JP3702292B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば電子写真方式の複写装置やレーザビームプリンタ等に代表される画像形成装置において、トナーを溶媒に分散させた現像液を用い、現像後に感光体上に残る余剰現像液もしくは溶媒を非画像部上とトナー層中とに分けて除去することのできる湿式画像形成装置の現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トナーを溶媒に分散させた現像液を用いる湿式画像形成装置において、現像剤は、主に石油系の非極性溶媒中に、樹脂と顔料からなるトナー粒子が分散され、溶媒液中に添加された帯電補助剤によってトナーを所定の電位に帯電させたものが用いられている。湿式画像形成装置は、広く普及している磁気ブラシ式の現像方式である乾式の画像形成装置に比較して、トナー粒子の粒径が小さいために画質を高めることができ、トナーの樹脂含有率が低いために定着に必要なエネルギーが少なともよいので、今日、注目されている。
【０００３】
従来の湿式画像形成装置においては、現像後に余った現像剤を軽くスクイーズした状態すなわち、ある程度、溶媒の残った状態で感光体ドラム（転写媒体）と現像ローラが所定の間隔で対向されている転写領域に搬送し、転写媒体との間のギャップが溶媒で満たされるような条件を作り、この条件下で、転写媒体に印加した電界によってトナーが電気泳動することを利用して、現像剤像を感光体に転写させる電界転写方式が用いられている。
【０００４】
この電界転写方式では、転写時に、トナー像が乱れやすく、また、余剰溶媒が転写媒体に移ってしまい、十分に回収できない等の問題がある。
【０００５】
それを解決するために、転写時に電気泳動を用いず、熱もしくは圧力あるいは熱および圧力によって転写させるオフセット転写方式が開発されている。
【０００６】
このオフセット転写方式では、転写前にトナー像をある程度乾燥させるため、転写時にトナー像が乱れることがなく、また、臭気や引火性のある溶媒を、作像工程の前半で回収できるため電界転写方式に比べて優位である。
【０００７】
上述したオフセット転写方式においては、現像から転写までの間に、感光体上のトナー像を完全に乾燥させなければならず、多くの場合、乾燥用ブロアとともに、スクイーズローラが用いられる。
【０００８】
なお、スクイーズローラを用いる湿式画像形成装置の例としては、弾性ローラを用いて、感光体上のキャリア液を絞り取るスクイーズ方式が、米国特許第５、５７６、８１５号公報に開示されている。
【０００９】
スクイーズローラは、感光体と現像ローラとが対向している現像領域の直後に、感光体との間にわずかなギャップを保って設置され、感光体の回転方向に対して、感光体と対向する位置で回転方向が感光体の回転方向に対して逆になるアゲンスト方向に、感光体の移動速度に対するスクイーズローラの外周面の移動速度の差である周速比を、２〜４倍の範囲の速度で回転されることによって余剰な液膜を除去するものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、より多くの溶媒を除去しようとすると、潜像上に堆積したトナー粒子も一緒に除去して堆積状態のトナー層を崩すことにより回転方向の後方に引きずるような画像欠陥を生じる問題がある。
【００１１】
上述した問題点である画像欠損を生じることなく除去できる余剰現像液量（膜厚）には限界があり、残った液膜を転写工程前に完全に除去するために、乾燥用のブロアの出力を上げる、熱をかける、転写までの時間を長くする等の処置が必要である。
【００１２】
しかしながら、いずれの処置も、高速化や省電力化という課題に対して、問題である。
【００１３】
この発明の目的は、現像像を乱すことなく、速やかに余剰現像液を感光体上およびトナー層中から除去し、低消費電力で高速化が可能な湿式電子写真現像装置である画像形成装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上述問題点に基づきなされたもので、感光体に対して、感光体と現像ローラの間隔よりも狭い間隔で対向配置され、外周面と逆方向に、前記感光体の外周面が移動する速度に対して、１．５〜４倍の移動速度で回転される表面をもつ第１のスクイーズローラと、感光体に対して所定の圧力で接触するように配置され、感光体が回転する方向と同一の方向に速度差なしで接触しつつ回転する表面をもつ第２のスクイーズローラと、を有する現像装置と、感光体の外周面の所定の位置に接触し、感光体との間に供給される転写媒体を加熱しうるとともに、感光体上に形成されているトナー像を転写媒体に転写する加圧ローラと、を有し、樹脂と顔料を混合したトナー粒子を、石油系非極性溶媒中に分散させた液体現像剤を用いて、感光体上の静電潜像を現像し、前記第１のスクイーズローラで、現像後の感光体上に存在する余剰の現像液を除去し、前記第２のスクイーズローラで、潜像を現像して形成されたトナー像に含まれる溶媒を搾り出し、前記現像装置と前記加圧ローラとの間に設けられたブロアによって感光体上のトナー像が含む溶媒を除去した後で、前記加圧ローラにより感光体上のトナー像を転写媒体上に転写することを特徴とする画像形成装置を提供するものである。
【００１５】
また、この発明は、感光体に対して、感光体と現像ローラの間隔よりも狭い間隔で対向配置され、外周面と逆方向に、前記感光体の外周面が移動する速度に対して、１．５〜４倍の移動速度で回転される表面をもつ第１のスクイーズローラと、感光体に対して所定の圧力で接触するように配置され、感光体が回転する方向と同一の方向に速度差なしで接触しつつ回転する表面をもつ第２のスクイーズローラと、を有する現像装置と、感光体の外周面の所定の位置に接触し、感光体との間に供給される転写媒体を加熱しうるとともに、感光体上に形成されているトナー像を転写媒体に転写する加圧ローラと、を有し、樹脂と顔料を混合したトナー粒子を、石油系非極性溶媒中に分散させた液体現像剤を用いて、感光体上の静電潜像を現像し、前記第１のスクイーズローラで、現像後の感光体上に存在する余剰の現像液を除去し、前記第２のスクイーズローラで、潜像を現像して形成されたトナー像に含まれる溶媒を搾り出し、前記現像装置と中間転写媒体との間に設けられたブロアによって感光体上のトナー像が含む溶媒を除去されたトナー像を、前記現像装置と前記加圧ローラとの間であってブロアの下流側に設けられた前記中間転写媒体により一旦保持し、前記加圧ローラにより前記中間転写媒体に保持されているトナー像を転写媒体上に転写することを特徴とする画像形成装置を提供するものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、この発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１８】
（実施例１）
図１は、本発明の実施の形態である湿式現像装置を有する湿式電子写真装置を示す概略図である。
【００１９】
感光体１は、例えば環状のアルミニウムあるいはシート状のアルミニウム等により形成された基材に所定の厚さの光半導体層が形成されたもので、電源装置２に接続されている帯電ローラあるいは帯電チャージャ３により、例えば６００Ｖに一様に帯電される。なお、感光体１は、図示しないドラムモータにより、所定の回転数で回転される。
【００２０】
所定の電位に帯電された感光体１には、レーザビーム露光装置あるいはラインＬＥＤ等の周知の露光装置４により、出力すべき画像情報に対応する光が照射されることで、画像情報に対応する潜像が形成される。
【００２１】
現像装置５は、感光体１の外周面に対して、５０〜２００μｍの間隔をおいて対向された現像ローラ５１を有し、感光体１に形成された潜像に、選択的に現像剤であるトナーを供給する。なお、現像ローラ５１は、図示しない現像モータまたは、感光体１を回転させるドラムモータと回転伝達機構により、所定の回転数で回転される。また、現像装置５は、図２を用いて後段に説明する通り、トナーと帯電補助剤を溶媒に溶かした現像液を用いる湿式現像装置である。
【００２２】
感光体１が回転される方向に沿って現像装置５の下流側になる所定位置には、現像装置５により感光体１上に供給されたトナー液（現像液）とトナーのうちの残りの溶媒を乾燥させる乾燥用ブロア６が設けられている。
【００２３】
感光体１が回転される方向に沿ってブロア６の下流側に位置する所定の位置には、感光体１上に残っている残存電位と感光体１上に静電力で吸着されているトナーが有する電荷を消去するための除電器７、感光体１上に残留したトナーを除去するクリーニング装置８が、感光体１の回転方向に沿って、順に、設けられている。
【００２４】
感光体１の外周面の除電器７とクリーニング装置８との間には、感光体１上のブロア６により溶媒成分が除去されているトナー（像）を、出力用転写媒体である例えば転写用紙に転写するために、トナー（像）を鏡像状態で、一旦保持する中間転写体９が設けられている。なお、中間転写体９は、図示しない中間転写体モータまたは、感光体１を回転させるドラムモータと回転伝達機構により、所定の回転数で回転される。また、中間転写体９は、除電器７よりも感光体１の回転方向の上流側に設けられてもよい。
【００２５】
中間転写体９の外周面の所定位置（感光体１と中間転写体９が接する転写領域とは異なる位置）には、中間転写体９の外周面に対して、外周面の一部が接触するよう位置づけられたバックアップローラ１０が設けられている。なお、バックアップローラ１０は、中間転写体９の外周に所定の圧力で押しつけられることで、中間転写体９の外周面の移動速度と等しい速度で、両者が接する位置における回転方向が同一方向となるように、回転される。
【００２６】
このような画像形成装置においては、帯電装置３により予め所定の電位に帯電されている感光体１に、露光装置４から出力すべき画像に対応した画像情報が光の明暗として露光されることで、感光体１に静電潜像が形成される。
【００２７】
感光体１に形成された静電潜像は、現像装置５と感光体１とが対向される現像位置で、トナーが選択的に供給されることで、現像されて可視化される。
【００２８】
現像工程において感光体１上に供給されたトナーは、ブロア６により溶媒成分が除去された後、除電器７により電荷が消去され、中間転写体９と対向する転写位置で中間転写体９の外周面に転写される。
【００２９】
中間転写体９の外周面に転写されたトナー（像）は、バックアップローラ１０が中間転写体９に接触されている転写領域において、用紙カセットに代表される転写材保持部１１から供給される出力用転写材１２に転写される。
【００３０】
トナー（像）が転写された転写材１２は、図示しない定着装置によりトナーと転写材とが加熱されてトナーが溶融された状態で圧力が加えられることで、転写材１２にトナー（像）がトナー像が定着されて、所定の位置に搬送される。なお、出力用転写材にトナー（像）が転写される際に、トナー（像）は、転写材１２に、比較的大きな圧力で固着されることから、例えばバックアップローラ１０を加熱することで、転写材１２にトナーを転写する工程で、転写と定着を同時に行なうこともできる。この場合、定着装置を省略することも可能である。
【００３１】
図２は、図１に示した湿式画像形成装置に組み込まれる現像装置を説明する拡大概略図である。
【００３２】
現像ローラ５１は、感光体１の外周面との間に、５０〜２００μｍのギャップを介在させた状態で、感光体１に対向して配置されている。なお、現像ローラ５１は、感光体１と対向される位置で、外周面が感光体１が回転される方向と同一の方向に、感光体１の外周面が移動される速度に対して、０．２〜４倍の速度で移動されるよう、回転されている。また、現像ローラ５１の表面には、電源装置５２により、１００〜６００Ｖの現像バイアス電圧が印加されている。
【００３３】
現像ローラ５１は、ハウジング５３に収容されている。ハウジング５３の所定の位置には、感光体１の回転方向に沿って、現像ローラ５１により感光体に供給された現像液をスクイーズする第１および第２のスクイーズローラ５４、５５が配置されている。また、ハウジング５３には、現像液循環機構５６が接続されている。
【００３４】
現像ローラ５１の外周部で、感光体１と対向する現像位置を通過した後の現像ローラ５１の所定の位置には、現像ローラ５１に付着している現像液を、ローラ表面から除去する現像液掻き落としブレード５１ａが設けられている。同様に、第１のスクイーズローラ５４の外周部で、感光体１と対向するスクイーズ位置を通過した後の第１のスクイーズローラ５４の所定の位置には、スクイーズローラ５４に付着している現像液を、ローラ表面から除去する第２の現像液掻き落としブレード５４ａが設けられている。なお、それぞれの現像液掻き落としブレード５１ａ、５４ａによりローラ表面から除去された現像液は、現像液循環機構５６により、現像ローラ５１による次の現像に利用される。
【００３５】
第１のスクイーズローラ５４は、感光体１に対して、現像ローラ５１と感光体１との間に定義されているギャップよりも狭い３０〜１００μｍのギャップで、対向されている。なお、第１のスクイーズローラ５４は、感光体１と対向する位置で、感光体１の外周面が移動される方向と反対の方向に、感光体１の外周面の移動速度に対して、１〜４倍（もしくは１．５〜５倍）の移動速度となるよう、図示しないスクイーズローラモータにより、または現像ローラ５１を回転させる現像モータと回転伝達機構あるいは感光体１を回転させるドラムモータと回転伝達機構により、所定の回転数で回転される。また、第１のスクイーズローラ５４には、電源装置５７により、望ましくは１００〜６００Ｖの電圧が印加されている。
【００３６】
第２のスクイーズローラ５５は、導電性で弾性を有する材料により構成され、感光体１に対して、たとえば１〜２ｍｍのニップ幅を有するように、所定の圧力あるいは間隔で、感光体１の外周面に接触されている。これにより、第２のスクイーズローラ５５は、感光体１に従動して、感光体１の外周面が移動される速度と同一の速度で感光体１の回転とともに、回転される。また、第２のスクイーズローラ５５には、電源装置５８により、例えば４００〜８００Ｖの電圧が印加される。なお、ニップ幅は、弾性を示す第２のスクイーズローラ５５が感光体１と接触することにより変形する外周面の長さを示している。
【００３７】
現像装置５のハウジング５３内の所定の領域には、トナーが溶媒に分散されている現像液を収容する現像タンク５９が定義されている。
【００３８】
現像液は、顔料と樹脂からなる粒径約０．５〜３μｍのトナーと帯電補助剤とが石油系の溶媒中に分散されているものである。また、トナーは、この実施の形態では、帯電補助剤によって、「正」に帯電されている。なお、トナーは、正に帯電されても負に帯電されてもかまわないが、通常、感光体１の光半導体の帯電特性および露光方式等により、特定の極性に帯電される。
【００３９】
次に、図２および図３を参照して、現像装置５の動作を詳細に説明する。
【００４０】
現像装置５において、トナーと帯電補助剤とが溶媒に分散されている現像液は、現像ローラ５１の回転および現像液循環機構（ポンプ）５６の噴出力によってまたは現像ローラ５１の回転もしくは現像液循環機構５６の噴出力によって現像ローラ５１と感光体１とが対向する現像位置のギャップに供給される。現像液（トナー液）中のトナーは、感光体１に与えられている帯電電位（感光体１の表面電位）と現像バイアス電圧とにより形成された電界によって、潜像に選択的に付着して、潜像を現像する。このとき、非画像部の上部のトナーは、図３（ａ）に示すように、感光体１の潜像部と逆方向の電界の力を受けて、現像ローラ５１の表面に付着する。
【００４１】
現像ローラ５１に付着した非画像部の上部のトナーは、現像ローラ５１の回転によりハウジング５３内を搬送され、現像液掻き落としブレード５１ａにより掻き落とされて、ハウジング５３内で循環機構５６内に循環される。これにより、現像ローラ５１と感光体１とが対向する現像位置には、溶媒中のトナー濃度が変動しない（潜像に付着する現像動作によりトナーが減少していない）トナー液が、常時一定量、循環される。なお、図２では、掻き落としブレード５１ａを用いる例を示したが、図５に示す例のように、クリーニングローラ６１ａ，７１ａ，８１ａおよび９１ａを用いてもよい。
【００４２】
現像ローラ５１によりトナーが選択的に供給されて潜像が現像された感光体１は、感光体１の回転に伴って、第１のスクイーズローラ５４と対向するスクイーズ領域に搬送される。このとき、感光体１とスクイーズローラ５４との間のギャップに浮遊している余剰のトナーと余剰の溶媒は、図３（ｂ）に示すように、感光体１の外周面に沿って、現像ローラ５１側に押し戻されることで、感光体１上から除去され、ハウジング５３内のタンク５９に戻される。なお、タンク５９に戻されたトナー液は、先に説明した通り、循環装置５６によって循環され、引き続く現像に利用される。
【００４３】
第１のスクイーズローラ５４によって、余剰の溶媒とトナーが除去された感光体１の外周面は、感光体１の回転に伴って、第２のスクイーズローラ５５と感光体１とが接触されているニップ領域に搬送される。
【００４４】
第２のスクイーズローラ５５は、図３（ｃ）に示すように、感光体１の外周面に所定の圧力で接触されているので、第１のスクイーズローラ５４−感光体１間のギャップにおいてスクイーズ（除去）されずに感光体１の外周面の非画像部上に留まっていた少量の溶媒および潜像に付着したトナーの粒子間に含まれている溶媒のそれぞれを、絞り出す。
【００４５】
これにより、第２のスクイーズローラ５５が感光体１に接しているニップ領域を通過された感光体１の外周面に残存する溶媒は、非常に僅かな量となる。
【００４６】
以下、第２のスクイーズローラ５５により溶媒の残りが実質的に除去された感光体１上のトナー（像）は、感光体１の回転により、乾燥用ブロア６からの冷風が吹きつけられる乾燥領域で乾燥される。
【００４７】
溶媒成分がブロア６により除去されたトナー（像）は、除電器７により、感光体１との間の静電吸着力および帯電によりトナーが保持している電荷が消去されて、中間転写体９が対向されている転写領域に搬送される。なお、除電器７は、前に説明した通り、感光体１の回転方向に沿って、中間転写体９の下流側に設けられてもよい。また、除電器７は、感光体１の回転方向のクリーナー８の下流側に設けられてもよい。すなわち、ブロア６により乾燥されたトナーと感光体１との静電的な吸着は、比較的小さくなることが多く、中間転写体９へのトナー像の転写終了後あるいはクリーナー８によるクリーンング終了後に、感光体１の外表面に残った電荷を除去することで、次の画像形成（潜像露光）における残存電位の影響を低減できる。
【００４８】
転写領域に搬送されたトナー（像）は、中間転写体９と感光体１との間の圧力により、また、感光体１表面と中間転写体９表面とのトナーに対する付着力の差によって、中間転写体９の表面に転写される。
【００４９】
中間転写体９に転写されたトナー像は、中間転写体９の外周の所定の位置で、バックアップローラ１０との間の出力用転写領域にカセット１１から所定のタイミングで給送されている用紙１２に、中間転写体９とバックアップローラ１０との間の圧力により、転写される。
【００５０】
以下、トナー（像）が転写された用紙１２は、図示しない定着装置に向かって搬送され、圧力と熱によって、用紙１２に転写される。
【００５１】
なお、図１においては、中間転写体９を用いたオフセット−オフセット転写方式の画像形成装置を例に説明したが、図４に示すように、中間転写体９を用いない直接オフセット転写方式の画像形成装置も容易に達成される。
【００５２】
次に、図２に示した現像装置５の各構成を詳細に説明する。
【００５３】
現像ローラ５１は、例えばステンレス鋼等の公知の材質の金属ローラである。なお、現像バイアス電圧が感光体１との間で放電を引き起こすことを防ぐために、表面にカニゼンメッキ、Ｔｕｆｒａｍ処理（タフラム処理，登録商標）あるいはフッ素コート等による薄い絶縁膜を設けることが好ましい。
【００５４】
第１のスクイーズローラ５４は、ステンレス鋼等の公知の材質の金属ローラである。しかしながら、電源装置５７からのバイアス電圧が感光体１との間に放電を引き起こすことを防止するために、現像ローラ５１と同様に、表面にカニゼンメッキ、タフラム処理、あるいはフッ素コート等による薄い絶縁膜を設けることが好ましい。
【００５５】
現像剤（トナー液）は、湿式の電子写真用として公知の樹脂と顔料を、４：１〜１：１の割合で混合したものを、０．１〜３μｍ、望ましくは０．５〜２μｍの粒径としたトナーを、石油系非極性溶媒中に、ナフテン酸、オクタン酸、ヘプタン酸、ステアリン酸、ジルコニウム塩、マンガン塩、ニッケル塩、鉄塩、コバルト塩、亜鉛塩等、およびそれらの組み合わせによって得ることのできる金属石鹸を帯電補助剤として用いることで「正」に帯電させたものである。なお、トナー液は、上述のトナーと帯電補助剤を、溶媒中に、固形分が０．１〜５重量％となるように分散させたものである。また、トナー液としては、樹脂に対する顔料の分散を助ける分散補助剤、トナーの帯電量を調整する帯電調整剤等を含んでもよい。
【００５６】
第２のスクイーズローラ５５は、抵抗率が１０７〜１０１２Ωｃｍ程度に制御された導電性を示すゴムをローラ状としたもので、ポリウレタン等公知の樹脂または弾性体で作られる。なお、表面に、耐溶剤性を持つシリコンチューブ等の保護層を設けても良い。また、接触ニップが１〜２ｍｍ以下になるようなゴム硬度および接触圧力であることが望ましい。
【００５７】
なお、トナー液としては、非極性溶媒に、アイソパー（Isopar）Ｌ（exxon社製）を用い、トナーを、ガラス転移点Ｔｇが５０℃のメタクリル酸メチル−アクリル酸ブチル共重合体樹脂と顔料（ブルー系）により構成し、分散剤等を加えて、アイソパーＬと共に、ガラスビームを介在させたペイントシェーカーにより、混合および分散して濃縮現像剤を得たのち、不揮発分濃度が１重量部となるように希釈したものを、ナフテン酸ジルコニウム（大日本インキ化学製）が、上述の液体現像剤の不揮発分量に対して１０重量部となるよう添加したトナー液を用いている。
【００５８】
なお、トナーを構成する顔料としては、シアニンブルーＫＲＯ（山陽カラーワークス製）を用い、樹脂と顔料の重量比を４；１としている。
【００５９】
以上のように調整された液体現像剤（トナー液）を用い、プロセス速度（感光体１の外周面の移動速度）を、２２０ｍｍ／ｓｅｃとして、実験機にて、画像を形成した。このとき、感光体１には、直径が１５０ｍｍのアルミ製ドラム表面に有機感光体層を形成し、最表面には、約１μｍのシリコーン系ハードコート層を設けたドラム状感光体を用いた。また、感光体１の表面を、スコロトロン帯電器（帯電装置３）を用いて、８００Ｖに帯電させ、（感光体１の表面の）露光装置４により露光された部分の電位が１００Ｖになるように設定した半導体レーザを用いて感光体ドラム表面に静電潜像を形成した。
【００６０】
なお、現像ローラ５１を、直径が１７ｍｍの金属ローラとし、感光体１の表面との間のギャップを１５０μｍに設定して、感光体１の回転方向と同方向に、周速差無しで（感光体１の外周面の移動速度と現像ローラの外周面の移動速度が等しい状態で）回転させている。このとき、現像ローラ５１の外周面には、５００Ｖの電圧を印加した。
【００６１】
また、上述の条件において、第１のスクイーズローラ５４に、直径が１７ｍｍのステンレス鋼製のローラを用い、感光体１の表面との間のギャップを５０μｍに設定している。なお、第１のスクイーズローラ５４は、感光体１の回転方向と逆方向に、周速比が２．５となるような速度で回転させている。また、ローラ表面には、３００Ｖの電圧を印加した。
【００６２】
一方、第２のスクイーズローラ５５は、例えばステンレス鋼製の心棒に、比抵抗が１０８Ωｃｍ程度のウレタン系の導電性ゴムを巻き、外周にシリコーン系のゴムチューブを設けて耐溶剤保護層とした弾性ローラである。なお、シリコーン製のチューブを含む外径を、概ね直径２０ｍｍとしている。また、感光体１との接触により定義されるニップ量が１ｍｍとなるよう、感光体１の中心方向に向けて加圧している。なお、第２のスクイーズローラ５５は、非駆動ローラであり、感光体１と接する位置で、感光体１の回転方向と同方向に、周速差無しで（感光体１の表面の移動速度と同一の速度で）回転される。また、シリコーンチューブの表面に、８００Ｖの電圧が印加されている。
【００６３】
上述した条件において、形成したトナー像（潜像がトナーにより現像された画像）は、第２のスクイーズローラ５５により、感光体１の表面に固定されることから、乾燥用ブロア６によりエアーを吹きつけたにもかかわらず、感光体１上で溶媒のみが除去されて、トナー像がゆがんだり、エアーにより欠損が生じることなく、残留した溶媒が中間転写体９に付着することもない状態に、（完全に、）乾燥された。なお、乾燥用ブロア６は、加熱をしていないエアーを吹き付けるもので、開口部から感光体１に吹きつけられる風量は、５ｍ／ｓｅｃである。
【００６４】
また、中間転写体９は、直径が１００ｍｍの金属ローラに、硬度が、ＪＩＳ−Ａスケールで２０゜のウレタンゴム層を、厚さ２ｍｍに形成した直径が概ね１０４ｍｍの弾性を示す円筒状のもので、感光体１に対して、荷重５ｋｇ／ｃｍ２で圧接して、用いた。これにより、感光体１上に形成されたトナー像は、中間転写体９の表面に、ほとんどトナーが残ることなく、中間転写体９の外周面に転写されている（１次転写）。
【００６５】
このようにして、中間転写体９に転写されたトナー像は、バックアップローラ１０と中間転写体９が接する出力用転写部において、用紙１２に、概ね全トナー像が、転写されている（２次転写）。なお、バックアップローラ１０は、例えば金属シャフトまたは金属ローラに、ＪＩＳ−Ａスケールで硬度５０゜のウレタン系ゴム層を設けて直径を１００ｍｍとした弾性体ローラであり、表面温度を８０℃に加熱した状態で用いている。また、中間転写体９に対して、荷重約８ｋｇ／ｃｍ２で押しつけられている。
【００６６】
このようにして得られた用紙１２上のトナー像（出力画像）は、エッジが先鋭で、６００ｄｐｉ（ドット・パー・インチ）で露光したときの１dot pair line（１ドットラインと１ドットスペースの繰り返し）を満足している。また、連続して、１０００枚を出力したが、画像濃度が低下したり、トナー像が乱れる（欠損する）等の画質劣化が確認されず、良好な画像を得ることができた。
【００６７】
（実施例２）
図４は、図１〜３を用いて説明した湿式現像装置を、感光体１の周辺に４組並べて、フルカラー画像形成装置を構成する例を説明する概略図である。なお、図１〜３を用いて説明した構成と同一または類似した構成には、同じ符号（または１の位が同じ）付して、およびカラー用に４つ設けられる要素には、識別のためにＹ、Ｍ、ＣおよびＢＫを付して詳細な説明を省略する。
【００６８】
図４に示すカラー画像形成装置において、感光体１の周囲には、減法混色によりカラー画像を形成するための３つの色成分であるＹ（イエローすなわち黄色）、Ｍ（マゼンタ）およびＣ（シアン）のそれぞれを呈する顔料からなるトナー液を保持して、対応する色の画像を形成する第１〜第３の現像装置６０、７０および８０とＢＫ（ブラックすなわち黒）を強調するため、および単色の黒画像を提供するためのＢＫトナー液を保持している第４の現像装置９０が、感光体１が回転される方向に沿って、所定の順、例えば図示のような順に配置されている。なお、それぞれの現像装置６０、７０、８０および９０の感光体１の回転方向の上流側には、感光体１に所定の電位を与える第１〜第４の帯電装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃおよび３ＢＫが設けられている。また、第１〜第４の露光装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃおよび４ＢＫが、それぞれの色に対応する帯電装置と現像装置との間に設けられている。なお、個々の露光装置が、例えばレーザビーム露光装置である場合には、最終的な出力レーザビームが上述した帯電装置と現像装置との間に、画像情報を露光可能であれば、露光装置の形状および配置は、いかなる構成も実現できることはいうまでもない。また、それぞれの露光装置には、例えば、ＬＥＤ等の公知の露光装置を用いることもできる。
【００６９】
各現像装置６０、７０、８０および９０は、感光体１の外周面に対して５０〜２００μｍの間隔をおいて対向された現像ローラ６１、７１、８１および９１、感光体１の表面に所定の間隔で対向され、余剰になったトナー液を除去する第１のスクイーズローラ６４、７４、８４および９４、および感光体１の表面に密着されて、余剰になったトナー液を除去する第２のスクイーズローラ６５，７５，８５および９５を、それぞれ有している。なお、第１および第２のスクイーズローラ６４，６５，７４，７５，８４，８５，９４および９５のそれぞれには、現像液掻き落としブレード６４ａ，６５ａ，７４ａ，７５ａ，８４ａ，８５ａ，９４ａおよび９５ａが設けられている。
【００７０】
なお、それぞれの現像装置６０、７０、８０および９０には、前に説明した組成のトナー液に、ナフテン酸ジルコニウム（大日本インキ化学製）を、上述の液体現像剤の不揮発分量に対して１０重量部となるよう添加した液に、樹脂と顔料の重量比を４：１とし、顔料として、Ｙ系（大日本インキ化学製のKET Yellow 402）、Ｍ系（大日本インキ化学製のKET Red 301）、Ｃ系（山陽カラーワークス製のCyanin blue KRO）およびＢＫに（三菱化学製の#750B）を用いたＹ、Ｍ、ＣおよびＢＫの４色のトナーが収容されている。
【００７１】
このような画像形成装置においては、帯電装置３Ｙにより、感光体１が所定の電位に帯電され、露光装置４Ｙにより、黄色（Ｙ）に対応するＹ潜像が形成される。Ｙ潜像は、現像装置６０からのＹトナー液で現像され、感光体１には、Ｙトナー像が形成される。このとき、現像装置６０の現像ローラ６１で感光体１のＹ潜像に供給されたトナー液の余剰液は、第１のスクイーズローラ６４により、感光体１の表面から掻き落とされる。また、感光体１の表面およびＹトナー像のトナーのすき間に残った溶媒は、第２のスクイーズローラ６５で除去される。なお、現像ローラ６１の表面に残った現像液は、除去ローラ６１ａにより現像ハウジング６３内に戻される。
【００７２】
続いて、帯電装置３Ｍにより、既にＹトナー像が形成されている感光体１が所定の電位に帯電され、露光装置４Ｍにより、マゼンタ（Ｍ）に対応する潜像が形成される。Ｍ潜像は、現像装置７０からのＭトナー液で現像され、感光体１には、Ｙトナー像に重ねて、あるいは所定の位置に、Ｍトナー像が形成される。このとき、現像装置７０の現像ローラ７１で感光体１のＭ潜像に供給されたトナー液の余剰液は、第１のスクイーズローラ７４により、感光体１の表面から掻き落とされる。また、感光体１の表面およびＭトナー像のトナーのすき間に残った溶媒は、第２のスクイーズローラ７５で除去される。なお、現像ローラ７１の表面に残った現像液は、除去ローラ７１ａにより現像ハウジング７３内に戻される。
【００７３】
次に、帯電装置３Ｃにより、既にＹトナー像とＭトナー像が形成されている感光体１が所定の電位に帯電され、露光装置４Ｃにより、シアン（Ｃ）に対応する潜像が形成される。Ｃ潜像は、現像装置８０からのＣトナー液で現像され、感光体１には、Ｙトナー像およびＭトナー像に重ねて、あるいは所定の位置に、Ｃトナー像が形成される。このとき、現像装置８０の現像ローラ８１で感光体１のＣ潜像に供給されたトナー液の余剰液は、第１のスクイーズローラ８４により感光体１の表面から、掻き落とされる。また、感光体１の表面およびＣトナー像のトナーのすき間に残った溶媒は、第２のスクイーズローラ８５で除去される。なお、現像ローラ８１の表面に残った現像液は、除去ローラ８１ａにより現像ハウジング８３内に戻される。
【００７４】
次に、帯電装置３ＢＫにより、既にＹトナー像、Ｍトナー像およびＣトナー像が形成されている感光体１が所定の電位に帯電され、露光装置４ＢＫにより、黒（ＢＫ）に対応する潜像が形成される。ＢＫ潜像は、現像装置９０からのＢＫトナー液で現像され、感光体１には、Ｙトナー像、Ｍトナー像およびＣトナー像に重ねて、あるいは所定の位置に、ＢＫトナー像が形成される。このとき、現像装置９０の現像ローラ９１により感光体１のＢＫ潜像に供給されたトナー液の余剰液は、第１のスクイーズローラ９４により感光体１の表面から、掻き落とされる。また、感光体１の表面およびＢＫトナー像のトナーのすき間に残った溶媒は、第２のスクイーズローラ９５で除去される。なお、現像ローラ９１の表面に残った現像液は、除去ローラ９１ａにより現像ハウジング９３内に戻される。
【００７５】
以上のようにして、感光体１上に形成された４色のトナーは、ブロア６により溶媒成分が除去された後、除電器７により電荷が消去され、出力転写用加圧ローラ１３と感光体１との間を搬送される用紙１２に転写される。
【００７６】
トナー（像）が転写された転写材１２は、トナーと転写材とを加熱して溶融するとともに圧力を加えることで、転写材１２にトナー（像）を固着させる図示しない定着装置によりトナー像が定着されて、所定の位置に搬送される。
【００７７】
このように、４色のトナー液を収容した４つの現像装置６０、７０、８０および９０を感光体１の周辺に、感光体１の回転方向に沿って順に配置したフルカラー画像形成装置により、感光体１に、Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢＫの順に重ねて、用紙１２に一括転写させた画像は、重ね現像時に、下層の現像トナーが次色の現像器によって剥ぎ取られることなく、４色とも、転写された。
【００７８】
（実施例３）
図５は、図１〜３を用いて説明した湿式現像装置を、感光体１の周辺に４組並べて、フルカラー画像形成装置を構成する例を説明する概略図である。なお、図１〜４を用いて説明した構成と同一または類似した構成には、同じ符号（または１の位が同じ）付して、およびカラー用に４つ設けられる要素には、識別のためにＹ、Ｍ、ＣおよびＢＫを付して詳細な説明を省略する。また、図５に示す画像形成装置は、図４に示した画像形成装置に、図１に示した画像形成装置と同様の中間転写の概念を加えたものである。
【００７９】
図５に示すカラー画像形成装置において、感光体１の周囲には、減法混色によりカラー画像を形成するための３つの色成分であるＹ、ＭおよびＣのそれぞれを呈する顔料からなるトナー液を保持して、対応する色の画像を形成する第１〜第３の現像装置６０、７０および８０とＢＫを強調するため、および単色の黒画像を提供するためのＢＫトナー液を保持している第４の現像装置９０が、感光体１が回転される方向に沿って、順に配置されている。なお、それぞれの現像装置６０、７０、８０および９０の感光体１の回転方向の上流側には、周知の帯電ローラからなり感光体１に所定の電位を与える第１〜第４の帯電装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃおよび３ＢＫが設けられている。また、第１〜第４の露光装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃおよび４ＢＫが、それぞれの色に対応する帯電装置と現像装置との間に設けられている。なお、個々の露光装置が、例えばレーザビーム露光装置である場合には、最終的な出力レーザビームが上述した帯電装置と現像装置との間に、画像情報を露光可能であれば、露光装置の形状および配置は、いかなる構成も実現できることはいうまでもない。また、それぞれの露光装置には、例えば、ＬＥＤ等の公知の露光装置を用いることもできる。
【００８０】
各現像装置６０、７０、８０および９０は、感光体１の外周面に対して５０〜２００μｍの間隔をおいて対向された現像ローラ６１、７１、８１および９１、それぞれの現像ローラに接触されて、余剰になったトナー液を除去するトナー液除去ローラ６１ａ，７１ａ，８１ａおよび９１ａ、感光体１の表面に所定の間隔で対向されて感光体１の表面で余剰になったトナー液を除去する第１のスクイーズローラ６４，７４，８４，および９４、および感光体１の表面に密着されて、感光体１の表面で余剰になったトナー液を除去する第２のスクイーズローラ６５，７５，８５および９５を、それぞれ有している。
【００８１】
なお、それぞれの現像装置６０、７０、８０および９０には、図４において説明したと同様の４色のトナー液が用いられる。
【００８２】
このような画像形成装置においては、帯電装置３Ｙにより、感光体１が所定の電位に帯電され、露光装置４Ｙにより、Ｙ画像に対応するＹ潜像が形成される。Ｙ潜像は、現像装置６０からのＹトナー液で現像され、感光体１には、Ｙトナー像が形成される。このとき、現像装置６０の現像ローラ６１で感光体１のＹ潜像に供給されたトナー液の余剰液は、第１のスクイーズローラ６４で、感光体１の表面から、掻き落とされる。また、感光体１の表面およびＹトナー像のトナーのすき間に残った溶媒は、第２のスクイーズローラ６５で除去される。
【００８３】
続いて、帯電装置３Ｍにより、既にＹトナー像が形成されている感光体１が所定の電位に帯電され、露光装置４Ｍにより、Ｍ画像に対応するＭ潜像が形成される。Ｍ潜像は、現像装置７０からのＭトナー液で現像され、感光体１には、Ｙトナー像に重ねて、あるいは所定の位置に、Ｍトナー像が形成される。このとき、現像装置７０の現像ローラ７１で感光体１のＭ潜像に供給されたトナー液の余剰液は、第１のスクイーズローラ７４で、感光体１の表面から、掻き落とされる。また、感光体１の表面およびＭトナー像のトナーのすき間に残った溶媒は、第２のスクイーズローラ７５で除去される。
【００８４】
次に、帯電装置３Ｃにより、既にＹトナー像とＭトナー像が形成されている感光体１が所定の電位に帯電され、露光装置４Ｃにより、Ｃ画像に対応するＣ潜像が形成される。Ｃ潜像は、現像装置８０からのＣトナー液で現像され、感光体１には、Ｙトナー像およびＭトナー像に重ねて、あるいは所定の位置に、Ｃトナー像が形成される。このとき、現像装置８０の現像ローラ８１で感光体１のＣ潜像に供給されたトナー液の余剰液は、第１のスクイーズローラ８４で、感光体１の表面から、掻き落とされる。また、感光体１の表面およびＣトナー像のトナーのすき間に残った溶媒は、第２のスクイーズローラ８５で除去される。
【００８５】
以下、帯電装置３ＢＫにより、既にＹトナー像、Ｍトナー像およびＣトナー像が形成されている感光体１が所定の電位に帯電され、露光装置４ＢＫにより、ＢＫ画像に対応するＢＫ潜像が形成される。ＢＫ潜像は、現像装置９０からのＢＫトナー液で現像され、感光体１には、Ｙトナー像、Ｍトナー像およびＣトナー像に重ねて、あるいは所定の位置に、ＢＫトナー像が形成される。このとき、現像装置９０の現像ローラ９１で感光体１のＢＫ潜像に供給されたトナー液の余剰液は、第１のスクイーズローラ９４で、感光体１の表面から、掻き落とされる。また、感光体１の表面およびＢＫトナー像のトナーのすき間に残った溶媒は、第２のスクイーズローラ９５で除去される。
【００８６】
以上のようにして、感光体１上に形成された４色のトナーは、ブロア６により溶媒成分が除去された後、除電器７により電荷が消去され、中間転写体９が対向されている転写領域に搬送される。
【００８７】
転写領域に搬送されたトナー（像）は、中間転写体９と感光体１との間の圧力により、中間転写体９の表面に転写される。
【００８８】
中間転写体９に転写されたトナー像は、中間転写体９の外周の所定の位置で、バックアップローラ１０との間の出力用転写領域にカセット１１から所定のタイミングで給送されている用紙１２に、中間転写体９とバックアップローラ１０との間の圧力により、転写される。
【００８９】
以下、トナー（像）が転写された用紙１２は、図示しない定着装置に向かって搬送され、圧力と熱によって、用紙１２に転写される。
【００９０】
このように、４色のトナー液を収容した４つの現像装置６０、７０、８０および９０を感光体１の周辺に、感光体１の回転方向に沿って順に配置したフルカラー画像形成装置により、感光体１に、Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢＫの順に重ねて、用紙１２に一括転写させた画像は、重ね現像時に下層の現像トナーが次色の現像器によって剥ぎ取られることなく、４色とも、転写された。
【００９１】
（比較例）
感光体との間のギャップを１５０μｍに設定した現像ローラと感光体とのギャップを３０μｍに設定したスクイーズローラを設けた現像装置（本件の実施の形態の現像装置に比較して、第２のスクイーズローラがない）を作成して、トナー像を形成した。この現像装置によれば、余剰の溶媒は、本件で説明した現像装置に比較して、遜色なく回収および除去されている。しかしながら、感光体上の現像されたトナー（像）に、一部欠損が生じたことが確認できた。
【００９２】
すなわち、スクイーズローラと感光体との間のギャップが狭いほど、現像液の残量は減るが、現像後のトナーを剥ぎ取ってしまうことが認められる。
【００９３】
なお、この比較用の現像装置を用いて、先の図１に示したような、実験装置で画像を形成したが、余剰の溶媒を、乾燥ブロア６のみにより乾燥しきれず、現像後のトナー像を中間転写体９に、１次転写させることができなかった。また、乾燥ブロア６から出力される風量を２０ｍ／ｓｅｃに増加させたところ、トナー像が感光体１上を、風下（現像装置寄り）に流れてしまった。
【００９４】
一方、同比較用の現像装置を、プロセス速度を１００ｍｍ毎秒に低下させ、図４に示したような構成のフルカラー画像形成装置を構成したが、感光体上に、Ｙ、Ｍ、Ｃの順に、トナー像を形成した時点で、現像順が遅い色の現像器内（Ｍ、Ｃ）には、既に現像されているトナーが混入して混色し、また現像順が遅い色ほどスクイーズローラにより剥ぎ取られて所望の色再現を実現することができないことが確認された。
【００９５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の湿式画像形成装置は、トナー像を乱すことなく速やかに現像されたトナー像を乾燥することができるため、画質を向上し、消費電力を高めることなく、高速度に画像を出力可能となる。
【００９６】
なお、感光体と現像ローラとの間の現像ギャップは、広すぎると、電界集中を引き起こす。これは、出力画像に、エッジ効果（大きな面積の塗りつぶし画像において、輪郭部の濃度が中央部よりも高くなる現象）を引き起こす要因となる。、また、現像ギャップが狭すぎると、現像バイアス電圧が感光体にリークする恐れがあるため、５０〜２００μｍ程度に設定することが好ましい。
【００９７】
また、図３（ａ）、３（ｂ）および３（ｃ）を用いて説明したように、現像ギャップが溶媒にみたされているときには、潜像付近の現像液中のトナーは潜像に付着するがその付着力は弱く、また非画像部上の現像液中のトナーは、現像ローラ側に付着するものの、現像ニップで潜像側にも現像ローラ側にも電気泳動しきれなかったトナーが全面に浮遊している。
【００９８】
このような条件下で、スクイーズローラ（第１）は、現像ギャップよりも狭い間隔のギヤツプを持って感光体に対峙され、感光体と逆方向に、周速比１．５〜５倍の速度で回転されることによって、感光体上の余剰現像液を除去する。この工程によって、潜像にも現像ローラにも付着しなかった浮遊トナーが余剰現像液とともに除去される。
【００９９】
第２のスクイーズローラは、非画像部上に残っているトナーが含まれていない溶媒膜と、潜像上に堆積したトナー粒子間に残った溶媒とを除去する。このとき、潜像上のトナーを感光体側に押し付けることにより、像を乱すことなく、溶媒のみを除去できる。なお、第２の絞りローラは、感光体の周速と同一の周速（周速差なし）で、外表面が同一の方向に移動するよう回転されるので、現像像を乱すことがない。
【０１００】
但し、第２の絞りローラは、感光体と接触しているため、トナー像が付着することを防止するために、（ローラ）表面に、低表面エネルギー処理を施すことが必要である。なお、第２のスクイーズローラが感光体に及ぼす圧力が大きすぎるとトナー像がつぶされて乱れる（線が太くなる）ため、接触圧力は、上限値を有する。
【０１０１】
また、非画像部上の溶媒は、接触ニップにより堰き止められ、トナー粒子間の溶媒は、スクイーズされて除去される。
【０１０２】
本発明によれば、乾燥用ブロアの風量および温度を押さえられるため、プロセス速度を早くすることができる。
【０１０３】
また、この現像装置を、感光体（ドラムあるいはベルト）周辺に複数個並べてカラー画像形成装置を構成すれば、１色めを現像後のトナーは、溶媒を含むことなく余分な溶媒のほとんど取り除かれて、感光体または転写媒体上に安定に固定されるため、次の色の画像の形成のための帯電、露光および現像が繰り返されたとしても、２色目の現像時に、２色目の現像装置内に、１色目のトナーが取り込まれて混色したり、第１の絞りローラにより、１色目のトナーまで剥ぎ取られてしまったりする不具合も生じない。
【０１０４】
これにより、感光体上でカラー画像の成分色である４色の画像を重ねて出力用転写媒体に、一括転写する方式も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態が適用される湿式の画像形成装置を説明する概略図。
【図２】図１に示した画像形成装置に組み込まれる液体現像装置を抜き出して拡大した状態を示す概略図。
【図３】図２に示した現像装置の現像ローラと感光体との間に存在する現像液中のトナーの状態、第１のスクイーズローラにより溶媒が除去される原理、および第２のスクイーズローラによりトナー像のトナー間の溶媒が除去される原理を説明する概略図。
【図４】図１に示した画像形成装置の別の実施の形態を説明する概略図。
【図５】図１に示した画像形成装置のさらに別の実施の形態を説明する概略図。
【符号の説明】
１ ・・・感光体、
２ ・・・電源装置、
３ ・・・帯電チャージャ、
４ ・・・露光装置、
５ ・・・現像装置、
６ ・・・ブロア、
７ ・・・除電器、
８ ・・・クリーニング装置、
９ ・・・中間転写体、
１０ ・・・バックアップローラ、
１１ ・・・転写材保持部、
１２ ・・・転写材、
５１ ・・・現像ローラ、
５１ａ・・・ブレード、
５２ ・・・電源装置、
５３ ・・・ハウジング、
５４ ・・・第１のスクイーズローラ、
５４ａ・・・ブレード、
５５ ・・・第２のスクイーズローラ、
５６ ・・・現像液循環機構、
５７ ・・・電源装置、
５８ ・・・電源装置、
５９ ・・・現像タンク。
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば電子写真方式の複写装置やレーザビームプリンタ等に代表される画像形成装置において、トナーを溶媒に分散させた現像液を用い、現像後に感光体上に残る余剰現像液もしくは溶媒を非画像部上とトナー層中とに分けて除去することのできる湿式画像形成装置の現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トナーを溶媒に分散させた現像液を用いる湿式画像形成装置において、現像剤は、主に石油系の非極性溶媒中に、樹脂と顔料からなるトナー粒子が分散され、溶媒液中に添加された帯電補助剤によってトナーを所定の電位に帯電させたものが用いられている。湿式画像形成装置は、広く普及している磁気ブラシ式の現像方式である乾式の画像形成装置に比較して、トナー粒子の粒径が小さいために画質を高めることができ、トナーの樹脂含有率が低いために定着に必要なエネルギーが少なともよいので、今日、注目されている。
【０００３】
従来の湿式画像形成装置においては、現像後に余った現像剤を軽くスクイーズした状態すなわち、ある程度、溶媒の残った状態で感光体ドラム（転写媒体）と現像ローラが所定の間隔で対向されている転写領域に搬送し、転写媒体との間のギャップが溶媒で満たされるような条件を作り、この条件下で、転写媒体に印加した電界によってトナーが電気泳動することを利用して、現像剤像を感光体に転写させる電界転写方式が用いられている。
【０００４】
この電界転写方式では、転写時に、トナー像が乱れやすく、また、余剰溶媒が転写媒体に移ってしまい、十分に回収できない等の問題がある。
【０００５】
それを解決するために、転写時に電気泳動を用いず、熱もしくは圧力あるいは熱および圧力によって転写させるオフセット転写方式が開発されている。
【０００６】
このオフセット転写方式では、転写前にトナー像をある程度乾燥させるため、転写時にトナー像が乱れることがなく、また、臭気や引火性のある溶媒を、作像工程の前半で回収できるため電界転写方式に比べて優位である。
【０００７】
上述したオフセット転写方式においては、現像から転写までの間に、感光体上のトナー像を完全に乾燥させなければならず、多くの場合、乾燥用ブロアとともに、スクイーズローラが用いられる。
【０００８】
なお、スクイーズローラを用いる湿式画像形成装置の例としては、弾性ローラを用いて、感光体上のキャリア液を絞り取るスクイーズ方式が、米国特許第５、５７６、８１５号公報に開示されている。
【０００９】
スクイーズローラは、感光体と現像ローラとが対向している現像領域の直後に、感光体との間にわずかなギャップを保って設置され、感光体の回転方向に対して、感光体と対向する位置で回転方向が感光体の回転方向に対して逆になるアゲンスト方向に、感光体の移動速度に対するスクイーズローラの外周面の移動速度の差である周速比を、２〜４倍の範囲の速度で回転されることによって余剰な液膜を除去するものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、より多くの溶媒を除去しようとすると、潜像上に堆積したトナー粒子も一緒に除去して堆積状態のトナー層を崩すことにより回転方向の後方に引きずるような画像欠陥を生じる問題がある。
【００１１】
上述した問題点である画像欠損を生じることなく除去できる余剰現像液量（膜厚）には限界があり、残った液膜を転写工程前に完全に除去するために、乾燥用のブロアの出力を上げる、熱をかける、転写までの時間を長くする等の処置が必要である。
【００１２】
しかしながら、いずれの処置も、高速化や省電力化という課題に対して、問題である。
【００１３】
この発明の目的は、現像像を乱すことなく、速やかに余剰現像液を感光体上およびトナー層中から除去し、低消費電力で高速化が可能な湿式電子写真現像装置である画像形成装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上述問題点に基づきなされたもので、感光体に対して、感光体と現像ローラの間隔よりも狭い間隔で対向配置され、外周面と逆方向に、前記感光体の外周面が移動する速度に対して、１．５〜４倍の移動速度で回転される表面をもつ第１のスクイーズローラと、感光体に対して所定の圧力で接触するように配置され、感光体が回転する方向と同一の方向に速度差なしで接触しつつ回転する表面をもつ第２のスクイーズローラと、を有する現像装置と、感光体の外周面の所定の位置に接触し、感光体との間に供給される転写媒体を加熱しうるとともに、感光体上に形成されているトナー像を転写媒体に転写する加圧ローラと、を有し、樹脂と顔料を混合したトナー粒子を、石油系非極性溶媒中に分散させた液体現像剤を用いて、感光体上の静電潜像を現像し、前記第１のスクイーズローラで、現像後の感光体上に存在する余剰の現像液を除去し、前記第２のスクイーズローラで、潜像を現像して形成されたトナー像に含まれる溶媒を搾り出し、前記現像装置と前記加圧ローラとの間に設けられたブロアによって感光体上のトナー像が含む溶媒を除去した後で、前記加圧ローラにより感光体上のトナー像を転写媒体上に転写することを特徴とする画像形成装置を提供するものである。
【００１５】
また、この発明は、感光体に対して、感光体と現像ローラの間隔よりも狭い間隔で対向配置され、外周面と逆方向に、前記感光体の外周面が移動する速度に対して、１．５〜４倍の移動速度で回転される表面をもつ第１のスクイーズローラと、感光体に対して所定の圧力で接触するように配置され、感光体が回転する方向と同一の方向に速度差なしで接触しつつ回転する表面をもつ第２のスクイーズローラと、を有する現像装置と、感光体の外周面の所定の位置に接触し、感光体との間に供給される転写媒体を加熱しうるとともに、感光体上に形成されているトナー像を転写媒体に転写する加圧ローラと、を有し、樹脂と顔料を混合したトナー粒子を、石油系非極性溶媒中に分散させた液体現像剤を用いて、感光体上の静電潜像を現像し、前記第１のスクイーズローラで、現像後の感光体上に存在する余剰の現像液を除去し、前記第２のスクイーズローラで、潜像を現像して形成されたトナー像に含まれる溶媒を搾り出し、前記現像装置と中間転写媒体との間に設けられたブロアによって感光体上のトナー像が含む溶媒を除去されたトナー像を、前記現像装置と前記加圧ローラとの間であってブロアの下流側に設けられた前記中間転写媒体により一旦保持し、前記加圧ローラにより前記中間転写媒体に保持されているトナー像を転写媒体上に転写することを特徴とする画像形成装置を提供するものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、この発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１８】
（実施例１）
図１は、本発明の実施の形態である湿式現像装置を有する湿式電子写真装置を示す概略図である。
【００１９】
感光体１は、例えば環状のアルミニウムあるいはシート状のアルミニウム等により形成された基材に所定の厚さの光半導体層が形成されたもので、電源装置２に接続されている帯電ローラあるいは帯電チャージャ３により、例えば６００Ｖに一様に帯電される。なお、感光体１は、図示しないドラムモータにより、所定の回転数で回転される。
【００２０】
所定の電位に帯電された感光体１には、レーザビーム露光装置あるいはラインＬＥＤ等の周知の露光装置４により、出力すべき画像情報に対応する光が照射されることで、画像情報に対応する潜像が形成される。
【００２１】
現像装置５は、感光体１の外周面に対して、５０〜２００μｍの間隔をおいて対向された現像ローラ５１を有し、感光体１に形成された潜像に、選択的に現像剤であるトナーを供給する。なお、現像ローラ５１は、図示しない現像モータまたは、感光体１を回転させるドラムモータと回転伝達機構により、所定の回転数で回転される。また、現像装置５は、図２を用いて後段に説明する通り、トナーと帯電補助剤を溶媒に溶かした現像液を用いる湿式現像装置である。
【００２２】
感光体１が回転される方向に沿って現像装置５の下流側になる所定位置には、現像装置５により感光体１上に供給されたトナー液（現像液）とトナーのうちの残りの溶媒を乾燥させる乾燥用ブロア６が設けられている。
【００２３】
感光体１が回転される方向に沿ってブロア６の下流側に位置する所定の位置には、感光体１上に残っている残存電位と感光体１上に静電力で吸着されているトナーが有する電荷を消去するための除電器７、感光体１上に残留したトナーを除去するクリーニング装置８が、感光体１の回転方向に沿って、順に、設けられている。
【００２４】
感光体１の外周面の除電器７とクリーニング装置８との間には、感光体１上のブロア６により溶媒成分が除去されているトナー（像）を、出力用転写媒体である例えば転写用紙に転写するために、トナー（像）を鏡像状態で、一旦保持する中間転写体９が設けられている。なお、中間転写体９は、図示しない中間転写体モータまたは、感光体１を回転させるドラムモータと回転伝達機構により、所定の回転数で回転される。また、中間転写体９は、除電器７よりも感光体１の回転方向の上流側に設けられてもよい。
【００２５】
中間転写体９の外周面の所定位置（感光体１と中間転写体９が接する転写領域とは異なる位置）には、中間転写体９の外周面に対して、外周面の一部が接触するよう位置づけられたバックアップローラ１０が設けられている。なお、バックアップローラ１０は、中間転写体９の外周に所定の圧力で押しつけられることで、中間転写体９の外周面の移動速度と等しい速度で、両者が接する位置における回転方向が同一方向となるように、回転される。
【００２６】
このような画像形成装置においては、帯電装置３により予め所定の電位に帯電されている感光体１に、露光装置４から出力すべき画像に対応した画像情報が光の明暗として露光されることで、感光体１に静電潜像が形成される。
【００２７】
感光体１に形成された静電潜像は、現像装置５と感光体１とが対向される現像位置で、トナーが選択的に供給されることで、現像されて可視化される。
【００２８】
現像工程において感光体１上に供給されたトナーは、ブロア６により溶媒成分が除去された後、除電器７により電荷が消去され、中間転写体９と対向する転写位置で中間転写体９の外周面に転写される。
【００２９】
中間転写体９の外周面に転写されたトナー（像）は、バックアップローラ１０が中間転写体９に接触されている転写領域において、用紙カセットに代表される転写材保持部１１から供給される出力用転写材１２に転写される。
【００３０】
トナー（像）が転写された転写材１２は、図示しない定着装置によりトナーと転写材とが加熱されてトナーが溶融された状態で圧力が加えられることで、転写材１２にトナー（像）がトナー像が定着されて、所定の位置に搬送される。なお、出力用転写材にトナー（像）が転写される際に、トナー（像）は、転写材１２に、比較的大きな圧力で固着されることから、例えばバックアップローラ１０を加熱することで、転写材１２にトナーを転写する工程で、転写と定着を同時に行なうこともできる。この場合、定着装置を省略することも可能である。
【００３１】
図２は、図１に示した湿式画像形成装置に組み込まれる現像装置を説明する拡大概略図である。
【００３２】
現像ローラ５１は、感光体１の外周面との間に、５０〜２００μｍのギャップを介在させた状態で、感光体１に対向して配置されている。なお、現像ローラ５１は、感光体１と対向される位置で、外周面が感光体１が回転される方向と同一の方向に、感光体１の外周面が移動される速度に対して、０．２〜４倍の速度で移動されるよう、回転されている。また、現像ローラ５１の表面には、電源装置５２により、１００〜６００Ｖの現像バイアス電圧が印加されている。
【００３３】
現像ローラ５１は、ハウジング５３に収容されている。ハウジング５３の所定の位置には、感光体１の回転方向に沿って、現像ローラ５１により感光体に供給された現像液をスクイーズする第１および第２のスクイーズローラ５４、５５が配置されている。また、ハウジング５３には、現像液循環機構５６が接続されている。
【００３４】
現像ローラ５１の外周部で、感光体１と対向する現像位置を通過した後の現像ローラ５１の所定の位置には、現像ローラ５１に付着している現像液を、ローラ表面から除去する現像液掻き落としブレード５１ａが設けられている。同様に、第１のスクイーズローラ５４の外周部で、感光体１と対向するスクイーズ位置を通過した後の第１のスクイーズローラ５４の所定の位置には、スクイーズローラ５４に付着している現像液を、ローラ表面から除去する第２の現像液掻き落としブレード５４ａが設けられている。なお、それぞれの現像液掻き落としブレード５１ａ、５４ａによりローラ表面から除去された現像液は、現像液循環機構５６により、現像ローラ５１による次の現像に利用される。
【００３５】
第１のスクイーズローラ５４は、感光体１に対して、現像ローラ５１と感光体１との間に定義されているギャップよりも狭い３０〜１００μｍのギャップで、対向されている。なお、第１のスクイーズローラ５４は、感光体１と対向する位置で、感光体１の外周面が移動される方向と反対の方向に、感光体１の外周面の移動速度に対して、１〜４倍（もしくは１．５〜５倍）の移動速度となるよう、図示しないスクイーズローラモータにより、または現像ローラ５１を回転させる現像モータと回転伝達機構あるいは感光体１を回転させるドラムモータと回転伝達機構により、所定の回転数で回転される。また、第１のスクイーズローラ５４には、電源装置５７により、望ましくは１００〜６００Ｖの電圧が印加されている。
【００３６】
第２のスクイーズローラ５５は、導電性で弾性を有する材料により構成され、感光体１に対して、たとえば１〜２ｍｍのニップ幅を有するように、所定の圧力あるいは間隔で、感光体１の外周面に接触されている。これにより、第２のスクイーズローラ５５は、感光体１に従動して、感光体１の外周面が移動される速度と同一の速度で感光体１の回転とともに、回転される。また、第２のスクイーズローラ５５には、電源装置５８により、例えば４００〜８００Ｖの電圧が印加される。なお、ニップ幅は、弾性を示す第２のスクイーズローラ５５が感光体１と接触することにより変形する外周面の長さを示している。
【００３７】
現像装置５のハウジング５３内の所定の領域には、トナーが溶媒に分散されている現像液を収容する現像タンク５９が定義されている。
【００３８】
現像液は、顔料と樹脂からなる粒径約０．５〜３μｍのトナーと帯電補助剤とが石油系の溶媒中に分散されているものである。また、トナーは、この実施の形態では、帯電補助剤によって、「正」に帯電されている。なお、トナーは、正に帯電されても負に帯電されてもかまわないが、通常、感光体１の光半導体の帯電特性および露光方式等により、特定の極性に帯電される。
【００３９】
次に、図２および図３を参照して、現像装置５の動作を詳細に説明する。
【００４０】
現像装置５において、トナーと帯電補助剤とが溶媒に分散されている現像液は、現像ローラ５１の回転および現像液循環機構（ポンプ）５６の噴出力によってまたは現像ローラ５１の回転もしくは現像液循環機構５６の噴出力によって現像ローラ５１と感光体１とが対向する現像位置のギャップに供給される。現像液（トナー液）中のトナーは、感光体１に与えられている帯電電位（感光体１の表面電位）と現像バイアス電圧とにより形成された電界によって、潜像に選択的に付着して、潜像を現像する。このとき、非画像部の上部のトナーは、図３（ａ）に示すように、感光体１の潜像部と逆方向の電界の力を受けて、現像ローラ５１の表面に付着する。
【００４１】
現像ローラ５１に付着した非画像部の上部のトナーは、現像ローラ５１の回転によりハウジング５３内を搬送され、現像液掻き落としブレード５１ａにより掻き落とされて、ハウジング５３内で循環機構５６内に循環される。これにより、現像ローラ５１と感光体１とが対向する現像位置には、溶媒中のトナー濃度が変動しない（潜像に付着する現像動作によりトナーが減少していない）トナー液が、常時一定量、循環される。なお、図２では、掻き落としブレード５１ａを用いる例を示したが、図５に示す例のように、クリーニングローラ６１ａ，７１ａ，８１ａおよび９１ａを用いてもよい。
【００４２】
現像ローラ５１によりトナーが選択的に供給されて潜像が現像された感光体１は、感光体１の回転に伴って、第１のスクイーズローラ５４と対向するスクイーズ領域に搬送される。このとき、感光体１とスクイーズローラ５４との間のギャップに浮遊している余剰のトナーと余剰の溶媒は、図３（ｂ）に示すように、感光体１の外周面に沿って、現像ローラ５１側に押し戻されることで、感光体１上から除去され、ハウジング５３内のタンク５９に戻される。なお、タンク５９に戻されたトナー液は、先に説明した通り、循環装置５６によって循環され、引き続く現像に利用される。
【００４３】
第１のスクイーズローラ５４によって、余剰の溶媒とトナーが除去された感光体１の外周面は、感光体１の回転に伴って、第２のスクイーズローラ５５と感光体１とが接触されているニップ領域に搬送される。
【００４４】
第２のスクイーズローラ５５は、図３（ｃ）に示すように、感光体１の外周面に所定の圧力で接触されているので、第１のスクイーズローラ５４−感光体１間のギャップにおいてスクイーズ（除去）されずに感光体１の外周面の非画像部上に留まっていた少量の溶媒および潜像に付着したトナーの粒子間に含まれている溶媒のそれぞれを、絞り出す。
【００４５】
これにより、第２のスクイーズローラ５５が感光体１に接しているニップ領域を通過された感光体１の外周面に残存する溶媒は、非常に僅かな量となる。
【００４６】
以下、第２のスクイーズローラ５５により溶媒の残りが実質的に除去された感光体１上のトナー（像）は、感光体１の回転により、乾燥用ブロア６からの冷風が吹きつけられる乾燥領域で乾燥される。
【００４７】
溶媒成分がブロア６により除去されたトナー（像）は、除電器７により、感光体１との間の静電吸着力および帯電によりトナーが保持している電荷が消去されて、中間転写体９が対向されている転写領域に搬送される。なお、除電器７は、前に説明した通り、感光体１の回転方向に沿って、中間転写体９の下流側に設けられてもよい。また、除電器７は、感光体１の回転方向のクリーナー８の下流側に設けられてもよい。すなわち、ブロア６により乾燥されたトナーと感光体１との静電的な吸着は、比較的小さくなることが多く、中間転写体９へのトナー像の転写終了後あるいはクリーナー８によるクリーンング終了後に、感光体１の外表面に残った電荷を除去することで、次の画像形成（潜像露光）における残存電位の影響を低減できる。
【００４８】
転写領域に搬送されたトナー（像）は、中間転写体９と感光体１との間の圧力により、また、感光体１表面と中間転写体９表面とのトナーに対する付着力の差によって、中間転写体９の表面に転写される。
【００４９】
中間転写体９に転写されたトナー像は、中間転写体９の外周の所定の位置で、バックアップローラ１０との間の出力用転写領域にカセット１１から所定のタイミングで給送されている用紙１２に、中間転写体９とバックアップローラ１０との間の圧力により、転写される。
【００５０】
以下、トナー（像）が転写された用紙１２は、図示しない定着装置に向かって搬送され、圧力と熱によって、用紙１２に転写される。
【００５１】
なお、図１においては、中間転写体９を用いたオフセット−オフセット転写方式の画像形成装置を例に説明したが、図４に示すように、中間転写体９を用いない直接オフセット転写方式の画像形成装置も容易に達成される。
【００５２】
次に、図２に示した現像装置５の各構成を詳細に説明する。
【００５３】
現像ローラ５１は、例えばステンレス鋼等の公知の材質の金属ローラである。なお、現像バイアス電圧が感光体１との間で放電を引き起こすことを防ぐために、表面にカニゼンメッキ、Ｔｕｆｒａｍ処理（タフラム処理，登録商標）あるいはフッ素コート等による薄い絶縁膜を設けることが好ましい。
【００５４】
第１のスクイーズローラ５４は、ステンレス鋼等の公知の材質の金属ローラである。しかしながら、電源装置５７からのバイアス電圧が感光体１との間に放電を引き起こすことを防止するために、現像ローラ５１と同様に、表面にカニゼンメッキ、タフラム処理、あるいはフッ素コート等による薄い絶縁膜を設けることが好ましい。
【００５５】
現像剤（トナー液）は、湿式の電子写真用として公知の樹脂と顔料を、４：１〜１：１の割合で混合したものを、０．１〜３μｍ、望ましくは０．５〜２μｍの粒径としたトナーを、石油系非極性溶媒中に、ナフテン酸、オクタン酸、ヘプタン酸、ステアリン酸、ジルコニウム塩、マンガン塩、ニッケル塩、鉄塩、コバルト塩、亜鉛塩等、およびそれらの組み合わせによって得ることのできる金属石鹸を帯電補助剤として用いることで「正」に帯電させたものである。なお、トナー液は、上述のトナーと帯電補助剤を、溶媒中に、固形分が０．１〜５重量％となるように分散させたものである。また、トナー液としては、樹脂に対する顔料の分散を助ける分散補助剤、トナーの帯電量を調整する帯電調整剤等を含んでもよい。
【００５６】
第２のスクイーズローラ５５は、抵抗率が１０７〜１０１２Ωｃｍ程度に制御された導電性を示すゴムをローラ状としたもので、ポリウレタン等公知の樹脂または弾性体で作られる。なお、表面に、耐溶剤性を持つシリコンチューブ等の保護層を設けても良い。また、接触ニップが１〜２ｍｍ以下になるようなゴム硬度および接触圧力であることが望ましい。
【００５７】
なお、トナー液としては、非極性溶媒に、アイソパー（Isopar）Ｌ（exxon社製）を用い、トナーを、ガラス転移点Ｔｇが５０℃のメタクリル酸メチル−アクリル酸ブチル共重合体樹脂と顔料（ブルー系）により構成し、分散剤等を加えて、アイソパーＬと共に、ガラスビームを介在させたペイントシェーカーにより、混合および分散して濃縮現像剤を得たのち、不揮発分濃度が１重量部となるように希釈したものを、ナフテン酸ジルコニウム（大日本インキ化学製）が、上述の液体現像剤の不揮発分量に対して１０重量部となるよう添加したトナー液を用いている。
【００５８】
なお、トナーを構成する顔料としては、シアニンブルーＫＲＯ（山陽カラーワークス製）を用い、樹脂と顔料の重量比を４；１としている。
【００５９】
以上のように調整された液体現像剤（トナー液）を用い、プロセス速度（感光体１の外周面の移動速度）を、２２０ｍｍ／ｓｅｃとして、実験機にて、画像を形成した。このとき、感光体１には、直径が１５０ｍｍのアルミ製ドラム表面に有機感光体層を形成し、最表面には、約１μｍのシリコーン系ハードコート層を設けたドラム状感光体を用いた。また、感光体１の表面を、スコロトロン帯電器（帯電装置３）を用いて、８００Ｖに帯電させ、（感光体１の表面の）露光装置４により露光された部分の電位が１００Ｖになるように設定した半導体レーザを用いて感光体ドラム表面に静電潜像を形成した。
【００６０】
なお、現像ローラ５１を、直径が１７ｍｍの金属ローラとし、感光体１の表面との間のギャップを１５０μｍに設定して、感光体１の回転方向と同方向に、周速差無しで（感光体１の外周面の移動速度と現像ローラの外周面の移動速度が等しい状態で）回転させている。このとき、現像ローラ５１の外周面には、５００Ｖの電圧を印加した。
【００６１】
また、上述の条件において、第１のスクイーズローラ５４に、直径が１７ｍｍのステンレス鋼製のローラを用い、感光体１の表面との間のギャップを５０μｍに設定している。なお、第１のスクイーズローラ５４は、感光体１の回転方向と逆方向に、周速比が２．５となるような速度で回転させている。また、ローラ表面には、３００Ｖの電圧を印加した。
【００６２】
一方、第２のスクイーズローラ５５は、例えばステンレス鋼製の心棒に、比抵抗が１０８Ωｃｍ程度のウレタン系の導電性ゴムを巻き、外周にシリコーン系のゴムチューブを設けて耐溶剤保護層とした弾性ローラである。なお、シリコーン製のチューブを含む外径を、概ね直径２０ｍｍとしている。また、感光体１との接触により定義されるニップ量が１ｍｍとなるよう、感光体１の中心方向に向けて加圧している。なお、第２のスクイーズローラ５５は、非駆動ローラであり、感光体１と接する位置で、感光体１の回転方向と同方向に、周速差無しで（感光体１の表面の移動速度と同一の速度で）回転される。また、シリコーンチューブの表面に、８００Ｖの電圧が印加されている。
【００６３】
上述した条件において、形成したトナー像（潜像がトナーにより現像された画像）は、第２のスクイーズローラ５５により、感光体１の表面に固定されることから、乾燥用ブロア６によりエアーを吹きつけたにもかかわらず、感光体１上で溶媒のみが除去されて、トナー像がゆがんだり、エアーにより欠損が生じることなく、残留した溶媒が中間転写体９に付着することもない状態に、（完全に、）乾燥された。なお、乾燥用ブロア６は、加熱をしていないエアーを吹き付けるもので、開口部から感光体１に吹きつけられる風量は、５ｍ／ｓｅｃである。
【００６４】
また、中間転写体９は、直径が１００ｍｍの金属ローラに、硬度が、ＪＩＳ−Ａスケールで２０゜のウレタンゴム層を、厚さ２ｍｍに形成した直径が概ね１０４ｍｍの弾性を示す円筒状のもので、感光体１に対して、荷重５ｋｇ／ｃｍ２で圧接して、用いた。これにより、感光体１上に形成されたトナー像は、中間転写体９の表面に、ほとんどトナーが残ることなく、中間転写体９の外周面に転写されている（１次転写）。
【００６５】
このようにして、中間転写体９に転写されたトナー像は、バックアップローラ１０と中間転写体９が接する出力用転写部において、用紙１２に、概ね全トナー像が、転写されている（２次転写）。なお、バックアップローラ１０は、例えば金属シャフトまたは金属ローラに、ＪＩＳ−Ａスケールで硬度５０゜のウレタン系ゴム層を設けて直径を１００ｍｍとした弾性体ローラであり、表面温度を８０℃に加熱した状態で用いている。また、中間転写体９に対して、荷重約８ｋｇ／ｃｍ２で押しつけられている。
【００６６】
このようにして得られた用紙１２上のトナー像（出力画像）は、エッジが先鋭で、６００ｄｐｉ（ドット・パー・インチ）で露光したときの１dot pair line（１ドットラインと１ドットスペースの繰り返し）を満足している。また、連続して、１０００枚を出力したが、画像濃度が低下したり、トナー像が乱れる（欠損する）等の画質劣化が確認されず、良好な画像を得ることができた。
【００６７】
（実施例２）
図４は、図１〜３を用いて説明した湿式現像装置を、感光体１の周辺に４組並べて、フルカラー画像形成装置を構成する例を説明する概略図である。なお、図１〜３を用いて説明した構成と同一または類似した構成には、同じ符号（または１の位が同じ）付して、およびカラー用に４つ設けられる要素には、識別のためにＹ、Ｍ、ＣおよびＢＫを付して詳細な説明を省略する。
【００６８】
図４に示すカラー画像形成装置において、感光体１の周囲には、減法混色によりカラー画像を形成するための３つの色成分であるＹ（イエローすなわち黄色）、Ｍ（マゼンタ）およびＣ（シアン）のそれぞれを呈する顔料からなるトナー液を保持して、対応する色の画像を形成する第１〜第３の現像装置６０、７０および８０とＢＫ（ブラックすなわち黒）を強調するため、および単色の黒画像を提供するためのＢＫトナー液を保持している第４の現像装置９０が、感光体１が回転される方向に沿って、所定の順、例えば図示のような順に配置されている。なお、それぞれの現像装置６０、７０、８０および９０の感光体１の回転方向の上流側には、感光体１に所定の電位を与える第１〜第４の帯電装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃおよび３ＢＫが設けられている。また、第１〜第４の露光装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃおよび４ＢＫが、それぞれの色に対応する帯電装置と現像装置との間に設けられている。なお、個々の露光装置が、例えばレーザビーム露光装置である場合には、最終的な出力レーザビームが上述した帯電装置と現像装置との間に、画像情報を露光可能であれば、露光装置の形状および配置は、いかなる構成も実現できることはいうまでもない。また、それぞれの露光装置には、例えば、ＬＥＤ等の公知の露光装置を用いることもできる。
【００６９】
各現像装置６０、７０、８０および９０は、感光体１の外周面に対して５０〜２００μｍの間隔をおいて対向された現像ローラ６１、７１、８１および９１、感光体１の表面に所定の間隔で対向され、余剰になったトナー液を除去する第１のスクイーズローラ６４、７４、８４および９４、および感光体１の表面に密着されて、余剰になったトナー液を除去する第２のスクイーズローラ６５，７５，８５および９５を、それぞれ有している。なお、第１および第２のスクイーズローラ６４，６５，７４，７５，８４，８５，９４および９５のそれぞれには、現像液掻き落としブレード６４ａ，６５ａ，７４ａ，７５ａ，８４ａ，８５ａ，９４ａおよび９５ａが設けられている。
【００７０】
なお、それぞれの現像装置６０、７０、８０および９０には、前に説明した組成のトナー液に、ナフテン酸ジルコニウム（大日本インキ化学製）を、上述の液体現像剤の不揮発分量に対して１０重量部となるよう添加した液に、樹脂と顔料の重量比を４：１とし、顔料として、Ｙ系（大日本インキ化学製のKET Yellow 402）、Ｍ系（大日本インキ化学製のKET Red 301）、Ｃ系（山陽カラーワークス製のCyanin blue KRO）およびＢＫに（三菱化学製の#750B）を用いたＹ、Ｍ、ＣおよびＢＫの４色のトナーが収容されている。
【００７１】
このような画像形成装置においては、帯電装置３Ｙにより、感光体１が所定の電位に帯電され、露光装置４Ｙにより、黄色（Ｙ）に対応するＹ潜像が形成される。Ｙ潜像は、現像装置６０からのＹトナー液で現像され、感光体１には、Ｙトナー像が形成される。このとき、現像装置６０の現像ローラ６１で感光体１のＹ潜像に供給されたトナー液の余剰液は、第１のスクイーズローラ６４により、感光体１の表面から掻き落とされる。また、感光体１の表面およびＹトナー像のトナーのすき間に残った溶媒は、第２のスクイーズローラ６５で除去される。なお、現像ローラ６１の表面に残った現像液は、除去ローラ６１ａにより現像ハウジング６３内に戻される。
【００７２】
続いて、帯電装置３Ｍにより、既にＹトナー像が形成されている感光体１が所定の電位に帯電され、露光装置４Ｍにより、マゼンタ（Ｍ）に対応する潜像が形成される。Ｍ潜像は、現像装置７０からのＭトナー液で現像され、感光体１には、Ｙトナー像に重ねて、あるいは所定の位置に、Ｍトナー像が形成される。このとき、現像装置７０の現像ローラ７１で感光体１のＭ潜像に供給されたトナー液の余剰液は、第１のスクイーズローラ７４により、感光体１の表面から掻き落とされる。また、感光体１の表面およびＭトナー像のトナーのすき間に残った溶媒は、第２のスクイーズローラ７５で除去される。なお、現像ローラ７１の表面に残った現像液は、除去ローラ７１ａにより現像ハウジング７３内に戻される。
【００７３】
次に、帯電装置３Ｃにより、既にＹトナー像とＭトナー像が形成されている感光体１が所定の電位に帯電され、露光装置４Ｃにより、シアン（Ｃ）に対応する潜像が形成される。Ｃ潜像は、現像装置８０からのＣトナー液で現像され、感光体１には、Ｙトナー像およびＭトナー像に重ねて、あるいは所定の位置に、Ｃトナー像が形成される。このとき、現像装置８０の現像ローラ８１で感光体１のＣ潜像に供給されたトナー液の余剰液は、第１のスクイーズローラ８４により感光体１の表面から、掻き落とされる。また、感光体１の表面およびＣトナー像のトナーのすき間に残った溶媒は、第２のスクイーズローラ８５で除去される。なお、現像ローラ８１の表面に残った現像液は、除去ローラ８１ａにより現像ハウジング８３内に戻される。
【００７４】
次に、帯電装置３ＢＫにより、既にＹトナー像、Ｍトナー像およびＣトナー像が形成されている感光体１が所定の電位に帯電され、露光装置４ＢＫにより、黒（ＢＫ）に対応する潜像が形成される。ＢＫ潜像は、現像装置９０からのＢＫトナー液で現像され、感光体１には、Ｙトナー像、Ｍトナー像およびＣトナー像に重ねて、あるいは所定の位置に、ＢＫトナー像が形成される。このとき、現像装置９０の現像ローラ９１により感光体１のＢＫ潜像に供給されたトナー液の余剰液は、第１のスクイーズローラ９４により感光体１の表面から、掻き落とされる。また、感光体１の表面およびＢＫトナー像のトナーのすき間に残った溶媒は、第２のスクイーズローラ９５で除去される。なお、現像ローラ９１の表面に残った現像液は、除去ローラ９１ａにより現像ハウジング９３内に戻される。
【００７５】
以上のようにして、感光体１上に形成された４色のトナーは、ブロア６により溶媒成分が除去された後、除電器７により電荷が消去され、出力転写用加圧ローラ１３と感光体１との間を搬送される用紙１２に転写される。
【００７６】
トナー（像）が転写された転写材１２は、トナーと転写材とを加熱して溶融するとともに圧力を加えることで、転写材１２にトナー（像）を固着させる図示しない定着装置によりトナー像が定着されて、所定の位置に搬送される。
【００７７】
このように、４色のトナー液を収容した４つの現像装置６０、７０、８０および９０を感光体１の周辺に、感光体１の回転方向に沿って順に配置したフルカラー画像形成装置により、感光体１に、Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢＫの順に重ねて、用紙１２に一括転写させた画像は、重ね現像時に、下層の現像トナーが次色の現像器によって剥ぎ取られることなく、４色とも、転写された。
【００７８】
（実施例３）
図５は、図１〜３を用いて説明した湿式現像装置を、感光体１の周辺に４組並べて、フルカラー画像形成装置を構成する例を説明する概略図である。なお、図１〜４を用いて説明した構成と同一または類似した構成には、同じ符号（または１の位が同じ）付して、およびカラー用に４つ設けられる要素には、識別のためにＹ、Ｍ、ＣおよびＢＫを付して詳細な説明を省略する。また、図５に示す画像形成装置は、図４に示した画像形成装置に、図１に示した画像形成装置と同様の中間転写の概念を加えたものである。
【００７９】
図５に示すカラー画像形成装置において、感光体１の周囲には、減法混色によりカラー画像を形成するための３つの色成分であるＹ、ＭおよびＣのそれぞれを呈する顔料からなるトナー液を保持して、対応する色の画像を形成する第１〜第３の現像装置６０、７０および８０とＢＫを強調するため、および単色の黒画像を提供するためのＢＫトナー液を保持している第４の現像装置９０が、感光体１が回転される方向に沿って、順に配置されている。なお、それぞれの現像装置６０、７０、８０および９０の感光体１の回転方向の上流側には、周知の帯電ローラからなり感光体１に所定の電位を与える第１〜第４の帯電装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃおよび３ＢＫが設けられている。また、第１〜第４の露光装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃおよび４ＢＫが、それぞれの色に対応する帯電装置と現像装置との間に設けられている。なお、個々の露光装置が、例えばレーザビーム露光装置である場合には、最終的な出力レーザビームが上述した帯電装置と現像装置との間に、画像情報を露光可能であれば、露光装置の形状および配置は、いかなる構成も実現できることはいうまでもない。また、それぞれの露光装置には、例えば、ＬＥＤ等の公知の露光装置を用いることもできる。
【００８０】
各現像装置６０、７０、８０および９０は、感光体１の外周面に対して５０〜２００μｍの間隔をおいて対向された現像ローラ６１、７１、８１および９１、それぞれの現像ローラに接触されて、余剰になったトナー液を除去するトナー液除去ローラ６１ａ，７１ａ，８１ａおよび９１ａ、感光体１の表面に所定の間隔で対向されて感光体１の表面で余剰になったトナー液を除去する第１のスクイーズローラ６４，７４，８４，および９４、および感光体１の表面に密着されて、感光体１の表面で余剰になったトナー液を除去する第２のスクイーズローラ６５，７５，８５および９５を、それぞれ有している。
【００８１】
なお、それぞれの現像装置６０、７０、８０および９０には、図４において説明したと同様の４色のトナー液が用いられる。
【００８２】
このような画像形成装置においては、帯電装置３Ｙにより、感光体１が所定の電位に帯電され、露光装置４Ｙにより、Ｙ画像に対応するＹ潜像が形成される。Ｙ潜像は、現像装置６０からのＹトナー液で現像され、感光体１には、Ｙトナー像が形成される。このとき、現像装置６０の現像ローラ６１で感光体１のＹ潜像に供給されたトナー液の余剰液は、第１のスクイーズローラ６４で、感光体１の表面から、掻き落とされる。また、感光体１の表面およびＹトナー像のトナーのすき間に残った溶媒は、第２のスクイーズローラ６５で除去される。
【００８３】
続いて、帯電装置３Ｍにより、既にＹトナー像が形成されている感光体１が所定の電位に帯電され、露光装置４Ｍにより、Ｍ画像に対応するＭ潜像が形成される。Ｍ潜像は、現像装置７０からのＭトナー液で現像され、感光体１には、Ｙトナー像に重ねて、あるいは所定の位置に、Ｍトナー像が形成される。このとき、現像装置７０の現像ローラ７１で感光体１のＭ潜像に供給されたトナー液の余剰液は、第１のスクイーズローラ７４で、感光体１の表面から、掻き落とされる。また、感光体１の表面およびＭトナー像のトナーのすき間に残った溶媒は、第２のスクイーズローラ７５で除去される。
【００８４】
次に、帯電装置３Ｃにより、既にＹトナー像とＭトナー像が形成されている感光体１が所定の電位に帯電され、露光装置４Ｃにより、Ｃ画像に対応するＣ潜像が形成される。Ｃ潜像は、現像装置８０からのＣトナー液で現像され、感光体１には、Ｙトナー像およびＭトナー像に重ねて、あるいは所定の位置に、Ｃトナー像が形成される。このとき、現像装置８０の現像ローラ８１で感光体１のＣ潜像に供給されたトナー液の余剰液は、第１のスクイーズローラ８４で、感光体１の表面から、掻き落とされる。また、感光体１の表面およびＣトナー像のトナーのすき間に残った溶媒は、第２のスクイーズローラ８５で除去される。
【００８５】
以下、帯電装置３ＢＫにより、既にＹトナー像、Ｍトナー像およびＣトナー像が形成されている感光体１が所定の電位に帯電され、露光装置４ＢＫにより、ＢＫ画像に対応するＢＫ潜像が形成される。ＢＫ潜像は、現像装置９０からのＢＫトナー液で現像され、感光体１には、Ｙトナー像、Ｍトナー像およびＣトナー像に重ねて、あるいは所定の位置に、ＢＫトナー像が形成される。このとき、現像装置９０の現像ローラ９１で感光体１のＢＫ潜像に供給されたトナー液の余剰液は、第１のスクイーズローラ９４で、感光体１の表面から、掻き落とされる。また、感光体１の表面およびＢＫトナー像のトナーのすき間に残った溶媒は、第２のスクイーズローラ９５で除去される。
【００８６】
以上のようにして、感光体１上に形成された４色のトナーは、ブロア６により溶媒成分が除去された後、除電器７により電荷が消去され、中間転写体９が対向されている転写領域に搬送される。
【００８７】
転写領域に搬送されたトナー（像）は、中間転写体９と感光体１との間の圧力により、中間転写体９の表面に転写される。
【００８８】
中間転写体９に転写されたトナー像は、中間転写体９の外周の所定の位置で、バックアップローラ１０との間の出力用転写領域にカセット１１から所定のタイミングで給送されている用紙１２に、中間転写体９とバックアップローラ１０との間の圧力により、転写される。
【００８９】
以下、トナー（像）が転写された用紙１２は、図示しない定着装置に向かって搬送され、圧力と熱によって、用紙１２に転写される。
【００９０】
このように、４色のトナー液を収容した４つの現像装置６０、７０、８０および９０を感光体１の周辺に、感光体１の回転方向に沿って順に配置したフルカラー画像形成装置により、感光体１に、Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢＫの順に重ねて、用紙１２に一括転写させた画像は、重ね現像時に下層の現像トナーが次色の現像器によって剥ぎ取られることなく、４色とも、転写された。
【００９１】
（比較例）
感光体との間のギャップを１５０μｍに設定した現像ローラと感光体とのギャップを３０μｍに設定したスクイーズローラを設けた現像装置（本件の実施の形態の現像装置に比較して、第２のスクイーズローラがない）を作成して、トナー像を形成した。この現像装置によれば、余剰の溶媒は、本件で説明した現像装置に比較して、遜色なく回収および除去されている。しかしながら、感光体上の現像されたトナー（像）に、一部欠損が生じたことが確認できた。
【００９２】
すなわち、スクイーズローラと感光体との間のギャップが狭いほど、現像液の残量は減るが、現像後のトナーを剥ぎ取ってしまうことが認められる。
【００９３】
なお、この比較用の現像装置を用いて、先の図１に示したような、実験装置で画像を形成したが、余剰の溶媒を、乾燥ブロア６のみにより乾燥しきれず、現像後のトナー像を中間転写体９に、１次転写させることができなかった。また、乾燥ブロア６から出力される風量を２０ｍ／ｓｅｃに増加させたところ、トナー像が感光体１上を、風下（現像装置寄り）に流れてしまった。
【００９４】
一方、同比較用の現像装置を、プロセス速度を１００ｍｍ毎秒に低下させ、図４に示したような構成のフルカラー画像形成装置を構成したが、感光体上に、Ｙ、Ｍ、Ｃの順に、トナー像を形成した時点で、現像順が遅い色の現像器内（Ｍ、Ｃ）には、既に現像されているトナーが混入して混色し、また現像順が遅い色ほどスクイーズローラにより剥ぎ取られて所望の色再現を実現することができないことが確認された。
【００９５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の湿式画像形成装置は、トナー像を乱すことなく速やかに現像されたトナー像を乾燥することができるため、画質を向上し、消費電力を高めることなく、高速度に画像を出力可能となる。
【００９６】
なお、感光体と現像ローラとの間の現像ギャップは、広すぎると、電界集中を引き起こす。これは、出力画像に、エッジ効果（大きな面積の塗りつぶし画像において、輪郭部の濃度が中央部よりも高くなる現象）を引き起こす要因となる。、また、現像ギャップが狭すぎると、現像バイアス電圧が感光体にリークする恐れがあるため、５０〜２００μｍ程度に設定することが好ましい。
【００９７】
また、図３（ａ）、３（ｂ）および３（ｃ）を用いて説明したように、現像ギャップが溶媒にみたされているときには、潜像付近の現像液中のトナーは潜像に付着するがその付着力は弱く、また非画像部上の現像液中のトナーは、現像ローラ側に付着するものの、現像ニップで潜像側にも現像ローラ側にも電気泳動しきれなかったトナーが全面に浮遊している。
【００９８】
このような条件下で、スクイーズローラ（第１）は、現像ギャップよりも狭い間隔のギヤツプを持って感光体に対峙され、感光体と逆方向に、周速比１．５〜５倍の速度で回転されることによって、感光体上の余剰現像液を除去する。この工程によって、潜像にも現像ローラにも付着しなかった浮遊トナーが余剰現像液とともに除去される。
【００９９】
第２のスクイーズローラは、非画像部上に残っているトナーが含まれていない溶媒膜と、潜像上に堆積したトナー粒子間に残った溶媒とを除去する。このとき、潜像上のトナーを感光体側に押し付けることにより、像を乱すことなく、溶媒のみを除去できる。なお、第２の絞りローラは、感光体の周速と同一の周速（周速差なし）で、外表面が同一の方向に移動するよう回転されるので、現像像を乱すことがない。
【０１００】
但し、第２の絞りローラは、感光体と接触しているため、トナー像が付着することを防止するために、（ローラ）表面に、低表面エネルギー処理を施すことが必要である。なお、第２のスクイーズローラが感光体に及ぼす圧力が大きすぎるとトナー像がつぶされて乱れる（線が太くなる）ため、接触圧力は、上限値を有する。
【０１０１】
また、非画像部上の溶媒は、接触ニップにより堰き止められ、トナー粒子間の溶媒は、スクイーズされて除去される。
【０１０２】
本発明によれば、乾燥用ブロアの風量および温度を押さえられるため、プロセス速度を早くすることができる。
【０１０３】
また、この現像装置を、感光体（ドラムあるいはベルト）周辺に複数個並べてカラー画像形成装置を構成すれば、１色めを現像後のトナーは、溶媒を含むことなく余分な溶媒のほとんど取り除かれて、感光体または転写媒体上に安定に固定されるため、次の色の画像の形成のための帯電、露光および現像が繰り返されたとしても、２色目の現像時に、２色目の現像装置内に、１色目のトナーが取り込まれて混色したり、第１の絞りローラにより、１色目のトナーまで剥ぎ取られてしまったりする不具合も生じない。
【０１０４】
これにより、感光体上でカラー画像の成分色である４色の画像を重ねて出力用転写媒体に、一括転写する方式も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態が適用される湿式の画像形成装置を説明する概略図。
【図２】図１に示した画像形成装置に組み込まれる液体現像装置を抜き出して拡大した状態を示す概略図。
【図３】図２に示した現像装置の現像ローラと感光体との間に存在する現像液中のトナーの状態、第１のスクイーズローラにより溶媒が除去される原理、および第２のスクイーズローラによりトナー像のトナー間の溶媒が除去される原理を説明する概略図。
【図４】図１に示した画像形成装置の別の実施の形態を説明する概略図。
【図５】図１に示した画像形成装置のさらに別の実施の形態を説明する概略図。
【符号の説明】
１ ・・・感光体、
２ ・・・電源装置、
３ ・・・帯電チャージャ、
４ ・・・露光装置、
５ ・・・現像装置、
６ ・・・ブロア、
７ ・・・除電器、
８ ・・・クリーニング装置、
９ ・・・中間転写体、
１０ ・・・バックアップローラ、
１１ ・・・転写材保持部、
１２ ・・・転写材、
５１ ・・・現像ローラ、
５１ａ・・・ブレード、
５２ ・・・電源装置、
５３ ・・・ハウジング、
５４ ・・・第１のスクイーズローラ、
５４ａ・・・ブレード、
５５ ・・・第２のスクイーズローラ、
５６ ・・・現像液循環機構、
５７ ・・・電源装置、
５８ ・・・電源装置、
５９ ・・・現像タンク。
Claims (5)
- 感光体に対して、感光体と現像ローラの間隔よりも狭い間隔で対向配置され、外周面と逆方向に、前記感光体の外周面が移動する速度に対して、１．５〜４倍の移動速度で回転される表面をもつ第１のスクイーズローラと、感光体に対して所定の圧力で接触するように配置され、感光体が回転する方向と同一の方向に速度差なしで接触しつつ回転する表面をもつ第２のスクイーズローラと、を有する現像装置と、
感光体の外周面の所定の位置に接触し、感光体との間に供給される転写媒体を加熱しうるとともに、感光体上に形成されているトナー像を転写媒体に転写する加圧ローラと、
を有し、
樹脂と顔料を混合したトナー粒子を、石油系非極性溶媒中に分散させた液体現像剤を用いて、感光体上の静電潜像を現像し、
前記第１のスクイーズローラで、現像後の感光体上に存在する余剰の現像液を除去し、
前記第２のスクイーズローラで、潜像を現像して形成されたトナー像に含まれる溶媒を搾り出し、
前記現像装置と前記加圧ローラとの間に設けられたブロアによって感光体上のトナー像が含む溶媒を除去した後で、前記加圧ローラにより感光体上のトナー像を転写媒体上に転写することを特徴とする画像形成装置。 - 感光体に対して、感光体と現像ローラの間隔よりも狭い間隔で対向配置され、外周面と逆方向に、前記感光体の外周面が移動する速度に対して、１．５〜４倍の移動速度で回転される表面をもつ第１のスクイーズローラと、感光体に対して所定の圧力で接触するように配置され、感光体が回転する方向と同一の方向に速度差なしで接触しつつ回転する表面をもつ第２のスクイーズローラと、を有する現像装置と、
感光体の外周面の所定の位置に接触し、感光体との間に供給される転写媒体を加熱しうるとともに、感光体上に形成されているトナー像を転写媒体に転写する加圧ローラと、
を有し、
樹脂と顔料を混合したトナー粒子を、石油系非極性溶媒中に分散させた液体現像剤を用いて、感光体上の静電潜像を現像し、
前記第１のスクイーズローラで、現像後の感光体上に存在する余剰の現像液を除去し、
前記第２のスクイーズローラで、潜像を現像して形成されたトナー像に含まれる溶媒を搾り出し、
前記現像装置と中間転写媒体との間に設けられたブロアによって感光体上のトナー像が含む溶媒を除去されたトナー像を、前記現像装置と前記加圧ローラとの間であってブロアの下流側に設けられた前記中間転写媒体により一旦保持し、前記加圧ローラにより前記中間転写媒体に保持されているトナー像を転写媒体上に転写することを特徴とする画像形成装置。 - 前記中間転写媒体は、金属円筒の表面に弾性体層が形成されていることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
- 前記加圧ローラは、金属シャフトに、弾性体層が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
- 液体現像剤は、樹脂と顔料を、４：１〜１：１の割合で混合したものを、０．１〜３μｍ、望ましくは０．５〜２μｍの粒径としたトナー粒子を、石油系非極性溶媒中に、ナフテン酸、オクタン酸、ヘプタン酸、ステアリン酸、ジルコニウム塩、マンガン塩、ニッケル塩、鉄塩、コバルト塩、亜鉛塩、およびそれらの組み合わせによって得ることのできる金属石鹸を帯電補助剤として用いることで「正」に帯電させたものを含むことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
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