveys the development droplets F while being carried. The supply roller 64 includes a supply roller base material having a rotating shaft 64c and a metal roller 64b, and a supply roller surface layer 64a. The supply roller 64 is provided such that a lower portion in the vertical direction is immersed in the liquid developer dv.

回転軸64cは、図示しない供給ローラ駆動手段によって右回りに回転する金属製の棒状部材である。回転軸64cは、中間飛翔電界発生手段である。中間飛翔電界発生手段である回転軸64cは、供給ローラ電源12と接続されることによって、供給ローラ64から後述する現像ローラ66へ、現像液滴Fを飛翔(中間飛翔)させて供給するための電界である、中間飛翔電界を発生させる。回転軸64cに供給バイアス電圧が印加されることによって、中間飛翔電界が安定して形成される。回転軸64cに印加される供給バイアス電圧は、50〜100Vのマージンが付与された状態で、たとえば中間飛翔開始電圧が−800Vの場合は、−850V〜−900Vである。   The rotating shaft 64c is a metal rod-like member that rotates clockwise by a supply roller driving unit (not shown). The rotating shaft 64c is an intermediate flying electric field generating means. The rotating shaft 64c, which is an intermediate flying electric field generating means, is connected to the supply roller power supply 12 so as to cause the developing droplet F to fly (intermediate flying) to be supplied from the supply roller 64 to the developing roller 66 described later. An intermediate flying electric field, which is an electric field, is generated. By applying a supply bias voltage to the rotating shaft 64c, an intermediate flying electric field is stably formed. The supply bias voltage applied to the rotating shaft 64c is −850V to −900V when a margin of 50 to 100V is provided, for example, when the intermediate flight start voltage is −800V.

金属ローラ64bは、図示しない金属製軸受けを介して、回転軸64cに固定される金属製のローラ状部材である。したがって、金属ローラ64bは、回転軸64cの回転に伴って、右回りに回転する。また、金属ローラ64bと回転軸64cとは、金属製軸受けを介して導通する。金属ローラ64b、回転軸64c、および金属製軸受けには、ステンレスを用いることができる。   The metal roller 64b is a metal roller-like member that is fixed to the rotary shaft 64c via a metal bearing (not shown). Therefore, the metal roller 64b rotates clockwise as the rotation shaft 64c rotates. Further, the metal roller 64b and the rotating shaft 64c are electrically connected via a metal bearing. Stainless steel can be used for the metal roller 64b, the rotation shaft 64c, and the metal bearing.

供給ローラ表面層64aは、金属ローラ64b表面を覆う誘電体である。供給ローラ表面層64aは、供給ローラ電荷抑制手段である。供給ローラ電荷抑制手段である供給ローラ表面層64aは、供給ローラ64の表面に担持された現像液滴Fによる金属ローラ64bの表面への電荷の誘起を抑制する。供給ローラ表面層64aには、フッ素樹脂、たとえば、PETFE(4フッ化エチレン−エチレン共重合体)、PFA(テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)、PFE(4フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)などを用いることができる。また、これらのいずれかが重ね合わされた状態で用いられてもよい。   The supply roller surface layer 64a is a dielectric that covers the surface of the metal roller 64b. The supply roller surface layer 64a is supply roller charge suppression means. The supply roller surface layer 64a serving as supply roller charge suppression means suppresses the induction of charge on the surface of the metal roller 64b by the developing droplets F carried on the surface of the supply roller 64. For the supply roller surface layer 64a, fluororesin, for example, PETFE (tetrafluoroethylene-ethylene copolymer), PFA (tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer), PFE (tetrafluoroethylene-perfluoro). Alkoxyethylene copolymer), PTFE (polytetrafluoroethylene), and the like can be used. Moreover, you may use in the state in which either of these was piled up.

供給ローラ表面層64aの厚さは50μm〜500μmであることが好ましい。厚さが50μm未満であると、供給ローラ電荷抑制手段としての機能が低下し、金属ローラ64b表面への電荷の誘起を抑えることが難しくなる。厚さが500μmを超えると、供給ローラ64と現像ローラ66との近接領域(中間飛翔領域)が広くなり過ぎて、現像ローラ66へ位置精度良く現像液滴Fを飛翔させることが難しくなる。本実施形態では、供給ローラ表面層64aとして、比誘電率2.1、厚さ210μmのPTFEが用いられる。   The thickness of the supply roller surface layer 64a is preferably 50 μm to 500 μm. When the thickness is less than 50 μm, the function as the supply roller charge suppressing means is lowered, and it is difficult to suppress the induction of charge on the surface of the metal roller 64b. If the thickness exceeds 500 μm, the proximity region (intermediate flying region) between the supply roller 64 and the developing roller 66 becomes too wide, and it becomes difficult to cause the developing droplet F to fly to the developing roller 66 with high positional accuracy. In this embodiment, PTFE having a dielectric constant of 2.1 and a thickness of 210 μm is used as the supply roller surface layer 64a.

供給ローラ表面層64aは、液体現像剤dvに対して撥液性を有するように表面処理される。ここで、撥液性を有するとは、現像液滴Fを担持する部材の表面(ここでは、供給ローラ表面層64aの表面)と、現像液滴Fとの接触角が90度以上となることを意味する。接触角とは、現像液滴Fの底面と側面との間の角度である。現像液滴Fの体積が同じであれば、接触角が大きくなるほど、現像液滴Fの底面積は小さくなる。このような表面処理は、たとえば、旭硝子社製感光性コーティング・フッ素樹脂「AL−Polymer」を用いて行うことができる。   The supply roller surface layer 64a is surface-treated so as to have liquid repellency with respect to the liquid developer dv. Here, having liquid repellency means that the contact angle between the surface of the member carrying the developing droplet F (here, the surface of the supply roller surface layer 64a) and the developing droplet F is 90 degrees or more. Means. The contact angle is an angle between the bottom surface and the side surface of the developing droplet F. If the volume of the developing droplet F is the same, the bottom area of the developing droplet F decreases as the contact angle increases. Such surface treatment can be performed using, for example, a photosensitive coating / fluorine resin “AL-Polymer” manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.

供給ローラ表面層64aには、液滴形成孔Hが設けられる。本実施形態では、液滴形成孔Hは、辺lが2.83μm、高さlが2μmの正四角錐状である。図3に示すように、液滴形成孔Hは、千鳥配置で設けられ、像搬送方向bにおけるピッチpは35μmである。液滴形成孔の寸法およびピッチはこれに限らず、深さlは2μm〜20μmの範囲内から、ピッチpは35μm〜340μm(725DPI〜75DPI程度)の範囲内から、選択することができる。また、液滴形成孔Hは、千鳥配置ではなく、最密配列で設けられてもよい。最密配列の場合、各液滴形成孔Hの中心は、正三角形の頂点上に配置される。この場合は、最も近い液滴形成孔Hの中心間距離をピッチとする。 The supply roller surface layer 64a is provided with droplet formation holes H. In the present embodiment, the droplet forming hole H has a regular quadrangular pyramid shape with a side l 1 of 2.83 μm and a height l 2 of 2 μm. As shown in FIG. 3, the droplet formation holes H are provided in a staggered arrangement, and the pitch p in the image transport direction b is 35 μm. The size and pitch of the droplet formation holes are not limited to this, and the depth l 2 can be selected from the range of 2 μm to 20 μm, and the pitch p can be selected from the range of 35 μm to 340 μm (about 725 DPI to 75 DPI). Further, the droplet formation holes H may be provided not in a staggered arrangement but in a close-packed arrangement. In the close-packed arrangement, the center of each droplet forming hole H is arranged on the vertex of an equilateral triangle. In this case, the distance between the centers of the closest droplet formation holes H is defined as the pitch.

また、液滴形成孔Hは、供給ローラ64ではなく、塗布ローラ61に設けてもよい。液滴形成孔Hは、正四角錐状である必要はなく、曲面を有する谷状であってもよく、数μmに粗面化された側面を有する円筒状であってもよい。   Further, the droplet forming hole H may be provided in the application roller 61 instead of the supply roller 64. The droplet formation hole H does not have to be a regular quadrangular pyramid shape, and may be a valley shape having a curved surface or a cylindrical shape having a side surface roughened to several μm.

現像ローラ66は、供給ローラ64から現像された現像液滴Fを、担持しながら搬送する部材である。現像ローラ66は、回転軸66cと金属ローラ66bとを有する現像ローラ基材、および現像ローラ表面層66aからなる。現像ローラ66は、現像ローラ66の鉛直方向最下部分が、供給ローラ64の鉛直方向最上部分から鉛直方向上方200μmの位置にあるように設けられる。また、現像ローラ66は、現像ローラ66の鉛直方向最上部分が、感光体ベルト1の鉛直方向最下部分から鉛直方向下方200μmの位置にあるように設けられる。供給ローラ64および現像ローラ66は、水平方向に並ぶように設けられてもよいけれども、本実施形態のように、鉛直方向に並ぶように設けられることで、感光体ベルト1の静電潜像D以外の部分に現像液滴Fが付着すること(現像液滴Fのかぶり)が抑えられる。   The developing roller 66 is a member that conveys the developing droplet F developed from the supply roller 64 while carrying it. The developing roller 66 includes a developing roller base material having a rotating shaft 66c and a metal roller 66b, and a developing roller surface layer 66a. The developing roller 66 is provided such that the lowest vertical portion of the developing roller 66 is located 200 μm above the vertical uppermost portion of the supply roller 64 in the vertical direction. Further, the developing roller 66 is provided such that the uppermost portion in the vertical direction of the developing roller 66 is located at a position 200 μm vertically below the lowermost portion in the vertical direction of the photosensitive belt 1. Although the supply roller 64 and the developing roller 66 may be provided so as to be aligned in the horizontal direction, the electrostatic latent image D of the photosensitive belt 1 is provided by being provided so as to be aligned in the vertical direction as in the present embodiment. It is possible to suppress the development droplet F from adhering to other portions (fogging of the development droplet F).

回転軸66cは、図示しない現像ローラ駆動手段によって左回りに回転する金属製の棒状部材である。回転軸66cは、飛翔電界発生手段である。飛翔電界発生手段である回転軸66cは、現像ローラ電源14と接続されることによって、現像ローラ66から静電潜像Dが形成された感光体ベルト1へ、現像液滴Fを飛翔(現像飛翔)させて供給するための電界である、飛翔電界を発生させる。回転軸66cに現像バイアス電圧が印加されることによって、飛翔電界が安定して形成される。回転軸66cに印加される現像バイアス電圧は、現像開始電圧が−600Vの場合、−50〜−100Vのマージンを付与して、−650V〜−700Vである。   The rotating shaft 66c is a metal rod-like member that is rotated counterclockwise by a developing roller driving unit (not shown). The rotating shaft 66c is a flying electric field generating means. The rotating shaft 66c, which is a flying electric field generating means, is connected to the developing roller power supply 14 to fly the developing droplet F from the developing roller 66 to the photosensitive belt 1 on which the electrostatic latent image D is formed (developing flying). ) To generate a flying electric field that is an electric field to be supplied. By applying a developing bias voltage to the rotating shaft 66c, a flying electric field is stably formed. When the development start voltage is −600 V, the development bias voltage applied to the rotating shaft 66 c is −650 V to −700 V with a margin of −50 to −100 V.

金属ローラ66bは、図示しない金属製軸受けを介して、回転軸66cに固定される金属製のローラ状部材である。したがって、金属ローラ66bは、回転軸66cの回転に伴って、左回りに回転する。また、金属ローラ66bと回転軸66cとは、金属製軸受けを介して導通する。金属ローラ66b、回転軸66c、および金属製軸受けには、ステンレスを用いることができる。   The metal roller 66b is a metal roller-like member that is fixed to the rotary shaft 66c via a metal bearing (not shown). Therefore, the metal roller 66b rotates counterclockwise with the rotation of the rotating shaft 66c. The metal roller 66b and the rotating shaft 66c are electrically connected via a metal bearing. Stainless steel can be used for the metal roller 66b, the rotation shaft 66c, and the metal bearing.

現像ローラ表面層66aは、金属ローラ66b表面を覆う誘電体である。現像ローラ表面層66aは、現像ローラ電荷抑制手段である。現像ローラ電荷抑制手段である現像ローラ表面層66aは、現像ローラ66の表面に担持された現像液滴Fによる金属ローラ66bの表面への電荷の誘起を抑制する。現像ローラ表面層66aには、フッ素樹脂、たとえば、PETFE,PFA,PFE,PTFEなどを用いることができる。また、これらのいずれかが重ね合わされた状態で用いられてもよい。   The developing roller surface layer 66a is a dielectric covering the surface of the metal roller 66b. The developing roller surface layer 66a is a developing roller charge suppressing unit. The developing roller surface layer 66a, which is a developing roller charge suppressing means, suppresses the induction of charges on the surface of the metal roller 66b by the developing droplets F carried on the surface of the developing roller 66. For the developing roller surface layer 66a, a fluororesin such as PETFE, PFA, PFE, or PTFE can be used. Moreover, you may use in the state in which either of these was piled up.

現像ローラ表面層66aの厚さは50μm〜500μmであることが好ましい。厚さが50μm未満であると、現像ローラ電荷抑制手段としての機能が低下し、金属ローラ66b表面への電荷の誘起を抑えることが難しくなる。厚さが500μmを超えると、現像ローラ66と感光体ベルト1との近接領域(飛翔領域)が広くなり過ぎて、静電潜像Dへ位置精度良く現像液滴Fを飛翔させることが難しくなる。本実施形態では、現像ローラ表面層66aとして、比誘電率2.1、厚さ210μmのPTFEが用いられる。   The thickness of the developing roller surface layer 66a is preferably 50 μm to 500 μm. If the thickness is less than 50 μm, the function as the developing roller charge suppressing means is lowered, and it is difficult to suppress the induction of charge on the surface of the metal roller 66b. If the thickness exceeds 500 μm, the proximity area (flying area) between the developing roller 66 and the photosensitive belt 1 becomes too wide, and it becomes difficult to fly the developing droplet F to the electrostatic latent image D with high positional accuracy. . In the present embodiment, PTFE having a relative dielectric constant of 2.1 and a thickness of 210 μm is used as the developing roller surface layer 66a.

現像ローラ表面層66aは、液体現像剤dvに対して撥液性を有するように表面処理される。このような表面処理は、たとえば、旭硝子社製感光性コーティング・フッ素樹脂「AL−Polymer」を用いて行うことができる。   The developing roller surface layer 66a is surface-treated so as to have liquid repellency with respect to the liquid developer dv. Such surface treatment can be performed using, for example, a photosensitive coating / fluorine resin “AL-Polymer” manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.

除電ローラ65は、供給ローラ64に接するように配置されるローラ状部材である。除電ローラ65は、現像液滴Fの形成の際、および現像液滴Fの中間飛翔の際に、供給ローラ64に電荷が繰り返し蓄積されて悪影響を及ぼすことを防止するために、供給ローラ表面層64aをAC(交流)除電する。除電ローラ65は、ステンレス製の回転軸65bを、ゴム部材からなる弾性層65aによって被覆してなる。回転軸65bは、除電ローラ電源13と接続され、交流電流が印加される。除電ローラ65としては、このようなものに限られず、非接触で除電を行う部材であったり、除電とクリーニングとを兼ねた部材であったりしてもよい。   The static eliminating roller 65 is a roller-like member disposed so as to be in contact with the supply roller 64. In order to prevent the charge removing roller 65 from repeatedly accumulating charges on the supply roller 64 during the formation of the development droplet F and during the intermediate flight of the development droplet F, the surface of the supply roller 65 is prevented. 64a is subjected to AC (alternating current) charge removal. The static eliminating roller 65 is formed by coating a stainless steel rotating shaft 65b with an elastic layer 65a made of a rubber member. The rotating shaft 65b is connected to the static elimination roller power source 13 and is applied with an alternating current. The static elimination roller 65 is not limited to this, and may be a member that performs static elimination without contact, or may be a member that performs both static elimination and cleaning.

クリーニングブレード67は、現像ローラ表面層66aに圧接して設けられるブレード状部材である。クリーニングブレード67は、現像ローラ表面層66aを除電し、現像後の現像ローラ表面層66aに残存する現像液滴Fを除去することによって、現像装置6の安定した連続動作を可能にする。リーニングブレード67は、導電性ウレタンゴムからなり、現像ローラ表面層66aを掻きとることによって、現像液滴Fを除去する。クリーニングブレード67の鉛直方向下方には、クリーニングブレード67によって除去された現像液滴Fを回収する容器状部材である回収容器68が設けられる。また、クリーニングブレード67は、クリーニングブレード電源15と接続され、クリーニングブレード電源15から交流電流が印加されることによって、現像ローラ表面層66aをAC除電する。   The cleaning blade 67 is a blade-like member provided in pressure contact with the developing roller surface layer 66a. The cleaning blade 67 discharges the developing roller surface layer 66a and removes the developing droplets F remaining on the developing roller surface layer 66a after the development, thereby enabling a stable continuous operation of the developing device 6. The leaning blade 67 is made of conductive urethane rubber, and removes the developing droplet F by scraping the developing roller surface layer 66a. Below the cleaning blade 67 in the vertical direction, a collection container 68 that is a container-like member for collecting the developing droplets F removed by the cleaning blade 67 is provided. In addition, the cleaning blade 67 is connected to the cleaning blade power supply 15, and an AC current is applied from the cleaning blade power supply 15, so that the developing roller surface layer 66 a is discharged with AC.

濃度検出部16は、現像ローラ66の表面上の画像の画像濃度、および感光体ベルト1の表面上の画像の画像濃度を測定するための部材である。濃度検出部16は、発光部と受光部とを備える。濃度検出部16は、発光部によって画像を形成する現像液滴Fに光を照射し、現像液滴Fによって反射された光を受光部で受光することによって、画像濃度を測定する。   The density detector 16 is a member for measuring the image density of the image on the surface of the developing roller 66 and the image density of the image on the surface of the photosensitive belt 1. The concentration detection unit 16 includes a light emitting unit and a light receiving unit. The density detection unit 16 measures the image density by irradiating the developing droplet F that forms an image with the light emitting unit with light, and receiving the light reflected by the developing droplet F with the light receiving unit.

以上のように構成される現像装置6による現像動作を説明する。制御部から現像を行うよう命令が入力されると、まず、塗布ローラ61および供給ローラ64が回転を始める。本実施形態では、塗布ローラ61および供給ローラ64の周速度をS1とするとき、|S1|=1200mm/sである(以下では、周速度は、右回りを正の値、左周りを負の値とする。)。これによって、供給ローラ64の表面上には、質量m=2.7×10−10g/個、帯電量Q=−5.4×10−15C/個の現像液滴Fが35μmのピッチpで形成される。このとき、現像液滴Fの液滴径は、液滴形成孔Hの寸法と同一か、またはそれ以下である。 The developing operation by the developing device 6 configured as described above will be described. When a command to perform development is input from the control unit, first, the application roller 61 and the supply roller 64 start to rotate. In this embodiment, when the peripheral speed of the application roller 61 and the supply roller 64 is S1, | S1 | = 1200 mm / s (in the following, the peripheral speed is a positive value in the clockwise direction and a negative value in the counterclockwise direction) Value.) As a result, on the surface of the supply roller 64, a development droplet F having a mass m = 2.7 × 10 −10 g / piece and a charge amount Q = −5.4 × 10 −15 C / piece has a pitch of 35 μm. formed by p. At this time, the droplet diameter of the developing droplet F is equal to or smaller than the size of the droplet forming hole H.

現像液滴Fの1個あたりの帯電量Qと質量mの比|Q/m|は、液体現像剤dvの種類および現像液滴Fの液滴径によって異なるけれども、5μC/g〜50μC/gの範囲内であることが好ましい。本実施形態では、比|Q/m|=20μC/g、である。また、液滴形成孔Hが最密配列で設けられる場合、液滴形成孔Hの中心間距離(ピッチ)を35μmとすると、現像液滴Fの1個あたりの質量m=2.7×10−10gから、単位面積あたりの液体現像剤dvの質量は、
2.7×10−10g/(35×10−4cm×35×10−4cm×√3/2)
=2.53×10−5g/cm
=0.0253mg/cm
となる。
The ratio of charge amount Q to mass m per developing droplet F | Q / m | varies depending on the type of liquid developer dv and the droplet diameter of developing droplet F, but is 5 μC / g to 50 μC / g. It is preferable to be within the range. In this embodiment, the ratio | Q / m | = 20 μC / g. Further, when the droplet formation holes H are provided in a close-packed arrangement, if the distance (pitch) between the centers of the droplet formation holes H is 35 μm, the mass m of each development droplet F is 2.7 × 10. From -10 g, the mass of the liquid developer dv per unit area is
2.7 × 10 −10 g / (35 × 10 −4 cm × 35 × 10 −4 cm × √3 / 2)
= 2.53 × 10 −5 g / cm 2
= 0.0253 mg / cm 2
It becomes.

次に、静電潜像Dの飛翔領域への到達と、現像液滴Fの飛翔領域への到達とを同期させるように、現像ローラ66が回転する。本実施形態では、現像ローラ66の周速度をS2とするとき、|S2|=200mm/sである。このとき、回転軸64cおよび回転軸66cには、それぞれ供給バイアス電圧および現像バイアス電圧が印加されており、これによって、中間飛翔領域には、中間飛翔電界が発生している。   Next, the developing roller 66 rotates so as to synchronize the arrival of the electrostatic latent image D to the flying area and the arrival of the developing droplet F to the flying area. In the present embodiment, when the peripheral speed of the developing roller 66 is S2, | S2 | = 200 mm / s. At this time, a supply bias voltage and a developing bias voltage are applied to the rotating shaft 64c and the rotating shaft 66c, respectively, and an intermediate flying electric field is generated in the intermediate flying region.

現像液滴Fは、中間飛翔電界によって、供給ローラ64から現像ローラ66へ飛翔する。上述したように、供給ローラの周速度S1の絶対値は、1200mm/sであり、現像ローラ66の周速度S2の大きさは200mm/sである。したがって、周速比|S1/S2|=6となる。すなわち、周速比|S1/S2|>1となる。第1周速度比制御手段は、このように、周速比|S1/S2|>1となるように制御する手段である。第1周速度比制御手段は、画像形成装置100の制御部の一部であってもよいし、現像装置6に備えられてもよい。   The developing droplet F flies from the supply roller 64 to the developing roller 66 by the intermediate flying electric field. As described above, the absolute value of the peripheral speed S1 of the supply roller is 1200 mm / s, and the magnitude of the peripheral speed S2 of the developing roller 66 is 200 mm / s. Therefore, the peripheral speed ratio | S1 / S2 | = 6. That is, the peripheral speed ratio | S1 / S2 |> 1. The first peripheral speed ratio control means is a means for controlling the peripheral speed ratio | S1 / S2 |> 1 as described above. The first peripheral speed ratio control unit may be a part of the control unit of the image forming apparatus 100 or may be provided in the developing device 6.

これによって、現像ローラ66の表面上には、供給ローラ64の表面上の現像液滴Fの6倍の数密度の現像液滴Fが付着することになる。このとき、現像ローラ66上の現像液滴Fの液滴径は、供給ローラ64上の現像液滴Fの液滴径と同一である。また、現像ローラ66上の、単位面積あたりの液体現像剤dvの質量は、0.15mg/cmとなる。 As a result, the developing droplets F having a number density six times that of the developing droplets F on the surface of the supply roller 64 adhere to the surface of the developing roller 66. At this time, the droplet diameter of the developing droplet F on the developing roller 66 is the same as the droplet diameter of the developing droplet F on the supply roller 64. Further, the mass of the liquid developer dv per unit area on the developing roller 66 is 0.15 mg / cm 2 .

また、このとき、中間飛翔電界制御手段は、現像液滴Fの表面エネルギーをUs[J]、現像液滴Fの質量をM[kg]、供給ローラ64からの飛翔(中間飛翔)の際の現像液滴Fの飛翔速度(中間飛翔速度)の最大値をV’max[m/s]とするとき、下記式(1)を満たすように、供給ローラ電源12および現像ローラ電源14を制御し、中間飛翔電界を制御する。
Us > (1/2)MV’max …(1)
At this time, the intermediate flying electric field control means uses Us [J] as the surface energy of the developing droplet F, M [kg] as the mass of the developing droplet F, and performs flying (intermediate flying) from the supply roller 64. When the maximum value of the flying speed (intermediate flying speed) of the developing droplet F is V ′ max [m / s], the supply roller power supply 12 and the developing roller power supply 14 are controlled so as to satisfy the following formula (1). Control the intermediate flying electric field.
Us> (1/2) MV ′ max 2 (1)

このとき、中間飛翔電界制御手段は、供給ローラ64上の現像液滴Fにかかる力の総和が、0に近く、供給ローラ64から離れる向きの力となるように、中間飛翔電界を制御する。これによって、上記式(1)を満たしながら、現像液滴Fを中間飛翔させることが容易になる。中間飛翔電界制御手段は、画像形成装置100の制御部の一部であってもよいし、現像装置6に備えられてもよい。   At this time, the intermediate flying electric field control means controls the intermediate flying electric field so that the sum of the forces applied to the developing droplets F on the supply roller 64 becomes a force close to 0 and away from the supply roller 64. This facilitates the intermediate flight of the developing droplet F while satisfying the above formula (1). The intermediate flying electric field control means may be part of the control unit of the image forming apparatus 100 or may be provided in the developing device 6.

また、中間飛翔電界制御手段は、環境要因、供給ローラ64の状態、および液体現像剤dvの濃度によって変動する、現像ローラ66上の画像濃度が、常に所定の値になるように、中間飛翔電界を補正する。この補正は、現像動作を停止した状態で、濃度検出部16が現像ローラ66表面に形成されたテストパターンの画像濃度を検出することによって行われる。濃度検出部16からの検出信号は中間飛翔電界制御手段へ送信され、中間飛翔電界制御手段は画像濃度が所定の範囲内であるか否かを判定する。中間飛翔電界制御手段は、画像濃度が下限値よりも低い場合には、中間飛翔電界を増加させる。また、中間飛翔電界制御手段は、画像濃度が上限値よりも高い場合には、中間飛翔電界を減少させる。   Further, the intermediate flying electric field control means controls the intermediate flying electric field so that the image density on the developing roller 66, which varies depending on environmental factors, the state of the supply roller 64, and the density of the liquid developer dv, always becomes a predetermined value. Correct. This correction is performed when the density detector 16 detects the image density of the test pattern formed on the surface of the developing roller 66 in a state where the developing operation is stopped. The detection signal from the density detector 16 is transmitted to the intermediate flying electric field control means, and the intermediate flying electric field control means determines whether or not the image density is within a predetermined range. The intermediate flying electric field control means increases the intermediate flying electric field when the image density is lower than the lower limit value. The intermediate flying electric field control means decreases the intermediate flying electric field when the image density is higher than the upper limit value.

最後に、現像ローラ66から現像液滴Fを飛翔させることによって、感光体ベルト1上の静電潜像Dを現像する。本実施形態では、感光体ベルト1の周速度をS3とするとき、|S3|=100mm/sである。このとき、回転軸66cには現像バイアス電圧が印加されており、導電層1bは接地されている。これによって、飛翔領域には、飛翔電界が発生している。   Finally, the electrostatic latent image D on the photosensitive belt 1 is developed by causing the development droplet F to fly from the development roller 66. In this embodiment, when the peripheral speed of the photosensitive belt 1 is S3, | S3 | = 100 mm / s. At this time, a developing bias voltage is applied to the rotating shaft 66c, and the conductive layer 1b is grounded. As a result, a flying electric field is generated in the flying region.

現像液滴Fは、飛翔電界によって、現像ローラ66から感光層1cへ飛翔する。上述したように、現像ローラの周速度S2の絶対値は、200mm/sであり、感光体ベルト1の周速度S3の絶対値は100mm/sである。したがって、周速比|S2/S3|=2となる。すなわち、周速比|S2/S3|>1となる。第2周速度比制御手段は、このように、周速比|S2/S3|>1となるように制御する手段である。第2周速度比制御手段は、画像形成装置100の制御部の一部であってもよいし、現像装置6に備えられてもよい。   The developing droplet F flies from the developing roller 66 to the photosensitive layer 1c by a flying electric field. As described above, the absolute value of the peripheral speed S2 of the developing roller is 200 mm / s, and the absolute value of the peripheral speed S3 of the photosensitive belt 1 is 100 mm / s. Therefore, the peripheral speed ratio | S2 / S3 | = 2. That is, the peripheral speed ratio | S2 / S3 |> 1. The second peripheral speed ratio control means is a means for controlling the peripheral speed ratio | S2 / S3 |> 1 as described above. The second peripheral speed ratio control unit may be a part of the control unit of the image forming apparatus 100 or may be provided in the developing device 6.

これによって、感光体ベルト1の表面上には、現像ローラ66の表面上の現像液滴Fの2倍の数密度の現像液滴Fが付着することになる。このとき、感光体ベルト1上の現像液滴Fの液滴径は、現像ローラ66上の現像液滴Fの液滴径と同一である。また、感光体ベルト1上の、単位面積あたりの液体現像剤dvの質量は、0.30mg/cmとなる。 As a result, the developing droplets F having a number density twice that of the developing droplets F on the surface of the developing roller 66 adhere to the surface of the photosensitive belt 1. At this time, the droplet diameter of the developing droplet F on the photosensitive belt 1 is the same as the droplet diameter of the developing droplet F on the developing roller 66. Further, the mass of the liquid developer dv per unit area on the photosensitive belt 1 is 0.30 mg / cm 2 .

また、このとき、飛翔電界制御手段は、現像液滴Fの表面エネルギーをUs[J]、現像液滴Fの質量をM[kg]、現像ローラ66からの飛翔(現像飛翔)の際の現像液滴Fの飛翔速度(現像飛翔速度)の最大値をVmax[m/s]とするとき、下記式(2)を満たすように、現像ローラ電源14を制御し、飛翔電界を制御する。
Us > (1/2)MVmax …(2)
Further, at this time, the flying electric field control means uses Us [J] as the surface energy of the developing droplet F, M [kg] as the mass of the developing droplet F, and develops when developing from the developing roller 66 (developing flight). When the maximum value of the flying speed of the droplet F (development flying speed) is V max [m / s], the developing roller power source 14 is controlled to control the flying electric field so as to satisfy the following formula (2).
Us> (1/2) MV max 2 (2)

このとき、飛翔電界制御手段は、現像ローラ66上の現像液滴Fにかかる力の総和が、0に近く、現像ローラ66から離れる向きの力となるように、飛翔電界を制御する。これによって、上記式(2)を満たしながら、現像液滴Fを現像飛翔させることが容易になる。飛翔電界制御手段は、画像形成装置100の制御部の一部であってもよいし、現像装置6に備えられてもよい。   At this time, the flying electric field control means controls the flying electric field so that the sum of the forces applied to the developing droplets F on the developing roller 66 is close to 0 and becomes a force in a direction away from the developing roller 66. This makes it easy to develop and fly the developing droplet F while satisfying the above formula (2). The flying electric field control unit may be a part of the control unit of the image forming apparatus 100 or may be provided in the developing device 6.

また、飛翔電界制御手段は、環境要因、現像ローラ66の状態、および液体現像剤dvの濃度によって変動する、感光体ベルト1上の画像濃度が、常に所定の値になるように、飛翔電界を補正する。この補正は、濃度検出部16が感光体ベルト1表面に形成されたテストパターンの画像濃度を検出することによって行われる。濃度検出部16からの検出信号は飛翔電界制御手段へ送信され、飛翔電界制御手段は画像濃度が所定の範囲内であるか否かを判定する。飛翔電界制御手段は、画像濃度が下限値よりも低い場合には、飛翔電界を増加させる。また、飛翔電界制御手段は、画像濃度が上限値よりも高い場合には、飛翔電界を減少させる。   Further, the flying electric field control means controls the flying electric field so that the image density on the photosensitive belt 1 that varies depending on environmental factors, the state of the developing roller 66, and the density of the liquid developer dv always becomes a predetermined value. to correct. This correction is performed by the density detector 16 detecting the image density of the test pattern formed on the surface of the photoreceptor belt 1. The detection signal from the density detector 16 is transmitted to the flying electric field control means, and the flying electric field control means determines whether or not the image density is within a predetermined range. The flying electric field control means increases the flying electric field when the image density is lower than the lower limit value. The flying electric field control means reduces the flying electric field when the image density is higher than the upper limit value.

テストパターンとしては、一般的に、ベタ画像パターンが用いられる。しかしながら、ベタ画像パターンでは安定した細線再現性を確保することが難しいので、ベタ画像パターンの代わりに、細線または海島状のパターンを用いることが好ましい。   In general, a solid image pattern is used as the test pattern. However, since it is difficult to ensure stable fine line reproducibility with a solid image pattern, it is preferable to use a thin line or sea-island pattern instead of a solid image pattern.

以上のように現像動作を行う現像装置6によれば、供給ローラ表面層64aは、供給ローラ64の表面上の帯電した現像液滴Fによる金属ローラ64bへの電荷の誘起を抑制することができる。すなわち、供給ローラ表面層64aは、現像液滴Fが有する電荷に対する、いわゆる鏡像電荷を小さくすることができる。したがって、供給ローラ表面層64aは、鏡像電荷によって形成される電界(供給ローラ鏡像電界)を小さくすることができるので、現像液滴Fが供給ローラ64の表面から離脱するために最低限必要な電界を小さくすることができる。よって、現像装置6は、中間飛翔電界の大きさを低減することができる。これによって、現像装置6は、中間飛翔速度の大幅な増加を防止することができる。したがって、現像装置6は、中間飛翔時における現像液滴Fの分裂、および現像ローラ66への着弾時における現像液滴Fの飛び散りを防ぐことができる。   According to the developing device 6 that performs the developing operation as described above, the supply roller surface layer 64a can suppress the induction of charge on the metal roller 64b by the charged developing droplet F on the surface of the supply roller 64. . That is, the supply roller surface layer 64a can reduce the so-called mirror image charge with respect to the charge of the developing droplet F. Accordingly, the supply roller surface layer 64a can reduce the electric field formed by the mirror image charge (supply roller mirror image electric field), and therefore, the minimum electric field required for the developing droplet F to leave the surface of the supply roller 64. Can be reduced. Therefore, the developing device 6 can reduce the magnitude of the intermediate flying electric field. Thus, the developing device 6 can prevent a significant increase in the intermediate flight speed. Therefore, the developing device 6 can prevent the development droplet F from being split during the intermediate flight and the development droplet F from being scattered when landing on the development roller 66.

また、現像装置6は、誘電体からなる供給ローラ表面層64aが、供給ローラ電荷抑制手段として機能する。これによって、安定して供給ローラ鏡像電界を緩和できる液体飛翔現像装置を、廉価で提供することができる。   In the developing device 6, the supply roller surface layer 64a made of a dielectric functions as supply roller charge suppression means. This makes it possible to provide a low-cost liquid flying developing device that can relieve the supply roller mirror image field stably.

供給ローラ表面層64aに、誘電体の代わりに、イオン導電化剤を添加した樹脂などからなる、高抵抗の半導電層を用いることも可能である。しかしながら、半導電層は、高抵抗部分に抵抗値のばらつきがあったり、環境変化または経時劣化による抵抗値の変動があったりする。抵抗値のばらつきおよび変動は飛翔電界に悪影響を及ぼす。したがって、供給ローラ表面層64aには誘電体を用いることが好ましい。   It is also possible to use a high-resistance semiconductive layer made of a resin to which an ionic conductive agent is added instead of the dielectric, for the supply roller surface layer 64a. However, in the semiconductive layer, the resistance value varies in the high resistance portion, or the resistance value varies due to environmental changes or deterioration over time. Variations and fluctuations in the resistance value adversely affect the flying electric field. Therefore, it is preferable to use a dielectric for the supply roller surface layer 64a.

また、供給ローラ64表面は、液体現像剤dvに対して撥液性を有する。これによって、供給ローラ表面層64aは、現像液滴Fが供給ローラ64表面から離脱するのに必要な電界をさらに小さくすることができる。したがって、現像装置6は、中間飛翔電界の大きさをさらに低減することができる。よって、現像装置6は、現像液滴Fの中間飛翔速度の大幅な増加をさらに防止することができる。   Further, the surface of the supply roller 64 has liquid repellency with respect to the liquid developer dv. As a result, the supply roller surface layer 64a can further reduce the electric field required for the developing droplet F to separate from the surface of the supply roller 64. Therefore, the developing device 6 can further reduce the magnitude of the intermediate flying electric field. Therefore, the developing device 6 can further prevent a significant increase in the intermediate flying speed of the developing droplet F.

また、現像装置6によれば、第1周速度比制御手段は、周速比|S1/S2|>1となるように制御する。第1周速度比制御手段は、より好ましくは、1<|S1/S2|≦6となるように制御する。このとき、周速度|S1|は、100mm/s〜4800mm/sの範囲内、周速度|S2|は、100mm/s〜800mm/sの範囲内から選択される。   Further, according to the developing device 6, the first peripheral speed ratio control means performs control so that the peripheral speed ratio | S1 / S2 |> 1. More preferably, the first circumferential speed ratio control means performs control so that 1 <| S1 / S2 | ≦ 6. At this time, the peripheral speed | S1 | is selected from the range of 100 mm / s to 4800 mm / s, and the peripheral speed | S2 | is selected from the range of 100 mm / s to 800 mm / s.

このように、第1周速度比制御手段は、供給ローラ64の周速度S1の絶対値が、現像ローラ66の周速度S2の絶対値を上回るように制御する。これによって、現像装置6は、現像ローラ66表面上に、現像液滴Fを密に付着させることができる。このとき、上述したように、中間飛翔速度が抑えられるので、液滴形成孔Hのピッチpが小さ過ぎたり、供給ローラ64の周速度S1の絶対値が大き過ぎたりしても、現像装置6は、現像液滴F同士の静電反発力によって、現像液滴Fの凝集、複合化を回避することができる。したがって、現像装置6は、現像ローラ66上に、高濃度、高精細な画像を形成することができる。   As described above, the first peripheral speed ratio control unit controls the absolute value of the peripheral speed S1 of the supply roller 64 to exceed the absolute value of the peripheral speed S2 of the developing roller 66. As a result, the developing device 6 can closely adhere the developing droplet F onto the surface of the developing roller 66. At this time, as described above, since the intermediate flying speed is suppressed, even if the pitch p of the droplet forming holes H is too small or the absolute value of the peripheral speed S1 of the supply roller 64 is too large, the developing device 6 Can avoid aggregation and combination of the developing droplets F due to electrostatic repulsion between the developing droplets F. Therefore, the developing device 6 can form a high-density, high-definition image on the developing roller 66.

また、現像装置6によれば、中間飛翔電界制御手段は、中間飛翔の際の現像液滴Fの運動エネルギーの最大値(1/2)MV’max が、現像液滴Fの表面エネルギーUs未満であるように制御する。これによって、現像装置6は、中間飛翔時における現像液滴Fの分裂、および現像ローラ66への着弾時における現像液滴Fの飛び散りを防ぐことができる。 Further, according to the developing device 6, the intermediate flying electric field control means has the maximum value (1/2) MV ′ max 2 of the kinetic energy of the developing droplet F during the intermediate flying as the surface energy Us of the developing droplet F. Control to be less than. Thus, the developing device 6 can prevent the development droplet F from being split during the intermediate flight and the development droplet F from being scattered when landing on the development roller 66.

また、現像装置6によれば、現像ローラ表面層66aは、現像ローラ66の表面上の帯電した現像液滴Fによる金属ローラ66bへの電荷の誘起を抑制することができる。すなわち、現像ローラ表面層66aは、現像液滴Fが有する電荷に対する鏡像電荷を小さくすることができる。したがって、現像ローラ表面層66aは、鏡像電荷によって形成される電界(現像ローラ鏡像電界)を小さくすることができるので、現像液滴Fが現像ローラ66の表面から離脱するために最低限必要な電界を小さくすることができる。よって、現像装置6は、飛翔電界の大きさを低減することができる。これによって、現像装置6は、現像飛翔速度の大幅な増加を防止することができる。したがって、現像装置6は、現像飛翔時における現像液滴Fの分裂、および感光体ベルト1への着弾時における現像液滴Fの飛び散りを防ぐことができる。   Further, according to the developing device 6, the developing roller surface layer 66 a can suppress the induction of charge on the metal roller 66 b by the charged developing droplet F on the surface of the developing roller 66. That is, the developing roller surface layer 66a can reduce the mirror image charge with respect to the charge of the developing droplet F. Therefore, since the developing roller surface layer 66a can reduce the electric field formed by the mirror image charge (developing roller mirror electric field), the minimum electric field required for the developing droplet F to separate from the surface of the developing roller 66. Can be reduced. Therefore, the developing device 6 can reduce the magnitude of the flying electric field. As a result, the developing device 6 can prevent a significant increase in the developing flight speed. Therefore, the developing device 6 can prevent the development droplets F from being split during the development flight and the development droplets F from being scattered when landing on the photosensitive belt 1.

また、現像ローラ表面層66aは、現像液滴Fが現像ローラ66へ近づくことによって発生する現像ローラ鏡像電界を小さくすることができるので、現像液滴Fが現像ローラ66へ到達する際に、中間飛翔速度が大幅に増加することを防止することができる。したがって、現像装置6は、現像ローラ66への着弾間際における現像液滴Fの分裂、および現像ローラ66への着弾時における現像液滴Fの飛び散りを防ぐことができる。   Further, since the developing roller surface layer 66a can reduce a developing roller mirror image field generated when the developing droplet F approaches the developing roller 66, when the developing droplet F reaches the developing roller 66, the developing roller surface layer 66a is intermediate. A significant increase in flight speed can be prevented. Therefore, the developing device 6 can prevent breakage of the developing droplet F just before landing on the developing roller 66 and scattering of the developing droplet F when landing on the developing roller 66.

また、現像装置6は、誘電体からなる現像ローラ表面層66aが、現像ローラ電荷抑制手段として機能する。これによって、安定して現像ローラ鏡像電界を緩和できる液体飛翔現像装置を、廉価で提供することができる。   In the developing device 6, the developing roller surface layer 66a made of a dielectric functions as a developing roller charge suppressing unit. This makes it possible to provide a low-cost liquid flying developing device that can stably reduce the developing roller mirror image field.

現像ローラ表面層66aに、誘電体の代わりに、イオン導電化剤を添加した樹脂などからなる、高抵抗の半導電層を用いることも可能である。しかしながら、半導電層は、高抵抗部分に抵抗値のばらつきがあったり、環境変化または経時劣化による抵抗値の変動があったりする。抵抗値のばらつきおよび変動は飛翔電界に悪影響を及ぼす。したがって、現像ローラ表面層66aには誘電体を用いることが好ましい。   It is also possible to use a high-resistance semiconductive layer made of a resin to which an ionic conductive agent is added instead of the dielectric for the developing roller surface layer 66a. However, in the semiconductive layer, the resistance value varies in the high resistance portion, or the resistance value varies due to environmental changes or deterioration over time. Variations and fluctuations in the resistance value adversely affect the flying electric field. Therefore, it is preferable to use a dielectric for the developing roller surface layer 66a.

また、現像ローラ66表面は、液体現像剤dvに対して撥液性を有する。これによって、現像ローラ表面層66aは、現像液滴Fが現像ローラ66表面から離脱するのに必要な電界を小さくすることができる。したがって、現像装置6は、飛翔電界の大きさをさらに低減することができる。よって、現像装置6は、現像液滴Fの現像飛翔速度の大幅な増加を防止することができる。   Further, the surface of the developing roller 66 has liquid repellency with respect to the liquid developer dv. As a result, the developing roller surface layer 66a can reduce the electric field required for the developing droplet F to separate from the surface of the developing roller 66. Therefore, the developing device 6 can further reduce the magnitude of the flying electric field. Therefore, the developing device 6 can prevent a significant increase in the developing flying speed of the developing droplet F.

また、現像装置6によれば、第2周速度比制御手段は、周速比|S2/S3|>1となるように制御する。第2周速度比制御手段は、より好ましくは、1<|S2/S3|≦4となるように制御する。このとき、周速度|S2|は、100mm/s〜800mm/sの範囲内、周速度|S3|は、100mm/s〜200mm/sの範囲内から選択される。   Further, according to the developing device 6, the second peripheral speed ratio control means performs control so that the peripheral speed ratio | S2 / S3 |> 1. More preferably, the second peripheral speed ratio control means performs control so that 1 <| S2 / S3 | ≦ 4. At this time, the peripheral speed | S2 | is selected from the range of 100 mm / s to 800 mm / s, and the peripheral speed | S3 | is selected from the range of 100 mm / s to 200 mm / s.

このように、第2周速度比制御手段は、現像ローラ66の周速度S2の絶対値が、感光体ベルト1の周速度S3の絶対値を上回るように制御する。これによって、現像装置6は、感光体ベルト1表面上に、現像液滴Fを密に付着させることができる。このとき、上述したように、現像飛翔速度が抑えられるので、液滴形成孔Hのピッチpが小さ過ぎたり、現像ローラ66の周速度S2の絶対値が大き過ぎたりしても、現像装置6は、現像液滴F同士の静電反発力によって、現像液滴Fの凝集、複合化を回避することができる。したがって、現像装置6は、感光体ベルト1上に、高濃度、高精細な画像を形成することができる。   As described above, the second peripheral speed ratio control unit controls the absolute value of the peripheral speed S2 of the developing roller 66 to exceed the absolute value of the peripheral speed S3 of the photosensitive belt 1. As a result, the developing device 6 can closely adhere the developing droplet F onto the surface of the photosensitive belt 1. At this time, as described above, since the development flying speed is suppressed, even if the pitch p of the droplet forming holes H is too small or the absolute value of the peripheral speed S2 of the developing roller 66 is too large, the developing device 6 is used. Can avoid aggregation and combination of the developing droplets F due to electrostatic repulsion between the developing droplets F. Therefore, the developing device 6 can form a high-density, high-definition image on the photosensitive belt 1.

また、現像装置6によれば、飛翔電界制御手段は、現像飛翔の際の現像液滴Fの運動エネルギーの最大値(1/2)MVmax が、現像液滴Fの表面エネルギーUs未満であるように制御する。これによって、現像装置6は、現像飛翔時における現像液滴Fの分裂、および感光体ベルト1への着弾時における現像液滴Fの飛び散りを防ぐことができる。 Further, according to the developing device 6, the flying electric field control means is such that the maximum value (½) MV max 2 of the developing droplet F during the developing flight is less than the surface energy Us of the developing droplet F. Control to be. As a result, the developing device 6 can prevent the development droplets F from being split during the development flight and the development droplets F from being scattered upon landing on the photosensitive belt 1.

<シミュレーション2>
現像装置6の作用効果を確認するために、シミュレーション2を行った。図4は、シミュレーション2の結果を示す図である。シミュレーション2は、[発明が解決しようとする課題]に記載のシミュレーション1の条件に、現像ローラCの表面に、誘電率が空気と同じで、厚さが100μmである現像ローラ表面層66aが設けられたという条件を加えて行なったものである。
<Simulation 2>
In order to confirm the effect of the developing device 6, a simulation 2 was performed. FIG. 4 is a diagram illustrating a result of the simulation 2. In the simulation 2, the developing roller surface layer 66a having the same dielectric constant as air and a thickness of 100 μm is provided on the surface of the developing roller C under the conditions of the simulation 1 described in [Problems to be Solved by the Invention]. This was done under the condition that

図4(a)は、シミュレーション2における、E(Y)、E、およびE(Y)と、現像液滴Fのy座標Yとの関係を示す。グラフGは電界E(Y)を示し、グラフGは電界Eを示し、グラフGは電界E(Y)を示す。縦軸は、現像ローラCから感光体ベルトへ向かう方向を正とした電界の大きさ[V/m]を表し、横軸は、現像液滴Fのy座標Y[μm]を表す。図4(a)が示すように、現像ローラ表面層66aが設けられることによって、グラフGの場合と比較して、現像ローラC近傍での電界E(Y)の急峻な変化が解消されることがわかる。 FIG. 4A shows the relationship between E (Y), E f , and E Q (Y) and the y coordinate Y of the developing droplet F in the simulation 2. Graph G 6 shows the electric field E (Y), the graph G 7 is shows the electric field E f, the graph G 8 shows the electric field E Q (Y). The vertical axis represents the magnitude [V / m] of the electric field with the direction from the developing roller C toward the photosensitive belt being positive, and the horizontal axis represents the y coordinate Y [μm] of the developing droplet F. As shown in FIG. 4 (a), the by is provided a developing roller surface layer 66a, as compared with the case of the graph G 1, a sharp change of the electric field E in the developing roller C vicinity (Y) is eliminated I understand that.

図4(b)は、シミュレーション2における、現像液滴Fの飛翔速度Vとy座標Y、y座標Yと飛翔開始からの時間tとの関係を示す。図4(b)では、左縦軸が飛翔速度V[m/s]を表し、右縦軸が時間t[sec]を表し、横軸が現像液滴Fのy座標Y[μm]を表している。グラフGは、飛翔速度Vと時間tとの関係を示すグラフであり、グラフG10は、y座標Yと時間tとの関係を示すグラフである。グラフGおよびグラフG10は、グラフGで示す電界E(Y)を用いて、現像液滴Fに対する運動方程式m・dV/dt=−Q・E(Y)−m・gを解くことによって得られる。グラフGが示すように、飛翔速度Vは、グラフGの場合と比較して、現像ローラC近傍において大幅に減少し、全体的にはなだらかに変化している。 FIG. 4B shows the relationship between the flying speed V f of the developing droplet F, the y coordinate Y, the y coordinate Y, and the time t from the start of the flight in the simulation 2. In FIG. 4B, the left vertical axis represents the flight speed V f [m / s], the right vertical axis represents the time t [sec], and the horizontal axis represents the y coordinate Y [μm] of the developing droplet F. Represents. Graph G 9 is a graph showing the relationship between the flight speed V f and time t, the graph G 10 is a graph showing the relationship between the y-coordinate Y and time t. The graph G 9 and the graph G 10 solve the equation of motion m · dV f / dt = −Q · E (Y) −m · g for the developing droplet F using the electric field E (Y) shown in the graph G 6. Can be obtained. As shown graph G 9 is flying speed V f, as compared to the case of the graph G 4, significantly reduced in the developing roller C vicinity, it is changing gently in the whole.

シミュレーション2では、感光層Bへの着弾直前において、飛翔速度Vが3.6m/sとなっている。また、運動エネルギーUvは1.74×10−12Jとなっており、シミュレーション1における運動エネルギーUvよりも減少している。このように、現像ローラ表面層66aを設けることによって飛翔速度Vの増加を抑制できることが確認された。 In simulation 2, immediately before landing on the photosensitive layer B, the flying speed Vf is 3.6 m / s. The kinetic energy Uv is 1.74 × 10 −12 J, which is smaller than the kinetic energy Uv in the simulation 1. Thus, it was confirmed that the increase in the flying speed Vf can be suppressed by providing the developing roller surface layer 66a.

像形成部3は、像形成部3y,3m,3c,3kの順に現像を行い、感光体ベルト1上に、所定の色の現像液像を積み重ねる。感光体ベルト1上に、4色の現像液像が積み重ねられ、フルカラー現像液像が形成される。フルカラー現像液像は、後述する転写ローラ10と支持ローラ2aとの間の領域(転写領域)に搬送される。   The image forming unit 3 performs development in the order of the image forming units 3y, 3m, 3c, and 3k, and stacks a developer image of a predetermined color on the photosensitive belt 1. Four color developer images are stacked on the photoreceptor belt 1 to form a full color developer image. The full-color developer image is conveyed to a region (transfer region) between a transfer roller 10 and a support roller 2a described later.

ピックアップローラ8は、画像形成装置100に貯留される記録用紙Pを1枚ずつ、搬送ローラ9a,9bに送り出す、ローラ状部材である。ピックアップローラ8は、フルカラー現像液像の転写領域への到達と、記録用紙Pの転写領域への到達とを同期させるように、記録用紙Pを送り出す。搬送ローラ9a,9bは、ピックアップローラ8によって送り出された記録用紙Pを挟持して転写領域に送り出す、1対のローラ状部材である。   The pickup roller 8 is a roller-like member that sends out the recording paper P stored in the image forming apparatus 100 one by one to the transport rollers 9a and 9b. The pickup roller 8 sends out the recording paper P so as to synchronize the arrival of the full color developer image to the transfer area and the arrival of the recording paper P at the transfer area. The conveyance rollers 9a and 9b are a pair of roller-like members that sandwich the recording paper P sent out by the pickup roller 8 and send it to the transfer area.

転写ローラ10は、ピックアップローラ8および搬送ローラ9a,9bによって搬送された記録用紙Pに、現像液像を粘着転写するローラ状部材である。粘着転写の際、転写ローラ10は、記録用紙Pの、フルカラー現像液像が転写される面とは反対側の面に圧接する。粘着転写の際には、転写ローラ10に所定の電圧を印加することによって、記録用紙Pへの現像液像の転写をより確実にしてもよい。転写ローラ10は、フルカラー現像液像が転写された記録用紙Pを、画像形成装置100外へ送り出す。   The transfer roller 10 is a roller-like member that adheres and transfers the developer image to the recording paper P conveyed by the pickup roller 8 and the conveyance rollers 9a and 9b. At the time of adhesive transfer, the transfer roller 10 is pressed against the surface of the recording paper P opposite to the surface to which the full color developer image is transferred. At the time of adhesive transfer, the transfer of the developer image onto the recording paper P may be made more reliable by applying a predetermined voltage to the transfer roller 10. The transfer roller 10 sends out the recording paper P on which the full-color developer image is transferred to the outside of the image forming apparatus 100.

記録用紙Pに転写された液体現像剤dvは、記録用紙Pに浸透した後、乾燥する。これによって、記録用紙Pに画像が形成される。画像形成装置100には、液体現像剤dvの浸透、乾燥を促進するための加熱器または乾燥器が備えられてもよい。   The liquid developer dv transferred to the recording paper P penetrates the recording paper P and then dries. As a result, an image is formed on the recording paper P. The image forming apparatus 100 may include a heater or a dryer for promoting the penetration and drying of the liquid developer dv.

感光体クリーニングユニット7は、記録用紙Pに現像液像が転写された後の、感光体ベルト1の表面をクリーニングする部材である。感光体クリーニングユニット7は、支持ローラ2a付近に設けられる。感光体クリーニングユニット7は、たとえば、感光体ベルト1の表面に残存する液体現像剤dvを掻きとるウレタンゴム製クリーニングブレードと、掻きとった液体現像剤dvを回収する現像剤回収容器からなる。   The photoconductor cleaning unit 7 is a member that cleans the surface of the photoconductor belt 1 after the developer image is transferred to the recording paper P. The photoreceptor cleaning unit 7 is provided in the vicinity of the support roller 2a. The photoreceptor cleaning unit 7 includes, for example, a urethane rubber cleaning blade that scrapes off the liquid developer dv remaining on the surface of the photoreceptor belt 1 and a developer collection container that collects the scraped liquid developer dv.

本実施形態では、1つの感光体ベルト1上に複数の色の液体現像剤dvが重ね合わされることによって、画像が形成されるけれども、他の実施形態としては、たとえば、各色に対応する4つの感光体と中間転写ベルトとを備え、中間転写ベルト上に液体現像剤dvを重ね合わせる方式の画像形成装置であってもよい。   In this embodiment, an image is formed by superimposing liquid developers dv of a plurality of colors on a single photoreceptor belt 1, but other embodiments include, for example, four colors corresponding to each color. The image forming apparatus may include a photosensitive member and an intermediate transfer belt, and a liquid developer dv is superimposed on the intermediate transfer belt.

次に、本発明に係る液体飛翔現像装置の第2実施形態である現像装置6aについて説明する。図5は、現像装置6aの断面を概略的に示す模式図である。画像形成装置100は、現像装置6の代わりに、現像装置6aを備えることができる。   Next, a developing device 6a that is a second embodiment of the liquid flying developing device according to the present invention will be described. FIG. 5 is a schematic diagram schematically showing a cross section of the developing device 6a. The image forming apparatus 100 can include a developing device 6 a instead of the developing device 6.

現像装置6aは、感光体ベルト1のから鉛直方向下部分から、鉛直方向下方に離隔して設けられる液体飛翔現像装置である。現像装置6は、塗布ローラ71と、規制部材72と、現像槽73と、現像ローラ74と、除電ローラ75と、図示しない飛翔電界制御手段と、図示しない第2周速度比制御手段とを備える。   The developing device 6 a is a liquid flying developing device that is provided so as to be spaced apart from the lower portion in the vertical direction from the photosensitive belt 1 downward in the vertical direction. The developing device 6 includes a coating roller 71, a regulating member 72, a developing tank 73, a developing roller 74, a charge removing roller 75, a flying electric field control unit (not shown), and a second peripheral speed ratio control unit (not shown). .

現像装置6aは、液体現像剤dvから、帯電した現像液滴Fを形成し、現像液滴Fを、飛翔させることによって感光層1c表面の静電潜像Dに供給する。本実施形態では、現像装置6と同様に、自発帯電方式を採る。   The developing device 6a forms charged developer droplets F from the liquid developer dv, and supplies the developer droplets F to the electrostatic latent image D on the surface of the photosensitive layer 1c by flying. In the present embodiment, as in the developing device 6, a spontaneous charging method is adopted.

現像槽73は、液体現像剤dvを貯留する容器状部材である。現像槽73に貯留される液体現像剤dvは、所定の液面高さに保たれるように調整される。液体現像剤dvとしては、現像装置6に用いたものを用いることができるけれども、顔料を分散させた結着樹脂の微粒子を溶媒に分散させた現像剤を用いることもできる。本実施形態に用いる液体現像剤dvは、現像装置6に用いることもできる。以下に、本実施形態に用いる液体現像剤dvの製造方法を示す。   The developing tank 73 is a container-like member that stores the liquid developer dv. The liquid developer dv stored in the developing tank 73 is adjusted so as to be maintained at a predetermined liquid level. As the liquid developer dv, the one used in the developing device 6 can be used, but a developer in which fine particles of a binder resin in which a pigment is dispersed is dispersed in a solvent can also be used. The liquid developer dv used in the present embodiment can also be used in the developing device 6. Below, the manufacturing method of the liquid developer dv used for this embodiment is shown.

<液体現像剤dvの製造方法>
ガラス転移温度Tg=60℃、1/2フロー軟化温度Tm=110℃の特性を有するポリエステル樹脂(結着樹脂)に対して、40重量%の顔料を加えて予備混練分散させた組成物(マスターバッチ処理された組成物)と、ポリエステル樹脂と、帯電制御剤(アルキルサルチル酸金属塩)とをヘンシェルミキサーに投入し、10分間混合して混合物(原材料混合物)を生成する。なお、この混合物生成の際、製造するカラートナーの所望の顔料濃度Nに応じ、下記に示す条件を満たす各組成材料をそれぞれ投入する。
<Method for Producing Liquid Developer dv>
Composition obtained by adding 40% by weight of pigment to a polyester resin (binder resin) having the characteristics of glass transition temperature Tg = 60 ° C. and 1/2 flow softening temperature Tm = 110 ° C. (master) The batch-treated composition), the polyester resin, and the charge control agent (alkyl salicylate metal salt) are charged into a Henschel mixer and mixed for 10 minutes to form a mixture (raw material mixture). In producing the mixture, each composition material satisfying the following conditions is charged according to the desired pigment concentration N of the color toner to be produced.

(顔料濃度N重量%のカラートナーを製造する場合の原材料投入量)
ポリエステル樹脂:(98−Z)重量部
組成物:Y重量部
帯電制御剤:2重量部
但し、N/100=0.4×Z/100を満たす。
(Input amount of raw materials when producing color toner with pigment concentration of N wt%)
Polyester resin: (98-Z) parts by weight Composition: Y parts by weight Charge control agent: 2 parts by weight However, N / 100 = 0.4 × Z / 100 is satisfied.

また、上記顔料は、以下の製品を使用する。
(顔料)
イエロー顔料…C.I.ピグメントイエロー74「FAST YELLOW FGOK(山陽色素株式会社製)」
マゼンタ顔料…C.I.ピグメントレッド122「Toner Magennta E-02 (クラリアントジャパン株式会社製)」
シアン顔料…C.I.ピグメントブルー15:3「Hosteaperm Blue B2G (クラリアントジャパン株式会社製)」
Moreover, the following products are used for the pigment.
(Pigment)
Yellow pigment: C.I. I. Pigment Yellow 74 “FAST YELLOW FGOK (manufactured by Sanyo Dye)”
Magenta pigment ... C.I. I. Pigment Red 122 “Toner Magennta E-02 (manufactured by Clariant Japan)”
Cyan pigment: C.I. I. Pigment Blue 15: 3 “Hosteaperm Blue B2G (manufactured by Clariant Japan)”

20重量%の顔料濃度にした混合物を、三井鉱山株式会社製ニーディックスMOS140−800で溶融混練して均一分散させマスタバッチにする。上記マスタバッチ、キャリア液(信越シリコン社製シリコンオイル「KF-96」)、および分散剤を調合し、ボールミルで湿式粉砕して、粒径2μm、固形分濃度20%のトナー分散液(液体現像剤dv)を得る。   A mixture having a pigment concentration of 20% by weight is melt-kneaded with a Niedix MOS140-800 manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd. and uniformly dispersed to obtain a master batch. The above master batch, carrier liquid (silicon oil “KF-96” manufactured by Shin-Etsu Silicon Co., Ltd.), and a dispersing agent are prepared, and wet pulverized by a ball mill, and a toner dispersion liquid having a particle diameter of 2 μm and a solid content concentration of 20% (liquid development Agent dv) is obtained.

塗布ローラ71は、液体現像剤dvを担持して、後述する現像ローラ74に液体現像剤dvを塗布するローラ状部材である。塗布ローラ71は、ステンレス製の回転軸71bを、EPDM、シリコンゴム、フッ素樹脂などのゴム部材からなる弾性層71aによって被覆してなる。弾性層71aは、金属などであってもよい。回転軸71bは、塗布ローラ電源11と接続され、所定の電位に調整される。回転軸71bの電位は、現像ローラ74と同電位であってもよく、現像液滴Fの帯電量を制御するために現像ローラ74との電位差があってもよく、フローティングであってもよい。   The application roller 71 is a roller-like member that carries the liquid developer dv and applies the liquid developer dv to the development roller 74 described later. The application roller 71 is formed by coating a stainless steel rotating shaft 71b with an elastic layer 71a made of a rubber member such as EPDM, silicon rubber, or fluororesin. The elastic layer 71a may be a metal or the like. The rotating shaft 71b is connected to the application roller power supply 11 and adjusted to a predetermined potential. The potential of the rotating shaft 71b may be the same as that of the developing roller 74, may have a potential difference with the developing roller 74 in order to control the charge amount of the developing droplet F, or may be floating.

塗布ローラ71は、所定の線圧で現像ローラ74に圧接して設けられる。塗布ローラ71は、塗布ローラ71と現像ローラ74との近接領域において、塗布ローラ71の表面と現像ローラ74の表面とが反対方向に移動するように、図示しない駆動手段によって右回りに回転するように設けられる。これによって、現像ローラ74の表面に、所定の液滴径、液滴密度の現像液滴Fが形成される。   The application roller 71 is provided in pressure contact with the developing roller 74 with a predetermined linear pressure. The application roller 71 is rotated clockwise by a driving unit (not shown) so that the surface of the application roller 71 and the surface of the development roller 74 move in the opposite direction in the proximity region between the application roller 71 and the development roller 74. Is provided. As a result, a developing droplet F having a predetermined droplet diameter and droplet density is formed on the surface of the developing roller 74.

なお、塗布ローラ71の表面が撥液性を有し、各表面が反対方向に移動するように塗布ローラ71が回転すると現像液滴Fの形成が困難である場合は、各表面が同一方向に移動するように所定の周速度で塗布ローラ71を回転させることによって、現像液滴Fの形成を行ってもよい。   If the surface of the application roller 71 has liquid repellency and it is difficult to form the developing droplet F when the application roller 71 rotates so that each surface moves in the opposite direction, each surface is in the same direction. The developing droplet F may be formed by rotating the application roller 71 at a predetermined peripheral speed so as to move.

塗布ローラ71の表面には、規制部材72が圧接して設けられる。規制部材72は、塗布ローラ71に担持される液体現像剤dvが所定の量以下となるように規制するブレード状部材である。   A regulating member 72 is provided in pressure contact with the surface of the application roller 71. The restricting member 72 is a blade-like member that restricts the liquid developer dv carried on the application roller 71 to be a predetermined amount or less.

現像ローラ74は、液体現像剤dvから帯電した現像液滴Fを形成し、現像液滴Fを担持しながら搬送する部材である。現像ローラ74は、回転軸74cと金属ローラ74bとを有する現像ローラ基材、および現像ローラ表面層74aからなる。現像ローラ74は、その鉛直方向下部分が、液体現像剤dvに浸るように設けられる。また、現像ローラ74は、現像ローラ74の鉛直方向最上部分が、感光体ベルト1の鉛直方向最下部分から鉛直方向下方200μmの位置にあるように設けられる。   The developing roller 74 is a member that forms a developing droplet F charged from the liquid developer dv and conveys the developing droplet F while carrying it. The developing roller 74 includes a developing roller base having a rotating shaft 74c and a metal roller 74b, and a developing roller surface layer 74a. The developing roller 74 is provided such that the lower portion in the vertical direction is immersed in the liquid developer dv. Further, the developing roller 74 is provided such that the uppermost portion in the vertical direction of the developing roller 74 is located at a position 200 μm vertically below the lowermost portion in the vertical direction of the photosensitive belt 1.

回転軸74cは、図示しない現像ローラ駆動手段によって左回りに回転する金属製の棒状部材である。回転軸74cは、飛翔電界発生手段である。飛翔電界発生手段である回転軸74cは、現像ローラ電源14と接続されることによって、現像ローラ74から静電潜像Dが形成された感光体ベルト1へ、現像液滴Fを飛翔(現像飛翔)させて供給するための電界である、飛翔電界を発生させる。回転軸74cに現像バイアス電圧が印加されることによって、飛翔電界が安定して形成される。回転軸74cに印加される現像バイアス電圧は、たとえば現像開始電圧が−600Vの場合、−50〜−100Vのマージンを付加した状態で、−650V〜−700Vである。   The rotating shaft 74c is a metal rod-like member that is rotated counterclockwise by a developing roller driving unit (not shown). The rotating shaft 74c is a flying electric field generating means. The rotating shaft 74c, which is a flying electric field generating means, is connected to the developing roller power supply 14 to fly the developing droplet F from the developing roller 74 to the photosensitive belt 1 on which the electrostatic latent image D is formed (developing flying). ) To generate a flying electric field that is an electric field to be supplied. By applying a developing bias voltage to the rotating shaft 74c, a flying electric field is stably formed. For example, when the development start voltage is −600 V, the development bias voltage applied to the rotating shaft 74 c is −650 V to −700 V with a margin of −50 to −100 V added.

金属ローラ74bは、図示しない金属製軸受けを介して、回転軸74cに固定される金属製のローラ状部材である。したがって、金属ローラ74bは、回転軸64cの回転に伴って、左回りに回転する。また、金属ローラ74bと回転軸74cとは、金属製軸受けを介して導通する。金属ローラ74b、回転軸74c、および金属製軸受けには、ステンレスを用いることができる。   The metal roller 74b is a metal roller-like member that is fixed to the rotary shaft 74c via a metal bearing (not shown). Therefore, the metal roller 74b rotates counterclockwise as the rotating shaft 64c rotates. Further, the metal roller 74b and the rotating shaft 74c are electrically connected via a metal bearing. Stainless steel can be used for the metal roller 74b, the rotating shaft 74c, and the metal bearing.

現像ローラ表面層74aは、金属ローラ74b表面を覆う誘電体である。現像ローラ表面層74aは、現像ローラ電荷抑制手段である。現像ローラ電荷抑制手段である現像ローラ表面層74aは、現像ローラ74の表面に担持された現像液滴Fによる金属ローラ74bの表面への電荷の誘起を抑制する。現像ローラ表面層74aには、フッ素樹脂、たとえば、PETFE,PFA,PFE,PTFEなどを用いることができる。また、これらのいずれかが重ね合わされた状態で用いられてもよい。   The developing roller surface layer 74a is a dielectric that covers the surface of the metal roller 74b. The developing roller surface layer 74a is a developing roller charge suppressing unit. The developing roller surface layer 74a, which is a developing roller charge suppressing means, suppresses the induction of charge on the surface of the metal roller 74b by the developing droplet F carried on the surface of the developing roller 74. For the developing roller surface layer 74a, a fluororesin such as PETFE, PFA, PFE, PTFE, or the like can be used. Moreover, you may use in the state in which either of these was piled up.

現像ローラ表面層74aの厚さは50μm〜500μmであることが好ましい。厚さが50μm未満であると、現像ローラ電荷抑制手段としての機能が低下し、金属ローラ74b表面への電荷の誘起を抑えることが難しくなる。厚さが500μmを超えると、現像ローラ74と感光体ベルト1との近接領域(飛翔領域)が広くなり過ぎて、静電潜像Dへ位置精度良く現像液滴Fを飛翔させることが難しくなる。本実施形態では、現像ローラ表面層74aとして、比誘電率2.1、厚さ210μmのPTFEが用いられる。   The thickness of the developing roller surface layer 74a is preferably 50 μm to 500 μm. When the thickness is less than 50 μm, the function as the developing roller charge suppressing means is lowered, and it is difficult to suppress the induction of charge on the surface of the metal roller 74b. If the thickness exceeds 500 μm, the proximity area (flying area) between the developing roller 74 and the photosensitive belt 1 becomes too wide, and it becomes difficult to fly the developing droplet F to the electrostatic latent image D with high positional accuracy. . In the present embodiment, PTFE having a relative dielectric constant of 2.1 and a thickness of 210 μm is used as the developing roller surface layer 74a.

現像ローラ表面層74aは、液体現像剤dvに対して撥液性を有するように表面処理される。このような表面処理は、たとえば、旭硝子社製感光性コーティング・フッ素樹脂「AL−Polymer」を用いて行うことができる。   The developing roller surface layer 74a is surface-treated so as to have liquid repellency with respect to the liquid developer dv. Such surface treatment can be performed using, for example, a photosensitive coating / fluorine resin “AL-Polymer” manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.

現像ローラ表面層74aには、液滴形成孔が設けられる。本実施形態では、液滴形成孔は、辺が2.83μm、高さが2μmの正四角錐状である。液滴形成孔は、千鳥配置で設けられ、像搬送方向bにおけるピッチは35μmである。液滴形成孔の寸法およびピッチはこれに限らず、深さは2μm〜20μmの範囲内から、ピッチは35μm〜340μm(725DPI〜75DPI程度)の範囲内から、選択することができる。   The developing roller surface layer 74a is provided with a droplet forming hole. In this embodiment, the droplet forming hole has a regular quadrangular pyramid shape with a side of 2.83 μm and a height of 2 μm. The droplet formation holes are provided in a staggered arrangement, and the pitch in the image transport direction b is 35 μm. The size and pitch of the droplet formation holes are not limited to this, and the depth can be selected from the range of 2 μm to 20 μm, and the pitch can be selected from the range of 35 μm to 340 μm (about 725 DPI to 75 DPI).

また、液滴形成孔は、現像ローラ74ではなく、塗布ローラ71に設けてもよい。液滴形成孔は、正四角錐状である必要はなく、曲面を有する谷状であってもよく、数μmに粗面化された側面を有する円筒状であってもよい。   Further, the droplet forming hole may be provided in the application roller 71 instead of the developing roller 74. The droplet formation hole does not have to be a regular quadrangular pyramid, and may be a valley having a curved surface or a cylinder having a side surface roughened to several μm.

除電ローラ75は、現像ローラ74に接するように配置されるローラ状部材である。除電ローラ75は、現像液滴Fの形成の際、および現像液滴Fの現像飛翔の際に、現像ローラ74に電荷が繰り返し蓄積されて悪影響を及ぼすことを防止するために、現像ローラ表面層74aをAC除電する。また、除電ローラ75は、除電とクリーニングとを兼ねた部材である。除電ローラ75は、ステンレス製の回転軸75bを、ゴム部材からなる弾性層75aによって被覆してなる。回転軸75bは、除電ローラ電源13と接続され、交流電流が印加される。除電ローラ75としては、このようなものに限られず、非接触で除電を行う部材であってもよい。   The static eliminating roller 75 is a roller-like member disposed so as to be in contact with the developing roller 74. In order to prevent the charge removal roller 75 from repeatedly accumulating charges on the developing roller 74 during the formation of the developing droplet F and the development flight of the developing droplet F, the surface of the developing roller 75 is prevented. 74a is AC neutralized. The static elimination roller 75 is a member that serves as both static elimination and cleaning. The static eliminating roller 75 is formed by covering a stainless steel rotating shaft 75b with an elastic layer 75a made of a rubber member. The rotating shaft 75b is connected to the static elimination roller power source 13 and is applied with an alternating current. The static eliminating roller 75 is not limited to this, and may be a member that performs static elimination without contact.

以上のように構成される現像装置6aによる現像動作を説明する。制御部から現像を行うよう命令が入力されると、まず、塗布ローラ71および現像ローラ74が回転する。本実施形態では、塗布ローラ71および現像ローラ74の周速度をS2とするとき、|S2|=1200mm/sである。これによって、現像ローラ74の表面上には、質量m=2.7×10−10g/個、帯電量Q=−5.4×10−15C/個の現像液滴Fが35μmのピッチで形成される。このとき、現像液滴Fの液滴径は、液滴形成孔の寸法と同一か、またはそれ以下である。 The developing operation by the developing device 6a configured as described above will be described. When a command to perform development is input from the control unit, first, the application roller 71 and the development roller 74 are rotated. In this embodiment, when the peripheral speed of the application roller 71 and the developing roller 74 is S2, | S2 | = 1200 mm / s. Thus, on the surface of the developing roller 74, a development droplet F having a mass m = 2.7 × 10 −10 g / piece and a charge amount Q = −5.4 × 10 −15 C / piece has a pitch of 35 μm. Formed with. At this time, the droplet diameter of the developing droplet F is equal to or smaller than the size of the droplet formation hole.

現像液滴Fの1個あたりの帯電量Qと質量mの比|Q/m|は、液体現像剤dvの種類および現像液滴Fの液滴径によって異なるけれども、5μC/g〜50μC/gの範囲内であることが好ましい。本実施形態では、比|Q/m|=20μC/gである。また、質量mとピッチとから、単位面積あたりの液体現像剤dvの質量は、0.0253mg/cmとなる。 The ratio of charge amount Q to mass m per developing droplet F | Q / m | varies depending on the type of liquid developer dv and the droplet diameter of developing droplet F, but is 5 μC / g to 50 μC / g. It is preferable to be within the range. In this embodiment, the ratio | Q / m | = 20 μC / g. Further, from the mass m and the pitch, the mass of the liquid developer dv per unit area is 0.0253 mg / cm 2 .

次に、現像ローラ74から現像液滴Fを飛翔させることによって、感光体ベルト1上の静電潜像Dを現像する。本実施形態では、感光体ベルト1の周速度をS3とするとき、|S3|=100mm/sである。このとき、回転軸74cには現像バイアス電圧が印加されており、導電層1bは接地されている。これによって、飛翔領域には、飛翔電界が発生している。   Next, the electrostatic discharge image D on the photosensitive belt 1 is developed by causing the development droplet F to fly from the development roller 74. In this embodiment, when the peripheral speed of the photosensitive belt 1 is S3, | S3 | = 100 mm / s. At this time, a developing bias voltage is applied to the rotating shaft 74c, and the conductive layer 1b is grounded. As a result, a flying electric field is generated in the flying region.

現像液滴Fは、飛翔電界によって、現像ローラ74から感光層1cへ飛翔する。上述したように、現像ローラの周速度S2の絶対値は、1200mm/sであり、感光体ベルト1の周速度S3の絶対値は100mm/sである。したがって、周速比|S2/S3|=12となる。すなわち、周速比|S2/S3|>1となる。第2周速度比制御手段は、このように、周速比|S2/S3|>1となるように制御する手段である。第2周速度比制御手段は、画像形成装置100の制御部の一部であってもよいし、現像装置6aに備えられてもよい。   The developing droplet F flies from the developing roller 74 to the photosensitive layer 1c by a flying electric field. As described above, the absolute value of the peripheral speed S2 of the developing roller is 1200 mm / s, and the absolute value of the peripheral speed S3 of the photosensitive belt 1 is 100 mm / s. Therefore, the peripheral speed ratio | S2 / S3 | = 12. That is, the peripheral speed ratio | S2 / S3 |> 1. The second peripheral speed ratio control means is a means for controlling the peripheral speed ratio | S2 / S3 |> 1 as described above. The second peripheral speed ratio control unit may be a part of the control unit of the image forming apparatus 100 or may be provided in the developing device 6a.

これによって、感光体ベルト1の表面上には、現像ローラ74の表面上の現像液滴Fの12倍の数密度の現像液滴Fが付着することになる。このとき、感光体ベルト1上の現像液滴Fの液滴径は、現像ローラ74上の現像液滴Fの液滴径と同一である。また、感光体ベルト1上の、単位面積あたりの液体現像剤dvの質量は、0.30mg/cmとなる。 As a result, the developing droplets F having a number density 12 times that of the developing droplets F on the surface of the developing roller 74 adhere to the surface of the photosensitive belt 1. At this time, the droplet diameter of the developing droplet F on the photosensitive belt 1 is the same as the droplet diameter of the developing droplet F on the developing roller 74. Further, the mass of the liquid developer dv per unit area on the photosensitive belt 1 is 0.30 mg / cm 2 .

また、このとき、飛翔電界制御手段は、現像液滴Fの表面エネルギーをUs[J]、現像液滴Fの質量をM[kg]、現像ローラ74からの飛翔(現像飛翔)の際の現像液滴Fの飛翔速度(現像飛翔速度)の最大値をVmax[m/s]とするとき、上記式(2)を満たすように、現像ローラ電源14を制御し、飛翔電界を制御する。 At this time, the flying electric field control means uses Us [J] as the surface energy of the developing droplet F, M [kg] as the mass of the developing droplet F, and develops when developing from the developing roller 74 (developing flight). When the maximum value of the flying speed of the droplet F (development flying speed) is V max [m / s], the developing roller power supply 14 is controlled so as to satisfy the above formula (2), and the flying electric field is controlled.

このとき、飛翔電界制御手段は、現像ローラ74上の現像液滴Fにかかる力の総和が、0に近く、現像ローラ74から離れる向きの力となるように、飛翔電界を制御する。これによって、上記式(2)を満たしながら、現像液滴Fを現像飛翔させることが容易になる。   At this time, the flying electric field control means controls the flying electric field so that the sum of the forces applied to the developing droplets F on the developing roller 74 is close to 0 and becomes a force in a direction away from the developing roller 74. This makes it easy to develop and fly the developing droplet F while satisfying the above formula (2).

また、飛翔電界制御手段は、環境要因、現像ローラ74の状態、および液体現像剤dvの濃度によって変動する、感光体ベルト1上の画像濃度が、常に所定の値になるように、飛翔電界を補正する。この補正は、濃度検出部16が感光体ベルト1表面に形成されたテストパターンの画像濃度を検出することによって行われる。濃度検出部16からの検出信号は飛翔電界制御手段へ送信され、飛翔電界制御手段は画像濃度が所定の範囲内であるか否かを判定する。飛翔電界制御手段は、画像濃度が下限値よりも低い場合には、飛翔電界を増加させる。また、飛翔電界制御手段は、画像濃度が上限値よりも高い場合には、飛翔電界を減少させる。テストパターンとしては、細線または海島状のパターンを用いることが好ましい。   Further, the flying electric field control means controls the flying electric field so that the image density on the photosensitive belt 1 that varies depending on environmental factors, the state of the developing roller 74, and the density of the liquid developer dv is always a predetermined value. to correct. This correction is performed by the density detector 16 detecting the image density of the test pattern formed on the surface of the photoreceptor belt 1. The detection signal from the density detector 16 is transmitted to the flying electric field control means, and the flying electric field control means determines whether or not the image density is within a predetermined range. The flying electric field control means increases the flying electric field when the image density is lower than the lower limit value. The flying electric field control means reduces the flying electric field when the image density is higher than the upper limit value. As the test pattern, it is preferable to use a fine line or sea-island pattern.

以上のように現像動作を行う現像装置6aによれば、現像ローラ表面層74aは、現像ローラ74の表面上の帯電した現像液滴Fによる金属ローラ74bへの電荷の誘起を抑制することができる。すなわち、現像ローラ表面層74aは、現像液滴Fが有する電荷に対する鏡像電荷を小さくすることができる。したがって、現像ローラ表面層74aは、鏡像電荷によって形成される電界(現像ローラ鏡像電界)を小さくすることができるので、現像液滴Fが現像ローラ74の表面から離脱するために最低限必要な電界を小さくすることができる。よって、現像装置6aは、飛翔電界の大きさを低減することができる。これによって、現像装置6は、現像飛翔速度の大幅な増加を防止することができる。したがって、現像装置6は、現像飛翔時における現像液滴Fの分裂、および感光体ベルト1への着弾時における現像液滴Fの飛び散りを防ぐことができる。   According to the developing device 6a that performs the developing operation as described above, the developing roller surface layer 74a can suppress the induction of charge on the metal roller 74b by the charged developing droplet F on the surface of the developing roller 74. . That is, the developing roller surface layer 74a can reduce the mirror image charge with respect to the charge of the developing droplet F. Therefore, the developing roller surface layer 74a can reduce the electric field formed by the mirror image charge (developing roller mirror image electric field), and therefore, the minimum electric field required for the developing droplet F to leave the surface of the developing roller 74. Can be reduced. Therefore, the developing device 6a can reduce the magnitude of the flying electric field. As a result, the developing device 6 can prevent a significant increase in the developing flight speed. Therefore, the developing device 6 can prevent the development droplets F from being split during the development flight and the development droplets F from being scattered when landing on the photosensitive belt 1.

また、現像装置6aは、誘電体からなる現像ローラ表面層74aが、現像ローラ電荷抑制手段として機能する。これによって、安定して現像ローラ鏡像電界を緩和できる液体飛翔現像装置を、廉価で提供することができる。   In the developing device 6a, the developing roller surface layer 74a made of a dielectric functions as a developing roller charge suppressing unit. This makes it possible to provide a low-cost liquid flying developing device that can stably reduce the developing roller mirror image field.

現像ローラ表面層74aに、誘電体の代わりに、イオン導電化剤を添加した樹脂などからなる、高抵抗の半導電層を用いることも可能である。しかしながら、半導電層は、高抵抗部分に抵抗値のばらつきがあったり、環境変化または経時劣化による抵抗値の変動があったりする。抵抗値のばらつきおよび変動は飛翔電界に悪影響を及ぼす。したがって、現像ローラ表面層74aには誘電体を用いることが好ましい。   It is also possible to use a high-resistance semiconductive layer made of a resin to which an ionic conductive agent is added instead of the dielectric for the developing roller surface layer 74a. However, in the semiconductive layer, the resistance value varies in the high resistance portion, or the resistance value varies due to environmental changes or deterioration over time. Variations and fluctuations in the resistance value adversely affect the flying electric field. Therefore, it is preferable to use a dielectric for the developing roller surface layer 74a.

また、現像ローラ74表面は、液体現像剤dvに対して撥液性を有する。これによって、現像ローラ表面層74aは、現像液滴Fが現像ローラ74表面から離脱するのに必要な電界をさらに小さくすることができる。したがって、現像装置6aは、飛翔電界の大きさをさらに低減することができる。よって、現像装置6aは、現像液滴Fの現像飛翔速度の大幅な増加をさらに防止することができる。   Further, the surface of the developing roller 74 has liquid repellency with respect to the liquid developer dv. As a result, the developing roller surface layer 74a can further reduce the electric field required for the developing droplet F to separate from the surface of the developing roller 74. Therefore, the developing device 6a can further reduce the magnitude of the flying electric field. Therefore, the developing device 6a can further prevent a significant increase in the developing flight speed of the developing droplet F.

また、現像装置6aによれば、第2周速度比制御手段は、周速比|S2/S3|>1となるように制御する。第2周速度比制御手段は、より好ましくは、1<|S2/S3|≦24となるように制御する。このとき、周速度|S2|は、100mm/s〜4800mm/sの範囲内、周速度|S3|は、100mm/s〜200mm/sの範囲内から選択される。   Further, according to the developing device 6a, the second peripheral speed ratio control unit controls the peripheral speed ratio | S2 / S3 |> 1. More preferably, the second peripheral speed ratio control means performs control so that 1 <| S2 / S3 | ≦ 24. At this time, the peripheral speed | S2 | is selected from the range of 100 mm / s to 4800 mm / s, and the peripheral speed | S3 | is selected from the range of 100 mm / s to 200 mm / s.

このように、第2周速度比制御手段は、現像ローラ74の周速度S2の絶対値が、感光体ベルト1の周速度S3の絶対値を上回るように制御する。これによって、現像装置6aは、感光体ベルト1表面上に、現像液滴Fを密に付着させることができる。このとき、上述したように、現像飛翔速度が抑えられるので、液滴形成孔のピッチが小さ過ぎたり、現像ローラ74の周速度S2の絶対値が大き過ぎたりしても、現像装置6aは、現像液滴F同士の静電反発力によって、現像液滴Fの凝集、複合化を回避することができる。したがって、現像装置6aは、感光体ベルト1上に、高濃度、高精細な画像を形成することができる。   As described above, the second peripheral speed ratio control unit controls the absolute value of the peripheral speed S2 of the developing roller 74 to exceed the absolute value of the peripheral speed S3 of the photosensitive belt 1. As a result, the developing device 6a can closely adhere the developing droplets F onto the surface of the photoreceptor belt 1. At this time, as described above, since the development flying speed is suppressed, even if the pitch of the droplet forming holes is too small or the absolute value of the peripheral speed S2 of the developing roller 74 is too large, the developing device 6a The electrostatic repulsion between the developing droplets F can avoid the aggregation and combination of the developing droplets F. Therefore, the developing device 6a can form a high-density, high-definition image on the photoreceptor belt 1.

また、現像装置6aによれば、飛翔電界制御手段は、現像飛翔の際の現像液滴Fの運動エネルギーの最大値(1/2)MVmax が、現像液滴Fの表面エネルギーUs未満であるように制御する。これによって、現像装置6aは、現像飛翔時における現像液滴Fの分裂、および感光体ベルト1への着弾時における現像液滴Fの飛び散りを防ぐことができる。 Further, according to the developing device 6a, the flying electric field control means is such that the maximum value (1/2) MV max 2 of the kinetic energy of the developing droplet F at the time of developing flying is less than the surface energy Us of the developing droplet F. Control to be. As a result, the developing device 6a can prevent the development droplet F from being split at the time of development flight and the development droplet F from being scattered at the time of landing on the photosensitive belt 1.

また、現像装置6aは、現像ローラ74によって液体現像剤dvを現像槽73から汲み上げ、これによって形成された現像液滴Fを、供給ローラを介さずに、直接感光体ベルト1へ供給する。したがって、現像装置6aの構成は、現像装置6と比較して単純であり、現像装置を小型化することができるという利点がある。これに対し、現像装置6は、供給ローラ64を介して現像を行うので、現像装置6aと比較して、感光体ベルト1表面上に、現像液滴Fを密に付着させることができるという利点がある。   Further, the developing device 6a draws up the liquid developer dv from the developing tank 73 by the developing roller 74, and supplies the developing droplet F formed thereby directly to the photosensitive belt 1 without passing through the supply roller. Therefore, the configuration of the developing device 6a is simpler than that of the developing device 6, and there is an advantage that the developing device can be downsized. On the other hand, since the developing device 6 performs the development via the supply roller 64, the developer droplet F can be adhered more closely on the surface of the photosensitive belt 1 than the developing device 6a. There is.

次に、本発明に係る画像形成装置の第2実施形態である画像形成装置200について説明する。図6は、画像形成装置200の断面を概略的に示す模式図である。画像形成装置200は、感光体ベルト1の構成、および露光部5の配置位置が異なること以外は、画像形成装置100と同じ構成である。したがって、感光体ベルト1および露光部5以外についての説明を省略する。   Next, an image forming apparatus 200 that is a second embodiment of the image forming apparatus according to the present invention will be described. FIG. 6 is a schematic diagram schematically showing a cross section of the image forming apparatus 200. The image forming apparatus 200 has the same configuration as the image forming apparatus 100 except that the configuration of the photosensitive belt 1 and the arrangement position of the exposure unit 5 are different. Therefore, the description other than the photosensitive belt 1 and the exposure unit 5 is omitted.

図7は、感光体ベルト1の断面の一部を示す断面図である。本実施形態において、感光体ベルト1は、感光層1cと、導電性基材と、中間層1dとを有する無端ベルト状の像担持体である。感光体ベルト1は、感光層1cが感光体ベルト1の外周側になり、導電性基材が感光体ベルト1の内周側になり、中間層1dが感光層1cと導電性基材の間になるように、支持ローラ2a,2bに張架される。   FIG. 7 is a cross-sectional view showing a part of the cross section of the photosensitive belt 1. In this embodiment, the photoreceptor belt 1 is an endless belt-like image carrier having a photosensitive layer 1c, a conductive base material, and an intermediate layer 1d. In the photosensitive belt 1, the photosensitive layer 1c is on the outer peripheral side of the photosensitive belt 1, the conductive substrate is on the inner peripheral side of the photosensitive belt 1, and the intermediate layer 1d is between the photosensitive layer 1c and the conductive substrate. It is stretched around the support rollers 2a and 2b.

感光層1cは、厚さ20μmのOPCからなる。OPCとしては、電荷輸送層と電荷発生層とを積層してなる積層型感光体、または、バインダー中に電荷発生層を分散させた単層型感光体のいずれであってもよい。導電性基材は、カーボンブラックを分散させて導電性を付与した不透明の導電層1bと、導電層1bよりも内周側に設けられる誘電体層1aとからなる。ここで、不透明とは、露光部5から照射される光を透過しないことを指す。
導電層1bは、カーボンブラックを分散させたポリカーボネート樹脂からなる電極である。本実施形態では、導電層1bは、接地される。誘電体層1aは、ポリカーボネート樹脂からなる。
The photosensitive layer 1c is made of OPC having a thickness of 20 μm. The OPC may be either a laminated type photoreceptor in which a charge transport layer and a charge generation layer are laminated, or a single layer type photoreceptor in which a charge generation layer is dispersed in a binder. The conductive substrate includes an opaque conductive layer 1b in which carbon black is dispersed and imparted conductivity, and a dielectric layer 1a provided on the inner peripheral side of the conductive layer 1b. Here, the term “opaque” means that light emitted from the exposure unit 5 is not transmitted.
The conductive layer 1b is an electrode made of a polycarbonate resin in which carbon black is dispersed. In the present embodiment, the conductive layer 1b is grounded. The dielectric layer 1a is made of polycarbonate resin.

中間層1dは、感光層1cの表面へと飛翔する現像液滴Fが導電層1bに電荷を誘起することを抑制する部材である。中間層1dは、比誘電率3、体積固有抵抗2×10[Ω・m]、厚さ200μm、時定数53msecの誘電体である。誘電体としては、ポリカーボネートなどの半導電性の樹脂を用いることができる。また、厚さは、100μm〜200μmの範囲内から選択することができる。 The intermediate layer 1d is a member that suppresses the development droplet F flying to the surface of the photosensitive layer 1c from inducing charges in the conductive layer 1b. The intermediate layer 1d is a dielectric having a relative dielectric constant of 3, a volume resistivity of 2 × 10 9 [Ω · m], a thickness of 200 μm, and a time constant of 53 msec. As the dielectric, a semiconductive resin such as polycarbonate can be used. The thickness can be selected from a range of 100 μm to 200 μm.

ここで、中間層1dの時定数は次のようにして測定される。まず、導電性基材に中間層1dのみを設ける。感光層1cは、設けないでおく。スコロトロン式の帯電器を用い、グリッド(グリッド電圧は−500V)と中間層1dとのギャップを1.0mmに設定して、中間層1dを一様に−510Vに帯電させる。帯電後の中間層1dの表面電位を表面電位計で計測し、表面電位が0.368倍に減衰するまでにかかる時間を求め、その時間を中間層1dの時定数とする。   Here, the time constant of the intermediate layer 1d is measured as follows. First, only the intermediate layer 1d is provided on the conductive substrate. The photosensitive layer 1c is not provided. Using a scorotron charger, the gap between the grid (grid voltage is -500V) and the intermediate layer 1d is set to 1.0 mm, and the intermediate layer 1d is uniformly charged to -510V. The surface potential of the intermediate layer 1d after charging is measured with a surface potentiometer, the time taken for the surface potential to decay 0.368 times is determined, and this time is taken as the time constant of the intermediate layer 1d.

露光部5は、感光体ベルト1の外周側において感光体ベルト1から離隔して設けられ、感光体ベルト1の外周側から、感光層1cに所定の光を照射する部材である。本実施形態では、感光体ベルト1が不透明であるため、画像形成装置100と異なり、露光部5は、感光体ベルト1の外周側に設けられる。ただし、感光体ベルト1は透明であってもよい。   The exposure unit 5 is a member that is provided on the outer peripheral side of the photosensitive belt 1 and is separated from the photosensitive belt 1 and that irradiates the photosensitive layer 1 c with predetermined light from the outer peripheral side of the photosensitive belt 1. In the present embodiment, since the photosensitive belt 1 is opaque, the exposure unit 5 is provided on the outer peripheral side of the photosensitive belt 1 unlike the image forming apparatus 100. However, the photosensitive belt 1 may be transparent.

以上の点以外は、画像形成装置100と画像形成装置200とは同一の構成であるので、画像形成装置200は、画像形成装置100と同様の現像動作を行う。したがって、感光体ベルト1の周速度S3=100mm/sである。このとき、帯電部4によって帯電が行われる領域(帯電領域)を、感光体ベルト1が通過するのにかかる時間は、140msecである。この値は、中間層1dの時定数より大きい。したがって、中間層1dは誘電分極が進行するので、感光層1cの表面は目的とする電圧に帯電する。   Except for the above points, the image forming apparatus 100 and the image forming apparatus 200 have the same configuration, and thus the image forming apparatus 200 performs the same developing operation as the image forming apparatus 100. Therefore, the peripheral speed S3 of the photosensitive belt 1 is 100 mm / s. At this time, it takes 140 msec for the photosensitive belt 1 to pass through a region where the charging unit 4 performs charging (charging region). This value is larger than the time constant of the intermediate layer 1d. Accordingly, since the dielectric polarization proceeds in the intermediate layer 1d, the surface of the photosensitive layer 1c is charged to a target voltage.

その後、露光部5によって静電潜像Dが形成された感光体ベルト1は、飛翔領域へ到達する。飛翔領域では、感光体ベルト1は、現像ローラ66から現像液滴Fが供給される。このとき、現像ローラ66から離脱した現像液滴Fが、感光体ベルト1へ到達するまでの飛翔時間は、0.1msec〜0.3msecである。この時間は、中間層1dの時定数よりも小さい。したがって、現像液滴Fの飛翔中に、中間層1dの誘電分極は進行しない。   Thereafter, the photosensitive belt 1 on which the electrostatic latent image D is formed by the exposure unit 5 reaches the flying region. In the flying region, the photosensitive belt 1 is supplied with developing droplets F from the developing roller 66. At this time, the flying time until the developing droplet F separated from the developing roller 66 reaches the photosensitive belt 1 is 0.1 msec to 0.3 msec. This time is smaller than the time constant of the intermediate layer 1d. Therefore, during the flight of the developing droplet F, the dielectric polarization of the intermediate layer 1d does not proceed.

このように、飛翔時間よりも大きな時定数を有する中間層1dは、感光層1cの表面に近づく現像液滴Fによる導電層1bへの電荷の誘起を抑制することができる。すなわち、中間層1dは、現像液滴Fが有する電荷に対する鏡像電荷を小さくすることができる。したがって、中間層1dは、鏡像電荷によって形成される鏡像電界(像担持体鏡像電界)を小さくすることができる。これによって、画像形成装置200は、現像液滴Fが感光体ベルト1へ到達する際に、現像飛翔速度が大幅に増加することを防止することができる。よって、画像形成装置200は、感光体ベルト1への着弾間際における現像液滴Fの分裂、および感光体ベルト1への着弾時における現像液滴Fの飛び散りを防ぐことができるので、良好な画質の画像を得ることができる。   As described above, the intermediate layer 1d having a time constant larger than the flight time can suppress the induction of charge on the conductive layer 1b by the developing droplet F approaching the surface of the photosensitive layer 1c. That is, the intermediate layer 1d can reduce the mirror image charge with respect to the charge of the developing droplet F. Therefore, the intermediate layer 1d can reduce the mirror image electric field (image carrier mirror image electric field) formed by the mirror image charge. As a result, the image forming apparatus 200 can prevent the development flying speed from significantly increasing when the developing droplet F reaches the photosensitive belt 1. Therefore, the image forming apparatus 200 can prevent the development droplets F from being split just before landing on the photosensitive belt 1 and the development droplets F to be scattered when landing on the photosensitive belt 1. Images can be obtained.

また、上述したように、中間層1dの時定数は、帯電領域通過時間よりも小さいので、感光体ベルト1は、感光体ベルト1の帯電特性および露光特性を確保しながら、像担持体鏡像電界を小さくすることができる。   Further, as described above, since the time constant of the intermediate layer 1d is smaller than the charging region passage time, the photosensitive belt 1 can maintain the charging characteristics and exposure characteristics of the photosensitive belt 1 while maintaining the mirror image electric field of the image carrier. Can be reduced.

<シミュレーション3>
画像形成装置200の作用効果を確認するために、シミュレーション3を行った。図8は、シミュレーション3の結果を示す図である。シミュレーション3は、シミュレーション2の条件に、基材Aと感光層Bとの間に、比誘電率ε=1.0、体積固有抵抗ρ=1010Ωm、厚さが100μmであり、時定数が89msecである中間層1dが設けられたという条件を加えて行なったものである。
<Simulation 3>
In order to confirm the effect of the image forming apparatus 200, a simulation 3 was performed. FIG. 8 is a diagram illustrating a result of the simulation 3. In simulation 3, the conditions of simulation 2 are as follows: between the substrate A and the photosensitive layer B, the relative dielectric constant ε s = 1.0, the volume resistivity ρ v = 10 10 Ωm, the thickness is 100 μm, This is performed under the condition that an intermediate layer 1d having a constant of 89 msec is provided.

図8(a)は、シミュレーション3における、E(Y)、E、およびE(Y)と、現像液滴Fのy座標Yとの関係を示す。グラフG11は電界E(Y)を示し、グラフG12は電界Eを示し、グラフG13は電界E(Y)を示す。縦軸は、現像ローラCから感光体ベルトへ向かう方向を正とした電界の大きさ[V/m]を表し、横軸は、現像液滴Fのy座標Y[μm]を表す。図8(a)が示すように、中間層1dが設けられることによって、グラフGの場合と比較して、感光体ベルト近傍での電界E(Y)の急峻な変化が解消されることがわかる。 FIG. 8A shows the relationship between E (Y), E f , and E Q (Y) and the y coordinate Y of the developing droplet F in the simulation 3. Graph G 11 represents an electric field E (Y), the graph G 12 shows the electric field E f, the graph G 13 shows the electric field E Q (Y). The vertical axis represents the magnitude [V / m] of the electric field with the direction from the developing roller C toward the photosensitive belt being positive, and the horizontal axis represents the y coordinate Y [μm] of the developing droplet F. As shown in FIG. 8 (a), the by intermediate layer 1d is provided, as compared with the case of the graph G 1, that rapid change of the electric field E (Y) of the photosensitive belt vicinity is eliminated Recognize.

図8(b)は、シミュレーション3における、現像液滴Fの飛翔速度Vとy座標Y、y座標Yと飛翔開始からの時間tとの関係を示す。図8(b)では、左縦軸が飛翔速度V[m/s]を表し、右縦軸が時間t[sec]を表し、横軸が現像液滴Fのy座標Y[μm]を表している。グラフG14は、飛翔速度Vと時間tとの関係を示すグラフであり、グラフG15は、y座標Yと時間tとの関係を示すグラフである。グラフG14およびグラフG15は、グラフG11で示す電界E(Y)を用いて、現像液滴Fに対する運動方程式m・dV/dt=−Q・E(Y)−m・gを解くことによって得られる。グラフG14が示すように、飛翔速度Vは、グラフGの場合と比較して、感光体ベルト近傍において大幅に減少し、全体的にはなだらかに変化している。 FIG. 8B shows the relationship between the flight speed V f of the developing droplet F, the y coordinate Y, the y coordinate Y, and the time t from the start of the flight in the simulation 3. In FIG. 8B, the left vertical axis represents the flight speed V f [m / s], the right vertical axis represents the time t [sec], and the horizontal axis represents the y coordinate Y [μm] of the developing droplet F. Represents. Graph G 14 is a graph showing the relationship between the flight speed V f and time t, the graph G 15 is a graph showing the relationship between the y-coordinate Y and time t. Graphs G 14 and G 15 solve the equation of motion m · dV f / dt = −Q · E (Y) −m · g for the developing droplet F using the electric field E (Y) shown in the graph G 11. Can be obtained. As shown the graph G 14 is, the flying speed V f, as compared to the case of the graph G 4, significantly reduced in the photoreceptor belt near, it is changing gently in the whole.

シミュレーション3では、感光層Bへの着弾直前において、飛翔速度Vが2.6m/sとなっている。また、運動エネルギーUvは0.91×10−12Jとなっており、シミュレーション1における運動エネルギーUvよりも減少している。このように、中間層1dを設けることによって飛翔速度Vの増加を抑制できることが確認された。 In simulation 3, the flying speed Vf is 2.6 m / s immediately before landing on the photosensitive layer B. The kinetic energy Uv is 0.91 × 10 −12 J, which is smaller than the kinetic energy Uv in the simulation 1. Thus, it was confirmed that the increase in the flying speed Vf can be suppressed by providing the intermediate layer 1d.

1 感光体ベルト
1a 感光層
1b 導電層
1c 誘電体層
1d 中間層
3,3c,3k,3m,3y 像形成部
4,4c,4k,4m,4y 帯電部
5,5c,5k,5m,5y 露光部
6,6a,6c,6k,6m,6y 現像装置
61,71 塗布ローラ
63現像槽
64 供給ローラ
64a 供給ローラ表面層
64b,66b,74b 金属ローラ
64c,66c,74c 回転軸
66,74 現像ローラ
66a,74a 現像ローラ表面層
100,200 画像形成装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photosensitive belt 1a Photosensitive layer 1b Conductive layer 1c Dielectric layer 1d Intermediate layer 3, 3c, 3k, 3m, 3y Image forming part 4, 4c, 4k, 4m, 4y Charging part 5, 5c, 5k, 5m, 5y Exposure Part 6, 6a, 6c, 6k, 6m, 6y Developing device 61, 71 Application roller 63 Developing tank 64 Supply roller 64a Supply roller surface layer 64b, 66b, 74b Metal roller 64c, 66c, 74c Rotating shaft 66, 74 Development roller 66a 74a Developing roller surface layer 100, 200 Image forming apparatus

Claims (14)

着色剤を含有する液体状の現像剤を貯留する現像槽と、
帯電した現像液滴を前記現像剤から形成し、該現像液滴を担持しながら搬送する現像ローラと、
前記現像ローラから静電潜像が形成された像担持体へ、前記現像液滴を飛翔させて供給するための電界である、飛翔電界を発生させる飛翔電界発生手段とを備え、
前記現像ローラは、該現像ローラの表面に担持された現像液滴が該現像ローラに電荷を誘起することを抑制する、現像ローラ電荷抑制手段を有することを特徴とする液体飛翔現像装置。
A developing tank for storing a liquid developer containing a colorant;
A developing roller that forms charged developer droplets from the developer and conveys the developer droplets while carrying the developer droplets;
A flying electric field generating means for generating a flying electric field, which is an electric field for flying and supplying the developer droplets from the developing roller to an image carrier on which an electrostatic latent image is formed,
The liquid flying developing device, wherein the developing roller has a developing roller charge suppressing unit that suppresses the development droplet carried on the surface of the developing roller from inducing charge in the developing roller.
前記現像ローラは、導電性を有する現像ローラ基材と、該現像ローラ基材の表面に設けられる、誘電体からなる現像ローラ表面層とを有し、
前記現像ローラ電荷抑制手段は、前記現像ローラ表面層であることを特徴とする請求項1に記載の液体飛翔現像装置。
The developing roller has a conductive developing roller base material, and a developing roller surface layer made of a dielectric provided on the surface of the developing roller base material,
The liquid flying developing device according to claim 1, wherein the developing roller charge suppression unit is a surface layer of the developing roller.
前記現像ローラの表面は、前記現像剤に対して、撥液性を有することを特徴とする請求項1または2に記載の液体飛翔現像装置。   The liquid flying developing device according to claim 1, wherein the surface of the developing roller has liquid repellency with respect to the developer. 着色剤を含有する液体状の現像剤を貯留する現像槽と、
帯電した現像液滴を前記現像剤から形成し、該現像液滴を担持しながら搬送する供給ローラと、
前記供給ローラから供給された現像液滴を、担持しながら搬送する現像ローラと、
前記供給ローラから前記現像ローラへ、前記現像液滴を飛翔させて供給するための電界である、中間飛翔電界を発生させる中間飛翔電界発生手段と、
前記現像ローラから静電潜像が形成された像担持体へ、前記現像液滴を飛翔させて供給するための電界である、飛翔電界を発生させる飛翔電界発生手段とを備え、
前記供給ローラは、該供給ローラの表面に担持された現像液滴が該供給ローラに電荷を誘起することを抑制する、供給ローラ電荷抑制手段を有することを特徴とする液体飛翔現像装置。
A developing tank for storing a liquid developer containing a colorant;
A supply roller that forms charged developer droplets from the developer and conveys the developer droplets while supporting the developer droplets;
A developing roller for transporting the developer droplets supplied from the supply roller while carrying;
Intermediate flying electric field generating means for generating an intermediate flying electric field, which is an electric field for flying and supplying the developer droplets from the supply roller to the developing roller;
A flying electric field generating means for generating a flying electric field, which is an electric field for flying and supplying the developer droplets from the developing roller to an image carrier on which an electrostatic latent image is formed,
The liquid flying developing device according to claim 1, wherein the supply roller has supply roller charge suppression means for suppressing development droplets carried on the surface of the supply roller from inducing charge in the supply roller.
前記供給ローラは、導電性を有する供給ローラ基材と、該供給ローラ基材の表面に設けられる、誘電体からなる供給ローラ表面層とを有し、
前記供給ローラ電荷抑制手段は、前記供給ローラ表面層であることを特徴とする請求項4に記載の液体飛翔現像装置。
The supply roller has a conductive supply roller base material and a supply roller surface layer made of a dielectric provided on the surface of the supply roller base material.
The liquid flying developing device according to claim 4, wherein the supply roller charge suppression unit is a surface layer of the supply roller.
前記供給ローラの表面は、前記現像剤に対して、撥液性を有することを特徴とする請求項4または5に記載の液体飛翔現像装置。   6. The liquid flying developing device according to claim 4, wherein a surface of the supply roller has liquid repellency with respect to the developer. 前記現像ローラは、該現像ローラの表面に担持された現像液滴が該現像ローラに電荷を誘起することを抑制する、現像ローラ電荷抑制手段を有することを特徴とする請求項4〜6のいずれか1つに記載の液体飛翔現像装置。   7. The developing roller according to claim 4, further comprising a developing roller charge suppressing unit that suppresses the development droplet carried on the surface of the developing roller from inducing charge in the developing roller. Or a liquid flying developing device according to any one of the above. 前記供給ローラの周速度をS1[m/s]、前記現像ローラの周速度をS2[m/s]とするとき、下記式(1)を満たすように、前記供給ローラおよび前記現像ローラを制御する第1周速度比制御手段を備えることを特徴とする請求項4〜7のいずれか1つに記載の液体飛翔現像装置。
|S1/S2| > 1 …(1)
When the peripheral speed of the supply roller is S1 [m / s] and the peripheral speed of the developing roller is S2 [m / s], the supply roller and the developing roller are controlled so as to satisfy the following formula (1). The liquid flying developing device according to claim 4, further comprising a first peripheral speed ratio control unit configured to perform the first peripheral speed ratio control unit.
| S1 / S2 |> 1 (1)
前記現像液滴の表面エネルギーをUs[J]、該現像液滴の質量をM[kg]、該現像液滴の飛翔速度の最大値をVmax[m/s]とするとき、下記式(2)を満たすように飛翔電界を制御する飛翔電界制御手段を備えることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1つに記載の液体飛翔現像装置。
Us > (1/2)MVmax …(2)
When the surface energy of the developing droplet is Us [J], the mass of the developing droplet is M [kg], and the maximum value of the flying speed of the developing droplet is V max [m / s], the following formula ( 9. The liquid flying developing device according to claim 1, further comprising flying electric field control means for controlling the flying electric field so as to satisfy 2).
Us> (1/2) MV max 2 (2)
感光層を有する像担持体と、
請求項1〜9のいずれか1つに記載の液体飛翔現像装置とを備えることを特徴とする画像形成装置。
An image carrier having a photosensitive layer;
An image forming apparatus comprising: the liquid flying developing device according to claim 1.
導電性を有する導電性基材と感光層とを有する像担持体と、
着色剤を含有する液体状の現像剤から形成された、帯電した現像液滴を、飛翔させることによって、前記像担持体に供給する液体飛翔現像装置とを備え、
前記像担持体は、前記感光層の表面へと飛翔する現像液滴が該導電性基材に電荷を誘起することを抑制する、中間層を有することを特徴とする画像形成装置。
An image carrier having a conductive base material having conductivity and a photosensitive layer;
A liquid flying developing device that is supplied from the liquid developer containing the colorant and that is supplied to the image carrier by flying charged developer droplets;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image bearing member includes an intermediate layer that suppresses the development droplets flying to the surface of the photosensitive layer from inducing charge in the conductive substrate.
前記中間層は、前記感光層と前記導電性基材との間に設けられる誘電体であることを特徴とする請求項11に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 11, wherein the intermediate layer is a dielectric provided between the photosensitive layer and the conductive substrate. 前記液体飛翔現像装置として、請求項1〜9のいずれか1つに記載の液体飛翔現像装置を備えることを特徴とする請求項11または12に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 11, wherein the liquid flying developing device includes the liquid flying developing device according to claim 1. 前記現像ローラの周速度をS2[m/s]、前記像担持体の周速度をS3[m/s]とするとき、下記式(3)を満たすように、前記現像ローラおよび前記像担持体を制御する第2周速度比制御手段を備えることを特徴とする請求項10または13に記載の画像形成装置。
|S2/S3| > 1 …(3)
When the peripheral speed of the developing roller is S2 [m / s] and the peripheral speed of the image bearing member is S3 [m / s], the developing roller and the image bearing member satisfy the following expression (3). The image forming apparatus according to claim 10, further comprising a second peripheral speed ratio control unit configured to control the rotation.
| S2 / S3 |> 1 (3)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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