JP4193919B2 - 静電潜像の液体現像装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電子写真や静電記録、イオノグラフィ等の方法で形成された静電潜像を、液体現像剤を用いて可視像化する静電潜像の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、画像支持体上に形成された静電潜像を、帯電した顕像化粒子であるトナーによって現像するカラー対応の静電潜像の現像装置において、画像支持体の潜像面にカラー用現像剤を供給するときには、イエロー、マゼンダ、シアン、およびブラックの現像剤にそれぞれ対応する現像剤支持体を設け、先ず、イエローの現像剤に対応する現像剤支持体を画像支持体に当接させることにより、画像支持体の潜像面にイエローの現像剤を供給し、次に、同様の方法で、画像支持体の潜像面にマゼンダ、シアン、およびブラックの現像剤を次々に供給する方法が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の静電潜像の現像装置では、現像剤支持体が各現像剤ごとに必要になるため、装置の小型化が図れないという問題があった。また、従来の静電記録装置等では、一般に有機溶剤であるIsoparG （登録商標：Exxon 社製）にトナーを約１〜２％の割合で混ぜた低粘性の液体現像剤が使用されている。このため、画像支持体への付着力が増加する高濃度高粘性の液体現像剤（絶縁性液体中にトナーが高濃度に分散された１００〜１００００ｍＰａ・ｓの高粘性の液体現像剤）を用いた場合、画像支持体の非画像部分にトナーを付着させることなく画像支持体の潜像面に液体現像剤を供給する方法としていかなる方法が好適であるのかは明らかでない。
【０００４】
【目的】
本発明は上記事情に基づいてなされたものであり、装置の小型化を図ることができる高濃度高粘性の液体現像剤を用いた静電潜像の液体現像装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の静電潜像の画像形成装置は、画像支持体上に形成された静電潜像を、帯電した顕像化粒子であるトナーによって現像し、前記画像支持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する画像形成装置であって、現像剤支持体上に塗布された絶縁性液体中に平均粒径０．１〜５μｍのトナーが濃度２０〜４０％で分散された粘度５００〜６０００ｍＰａ・ｓの液体現像剤を前記画像支持体の潜像面に供給して前記画像支持体上にトナー像を形成する現像手段が、隣接するローラが相互に反対方向に回転する複数のローラを用いて供給する複数のカラー用液体現像剤供給手段を含み、この複数のカラー用液体現像剤供給手段から一つの可撓性及び導電性を有する現像剤支持体に、カラー用液体現像剤の厚みが８〜２０μｍとなるように、液体現像剤を供給する現像手段であり、前記現像剤支持体と画像支持体との間隔が液体現像剤層の厚み以下で、前記現像剤支持体上の高粘度の液体現像剤のみが画像支持体と接触するようにしたことを特徴とする。
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、さらに、前記複数のカラー用液体現像剤供給手段を回転移動して切り換えて順次一の前記カラー用液体現像剤供給手段を前記現像剤支持体に当接させることを特徴とする。
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、さらに、前記複数のカラー用液体現像剤供給手段を平行移動して切り換えて順次一の前記カラー用液体現像剤供給手段を前記現像剤支持体に当接させることを特徴とする。
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、さらに、前記現像剤支持体と前記複数のカラー用液体現像剤供給手段とを選択的に離接する離接手段を設けたことを特徴とする。
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、さらに、前記液体現像剤は、絶縁性液体の粘度が０．５〜１０００ｍＰａ・ｓ、電気抵抗が１０１２Ωｃｍ以上、表面張力が２１ｄｙｎ／ｃｍ以下、沸点が１００℃以上であることを特徴とする。
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、さらに、前記液体現像剤は、シリコンオイルを絶縁性液体として利用するものであることを特徴とする。
【００１６】
【作用】
本発明の静電潜像の画像形成装置は、カラー用液体現像剤を画像支持体の潜像面に供給する現像剤支持体と現像剤支持体にカラー用液体現像剤を供給する複数のカラー用液体現像剤供給手段とを有する現像手段により、現像剤支持体は一つで済むので、装置の小型化を図ることができる。また、トナーが高濃度に分散された液体現像剤を薄層にして現像することにより、液量は従来の低濃度の液体現像剤に比べて、遥かに少なくすることができる。液体現像剤は、粘度が１００００ｍＰａ・ｓ以上になると、絶縁性液体とトナーとの攪拌が難しくなり、液体現像剤をどのようにして作るかが問題となる。したがって、１００００ｍＰａ・ｓ以上の液体現像剤はコスト的に見合わなくなり、現実的でなくなる。一方、１００ｍＰａ・ｓ以下では、トナー濃度が低くなるとともに、トナーの分散性が悪くなるので、現像液を薄層にして現像することができなくなる。液体現像剤の層厚は、トナー濃度が高いときには薄く、低いときには厚くする必要がある。また、粘度が高い程、薄くする必要がある。ただし、層厚が４０μｍより厚いと、トナーの過剰付着が起こり、画像ノイズが発生する。一方、層厚が５μｍより薄いと、ベタ黒の画像を出力したときにむらが生ずるようになる。
さらに、ここでは、現像剤支持体と画像支持体との間に微小ギャップ即ち間隔ｄが８〜５０μｍの範囲で形成され、キャリア液とトナーからなる高粘度の液体現像剤がソフトコンタクトされる。これは、現像ギャップ即ち間隔ｄは、液体現像剤層以下で層を乱さない程度の寸法にすることで、液体現像剤の粘度、トナー濃度の違いに応じ、画像支持体と現像剤支持体上の液体現像剤層とを接触させたときに、液体現像剤が画像支持体にソフトとにコンタクトさせることができる。これによって、画質において解像力、ソリッド部の濃度の均一性が良くする。
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、現像剤支持体上の高粘度の液体現像剤のみが、現像剤支持体と画像支持体との間隔の中で、画像支持体と接触させることで、ソフトに接触させて、トナーの移動をスムーズにして画質において解像力、ソリッド部の濃度の均一性を良くする。
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、画像支持体上にプリウェット液層を設けておいても良く、これによって、現像剤支持体と画像支持体との間隔の中で、画像支持体とさらにソフトに接触させることで、トナーの移動をスムーズにして画質において解像力、ソリッド部の濃度の均一性を良くすることができる。
【００１７】
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、可撓性及び導電性を有する薄板状部材により形成された現像剤支持体を用いたことにより、現像剤支持体上に形成された液体現像剤層と画像支持体とが接触する際の接触圧力を分散させることができる。これにより、液体現像剤層が押しつぶされて画像支持体上の非画像部分にトナーが付着し画像が乱れるのを防止することができる。
【００１８】
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、複数のカラー用液体現像剤供給手段を回転移動して切り換えて順次一のカラー用液体現像剤供給手段を現像剤支持体に当接させることにより、簡易な構成で装置の小型化を図ることができる。
【００１９】
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、複数のカラー用液体現像剤供給手段を平行移動して切り換えて順次一のカラー用液体現像剤供給手段を現像剤支持体に当接させることにより、簡易な構成で装置の小型化を図ることができる。
【００２０】
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、現像剤支持体と複数のカラー用液体現像剤供給手段とを選択的に離接する離接手段を設けたことにより、簡易な構成で装置の小型化を図ることができる。
【００２１】
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、画像支持体上に離型性を有し化学的に不活性な誘電性液であるプリウェット液を塗布するプリウェット手段を設けたことにより、画像支持体上の非画像部分にトナーが付着するのを更に効果的に防止することができる。
【００２２】
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、プリウェット液の特性が前記のものであることにより、離型性を有し且つ絶縁性の良いプリウェット液を得ることができる。プリウェット液は、転写時に紙等に吸収されるため、定着時に蒸発させる必要がある。このため容易に蒸発しやすいものとするために粘度は０．５〜５ｍＰａ・ｓが望ましい。粘度が５ｍＰａ・ｓ以上であると蒸発し難くなり、０．５ｍＰａ・ｓ以下であると揮発性が高くなるので、危険物扱いとなり適当でない。沸点は１００℃以下であると、蒸発量が多くなるのでプリウェット液の保存方法に問題があり、装置全体を密閉構造にしなければならず、また作業環境を改善することも難しくなる。一方、沸点が２５０℃以上になると、定着時に紙がカールして使用できなくなり、また加熱のための高エネルギーが必要になるので、コスト高となる。電気抵抗は１０１２Ωｃｍ以下になると、絶縁性が悪くなり、プリウェット液として使用できなくなる。したがって、電気抵抗値はできるだけ高い値が望ましい。表面張力は２１ｄｙｎ／ｃｍ以上になると、濡れ性が悪くなり、液体現像剤との馴染みが悪くなる。したがって、表面張力は、できるだけ低い値が望ましい。
【００２３】
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、プリウェット液がシリコンオイルを主成分としたものであることにより、請求項７記載の特性を有するプリウェット液を得ることができる。
【００２４】
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、絶縁性液体に前記特性のものを用いることにより、絶縁性液体の含有量が極めて少ない高粘度の液体現像剤を得ることができる。現像剤支持体上に形成される液体現像剤層は薄層状に形成されるため、画像支持体の潜像面に付着する液体現像剤中に含まれる絶縁性液体もきわめて少量である。したがって、転写時に紙等に吸収される絶縁性液体はきわめて少量となるが、粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下であるので絶縁性液体の紙等への付着の問題は特に生じない。また、粘度が０．５ｍＰａ・ｓ以上あるので危険物として規制を受ける程には揮発性は高くない。絶縁性液体は沸点が１００℃以上あるので、殆ど蒸発せず現像剤の保存が容易で、装置全体を密閉構造する必要はない。また作業環境も悪化しない。電気抵抗は１０１２Ωｃｍ以上あるので、トナーの導電性に問題はなく現像剤として十分使用できる。表面張力は２１ｄｙｎ／ｃｍ以下であるので、濡れ性が良くプリウェット液との馴染みも良い。
【００２５】
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、絶縁性液体がシリコンオイルを主成分としたものであることにより、請求項９記載の特性を有する絶縁性液体を得ることができる。
【００２６】
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、液体現像剤が平均粒径０．１〜５μｍのトナーを５〜４０％の濃度で含むものであることにより、絶縁性液体中にトナーが高濃度に分散された液体現像剤を得ることができる。また、トナーの粒径の大きさに略反比例して、解像度が良くなる。通常、トナーは、プリントアウトされた紙上で５〜１０個位の固まりとなって、存在しているので、トナーの平均粒径が５μｍ以上になると、解像度が悪くなる。一方、トナーの平均粒径が０．１μｍ以下になると、物理的な接着力が大きくなり、転写の際にトナーを剥がし難くなる。
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、現像剤支持体上にカラー用液体現像剤を塗布する塗布ローラと、塗布ローラにカラー用液体現像剤を搬送する少なくとも一つの搬送ローラとを備えるカラー用液体現像剤供給手段としたことにより、トナーが高濃度に分散された液体現像剤を現像剤支持体上に薄くムラなく塗布することができる。
【００２７】
【実施例】
以下に本発明の第一実施例を図１乃至図５を参照して説明する。図１は本発明の第一実施例である静電潜像の画像形成装置における概略構成図、図２は第一実施例である静電潜像の画像形成装置に用いられるプリウェット装置の概略斜視図、図３は第一実施例である静電潜像の画像形成装置の動作を説明するための図、図４は図２に示すプリウェット装置の動作を説明するための図、図５はプリウェット液供給部材を感光体に当接させたときのプリウェット液の流れを表した図である。
【００２８】
本発明の第一実施例である静電潜像の画像形成装置における液体現像装置１は、図１に示すように、画像支持体である感光体１０と、感光体１０上にプリウェット液を塗布するプリウェット装置２０と、感光体１０を帯電させる帯電装置３０と、感光体１０上に像を露光する露光装置４０と、感光体１０の静電潜像が形成された部分にトナーを供給することにより静電潜像を顕像化する現像装置５０と、感光体１０上のトナーを所定の紙に転写すると共に定着させる転写装置６０と、所定の紙を転写装置６０に搬送する紙送り装置６１０と、感光体１０上に残留したトナーを除去するクリーニング装置７０と、帯電された感光体１０を除電する除電装置８０とを備えている。
【００２９】
帯電装置３０、露光装置４０、紙送り装置６１０、クリーニング装置７０、および除電装置８０については従来の電子写真式プリンタに用いられている従来技術をほとんどの場合について流用することができる。したがって、第一実施例では、上記の各装置の説明を省略して、本発明の主要部であるプリウェット装置２０、現像装置５０及び転写装置６０について説明する。
【００３０】
第一実施例のプリウェット装置２０は、図２に示すように、感光体１０上に描かれる画像幅と略同じ長さを有する板状のプリウェット液供給部材２０２と、プリウェット液供給部材２０２を収納するケース２０４と、プリウェット液２２０を貯蔵するタンク２０６と、タンク２０６に貯蔵されたプリウェット液２２０を汲み上げるポンプ２０８と、チューブ２１０ａ，２１０ｂと、変位装置２１２とを備える。
【００３１】
プリウェット液供給部材２０２には、気孔が連続した立体網目構造を有する連続多孔質体、例えばベルイータ（登録商標：カネボウ（株））が用いられる。ベルイータは、気孔の容積分だけプリウェット液２２０を保持することができ、また気孔の容積を越えるプリウェット液２２０が供給されたときには、プリウェット液２２０の流れ方向に対し垂直な方向においてプリウェット液２２０を均一に放出することができる。ケース２０４の感光体１０と対向する面には、図４に示すように、プリウェット液供給部材２０２の底面を感光体１０に当接させることができるように開口部２０４ａが設けられている。チューブ２１０ａは、ポンプ２０８により汲み上げられたプリウェット液２２０をプリウェット液供給部材２０２の供給側２０２ａに搬送する。尚、プリウェット液給部材２０２の供給側２０２ａとケース２０４との間には空間部２０４ｂが形成されており、プリウェット液２２０はこの空間部２０４ｂに蓄えられた後、供給側２０２ａから供給される。チューブ２１０ｂは、プリウェット液供給部材２０２の放出側２０２ｂから放出されたプリウェット液２２０をタンク２０６に搬送する。変位装置２１２は、外部からの信号が入力されていないときは、図４（Ａ）に示すように、プリウェット液供給部材２０２を感光体１０から離れた位置に保持し、外部からの信号が入力されているときは、図４（Ｂ）に示すように、プリウェット液供給部材２０２を感光体１０に当接させる。
【００３２】
第一実施例の現像装置５０は、現像剤支持体である現像ベルト５１０と、現像ベルト５１０を回転駆動すると共に現像ベルト５１０の一部を感光体１０に当接させるようにして保持する駆動ローラ５１２ａ，５１２ｂ，５１２ｃと、現像剤供給装置５１と、現像後、現像ベルト５１０に付着する液体現像剤５０８を除去する掻き取りブレード５１４とを備える。
【００３３】
現像剤供給装置５１は、カラー用液体現像剤供給手段である四つの現像カートリッジ５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ（以下、単に現像カートリッジともいう）が回転軸５０９に固着されて構成されている。各現像カートリッジは、タンク５０２と、タンク５０２の放出口に設けられた供給ローラ５０２ａと、供給ローラ５０２ａに当接するように設けられた搬送ローラ５０４と、搬送ローラ５０４に当接するように設けられた塗布ローラ５０６とを備える。現像カートリッジ５１ａのタンク５０２にはイエローのトナーを含む液体現像剤５０８ａが、現像カートリッジ５１ｂのタンク５０２にはマゼンダのトナーを含む液体現像剤５０８ｂが、現像カートリッジ５１ｃのタンク５０２にはシアンのトナーを含む液体現像剤５０８ｃが、そして、現像カートリッジ５１ｄのタンク５０２にはブラックのトナーを含む液体現像剤５０８ｄがそれぞれ貯蔵されている（以下、液体現像剤５０８ａ〜５０８ｄを単に液体現像剤５０８ともいう）。
【００３４】
供給ローラ５０２ａは、搬送ローラ５０４の回転方向と反対方向に回転することにより、タンク５０２に貯蔵された液体現像剤５０８を搬送ローラ５０４に供給する。搬送ローラ５０４は、塗布ローラ５０６の回転方向と反対方向に回転することにより、塗布ローラ５０６の表面に供給ローラ５０２ａにより供給された液体現像剤５０８を搬送する。塗布ローラ５０６は、現像ベルト５１０の回転方向と反対方向に回転することにより、現像ベルト５１０の表面に搬送ローラ５０４により搬送された液体現像剤５０８を塗布する。現像ベルト５１０への液体現像剤５０８の供給に搬送ローラ５０４及び塗布ローラ５０６を用いたのは、後述するように、第一実施例では液体現像剤５０８にトナーが高濃度に分散されたものを用いたので、少量の現像剤を現像ベルト５１０の表面に薄くムラなく塗布する必要があるからである。尚、搬送ローラ５０４と塗布ローラ５０６との間に、液体現像剤５０８を搬送する搬送ローラを一個又は複数個設けてもよい。この場合、現像ベルト５１０上に液体現像剤５０８をより均一に塗布することができる。
【００３５】
上記構成の現像剤供給装置５１は、回転軸５０９を回転して現像カートリッジ５１を回転移動することにより、いずれかの現像カートリッジ５１の塗布ローラ５０６を現像ベルト５１０に当接する。これにより、現像ベルト５１０上に所望の色のトナーを含む液体現像剤５０８を塗布する。
【００３６】
現像ベルト５１０は、駆動ローラ５１２ａ，５１２ｂ，５１２ｃによって感光体１０の回転方向と反対方向に回転することにより、感光体１０の表面に塗布ローラ５０４によって塗布された液体現像剤５０８を搬送する。現像ベルト５１０には、シームレスのニッケルベルトのような金属ベルト、ポリイミドフィルムベルト、ＰＥＴフィルムベルトのような樹脂ベルト、ゴムベルト等の可撓性を有するベルト部材が用いられる。これにより、現像ベルト５１０のテンションを調節して現像ベルト５１０上に形成された液体現像剤層と感光体１０上に形成されたプリウェット液層とが接触する際の接触圧力を分散させると、液体現像剤層及びプリウェット液層を介して感光体１０と現像ベルト５１０との間にあたかも間隔が形成されたかのようになる。このため、現像ベルト５１０上に形成された液体現像剤層と感光体１０上に形成されたプリウェット液層とを二層状態を維持しつつ接触させ、且つ両者をプリウェット液層の内部で分離させることができる。
【００３７】
現像ベルト５１０は電気的な現像バイアスを印加できるものでなければならない。したがって、樹脂ベルトを用いる場合には、ベルトの表面を導電加工するか、ベルトの材質に導電性微粒子を添加するなどして電気抵抗値を下げる必要がある。ベルト自体が導電性を有する場合は、駆動ローラ５１２ａ，５１２ｂ，５１２ｃには、現像バイアスを印加できるように電気抵抗値の低いゴムローラが用いられる。また、ベルトの表面に導電加工を施した場合は、ベルト表面に接触する導体を配設し、この導体に現像バイアスを印加する。
【００３８】
第一実施例の転写装置６０は、中間転写体である中間転写ベルト６０２と、中間転写ベルト６０２を回転駆動する駆動ローラ６０４ａ，６０４ｂ，６０４ｃと、中間転写ベルト６０２の一部を感光体１０に当接させるようにして保持する保持ローラ６０５ａ，６０５ｂと、中間転写ベルト６０２をトナーと反対の極性を有する電荷で帯電させるコロナ放電器６０６と、中間転写ベルト６０２に当接するようにして配設された二次転写体である二次転写ローラ６０３とを備える。
【００３９】
中間転写ベルト６０２は、駆動ローラ６０４ａ，６０４ｂ，６０４ｃによって感光体１０の回転方向と反対方向に回転する。中間転写ベルト６０２には、シームレスのニッケルベルトのような金属ベルト、ポリイミドフィルムベルトのような樹脂ベルト、ゴムベルト等の可撓性を有するベルト部材が用いられる。これにより、感光体１０上に形成されたトナー像と中間転写ベルト６０２とが接触する際の接触圧力を分散させることができる。尚、樹脂ベルトを用いる場合には、導電性微粒子を添加するか、または、ベルトの表面に導電加工を施す必要がある。
【００４０】
中間転写ベルト６０２には、テフロン、シリコン等の離型性の良い表面層が形成されている。これは、トナーの中間転写ベルト６０２への物理的な付着力を弱め、トナーの紙への移動を容易にするためである。
【００４１】
二次転写ローラ６０３は、中間転写ベルト６０２の回転方向と反対方向に回転することにより、紙送り装置６１０により搬送された紙を中間転写ベルト６０２と二次転写ローラ６０３との間に送り込む。この際、二次転写ローラ６０３は紙を介して中間転写ベルト６０２に押圧される。駆動ローラ６０４ａの内部には、図示されていないが、紙を加熱する定着ヒータが設けられている。定着ヒータは、駆動ローラ６０４ａに内設すると共に二次転写ローラ６０３に内設してもよい。尚、中間転写ベルト６０２は定着ヒータによって加熱されるため、耐熱性の優れたものが好ましい。
【００４２】
次に、本発明の第一実施例に用いた画像形成用資材について説明する。第一実施例に用いた液体現像剤５０８は、エポキシ等のバインダーとなるレジン、トナーに所定の電荷を与える荷電制御剤、着色顔料、トナーを均一に分散させる分散剤等からなるトナーと、キャリア液とからなる。トナーの構成は、従来の液体現像剤に用いられてきたものと基本的には同様であるが、帯電特性及び分散性の調整のためそれらの処方はシリコンオイルに適合するよう変更してある。トナーの平均粒径は、小さい程、解像度がよくなるが、粒径が小さいと物理的接着力が大きくなり転写する際に、はがし難くなる。このため、第一実施例ではトナーの平均粒径は、転写性の向上を目的として２〜４μｍあたりに中心が来るように調整してある。
【００４３】
液体現像剤の粘性は、用いるキャリア液、レジン、着色顔料、荷電制御剤などおよびそれらの濃度により決まる。第一実施例では、粘度を５０〜６０００ｍＰａ・ｓ、トナー濃度を５〜４０％の範囲で変化させて実験した。
【００４４】
キャリア液は、高電気抵抗を示すジメチルポリシロキサンオイル、環状ポリジメチルシロキサンオイル等の低粘度のものを用いる。尚、現像ベルト５１０上に形成される液体現像剤層は薄層状に形成されるため、液体現像剤層中に含まれるキャリア液はきわめて少量であるので、感光体１０の潜像面に供給される液体現像剤中に含まれるキャリア液もきわめて少量である。したがって、転写時に紙等に吸収されるキャリア液はきわめて少量となるので、粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下であれば定着後に残留するキャリア液は、ほとんど見られない。本発明者等の実験によれば、キャリア液に粘度が２．５ｍＰａ・ｓである米国ダウコーニング社のＤＣ３４４及び粘度が６．５ｍＰａ・ｓである米国ダウコーニング社のＤＣ３４５を用いて出画実験を行ったときは、いずれも定着後に紙上に残留するキャリア液は見られなかった。しかし、揮発性が高いため、現像装置を密閉構造にする必要が生じた。また、キャリア液に粘度が２０ｍＰａ・ｓである信越シリコン社のＫＦ−９６−２０を用いて出画実験を行ったときは、定着後に紙上に残留するキャリア液は見られなかった。また、揮発性がそれほど高くないので、現像装置を密閉構造にする必要は生じなかった。ＤＣ３４４，ＤＣ３４５及びＫＦ−９６−２０は、一般的に化粧品に用いられるもので毒性等の安全性は高い。キャリア液については、信越シリコン社のＫＦ９９３７等他に多くの種類があり、電気抵抗、蒸発特性、表面張力、安全性等が満たされていればいずれを選択してもよい。
【００４５】
また、発明者等が行った実験では、表面張力が大きい場合にはかぶりやトナーの塊が付着することがあり、実験的には表面張力が２１ｄｙｎ／ｃｍ以上では画質に問題が起こりやすいことが分かった。
【００４６】
電気抵抗値としては、トナーの帯電安定性の問題があり、１０１４Ωｃｍ以上が望ましい。最低限１０１２Ωｃｍ以上は必要である。第一実施例の説明では、これらの実験結果に鑑み、価格が低く入手の容易なＤＣ３４５を用いた例を示す。
【００４７】
プリウェット液は、画像支持体上に形成された静電潜像を乱すことなく、定着時に容易に蒸発し、かぶりやトナーの塊が付着しないものであることが要求される。例としては、米国ダウコーニング社のＤＣ３４４，ＤＣ２００−０．６５，−１．０，−２．０、信越シリコン社のＫＦ９６Ｌ−１，ＫＦ９９３７などが挙げられる。一般的に、蒸発性の高いシリコンオイルを選択する必要がある。
【００４８】
発明者等の行った実験では、液粘度が０．５〜３ｍＰａ・ｓの範囲で問題なく現像、転写、定着による液の乾燥が行われたが、５ｍＰａ・ｓから６ｍＰａ・ｓ程度ではやや定着時の液の乾燥に時間と温度が必要になる傾向が見られた。１０ｍＰａ・ｓでは乾燥に要するエネルギーが大きくなり過ぎ一般的ではない。また、０．５ｍＰａ・ｓ以下であると揮発性が高くなるので、危険物として法的規制の対象となり適当でない。また、紙への加熱の影響もあり、沸点は、２５０℃以下のものである必要がある。
【００４９】
表面張力は、現像剤と画像支持体との付着力をなくし、離型性をよくして画像の汚れ、かぶりを防ぎ、また画質の解像力、かぶりを向上させるため、できるだけ低いものがよい。本発明者等の実験によれば、２０〜２１ｄｙｎ／ｃｍ程度が限界でこれより低いものを選択する必要がある。
【００５０】
電気抵抗は、低い場合、潜像電荷をリークして像をぼかしてしまう。従って、できるだけ高いものを使用する必要がある。実験的には１０１４Ωｃｍ程度以上が望ましい。最低限１０１２Ωｃｍは必要である。
【００５１】
次に、本発明の第一実施例である静電潜像の画像形成装置の動作について説明する。先ず、図３（Ａ）に示すように、感光体１０の表面を帯電装置３０により帯電させる。一般に帯電装置３０には、コロナ放電器が用いられる。次に、帯電した感光体１０上に像を露光する。例えば、レーザースキャナーにより像を露光して感光体１０の表面に静電潜像を形成する。図３（Ｂ）に示すようにレーザースキャナーの光が当たった部分は、導電化するので電荷が消失し、光の当たらなかった部分は電荷の像である静電潜像として残る。
【００５２】
次に、図３（Ｃ）に示すように、プリウェット装置２０により感光体１０上に前述したプリウェット液２２０を塗布する。プリウェット装置２０は、外部からの信号が入力されるとプリウェット液供給部材２０２を感光体１０に当接させる。プリウェット液供給部材２０２の内部には、ポンプ２０８によりプリウェット液２２０が常時循環しており、プリウェット液供給部材２０２であるベルイータの気孔の体積を越えるプリウェット液２２０は、図５に示すように、プリウェット液供給部材２０２の放出側２０２ｂから放出されると共にプリウェット液供給部材２０２の底面から放出され、感光体１０に傷を付けることなく感光体１０上に均一に塗布される。
【００５３】
次に、現像装置５０により静電潜像を顕像化する。供給ローラ５０２ａにより搬送ローラ５０４に供給された液体現像剤５０８は、塗布ローラ５０６に搬送された後、現像ベルト５１０に塗布される。このようにローラを介して現像ベルト５１０に搬送された液体現像剤５０８は、現像ベルト５１０に薄くムラなく塗布され現像ベルト５１０上に薄層を形成する。現像剤供給装置５１は、回転軸５０９を回転させて現像カートリッジ５１を回転移動させることにより、いずれかの現像カートリッジ５１の塗布ローラ５０６を現像ベルト５１０に当接させる。これにより、現像ベルト５１０にイエロー、マゼンダ、シアン及びブラックのいずれかのトナーを含む液体現像剤５０８を薄くムラなく塗布することができる。
【００５４】
次に、現像ベルト５１０上に形成された液体現像剤層を図３（Ｄ）に示すように感光体１０の表面に形成された静電潜像に近接させて、静電気力により、帯電したトナーを感光体１０上に移動させ、トナー像を形成させる。
【００５５】
次に、転写装置６０により感光体１０上に形成されたトナー像を中間
転写体である中間転写ベルト６０２に一次転写する。感光体１０上に形成されたトナー像は、図３（Ｅ）に示すように、感光体１０上に形成されたトナー像と、コロナ放電器６０６によりトナーと反対の極性を有する電荷で帯電した中間転写ベルト６０２との間に生じる静電気力により、中間転写ベルト６０２上に移動し一次転写される。一方、感光体１０は、クリーニング装置７０により感光体１０上に残留した液体現像剤５０８が除去され、その後、除電装置８０により除電される。そして、現像カートリッジ５１を回転移動させて現像ベルト５１０に当接する現像カートリッジ５１を切り換えた後、再び上記の帯電から除電までのサイクルを繰り返すことにより、中間転写ベルト６０２上にイエロー、マゼンダ、シアン及びブラックのトナー像を次々と重ねて転写する。これにより、中間転写ベルト６０２上にカラー化に対応したトナー像が形成される。
【００５６】
次に、転写装置６０により中間転写ベルト６０２上に形成されたカラー化に対応したトナー像を記録媒体である紙に二次転写すると同時に定着させる。中間転写ベルト６０２上に形成されたカラー化に対応したトナー像は、図３（Ｆ）に示すように、二次転写ローラ６０３の中間転写ベルト６０２への押圧力及び駆動ローラ６０４ａの定着ヒータによる加熱により、離型性のよい表面層を有する中間転写ベルト６０２から離れて、紙送り装置６１０により搬送され中間転写ベルト６０２と二次転写ローラ６０３との間に送り込まれた紙上に移動し二次転写されると同時に熱的に溶融し定着する。これにより、紙上にカラー画像を形成することができる。
【００５７】
図６乃至図１０は本発明の第一実施例の現像過程について詳細に説明するための図であり、図６は現像過程の全体を説明するための図、図７は接近過程のようすを示す図、図８はトナー移動過程のようすを示す図、図９は非画像部の分離過程を示す図、図１０は画像部の分離過程を示す図である。従来の現像過程と異なり、第一実施例の現像過程は、図６に示すように、現像ベルトが感光体に接近して液体現像剤が感光体表面に接近する接近過程と、液体現像剤層とプリウェット液層とがソフトコンタクトしてトナーが移動するトナー移動過程と、現像ベルトが感光体から離れて現像ベルトに付着するトナーと感光体上に付着するトナーとに分離される分離過程との３つの過程から成り立っていると考えられる。
【００５８】
接近過程では、図７に示すように現像ベルト５１０を可撓性を有する部材で構成したことにより、現像ベルト５１０と感光体１０との間に微小ギャップすなわち間隔ｄが形成され、キャリア液とトナーからなる高粘度の液体現像剤とプリウェット液とはソフトコンタクトされる。これにより粘度の低いプリウェット液は前後に若干押し出されてプリウェット液の液溜りが生ずる。
【００５９】
トナー移動過程においては、図８に示すように画像部では、トナーが感光体１０上の電荷と現像ベルト５１０の間に形成される電界によって主にクーロン力によりプリウェット液層を通過して潜像面に移動する。一方、非画像部のトナーは、基本的には感光体１０の表面と液体現像剤層とがプリウェット液層により分離されているので、不要なトナーの感光体１０の表面への付着は起こらない。
【００６０】
分離過程においては、非画像部では、図９に示すように基本的に液体現像剤は現像ベルト５１０に残留する。プリウェット液層と液体現像剤層との界面では２つの層が分離する際に、粘度の低いプリウェット液層の一部が液体現像剤層に転移して分離する。したがって、２つの層の分離点は、プリウェット液層の内部にあると考えられる。一方、画像部では、図１０に示すように感光体１０の表面に移動したトナーがプリウェット液層を押しのけるため、プリウェット液層はトナー層の上に位置し、その層内で分離する。現像ベルト５１０上には、トナーが移動した後に残るキャリア液の一部とプリウェット液の一部が層を形成する。感光体１０上に残ったプリウェット液は、後の転写工程において、トナーの静電気力による移動を容易にする。
【００６１】
図１１は液体現像剤を薄層化したことの意義を説明するための図である。現像ベルト５１０上に塗布された液体現像剤層が厚すぎると、液体現像剤５０８の粘度が高いので、静電気力で現像ベルト５１０から感光体１０の表面に移動しようとするトナー群が、その周りに位置するトナーに対して粘性を断ち切れずにクラスターを形成して、感光体１０の表面に移動するため、トナーの過剰付着が起こり、画像ノイズが発生する。このクラスターの発生を抑えるために、液体現像剤層厚を現像が十分にできる最小限の値に抑える必要がある。
【００６２】
図１２は現像支持体である現像ローラと感光体とをハードコンタクトさせたようすを示す図であり、図１３は第一実施例のソフトコンタクトを説明するための図である。上記で説明したように、第一実施例の現像過程では、プリウェット液層の画像形成への機能は重要である。したがって、現像過程における重要な要件はプリウェット液層と液体現像剤層の二層の状態を維持することである。図１２に示すように現像ローラと感光体とをハードコンタクトさせると二層の状態を維持することができない。第一実施例では、図１３に示すように、現像剤支持体として可撓性を有する部材で構成された現像ベルト５１０を用いたことにより、現像ベルト５１０のテンションを調節して現像ベルト５１０上に形成された液体現像剤層と感光体１０上に形成されたプリウェット液層とが接触する際の接触圧力を分散させると、液体現像剤層及びプリウェット液層を介して感光体１０と現像ベルト５１０との間に微小なギャップ即ち間隔ｄが形成される。このため、現像過程において液体現像剤層とプリウェット液層とを二層状態を維持しつつ接触させることができる。
【００６３】
次に、液体現像剤層の層厚、プリウェット液層の層厚及び現像ギャップすなわち間隔の最適化について説明する。液体現像剤層の層厚は、液体現像剤の粘度が５０〜１００ｍＰａ・ｓ以上のものについては、特に５００ｍＰａ・ｓ以上のものについては、薄くする必要がある。理想的には、現像時に要求されるトナー現像量（すなわち、ベタ黒を出したときの濃度）を満たす層厚より若干厚目が良い。これは、粘度の高い液体現像剤を用いた場合、現像時に、静電気的に選択されたトナーが液の粘性により余計なトナーを引き連れて感光体上に移動してしまうために、トナーの異常付着を生じてしまい画像汚れを引き起こすからである。発明者等の実験では、トナー濃度の高い液体現像剤については、５μｍからトナー濃度の低いものは４０μｍ程度の層厚で良好な画像が得られた。また、トナー濃度２０〜３０％の液体現像剤を用いた場合、液体現像剤の層厚が８〜２０μｍ程度で良好な画質が得られた。
【００６４】
プリウェット液層の層厚は、選択されたプリウェット液の粘度、表面張力により最適値が存在する。薄過ぎる場合には、高粘度の液体現像剤が感光体上に不規則に付着して画像汚れを生じる。プリウェット液の量を増やしていくに従って、画像汚れは改善されて、最適値が確認される。更に量を増やしていくと、潜像の電荷が流れ鮮鋭度、解像力の低下が起こること、現像時にトナー流れを生じやはり画像がぼける傾向を示す。ＤＣ３４４を用いた実験では、３０μｍ以下、特に２０μｍ以下の厚みで良好な結果を得られた。これより粘性の低いものについては、この結果より薄めでも、厚目でも良い結果を得られる。しかしながら、高粘度のものに関しては、最適値は範囲が狭くなる傾向にある。
【００６５】
感光体と現像ベルトのギャップ、すなわち間隔は、狭いほうが画質において解像力、ソリッド部の濃度の均一性が良くなるのは、従来の現像法と同じである。第一実施例に用いた高粘性の液体現像剤ではトナー間の凝集力が強く、粉体現像剤のように、現像剤支持体あるいはキャリア粒子から機械的衝撃、静電気力により遊離したトナーが現像に使われるような現象が起きない。すなわち、液体現像剤層と感光体との間に空気層を介在させては現像がなされない。それゆえ、現像ベルトと液体現像剤層、液体現像剤層とプリウェット液層、プリウェット液層と感光体がそれぞれ接触している関係になることが必須である。したがって、現像ギャップ即ち間隔ｄは、液体現像剤層、プリウェット液層の厚み以下でそれぞれの層を乱さない程度の寸法でなければならない。第一実施例では、液体現像剤の粘度、トナー濃度の違いに応じ、感光体１０上のプリウェット液層と現像ベルト５１０上の液体現像剤層とを接触させたときに、間隔が８μｍから５０μｍの間になるように現像ベルト５１０のテンションを調節した。
【００６６】
上述の条件下で画出し実験をおこなった結果を表１に示す。これらの結果から、第一実施例の現像法に最適な現像剤及びプリウェット液の粘性に関する範囲は、現像剤が１００ｍＰａ・ｓから６０００ｍＰａ・ｓ、プリウェット液が０．５ｍＰａ・ｓから５ｍＰａ・ｓの間であることが分かった。また、画質に関しては、現像ベルト上の液体現像剤層の厚み、プリウェット液層の厚み、現像ギャップ即ち間隔等の影響により変化するが、現像諸条件の最適化をしても、概ね表１に示すような傾向にあり、液体現像剤の最適な領域は表１に示した範囲に入ることを確認した。尚、プリウェット液のシリコンオイルには、ダウコーニング製のＤＣ２００シリーズを用い、また現像液のキャリア液には、同社製のＤＣ３４５を用いた。
【００６７】
【表１】
【００６８】
本発明の第一実施例によれば、カラー用液体現像剤５０８ａ〜５０８ｄを現像ベルト５１０に供給する複数の現像カートリッジ５１ａ〜５１ｄを回転移動して切り換えて順次一の現像カートリッジを現像ベルト５１０に当接させて現像することにより、現像剤支持体は一つで済むので、装置の小型化を図ることができる。
【００６９】
また、第一実施例によれば、現像剤支持体として、可撓性及び導電性を有する薄板状部材により形成された現像ベルト５１０を用いたことにより、図１３に示すように、現像ベルト５１０のテンションを調節して現像ベルト５１０上に形成された液体現像剤層と感光体１０上に形成されたプリウェット液層とが接触する際の接触圧力を分散させると、液体現像剤層及びプリウェット液層を介して感光体１０と現像ベルト５１０との間に間隔ｄが形成される。このため、現像過程において液体現像剤層とプリウェット液層とを二層状態を維持しつつ接触させることができ、また、現像過程終了時には、プリウェット液層の内部で両者が分離されるので、プリウェット液層が乱れるのを防止することができ、したがって、感光体１０上の非画像部分にトナーが付着し画像が乱れるのを防止することができる。
【００７０】
また、第一実施例によれば、液体現像剤のキャリア液としてシリコンオイルを用いたことにより、従来のものに比べて以下に述べる利点を有する。
【００７１】
従来の液体現像剤は、一般にキャリア液としてIsoparG （登録商標：Exxon 社製）を用いている。このIsoparは、シリコンオイルほど抵抗値が高くないので、トナー濃度を濃くすると、即ち粒子間距離が小さくなると、トナーの帯電性が悪くなる。したがって、Isoparの場合は、トナー濃度に限界がある。これに対して、第一実施例で用いたシリコンオイルは、抵抗値が十分に大きいので、トナー濃度を濃くすることができる。また、一般にIsoparの場合、トナーの分散状態が良く、したがって、トナー濃度が１〜２％でも、トナー同士が反発しあうので、均一にトナーが分散している。これに対して、シリコンオイルは、トナー濃度が１〜２％の場合、分散性が良くなく、じきに沈殿してしまう。しかし、トナー濃度を５〜４０％にすると、密に詰まった状態となり、安定して分散する。このため、第一実施例では、トナーが高密度に分散された高粘度の液体現像剤を使用している。これにより、従来の低濃度の液体現像剤に比べて、現像液の液量を大幅に低減することができ、装置の小型化を図ることができる。更に、第一実施例の液体現像剤は高粘度の液体であるため、現像剤の現像剤支持体からの液だれ等を考慮しなくて済むので、装置の構成の自由度を向上させることができると共に、保管や取り扱いの点でも、従来の低粘度の液体現像剤や粉体現像剤に比べて容易になる。
【００７２】
従来の液体現像剤で用いていたIsoparは、前述のように、揮発性が高く、しかも悪臭を放つので、作業環境を悪化させるだけでなく、公害を起こすという問題があった。これに対して第一実施例で用いているシリコンオイルは、化粧品用として用いられていることからも明らかなように、安全な液体であり、また無臭であるので、第一実施例によれば、作業環境を改善することができ、また公害の問題も発生しない。
【００７３】
次に、本発明の第二実施例について図１４を参照して説明する。図１４は本発明の第二実施例である静電潜像の画像形成装置の概略図である。尚、第二実施例である静電潜像の画像形成装置において第一実施例のものと同一の機能を有するものには、同一の符号又は対応する符号を付すことにより、その詳細な説明を省略する。
【００７４】
本発明の第二実施例である静電潜像の画像形成装置における液体現像装置２が第一実施例のものと異なる点は、図１４に示すように、現像カートリッジ５１ａ〜５１ｄを回転移動して切り換えて順次一つの現像カートリッジを現像ベルト５１０に当接する現像剤供給装置５１を備えた現像装置５０に代えて現像カートリッジ５３ａ〜５３ｄを平行移動して切り換えて順次一つの現像カートリッジを現像ベルト５１０に当接する現像剤供給装置５３を備えた現像装置５２を用いたことである。
【００７５】
現像剤供給装置５３は、図示されていない平行移動装置と、平行移動装置により保持されて平行に配列された現像カートリッジ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄと、カム５２９とを備える。平行移動装置は、現像カートリッジ５３ａ〜５３ｄを平行移動させて順次一つの現像カートリッジを現像ベルト５１０との当接位置に移動する。カム５２９は、回転することにより平行移動装置により現像ベルト５１０との当接位置に移動した現像カートリッジを現像ベルト５１０に当接する。
【００７６】
上記構成による現像装置５２は、平行移動装置により現像カートリッジ５３ａ〜５３ｄを平行移動させて順次一つの現像カートリッジを現像ベルト５１０との当接位置に移動し、カム５２９によりこの現像カートリッジを現像ベルト５１０に当接させる。これにより、現像ベルト５１０に所望の色のトナーを含む液体現像剤５０８を塗布することができる。尚、第二実施例である静電潜像の液体現像装置のその他の動作は第一実施例のものと同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【００７７】
本発明の第二実施例によれば、カラー用液体現像剤５０８ａ〜５０８ｄを現像ベルト５１０に供給する複数の現像カートリッジ５３ａ〜５３ｄを平行移動して切り換えて順次一の現像カートリッジを現像ベルト５１０に当接させて現像することにより、現像剤支持体は一つで済むので、装置の小型化を図ることができる。その他の効果は、第一実施例のものと同様である。
【００７８】
次に、本発明の第三実施例について図１５を参照して説明する。図１５は本発明の第三実施例である静電潜像の画像形成装置における液体現像装置の概略図である。尚、第三実施例である静電潜像の画像形成装置における液体現像装置において第一実施例のものと同一の機能を有するものには、同一の符号又は対応する符号を付すことにより、その詳細な説明を省略する。
【００７９】
本発明の第三実施例である静電潜像の画像形成装置における液体現像装置３が第一実施例のものと異なる点は、図１５に示すように、現像カートリッジ５１ａ〜５１ｄを回転移動して切り換えて順次一つの現像カートリッジを現像ベルト５１０当接させる現像剤供給装置５１を備えた現像装置５０に代えて、現像ベルト５１０を現像カートリッジ５５ａ〜５５ｄに順次、離接する離接手段を備えた現像装置５４を用いたことである。
【００８０】
現像装置５４は、現像剤支持体である現像ベルト５４０と、現像ベルト５４０を回転駆動すると共に現像ベルト５４０の一部を感光体１０に当接させるようにして保持する駆動ローラ５４２ａ，５４２ｂと、離接手段である離接ローラ５４４ａ，５４４ｂ，５４４ｃ，５４４ｄと、現像後、現像ベルト５１０に付着する液体現像剤５０８を除去する掻き取りブレード５１４とを備える。
【００８１】
離接ローラ５４４ａは、現像ベルト５４０を回転駆動すると共に現像ベルト５４０の一部を現像カートリッジ５５ａの塗布ローラ５０６に離接する。離接ローラ５４４ｂは、現像ベルト５４０を回転駆動すると共に現像ベルト５４０の一部を現像カートリッジ５５ｂの塗布ローラ５０６に離接する。離接ローラ５４４ｃは、現像ベルト５４０を回転駆動すると共に現像ベルト５４０の一部を現像カートリッジ５５ｃの塗布ローラ５０６に離接する。離接ローラ５４４ｄは、現像ベルト５４０を回転駆動すると共に現像ベルト５４０の一部を現像カートリッジ５５ｄの塗布ローラ５０６に離接する。
【００８２】
上記構成による現像装置５４は、離接ローラ５４４ａ〜５４４ｄにより現像ベルト５４０の一部を現像カートリッジ５５ａ〜５５ｄに順次当接させる。これにより、現像ベルト５４０に所望の色のトナーを含む液体現像剤５０８を塗布することができる。尚、第二実施例である静電潜像の液体現像装置のその他の動作は第一実施例のものと同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【００８３】
本発明の第三実施例によれば、カラー用液体現像剤５０８ａ〜５０８ｄを現像ベルト５１０に供給する現像カートリッジ５５ａ〜５５ｄと現像ベルト５４０とを離接させて現像することにより、現像剤支持体は一つで済むので、装置の小型化を図ることができる。その他の効果は、第一実施例のものと同様である。
【００８４】
本発明は、上記の各実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。たとえば、上記の各実施例では、現像装置として、イエローのトナーを含む液体現像剤を現像ベルトに供給する現像カートリッジと、マゼンダのトナーを含む液体現像剤を現像ベルトに供給する現像カートリッジと、シアンのトナーを含む液体現像剤を現像ベルトに供給する現像カートリッジと、ブラックのトナーを含む液体現像剤を現像ベルトに供給する現像カートリッジとを備えるものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、現像装置は、所望の色のトナーを含む液体現像剤を現像ベルトに供給する現像カートリッジを必要に応じて二個又は三個設けたものでもよい。
【００８５】
また、上記の各実施例では、現像装置の現像カートリッジとして、タンク５０２内の液体現像剤５０８を供給ローラ５０２ａによって搬送ローラ５０４に供給した後、搬送ローラ５０４によって塗布ローラ５０６に搬送し、その後、塗布ローラ５０６によって現像ベルトに塗布するものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、現像カートリッジは、ローラを用いて現像ベルト５１０に液体現像剤５０８を供給するものであればよい。また、液体現像剤５０８を搬送ローラ５０４に供給する手段は、供給ローラ５０２ａに限定されるものではなく、たとえば、ベローズポンプにより搬送ローラ５０４に供給するものであってもよい。
【００８６】
さらに、上記の各実施例では、現像装置として、現像ベルトに付着した液体現像剤５０８を掻き取りブレード５１４により除去するものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、現像装置は、現像ベルト５１０に付着した液体現像剤５０８を現像ベルト５１０に当接させて配設された掻き取りローラにより除去するものであってもよい。
【００８７】
さらに、上記の各実施例では、現像装置として、現像剤支持体に可撓性を有する薄板状部材で構成された現像ベルト５１０を用いたものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、現像装置は、現像剤支持体に導電性を有する金属等の剛体や弾性体で形成された弾性ローラを用いたものでもよい。但し、剛体で形成された現像ローラを用いる場合、現像ローラ上に形成された液体現像剤層と感光体上に形成されたプリウェット液層とを二層状態を維持しつつ接触させるため、画像支持体に可撓性を有する部材を用いるか、または、現像ローラを現像ローラと感光体との間に微小なギャップ即ち間隔を形成するようにして設ける必要がある。
【００８８】
また、上記の各実施例では、プリウェット装置として、プリウェット液供給部材２０２により感光体１０の表面にプリウェット液２２０を塗布するものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、プリウェット装置は、一定の量のプリウェット液を感光体の表面に均一に塗布することができるものであればよい。たとえば、軸方向に並んだ複数のノズルからプリウェット液を吐出させることにより塗布するもの、スポンジローラ等により塗布するもの等でもよい。
【００８９】
さらに、上記の各実施例では、露光装置４０により帯電した画像支持体上に像を露光し、その後、プリウェット装置２０により画像支持体上にプリウェット液２２０を塗布したものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、プリウェット液の塗布は、現像工程に先立って行われるものであればよい。また、プリウェット液は、粘度が０．５〜５ｍＰａ・ｓ、電気抵抗が１０12Ωｃｍ以上、沸点が１００〜２５０℃、表面張力が２１ｄｙｎ／ｃｍ以下であれば、シリコンを主成分とするものでなくてもよい。さらに、画像支持体の表面に離型性を有する材料をコーティングした場合、特にプリウェット装置を必要とするものではない。
【００９０】
また、上記の各実施例では、転写装置の一次転写として、コロナ放電器６０６によって中間転写ベルト６０２をトナーと反対の極性を有する電荷で帯電することにより、感光体１０上のトナー像を中間転写ベルト６０２上に一次転写したものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、保持ローラ６０５ａ，６０５ｂに接続された電源装置によって中間転写ベルト６０２をトナーと反対の極性を有する電荷で帯電するように保持ローラ６０５ａ，６０５ｂにバイアス電圧を印加することにより、感光体１０上のトナー像を中間転写ベルト６０２上に一次転写するものであってもよい。
【００９１】
さらに、上記の各実施例では、転写装置の二次転写として、二次転写ローラ６０３の中間転写ベルト６０２への押圧力及び駆動ローラ６０４ａの定着ヒータによる加熱を利用して中間転写ベルト６０２上に一次転写されたトナー像を記録媒体上に二次転写すると同時に定着したものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、二次転写ローラ６０３に接続された電源装置によって二次転写ローラ６０３をトナーと反対の極性を有する電荷で帯電するように二次転写ローラ６０３にバイアス電圧を印加することにより、すなわち静電気力を利用して中間転写ベルト６０２上に一次転写されたトナー像を記録媒体上に二次転写し、その後、定着装置により記録媒体上のトナー像を定着するものであってもよい。
【００９２】
また、上記の各実施例では、画像支持体として有機感光体を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、画像支持体は、カールソン法で用いる各種感光体あるいはイオノグラフィ等の静電潜像を直接形成する導体上に絶縁体層を形成したもの、静電プロッタのような静電記録紙でもよい。
【００９３】
また、本発明は上記の各実施例に限定されるものではなく、液体現像剤の層厚が５〜４０μｍであれば、高粘性現像剤の粘度は１００００ｍＰａ・ｓであっても良い。現状では、６０００ｍＰａ・ｓ以上の高粘度の現像剤は、キャリア液とトナーとの攪拌が難しくなるので、コスト的にあわなくなると考えるが、安価に入手できるようになれば、６０００ｍＰａ・ｓ以上でもよい。粘度が１００００ｍＰａ・ｓを越えるものは、現実的でなくなる。また、液体現像剤のキャリア液はシリコンオイルに限定されない。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、カラー用液体現像剤を画像支持体の潜像面に供給する現像剤支持体と、現像剤支持体にカラー用液体現像剤を供給する複数のカラー用液体現像剤供給手段とを有する現像手段を用いたことにより、現像剤支持体は一つで済むので、装置の小型化を図ることができ、また、トナーが高濃度に分散された高粘度の液体現像剤を薄層にして現像することにより、現像剤の現像剤支持体からの液だれ等を考慮しなくて済むので、装置の構成の自由度を向上させることができると共に、高解像度で小型化が容易であり、しかも低公害化が可能な静電潜像の画像形成装置を提供することができる。
【００９５】
本発明によれば、可撓性及び導電性を有する薄板状部材により形成された現像剤支持体を用いたことにより、現像剤支持体上に形成された液体現像剤層と画像支持体とが接触する際の接触圧力を分散させることができるので、液体現像剤層が押しつぶされて画像支持体上の非画像部分にトナーが付着し画像が乱れるのを防止することができる静電潜像の画像形成装置を提供することができる。
【００９６】
本発明によれば、複数のカラー用液体現像剤供給手段を回転移動して切り換えて順次一のカラー用液体現像剤供給手段を現像剤支持体に当接させることにより、上記の効果に加えて、簡易な構成で装置の小型化を図ることができる静電潜像の画像形成装置を提供することができる。
【００９７】
本発明によれば、複数のカラー用液体現像剤供給手段を平行移動して切り換えて順次一のカラー用液体現像剤供給手段を現像剤支持体に当接させることにより、上記の効果に加えて、簡易な構成で装置の小型化を図ることができる静電潜像の画像形成装置を提供することができる。
【００９８】
本発明によれば、現像剤支持体と複数のカラー用液体現像剤供給手段とを選択的に離接する離接手段を設けたことにより、上記の効果に加えて、簡易な構成で装置の小型化を図ることができる静電潜像の画像形成装置を提供することができる。
【００９９】
本発明によれば、画像支持体上に離型性を有し化学的に不活性な誘電性液であるプリウェット液を塗布するプリウェット手段を設けたことにより、画像支持体上の非画像部分にトナーが付着するのを更に効果的に防止することができる静電潜像の画像形成装置を提供することができる。
【０１００】
本発明によれば、前記の構成としたことにより、上記の効果に加えて、転写の際の離型性を向上させることができる静電潜像の画像形成装置を提供することができる。
【０１０１】
本発明によれば、前記の構成としたことにより、上記の効果に加えて、公害が少なく、作業環境の改善を図ることができる静電潜像の画像形成装置を提供することができる。
【０１０２】
本発明によれば、前記の構成としたことにより、上記の効果に加えて、液体現像剤の濡れ性がよい静電潜像の画像形成装置を提供することができる。
【０１０３】
本発明によれば、前記の構成としたことにより、上記の効果に加えて、公害が少なく、作業環境の改善を図ることができる静電潜像の画像形成装置を提供することができる。
【０１０４】
本発明によれば、前記の構成としたことにより、上記の効果に加えて、転写の際にトナーを剥がしやすくなる静電潜像の画像形成装置を提供することができる。
本発明によれば、前記の構成としたことにより、上記の効果に加えて、現像剤支持体上への液体現像剤の塗布をより均一にする静電潜像の画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第一実施例である静電潜像の画像形成装置の概略構成図である。
【図２】 第一実施例である静電潜像の画像形成装置に用いられるプリウェット装置の概略斜視図である。
【図３】 第一実施例である静電潜像の画像形成装置の動作を説明するための図である。
【図４】 図２に示すプリウェット装置の動作を説明するための図である。
【図５】 プリウェット液供給部材を感光体に当接させたときのプリウェット液の流れを表した図である。
【図６】 現像過程の全体を説明するための図である。
【図７】 接近過程のようすを示す図である。
【図８】 トナー移動過程のようすを示す図である。
【図９】 非画像部の分離過程を示す図である。
【図１０】 画像部の分離過程を示す図である。
【図１１】 液体現像剤を薄層化したことの意義を説明するための図である。
【図１２】 現像ローラと感光体とをハードコンタクトさせたようすを示す図である。
【図１３】 第一実施例である静電潜像の画像形成装置のソフトコンタクトを説明するための図である。
【図１４】 本発明の第二実施例である静電潜像の画像形成装置の概略図である。
【図１５】 本発明の第三実施例である静電潜像の画像形成装置の概略図である。
【符号の説明】
１０ 感光体
１２ 感光ベルト
２０ プリウェット装置
３０ 帯電装置
４０ 露光装置
５０，５２，５４ 現像装置
５１，５３ 現像剤供給装置
５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ 現像カートリッジ
６０ 転写装置
７０ クリーニング装置
８０ 除電装置
２０２ プリウェット液供給部材
２０４ ケース
２０６，５０２ タンク
２０８ ポンプ
２１０ａ，２１０ｂ チューブ
２１２ 変位装置
２２０ プリウェット液
５０２ａ 供給ローラ
５０４ 搬送ローラ
５０６ 塗布ローラ
５０８ 液体現像剤
５０９ 回転軸
５１０，５４０ 現像ベルト
５１２ａ，５１２ｂ，５１２ｃ，５４２ａ，５４２ｂ，６０４ａ，６０４ｂ，６０４ｃ
駆動ローラ
５１４ 掻き取りブレード
５４４ａ，５４４ｂ，５４４ｃ，５４４ｄ 離接ローラ
６０２ 中間転写ベルト
６０３ 二次転写ローラ
６０５ａ，６０５ｂ 保持ローラ
６０６ コロナ放電器
６１０ 紙送り装置
【産業上の利用分野】
本発明は、電子写真や静電記録、イオノグラフィ等の方法で形成された静電潜像を、液体現像剤を用いて可視像化する静電潜像の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、画像支持体上に形成された静電潜像を、帯電した顕像化粒子であるトナーによって現像するカラー対応の静電潜像の現像装置において、画像支持体の潜像面にカラー用現像剤を供給するときには、イエロー、マゼンダ、シアン、およびブラックの現像剤にそれぞれ対応する現像剤支持体を設け、先ず、イエローの現像剤に対応する現像剤支持体を画像支持体に当接させることにより、画像支持体の潜像面にイエローの現像剤を供給し、次に、同様の方法で、画像支持体の潜像面にマゼンダ、シアン、およびブラックの現像剤を次々に供給する方法が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の静電潜像の現像装置では、現像剤支持体が各現像剤ごとに必要になるため、装置の小型化が図れないという問題があった。また、従来の静電記録装置等では、一般に有機溶剤であるIsoparG （登録商標：Exxon 社製）にトナーを約１〜２％の割合で混ぜた低粘性の液体現像剤が使用されている。このため、画像支持体への付着力が増加する高濃度高粘性の液体現像剤（絶縁性液体中にトナーが高濃度に分散された１００〜１００００ｍＰａ・ｓの高粘性の液体現像剤）を用いた場合、画像支持体の非画像部分にトナーを付着させることなく画像支持体の潜像面に液体現像剤を供給する方法としていかなる方法が好適であるのかは明らかでない。
【０００４】
【目的】
本発明は上記事情に基づいてなされたものであり、装置の小型化を図ることができる高濃度高粘性の液体現像剤を用いた静電潜像の液体現像装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の静電潜像の画像形成装置は、画像支持体上に形成された静電潜像を、帯電した顕像化粒子であるトナーによって現像し、前記画像支持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する画像形成装置であって、現像剤支持体上に塗布された絶縁性液体中に平均粒径０．１〜５μｍのトナーが濃度２０〜４０％で分散された粘度５００〜６０００ｍＰａ・ｓの液体現像剤を前記画像支持体の潜像面に供給して前記画像支持体上にトナー像を形成する現像手段が、隣接するローラが相互に反対方向に回転する複数のローラを用いて供給する複数のカラー用液体現像剤供給手段を含み、この複数のカラー用液体現像剤供給手段から一つの可撓性及び導電性を有する現像剤支持体に、カラー用液体現像剤の厚みが８〜２０μｍとなるように、液体現像剤を供給する現像手段であり、前記現像剤支持体と画像支持体との間隔が液体現像剤層の厚み以下で、前記現像剤支持体上の高粘度の液体現像剤のみが画像支持体と接触するようにしたことを特徴とする。
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、さらに、前記複数のカラー用液体現像剤供給手段を回転移動して切り換えて順次一の前記カラー用液体現像剤供給手段を前記現像剤支持体に当接させることを特徴とする。
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、さらに、前記複数のカラー用液体現像剤供給手段を平行移動して切り換えて順次一の前記カラー用液体現像剤供給手段を前記現像剤支持体に当接させることを特徴とする。
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、さらに、前記現像剤支持体と前記複数のカラー用液体現像剤供給手段とを選択的に離接する離接手段を設けたことを特徴とする。
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、さらに、前記液体現像剤は、絶縁性液体の粘度が０．５〜１０００ｍＰａ・ｓ、電気抵抗が１０１２Ωｃｍ以上、表面張力が２１ｄｙｎ／ｃｍ以下、沸点が１００℃以上であることを特徴とする。
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、さらに、前記液体現像剤は、シリコンオイルを絶縁性液体として利用するものであることを特徴とする。
【００１６】
【作用】
本発明の静電潜像の画像形成装置は、カラー用液体現像剤を画像支持体の潜像面に供給する現像剤支持体と現像剤支持体にカラー用液体現像剤を供給する複数のカラー用液体現像剤供給手段とを有する現像手段により、現像剤支持体は一つで済むので、装置の小型化を図ることができる。また、トナーが高濃度に分散された液体現像剤を薄層にして現像することにより、液量は従来の低濃度の液体現像剤に比べて、遥かに少なくすることができる。液体現像剤は、粘度が１００００ｍＰａ・ｓ以上になると、絶縁性液体とトナーとの攪拌が難しくなり、液体現像剤をどのようにして作るかが問題となる。したがって、１００００ｍＰａ・ｓ以上の液体現像剤はコスト的に見合わなくなり、現実的でなくなる。一方、１００ｍＰａ・ｓ以下では、トナー濃度が低くなるとともに、トナーの分散性が悪くなるので、現像液を薄層にして現像することができなくなる。液体現像剤の層厚は、トナー濃度が高いときには薄く、低いときには厚くする必要がある。また、粘度が高い程、薄くする必要がある。ただし、層厚が４０μｍより厚いと、トナーの過剰付着が起こり、画像ノイズが発生する。一方、層厚が５μｍより薄いと、ベタ黒の画像を出力したときにむらが生ずるようになる。
さらに、ここでは、現像剤支持体と画像支持体との間に微小ギャップ即ち間隔ｄが８〜５０μｍの範囲で形成され、キャリア液とトナーからなる高粘度の液体現像剤がソフトコンタクトされる。これは、現像ギャップ即ち間隔ｄは、液体現像剤層以下で層を乱さない程度の寸法にすることで、液体現像剤の粘度、トナー濃度の違いに応じ、画像支持体と現像剤支持体上の液体現像剤層とを接触させたときに、液体現像剤が画像支持体にソフトとにコンタクトさせることができる。これによって、画質において解像力、ソリッド部の濃度の均一性が良くする。
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、現像剤支持体上の高粘度の液体現像剤のみが、現像剤支持体と画像支持体との間隔の中で、画像支持体と接触させることで、ソフトに接触させて、トナーの移動をスムーズにして画質において解像力、ソリッド部の濃度の均一性を良くする。
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、画像支持体上にプリウェット液層を設けておいても良く、これによって、現像剤支持体と画像支持体との間隔の中で、画像支持体とさらにソフトに接触させることで、トナーの移動をスムーズにして画質において解像力、ソリッド部の濃度の均一性を良くすることができる。
【００１７】
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、可撓性及び導電性を有する薄板状部材により形成された現像剤支持体を用いたことにより、現像剤支持体上に形成された液体現像剤層と画像支持体とが接触する際の接触圧力を分散させることができる。これにより、液体現像剤層が押しつぶされて画像支持体上の非画像部分にトナーが付着し画像が乱れるのを防止することができる。
【００１８】
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、複数のカラー用液体現像剤供給手段を回転移動して切り換えて順次一のカラー用液体現像剤供給手段を現像剤支持体に当接させることにより、簡易な構成で装置の小型化を図ることができる。
【００１９】
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、複数のカラー用液体現像剤供給手段を平行移動して切り換えて順次一のカラー用液体現像剤供給手段を現像剤支持体に当接させることにより、簡易な構成で装置の小型化を図ることができる。
【００２０】
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、現像剤支持体と複数のカラー用液体現像剤供給手段とを選択的に離接する離接手段を設けたことにより、簡易な構成で装置の小型化を図ることができる。
【００２１】
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、画像支持体上に離型性を有し化学的に不活性な誘電性液であるプリウェット液を塗布するプリウェット手段を設けたことにより、画像支持体上の非画像部分にトナーが付着するのを更に効果的に防止することができる。
【００２２】
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、プリウェット液の特性が前記のものであることにより、離型性を有し且つ絶縁性の良いプリウェット液を得ることができる。プリウェット液は、転写時に紙等に吸収されるため、定着時に蒸発させる必要がある。このため容易に蒸発しやすいものとするために粘度は０．５〜５ｍＰａ・ｓが望ましい。粘度が５ｍＰａ・ｓ以上であると蒸発し難くなり、０．５ｍＰａ・ｓ以下であると揮発性が高くなるので、危険物扱いとなり適当でない。沸点は１００℃以下であると、蒸発量が多くなるのでプリウェット液の保存方法に問題があり、装置全体を密閉構造にしなければならず、また作業環境を改善することも難しくなる。一方、沸点が２５０℃以上になると、定着時に紙がカールして使用できなくなり、また加熱のための高エネルギーが必要になるので、コスト高となる。電気抵抗は１０１２Ωｃｍ以下になると、絶縁性が悪くなり、プリウェット液として使用できなくなる。したがって、電気抵抗値はできるだけ高い値が望ましい。表面張力は２１ｄｙｎ／ｃｍ以上になると、濡れ性が悪くなり、液体現像剤との馴染みが悪くなる。したがって、表面張力は、できるだけ低い値が望ましい。
【００２３】
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、プリウェット液がシリコンオイルを主成分としたものであることにより、請求項７記載の特性を有するプリウェット液を得ることができる。
【００２４】
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、絶縁性液体に前記特性のものを用いることにより、絶縁性液体の含有量が極めて少ない高粘度の液体現像剤を得ることができる。現像剤支持体上に形成される液体現像剤層は薄層状に形成されるため、画像支持体の潜像面に付着する液体現像剤中に含まれる絶縁性液体もきわめて少量である。したがって、転写時に紙等に吸収される絶縁性液体はきわめて少量となるが、粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下であるので絶縁性液体の紙等への付着の問題は特に生じない。また、粘度が０．５ｍＰａ・ｓ以上あるので危険物として規制を受ける程には揮発性は高くない。絶縁性液体は沸点が１００℃以上あるので、殆ど蒸発せず現像剤の保存が容易で、装置全体を密閉構造する必要はない。また作業環境も悪化しない。電気抵抗は１０１２Ωｃｍ以上あるので、トナーの導電性に問題はなく現像剤として十分使用できる。表面張力は２１ｄｙｎ／ｃｍ以下であるので、濡れ性が良くプリウェット液との馴染みも良い。
【００２５】
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、絶縁性液体がシリコンオイルを主成分としたものであることにより、請求項９記載の特性を有する絶縁性液体を得ることができる。
【００２６】
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、液体現像剤が平均粒径０．１〜５μｍのトナーを５〜４０％の濃度で含むものであることにより、絶縁性液体中にトナーが高濃度に分散された液体現像剤を得ることができる。また、トナーの粒径の大きさに略反比例して、解像度が良くなる。通常、トナーは、プリントアウトされた紙上で５〜１０個位の固まりとなって、存在しているので、トナーの平均粒径が５μｍ以上になると、解像度が悪くなる。一方、トナーの平均粒径が０．１μｍ以下になると、物理的な接着力が大きくなり、転写の際にトナーを剥がし難くなる。
また、本発明の静電潜像の画像形成装置は、現像剤支持体上にカラー用液体現像剤を塗布する塗布ローラと、塗布ローラにカラー用液体現像剤を搬送する少なくとも一つの搬送ローラとを備えるカラー用液体現像剤供給手段としたことにより、トナーが高濃度に分散された液体現像剤を現像剤支持体上に薄くムラなく塗布することができる。
【００２７】
【実施例】
以下に本発明の第一実施例を図１乃至図５を参照して説明する。図１は本発明の第一実施例である静電潜像の画像形成装置における概略構成図、図２は第一実施例である静電潜像の画像形成装置に用いられるプリウェット装置の概略斜視図、図３は第一実施例である静電潜像の画像形成装置の動作を説明するための図、図４は図２に示すプリウェット装置の動作を説明するための図、図５はプリウェット液供給部材を感光体に当接させたときのプリウェット液の流れを表した図である。
【００２８】
本発明の第一実施例である静電潜像の画像形成装置における液体現像装置１は、図１に示すように、画像支持体である感光体１０と、感光体１０上にプリウェット液を塗布するプリウェット装置２０と、感光体１０を帯電させる帯電装置３０と、感光体１０上に像を露光する露光装置４０と、感光体１０の静電潜像が形成された部分にトナーを供給することにより静電潜像を顕像化する現像装置５０と、感光体１０上のトナーを所定の紙に転写すると共に定着させる転写装置６０と、所定の紙を転写装置６０に搬送する紙送り装置６１０と、感光体１０上に残留したトナーを除去するクリーニング装置７０と、帯電された感光体１０を除電する除電装置８０とを備えている。
【００２９】
帯電装置３０、露光装置４０、紙送り装置６１０、クリーニング装置７０、および除電装置８０については従来の電子写真式プリンタに用いられている従来技術をほとんどの場合について流用することができる。したがって、第一実施例では、上記の各装置の説明を省略して、本発明の主要部であるプリウェット装置２０、現像装置５０及び転写装置６０について説明する。
【００３０】
第一実施例のプリウェット装置２０は、図２に示すように、感光体１０上に描かれる画像幅と略同じ長さを有する板状のプリウェット液供給部材２０２と、プリウェット液供給部材２０２を収納するケース２０４と、プリウェット液２２０を貯蔵するタンク２０６と、タンク２０６に貯蔵されたプリウェット液２２０を汲み上げるポンプ２０８と、チューブ２１０ａ，２１０ｂと、変位装置２１２とを備える。
【００３１】
プリウェット液供給部材２０２には、気孔が連続した立体網目構造を有する連続多孔質体、例えばベルイータ（登録商標：カネボウ（株））が用いられる。ベルイータは、気孔の容積分だけプリウェット液２２０を保持することができ、また気孔の容積を越えるプリウェット液２２０が供給されたときには、プリウェット液２２０の流れ方向に対し垂直な方向においてプリウェット液２２０を均一に放出することができる。ケース２０４の感光体１０と対向する面には、図４に示すように、プリウェット液供給部材２０２の底面を感光体１０に当接させることができるように開口部２０４ａが設けられている。チューブ２１０ａは、ポンプ２０８により汲み上げられたプリウェット液２２０をプリウェット液供給部材２０２の供給側２０２ａに搬送する。尚、プリウェット液給部材２０２の供給側２０２ａとケース２０４との間には空間部２０４ｂが形成されており、プリウェット液２２０はこの空間部２０４ｂに蓄えられた後、供給側２０２ａから供給される。チューブ２１０ｂは、プリウェット液供給部材２０２の放出側２０２ｂから放出されたプリウェット液２２０をタンク２０６に搬送する。変位装置２１２は、外部からの信号が入力されていないときは、図４（Ａ）に示すように、プリウェット液供給部材２０２を感光体１０から離れた位置に保持し、外部からの信号が入力されているときは、図４（Ｂ）に示すように、プリウェット液供給部材２０２を感光体１０に当接させる。
【００３２】
第一実施例の現像装置５０は、現像剤支持体である現像ベルト５１０と、現像ベルト５１０を回転駆動すると共に現像ベルト５１０の一部を感光体１０に当接させるようにして保持する駆動ローラ５１２ａ，５１２ｂ，５１２ｃと、現像剤供給装置５１と、現像後、現像ベルト５１０に付着する液体現像剤５０８を除去する掻き取りブレード５１４とを備える。
【００３３】
現像剤供給装置５１は、カラー用液体現像剤供給手段である四つの現像カートリッジ５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ（以下、単に現像カートリッジともいう）が回転軸５０９に固着されて構成されている。各現像カートリッジは、タンク５０２と、タンク５０２の放出口に設けられた供給ローラ５０２ａと、供給ローラ５０２ａに当接するように設けられた搬送ローラ５０４と、搬送ローラ５０４に当接するように設けられた塗布ローラ５０６とを備える。現像カートリッジ５１ａのタンク５０２にはイエローのトナーを含む液体現像剤５０８ａが、現像カートリッジ５１ｂのタンク５０２にはマゼンダのトナーを含む液体現像剤５０８ｂが、現像カートリッジ５１ｃのタンク５０２にはシアンのトナーを含む液体現像剤５０８ｃが、そして、現像カートリッジ５１ｄのタンク５０２にはブラックのトナーを含む液体現像剤５０８ｄがそれぞれ貯蔵されている（以下、液体現像剤５０８ａ〜５０８ｄを単に液体現像剤５０８ともいう）。
【００３４】
供給ローラ５０２ａは、搬送ローラ５０４の回転方向と反対方向に回転することにより、タンク５０２に貯蔵された液体現像剤５０８を搬送ローラ５０４に供給する。搬送ローラ５０４は、塗布ローラ５０６の回転方向と反対方向に回転することにより、塗布ローラ５０６の表面に供給ローラ５０２ａにより供給された液体現像剤５０８を搬送する。塗布ローラ５０６は、現像ベルト５１０の回転方向と反対方向に回転することにより、現像ベルト５１０の表面に搬送ローラ５０４により搬送された液体現像剤５０８を塗布する。現像ベルト５１０への液体現像剤５０８の供給に搬送ローラ５０４及び塗布ローラ５０６を用いたのは、後述するように、第一実施例では液体現像剤５０８にトナーが高濃度に分散されたものを用いたので、少量の現像剤を現像ベルト５１０の表面に薄くムラなく塗布する必要があるからである。尚、搬送ローラ５０４と塗布ローラ５０６との間に、液体現像剤５０８を搬送する搬送ローラを一個又は複数個設けてもよい。この場合、現像ベルト５１０上に液体現像剤５０８をより均一に塗布することができる。
【００３５】
上記構成の現像剤供給装置５１は、回転軸５０９を回転して現像カートリッジ５１を回転移動することにより、いずれかの現像カートリッジ５１の塗布ローラ５０６を現像ベルト５１０に当接する。これにより、現像ベルト５１０上に所望の色のトナーを含む液体現像剤５０８を塗布する。
【００３６】
現像ベルト５１０は、駆動ローラ５１２ａ，５１２ｂ，５１２ｃによって感光体１０の回転方向と反対方向に回転することにより、感光体１０の表面に塗布ローラ５０４によって塗布された液体現像剤５０８を搬送する。現像ベルト５１０には、シームレスのニッケルベルトのような金属ベルト、ポリイミドフィルムベルト、ＰＥＴフィルムベルトのような樹脂ベルト、ゴムベルト等の可撓性を有するベルト部材が用いられる。これにより、現像ベルト５１０のテンションを調節して現像ベルト５１０上に形成された液体現像剤層と感光体１０上に形成されたプリウェット液層とが接触する際の接触圧力を分散させると、液体現像剤層及びプリウェット液層を介して感光体１０と現像ベルト５１０との間にあたかも間隔が形成されたかのようになる。このため、現像ベルト５１０上に形成された液体現像剤層と感光体１０上に形成されたプリウェット液層とを二層状態を維持しつつ接触させ、且つ両者をプリウェット液層の内部で分離させることができる。
【００３７】
現像ベルト５１０は電気的な現像バイアスを印加できるものでなければならない。したがって、樹脂ベルトを用いる場合には、ベルトの表面を導電加工するか、ベルトの材質に導電性微粒子を添加するなどして電気抵抗値を下げる必要がある。ベルト自体が導電性を有する場合は、駆動ローラ５１２ａ，５１２ｂ，５１２ｃには、現像バイアスを印加できるように電気抵抗値の低いゴムローラが用いられる。また、ベルトの表面に導電加工を施した場合は、ベルト表面に接触する導体を配設し、この導体に現像バイアスを印加する。
【００３８】
第一実施例の転写装置６０は、中間転写体である中間転写ベルト６０２と、中間転写ベルト６０２を回転駆動する駆動ローラ６０４ａ，６０４ｂ，６０４ｃと、中間転写ベルト６０２の一部を感光体１０に当接させるようにして保持する保持ローラ６０５ａ，６０５ｂと、中間転写ベルト６０２をトナーと反対の極性を有する電荷で帯電させるコロナ放電器６０６と、中間転写ベルト６０２に当接するようにして配設された二次転写体である二次転写ローラ６０３とを備える。
【００３９】
中間転写ベルト６０２は、駆動ローラ６０４ａ，６０４ｂ，６０４ｃによって感光体１０の回転方向と反対方向に回転する。中間転写ベルト６０２には、シームレスのニッケルベルトのような金属ベルト、ポリイミドフィルムベルトのような樹脂ベルト、ゴムベルト等の可撓性を有するベルト部材が用いられる。これにより、感光体１０上に形成されたトナー像と中間転写ベルト６０２とが接触する際の接触圧力を分散させることができる。尚、樹脂ベルトを用いる場合には、導電性微粒子を添加するか、または、ベルトの表面に導電加工を施す必要がある。
【００４０】
中間転写ベルト６０２には、テフロン、シリコン等の離型性の良い表面層が形成されている。これは、トナーの中間転写ベルト６０２への物理的な付着力を弱め、トナーの紙への移動を容易にするためである。
【００４１】
二次転写ローラ６０３は、中間転写ベルト６０２の回転方向と反対方向に回転することにより、紙送り装置６１０により搬送された紙を中間転写ベルト６０２と二次転写ローラ６０３との間に送り込む。この際、二次転写ローラ６０３は紙を介して中間転写ベルト６０２に押圧される。駆動ローラ６０４ａの内部には、図示されていないが、紙を加熱する定着ヒータが設けられている。定着ヒータは、駆動ローラ６０４ａに内設すると共に二次転写ローラ６０３に内設してもよい。尚、中間転写ベルト６０２は定着ヒータによって加熱されるため、耐熱性の優れたものが好ましい。
【００４２】
次に、本発明の第一実施例に用いた画像形成用資材について説明する。第一実施例に用いた液体現像剤５０８は、エポキシ等のバインダーとなるレジン、トナーに所定の電荷を与える荷電制御剤、着色顔料、トナーを均一に分散させる分散剤等からなるトナーと、キャリア液とからなる。トナーの構成は、従来の液体現像剤に用いられてきたものと基本的には同様であるが、帯電特性及び分散性の調整のためそれらの処方はシリコンオイルに適合するよう変更してある。トナーの平均粒径は、小さい程、解像度がよくなるが、粒径が小さいと物理的接着力が大きくなり転写する際に、はがし難くなる。このため、第一実施例ではトナーの平均粒径は、転写性の向上を目的として２〜４μｍあたりに中心が来るように調整してある。
【００４３】
液体現像剤の粘性は、用いるキャリア液、レジン、着色顔料、荷電制御剤などおよびそれらの濃度により決まる。第一実施例では、粘度を５０〜６０００ｍＰａ・ｓ、トナー濃度を５〜４０％の範囲で変化させて実験した。
【００４４】
キャリア液は、高電気抵抗を示すジメチルポリシロキサンオイル、環状ポリジメチルシロキサンオイル等の低粘度のものを用いる。尚、現像ベルト５１０上に形成される液体現像剤層は薄層状に形成されるため、液体現像剤層中に含まれるキャリア液はきわめて少量であるので、感光体１０の潜像面に供給される液体現像剤中に含まれるキャリア液もきわめて少量である。したがって、転写時に紙等に吸収されるキャリア液はきわめて少量となるので、粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下であれば定着後に残留するキャリア液は、ほとんど見られない。本発明者等の実験によれば、キャリア液に粘度が２．５ｍＰａ・ｓである米国ダウコーニング社のＤＣ３４４及び粘度が６．５ｍＰａ・ｓである米国ダウコーニング社のＤＣ３４５を用いて出画実験を行ったときは、いずれも定着後に紙上に残留するキャリア液は見られなかった。しかし、揮発性が高いため、現像装置を密閉構造にする必要が生じた。また、キャリア液に粘度が２０ｍＰａ・ｓである信越シリコン社のＫＦ−９６−２０を用いて出画実験を行ったときは、定着後に紙上に残留するキャリア液は見られなかった。また、揮発性がそれほど高くないので、現像装置を密閉構造にする必要は生じなかった。ＤＣ３４４，ＤＣ３４５及びＫＦ−９６−２０は、一般的に化粧品に用いられるもので毒性等の安全性は高い。キャリア液については、信越シリコン社のＫＦ９９３７等他に多くの種類があり、電気抵抗、蒸発特性、表面張力、安全性等が満たされていればいずれを選択してもよい。
【００４５】
また、発明者等が行った実験では、表面張力が大きい場合にはかぶりやトナーの塊が付着することがあり、実験的には表面張力が２１ｄｙｎ／ｃｍ以上では画質に問題が起こりやすいことが分かった。
【００４６】
電気抵抗値としては、トナーの帯電安定性の問題があり、１０１４Ωｃｍ以上が望ましい。最低限１０１２Ωｃｍ以上は必要である。第一実施例の説明では、これらの実験結果に鑑み、価格が低く入手の容易なＤＣ３４５を用いた例を示す。
【００４７】
プリウェット液は、画像支持体上に形成された静電潜像を乱すことなく、定着時に容易に蒸発し、かぶりやトナーの塊が付着しないものであることが要求される。例としては、米国ダウコーニング社のＤＣ３４４，ＤＣ２００−０．６５，−１．０，−２．０、信越シリコン社のＫＦ９６Ｌ−１，ＫＦ９９３７などが挙げられる。一般的に、蒸発性の高いシリコンオイルを選択する必要がある。
【００４８】
発明者等の行った実験では、液粘度が０．５〜３ｍＰａ・ｓの範囲で問題なく現像、転写、定着による液の乾燥が行われたが、５ｍＰａ・ｓから６ｍＰａ・ｓ程度ではやや定着時の液の乾燥に時間と温度が必要になる傾向が見られた。１０ｍＰａ・ｓでは乾燥に要するエネルギーが大きくなり過ぎ一般的ではない。また、０．５ｍＰａ・ｓ以下であると揮発性が高くなるので、危険物として法的規制の対象となり適当でない。また、紙への加熱の影響もあり、沸点は、２５０℃以下のものである必要がある。
【００４９】
表面張力は、現像剤と画像支持体との付着力をなくし、離型性をよくして画像の汚れ、かぶりを防ぎ、また画質の解像力、かぶりを向上させるため、できるだけ低いものがよい。本発明者等の実験によれば、２０〜２１ｄｙｎ／ｃｍ程度が限界でこれより低いものを選択する必要がある。
【００５０】
電気抵抗は、低い場合、潜像電荷をリークして像をぼかしてしまう。従って、できるだけ高いものを使用する必要がある。実験的には１０１４Ωｃｍ程度以上が望ましい。最低限１０１２Ωｃｍは必要である。
【００５１】
次に、本発明の第一実施例である静電潜像の画像形成装置の動作について説明する。先ず、図３（Ａ）に示すように、感光体１０の表面を帯電装置３０により帯電させる。一般に帯電装置３０には、コロナ放電器が用いられる。次に、帯電した感光体１０上に像を露光する。例えば、レーザースキャナーにより像を露光して感光体１０の表面に静電潜像を形成する。図３（Ｂ）に示すようにレーザースキャナーの光が当たった部分は、導電化するので電荷が消失し、光の当たらなかった部分は電荷の像である静電潜像として残る。
【００５２】
次に、図３（Ｃ）に示すように、プリウェット装置２０により感光体１０上に前述したプリウェット液２２０を塗布する。プリウェット装置２０は、外部からの信号が入力されるとプリウェット液供給部材２０２を感光体１０に当接させる。プリウェット液供給部材２０２の内部には、ポンプ２０８によりプリウェット液２２０が常時循環しており、プリウェット液供給部材２０２であるベルイータの気孔の体積を越えるプリウェット液２２０は、図５に示すように、プリウェット液供給部材２０２の放出側２０２ｂから放出されると共にプリウェット液供給部材２０２の底面から放出され、感光体１０に傷を付けることなく感光体１０上に均一に塗布される。
【００５３】
次に、現像装置５０により静電潜像を顕像化する。供給ローラ５０２ａにより搬送ローラ５０４に供給された液体現像剤５０８は、塗布ローラ５０６に搬送された後、現像ベルト５１０に塗布される。このようにローラを介して現像ベルト５１０に搬送された液体現像剤５０８は、現像ベルト５１０に薄くムラなく塗布され現像ベルト５１０上に薄層を形成する。現像剤供給装置５１は、回転軸５０９を回転させて現像カートリッジ５１を回転移動させることにより、いずれかの現像カートリッジ５１の塗布ローラ５０６を現像ベルト５１０に当接させる。これにより、現像ベルト５１０にイエロー、マゼンダ、シアン及びブラックのいずれかのトナーを含む液体現像剤５０８を薄くムラなく塗布することができる。
【００５４】
次に、現像ベルト５１０上に形成された液体現像剤層を図３（Ｄ）に示すように感光体１０の表面に形成された静電潜像に近接させて、静電気力により、帯電したトナーを感光体１０上に移動させ、トナー像を形成させる。
【００５５】
次に、転写装置６０により感光体１０上に形成されたトナー像を中間
転写体である中間転写ベルト６０２に一次転写する。感光体１０上に形成されたトナー像は、図３（Ｅ）に示すように、感光体１０上に形成されたトナー像と、コロナ放電器６０６によりトナーと反対の極性を有する電荷で帯電した中間転写ベルト６０２との間に生じる静電気力により、中間転写ベルト６０２上に移動し一次転写される。一方、感光体１０は、クリーニング装置７０により感光体１０上に残留した液体現像剤５０８が除去され、その後、除電装置８０により除電される。そして、現像カートリッジ５１を回転移動させて現像ベルト５１０に当接する現像カートリッジ５１を切り換えた後、再び上記の帯電から除電までのサイクルを繰り返すことにより、中間転写ベルト６０２上にイエロー、マゼンダ、シアン及びブラックのトナー像を次々と重ねて転写する。これにより、中間転写ベルト６０２上にカラー化に対応したトナー像が形成される。
【００５６】
次に、転写装置６０により中間転写ベルト６０２上に形成されたカラー化に対応したトナー像を記録媒体である紙に二次転写すると同時に定着させる。中間転写ベルト６０２上に形成されたカラー化に対応したトナー像は、図３（Ｆ）に示すように、二次転写ローラ６０３の中間転写ベルト６０２への押圧力及び駆動ローラ６０４ａの定着ヒータによる加熱により、離型性のよい表面層を有する中間転写ベルト６０２から離れて、紙送り装置６１０により搬送され中間転写ベルト６０２と二次転写ローラ６０３との間に送り込まれた紙上に移動し二次転写されると同時に熱的に溶融し定着する。これにより、紙上にカラー画像を形成することができる。
【００５７】
図６乃至図１０は本発明の第一実施例の現像過程について詳細に説明するための図であり、図６は現像過程の全体を説明するための図、図７は接近過程のようすを示す図、図８はトナー移動過程のようすを示す図、図９は非画像部の分離過程を示す図、図１０は画像部の分離過程を示す図である。従来の現像過程と異なり、第一実施例の現像過程は、図６に示すように、現像ベルトが感光体に接近して液体現像剤が感光体表面に接近する接近過程と、液体現像剤層とプリウェット液層とがソフトコンタクトしてトナーが移動するトナー移動過程と、現像ベルトが感光体から離れて現像ベルトに付着するトナーと感光体上に付着するトナーとに分離される分離過程との３つの過程から成り立っていると考えられる。
【００５８】
接近過程では、図７に示すように現像ベルト５１０を可撓性を有する部材で構成したことにより、現像ベルト５１０と感光体１０との間に微小ギャップすなわち間隔ｄが形成され、キャリア液とトナーからなる高粘度の液体現像剤とプリウェット液とはソフトコンタクトされる。これにより粘度の低いプリウェット液は前後に若干押し出されてプリウェット液の液溜りが生ずる。
【００５９】
トナー移動過程においては、図８に示すように画像部では、トナーが感光体１０上の電荷と現像ベルト５１０の間に形成される電界によって主にクーロン力によりプリウェット液層を通過して潜像面に移動する。一方、非画像部のトナーは、基本的には感光体１０の表面と液体現像剤層とがプリウェット液層により分離されているので、不要なトナーの感光体１０の表面への付着は起こらない。
【００６０】
分離過程においては、非画像部では、図９に示すように基本的に液体現像剤は現像ベルト５１０に残留する。プリウェット液層と液体現像剤層との界面では２つの層が分離する際に、粘度の低いプリウェット液層の一部が液体現像剤層に転移して分離する。したがって、２つの層の分離点は、プリウェット液層の内部にあると考えられる。一方、画像部では、図１０に示すように感光体１０の表面に移動したトナーがプリウェット液層を押しのけるため、プリウェット液層はトナー層の上に位置し、その層内で分離する。現像ベルト５１０上には、トナーが移動した後に残るキャリア液の一部とプリウェット液の一部が層を形成する。感光体１０上に残ったプリウェット液は、後の転写工程において、トナーの静電気力による移動を容易にする。
【００６１】
図１１は液体現像剤を薄層化したことの意義を説明するための図である。現像ベルト５１０上に塗布された液体現像剤層が厚すぎると、液体現像剤５０８の粘度が高いので、静電気力で現像ベルト５１０から感光体１０の表面に移動しようとするトナー群が、その周りに位置するトナーに対して粘性を断ち切れずにクラスターを形成して、感光体１０の表面に移動するため、トナーの過剰付着が起こり、画像ノイズが発生する。このクラスターの発生を抑えるために、液体現像剤層厚を現像が十分にできる最小限の値に抑える必要がある。
【００６２】
図１２は現像支持体である現像ローラと感光体とをハードコンタクトさせたようすを示す図であり、図１３は第一実施例のソフトコンタクトを説明するための図である。上記で説明したように、第一実施例の現像過程では、プリウェット液層の画像形成への機能は重要である。したがって、現像過程における重要な要件はプリウェット液層と液体現像剤層の二層の状態を維持することである。図１２に示すように現像ローラと感光体とをハードコンタクトさせると二層の状態を維持することができない。第一実施例では、図１３に示すように、現像剤支持体として可撓性を有する部材で構成された現像ベルト５１０を用いたことにより、現像ベルト５１０のテンションを調節して現像ベルト５１０上に形成された液体現像剤層と感光体１０上に形成されたプリウェット液層とが接触する際の接触圧力を分散させると、液体現像剤層及びプリウェット液層を介して感光体１０と現像ベルト５１０との間に微小なギャップ即ち間隔ｄが形成される。このため、現像過程において液体現像剤層とプリウェット液層とを二層状態を維持しつつ接触させることができる。
【００６３】
次に、液体現像剤層の層厚、プリウェット液層の層厚及び現像ギャップすなわち間隔の最適化について説明する。液体現像剤層の層厚は、液体現像剤の粘度が５０〜１００ｍＰａ・ｓ以上のものについては、特に５００ｍＰａ・ｓ以上のものについては、薄くする必要がある。理想的には、現像時に要求されるトナー現像量（すなわち、ベタ黒を出したときの濃度）を満たす層厚より若干厚目が良い。これは、粘度の高い液体現像剤を用いた場合、現像時に、静電気的に選択されたトナーが液の粘性により余計なトナーを引き連れて感光体上に移動してしまうために、トナーの異常付着を生じてしまい画像汚れを引き起こすからである。発明者等の実験では、トナー濃度の高い液体現像剤については、５μｍからトナー濃度の低いものは４０μｍ程度の層厚で良好な画像が得られた。また、トナー濃度２０〜３０％の液体現像剤を用いた場合、液体現像剤の層厚が８〜２０μｍ程度で良好な画質が得られた。
【００６４】
プリウェット液層の層厚は、選択されたプリウェット液の粘度、表面張力により最適値が存在する。薄過ぎる場合には、高粘度の液体現像剤が感光体上に不規則に付着して画像汚れを生じる。プリウェット液の量を増やしていくに従って、画像汚れは改善されて、最適値が確認される。更に量を増やしていくと、潜像の電荷が流れ鮮鋭度、解像力の低下が起こること、現像時にトナー流れを生じやはり画像がぼける傾向を示す。ＤＣ３４４を用いた実験では、３０μｍ以下、特に２０μｍ以下の厚みで良好な結果を得られた。これより粘性の低いものについては、この結果より薄めでも、厚目でも良い結果を得られる。しかしながら、高粘度のものに関しては、最適値は範囲が狭くなる傾向にある。
【００６５】
感光体と現像ベルトのギャップ、すなわち間隔は、狭いほうが画質において解像力、ソリッド部の濃度の均一性が良くなるのは、従来の現像法と同じである。第一実施例に用いた高粘性の液体現像剤ではトナー間の凝集力が強く、粉体現像剤のように、現像剤支持体あるいはキャリア粒子から機械的衝撃、静電気力により遊離したトナーが現像に使われるような現象が起きない。すなわち、液体現像剤層と感光体との間に空気層を介在させては現像がなされない。それゆえ、現像ベルトと液体現像剤層、液体現像剤層とプリウェット液層、プリウェット液層と感光体がそれぞれ接触している関係になることが必須である。したがって、現像ギャップ即ち間隔ｄは、液体現像剤層、プリウェット液層の厚み以下でそれぞれの層を乱さない程度の寸法でなければならない。第一実施例では、液体現像剤の粘度、トナー濃度の違いに応じ、感光体１０上のプリウェット液層と現像ベルト５１０上の液体現像剤層とを接触させたときに、間隔が８μｍから５０μｍの間になるように現像ベルト５１０のテンションを調節した。
【００６６】
上述の条件下で画出し実験をおこなった結果を表１に示す。これらの結果から、第一実施例の現像法に最適な現像剤及びプリウェット液の粘性に関する範囲は、現像剤が１００ｍＰａ・ｓから６０００ｍＰａ・ｓ、プリウェット液が０．５ｍＰａ・ｓから５ｍＰａ・ｓの間であることが分かった。また、画質に関しては、現像ベルト上の液体現像剤層の厚み、プリウェット液層の厚み、現像ギャップ即ち間隔等の影響により変化するが、現像諸条件の最適化をしても、概ね表１に示すような傾向にあり、液体現像剤の最適な領域は表１に示した範囲に入ることを確認した。尚、プリウェット液のシリコンオイルには、ダウコーニング製のＤＣ２００シリーズを用い、また現像液のキャリア液には、同社製のＤＣ３４５を用いた。
【００６７】
【表１】
本発明の第一実施例によれば、カラー用液体現像剤５０８ａ〜５０８ｄを現像ベルト５１０に供給する複数の現像カートリッジ５１ａ〜５１ｄを回転移動して切り換えて順次一の現像カートリッジを現像ベルト５１０に当接させて現像することにより、現像剤支持体は一つで済むので、装置の小型化を図ることができる。
【００６９】
また、第一実施例によれば、現像剤支持体として、可撓性及び導電性を有する薄板状部材により形成された現像ベルト５１０を用いたことにより、図１３に示すように、現像ベルト５１０のテンションを調節して現像ベルト５１０上に形成された液体現像剤層と感光体１０上に形成されたプリウェット液層とが接触する際の接触圧力を分散させると、液体現像剤層及びプリウェット液層を介して感光体１０と現像ベルト５１０との間に間隔ｄが形成される。このため、現像過程において液体現像剤層とプリウェット液層とを二層状態を維持しつつ接触させることができ、また、現像過程終了時には、プリウェット液層の内部で両者が分離されるので、プリウェット液層が乱れるのを防止することができ、したがって、感光体１０上の非画像部分にトナーが付着し画像が乱れるのを防止することができる。
【００７０】
また、第一実施例によれば、液体現像剤のキャリア液としてシリコンオイルを用いたことにより、従来のものに比べて以下に述べる利点を有する。
【００７１】
従来の液体現像剤は、一般にキャリア液としてIsoparG （登録商標：Exxon 社製）を用いている。このIsoparは、シリコンオイルほど抵抗値が高くないので、トナー濃度を濃くすると、即ち粒子間距離が小さくなると、トナーの帯電性が悪くなる。したがって、Isoparの場合は、トナー濃度に限界がある。これに対して、第一実施例で用いたシリコンオイルは、抵抗値が十分に大きいので、トナー濃度を濃くすることができる。また、一般にIsoparの場合、トナーの分散状態が良く、したがって、トナー濃度が１〜２％でも、トナー同士が反発しあうので、均一にトナーが分散している。これに対して、シリコンオイルは、トナー濃度が１〜２％の場合、分散性が良くなく、じきに沈殿してしまう。しかし、トナー濃度を５〜４０％にすると、密に詰まった状態となり、安定して分散する。このため、第一実施例では、トナーが高密度に分散された高粘度の液体現像剤を使用している。これにより、従来の低濃度の液体現像剤に比べて、現像液の液量を大幅に低減することができ、装置の小型化を図ることができる。更に、第一実施例の液体現像剤は高粘度の液体であるため、現像剤の現像剤支持体からの液だれ等を考慮しなくて済むので、装置の構成の自由度を向上させることができると共に、保管や取り扱いの点でも、従来の低粘度の液体現像剤や粉体現像剤に比べて容易になる。
【００７２】
従来の液体現像剤で用いていたIsoparは、前述のように、揮発性が高く、しかも悪臭を放つので、作業環境を悪化させるだけでなく、公害を起こすという問題があった。これに対して第一実施例で用いているシリコンオイルは、化粧品用として用いられていることからも明らかなように、安全な液体であり、また無臭であるので、第一実施例によれば、作業環境を改善することができ、また公害の問題も発生しない。
【００７３】
次に、本発明の第二実施例について図１４を参照して説明する。図１４は本発明の第二実施例である静電潜像の画像形成装置の概略図である。尚、第二実施例である静電潜像の画像形成装置において第一実施例のものと同一の機能を有するものには、同一の符号又は対応する符号を付すことにより、その詳細な説明を省略する。
【００７４】
本発明の第二実施例である静電潜像の画像形成装置における液体現像装置２が第一実施例のものと異なる点は、図１４に示すように、現像カートリッジ５１ａ〜５１ｄを回転移動して切り換えて順次一つの現像カートリッジを現像ベルト５１０に当接する現像剤供給装置５１を備えた現像装置５０に代えて現像カートリッジ５３ａ〜５３ｄを平行移動して切り換えて順次一つの現像カートリッジを現像ベルト５１０に当接する現像剤供給装置５３を備えた現像装置５２を用いたことである。
【００７５】
現像剤供給装置５３は、図示されていない平行移動装置と、平行移動装置により保持されて平行に配列された現像カートリッジ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄと、カム５２９とを備える。平行移動装置は、現像カートリッジ５３ａ〜５３ｄを平行移動させて順次一つの現像カートリッジを現像ベルト５１０との当接位置に移動する。カム５２９は、回転することにより平行移動装置により現像ベルト５１０との当接位置に移動した現像カートリッジを現像ベルト５１０に当接する。
【００７６】
上記構成による現像装置５２は、平行移動装置により現像カートリッジ５３ａ〜５３ｄを平行移動させて順次一つの現像カートリッジを現像ベルト５１０との当接位置に移動し、カム５２９によりこの現像カートリッジを現像ベルト５１０に当接させる。これにより、現像ベルト５１０に所望の色のトナーを含む液体現像剤５０８を塗布することができる。尚、第二実施例である静電潜像の液体現像装置のその他の動作は第一実施例のものと同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【００７７】
本発明の第二実施例によれば、カラー用液体現像剤５０８ａ〜５０８ｄを現像ベルト５１０に供給する複数の現像カートリッジ５３ａ〜５３ｄを平行移動して切り換えて順次一の現像カートリッジを現像ベルト５１０に当接させて現像することにより、現像剤支持体は一つで済むので、装置の小型化を図ることができる。その他の効果は、第一実施例のものと同様である。
【００７８】
次に、本発明の第三実施例について図１５を参照して説明する。図１５は本発明の第三実施例である静電潜像の画像形成装置における液体現像装置の概略図である。尚、第三実施例である静電潜像の画像形成装置における液体現像装置において第一実施例のものと同一の機能を有するものには、同一の符号又は対応する符号を付すことにより、その詳細な説明を省略する。
【００７９】
本発明の第三実施例である静電潜像の画像形成装置における液体現像装置３が第一実施例のものと異なる点は、図１５に示すように、現像カートリッジ５１ａ〜５１ｄを回転移動して切り換えて順次一つの現像カートリッジを現像ベルト５１０当接させる現像剤供給装置５１を備えた現像装置５０に代えて、現像ベルト５１０を現像カートリッジ５５ａ〜５５ｄに順次、離接する離接手段を備えた現像装置５４を用いたことである。
【００８０】
現像装置５４は、現像剤支持体である現像ベルト５４０と、現像ベルト５４０を回転駆動すると共に現像ベルト５４０の一部を感光体１０に当接させるようにして保持する駆動ローラ５４２ａ，５４２ｂと、離接手段である離接ローラ５４４ａ，５４４ｂ，５４４ｃ，５４４ｄと、現像後、現像ベルト５１０に付着する液体現像剤５０８を除去する掻き取りブレード５１４とを備える。
【００８１】
離接ローラ５４４ａは、現像ベルト５４０を回転駆動すると共に現像ベルト５４０の一部を現像カートリッジ５５ａの塗布ローラ５０６に離接する。離接ローラ５４４ｂは、現像ベルト５４０を回転駆動すると共に現像ベルト５４０の一部を現像カートリッジ５５ｂの塗布ローラ５０６に離接する。離接ローラ５４４ｃは、現像ベルト５４０を回転駆動すると共に現像ベルト５４０の一部を現像カートリッジ５５ｃの塗布ローラ５０６に離接する。離接ローラ５４４ｄは、現像ベルト５４０を回転駆動すると共に現像ベルト５４０の一部を現像カートリッジ５５ｄの塗布ローラ５０６に離接する。
【００８２】
上記構成による現像装置５４は、離接ローラ５４４ａ〜５４４ｄにより現像ベルト５４０の一部を現像カートリッジ５５ａ〜５５ｄに順次当接させる。これにより、現像ベルト５４０に所望の色のトナーを含む液体現像剤５０８を塗布することができる。尚、第二実施例である静電潜像の液体現像装置のその他の動作は第一実施例のものと同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【００８３】
本発明の第三実施例によれば、カラー用液体現像剤５０８ａ〜５０８ｄを現像ベルト５１０に供給する現像カートリッジ５５ａ〜５５ｄと現像ベルト５４０とを離接させて現像することにより、現像剤支持体は一つで済むので、装置の小型化を図ることができる。その他の効果は、第一実施例のものと同様である。
【００８４】
本発明は、上記の各実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。たとえば、上記の各実施例では、現像装置として、イエローのトナーを含む液体現像剤を現像ベルトに供給する現像カートリッジと、マゼンダのトナーを含む液体現像剤を現像ベルトに供給する現像カートリッジと、シアンのトナーを含む液体現像剤を現像ベルトに供給する現像カートリッジと、ブラックのトナーを含む液体現像剤を現像ベルトに供給する現像カートリッジとを備えるものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、現像装置は、所望の色のトナーを含む液体現像剤を現像ベルトに供給する現像カートリッジを必要に応じて二個又は三個設けたものでもよい。
【００８５】
また、上記の各実施例では、現像装置の現像カートリッジとして、タンク５０２内の液体現像剤５０８を供給ローラ５０２ａによって搬送ローラ５０４に供給した後、搬送ローラ５０４によって塗布ローラ５０６に搬送し、その後、塗布ローラ５０６によって現像ベルトに塗布するものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、現像カートリッジは、ローラを用いて現像ベルト５１０に液体現像剤５０８を供給するものであればよい。また、液体現像剤５０８を搬送ローラ５０４に供給する手段は、供給ローラ５０２ａに限定されるものではなく、たとえば、ベローズポンプにより搬送ローラ５０４に供給するものであってもよい。
【００８６】
さらに、上記の各実施例では、現像装置として、現像ベルトに付着した液体現像剤５０８を掻き取りブレード５１４により除去するものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、現像装置は、現像ベルト５１０に付着した液体現像剤５０８を現像ベルト５１０に当接させて配設された掻き取りローラにより除去するものであってもよい。
【００８７】
さらに、上記の各実施例では、現像装置として、現像剤支持体に可撓性を有する薄板状部材で構成された現像ベルト５１０を用いたものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、現像装置は、現像剤支持体に導電性を有する金属等の剛体や弾性体で形成された弾性ローラを用いたものでもよい。但し、剛体で形成された現像ローラを用いる場合、現像ローラ上に形成された液体現像剤層と感光体上に形成されたプリウェット液層とを二層状態を維持しつつ接触させるため、画像支持体に可撓性を有する部材を用いるか、または、現像ローラを現像ローラと感光体との間に微小なギャップ即ち間隔を形成するようにして設ける必要がある。
【００８８】
また、上記の各実施例では、プリウェット装置として、プリウェット液供給部材２０２により感光体１０の表面にプリウェット液２２０を塗布するものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、プリウェット装置は、一定の量のプリウェット液を感光体の表面に均一に塗布することができるものであればよい。たとえば、軸方向に並んだ複数のノズルからプリウェット液を吐出させることにより塗布するもの、スポンジローラ等により塗布するもの等でもよい。
【００８９】
さらに、上記の各実施例では、露光装置４０により帯電した画像支持体上に像を露光し、その後、プリウェット装置２０により画像支持体上にプリウェット液２２０を塗布したものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、プリウェット液の塗布は、現像工程に先立って行われるものであればよい。また、プリウェット液は、粘度が０．５〜５ｍＰａ・ｓ、電気抵抗が１０12Ωｃｍ以上、沸点が１００〜２５０℃、表面張力が２１ｄｙｎ／ｃｍ以下であれば、シリコンを主成分とするものでなくてもよい。さらに、画像支持体の表面に離型性を有する材料をコーティングした場合、特にプリウェット装置を必要とするものではない。
【００９０】
また、上記の各実施例では、転写装置の一次転写として、コロナ放電器６０６によって中間転写ベルト６０２をトナーと反対の極性を有する電荷で帯電することにより、感光体１０上のトナー像を中間転写ベルト６０２上に一次転写したものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、保持ローラ６０５ａ，６０５ｂに接続された電源装置によって中間転写ベルト６０２をトナーと反対の極性を有する電荷で帯電するように保持ローラ６０５ａ，６０５ｂにバイアス電圧を印加することにより、感光体１０上のトナー像を中間転写ベルト６０２上に一次転写するものであってもよい。
【００９１】
さらに、上記の各実施例では、転写装置の二次転写として、二次転写ローラ６０３の中間転写ベルト６０２への押圧力及び駆動ローラ６０４ａの定着ヒータによる加熱を利用して中間転写ベルト６０２上に一次転写されたトナー像を記録媒体上に二次転写すると同時に定着したものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、二次転写ローラ６０３に接続された電源装置によって二次転写ローラ６０３をトナーと反対の極性を有する電荷で帯電するように二次転写ローラ６０３にバイアス電圧を印加することにより、すなわち静電気力を利用して中間転写ベルト６０２上に一次転写されたトナー像を記録媒体上に二次転写し、その後、定着装置により記録媒体上のトナー像を定着するものであってもよい。
【００９２】
また、上記の各実施例では、画像支持体として有機感光体を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、画像支持体は、カールソン法で用いる各種感光体あるいはイオノグラフィ等の静電潜像を直接形成する導体上に絶縁体層を形成したもの、静電プロッタのような静電記録紙でもよい。
【００９３】
また、本発明は上記の各実施例に限定されるものではなく、液体現像剤の層厚が５〜４０μｍであれば、高粘性現像剤の粘度は１００００ｍＰａ・ｓであっても良い。現状では、６０００ｍＰａ・ｓ以上の高粘度の現像剤は、キャリア液とトナーとの攪拌が難しくなるので、コスト的にあわなくなると考えるが、安価に入手できるようになれば、６０００ｍＰａ・ｓ以上でもよい。粘度が１００００ｍＰａ・ｓを越えるものは、現実的でなくなる。また、液体現像剤のキャリア液はシリコンオイルに限定されない。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、カラー用液体現像剤を画像支持体の潜像面に供給する現像剤支持体と、現像剤支持体にカラー用液体現像剤を供給する複数のカラー用液体現像剤供給手段とを有する現像手段を用いたことにより、現像剤支持体は一つで済むので、装置の小型化を図ることができ、また、トナーが高濃度に分散された高粘度の液体現像剤を薄層にして現像することにより、現像剤の現像剤支持体からの液だれ等を考慮しなくて済むので、装置の構成の自由度を向上させることができると共に、高解像度で小型化が容易であり、しかも低公害化が可能な静電潜像の画像形成装置を提供することができる。
【００９５】
本発明によれば、可撓性及び導電性を有する薄板状部材により形成された現像剤支持体を用いたことにより、現像剤支持体上に形成された液体現像剤層と画像支持体とが接触する際の接触圧力を分散させることができるので、液体現像剤層が押しつぶされて画像支持体上の非画像部分にトナーが付着し画像が乱れるのを防止することができる静電潜像の画像形成装置を提供することができる。
【００９６】
本発明によれば、複数のカラー用液体現像剤供給手段を回転移動して切り換えて順次一のカラー用液体現像剤供給手段を現像剤支持体に当接させることにより、上記の効果に加えて、簡易な構成で装置の小型化を図ることができる静電潜像の画像形成装置を提供することができる。
【００９７】
本発明によれば、複数のカラー用液体現像剤供給手段を平行移動して切り換えて順次一のカラー用液体現像剤供給手段を現像剤支持体に当接させることにより、上記の効果に加えて、簡易な構成で装置の小型化を図ることができる静電潜像の画像形成装置を提供することができる。
【００９８】
本発明によれば、現像剤支持体と複数のカラー用液体現像剤供給手段とを選択的に離接する離接手段を設けたことにより、上記の効果に加えて、簡易な構成で装置の小型化を図ることができる静電潜像の画像形成装置を提供することができる。
【００９９】
本発明によれば、画像支持体上に離型性を有し化学的に不活性な誘電性液であるプリウェット液を塗布するプリウェット手段を設けたことにより、画像支持体上の非画像部分にトナーが付着するのを更に効果的に防止することができる静電潜像の画像形成装置を提供することができる。
【０１００】
本発明によれば、前記の構成としたことにより、上記の効果に加えて、転写の際の離型性を向上させることができる静電潜像の画像形成装置を提供することができる。
【０１０１】
本発明によれば、前記の構成としたことにより、上記の効果に加えて、公害が少なく、作業環境の改善を図ることができる静電潜像の画像形成装置を提供することができる。
【０１０２】
本発明によれば、前記の構成としたことにより、上記の効果に加えて、液体現像剤の濡れ性がよい静電潜像の画像形成装置を提供することができる。
【０１０３】
本発明によれば、前記の構成としたことにより、上記の効果に加えて、公害が少なく、作業環境の改善を図ることができる静電潜像の画像形成装置を提供することができる。
【０１０４】
本発明によれば、前記の構成としたことにより、上記の効果に加えて、転写の際にトナーを剥がしやすくなる静電潜像の画像形成装置を提供することができる。
本発明によれば、前記の構成としたことにより、上記の効果に加えて、現像剤支持体上への液体現像剤の塗布をより均一にする静電潜像の画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第一実施例である静電潜像の画像形成装置の概略構成図である。
【図２】 第一実施例である静電潜像の画像形成装置に用いられるプリウェット装置の概略斜視図である。
【図３】 第一実施例である静電潜像の画像形成装置の動作を説明するための図である。
【図４】 図２に示すプリウェット装置の動作を説明するための図である。
【図５】 プリウェット液供給部材を感光体に当接させたときのプリウェット液の流れを表した図である。
【図６】 現像過程の全体を説明するための図である。
【図７】 接近過程のようすを示す図である。
【図８】 トナー移動過程のようすを示す図である。
【図９】 非画像部の分離過程を示す図である。
【図１０】 画像部の分離過程を示す図である。
【図１１】 液体現像剤を薄層化したことの意義を説明するための図である。
【図１２】 現像ローラと感光体とをハードコンタクトさせたようすを示す図である。
【図１３】 第一実施例である静電潜像の画像形成装置のソフトコンタクトを説明するための図である。
【図１４】 本発明の第二実施例である静電潜像の画像形成装置の概略図である。
【図１５】 本発明の第三実施例である静電潜像の画像形成装置の概略図である。
【符号の説明】
１０ 感光体
１２ 感光ベルト
２０ プリウェット装置
３０ 帯電装置
４０ 露光装置
５０，５２，５４ 現像装置
５１，５３ 現像剤供給装置
５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ 現像カートリッジ
６０ 転写装置
７０ クリーニング装置
８０ 除電装置
２０２ プリウェット液供給部材
２０４ ケース
２０６，５０２ タンク
２０８ ポンプ
２１０ａ，２１０ｂ チューブ
２１２ 変位装置
２２０ プリウェット液
５０２ａ 供給ローラ
５０４ 搬送ローラ
５０６ 塗布ローラ
５０８ 液体現像剤
５０９ 回転軸
５１０，５４０ 現像ベルト
５１２ａ，５１２ｂ，５１２ｃ，５４２ａ，５４２ｂ，６０４ａ，６０４ｂ，６０４ｃ
駆動ローラ
５１４ 掻き取りブレード
５４４ａ，５４４ｂ，５４４ｃ，５４４ｄ 離接ローラ
６０２ 中間転写ベルト
６０３ 二次転写ローラ
６０５ａ，６０５ｂ 保持ローラ
６０６ コロナ放電器
６１０ 紙送り装置
Claims (6)
- 画像支持体上に形成された静電潜像を、帯電した顕像化粒子であるトナーによって現像し、前記画像支持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する画像形成装置であって、
現像剤支持体上に塗布された絶縁性液体中に平均粒径０．１〜５μｍのトナーが濃度２０〜４０％で分散された粘度５００〜６０００ｍＰａ・ｓの液体現像剤を前記画像支持体の潜像面に供給して前記画像支持体上にトナー像を形成する現像手段が、
隣接するローラが相互に反対方向に回転する複数のローラを用いて供給する複数のカラー用液体現像剤供給手段を含み、この複数のカラー用液体現像剤供給手段から一つの可撓性及び導電性を有する現像剤支持体に、カラー用液体現像剤の厚みが８〜２０μｍとなるように、液体現像剤を供給する現像手段であり、
前記現像剤支持体と表面に離型性を有する材料をコーティングした画像支持体との間隔が液体現像剤層の厚み以下で、前記現像剤支持体上の高粘度の液体現像剤のみが画像支持体と接触するようにした
ことを特徴とする静電潜像の画像形成装置。 - 前記複数のカラー用液体現像剤供給手段を回転移動して切り換えて順次一の前記カラー用液体現像剤供給手段を前記現像剤支持体に当接させる
ことを特徴とする請求項１記載の静電潜像の画像形成装置。 - 前記複数のカラー用液体現像剤供給手段を平行移動して切り換えて順次一の前記カラー用液体現像剤供給手段を前記現像剤支持体に当接させる
ことを特徴とする請求項１記載の静電潜像の画像形成装置。 - 前記現像剤支持体と前記複数のカラー用液体現像剤供給手段とを選択的に離接する離接手段を設けた
ことを特徴とする請求項１記載の静電潜像の画像形成装置。 - 前記液体現像剤は、絶縁性液体の粘度が０．５〜１０００ｍＰａ・ｓ、電気抵抗が１０１２Ωｃｍ以上、表面張力が２１ｄｙｎ／ｃｍ以下、沸点が１００℃以上である
ことを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の静電潜像の画像形成装置。 - 前記液体現像剤は、シリコンオイルを絶縁性液体として利用するものである
ことを特徴とする請求項１，２，３，４又は５記載の静電潜像の画像形成装置。
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