JP4803354B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シリコンオイルもしくは鉱物油からなるキャリア液にトナーを分散させた現像剤により感光体上に形成された静電潜像を現像する画像形成装置に関する。

従来、シリコンオイルもしくは鉱物油からなるキャリア液にトナーを分散させた高粘度の液体現像剤を用いた液体現像方式の電子写真装置が知られている。このような装置においては、感光ドラム上の潜像を現像するために用いる現像ローラに均一に液体現像剤を供給する必要がある。

特許文献１（特開２００１−３４０７３号公報）には、高粘度の液体トナーを液体現像剤として用いる液体トナー現像方式の電子写真装置であって、静電潜像の形成される画像支持体と、該画像支持体上に接触して液体トナーを供給する現像ローラと、表面に多数の微細なくぼみを有して、供給される液体トナーを該多数の微細なくぼみにより量規制して前記現像ローラに塗布する回転ローラとから成る液体トナー現像方式の電子写真装置が開示されている。
特開２００１−３４０７３号公報

しかしながら、上記の従来の液体トナー現像方式の電子写真装置においては、現像ローラは回転ローラ（グラビアローラ）と連れ周りする構造となっているため、現像ローラ上には回転ローラ（グラビアローラ）のパターンが残存してしまう。現像ローラ上に残ってしまったパターンは、感光ドラム上の潜像を現像する際にも残り、さらに最終的には記録媒体に転写された画像にも残ってしまう。この影響により、記録媒体上に細線を表現しようとする場合に、画質の乱れを引き起こしやすい。また、特に記録媒体として、普通紙やラフ紙を用いる場合には、白抜け（ボイド）が発生しやすくなる。

本発明は上記課題を解決するためのもので、感光体と、前記感光体を現像する現像ローラ、前記現像ローラにトナー及びキャリア液を含む液体現像剤を供給するアニロックスローラ、前記液体現像剤の量を規制する規制ブレード、前記感光体を現像した現像ローラをクリーニングする現像ローラクリーニング部、及び前記現像ローラクリーニング部でクリーニングされた現像ローラに、前記キャリア液を塗布するキャリア液塗布ローラを有する液体現像装置と、前記感光体に担持されたキャリア液を回収するスクイーズローラと、前記スクイーズローラにより回収されたキャリア液を前記キャリア液塗布ローラに供給するキャリア液供給部と、を有することを特徴とする。

また、本発明に係る画像形成装置は、前記キャリア液を貯蔵するキャリアタンクと、前記キャリアタンクから供給されたキャリア液及び前記スクイーズローラにより回収されたキャリア液を貯蔵するキャリア液貯蔵部と、前記キャリア液貯蔵部に貯蔵されたキャリア液を前記キャリア液塗布ローラに供給する前記キャリア液供給部と、を有することを特徴とする。

また、本発明に係る画像形成装置は、 前記キャリア液供給部によりキャリア液を供給される前記キャリアオイル塗布ローラに当接して前記現像ローラに供給するキャリア液の量を規制するキャリア塗布量規制ブレードと、を有する。
また、本発明に係る画像形成装置は、前記キャリアオイル塗布ローラは、オイル保持層を有する。
また、本発明に係る画像形成装置は、前記キャリアオイル塗布ローラは孔部を有するスポンジ部材である。
また、本発明に係る画像形成装置は、前記キャリアオイル塗布ローラは前記現像ローラから離間する離間機構を有する。

本発明によれば、現像ローラ上に接触しキャリアを塗布するキャリアオイル塗布ローラが設けられているので、アニロックスローラから現像ローラに現像剤が供給される直前に、現像ローラの表面が液体キャリアで濡らされている状態となり、アニロックスローラの溝内の現像剤が現像ローラ表面に転写された後、アニロックスローラパターンが緩和しやすくなる。したがって、現像ローラ上の現像剤には、アニロックスローラパターンが残ってしまうようなことがほとんどなくなり、現像ローラで感光ドラム上の潜像を現像する際にもアニロックスローラパターンによる影響はほぼなくなる。そして、最終的に、記録媒体上に細線を表現しようとする場合でも、画質への影響はなく、また、特に記録媒体として、普通紙やラフ紙を用いる場合にも、白抜け（ボイド）の発生はなくなる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置を構成する主要構成要素を示した図である。現像ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋは、画像形成装置の下部に配置されており、中間転写ベルト７０、二次転写ユニット８０は、画像形成装置の上部に配置されている。

現像ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋは、それぞれ、イエロー（Ｙ）現像剤、マゼンタ（Ｍ）現像剤、シアン（Ｃ）現像剤、ブラック（Ｋ）現像剤で潜像を現像する機能を有している。イエロー（Ｙ）現像剤、マゼンタ（Ｍ）現像剤、シアン（Ｃ）現像剤、ブラック（Ｋ）の各現像剤は、液体キャリアに各色のトナーを分散させたものが用いられる。各現像ユニットの現像剤貯蔵部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋには、トナータンク２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋからは各色トナーが供給され、またキャリアタンク１からは配管１０を通して液体キャリアが供給され、各現像ユニットの現像剤貯蔵部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋにて適正濃度に調合される。現像ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋの構成は同様であるので、以下、現像ユニット５０Ｙについて説明する。

現像ユニット５０Ｙは、図１に示すように、像担持体の一例としての感光体２０Ｙの回転方向に沿って、帯電ユニット３０Ｙ、露光ユニット、現像装置の一例としての現像ユニット５０Ｙ、一次転写ユニット６０Ｙを有している。

感光体２０Ｙは、円筒状の基材とその外周面に形成された感光層を有し、中心軸を中心に回転可能であり、本実施の形態においては、図１中の矢印で示すように時計回りに回転する。

帯電ユニット３０Ｙは、感光体２０Ｙを帯電するための装置である。不図示の露光ユニットからは、光路４０Ｙでレーザを照射することによって帯電された感光体２０Ｙ上に潜像を形成する。露光ユニットは、半導体レーザ、ポリゴンミラー、Ｆ−θレンズ等を有しており、入力された画像信号に基づいて、変調されたレーザを帯電された感光体２０Ｙ上に照射する。

現像ユニット５０Ｙは、感光体２０Ｙ上に形成された潜像を、イエロー（Ｙ）現像剤を用いて現像するための装置である。現像ユニット５０Ｙの詳細については後述する。

一次転写ユニット６０Ｙは、感光体２０Ｙに形成されたイエロー現像剤像を中間転写ベルト７０に転写するための装置である。一次転写ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋにより、４色の現像剤が順次重ねて転写された場合には、中間転写ベルト７０にフルカラー現像剤像が形成される。

中間転写ベルト７０は、複数の支持ローラに張架されたエンドレスのベルトであり、感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋと当接しながら回転駆動される。

二次転写ユニット８０は、中間転写ベルト７０上に形成された単色現像剤像やフルカラー現像剤像を紙、フィルム、布等の媒体に転写するための装置である。

不図示の定着ユニットは、媒体上に転写された単色現像剤像やフルカラー現像剤像を紙等の媒体に融着させて永久像とするための装置である。

中間転写ベルトクリーニングユニット９０は、二次転写ユニット８０で現像剤像が転写された後に、中間転写ベルト７０上に残存する現像剤をクリーニングブレード９１により掻き落として除去するための装置である。

図２は、本発明の実施の形態に係る現像ユニットの主要構成要素を示した断面図である。図２において、１はキャリアタンクであり、２Ｙはイエロー（Ｙ）トナー用のトナータンクである。キャリアタンク１は、各色に共通に設けられており、配管１０を通じて各現像材貯蔵部に液体キャリアを供給する。

現像材貯蔵部３Ｙは、一次現像剤貯蔵部５Ｙ及び二次現像剤貯蔵部６Ｙに分かれている。トナータンク２Ｙ及びキャリアタンク１は一次現像剤貯蔵部５Ｙに、トナー及び液体キャリアを供給するようになっている。２５Ｙはトナー量調整用バルブであり、トナータンク２Ｙから一次現像剤貯蔵部５Ｙに供給されるトナー量の調整を行う。また、２４Ｙはキャリア量調整用バルブであり、キャリアタンク１からキャリア貯蔵部４Ｙを介して一次現像剤貯蔵部５Ｙに供給される液体キャリアの量の調整を行う。

現像材貯蔵部３Ｙは、感光体２０Ｙに形成された潜像を現像するための、トナー及び液体キャリアからなる現像剤を収容する。現像材貯蔵部３Ｙに収容されている現像剤は、従来一般的に使用されている、Ｉｓｏｐａｒ（商標：エクソン）をキャリアとした低濃度（１〜２ｗｔ％程度）かつ低粘度の、常温で揮発性を有する揮発性液体現像剤ではなく、高濃度かつ高粘度の、常温で不揮発性を有する不揮発性液体現像剤である。すなわち、本実施の形態に係る液体現像剤は、シリコーンオイル等の不揮発性かつ絶縁性キャリア液中に、平均粒径０．１〜５μｍ程度の樹脂、顔料等からなるトナー粒子を高濃度（５〜４０ｗｔ％程度）に分散させた高粘度（１００〜１００００ｍＰａ・ｓ程度）現像剤である。

一次現像剤貯蔵部５Ｙでは、攪拌ローラ７Ｙが現像剤を攪拌する構造となっている。また、一次現像剤貯蔵部５Ｙに収容されている現像剤は、適宜手段により二次現像剤貯蔵部６Ｙへと搬送される構造となっている。

アニロックスローラ８Ｙは、二次現像剤貯蔵部６Ｙから現像剤を現像ローラ９Ｙへ供給する。このアニロックスローラ８Ｙは、図３に示すように、鉄等金属性のローラの表面に溝を均一かつ螺旋状に設け、ニッケルメッキを施したものである。本実施の形態におけるアニロックスローラ８Ｙは、当該溝として台形の断面を有する溝を備えている。図４にアニロックスローラ８Ｙの溝寸法の一例を示すと、溝ピッチ約１７０μｍ、山幅約４５μｍ、谷幅約３０μｍ、溝深さ約５０μｍである。

さらに、アニロックスローラ８Ｙは、当該アニロックスローラ８Ｙ上の現像剤を現像ローラ９Ｙに適切に転写するために、その表面が、当該現像ローラ９Ｙの弾性体の層に圧接している。

アニロックスローラ８Ｙは、その中心軸を中心として回転可能であり、当該中心軸は、現像ローラ９Ｙの回転中心軸よりも下方にある。また、アニロックスローラ８Ｙは、現像ローラ９Ｙの回転方向（図２において反時計方向）と逆の方向（図２において時計方向）に回転する。

規制ブレード２１Ｙは、アニロックスローラ８Ｙの表面に当接して、アニロックスローラ８Ｙ上の現像剤の量を規制する。すなわち、当該規制ブレード２１Ｙは、アニロックスローラ８Ｙ上の余剰現像剤を掻き取って、現像ローラ９Ｙに供給するアニロックスローラ８Ｙ上の現像剤を計量する役割を果たす。この規制ブレード２１Ｙは、弾性体としてのウレタンゴムからなり、鉄等金属製の図示しない規制ブレード支持構造により支持されている。

現像ローラ９Ｙは、感光体２０Ｙに担持された潜像を現像剤により現像するために、現像剤を担持して感光体２０Ｙと対向する現像位置に搬送する。

この現像ローラ９Ｙは、鉄等金属製の内芯の外周部に、導電性を有する弾性部の一例としての弾性体の層を備えたものである。現像ローラ９Ｙは、前記弾性体が圧接部となって、弾性変形された状態でアニロックスローラ８Ｙ及び感光体２０Ｙのそれぞれに圧接している。

また、現像ローラ９Ｙは、その中心軸を中心として回転可能であり、当該中心軸は、感光体２０Ｙの回転中心軸よりも下方にある。また、現像ローラ９Ｙは、感光体２０Ｙの回転方向（図２において時計方向）と逆の方向（図２において反時計方向）に回転する。なお、感光体２０Ｙ上に形成された潜像を現像する際には、現像ローラ９Ｙと感光体２０Ｙとの間に電界が形成される。

現像ローラクリーニングユニットは、現像ローラ９Ｙの表面に当接されたゴム製の現像ローラクリーニングブレード１４Ｙを有し、前記現像位置で現像が行われた後に、現像ローラ９Ｙ上に残存する現像剤を現像ローラクリーニングブレード１４Ｙにより掻き落として除去するための装置である。掻き落とされた現像剤は、現像ローラクリーニングユニットが備える残存現像剤回収部１５Ｙに回収され、さらに一次現像剤貯蔵部５Ｙに戻される。

このようにして現現像ローラ９Ｙ上に形成された現像剤の薄膜は、現像ローラ９Ｙの回転によって、感光体２０Ｙに対向する現像位置（すなわち、感光体２０Ｙとの圧接位置）に至り、該現像位置にて所定の大きさの電界下で感光体２０Ｙ上に形成された潜像の現像に供される。

スクイーズローラ１６Ｙは感光体２０Ｙ上の液体キャリアを回収する機構であり、回収された液体キャリアは、スクイーズローラクリーニングブレード１７Ｙによって掻き取られ、キャリア液回収部１８Ｙに蓄えられる。キャリア液回収部１８Ｙに蓄えられた液体キャリアは、配管１０を通じてキャリア貯蔵部４Ｙに貯蔵される。

感光体クリーニングユニットは、感光体２０Ｙの表面に当接されたゴム製の感光体クリーニングブレード１２Ｙと感光体クリーニング液回収部１３Ｙとからなる。一次転写ユニット６０Ｙで、感光体２０Ｙに形成されたイエロー現像剤像による像が、中間転写ベルト７０に転写された後に、感光体２０Ｙ上に残存してしまった現像剤は、感光体クリーニングユニットの感光体クリーニングブレード１２Ｙにより掻き落とされる。

キャリアオイル塗布ローラ２２Yは、現像ローラ９Ｙの表面に当接し、液体キャリアを現像ローラ９Ｙに塗布する。キャリアオイル塗布ローラ２２Yは金属製であり、図2に示すようにキャリア貯蔵部４Ｙからの配管を通して、液体キャリアの供給を受ける。このキャリアオイル塗布ローラ２２Ｙは、図に示すとおり、現像ローラ９Ｙとアニロックスローラ８Ｙとが形成するニップの直前に設けられており、アニロックスローラ８Ｙから現像ローラ９Ｙに現像剤が供給される直前の現像ローラ９Ｙ表面に液体キャリアが塗布されるように構成されている。

このような構成によって、アニロックスローラ８Ｙから現像ローラ９Ｙに現像剤が供給される直前で、現像ローラ９Ｙ表面が液体キャリアで濡らされているので、アニロックスローラ８Ｙの溝内の現像剤が現像ローラ９Ｙ表面に転写された後、アニロックスローラパターンが緩和しやすくなる。したがって、現像ローラ９Ｙ上の現像剤には、アニロックスローラパターンが残ってしまうようなことがほとんどなくなり、現像ローラ９Ｙで感光ドラム２０Ｙ上の潜像を現像する際にもアニロックスローラパターンによる影響はほぼなくなる。最終的に、記録媒体上に細線を表現しようとする場合でも、画質への影響はなく、また、特に記録媒体として、普通紙やラフ紙を用いる場合にも、白抜け（ボイド）の発生はなくなる。

図5に示すように、キャリアオイル塗布量規制ブレード１９Ｙは、キャリアオイル塗布ローラ２２Yの表面に当接して、キャリアオイル塗布ローラ２２Yが現像ローラ９Ｙに供給する液体キャリアの量を調整する。図5の右側の図は、キャリアオイル塗布ローラ２２Yとキャリアオイル塗布量規制ブレード１９Ｙとの当接部の拡大図である。このキャリアオイル塗布量規制ブレード１９Ｙは、弾性体としてのウレタンゴムからなり、鉄等金属製の図示しない規制ブレード支持構造により支持されている。また、キャリアオイル塗布量調整用バルブ２３Ｙは、キャリアオイル塗布ローラ２２Yに供給する液体キャリアの量を調整する。

キャリアオイル塗布ローラ２２Y上の液体キャリア量を制御する役割を果たすキャリアオイル塗布量調整用バルブ２３Ｙ、キャリアオイル塗布量規制ブレード１９Ｙが設けられているので、現像ローラ９Ｙ表面が過度に液体キャリアで濡らされるようなことは防止できる。なお、キャリアオイル塗布ローラ２２Yが現像ローラ９Ｙから離間する機構を設けておくことで、キャリアオイル塗布ローラ２２Yから現像ローラ９Ｙに供給する液体キャリアの量を制御することもできる。

キャリアオイル塗布量調整用バルブ２３Ｙ、キャリアオイル塗布量規制ブレード１９Ｙ、或いは、キャリアオイル塗布ローラ２２Yを現像ローラ９Ｙから離間させる機構で、現像ローラ９Ｙに供給する液体キャリアの量を制限するのは、現像剤のトナー濃度が低下しているような場合などがある。

図６に本発明の他の実施の形態に係るキャリアオイル塗布ローラを示す。この実施の形態では、現像ローラ９Ｙに液体キャリアを供給する機構として、表面に無数の細孔のあるスポンジ状の材質からなるキャリアオイル塗布ローラ２２Yを用いる。細孔のあるスポンジ状の材質としては、特開２００２−２８７５５１号公報等に開示されている、多孔質ポリテトラフルオロエチレン（商品名ゴアテックス、ジャパンゴアテックス株式会社製）等を用いる。キャリアオイル塗布ローラ２２Yのローラ構造も特開２００２−２８７５５１号公報に開示されているものを採用することができる。

この実施の形態では、ローラ内にキャリアオイルを保持するオイル保持層を設けておき、このオイル保持層から液体キャリアを染み出させるようにして現像ローラ９Ｙに液体キャリアを供給する。このように、ローラ内のオイル保持層からの液体キャリアを用いるようにするため、キャリア貯蔵部４Ｙから配管を通じて、液体キャリアをキャリアオイル塗布ローラ２２Yに供給する必要がない。また、オイル保持層からの液体キャリアを使い切る、使い切り構造であるので、現像剤貯蔵部をカートリッジ化した場合、キャリアオイル塗布ローラ２２Yは、カートリッジと共に交換可能なように構成することができる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置を構成する主要構成要素を示す図である。 現像ユニットの主要構成要素を示した断面図である。 アニロックスローラ８Ｙの表面を表した斜視概念図である。 アニロックスローラ８Ｙ表面に設けられた溝の形状を示す断面図である。 キャリアオイル塗布量規制ブレードで液体キャリア量を調整する様子を示す図である。 本発明の他の実施の形態に係るキャリアオイル塗布ローラを示す図である。

符号の説明

１・・・キャリアタンク、４Ｙ・・・キャリア貯蔵部、５Ｙ・・・一次現像剤貯蔵部、６Ｙ・・・二次現像剤貯蔵部、７Ｙ・・・攪拌ローラ、８Ｙ・・・アニロックスローラ、９Ｙ・・・現像ローラ、１０・・・配管、１２Ｙ・・・感光体クリーニングブレード、１３Ｙ・・・感光体クリーニング液回収部、１４Ｙ・・・現像ローラクリーニングブレード、１５Ｙ・・・残存現像剤回収部、１６Ｙ・・・スクイーズローラ、１７Ｙ・・・スクイーズローラクリーニングブレード、１８Ｙ・・・キャリア液回収部、１９Ｙ・・・キャリアオイル塗布量規制ブレード、２１Ｙ・・・規制ブレード、２２Y・・・キャリアオイル塗布ローラ、２３Ｙ・・・キャリアオイル塗布量調整用バルブ、２４Ｙ・・・キャリア量調整用バルブ、２５Ｙ・・・トナー量調整用バルブ
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ・・・トナータンク
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ・・・現像剤貯蔵部
２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ・・・感光体
３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ・・・帯電ユニット
４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋ・・・露光ユニット光路
５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋ・・・現像ユニット
６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋ・・・一次転写ユニット
７０・・・中間転写ベルト
８０・・・二次転写ユニット
９０・・・中間転写ベルトクリーニングユニット

Claims (6)

1. 感光体と、
   前記感光体を現像する現像ローラ、前記現像ローラにトナー及びキャリア液を含む液体現像剤を供給するアニロックスローラ、前記液体現像剤の量を規制する規制ブレード、前記感光体を現像した現像ローラをクリーニングする現像ローラクリーニング部、及び前記現像ローラクリーニング部でクリーニングされた現像ローラに、前記キャリア液を塗布するキャリア液塗布ローラを有する液体現像装置と、
   前記感光体に担持されたキャリア液を回収するスクイーズローラと、
   前記スクイーズローラにより回収されたキャリア液を前記キャリア液塗布ローラに供給するキャリア液供給部と、を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記キャリア液を貯蔵するキャリアタンクと、
   前記キャリアタンクから供給されたキャリア液及び前記スクイーズローラにより回収されたキャリア液を貯蔵するキャリア液貯蔵部と、
   前記キャリア液貯蔵部に貯蔵されたキャリア液を前記キャリア液塗布ローラに供給する前記キャリア液供給部と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記キャリア液供給部によりキャリア液を供給される前記キャリアオイル塗布ローラに当接して前記現像ローラに供給するキャリア液の量を規制するキャリア塗布量規制ブレードと、
   を有する請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記キャリアオイル塗布ローラは、オイル保持層を有する請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記キャリアオイル塗布ローラは孔部を有するスポンジ部材である請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記キャリアオイル塗布ローラは前記現像ローラから離間する離間機構を有する請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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