JP4568100B2 - 液体現像装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ装置、プリンタ等に採用される液体現像装置に関する。

従来の一般的な液体現像装置は、感光体（例えば、感光体ドラム）などの潜像担持体上に形成された静電潜像を、絶縁キャリア液中にトナーを分散した液体現像剤により、現像するようにしている。すなわち、液体現像装置は、現像ローラと、前記現像ローラに液体現像剤を供給する手段と、液体現像剤を貯めておくための現像剤貯留タンク、前記現像ローラ上に残留したトナー（残留トナー）をクリーニングするクリーニングブレード等を備えている。そして、前記現像剤貯溜タンクから汲み上げられた液体現像剤は、現像ローラに供給され、該現像ローラから液体現像剤を潜像担持体へと供給し、供給された液体現像剤により、潜像担持体上に形成された静電潜像を現像する。前記現像ローラをクリーニングするクリーニングブレードは、ラバー製又は金属製のブレード状部材から形成されている。

しかし、クリーニングブレードを用いた場合、該クリーニングブレードのエッジ部にトナーが付着して堆積すると、その付着したトナーが該ブレードをすり抜けて、画像に不具合を発生したり、或いは、堆積したトナーが固化し、固化した該トナーが、現像ローラの表面に触れると、表面が弾性体にて形成された現像ローラの表面を傷つける場合がある。

この問題を解消する対策として、従来は、クリーニングブレードの代わりに、クリーニングローラを当接させてトナーを除去したり、或いは、現像ローラに付設した多目的ローラに対して、クリーニング時には、トナーと異符号のバイアスを印加することにより、トナーを供給しない技術（特許文献１）が提案されている。なお、特許文献１の多目的ローラは、クリーニングローラに相当する。
特開２００１−５１５１１号公報

ところが、クリーニングローラを使用する場合、クリーニングローラのみでは、絶縁キャリア液を回収することができず、現像ローラ上に形成された液体現像剤の薄層を乱す（薄層の均一化を乱す）原因となる。これは、回収されなかった絶縁キャリア液の層に対応する現像ローラの表面が、次のプロセスで新たに液体現像剤が供給されるため、前記層の厚みが厚くなるためである。

又、特許文献１の技術では、現像ローラの表面のみのクリーニングは、上記のように薄層を均一化することが難しい。又、供給ローラとしてアニロックスローラのような精密なセル（凹部）により薄層を形成するような装置の場合、現像ローラのクリーニング時に、該供給ローラに対して、トナーの極性と異符号の電圧（逆極性のバイアス）を印加すると、トナーが、供給ローラに吸着してセルの目詰まりが発生する。このため、現像時において、正確なトナー量を現像ローラに転移させることは不可能である。

本発明の目的は、上記のような不具合を発生させることなく、しかも、現像ローラのクリーニングブレードに堆積するトナーをクリーニングすることができる液体現像装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、静電潜像が形成された潜像担持体に、トナーとキャリア液を含む液体現像剤を供給する現像ローラと、該現像ローラに液体現像剤を供給する供給ローラと、前記現像ローラ上の残留トナーをクリーニングするクリーニングブレードを備えた液体現像装置において、前記現像ローラと前記供給ローラ間に電位差を持たせてそれぞれバイアスを印加するバイアス印加手段と、前記現像ローラ上の液体現像剤のトナー濃度を可変し、前記クリーニングブレードを該液体現像剤にて洗浄するために、前記現像ローラと前記供給ローラ間の電位差を可変するように、前記バイアス印加手段を制御する制御手段を備えたことを特徴とする液体現像装置を要旨とするものである。

請求項２の発明は、請求項１において、前記クリーニングブレードを液体現像剤にて洗浄する際、前記制御手段は、前記バイアス印加手段を制御して、前記トナーの極性と同極性のバイアスを、供給ローラと、現像ローラにそれぞれ印加して、現像ローラと前記供給ローラ間に電位差を持たせて、前記トナーを供給ローラから現像ローラ側に転移させないようにしたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２において、前記制御手段は、非現像時において、前記バイアス印加手段を制御して、前記現像ローラ上の液体現像剤のトナー濃度を可変し、前記クリーニングブレードを該液体現像剤にて洗浄することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項において、前記バイアス印加手段は、前記供給ローラにバイアスを印加する第１バイアス印加手段と、前記現像ローラにバイアスを印加する第２バイアス印加手段とから構成され、前記制御手段は、前記第１バイアス手段の供給ローラに印加するバイアスを可変可能に制御することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、クリーニングブレードを使用して、クリーニングする場合、クリーニングブレード上の堆積したトナーをクリーニングすることができる効果を奏する。

請求項２の発明によれば、トナーが供給ローラに吸着しないため、供給ローラのセルが目詰まりを起こすことがなく、現像時において、正確なトナー量を現像ローラに転移させることができる効果を奏する。

請求項３の発明によれば、非現像時において、請求項１又は請求項２の発明の効果を奏することができる。
請求項４の発明によれば、供給ローラにバイアスを印加する第１バイアス印加手段と、現像ローラにバイアスを印加する第２バイアス印加手段とを備え、制御手段が、第１バイアス手段の供給ローラに印加するバイアスを可変可能に制御することにより、容易に請求項１又は請求項２の効果を実現できる。

以下、本発明の液体現像装置の一実施形態を図１を参照して説明する。なお、この液体現像装置は、複写機、ファクシミリ装置、プリンタ等に採用可能である。
液体現像装置５０は、例えば、潜像担持体としての感光体ドラム２０の表面に対して、液体現像剤を転移させることにより、感光体ドラム２０の表面に、図示しない露光装置にて露光により形成された静電潜像を現像する。すなわち、液体現像装置５０は、トナーと液体キャリアからなる液体現像剤Ａを所定の濃度になるように撹拌混合して用い、現像ローラ５２でこの現像剤を感光体ドラム２０の静電潜像に適用することにより感光体ドラム２０にトナー像を形成するものである。本実施形態のトナーは、正の電荷に帯電されている。

本実施形態では、感光体ドラム２０の暗電位は４００〜４５０Ｖで、後述するバイアスＶｄは３００Ｖ、露光後電位が２０Ｖとなるように設定されている。
上記のように形成された静電潜像が現像されたトナー像は、記録媒体としての紙や中間転写体（ともに図示しない）に転写される。

液体現像装置５０は、液体現像剤Ａを収容する収容タンク５１を備えている。収容タンク５１の内部には、表面が弾性体にて形成された現像ローラ５２と、供給ローラとしてのアニロックスローラ５３と、汲み上げローラ５４と、ドクタブレード５５、及びクリーニングブレード５６が設けられている。現像ローラ５２、アニロックスローラ５３、及び汲み上げローラ５４は、歯車列等からなる駆動伝達機構を介して駆動モータ（ともに図示しない）により回転駆動される。クリーニングブレード５６は、ラバー製又は金属製のブレード状部材から形成されている。

液体現像剤Ａは、シリコンオイル等の非極性の絶縁性液体からなるキャリア液中にトナーが高濃度で分散するように調整されている。汲み上げローラ５４は液体現像剤Ａにその一部が浸かっているとともに、図１では明示されていないが、アニロックスローラ５３に対して微小間隙を有するように離間して配置されており、回転時に汲み上げた液体現像剤Ａをアニロックスローラ５３に対して塗布する。

アニロックスローラ５３の両端部を除く表面は、現像ローラ５２に対する塗布領域となる。塗布領域であるアニロックスローラ５３表面には、多数の凹部（セル）が刻設されている。汲み上げローラ５４にて汲み上げられた液体現像剤Ａはアニロックスローラ５３に移送され、アニロックスローラ５３の表面に乗った液体現像剤は、ドクタブレード５５によって余分な現像液を規制（計量）された後、現像ローラ５２に供給される。

そして、アニロックスローラ５３は、液体現像剤Ａを現像ローラ５２上に塗布することにより、現像ローラ５２上に液体現像剤Ａの薄層を形成する。感光体ドラム２０上の現像領域においては、この液体現像剤Ａによって潜像が現像される。又、現像後、現像ローラ５２上に残留した液体現像剤Ａは、現像ローラ５２の表面に当接されたクリーニングブレード５６のエッジ部によって現像ローラ５２上から除去され、収容タンク５１内に設けられた回収室５９に回収液体現像剤を収納する。なお、クリーニングブレード５６の前記エッジ部には、掻き取られた液体現像剤Ａの固形成分Ａａ（トナー）の一部が図１に示すように、堆積する。

現像ローラ５２には、第２バイアス印加手段としての第２バイアス電圧印加手段６０により、バイアスＶｄが印加される。なお、本実施形態では、バイアスＶｄは、３００Ｖとしているが、この値に限定されるものではない。

又、アニロックスローラ５３には、第１バイアス印加手段としての第１バイアス電圧印加手段７０により、バイアスＶａが可変して印加可能とされている。すなわち、第１バイアス電圧印加手段７０は、バイアスＶｄ以上の電圧と、低い電圧との切替が可能とされている。バイアスＶａが、バイアスＶｄ以上（Ｖｄ≦Ｖａ）の電圧は、例えば３００〜４５０Ｖの範囲であればよい。しかし、バイアスＶａは、この値に限定されるものではなく、Ｖｄに応じて変えても良い。又、バイアスＶａは、バイアスＶｄよりも低い電圧にする場合、本実施形態では２０Ｖとしているが、この値に限定されるものではなく、他の正のプラス電位の値であっても良い。この場合、バイアスＶａは、極性を持ったトナーが吸着しない電圧であることが好ましい。本実施形態では、トナーは正の電荷を持っているため、バイアスＶａは、トナーの正の電荷よりも高い電圧であることが好ましい。

第２バイアス電圧印加手段６０と、第１バイアス電圧印加手段７０とによりバイアス印加手段が構成されている。
なお、汲み上げローラ５４は接地されており、常時グランド電位とされている。

制御手段としての制御装置８０は、図示しないＣＰＵ（中央処理装置）を備えており、現像時には、駆動伝達機構（図示しない）を回転制御するとともに、第１バイアス電圧印加手段７０を制御して、バイアスＶａをバイアスＶｄ以上に設定して、該バイアスＶａをアニロックスローラ５３に印加する。

又、制御装置８０は、非現像時においては、第１バイアス電圧印加手段７０を制御して、バイアスＶａをバイアスＶｄよりも低い値に設定（本実施形態では、２０Ｖに設定）し、該バイアスＶａをアニロックスローラ５３に印加する。

さて、上記のように構成された液体現像装置５０は、現像時において、図示しない駆動モータが駆動されると、駆動伝達機構（図示しない）を介して、汲み上げローラ５４が図１に示す矢印方向に回転される。すると、液体現像剤Ａは、収容タンク５１から回転する汲み上げローラ５４により汲み上げられ、回転するアニロックスローラ５３に塗布される。そして、アニロックスローラ５３上の液体現像剤Ａは、ドクタブレード５５にて計量された後、現像ローラ５２に薄層化して塗布される。又、この現像時においては、制御装置８０により、第１バイアス電圧印加手段７０が制御されて、アニロックスローラ５３に印加されるバイアスＶａは、現像ローラ５２に印加されるバイアスＶｄ以上となる。この結果、液体現像剤Ａの正の電荷に帯電されたトナーは、好適にアニロックスローラ５３から、現像ローラ５２へ転移する。特に、Ｖｄ＜Ｖａの場合は、トナーの電気泳動によりＶｄ＝Ｖａの場合よりも、多くのトナー、すなわち、固形成分を現像ローラ５２に対して転移（移動）できる。現像ローラ５２は、薄層化された液体現像剤Ａを感光体ドラム２０へと供給し、供給された液体現像剤Ａにより、感光体ドラム２０上に形成された静電潜像を現像する。

次に、非現像時、すなわち、クリーニング時、例えば、記録媒体である紙が感光体ドラム２０に給紙されていない場合や、現像完了直後の場合、制御装置８０は、駆動伝達機構（図示しない）を回転制御する。併せて、制御装置８０は、第１バイアス電圧印加手段７０を制御して、バイアスＶａを２０Ｖに設定し、該バイアスＶａをアニロックスローラ５３に印加する。

なお、紙が感光体ドラム２０に給紙されているか否かの判定は、感光体ドラム２０に給紙されているか否かを検出するセンサ（図示しない）の検出信号に基づいて、制御装置８０が行なう。又、現像完了直後である旨の判定は、例えば、感光体ドラム２０上の顕像化された画像が転写された紙が、感光体ドラム２０を通過したか、否かを検出する紙後端検出センサ（図示しない）の検出信号に基づいて、制御装置８０が行う。

現像ローラ５２には３００Ｖのバイアスが印加され、アニロックスローラ５３には２０Ｖのバイアスが印加されることにより、現像ローラ５２の方がバイアスが高いため、液体現像剤Ａの正の電荷に帯電されたトナーは、アニロックスローラ５３から、現像ローラ５２へ転移（移動）することができない。このため、アニロックスローラ５３からは、現像時よりも、トナー濃度が下がった液体現像剤が現像ローラ５２上に供給される。

この結果、現像ローラ５２には、トナー濃度が下がった液体現像剤Ａ、すなわち、液体成分（キャリア液）を多く含んだ液体現像剤Ａが供給されるため、この液体成分を多く含んだ液体現像剤Ａにより、クリーニングブレード５６のエッジ部に蓄積された固形成分Ａａを回収室５９へ流し去ることができる。

又、本実施形態では、クリーニング時、アニロックスローラ５３の印加電圧であるバイアスＶａは、現像ローラ５２の印加電圧であるバイアスＶｄ（＝３００Ｖ）よりも低くしてはいるが、トナーの極性とは異符号ではなく、同極性である。このため、トナーはアニロックスローラ５３に吸着しない。この結果、トナーによりアニロックスローラ５３の多数の凹部（セル）の目詰まりが発生することがなく、クリーニング後の現像時において、正確な量のトナーを現像ローラ５２に転移（移動）させることができ、均一な薄層が現像ローラ５２上に得られる。

なお、本実施形態では、汲み上げローラ５４を設けたが、汲み上げローラ５４の代わりに、汲み上げポンプとしてもよい。

本発明を具体化した一実施形態の液体現像装置の概略図。

符号の説明

２０…感光体ドラム（潜像担持体）
５０…液体現像装置
５２…現像ローラ
５３…アニロックスローラ（供給ローラ）
５４…汲み上げローラ
５５…ドクタブレード
５６…クリーニングブレード
６０…第２バイアス電圧印加装置（第２バイアス印加手段）
７０…第１バイアス電圧印加装置（第１バイアス印加手段、第２バイアス電圧印加手段６０とともにバイアス印加手段を構成する）
８０…制御装置（制御手段）
Ａ…液体現像剤

Claims (4)

1. 静電潜像が形成された潜像担持体に、トナーとキャリア液を含む液体現像剤を供給する現像ローラと、該現像ローラに液体現像剤を供給する供給ローラと、前記現像ローラ上の残留トナーをクリーニングするクリーニングブレードを備えた液体現像装置において、
   前記現像ローラと前記供給ローラ間に電位差を持たせてそれぞれバイアスを印加するバイアス印加手段と、
   前記現像ローラ上の液体現像剤のトナー濃度を可変し、前記クリーニングブレードを該液体現像剤にて洗浄するために、前記現像ローラと前記供給ローラ間の電位差を可変するように、前記バイアス印加手段を制御する制御手段を備えたことを特徴とする液体現像装置。
2. 前記クリーニングブレードを液体現像剤にて洗浄する際、前記制御手段は、前記バイアス印加手段を制御して、前記トナーの極性と同極性のバイアスを、供給ローラと、現像ローラにそれぞれ印加して、現像ローラと前記供給ローラ間に電位差を持たせて、前記トナーを供給ローラから現像ローラ側に転移させないようにしたことを特徴とする請求項１に記載の液体現像装置。
3. 前記制御手段は、非現像時において、前記バイアス印加手段を制御して、前記現像ローラ上の液体現像剤のトナー濃度を可変し、前記クリーニングブレードを該液体現像剤にて洗浄することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体現像装置。
4. 前記バイアス印加手段は、前記供給ローラにバイアスを印加する第１バイアス印加手段と、
   前記現像ローラにバイアスを印加する第２バイアス印加手段とから構成され、
   前記制御手段は、前記第１バイアス印加手段の供給ローラに印加するバイアスを可変可能に制御することを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に記載の液体現像装置。

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