JP3868139B2

JP3868139B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3868139B2
Application number: JP3589599A
Authority: JP
Inventors: 則康竹内
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-02-15
Filing date: 1999-02-15
Publication date: 2007-01-17
Anticipated expiration: 2019-02-15
Also published as: JP2000235306A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に係り、詳しくは、像担持体上に形成された静電潜像を可視化するための液体現像剤を収容する現像剤収容タンクと、上記液体現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体に上記液体現像剤を塗布する現像剤塗布手段とを有する現像手段を具備した画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液体現像剤を用いて顕像化する画像形成装置では、絶縁性液体中にトナーを分散した液体現像剤によって像担持体上に形成された静電潜像を現像する。現像においては液体現像剤は帯電したトナーが絶縁性液体中を静電気の力によって移動し、静電潜像を現像する。このため、この移動距離が短いほど現像効率が向上する。そのためには、現像剤担持体上に液体現像剤のミクロン単位の薄層を形成し、この薄層化された液体現像剤を像担持体に接触させて現像することが望ましい。このことは、特に１００〜１００００ｍＰａ・ｓの高粘度の液体現像剤を用いる場合により顕著である。
【０００３】
このような液体現像剤の薄層を形成するための手段として、本出願人は、特願平１０−２７０２０７号において、その表面に規則的な彫刻がなされたローラを用い、このローラにブレードを当接することで液体現像剤の量を計量し、これを現像剤担持体へ転写塗布することで均一な薄層を形成する手段を開示している。この際、この塗布ローラの端部での液体現像剤の処理が問題となる。
【０００４】
例えば、図９に示すように、現像剤担持体１の幅方向の長さを塗布ローラ２の長さよりも長くした場合、塗布ローラ２上でブレードによって除外された液体現像剤は塗布ローラ２の端面２ｂへまわり、ここから、現在剤担持体１へ付着し、結果的に現像剤担持体１上で塗布面の両端部に付着量の多い不均一塗布領域１ｂを形成してしまう。この不均一塗布領域１ｂを使用して現像すると画像濃度が濃くなってしまう。この不均一塗布領域１ｂを画像領域から外した場合でも、塗布量が多いため、像担持体と現像剤担持体１の形成する電界による制御が利かず、像担持体へ液体現像剤が付着し、無駄に液体現像剤を消費してしまう。これを防止するために、従来の装置ではこの塗布ローラ２の端面２ｂから余分な液体現像剤を除去するためのブレードやスポンジ等のクリーニング部材が取り付けられているが、完全に除去することは難しい。
【０００５】
また、逆に現像剤担持体の長さを塗布ローラの長さよりも短くした場合、塗布ローラの端面に付着した液体現像剤が現像剤担持体へ付着することは防止できるが、現像剤担持体の全面に液体現像剤が塗布されることになり、塗布時、あるいは、現像時に液体現像剤が現像剤担持体の端面へまわり込んでしまい、ここが、新たな不均一塗布領域となってしまう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、上記液体現像剤の無駄な消費を防ぐことができ、しかも、上記現像剤担持体に該液体現像剤の均一な塗布層を形成して、画像品質を向上させることのできる画像形成装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、像担持体上に形成された静電潜像を可視化するための液体現像剤を収容する現像剤収容タンクと、上記液体現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体に上記液体現像剤を塗布する現像剤塗布手段とを有する現像手段を具備した画像形成装置において、上記現像剤塗布手段は、両端部に中央部の塗布領域よりも径の大きな段差ローラ部からなる非塗布領域を有する塗布ローラであって、該塗布ローラの非塗布領域を含めた長さが、上記現像剤担持体の幅方向の長さよりも長く、かつ、該塗布ローラの塗布領域の長さが、該現像剤担持体の幅方向の長さよりも短いものであり、上記塗布ローラの両段差ローラ部に当接して余分な液体現像剤を該塗布ローラからかき落とす余剰液除去手段を有することを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記現像剤担持体上の現像後の液体現像剤を除去するための除去手段を有し、該除去手段によって除去する現像剤担持体上の領域の、該現像剤担持体幅方向の長さが、上記塗布ローラの塗布領域の長さよりも長く、かつ、該現像剤担持体の幅方向の長さよりも短いことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、上記余剰液除去手段は余剰液除去ローラであることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項３の画像形成装置において、上記余剰液除去ローラは表面に弾性体を有し、該弾性体の硬度がＪＩＳＡで３０度以上７０度以下であることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項４の画像形成装置において、上記余剰液除去ローラは駆動手段を有さず、上記塗布ローラの回転によって連れまわりすることによって回転することを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真複写機（以下、単に「複写機」という。）に適用した一実施形態について説明する。
まず、実施形態に係る複写機全体の構成及び動作について説明する。
図１は、実施形態に係る複写機全体の構成を示す概略図である。本実施形態の複写機は、像担持体としての感光体１０の周囲に、帯電手段としての帯電ローラ１１と、書込手段としての露光装置１２と、現像手段としての液体現像装置２０と、転写手段としての転写装置１４と、クリーニング手段としてのクリーニング装置１５とを有する。また、上記転写装置１４によりトナー像が転写される転写紙１７は、給紙部１６から給紙搬送路を通って転写装置１４を通過し、定着手段としての定着装置１８へ搬送される。
【００１４】
上記感光体１０は、上記帯電ローラ１１で帯電された後、上記露光装置１２により画像に応じた光が照射されて静電潜像が形成される。この静電潜像は、上記液体現像装置２０によって液体現像剤１３により現像されて可視化される。本実施形態で使用する液体現像剤１３は、例えばジメチルポリシロキサンオイル等の絶縁性液体からなるキャリア液の中にトナーを高濃度で分散し、１００〜１００００ｍＰａ・ｓの高粘度を有するように調製されている。この液体現像剤１３により感光体１０上に形成されたトナー像は、上記転写装置１４によって上記給紙部１６から搬送されてきた転写紙１７に転写される。そして、転写紙１７に転写されたトナーは、上記定着装置１８に送られ、熱及び圧力の作用を受けて該転写紙１７に定着する。また、上記感光体１０に残留した転写残現像剤は、上記クリーニング装置１５によって除去され、画像形成工程を終了し、以後、上述した処理を繰り返す。
【００１５】
次に、上記複写機の液体現像装置２０の構成について説明する。
図２は、液体現像装置２０の構成を示す説明図である。
本実施形態に係る液体現像装置２０は、液体現像剤１３を収容する現像剤収容タンク２１を有する。この現像剤収容タンク２１の内部には、現像剤担持体としての現像ローラ２２と、現像剤塗布手段としての塗布ローラ２３と、上記液体現像剤１３の塗布量を計量するメータリング手段としてのメータリングブレード２４と、上記現像ローラ２２上に残留した残留現像剤を回収するクリーニングブレード２５と、上記液体現像剤１３を循環・攪拌させる現像剤循環・攪拌手段としての一対のスクリュー２６ａ、２６ｂとが設けられている。
【００１６】
塗布ローラ２３は液体現像剤１３にその一部が浸かっており、塗布ローラ２３上に付着した液体現像剤１３をメータリングブレード２４で計量し、これを現像ローラ２２上に塗布することで液体現像剤１３の薄層を形成している。この液体現像剤１３によって潜像を現像し、現像後の液体現像剤１３はクリーニングブレード２５によって現像ローラ２２上から除去される。なお、一対のスクリュー２６ａ、２６ｂによって、現像剤収容タンク２１内の液体現像剤１３を循環・攪拌して、液体現像剤１３の状態、粘性および分散状態を常に同一に保つことができる。
【００１７】
現像が繰り返されて現像剤収容タンク２１内の液体現像剤１３の量が減少した場合には、図示しない液体現像剤貯蔵部より液体現像剤１３が供給されるので、常に塗布ローラ２３上に液体現像剤１３が供給できる状態に保たれている。
【００１８】
塗布ローラ２３によって現像ローラ２２上に液体現像剤１３の薄層を形成する構成及び動作について、さらに詳しく説明する。
図３（ａ）は、両端部に非塗布領域を設けた塗布ローラ２３とドクタ２７が当接している状態の説明図である。図３（ｂ）は、ドクタ２７で塗布ローラ２３上の液体現像剤１３を規制している状態を示す側面図である。また、図４は、塗布ローラ２３によって、液体現像剤１３を現像ローラ２２へ塗布した状態を示す説明図である。
【００１９】
塗布ローラ２３は、現像ローラ２２上へ塗布される液体現像剤１３の不均一な領域をなくすために、両端部に中央部の塗布領域２３ａよりも若干径の大な段差ローラ部２３ｂを有している。また、塗布ローラ２３の端部２３ｃが現像ローラ２２に接触することと、塗布領域２３ａに現像ローラ２２の端部２２ｃが入ることとを防止するために、塗布ローラ２３は、軸部２３ｓを除く長さが現像ローラ２２の長さより長く、かつ、塗布領域２３ａの長さを現像ローラ２２の長さよりも短く構成している。
【００２０】
そして、両端部の段差ローラ部２３ｂに、余分な液体現像剤１３を除去するためのブロック状のドクタ部材２７を接触させる。塗布ローラ２３に付着した液体現像剤１３のうち両端部の段差ローラ部２３ｂではドクタ部材２７によって完全に除去される。また、中央の塗布領域２３ａにおいては段差ローラ部２３ｂとの段差により、塗布ローラ２３とドクタ部材２７との間に隙間が生じ、この隙間に液体現像剤１３が残されるので、これを現像ローラ２２に塗布することで薄膜を形成することができる。
なお、ドクタ部材２７としては、ブロック状の形状のほか、ローラ形状のものなども考えられる。
【００２１】
なお、現像後に現像ローラ２２に残った液体現像剤１３については、これを除去しないと画像パターンがゴーストとなって影響してしまうので、これをクリーニングするためのクリーニングブレード２５を配設している。
図５（ａ）は、クリーニングブレード２５の長さと、現像ローラ２２の長さと、塗布ローラ２３の長さとの関係を示す図である。
ここで、ブレード２５の長さを現像ローラ２２よりも長くすると、クリーニングした液体現像剤１３の一部が現像ローラ２２の端面にまわり込んでしまう。逆に、クリーニングブレード２５の長さを現像ローラ２２よりも短くすると、クリーニングブレード２５の両端部に対応した現像ローラ２２上に液リング２８が発生してしまう。そこで、本発明においては、クリーニングブレード２５の幅方向の長さと、現像ローラ２２の長さと、塗布ローラ２３の長さと、塗布領域２３ａの長さとの関係を、以下のように構成している。
【００２２】
【式１】
Ｌ<２５Ｌ<２２Ｌ<２３Ｌ
ここで、Ｌは塗布領域２３ａの長さ、２５Ｌはクリーニングブレード２５の長さ、２２Ｌは現像ローラ２２の長さ、２３Ｌは塗布ローラ２３の長さである。
【００２３】
上記式１のように各部材の長さを構成しておくことによって、クリーニングブレード２５でクリーニングした液体現像剤１３の一部が、現像ローラ２２の端面へまわり込むことを防止することができる。また、図５（ｂ）に示すように、クリーニングブレード２５の両端部に対応した現像ローラ２２上に発生した上記液リング２８は、塗布ローラ２３の非塗布領域である段差ローラ部２３ｂとの当接部２９で除去されるため現像時に影響を与えることがなく、液体現像剤１３の無駄な消費を抑えることができる。
【００２４】
以上のような構成及び動作によって、余分な液体現像剤１３の消費を防ぐとともに、現像ローラ２２上に液体現像剤１３の均一な厚さの薄層を形成することが可能になる。
【００２５】
〔変形例１〕
上記実施形態１に示した塗布ローラ２３は、両端に設けられた段差ローラ部２３ｂの段差とドクタ部材２７とのギャップによって塗布量が決められるため、現像ローラ２２上に液体現像剤１３の薄層を形成する場合に非常に高い機械精度が要求される。そこで、本変形例では塗布ローラとして両端に非彫刻領域を備えた計量ローラであるアニロックスローラ３０を使用した。
【００２６】
図６（ａ）、（ｂ）は、アニロックスローラ３０と、メータリングブレード２４と、現像ローラ２２とを示した図である。このアニロックスローラ３０は、その中央部の表面に凹凸の彫刻部３０ａを有しており、表面に供給された液体現像剤１３のうち余分なものをメータリングブレード２４を当接させることで除去して表面の凹凸の彫刻部３０ａによって塗布量を規制する計量ローラとなっている。このアニロックスローラ３０を用いることにより、アニロックスローラ３０の外径精度等の機械精度に依存しないで安定した計量が可能となる。
さらに、図６（ａ）に示すように、両端部に非彫刻領域３０ｂを設けることで、非塗布領域を作ることが可能である。
【００２７】
なお、塗布ローラ２３としてアニロックスローラ３０を用い、これにメータリングブレード２４を当接させて液体現像剤１３の余剰液を除去して計量を行う場合、この余剰液除去用のメータリングブレード２４とアニロックスローラ３０との間に紙紛やほこりなどのゴミが入ると、その部分では正確に計量することができずに、すじ状の塗布むらとなり、画像品質を低下させてしまう虞がある。また、一度ゴミが詰まってしまうとメータリングブレード２４の当接を解除しない限りこれを取り除くことは困難である。
【００２８】
そこで、液体現像剤１３の余剰液除去の計量手段としてメータリングブレード２４にかえてドクタローラ３１を用いることができる。
図７は、ドクターローラ３１とアニロックスローラ３０との当接部において、互いに逆方向に回転する構成としたことを示す図である。ドクタローラ３１をアニロックスローラ３０の回転方向に対して逆方向に回転させることによって、詰まったゴミを除去することができる。この場合には、ドクターローラ３１表面の液体現像剤１３をブレード３２によって除去する必要がある。
また、図８は、ドクターローラ３１とアニロックスローラ３０との当接部において、互いに同方向に回転する構成としたことを示す図である。ドクタローラ３１をアニロックスローラ３０の回転方向に対して同じ方向に回転させることによって、詰まったゴミを除去することができる。
【００２９】
ドクタローラ３１の表面の材質としては、ドクタローラ３１の機能上、アニロックスローラ３０と幅方向全域にわたって接触する必要があり、金属では機械精度上困難である。そこで、表面に弾性体３１ａを巻いた構成とした。この弾性体３１ａの硬度としては、柔らかすぎるとアニロックスローラ３０の彫刻部に弾性体３１ａが入り込んでしまい必要以上に液体現像剤１３を除去してしまう問題があり、硬すぎるとアニロックスローラ３０と幅方向全域にわたって接触することが困難になることから、ＪＩＳＡの硬度で３０度以上７０度以下とした。
【００３０】
また、弾性体３１ａとしてゴムを巻いたドクタローラ３１を、アニロックスローラ３０との間の摩擦力によって連れ廻りさせて回転させると、ドクタローラ３１に駆動力を伝達する必要がなくなり、簡略な構成とすることが可能となる。アニロックスローラ３０の表面には凹凸が形成されているため、表面部がゴムで構成されたドクタローラ３１を当接することで、ドクタローラ３１を滑ることなく回転させることができるためである。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１、２、３、４及び５の発明によれば、上記現像剤担持体の幅方向の長さが、上記塗布ローラの塗布領域よりも長く、かつ、該塗布ローラの非塗布領域を含めた長さよりも短い。このため、該塗布ローラの両端が該現像剤担持体と当接せず、該現像剤担持体の両端も該塗布領域に当接することがないので、上記液体現像剤が該現像剤担持体の両端面や該塗布ローラの両端面にまわり込むことがない。このことによって、該液体現像剤の無駄な消費を防ぐことができ、しかも、該現像剤担持体に該液体現像剤の均一な塗布層を形成して、画像品質を向上させることが可能になるという優れた効果がある。
【００３２】
特に、請求項２の発明によれば、上記除去手段の幅方向の長さが、上記塗布ローラの塗布領域の長さよりも長く、かつ、上記現像剤担持体の幅方向の長さよりも短い。このため、該現像剤担持体上に、該除去手段の両端部に対応した液リングが発生しても、該塗布ローラの非塗布領域で該液リングを除去することができる。このことによって、該液体現像剤の無駄な消費を防ぐことができるという優れた効果がある。
【００３４】
特に、請求項３の発明によれば、上記塗布ローラに当接して余分な液体現像剤をかき落とすための余剰液除去ローラを有しているので、該塗布ローラと余剰液除去ローラとの間に異物が混入しても、該異物を除去することができる。また、該余剰液塗布ローラを該塗布ローラの回転方向に対して逆方向に回転させることによって、混入した異物を確実に除去することができる。このことによって、該現像剤担持体上に生じる該塗布ローラの余剰液除去手段への異物混入によって生じる該液体現像剤の不均一塗布を防止して、該液体現像剤の均一な塗布層を該現像剤担持体上に形成することができるという優れた効果がある。
【００３５】
特に、請求項４の発明によれば、上記余剰液除去手段であるローラ表面の弾性体の硬度は、ＪＩＳＡの硬度で３０度以上７０度以下であるため、該弾性体が柔らかすぎて上記塗布ローラの彫刻部に入り込んで上記液体現像剤を過剰に除去してしまうことを防止することができる。また、該弾性体が硬すぎて該塗布ローラとの当接部の全域で接触することが困難なことによる、該液体現像剤の除去不良を防止することができる。これらのことによって、該塗布ローラで正確に該液体現像剤を計量することができ、上記現像剤担持体に均一な薄層を形成することが可能になるという優れた効果がある。
【００３６】
特に、請求項５の発明によれば、上記余剰液除去ローラは、上記塗布ローラによって連れ廻りして回転する。このことによって、該余剰液除去ローラを駆動させるための特別な駆動手段を設けなくても、該塗布ローラで正確に該液体現像剤を計量することができ、上記現像剤担持体に均一な薄層を形成することが可能になるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に複写機の要部概略構成図。
【図２】現像装置の構成説明図。
【図３】（ａ）は、両端部に非塗布領域を設けた塗布ローラとドクタが当接している状態の説明図。（ｂ）は、ドクタで塗布ローラ上の液体現像剤を規制している状態を示す側面図。
【図４】塗布ローラによって、液体現像剤を現像ローラへ塗布した状態を示す説明図。
【図５】（ａ）は、クリーニングブレードの全長と、現像ローラの全長と、塗布ローラの全長との関係を示す図。（ｂ）は、クリーニングブレードで発生した液リングを塗布ローラで除去する状態を示す図。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、アニロックスローラと、メータリングブレードと、現像ローラとを示した図。
【図７】ドクターローラとアニロックスローラとの当接部において、互いに逆方向に回転する構成としたことを示す図。
【図８】ドクターローラとアニロックスローラとの当接部において、互いに同方向に回転する構成としたことを示す図。
【図９】従来の塗布ローラで現像剤担持体に現像剤の薄層を形成した状態の説明図。
【符号の説明】
１０感光体
１３液体現像剤
２０液体現像装置
２１現像剤収容タンク
２２現像ローラ
２３塗布ローラ
２３ａ塗布領域
２３ｂ非塗布領域
２４メータリングブレード
２５クリーニングブレード
２６ａ、２６ｂ循環・攪拌スクリュー
２７ドクタ
２８液リング
３０アニロックスローラ

Claims

像担持体上に形成された静電潜像を可視化するための液体現像剤を収容する現像剤収容タンクと、上記液体現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体に上記液体現像剤を塗布する現像剤塗布手段とを有する現像手段を具備した画像形成装置において、
上記現像剤塗布手段は、両端部に中央部の塗布領域よりも径の大きな段差ローラ部からなる非塗布領域を有する塗布ローラであって、該塗布ローラの非塗布領域を含めた長さが、上記現像剤担持体の幅方向の長さよりも長く、かつ、該塗布ローラの塗布領域の長さが、該現像剤担持体の幅方向の長さよりも短いものであり、
上記塗布ローラの両段差ローラ部に当接して余分な液体現像剤を該塗布ローラからかき落とす余剰液除去手段を有することを特徴とする画像形成装置。
請求項１の画像形成装置において、
上記現像剤担持体上の現像後の液体現像剤を除去するための除去手段を有し、
該除去手段によって除去する現像剤担持体上の領域の、該現像剤担持体幅方向の長さが、上記塗布ローラの塗布領域の長さよりも長く、かつ、該現像剤担持体の幅方向の長さよりも短いことを特徴とする画像形成装置。
請求項１または２の画像形成装置において、
上記余剰液除去手段は余剰液除去ローラであることを特徴とする画像形成装置。
請求項３の画像形成装置において、
上記余剰液除去ローラは表面に弾性体を有し、該弾性体の硬度がＪＩＳＡで３０度以上７０度以下であることを特徴とする画像形成装置。
請求項４の画像形成装置において、
上記余剰液除去ローラは駆動手段を有さず、上記塗布ローラの回転によって連れまわりすることによって回転することを特徴とする画像形成装置。