JP6953942B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents
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まず、本実施形態に係る画像形成装置10の構成を説明する。図1は、本実施形態に係る画像形成装置10の構成を示す概略図である。
定着装置16は、図1に示されるように、連続紙Pを加熱する加熱ロール16Aと、連続紙Pを加圧する加圧ロール16Bと、を有している。定着装置16では、連続紙Pを加熱ロール16Aと加圧ロール16Bとの間に挟んで、連続紙Pを加熱しながら加圧し、連続紙P上のトナー画像を連続紙Pに定着させる。
画像形成部14は、図1に示されるように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー画像を形成するトナー画像形成部14Y、14M、14C、14K(以下、14Y〜14Kという)を有している。トナー画像形成部14Y、14M、14C、14Kは、連続紙Pの搬送方向上流側から、この順番で配置されている。
各トナー画像形成部14Y〜14Kの画像形成ユニット18は、液体現像剤Gを用いてトナー画像を形成するユニットである。具体的には、図2に示されるように、画像形成ユニット18は、一方向(例えば、図2における時計回り方向)へ回転すると共にトナー画像を保持する感光体等の画像保持体22(画像形成体の一例)と、画像保持体22を帯電する帯電装置24と、画像保持体22を露光して静電潜像(潜像の一例)を形成する露光装置26と、画像保持体22上の静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像装置40と、を有している。画像保持体22は、現像装置40によって静電潜像が現像されて画像が形成される画像形成体の一例である。
現像装置40は、図2に示されるように、収容部としてのチャンバー46と、供給ロール44(保持体の一例)と、現像ロール42(現像体の一例)と、帯電装置45(付与部の一例、第一付与部の一例)と、帯電装置48(第二付与部の一例)と、電源17(転移部の一例)と、電源15と、検知部60と、を有している。
チャンバー46は、内部に液体現像剤Gを収容している。本実施形態で用いられる液体現像剤Gは、揮発性を有するキャリア液にトナー(粒子)が分散された液体タイプの液体現像剤である。キャリア液としては、例えば、植物油、流動パラフィン油、シリコーンオイルなどの絶縁性液体が用いられる。また、チャンバー46内の液体現像剤Gは、一例として、キャリア液の中にトナー(粒子)が20質量%の濃度で分散されている。液体現像剤Gには、他に、添加剤が添加されていてもよい。
供給ロール44は、液体現像剤が供給され、該液体現像剤を保持する保持体の一例である。具体的には、供給ロール44は、チャンバー46から液体現像剤Gが供給され、液体現像剤Gを保持するロールである。さらに具体的には、供給ロール44は、保持した液体現像剤Gを現像ロール42に供給するロールである。
現像ロール42は、保持体から転移された液体現像剤を潜像へ供給して該潜像を現像する現像体の一例である。具体的には、現像ロール42は、供給ロール44から供給された液体現像剤Gを、画像保持体22に形成された静電潜像へ供給して該静電潜像を現像するロールである。
帯電装置45は、保持体に保持されている液体現像剤のトナーに、該トナーが有する電荷とは逆極性の電荷を付与する付与部(第一付与部)の一例である。具体的には、帯電装置45は、供給ロール44に保持されている液体現像剤Gのトナーに、該トナーの電荷とは逆極性の電荷を付与する装置である。さらに具体的には、帯電装置45は、供給ロール44に保持されている液体現像剤Gのトナーを逆極性に帯電させる装置である。帯電装置45は、該トナーを逆極性に帯電させることで、該トナーに対して該トナーの電荷とは逆極性の電荷を付与する。帯電装置45としては、例えば、非接触で放電により液体現像剤Gのトナーを帯電させる装置が用いられる。具体的には、帯電装置45としては、例えば、コロナ放電により液体現像剤Gのトナーを帯電させるコロトロンなどが用いられる。
電源17は、保持体と現像体との間に電位差を生じさせて、付与部によって逆極性の電荷が付与されたトナーを保持体から現像体へ転移させる転移部の一例である。具体的には、電源17は、供給ロール44と現像ロール42との間に電位差を生じさせて、帯電装置45によって逆極性の電荷が付与されたトナーを供給ロール44から現像ロール42へ転移させる装置である。さらに具体的には、電源17は、供給ロール44と現像ロール42との間に電圧を印加することで、供給ロール44と現像ロール42との間に電位差を生じさせる。これにより、帯電装置45によって逆極性の電荷が付与されたトナーを供給ロール44から現像ロール42へ静電力により、転移させる。
帯電装置48は、現像体に保持されている液体現像剤のトナーに電荷を付与する第二付与部の一例である。具体的には、帯電装置48は、現像ロール42に保持されている液体現像剤Gのトナーに電荷を付与する装置である。さらに具体的には、帯電装置48は、現像ロール42に保持されている液体現像剤Gのトナーを帯電させる装置である。このように、帯電装置48が該トナーを帯電させることで、該トナーに電荷を付与する。
電源15は、現像ロール42と画像保持体22との間に電位差を生じさせて、帯電装置48によって電荷が付与されたトナーを現像ロール42から画像保持体22へ転移させる装置である。具体的には、電源15は、現像ロール42と画像保持体22との間に電圧を印加することで、現像ロール42と画像保持体22との間に電位差を生じさせる。これにより、帯電装置48によって電荷が付与されたトナーを現像ロール42から画像保持体22へ静電力により、転移させる。トナーが現像ロール42から画像保持体22へ転移することで、画像保持体22の静電潜像が現像されてトナー画像が形成される。
検知部60は、付与部によって逆極性の電荷が付与される前の該液体現像剤が有する電荷の極性を検知する検知部の一例である。具体的には、検知部60は、帯電装置45によって逆極性の電荷が付与される前の液体現像剤Gの電荷の極性を検知する検知部である。
帯電装置45は、供給ロール44に保持されている液体現像剤Gのトナーに、検知部60が検知した極性とは逆極性の電荷を付与する。具体的には、帯電装置45は、検知部60の検知結果に基づき、供給ロール44に保持されている液体現像剤Gのトナーに、該トナーの電荷とは逆極性の電荷を付与する。
転写ユニット20は、画像形成ユニット18の画像保持体22に形成されたトナー画像を連続紙Pに転写する転写部の一例である。具体的には、転写ユニット20は、転写体としての転写ロール50と、バックアップロール52と、を有している。
供給機構110は、チャンバー46に液体現像剤Gを供給する機構である。具体的には、供給機構110は、液体現像剤Gを貯留する貯留部112と、貯留部112からチャンバー46へ液体現像剤Gを供給する供給路114と、を有している。貯留部112に貯留された液体現像剤Gは、供給路114に設けられたポンプ(図示省略)等により、供給路114を通じてチャンバー46へ供給される。
回収機構70は、画像保持体22の静電潜像への液体現像剤Gの供給後に、現像ロール42から液体現像剤Gを回収する機構である。回収機構70は、具体的には、掻取ブレード72と、容器74と、回収路76と、を有している。
画像形成装置10では、検知部60による検知動作が実行された後、画像形成動作が実行される。以下、検知動作及び画像形成動作について説明する。
まず、帯電装置45の付与動作を停止した状態において、電源17の電圧印加により供給ロール44と現像ロール42との間に電位差を生じさせて、供給ロール44から現像ロール42へトナーを転移させる。なお、液体現像剤Gのトナー以外の成分(キャリア液等)も、現像ロール42との接触による付着力などにより、供給ロール44から現像ロール42へ転移する。
画像形成動作では、現像装置40において、チャンバー46内の液体現像剤Gが供給ロール44に供給されて、供給ロール44に保持される。供給ロール44に保持されている液体現像剤Gは、帯電装置45によって、当該液体現像剤Gのトナーの電荷とは逆極性の電荷が該トナーに付与される。具体的には、帯電装置45が、供給ロール44に保持されている液体現像剤Gのトナーに、検知部60が検知した極性とは逆極性の電荷を付与する。
この結果、本実施形態では、帯電装置45は、供給ロール44に保持されている液体現像剤Gのトナーの電荷が第一極性である場合に、該トナーに前記第一極性とは逆極性である第二極性の電荷を付与する第一状態と、供給ロール44に保持されている液体現像剤Gのトナーの電荷が前記第二極性である場合に、該トナーに前記第一極性の電荷を付与する第二状態と、に切り替わる。
本実施形態では、検知部60は、現像ロール42に保持されている液体現像剤Gの光学濃度を計測する構成であったが、これに限られない。検知部の一例としては、図3に示されるように、例えば、現像ロール42に保持されている液体現像剤Gの表面電位を計測する検知部160であってもよい。
検知部60は、現像ロール42に配置されていたが、これに限られない。例えば、画像保持体22の静電潜像への液体現像剤Gの供給後に現像ロール42から液体現像剤Gを回収し、該液体現像剤Gを供給ロール44へ供給する供給経路に配置された検知部を用いてもよい。
本実施形態では、検知部60が、帯電装置45によって逆極性の電荷が付与される前のトナーの電荷の極性を検知し、帯電装置45が、供給ロール44に保持されている液体現像剤Gのトナーに、検知部60が検知した極性とは逆極性の電荷を付与していたが、これに限られない。例えば、供給ロール44に保持されている液体現像剤Gのトナーの極性が一定である(変化しない)構成などでは、検知部60が検知した極性によらず、帯電装置45が、供給ロール44に保持されている液体現像剤Gのトナーに電荷を付与する構成にであってもよい。この構成では、例えば、検知部60を有さない構成とされる。また、この構成では、帯電装置45は、トナーへ付与する電荷の極性が切り替え可能となっていない構成であってもよい。
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
[液体現像剤G]
液体現像剤Gとして、体積平均粒子径が1.7μmのポリエステル着色樹脂をエクソンモービル社製アイソパーLに分散したものを用い、固形分濃度を20質量%に調整した。
帯電装置45及び帯電装置48として、コロナ放電により液体現像剤Gのトナーを帯電させるコロトロンを用いた。
電源装置を接続した2枚のITO蒸着ガラス(10mm×50mm×0.8mm)を50μmの空隙をもってITO面が対向するようにして、液体現像剤G中に浸漬し、50Vの電位差を印加した。30秒後、電位差を印加した状態でITO蒸着ガラスを液体現像剤G中から取り出し、アイソパーL中に静かに沈めた。その後、電源を切ってITO蒸着ガラスを液体現像剤Gから取り出し、付着した液体を乾燥させた。トナー付着により着色したITO蒸着ガラスの負極と正極の光学濃度の比(負極の光学濃度/(両極の光学濃度の和))は0.5となり、液体現像剤Gのトナーは電気的に中性であることを確認した。
供給ロール44の電位が、現像ロール42よりも600V高くなるように電位差を付与し、帯電装置45の出力を供給ロール44への流入電流が10μAから100μAとなる範囲で変化させて、現像ロール42上のトナー量を測定したところ、トナー量は0.6g/m2から1.45g/m2の範囲で制御できた。
次に、液体現像剤Gを毎分0.3kgの流量で、チャンバー46ーへ供給しながら、網点面積率20%のテストパターンを40m/minの印刷速度で連続して1時間プリントした。このとき、供給ロール44の電位が現像ロール42に対して600V高くなるように電位差を付与し、帯電装置45の出力は、供給ロール44への流入電流で30μA、帯電装置48の出力は現像ロール42への流入電流で400μAとした。
先の手法と同様にしてトナーの極性を評価したところ、負極と正極の光学濃度の比(負極の光学濃度/(両極の光学濃度の和))は0.9となり、液体現像剤Gのトナーは正帯電であった。
使用した液体現像剤Gの固形分濃度を20質量%に調整した後、トナー量制御幅を再評価した。
[印字履歴後のトナー量制御幅]
供給ロール44の電位が現像ロール42よりも600V高くなるように電位差を付与し、帯電装置45の出力を供給ロール44への流入電流が10μAから100μAとなる範囲で変化させて現像ロール42上のトナー量を測定したところ、帯電装置45の出力に対するトナー量の制御幅は1.15g/m2から1.45g/m2までであり、印字テスト前よりも狭くなった。
[現像ロール42上の光学濃度センサによるトナー帯電極性の判定]
実施例1で用いた画像形成装置の現像ロール42に対向して、光学濃度センサを設置した。設置位置は、現像ロール42の回転方向において、画像保持体22との接触位置よりも下流側で、掻取ブレード72との接触位置よりも上流側とした。供給ロール44と現像ロール42を接触させ、現像ロール42と画像保持体22を離間させ、帯電装置45を使用せず、現像ロール42に対し、供給ロール44の電位を400V高くした条件と、400V低くした条件で現像ロール42を回転させ、現像ロール42上に転移した液体現像剤Gの光学濃度を測定する。供給ロール44の電位が高い条件で光学濃度が高い場合には、トナー極性は正であり、逆の場合には負に帯電していると判定する。このトナー帯電極性検知は、印字動作中でも実施することができる。例えば、入力画像情報に基づき、画像出力のない白紙状態が連続する場合に、供給ロール44上の帯電装置48を停止し、供給ロール44の印加電位を反転することで可能になる。
液体現像剤Gを毎分0.3kgの流量でチャンバー46へ供給しながら、網点面積率20%のテストパターンを40m/minの印刷速度で連続して1時間プリントした。供給ロール44の電位が、現像ロール42に対して600V高くなるように電位差を付与し、帯電装置45の出力は供給ロール44への流入電流で30μA、帯電装置48の出力は現像ロール42への流入電流で400μAとした。このとき、10分おきに300mmの非印字領域を設けて上記トナー極性検知を実施した。30分後にトナー帯電極性が正と判定され、電源により供給ロール44の電位は、現像ロール42に対して600V低く、帯電装置45の出力は供給ロール44への流入電流で−50μAに変更された。一時間の印字テストを通じて、画像濃度は安定した値であった。
17 電源(転移部の一例)
20 転写ユニット(転写部の一例)
22 画像保持体(画像形成体の一例)
40 現像装置
42 現像ロール(現像体の一例)
44 供給ロール(保持体の一例)
45 帯電装置(付与部の一例、第一付与部の一例)
48 帯電装置(第二付与部の一例)
60 検知部
62 検知センサ(計測手段の一例)
160 検知部
162 検知センサ(計測手段の一例)
G 液体現像剤
Claims (8)
- 液体現像剤が供給され、該液体現像剤を保持する保持体と、
前記保持体から転移された液体現像剤を潜像へ供給して該潜像を現像する現像体と、
前記保持体に保持されている液体現像剤のトナーに、該トナーが有する電荷とは逆極性の電荷を付与する付与部と、
前記保持体と前記現像体との間に電位差を生じさせて、前記付与部によって逆極性の電荷が付与されたトナーを前記保持体から前記現像体へ転移させる転移部と、
前記付与部によって逆極性の電荷が付与される前の該トナーが有する電荷の極性を検知する検知部と、
を備え、
前記付与部は、前記保持体に保持されている液体現像剤のトナーに、前記検知部が検知した極性とは逆極性の電荷を付与する
現像装置。 - 前記検知部は、
前記現像体に保持されているトナーの量に基づく特徴量を計測する計測手段、を備え、
前記付与部の付与動作を停止した状態において前記計測手段により取得した計測値であって、前記保持体と前記現像体との間に生じさせた電位差により前記保持体から前記現像体へ転移したトナーの量に基づく特徴量の計測値と、
前記付与部の付与動作を停止した状態において前記計測手段により取得した計測値であって、前記保持体と前記現像体との間の電界の向きを反転させた状態で前記保持体から前記現像体へ転移したトナーの量に基づく特徴量の計測値と、
の差から前記極性を検知する
請求項1に記載の現像装置。 - 前記検知部は、
前記現像体に保持されている液体現像剤の光学濃度を計測する計測手段、を備え、
前記付与部の付与動作を停止した状態において前記計測手段により取得した計測値であって、前記保持体と前記現像体との間に生じさせた電位差により前記保持体から前記現像体へ転移したトナーを含む液体現像剤の光学濃度の計測値と、
前記付与部の付与動作を停止した状態において前記計測手段により取得した計測値であって、前記保持体と前記現像体との間の電界の向きを反転させた状態で前記保持体から前記現像体へ転移したトナーを含む液体現像剤の光学濃度の計測値と、
の差から前記極性を検知する
請求項1に記載の現像装置。 - 前記付与部としての第一付与部と、
前記現像体に保持されている液体現像剤のトナーに電荷を付与する第二付与部と、
を備え、
前記検知部は、
前記現像体に保持された液体現像剤の表面電位を計測する計測手段、を備え、
前記計測手段は前記第二付与部よりも現像体回転方向下流に配置され、
前記付与部の付与動作を停止し且つ前記第二付与部を動作させた状態において前記計測手段により取得した計測値であって、前記保持体と前記現像体との間に生じさせた電位差により前記保持体から前記現像体へ転移したトナーを含む液体現像剤の表面電位の計測値と、
前記付与部の付与動作を停止し且つ前記第二付与部を動作させた状態において前記計測手段により取得した計測値であって、前記保持体と前記現像体との間の電界の向きを反転させた状態で前記保持体から前記現像体へ転移したトナーを含む液体現像剤の表面電位の計測値と、
の差から前記極性を検知する
請求項1に記載の現像装置。 - 前記検知部は、
前記潜像への前記液体現像剤の供給後に前記現像体から前記液体現像剤を回収し、該液体現像剤を前記保持体へ供給する供給経路に配置されている
請求項1に記載の現像装置。 - 液体現像剤が供給され、該液体現像剤を保持する保持体と、
前記保持体から転移された液体現像剤を潜像へ供給して該潜像を現像する現像体と、
前記保持体に保持されている液体現像剤のトナーに、該トナーが有する電荷とは逆極性の電荷を付与する付与部と、
前記保持体と前記現像体との間に電位差を生じさせて、前記付与部によって逆極性の電荷が付与されたトナーを前記保持体から前記現像体へ転移させる転移部と、
を備え、
前記付与部は、
前記保持体に保持されている液体現像剤のトナーが有する電荷が第一極性である場合に、該トナーに前記第一極性とは逆極性である第二極性の電荷を付与する第一状態と、
前記保持体に保持されている液体現像剤のトナーが有する電荷が前記第二極性である場合に、該トナーに前記第一極性の電荷を付与する第二状態と、
に切り替わる
現像装置。 - 前記潜像への前記液体現像剤の供給後に前記現像体から前記液体現像剤を回収し、該液体現像剤を前記保持体へ供給する供給経路
を備え、
前記付与部が前記第一状態である場合において前記供給経路を経て、該液体現像剤が前記保持体に供給されることで、前記保持体に保持されている液体現像剤のトナーが有する電荷が前記第一極性から前記第二極性に変化した場合に、
前記付与部は、前記第一状態から前記第二状態に切り替わる
請求項6に記載の現像装置。 - 取得した情報に基づき、前記保持体に保持されている液体現像剤のトナーに付与する電荷量を調整する請求項1〜7のいずれか1項に記載の現像装置と、
前記現像装置によって潜像が現像されてトナー画像が形成される画像形成体と、
前記画像形成体に形成された前記トナー画像を記録媒体に転写する転写部と、
を備える画像形成装置。
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JP2017178647A JP6953942B2 (ja) | 2017-09-19 | 2017-09-19 | 現像装置及び画像形成装置 |
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JP2017178647A JP6953942B2 (ja) | 2017-09-19 | 2017-09-19 | 現像装置及び画像形成装置 |
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