JP2018060013A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】供給回転体の外周面に形成された凹部の単位面積当たりの容積が画像領域を通して一定である場合と比べて、供給回転体が撓む場合における現像液量の不均一を抑制する。【解決手段】像保持体上に形成された静電潜像を現像する現像回転体と、外周面が前記現像回転体の外周面と接触することで前記現像回転体に現像剤を供給する供給回転体と、前記供給回転体の外周面に形成された凹部であって、単位面積当たりの容積が、画像領域の端部よりも中央部の方が大きい前記凹部と、を備えている。【選択図】図3
Description
本発明は、現像装置及び画像形成装置に関する。
特許文献1の現像装置は、像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像ローラと、該現像ローラに液体現像剤を塗布するアニロックスローラ32Yと、を有し、該アニロックスローラ32Yの外周囲には長手方向にわたって溝が形成される溝領域が設けられると共に、溝領域の端部の溝深さは溝領域の中央部の溝深さより浅く形成されることを特徴としている。
本発明は、供給回転体の外周面に形成された凹部の単位面積当たりの容積が画像領域を通して一定である場合と比べて、供給回転体が撓む場合における現像液量の不均一を抑制することを目的とする。
本発明の請求項1に係る現像装置は、像保持体上に形成された静電潜像を現像する現像回転体と、外周面が前記現像回転体の外周面と接触することで前記現像回転体に現像剤を供給する供給回転体と、前記供給回転体の外周面に形成された凹部であって、単位面積当たりの容積が、画像領域の端部よりも中央部の方が大きい前記凹部と、を備えている。
本発明の請求項2に係る現像装置では、前記凹部は、前記供給回転体の軸方向の交差方向に定められた間隔で形成された溝であって、前記画像領域の端部よりも中央部の方が前記溝の幅が広い。
本発明の請求項3に係る現像装置では、前記凹部は、前記供給回転体の軸方向の交差方向に定められた間隔で形成された溝であって、前記画像領域の端部よりも中央部の方が前記溝が深い。
本発明の請求項4に係る現像装置では、前記凹部は、前記供給回転体の軸方向の交差方向に形成された溝であって、前記画像領域の端部よりも中央部の方が隣り合う前記溝の間隔が短い。
本発明の請求項5に係る現像装置では、前記凹部は、前記供給回転体の外周面に形成された溝によって、前記供給回転体の軸方向に連続する模様を有しており、前記画像領域の端部よりも中央部の方が前記模様を構成する溝の単位面積当たりの長さが長い。
本発明の請求項6に係る現像装置では、前記現像回転体と前記供給回転体との接触圧について、前記画像領域の端部よりも中央部の方が低い。
本発明の請求項7に係る画像形成装置は、請求項1〜6の何れか1項に記載の現像装置と、前記現像装置により現像された像保持体の現像剤像を被転写体に転写する転写手段と、を有する。
請求項1の発明によれば、供給回転体の外周面に形成された凹部の単位面積当たりの容積が画像領域を通して一定である場合と比べて、供給回転体が撓む場合における現像液量の不均一を抑制することができる。
請求項2の発明によれば、供給回転体の外周面に形成された凹部の単位面積当たりの容積が画像領域を通して一定である場合と比べて、溝の形状及び間隔を変更せずに供給回転体の軸方向における現像液量の不均一を抑制することができる。
請求項3の発明によれば、供給回転体の外周面に形成された凹部の単位面積当たりの容積が画像領域を通して一定である場合と比べて、溝の形状及び間隔を変更せずに供給回転体の軸方向における現像液量の不均一を抑制することができる。
請求項4の発明によれば、供給回転体の外周面に形成された凹部の単位面積当たりの容積が画像領域を通して一定である場合と比べて、溝の形状を変更せずに供給回転体の軸方向における現像液量の不均一を抑制することができる。
請求項5の発明によれば、供給回転体の外周面に形成された凹部の単位面積当たりの容積が画像領域を通して一定である場合と比べて、溝の幅や深さを変更せずに供給回転体の軸方向における現像液量の不均一を抑制することができる。
請求項6の発明によれば、供給回転体の外周面に形成された凹部の単位面積当たりの容積が画像領域を通して一定である場合と比べて、供給回転体や現像回転体が撓む場合における現像液量の不均一を抑制することができる。
請求項7の発明によれば、供給回転体の外周面に形成された凹部の単位面積当たりの容積が画像領域を通して一定である場合と比べて、画像濃度ムラを抑制することができる。
<第1の実施形態>
第1の実施形態に係る現像装置及び画像形成装置の一例について説明する。
第1の実施形態に係る現像装置及び画像形成装置の一例について説明する。
〔全体構成〕
図1には、第1の実施形態の画像形成装置10が示されている。画像形成装置10は、一例として、画像形成装置10の各部の動作を制御する制御部20と、後述する画像処理を行う画像処理部30と、画像を形成する画像形成部40と、収容部80と、定着装置90とを有している。
図1には、第1の実施形態の画像形成装置10が示されている。画像形成装置10は、一例として、画像形成装置10の各部の動作を制御する制御部20と、後述する画像処理を行う画像処理部30と、画像を形成する画像形成部40と、収容部80と、定着装置90とを有している。
<制御部>
制御部20は、一例として、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、及び不揮発性記憶媒体(HDD:Hard Disk Drive)などを含むマイクロコンピュータ(何れも図示省略)を有する。また、制御部20では、後述する画像形成部40により帯電プロセスから定着プロセスまでを実行するためのプログラムが、不揮発性記憶媒体に記憶されている。
制御部20は、一例として、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、及び不揮発性記憶媒体(HDD:Hard Disk Drive)などを含むマイクロコンピュータ(何れも図示省略)を有する。また、制御部20では、後述する画像形成部40により帯電プロセスから定着プロセスまでを実行するためのプログラムが、不揮発性記憶媒体に記憶されている。
さらに、制御部20は、RAMがワークメモリとして用いられている。制御部20では、CPUが、不揮発性記憶媒体から読み出しRAMに展開したプログラムを実行することで、画像処理部30で画像処理した画像情報(画像データ)に基づく用紙Pへの画像形成処理を、後述する画像形成部40に実行させるようになっている。
<画像処理部>
画像処理部30には、一例として、画像形成装置10で用いる1画素当たり複数ビット(例えば8ビット)で階調(0から255までの256階調)が表現されたページ単位の画像データが受け付けられるようになっている。画像処理部30の基本的構成は、公知の構成が適用される。
画像処理部30には、一例として、画像形成装置10で用いる1画素当たり複数ビット(例えば8ビット)で階調(0から255までの256階調)が表現されたページ単位の画像データが受け付けられるようになっている。画像処理部30の基本的構成は、公知の構成が適用される。
<画像形成部>
図1に示すように、画像形成部40は、感光体42、帯電装置44、露光装置46、現像装置50、転写装置60、及びクリーナ70を有している。また、画像形成部40は、現像剤供給部110、及び回収部130を有している。
図1に示すように、画像形成部40は、感光体42、帯電装置44、露光装置46、現像装置50、転写装置60、及びクリーナ70を有している。また、画像形成部40は、現像剤供給部110、及び回収部130を有している。
(感光体)
感光体42は、一例として、筒状で回転可能に設けられ、静電潜像を外周面に保持するようになっている。また、感光体42の周囲には、回転方向の上流側から下流側へ向けて、帯電装置44、露光装置46、現像装置50、転写装置60、及びクリーナ70が配置されている。ここで、感光体42は像保持体の一例である。
感光体42は、一例として、筒状で回転可能に設けられ、静電潜像を外周面に保持するようになっている。また、感光体42の周囲には、回転方向の上流側から下流側へ向けて、帯電装置44、露光装置46、現像装置50、転写装置60、及びクリーナ70が配置されている。ここで、感光体42は像保持体の一例である。
(帯電装置)
帯電装置44は、感光体42の下側で感光体42の外周面と間隔をあけて対向配置されており、一例として、スコロトロン帯電装置とされている。そして、帯電装置44は、コロナ放電によって感光体42の表面(外周面)を帯電するようになっている。
帯電装置44は、感光体42の下側で感光体42の外周面と間隔をあけて対向配置されており、一例として、スコロトロン帯電装置とされている。そして、帯電装置44は、コロナ放電によって感光体42の表面(外周面)を帯電するようになっている。
(露光装置)
露光装置46は、感光体42の回転方向で帯電装置44よりも下流側に設けられており、一例として、LED(Light Emitting Diode)露光装置とされている。そして、露光装置46は、帯電装置44によって帯電された感光体42の外周面を画像情報に基づいて露光し、感光体42の外周面に静電潜像を形成する。なお、露光装置46は、LED露光装置以外の露光装置であってもよい。例えば、レーザ光線による露光を行う露光装置であってもよい。
露光装置46は、感光体42の回転方向で帯電装置44よりも下流側に設けられており、一例として、LED(Light Emitting Diode)露光装置とされている。そして、露光装置46は、帯電装置44によって帯電された感光体42の外周面を画像情報に基づいて露光し、感光体42の外周面に静電潜像を形成する。なお、露光装置46は、LED露光装置以外の露光装置であってもよい。例えば、レーザ光線による露光を行う露光装置であってもよい。
(現像装置)
図2に示すように、現像装置50は、感光体42の回転方向で露光装置46よりも下流側で且つ中間転写体62よりも上流側に設けられている。現像装置50は、感光体42に形成された静電潜像を後述する液体現像剤G(現像剤の一例)で現像(顕像化)し、感光体42の外周面にトナー像(現像剤像)を形成するようになっている。この現像装置50は、液体現像剤Gを外周面に保持する現像ロール52(現像回転体の一例)と、現像ロール52に液体現像剤Gを供給する供給ロール100(供給回転体の一例)とを有している。
図2に示すように、現像装置50は、感光体42の回転方向で露光装置46よりも下流側で且つ中間転写体62よりも上流側に設けられている。現像装置50は、感光体42に形成された静電潜像を後述する液体現像剤G(現像剤の一例)で現像(顕像化)し、感光体42の外周面にトナー像(現像剤像)を形成するようになっている。この現像装置50は、液体現像剤Gを外周面に保持する現像ロール52(現像回転体の一例)と、現像ロール52に液体現像剤Gを供給する供給ロール100(供給回転体の一例)とを有している。
液体現像剤Gは、一例として、キャリア液CにトナーT(粒子)が分散された構成となっている。キャリア液Cとしては、植物油、流動パラフィン油、シリコーンオイルなどの絶縁性液体が用いられ、本実施形態では、一例として、シリコーンオイルが用いられている。また、トナーTは、一例として、ポリエステル樹脂を含むトナーが用いられている。
さらに、液体現像剤Gは、一例として、トナーT(粒子)の平均粒径が0.5[μm]以上5[μm]以下とされ、キャリア液Cの中にトナーT(粒子)が15[質量%]以上35[質量%]以下の濃度で分散されている。なお、液体現像剤G中に帯電制御剤や分散剤を加えてもよい。この液体現像剤Gは、温度が上昇するに従って粘度が低くなり、温度が低下するに従って粘度が高くなる。
現像ロール52は、一例として、金属製の円柱状のコアロール52Aの表面に体積抵抗率が1×105[Ω・cm]から1×1010[Ω・cm]までの半導電性を有する弾性層52Bが設けられている。そして、コアロール52Aには、電源(図示省略)からバイアス電圧が印加されるようになっている。
また、現像ロール52は、弾性層52Bに後述する供給ロール100が接触しており、現像ロール52に対して供給ロール100が相対的に押し付けられていることで、現像ロール52と供給ロール100との接触部において接触圧(ニップ圧)を生じている。そして、現像ロール52と供給ロール100との接触部である現像部Mにおいて、現像ロール52に液体現像剤Gの現像剤層GTが形成されるようになっている。さらに、現像ロール52の弾性層52Bは、感光体42に接触して現像ニップ部N(現像部)を形成しており、現像剤層GTが、現像ニップ部Nで感光体42上に転移するようになっている。なお、現像部Mでは、供給ロール100と現像ロール52が同じ方向に移動(回転)しており、現像ニップ部Nでは、現像ロール52と感光体42が同じ方向に移動(回転)している。
なお、供給ロール100の詳細な構造については後述する。
なお、供給ロール100の詳細な構造については後述する。
現像ロール52の周囲(外周面と対向する範囲)において、現像部Mから現像ニップ部Nまでの間には、一例として、帯電ユニット53が設けられている。帯電ユニット53は、現像部Mから現像ニップ部Nまでの間の現像剤層GTの表面を帯電させる。言い換えると、帯電ユニット53は、感光体42に対する現像ロール52の回転方向の上流側で現像剤層GTを帯電する。なお、帯電ユニット53は、現像剤層GTに含まれるトナーTの極性と同極性となるように現像剤層GTを帯電する。また、帯電ユニット53は、一例として、コロナ放電によって現像剤層GTを帯電させるコロトロン帯電装置とされている。
(転写装置)
転写装置60は、感光体42の回転方向で現像装置50よりも下流側に設けられている。また、転写装置60は、感光体42の外周面に形成されたトナー像が転写される筒状の中間転写体62と、中間転写体62の外周面に転写されたトナー像を記録媒体の一例としての用紙Pに転写する転写ロール64と、を有している。なお、転写装置60は、上記構成以外の構成であってもよい。例えば、ベルト状の中間転写体を備えた構成であってもよいし、中間転写体を備えず、感光体42から直接、用紙Pに対して転写ロール64でトナー像を転写する直接転写方式の構成であってもよい。
転写装置60は、感光体42の回転方向で現像装置50よりも下流側に設けられている。また、転写装置60は、感光体42の外周面に形成されたトナー像が転写される筒状の中間転写体62と、中間転写体62の外周面に転写されたトナー像を記録媒体の一例としての用紙Pに転写する転写ロール64と、を有している。なお、転写装置60は、上記構成以外の構成であってもよい。例えば、ベルト状の中間転写体を備えた構成であってもよいし、中間転写体を備えず、感光体42から直接、用紙Pに対して転写ロール64でトナー像を転写する直接転写方式の構成であってもよい。
(クリーナ)
クリーナ70は、液体現像剤Gを感光体42から除去する感光体クリーナ72と、液体現像剤Gを中間転写体62から除去する中間転写体クリーナ74とを有している。
クリーナ70は、液体現像剤Gを感光体42から除去する感光体クリーナ72と、液体現像剤Gを中間転写体62から除去する中間転写体クリーナ74とを有している。
感光体クリーナ72は、第1廃トナータンク72Aと、感光体42の回転方向における帯電装置44よりも上流側で感光体42の外周面に接触するクリーニングロール72Bと、ウレタンゴム製のクリーニングブレード72C、72Dと、を有している。クリーニングブレード72C、72Dは、それぞれ感光体42、クリーニングロール72Bに接触し、転写後の感光体42の外周面に残存する液体現像剤Gを除去する。除去された液体現像剤Gは、第1廃トナータンク72Aに回収される。
中間転写体クリーナ74は、第2廃トナータンク74Aと、中間転写体62の外周面に接触するクリーニングロール74Bと、ウレタンゴム製のクリーニングブレード74C、74Dと、を有している。クリーニングブレード74C、74Dは、それぞれ中間転写体62、クリーニングロール74Bに接触し、液体現像剤Gを除去する。除去された液体現像剤Gは、第2廃トナータンク74Aに回収される。第2廃トナータンク74Aに回収された液体現像剤Gは、配管74Eを介して第1廃トナータンク72Aに送られるようになっている。
(現像剤供給部)
現像剤供給部110は、供給ロール100に液体現像剤Gを供給する機能を有する。
図2に示すように、現像剤供給部110は、液体現像剤Gを内部に貯留する貯留タンク112と、液体現像剤Gを貯留する貯留槽114と、貯留タンク112と貯留槽114とを接続する補給路116と、を有している。
現像剤供給部110は、供給ロール100に液体現像剤Gを供給する機能を有する。
図2に示すように、現像剤供給部110は、液体現像剤Gを内部に貯留する貯留タンク112と、液体現像剤Gを貯留する貯留槽114と、貯留タンク112と貯留槽114とを接続する補給路116と、を有している。
貯留タンク112は、一例として、トナーT(粒子)とキャリア液Cがそれぞれ異なる供給手段(図示省略)で内部に供給されるようになっており、撹拌によって液体現像剤Gが生成されると共に内部に液体現像剤Gを貯留している。
貯留槽114は、後述する供給ロール100の回転軸方向(以後、軸方向という)を長手方向とし、この長手方向と交差する断面が上方に開口する円弧状に形成された容器である。そして、貯留槽114は、補給路116を介して供給された液体現像剤Gを貯留している。また、貯留槽114の液体現像剤Gには、後述する供給ロール100の下部が浸かっている。
補給路116は、一例として、パイプで構成され、一端が貯留タンク112に接続され他端が貯留槽114の最深部に接続されている。また、補給路116には、貯留タンク112及び補給路116内の液体現像剤Gを貯留槽114内に補給するポンプ118が設けられている。さらに、補給路116における貯留タンク112とポンプ118との間には、液体現像剤G中の気泡を取り除く脱気部122と、液体現像剤G中のトナーT(粒子)の濃度を検知するトナー濃度センサ124とが設けられている。
ポンプ118は、一例として、貯留槽114内に貯留されている液体現像剤Gの液面の高さを検知する液面検知センサ(図示省略)からの情報に基づいて動作するようになっている。即ち、ポンプ118は、貯留槽114内の液体現像剤Gの不足情報が液面検知センサから受け付けられた場合は動作を開始し、貯留槽114内の液体現像剤Gの不足情報が液面検知センサから受け付けられない場合は動作を停止する。
脱気部122は、一例として、気液分離膜(図示省略)で仕切られた一方の空間に液体現像剤Gを流し、他方の空間を減圧して、液体現像剤G中の気泡を取り除く構成となっている。また、脱気部122は、液体現像剤Gの流れる方向でトナー濃度センサ124よりも上流側(貯留タンク112に近い側)に設けられている。
トナー濃度センサ124は、一例として、発光素子及び受光素子(図示省略)を備え、発光素子から発光され液体現像剤Gを透過して受光素子で受光された光の光量に基づいてトナー濃度を検出するようになっている。即ち、光が遮断される割合が大きくなる程、トナー濃度が高いことを示している。なお、トナー濃度センサ124で検出されたトナー濃度が基準濃度よりも濃い場合は貯留タンク112にキャリア液Cが供給され、基準濃度よりも薄い場合はトナーT(一部キャリア液C含む)が供給されて、液体現像剤Gのトナー濃度が調整される。
なお、後述する供給ロール100の外周面には、該外周面の液体現像剤Gの量を規制する規制ブレード138が設けられている。規制ブレード138は、一例として、供給ロール100の軸方向を長手方向とする板状部材で構成されており、供給ロール100の外周面と対向配置されると共に、短手方向の端部が供給ロール100の外周面100Aと接触している。これにより、規制ブレード138は、貯留槽114の外側で供給ロール100の外周面100Aの液体現像剤Gの量を規制するようになっている。
(回収部)
回収部130は、貯留槽114から溢れた液体現像剤Gを回収する機能を有している。
図2に示すように、回収部130は、一例として、液体現像剤Gを受ける受部132と、液体現像剤Gが流れる回収路134と、回収路134において液体現像剤Gを流通させ又は流通を遮断するポンプ136とを有している。
回収部130は、貯留槽114から溢れた液体現像剤Gを回収する機能を有している。
図2に示すように、回収部130は、一例として、液体現像剤Gを受ける受部132と、液体現像剤Gが流れる回収路134と、回収路134において液体現像剤Gを流通させ又は流通を遮断するポンプ136とを有している。
受部132は、供給ロール100の軸方向と交差する方向で切った断面がU字状の部位であり、貯留槽114から溢れた液体現像剤Gが流入(落下)するように、貯留槽114よりも外側に設けられている。
回収路134は、一例として、パイプで構成され、一端が受部132に接続され他端が貯留タンク112に接続されている。
ポンプ136は、一例として、受部132内における液体現像剤Gの液面の高さを検知する液面検知センサ(図示省略)からの情報に基づいて動作するようになっている。即ち、ポンプ136は、受部132内の液体現像剤Gの量が設定量よりも少ない場合は動作を停止し、設定量よりも多い場合は動作して、受部132内の液体現像剤Gを貯留タンク112へ送るようになっている。
<収容部、定着装置>
画像形成装置10は、用紙Pが収容された収容部80を有し、用紙Pが搬送経路Kに沿って搬送されるようになっている。さらに、画像形成装置10は、後述するトナー像が転写された用紙Pにトナー像を定着させる定着装置90を有している。なお、定着装置90における定着方式は、一例として、定着ロール92及び加圧ロール94による接触式の熱定着が用いられているが、定着ロール又はベルトによる接触式の熱定着でもよい。また、定着方式は、オーブンやフラッシュランプなどによる非接触式の加熱定着であってもよい。
画像形成装置10は、用紙Pが収容された収容部80を有し、用紙Pが搬送経路Kに沿って搬送されるようになっている。さらに、画像形成装置10は、後述するトナー像が転写された用紙Pにトナー像を定着させる定着装置90を有している。なお、定着装置90における定着方式は、一例として、定着ロール92及び加圧ロール94による接触式の熱定着が用いられているが、定着ロール又はベルトによる接触式の熱定着でもよい。また、定着方式は、オーブンやフラッシュランプなどによる非接触式の加熱定着であってもよい。
〔要部構成〕
次に、供給ロール100について説明する。
次に、供給ロール100について説明する。
図2に示すように、供給ロール100は、円筒状に形成されたロールであって、液体現像剤Gを貯留槽114から現像ロール52の現像部Mに向けて回転しながら供給するアニロックスロールである。なお、供給ロール100の外周面100Aにおける凹部200の製造方法の一例として、金属ロールの表面にセラミックのコーティングを施し、レーザビームを照射して該コーティングを削っていく方法がある。
また、供給ロール100は、現像ロール52と軸方向を揃えて回転可能に設けられ、下端部分が貯留槽114の液体現像剤Gに浸かっており、液体現像剤Gに浸かっていない部分が現像ロール52と接触している。そして、供給ロール100は、回転しながら一部(下端部分)が貯留槽114の液体現像剤Gに浸かることにより、液体現像剤Gを外周面100Aに保持し、現像ロール52の外周面へ供給するようになっている。
図3は、供給ロール100と現像ロール52を図2の矢印Xの方向から観察した図である。供給ロール100の外周面100Aにおいて画像領域を含む範囲には、その径方向外側に開口した複数の凹部200が形成されている。この凹部200は液体現像剤Gを保持する機能を有している。
ここで、「画像領域」とは、軸方向に設けられる領域であって、感光体42の外周面における静電潜像が形成される領域と対応する領域である。すなわち、現像ロール52及び供給ロール100のそれぞれに、画像領域が存在する。
そして本実施形態では、凹部200の容積、換言すると、液体現像剤Gが保持される容積を、外周面100Aの場所に応じて変化させている。具体的に、本実施形態は、供給ロール100の外周面100Aにおいて、凹部200により得られる単位面積当たりの容積が、画像領域Aの端部よりも中央部の方が大きくなるように形成している。ここで、「端部」は画像領域Aにおける供給ロール100の軸方向の端を含む領域であり、「中央部」は画像領域Aにおける供給ロール100の軸方向中央を含む領域である。
具体的には、図3に示すように、供給ロール100の外周面100Aにおいて、凹部200を構成する溝の幅が、画像領域Aの端部よりも中央部の方が大きくなるように形成されている。なお、溝の深さ及び間隔は、画像領域Aの端部から中央部にかけて一定である。
<画像形成工程>
次に、画像形成装置10の画像形成工程について説明する。なお、各ロールは、矢印で示す方向に駆動装置(図示省略)で回転され又は従動回転によって回転するように構成されている。
次に、画像形成装置10の画像形成工程について説明する。なお、各ロールは、矢印で示す方向に駆動装置(図示省略)で回転され又は従動回転によって回転するように構成されている。
図1に示す画像形成装置10において、感光体42の外周面が帯電装置44によって帯電された後、画像処理部30で既述のスクリーン処理が行われた画像情報に基づいて、露光装置46により、感光体42の外周面に静電潜像が形成される。そして、感光体42の外周面の静電潜像が現像装置50上の帯電ユニット53によって電荷を帯びた液中のトナーによって現像(顕在化)され、トナー像(図示省略)が感光体42の外周面に形成される。なお、該トナー像は、供給ロール100から供給された液体現像剤Gで形成(現像)された画像である。
続いて、感光体42に形成されたトナー像は、中間転写体62の芯金(図示省略)にバイアス電圧が印加されることで、接地された感光体42と中間転写体62との電位差により、中間転写体62の外周面に一次転写される。そして、一次転写されたトナー像は、中間転写体62に印加されたバイアス電圧と転写ロール64に印加されたバイアス電圧との電位差によって、用紙Pに二次転写される。
続いて、トナー像が転写された用紙Pは、定着装置90に搬送され、用紙P上にトナー像(画像)が定着される。そして、トナー像が定着された用紙Pは、画像形成装置10における搬送経路Kの終端に設けられた排出部Eに排出される。
中間転写体62に一次転写されずに感光体42に残留した液体現像剤Gは、感光体クリーナ72によって除去される。また、用紙P上に二次転写されずに中間転写体62に残留した液体現像剤Gは、中間転写体クリーナ74よって除去される。
[作用効果]
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
図1に示す画像形成装置10において、供給ロール100を回転させて現像部Mに液体現像剤G供給し、現像を行う。ここで、既存の画像形成装置10と比べて供給ロール100の外径を小さくした場合や、軸方向の長さを増した場合、供給ロール100が撓みやすくなる。そして、供給ロール100が重力方向(図の下方向)に撓むと、供給ロール100の中央部は現像ロール52から離れることになる。したがって、画像領域Aの端部よりも中央部の接触圧(ニップ圧)が低下し、現像ロール52に供給される液体現像剤Gの量が減少する。すると、画像領域Aの端部と中央部とで、画像領域Aにおける現像濃度に差が生じ、画像濃度にムラを生じることになる。
一方、本実施形態の現像装置50は、供給ロール100の外径を小さくした場合や、軸方向の長さを増した場合に供給ロール100が撓み、画像領域Aの端部よりも中央部の接触圧(ニップ圧)が低下することを前提としている。そして、本実施形態の現像装置50は、液体現像剤Gが保持される容積を、外周面100Aの場所に応じて変化させている。具体的に、本実施形態では、供給ロール100の外周面100Aにおいて、凹部200により得られる単位面積当たりの容積が、画像領域Aの端部よりも中央部の方が大きくなるように形成している。
以上、本実施形態の現像装置50によれば、画像領域Aの端部よりも中央部において液体現像剤Gの汲み上げ量が多くなる。そのため、中央部の接触圧が端部よりも低下した場合であっても、現像ロール52への液体現像剤Gの供給量に不足を生じない。すなわち、供給ロール100の外周面100Aに形成された凹部200の単位面積当たりの容積が画像領域Aを通して一定である場合と比べて、供給ロール100が撓む場合における液体現像剤Gの量の不均一を抑制することができる。
また、本実施形態の現像装置50を備えた画像形成装置10では、凹部200の単位面積当たりの容積が画像領域Aを通して一定である場合と比べて、画像領域Aにおける現像濃度の差が抑制される。すなわち、画像領域Aにおける画像濃度にムラを生じることが抑制される。
<第2の実施形態>
第2の実施形態は、凹部200の形状の別例である。なお、凹部200以外の構成については、第1の実施形態と同じであり、説明を割愛する(他の実施形態に同じ)。
第2の実施形態は、凹部200の形状の別例である。なお、凹部200以外の構成については、第1の実施形態と同じであり、説明を割愛する(他の実施形態に同じ)。
図示しないが、供給ロール100の外周面100Aにおいて、凹部200を構成する溝の深さが、画像領域Aの端部よりも中央部の方が深くなるように形成されている。なお、溝の幅及び間隔は、画像領域Aの端部から中央部にかけて一定である。
第2の実施形態によれば、上述した第1の実施形態と同じ作用効果を有するのである。
第2の実施形態によれば、上述した第1の実施形態と同じ作用効果を有するのである。
<第3の実施形態>
第3の実施形態は、凹部200の形状の別例である。
図4に示すように、供給ロール100の外周面100Aにおいて、凹部200を構成する溝の間隔が、画像領域Aの端部よりも中央部の方が短くなるように形成されている。なお、溝の幅及び深さは、画像領域Aの端部から中央部にかけて一定である。
第3の実施形態によれば、上述した第1の実施形態と同じ作用効果を有するのである。
第3の実施形態は、凹部200の形状の別例である。
図4に示すように、供給ロール100の外周面100Aにおいて、凹部200を構成する溝の間隔が、画像領域Aの端部よりも中央部の方が短くなるように形成されている。なお、溝の幅及び深さは、画像領域Aの端部から中央部にかけて一定である。
第3の実施形態によれば、上述した第1の実施形態と同じ作用効果を有するのである。
<第4の実施形態>
第4の実施形態は、凹部200の形状の別例である。
図5に示すように、第4の実施形態の凹部200は、外周面100Aにおいて軸方向に対して交差する斜め方向に設けられ、軸方向との角度(傾斜角度)が異なる複数種類の溝の組み合わせから構成されている。
第4の実施形態は、凹部200の形状の別例である。
図5に示すように、第4の実施形態の凹部200は、外周面100Aにおいて軸方向に対して交差する斜め方向に設けられ、軸方向との角度(傾斜角度)が異なる複数種類の溝の組み合わせから構成されている。
具体的には、供給ロール100の外周面100Aにおいて、凹部200を構成する溝の種類が、画像領域Aの端部よりも中央部の方が多くなるように構成されている。例えば、図5に示すように、画像領域Aの端部は、1種類の溝による凹部200を有しているのに対し、中央部は3種類の溝による凹部200を有している。なお、端部と中央部との間に2種類の溝による凹部200を有している。
第4の実施形態によれば、上述した第1の実施形態と同じ作用効果を有するのである。
第4の実施形態によれば、上述した第1の実施形態と同じ作用効果を有するのである。
<第5の実施形態>
図6に示すように、第5の実施形態の凹部200は、供給ロール100の外周面100Aに形成された溝によって、供給ロール100の軸方向に連続する模様を有している。そして、第5の実施形態では、画像領域Aの端部よりも中央部の方が模様が複雑に形成されている。補足すれば、画像領域Aの端部よりも中央部の方が模様を構成する溝の単位面積当たりの長さが長い。
図6に示すように、第5の実施形態の凹部200は、供給ロール100の外周面100Aに形成された溝によって、供給ロール100の軸方向に連続する模様を有している。そして、第5の実施形態では、画像領域Aの端部よりも中央部の方が模様が複雑に形成されている。補足すれば、画像領域Aの端部よりも中央部の方が模様を構成する溝の単位面積当たりの長さが長い。
ここで、第5の実施形態では、3種類の模様により形成されている。図7は、外周面100A上の表面、具体的には、図6のS1〜S3の各領域を拡大した図である。
図7(A)は、画像領域Aの端部であって、図6の領域S1の拡大図である。領域S1では軸方向に対して斜め方向に形成された溝が規則的に並んで設けられており、ヘリカルパターンの模様201Aを有している。
図7(B)は、画像領域Aの端部よりも中央寄りであって、図6の領域S2の拡大図である。領域S2では軸方向に対して斜め方向に形成された2種類の溝により同じ大きさの正方形が規則的に並んで設けられており、ダイヤパターンの模様201Bを有している。
図7(C)は、画像領域Aの中央部であって、図6の領域S3の拡大図である。領域S3では複数方向に形成された溝により同じ大きさで六角形が規則的に並んで設けられており、ハニカムパターンの模様201Cを有している。
以上、S1〜S3の各領域において各パターンを構成する溝の単位面積当たりの長さは領域S1<領域S2<領域S3の関係にある。すなわち、画像領域Aの端部よりも中央部の方が模様を構成する溝の単位面積当たりの長さが長い。
第5の実施形態によれば、上述した第1の実施形態と同じ作用効果を有するのである。
第5の実施形態によれば、上述した第1の実施形態と同じ作用効果を有するのである。
以下、実施例により供給ロール100における凹部200の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施形態は、これら実施例に限定されるものではない。
表1に各実施例及び比較例の諸元を示す。表1に示すように、各実施例及び各比較例はいずれもSUS(ステンレス鋼)の金属ロールである。各実施例及び比較例2については、外径は100mm、長さは800mmで共通である。なお、比較例1については、外径は160mm、長さは560mmである。各実施例では、外周面100Aにおいて、凹部200により得られる単位面積当たりの容積が、画像領域Aの端部よりも中央部の方が大きくなるように溝の形状、間隔、及び本数を変化させている。
(実施例1)
図3に示すように、実施例1の凹部200は、外周面100Aにおいて軸方向に対して交差する斜め方向に定められた間隔で形成された、ヘリカル(螺旋)パターンの溝である。
図3に示すように、実施例1の凹部200は、外周面100Aにおいて軸方向に対して交差する斜め方向に定められた間隔で形成された、ヘリカル(螺旋)パターンの溝である。
実施例1では、供給ロール100の外周面100Aにおいて、凹部200を構成する溝の幅が、画像領域Aの端部よりも中央部の方が大きくなるように形成されている。具体的に外周面100Aには、深さ20〜30μmの溝が80μm間隔で設けられているが、溝の幅については、画像領域Aの端部は40μmであるのに対し、中央部は60μmに形成されている。この溝の幅は、画像領域Aの端部から中央部にかけて連続的に変化するものである。
なお、図3は、凹部200の形状を概念的に説明する図であって、外周面100Aには同図より多くの溝が設けられている(以下、図4〜図6に同じ)。
(実施例2)
実施例2の凹部200は、外周面100Aにおいて軸方向に対して交差する斜め方向に定められた間隔で形成された、ヘリカルパターンの溝である。
実施例2の凹部200は、外周面100Aにおいて軸方向に対して交差する斜め方向に定められた間隔で形成された、ヘリカルパターンの溝である。
実施例2では、供給ロール100の外周面100Aにおいて、凹部200を構成する溝の深さが、画像領域Aの端部よりも中央部の方が深くなるように形成されている。具体的に外周面100Aには、幅40μmの溝が80μm間隔で設けられているが、溝の深さについては、画像領域Aの端部は20〜30μmであるのに対し、中央部は40〜50μmに形成されている。この溝の深さは、画像領域Aの端部から中央部にかけて連続的に変化するものである。
(実施例3)
図4に示すように、実施例3の凹部200は、外周面100Aにおいて軸方向に対して交差する斜め方向に形成された、ヘリカルパターンの溝である。
図4に示すように、実施例3の凹部200は、外周面100Aにおいて軸方向に対して交差する斜め方向に形成された、ヘリカルパターンの溝である。
実施例3では、供給ロール100の外周面100Aにおいて、凹部200を構成する溝の間隔が、画像領域Aの端部よりも中央部の方が短くなるように形成されている。具体的に外周面100Aには、深さ20〜30μm、幅が40μmの溝が設けられているが、溝の間隔については、画像領域Aの端部は80μmであるのに対し、中央部は60μmに形成されている。この溝の間隔は、画像領域Aの端部から中央部にかけて連続的に変化するものである。
(実施例4)
図5に示すように、実施例4の凹部200は、外周面100Aにおいて軸方向に対して交差する斜め方向に設けられ、軸方向との角度(傾斜角度)が異なる複数種類の溝の組み合わせから構成されている。
図5に示すように、実施例4の凹部200は、外周面100Aにおいて軸方向に対して交差する斜め方向に設けられ、軸方向との角度(傾斜角度)が異なる複数種類の溝の組み合わせから構成されている。
実施例4では、供給ロール100の外周面100Aにおいて、凹部200を構成する溝の種類が、画像領域Aの端部よりも中央部の方が多くなるように構成されている。具体的に外周面100Aには、深さ20〜30μm、幅40μmの溝が80μm間隔で設けられている。そして、画像領域Aの端部は、1種類の溝による凹部200を有しているのに対し、中央部は3種類の溝による凹部200を有している。なお、実施例4では、端部と中央部との間に2種類の溝による凹部200を有している。
(実施例5)
図6に示すように、実施例5の凹部200は、供給ロール100の外周面100Aに形成された溝によって、供給ロール100の軸方向に連続する模様を有している。そして、実施例5では、画像領域Aの端部よりも中央部の方が模様が複雑に形成されている。補足すれば、画像領域Aの端部よりも中央部の方が模様を構成する溝の単位面積当たりの長さが長い。なお、外周面100Aの模様は、深さ20〜30μm、幅40μmの溝により構成されている。
図6に示すように、実施例5の凹部200は、供給ロール100の外周面100Aに形成された溝によって、供給ロール100の軸方向に連続する模様を有している。そして、実施例5では、画像領域Aの端部よりも中央部の方が模様が複雑に形成されている。補足すれば、画像領域Aの端部よりも中央部の方が模様を構成する溝の単位面積当たりの長さが長い。なお、外周面100Aの模様は、深さ20〜30μm、幅40μmの溝により構成されている。
実施例5では、3種類の模様により形成されている。具体的には、図6及び図7に示すように、画像領域Aの端部(領域S1)においてはヘリカルパターンの模様201Aを有している。また、画像領域Aの端部よりも中央寄り(領域S2)においては、ダイヤパターンの模様201Bを有している。さらに、画像領域Aの中央部(領域S3)においては、ハニカムパターンの模様201Cを有している。
そして、S1〜S3の各領域において各パターンを構成する溝の単位面積当たりの長さは領域S1<領域S2<領域S3の関係にある。すなわち、画像領域Aの端部よりも中央部の方が模様を構成する溝の単位面積当たりの長さが長いのである。
(比較例1)
比較例1の供給ロール100については、外径は各実施例よりも太い160mm、長さは各実施例よりも短い560mmである。比較例1の凹部200は、外周面100Aにおいて軸方向に対して交差する斜め方向に、定められた幅、深さ及び間隔で形成された、ヘリカルパターンの溝である。
比較例1の供給ロール100については、外径は各実施例よりも太い160mm、長さは各実施例よりも短い560mmである。比較例1の凹部200は、外周面100Aにおいて軸方向に対して交差する斜め方向に、定められた幅、深さ及び間隔で形成された、ヘリカルパターンの溝である。
比較例1では、供給ロール100の外周面100Aにおいて、凹部200を構成する溝の深さ、間隔及び幅が、画像領域Aの端部から中央部まで同じになるように形成されている。具体的に外周面100Aには、深さ20〜30μm、幅40μmの溝が80μm間隔で設けられている。すなわち、凹部200について、溝の幅以外は実施例1及び後述の比較例2に等しい。
(比較例2)
比較例2の供給ロール100について、外径及び長さは各実施例に等しい。比較例2の凹部200は、外周面100Aにおいて軸方向に対して交差する斜め方向に、定められた幅、深さ及び間隔で形成された、ヘリカルパターンの溝である。
比較例2の供給ロール100について、外径及び長さは各実施例に等しい。比較例2の凹部200は、外周面100Aにおいて軸方向に対して交差する斜め方向に、定められた幅、深さ及び間隔で形成された、ヘリカルパターンの溝である。
比較例2では、供給ロール100の外周面100Aにおいて、凹部200を構成する溝の深さ、間隔及び幅が、画像領域Aの端部から中央部まで同じになるように形成されている。具体的に外周面100Aには、深さ20〜30μm、幅40μmの溝が80μm間隔で設けられている。すなわち、凹部200について、溝の幅以外は実施例1及び比較例1に等しい。
(実施例についてまとめ)
比較例1は、既存の画像形成装置10の供給ロール100であって、液体現像剤Gの量の不均一が生じるような撓みは生じていない。ここで、比較例1の供給ロール100の寸法を変更すべく、外径を小さくし、軸方向の長さを増したのが比較例2である。ここで、供給ロール100の外径を小さくするのは画像形成装置10の小型化への対応である。また、供給ロール100の長さについて、比較例1は、用紙Pの幅が20インチまでしか対応していないところ、比較例2では30インチ対応としたのである。比較例2によれば、供給ロール100が撓むことにより液体現像剤Gの量の不均一が生じてしまい、画像領域Aにおける画像濃度にムラが生じる。
比較例1は、既存の画像形成装置10の供給ロール100であって、液体現像剤Gの量の不均一が生じるような撓みは生じていない。ここで、比較例1の供給ロール100の寸法を変更すべく、外径を小さくし、軸方向の長さを増したのが比較例2である。ここで、供給ロール100の外径を小さくするのは画像形成装置10の小型化への対応である。また、供給ロール100の長さについて、比較例1は、用紙Pの幅が20インチまでしか対応していないところ、比較例2では30インチ対応としたのである。比較例2によれば、供給ロール100が撓むことにより液体現像剤Gの量の不均一が生じてしまい、画像領域Aにおける画像濃度にムラが生じる。
そこで、各実施例では、比較例2の供給ロール100の外径及び長さを変えることなく、供給ロール100の外周面100Aにおいて、凹部200により得られる単位面積当たりの容積が、画像領域Aの端部よりも中央部の方が大きくなるように形成した。これにより、供給ロール100の外周面100Aに形成された凹部200の単位面積当たりの容積が画像領域Aを通して一定である場合と比べて、供給ロール100の軸方向における液体現像剤Gの量の不均一を抑制することができる。
〔補足〕
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。
第1の実施形態では凹部200を構成する溝の幅、第2の実施形態では凹部200を構成する溝の深さ、第3の実施形態では凹部200を構成する溝の間隔を変動要素とすることで、画像領域Aの端部と中央部とで、凹部200の単位面積当たりの容積を変更させていた。しかし、これに限らず、複数の変動要素を組み合わせてもよい。
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。
第1の実施形態では凹部200を構成する溝の幅、第2の実施形態では凹部200を構成する溝の深さ、第3の実施形態では凹部200を構成する溝の間隔を変動要素とすることで、画像領域Aの端部と中央部とで、凹部200の単位面積当たりの容積を変更させていた。しかし、これに限らず、複数の変動要素を組み合わせてもよい。
また、第1〜第3の実施形態においては、画像領域Aの端部から中央部にかけて各変動要素が連続的に変化していたが、これに限らず、段階的に変化させてもよい。
第4及び第5の実施形態では、画像領域Aの端部から中央部にかけて溝のパターン(模様)を3段階に変更させていた。しかし、これに限らず、2段階や、4段階以上の溝のパターン(模様)を設けてもよい。
なお、第1〜第4の実施の形態における凹部200を構成する溝は、螺旋状の溝(一条又は多条)、及び円環状の溝の何れの場合を含むものである。
第5の実施形態における溝のパターン(模様)としては、ヘリカルパターン、ダイヤパターン及びハニカムパターンを例示したが、これ以外にも、ピラミッド型パターン、格子型パターン、ランダムパターンの溝のパターン(模様)を設けてもよい。
画像形成装置10は、1色の液体現像剤Gで用紙Pに画像を形成するものに限らず、複数の色の液体現像剤Gで用紙Pに画像を形成するものであってもよい。例えば、現像装置50を複数並べた構成の画像形成装置であってもよい。
また、画像形成装置10において、感光体42を版胴に置き換えて、グラビア印刷機を構成してもよい。グラビア印刷用インクとしては、例えば以下のような配合のものを用いることができる。着色剤:5%〜50%、バインダー樹脂:10%〜25%、助剤:1%〜5%、溶剤:40%〜70%。
10 画像形成装置
40 画像形成部
50 現像装置
42 感光体(像保持体の一例)
52 現像ロール(現像回転体の一例)
100 供給ロール(供給回転体の一例)
100A 外周面
200 凹部(溝の一例)
A 画像領域
G 液体現像剤(現像剤の一例)
40 画像形成部
50 現像装置
42 感光体(像保持体の一例)
52 現像ロール(現像回転体の一例)
100 供給ロール(供給回転体の一例)
100A 外周面
200 凹部(溝の一例)
A 画像領域
G 液体現像剤(現像剤の一例)
Claims (7)
- 像保持体上に形成された静電潜像を現像する現像回転体と、
外周面が前記現像回転体の外周面と接触することで前記現像回転体に現像剤を供給する供給回転体と、
前記供給回転体の外周面に形成された凹部であって、単位面積当たりの容積が、画像領域の端部よりも中央部の方が大きい前記凹部と、を備えた現像装置。 - 前記凹部は、前記供給回転体の軸方向の交差方向に定められた間隔で形成された溝であって、
前記画像領域の端部よりも中央部の方が前記溝の幅が広い請求項1記載の現像装置。 - 前記凹部は、前記供給回転体の軸方向の交差方向に定められた間隔で形成された溝であって、
前記画像領域の端部よりも中央部の方が前記溝が深い請求項1又は2記載の現像装置。 - 前記凹部は、前記供給回転体の軸方向の交差方向に形成された溝であって、
前記画像領域の端部よりも中央部の方が隣り合う前記溝の間隔が短い請求項1〜3の何れか1項に記載の現像装置。 - 前記凹部は、前記供給回転体の外周面に形成された溝によって、前記供給回転体の軸方向に連続する模様を有しており、
前記画像領域の端部よりも中央部の方が前記模様を構成する溝の単位面積当たりの長さが長い請求項1記載の現像装置。 - 前記現像回転体と前記供給回転体との接触圧について、前記画像領域の端部よりも中央部の方が低い請求項1〜5の何れか1項に記載の現像装置。
- 請求項1〜6の何れか1項に記載の現像装置と、
前記現像装置により現像された像保持体の現像剤像を被転写体に転写する転写手段と、
を有する画像形成装置。
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