JPH09319210A - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像ローラ表面の残留トナー粒子による画像
の汚れを防止して、長期に亘って安定に白地部分の汚れ
や印字ムラのない画像形成を可能とする画像形成装置を
提供する。 【解決手段】 静電潜像が形成された潜像担持体の現像
領域に、トナー粒子を供給する現像ローラの表面に残留
するトナー粒子をスクレーパにより除去するようにした
画像形成装置において、前記現像ローラの表面粗さを前
記トナー粒子の平均粒径以下、好ましくはトナーの平均
粒径の半分以下とし、現像ローラの表面凹部へのトナー
粒子の埋没を防ぎ、残留トナー粒子のスクレーパによる
掻き落としを確実に行うようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は潜像担持体上に形成
された静電潜像をトナー粒子にて現像する画像形成装置
および画像形成方法に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】電子複写機や電子プリンタ等から
なる画像形成装置は、一般に感光ドラムと称される潜像
担持体表面の感光層に、写真（印刷）情報に応じた光を
照射して静電潜像を形成し、この静電潜像をトナー粒子
を用いて現像するものとなっている。そして静電潜像の
現像によって得られたトナー像を記録媒体に転写し、或
いは一旦中間転写体に転写した後、そのトナー像を中間
転写体から記録媒体に転写することで画像形成（印刷出
力）するように構成されている。

【０００３】ちなみに静電潜像の現像は、例えばトナー
粒子を絶縁性の溶媒中に分散させた液体現像剤（現像
液）を用いる場合、通常、現像ローラの表面に導かれる
液体現像剤を感光ドラムに接触させて静電的に行われ
る。具体的には、例えば感光ドラムの現像領域に所定の
現像バイアスを印加し、静電潜像の絶対電位の相対的に
低い部分あるいは高い部分にトナー粒子を静電的に付着
させることで、静電潜像の現像が行われる。そして静電
潜像の絶縁電位が高い部位に導かれることで現像に供さ
れず、この結果、現像ローラの表面に残った液体現像
剤、つまり残留トナー粒子については、現像ローラの回
転方向下流側に設けたスクレーパにて該現像ローラ表面
から掻き落とし、これを回収するものとなっている。
尚、逆に静電潜像の絶対電位の相対的に高い部分にトナ
ー粒子を静電的に付着させることで静電潜像の現像を行
う場合もある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところでトナー像の形
成領域が少ない画像形成（印刷）、網点率の低い画像形
成を行った場合、本来、トナー粒子が付着することのな
い非画像領域にトナー粒子が付着し、その白地部分が汚
れたり、印字にムラが生じることがある。その原因につ
いては種々考えられるが、その１つとして本発明者らは
現像ローラの汚れが大きな要因となっていることを見出
した。

【０００５】即ち、本発明者らは非画像領域（白地）に
続いて網点率の低い印字部があるような場合に、上記白
地汚れや印字ムラが顕著に生じ、このとき現像ローラの
表面が汚れていることに気付いた。そしてこの現像ロー
ラ表面の汚れは、現像ローラの非画像領域に残留したト
ナー粒子がスクレーパによって完全に除去されず、現像
ローラ表面に残留することによって生じており、この残
留トナー粒子により汚れたままの現像ローラが再度繰り
返し現像処理に供されていることを見出した。

【０００６】ちなみに白地印字時（非画像領域の印刷
時）にはトナー粒子は現像ローラ表面に電気的に強固に
吸着する。この現像ローラの表面に吸着したトナー粒子
を完全に除去できなければ、現像ローラ表面にトナー粒
子が残留することになる。この状態の現像ローラ表面に
感光ドラムの印字部が位置付けられると、トナー粒子を
現像ローラから感光ドラム側へ移動させる方向の電界が
生じ、現像ローラと感光ドラム間に存在する液体現像剤
中のトナー粒子だけでなく、現像ローラ表面に残留して
いるトナー粒子が感光体上に強く転写されて、その現像
が行われる。この結果、現像ローラ表面のトナー粒子残
留パターンに対応した現像ムラが発生することになる。
この現像ムラは白地に続く印字パターンが網点率の低い
印字である場合、特に顕著に目立つ。

【０００７】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、現像ローラ表面に残留するトナ
ー粒子を確実に除去するようにした画像形成装置を提供
することにある。また本発明の別の目的は、現像ローラ
表面の残留トナー粒子による汚れを効果的に防止して、
白地部分の汚れや印字ムラのない画像形成を行い得る画
像形成方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明に係る画像形成装置は、静電潜像が形成され
た潜像担持体の現像領域にトナー粒子を供給する現像ロ
ーラと、この現像ローラの表面に残留するトナー粒子を
除去するスクレーパとを具備したものであって、特に前
記現像ローラの表面粗さを前記トナー粒子の平均粒径以
下にしたことを特徴としている。つまり現像ローラの表
面粗さをトナー粒子の平均粒径以下、好ましくはその平
均粒径の１／２以下、例えば２μｍ以下とすることでそ
の表面凹部へのトナー粒子の埋没を防ぎ、スクレーパに
よる現像ローラ表面の残留トナー粒子の掻き落としを確
実に行うようにしたことを特徴としている。

【０００９】また本発明は、特に前記トナー粒子が絶縁
性の溶媒中に分散されて液体現像剤として供給される装
置に適用され、更に上記溶媒中に分散されたトナー粒子
の平均粒径が０.７μｍ〜２μｍのものに適用すること
を特徴としている。また本発明は前記現像ローラが潜像
担持体の表面の現像領域に所定の現像ギャップを介して
対向配置され、且つ上記潜像担持体の現像領域に所定の
現像バイアスを印加して現像処理を行う装置に適用さ
れ、また前記スクレーパが金属またはゴムを含む材質を
からなる装置に適用することを特徴としている。

【００１０】また本発明は、潜像担持体の現像領域にト
ナー粒子を供給する現像ローラを、上記潜像担持体の表
面との間に所定のギャップを介して対向配置した画像形
成装置であって、前記所定のギャップを現像濃度が極大
となる値よりも小さい距離範囲、好ましくは現像濃度が
極大となる値の１／２よりも大きい距離範囲に設定した
ことを特徴としている。そしてこの現像ローラと潜像担
持体の表面に現像バイアスを印加することを特徴として
いる。

【００１１】更に本発明に係る画像形成方法は、潜像担
持体に静電潜像を形成し、現像ローラにより上記潜像担
持体の現像領域にトナー粒子を供給し、この現像ローラ
の表面に残留するトナー粒子をスクレーパにより除去す
るに際し、特に前記トナー粒子として現像ローラの表面
粗さ以上のものを用いることを特徴としている。つまり
平均粒径が現像ローラの表面粗さ以上、好ましくはその
２倍以上のトナー粒子を用いることで、該トナー粒子の
現像ローラの表面凹部への埋没を防ぐことを特徴として
いる。

【００１２】特に平均粒径が０.７μｍ〜２μｍのトナ
ー粒子を絶縁性の溶媒中に分散させた液体現像剤を用い
る場合、表面粗さが２μｍ以下、好ましくは上記トナー
粒子の平均粒径の１／２以下の現像ローラを用いること
を特徴とした画像形成方法である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る画像形成装置および画像形成方法の実施形態につい
て、カラープリント用の電子写真プリンタを例に説明す
る。先ず電子写真プリンタの全体的な構成について説明
すると、電子写真プリンタ１は、図１に示すように概略
的には感光手段１０、現像手段２０、中間転写手段３
０、クリーニング手段４０、転写・定着手段５０、転写
前帯電器６０、および補助スクイズ手段７０を具備して
構成される。

【００１４】感光手段１０は一定の速度で回転駆動され
る円筒形の感光ドラム１１と、この感光ドラム１１の周
囲に配置された除電ランプ１２および一次帯電器１３を
主体として構成される。上記感光ドラム１１は、円筒形
のドラムの表面に有機光電材料からなる感光層を形成し
たものであり、小形の白熱ランプ等からなる除電ランプ
１２から照射される光により、その表面の感光層におけ
る残留電荷が除去されるようになっている。またコロナ
帯電器からなる一次帯電器１３は、残留電荷が除去され
た前記感光ドラム１の表面（感光層）を、コロナ放電に
より発生させたイオンにより一様に帯電させる機能を持
つ。尚、感光ドラム１１は、上述した残留電荷の除去に
先立ってクリーニング手段４０によりその表面が清掃さ
れる。

【００１５】このようにして帯電させた感光ドラム１の
表面に、図示しない露光手段により画像に対応した光を
照射することで、その静電潜像が形成される。一方、現
像手段２０は、第１〜第４の現像ユニット２１,２２,２
３,２４を有している。これらの現像ユニット２１,〜２
４は、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、および黒の
各液体現像剤（現像液）を収容したトナーカートリッジ
（図示せず）を着脱自在に装着したものである。この現
像手段２０は、図示しない駆動手段により感光ドラム１
１の接線方向となる図中矢印で示す水平方向に一体に移
動され、その現像ユニット２１,〜２４は感光ドラム１
１に対して選択的に位置付けられる。

【００１６】尚、前記各液体現像剤（現像液）として
は、例えば絶縁性溶媒である液体キャリア中にイエロ
ー、マゼンタ、シアン、黒等のトナー粒子をそれぞれ分
散させたものが使用される。ちなみに第１現像ユニット
２１は、液槽２１ａ内に現像ローラ２１ｂとスクイズロ
ーラ２１ｃとを所定の間隔で平行に配置し、現像ローラ
２１ｂおよびスクイズローラ２１ｃの各回転方向下流側
にそれぞれスクレーパ（ブレード）２１ｄ,２１ｅを設
けた構造を有する。上記液槽２１ａには、通常、液体現
像剤は入っておらず、電子写真プリンタ１が起動された
とき、後述するように現像ユニット２１に装着されるト
ナーカートリッジからポンプを介して液槽２１ａへの現
像剤の供給が行われる。

【００１７】また前記現像ローラ２１ｂおよびスクイズ
ローラ２１ｃは、感光ドラム１１の回転軸に対して上下
方向および水平方向に所定距離をおいて平行に対向配置
されている。更にこれらのローラ２１ｂ,２１ｃは、現
像手段２０の上述した水平方向の移動を可能とするべ
く、前記液槽２１ａに対して上下動自在に配置され、且
つ図示しないばねにより上方に付勢されている。

【００１８】尚、これらのローラ２１ｂ,２１ｃには、
図示しない電源からバイアス電圧が印加されるようにな
っている。具体的には現像ローラ２１ｂには、第１の現
像ユニット２１が感光ドラム１１の下方に位置付けられ
て該感光ドラム１１に形成された静電潜像を現像すると
き、所定の現像バイアス電圧が印加される。これに対し
て現像手段２０の水平移動により現像ユニットの切り換
えを行う場合、現像ローラ２１ｂおよびスクイズローラ
２１ｃには、前記感光ドラム１１の表面電位に対して、
現像剤中のトナー粒子をこれらのローラ側に静電的に引
きつけ易い極性のバイアス電圧が印加されるようになっ
ている。

【００１９】他の現像ユニット２２,〜２４も、上記第
１の現像ユニット２１と同様に構成されるので、その説
明を省略する。またこれらの現像ユニット２１,〜２４
における本発明の特徴的な構造については後述する。し
かして現像手段２０は、感光ドラム１１に形成された静
電潜像の現像開始前は、感光ドラム１１の図中右方に示
される待機位置に配置される。そして感光ドラム１１上
への色分解した各色成分の静電潜像の形成に連動して、
その色成分に対応した現像ユニット２１,〜２４が前記
駆動手段によって感光ドラム１１の下方に位置付けられ
てその静電潜像の現像が行われる。カラー画像を色分解
してなる各色成分の静電潜像の形成とその現像は、現像
手段２０の前記待機位置からの移動により感光ドラム１
１の下方に順に位置付けられる現像ユニット２１,〜２
４の配列順序に従い、各現像ユニット２１,〜２４にそ
れぞれ収納される現像液の色成分に対応させて、例えば
イエロー、マゼンタ、シアン、黒の順で行われる。そし
てこれらの各色成分の静電潜像の現像が順次行われた後
には、現像手段２０は元の待機位置に戻される。

【００２０】一方、前記中間転写手段３０は、中間転写
体としての中間転写ドラム３１と、該中間転写ドラム３
１の周囲に配置された帯電器３２およびヒータ３３とを
備えている。中間転写ドラム３１は、シリコーン系やフ
ッ素系のゴムや樹脂にカーボンブラック等の導電性フィ
ラーを混ぜた材料により構成された円筒形状をなし、図
示しない駆動機構によって回転駆動される。この中間転
写ドラム３１は、前記感光ドラム１１の静電潜像が前述
した如く現像手段２０により現像されるときに該感光ド
ラム１１に圧接され、感光ドラム１１上の現像されたト
ナー像が転写される。この結果、中間転写ドラム３１に
は、前記現像ユニット２１,〜２４にて順に現像された
感光ドラム１１上の各色成分のトナー像が順次積層転写
される。尚、この中間転写ドラム３１は前記現像手段２
０の待機位置への復帰に連動して上記感光ドラム１１と
の圧接が解除される。

【００２１】前記帯電器３２は、感光手段１０における
一次帯電器１３と同様の原理で中間転写ドラム３１を帯
電するものである。即ち、帯電器３２は中間転写ドラム
３１の表面層を、前記感光ドラム１１からその表面に転
写されたトナー像と同極性に帯電している。この帯電に
よって中間転写ドラム３１に転写されたトナー像表面と
トナー粒子との間に斥力が作用し、そのトナー粒子が中
間転写ドラム３１の表面に強く凝集される。つまりこの
帯電により中間転写ドラム３１上に既に転写されたトナ
ー像の前記感光ドラム１１への戻り（逆転写）が防がれ
ている。また同時に中間転写ドラム３１に転写されたト
ナー像の電荷による前記感光ドラム１１に対する影響が
打ち消され、感光ドラム１１から次に転写される色成分
の異なるトナー像の転写の容易化が図られている。

【００２２】尚、前記ヒータ３３は、中間転写ドラム３
１から記録紙Ｓへのトナー像の溶融転写に際して、後述
する転写・定着手段５０の上流位置にて前記中間転写ド
ラム３１を部分的に加熱するものであり、例えばハロゲ
ンランプや赤外線ランプ等からなる。ところで中間転写
ドラム３１へのトナー像の転写に際して、感光ドラム１
１には中間転写ドラム３１に転写されなかった僅かなト
ナー像や現像剤が残るが、これらはクリーニング手段４
０により清掃される。即ち、クリーニング手段４０はト
ナー像を中間転写ドラム３１に転写した後に感光ドラム
１１に残ったトナー像や現像剤の残滓を集めるもので、
例えば感光ドラム１１に当接した２本のクリーニングロ
ーラ４１および該感光ドラム１１に当接自在なスクイズ
スクレーパ４２等からなる。

【００２３】一方、中間転写ドラム３１に対向配置され
る転写・定着手段５０は、例えばハロゲンランプ等のヒ
ータ（図示せず）を内蔵した２本の加熱ローラ５１,５
２からなる。これらの加熱ローラ５１,５２は、図１に
示すように記録紙Ｓの搬送方向上流側と下流側にそれぞ
れ配置され、中間転写ドラム３１から上記記録紙Ｓへの
トナー像の転写・定着時に該中間転写ドラム３１に当接
される。即ち、加熱ローラ５１,５２は中間転写ドラム
３１上に多色トナー像が積層形成された後、この多色ト
ナー像の記録紙Ｓへの転写・定着の際に、図示しない押
圧機構により一体に駆動されて中間転写ドラム３１に圧
接される。そして中間転写ドラム３１に前述した如く積
層転写された多色トナー像を加熱・加圧することで、そ
のトナー粒子の粘性を利用して記録紙Ｓ上に多色トナー
像を転写し、同時にそのトナー像を記録紙Ｓに定着す
る。

【００２４】即ち、前記押圧機構は、感光ドラム１１か
ら中間転写ドラム３１に対してトナー像を転写する際に
は、加熱ローラ５１,５２を中間転写ドラム３１から離
反させている。そして中間転写ドラム３１に前述した色
成分の異なる４種類のトナー像が順次積層されたとき、
記録紙（記録媒体）Ｓの供給に連動して前記加熱ローラ
５１,５２が中間転写ドラム３１の表面に所定の圧接力
で押し付けられる。これにより中間転写ドラム３１に積
層転写された多色トナー像が加圧・加熱されて記録紙Ｓ
上に転写され、同時に定着される。そして転写・定着手
段５０において多色トナー像が転写・定着された記録紙
Ｓは、排紙口へと導かれる。

【００２５】尚、前記感光ドラム１１の前記中間転写ド
ラム３１との圧接部位上流側には該感光ドラム１１の表
面に対峙して転写前帯電器６０が配置されている。この
転写前帯電器６０は、感光ドラム１１のトナー像が形成
された表面（感光層）を該トナー像と同極性に、即ちそ
のトナー粒子と同極性に帯電させるコロナ帯電器からな
る。この帯電器６０のコロナ放電により発生するイオン
によって前記感光ドラム１１上のトナー像を形成した領
域の表面（感光層）がトナー粒子と同極性に帯電され
る。この同極性の帯電によってトナー像表面とトナー粒
子との間に斥力が作用し、そのトナー粒子が感光ドラム
１１の表面に凝集する。

【００２６】また補助スクイズ手段７０は、補助ローラ
７１と受け皿７２とを有している。この補助ローラ７１
は感光ドラム１１と同方向に回転して、トナー像を形成
した感光ドラム１１の表面から過剰な現像液、特に液体
キャリアを除去する役割を果たす。そして補助ローラ７
１に付着した現像液はスクレーパによって除去され、下
方の受け皿７２を介して廃液タンクに回収されるものと
なっている。

【００２７】次に上述した如く構成された電子写真プリ
ンタ１による一連のカラー像の形成過程について簡単に
説明する。電子写真プリンタ１をオンにすると、現像ユ
ニット２１,〜２４の各液槽には、各現像ローラの少な
くとも下半側が現像液中に浸るまで、前記ポンプにより
各トナーカートリッジから現像剤がそれぞれ供給され
る。これと共に各現像ユニット２１,〜２４の現像ロー
ラおよびスクイズローラがそれぞれ回転を開始し、また
中間転写ドラム３１が前記駆動機構により感光ドラム１
１に圧接される。この状態において前記感光ドラム１１
はクリーニング手段４０にてその表面が清掃された後、
除電ランプ１２によって表面の残留電荷が除去され、更
に一次帯電器１３にて一様に帯電される。

【００２８】しかして上記感光ドラム１１の表面には、
カラー画像の色分解された画像を示す光像が、例えば画
像位置に応じて変調されたレーザ光として照射され、そ
の静電潜像が形成される。このレーザ光の照射による感
光ドラム１１上での静電潜像の形成は、イエロー、マゼ
ンタ、シアンおよび黒の各色成分に対応して合計４回に
亘って順次行われる。

【００２９】このような各静電潜像の形成に連動して、
感光ドラム１１の図中右方の待機位置に配置されていた
現像手段２０が前記駆動手段によって感光ドラム１１の
接線方向に沿って順次水平に移動される。そして先ず第
１の現像ユニット２１による現像処理によってイエロー
のトナー像が形成され、そのトナー像は中間転写ドラム
３１に転写される。この現像処理の後、現像手段２０は
次の現像ユニットが感光ドラム１１の下方に位置付けら
れる分だけ左方へ移動される。この状態で次の静電潜像
が第２の現像ユニット２２にて現像されてマゼンタのト
ナー像が形成され、そのトナー像は中間転写ドラム３１
に既に転写されているイエローのトナー像上に重ねて転
写される。

【００３０】以下、同様にして第３，第４の現像ユニッ
ト２３,２４による現像処理によってシアンおよび黒の
トナー像が順次形成され、これらの各トナー像は中間転
写ドラム３１に順次積層転写される。これによって中間
転写ドラム３１には上記４色のトナー像を順次積層した
多色トナー像が形成される。しかして第４の現像ユニッ
ト２４による静電潜像の現像と、その現像により形成さ
れた黒色のトナー像の中間転写ドラム３１への転写と並
行して、或いはその転写終了後に記録紙Ｓの給紙が開始
され、同時に前記押圧機構により加熱ローラ５１,５２
が中間転写ドラム３１に圧接される。これにより中間転
写ドラム３１上に積層形成された多色トナー像が加熱・
加圧され、給紙部より給紙された記録紙Ｓ上へ一括して
転写・定着され、該記録紙Ｓ上へのカラー像を記録工程
が終了する。そしてカラー画像が転写・定着された記録
紙Ｓは、排紙口に導かれて出力される。

【００３１】尚、記録紙Ｓへの多色トナー像の記録が終
了すると、前記押圧機構による加熱ローラ５１,５２の
中間転写ドラム３１への圧接が解除され、また前記現像
手段２０は前記駆動手段によって待機位置に戻される。
このとき、電子写真プリンタ１においては前記各ポンプ
が停止され、現像ユニット２１,〜２４のそれぞれの液
槽への現像剤の供給が停止される。これに伴って各現像
ユニット２１,〜２４における各液槽内の現像剤が各ト
ナーカートリッジへの逆流によって戻され、その液面が
徐々に下がってゆく。そしてポンプ停止後、所定時間の
経過によって現像剤の液面が各現像ローラよりも下方に
下がった時点で、前記各現像ユニット２１,〜２４の現
像ローラおよびスクイズローラが停止される。このよう
にして現像ローラおよびスクイズローラを所定時間回転
させ続けることで、これらのローラ表面に残留した現像
液が前記スクレーパによって除去される。

【００３２】一方、記録紙Ｓへの多色トナー像の記録の
終了に伴って現像ローラ２１ｂおよびスクイズローラ２
１ｃに前述したバイアス電圧を印加すると共に、中間転
写ドラム３１の感光ドラム１１への圧接を解除する。こ
のようにすると現像ユニット２１,〜２４の現像ローラ
やスクイズローラに現像液が残留していても、その現像
液がバイアス電圧によってこれらのローラ側に静電的に
引き寄せられるので、残留現像液の付着による感光ドラ
ム１１の汚れや、現像ユニット相互間での混入よる現像
液の汚染が防止される。また中間転写ドラム３１の感光
ドラム１１への圧接が解除されるので、仮に感光ドラム
１１が現像液で汚れたとしても、その汚れが中間転写ド
ラム３１にまで及ぶことを効果的に防ぐことができる。

【００３３】さて基本的には上述した如く構成される電
子写真プリンタ１において、この発明が特徴とするとこ
ろは前述した現像手段２０の構成であり、特に現像電極
として機能する現像ローラ２１ｂの表面粗さをトナー粒
子の平均粒径以下、好ましくはトナー平均粒径の半分
（１／２）以下としたことを特徴としたものである。即
ち、現像手段２０は、図２に縦断面構成を、また図３に
その横断面構成をそれぞれ模式的に示すように、各液体
現像剤（現像液）に対応した現像剤槽８１とコンクトナ
ー（濃縮トナー）槽８２とを有している。これらの現像
剤槽８１およびコンクトナー槽８２にはそれぞれ回転攪
拌板８３,８４が設けられている。そして液体現像剤
は、、現像剤槽８１内において前記回転攪拌板８３によ
り攪拌された後、ポンプ８６を介して現像ローラ槽８５
に導かれるものとなっている。尚、コンクトナーはコン
クトナー槽８２内にて攪拌された後、液体現像剤のトナ
ー濃度の低下に伴って現像剤槽８１に補給される。また
現像ローラ２１ｂの表面に残留したトナー粒子は、スク
レーパ２１ｄにて掻き落とされてコンクトナー槽８２に
戻され、また感光ドラム１１上の不要なトナー粒子はス
クイズローラ２１ｃにて吸着され、スクレーパ２１ｅに
て掻き落とされて前記現像剤槽８１に戻されるようにな
っている。

【００３４】尚、前記回転攪拌板８３,８４は、図示し
ないモータにより回転駆動されるもので、例えばその回
転軸に沿って取り付けられた多孔板８７と、その先端に
装着されたフィルムシート８８とからなる。これらの各
回転攪拌板８３,８４により前記各槽８１,８２の底部に
沈殿したトナー粒子の掻き採りが行われながら液体現像
剤の攪拌が行われ、その溶媒中にトナー粒子が均一に分
散される。また液体現像剤としては、例えば０.１〜１
０μｍ程度の範囲に分布した粒径を要し、平均粒径が１
μｍであるようなトナー粒子を絶縁性溶媒中に分散させ
たものが用いられる。液体現像剤のトナーの平均粒径と
しては０.７〜２μｍといった小さいものが好ましく用
いられる。尚、乾式現像剤の場合には、平均粒径が５〜
１０μｍ程度のトナーが多く用いられる。

【００３５】尚、本発明において用いられるトナー粒子
の平均粒径は、小孔通過法を用いるコールター・カウン
タ（コールター社製）により、または遠心沈降法を用い
る測定器（例えば島津製作所；ＳＡ−ＣＰ３）を用い、
液中に分散したトナー粒子の重量換算による平均粒径に
より評価する。ちなみにトナー量子の平均粒径を、遠心
沈降法でも、或いは小孔通過法でも測定できる場合に
は、より大きな値の得られる方を採用する。

【００３６】一方、前記現像ローラ２１ｂは、例えば導
電性材料であるステンレス鋼（ＳＵＳ−３０３）にて形
成された直径１５mmのローラ体からなり、その表面粗さ
は上記トナー粒子の平均粒径以下に設定されている。
尚、現像ローラ２１ｂをアルミニウムや鉄等で形成して
も良く、更にはその表面をアルマイトや亜鉛クロメー
ト、ニッケル等にてメッキ処理したものであっても良
い。ちなみにこの発明の実施形態において用いられる現
像ローラ２１ｂの表面粗さ（十点平均粗さ）は、ここで
使用するトナー粒子の平均粒径以下、好ましくはトナー
平均粒径の半分以下の精度に表面処理されていることを
特徴としている。

【００３７】この現像ローラ２１ｂは所定の現像バイア
ス電圧が印加された状態で、前記感光ドラム１１に回転
に連動して回転駆動される。この現像ローラ２１ｂの回
転によって液槽２１ａ（コンクトナー槽８２）に供給さ
れた液体現像剤のトナー粒子がその表面に付着した状態
で前記感光ドラム１１の現像領域に導かれる。そして感
光ドラム１１の現像領域に導かれた現像ローラ２１ｂ上
のトナー粒子は、その現像バイアスによる静電作用によ
り該感光ドラム１１に形成された静電潜像の絶対電位の
低い部分に吸着されてその現像がなされる。

【００３８】ちなみに現像ローラ２１ｂにより感光ドラ
ム１１の現像領域に導かれるも、静電潜像の絶対電位の
高い部分に供給されることでその現像に供されなかった
トナー粒子、つまり現像ローラ２１ｂ上の残留トナー粒
子は、現像ローラ２１ｂの回転に伴って、その回転方向
下流側に設けられたスクレーパ２１ｄにより掻き落とさ
れる。このスクレーパ２１ｄは、そのエッジ部を現像ロ
ーラ２１ｂの表面に接触させて設けられるもので、例え
ば前記現像ローラ２１ｂよりも硬度の低い導電性材料の
厚み０.１〜０.３mmのリン青銅板やステンレス鋼等の金
属シートからなる。そしてこのスクレーパ２１ｄは、現
像ローラ２１ｂの表面に残留するトナー粒子を、その表
面から掻き落とす役割を果たす。尚、ＰＥＴ（ポリエチ
レンテフタレート）等のプラスチックシートやウレタン
等のゴムシートにてスクレーパ２１ｄを構成することも
可能である。

【００３９】かくして上述した如く表面粗さが設定され
た現像ローラ２１ｂを用いる本装置によれば、例えば図
４に模式的に示すように、その表面粗さに依存する現像
ローラ２１ｂ表面における窪みの深さｄが同図(ｂ)に示
すようにその粒径よりも浅いので、或いは同図(ｃ)に示
すようにその粒径の半分よりも浅いので、同図(ａ)に示
すようにその窪み内にトナー粒子が入り込んでしまうよ
うな事態が生じることを抑制できる。この結果、上記窪
みに入り込んだトナー粒子であっても、現像ローラ２１
ｂの表面に接触するスクレーパ２１ｄとの接触によって
確実に窪みから掻き出されることとなり、現像ローラ２
１ｂの表面から除去される。

【００４０】即ち、現像ローラ２１ｂの表面粗さがトナ
ー粒子の粒径よりも細かいので、現像ローラ２１ｂ表面
の窪みにトナー粒子が入り込んだとしても、そのトナー
粒子の一部が窪みから突出しているので、スクレーパ２
１ｄにより現像ローラ２１ｂ表面のトナー粒子を確実に
掻き落とし、これを除去することが可能となる。この結
果、現像ローラ２１ｂは余分な残留トナー粒子が除去さ
れたクリーンな状態で新たに液体現像剤中のトナー粒子
を感光ドラム１１の現像領域に供給することになり、残
留トナー粒子に起因する白地部分の汚れや印字ムラの発
生を効果的に防ぐことが可能となる。

【００４１】次表は現像ローラ２１ｂおよびスクレーパ
２１ｄの材質を変え、またトナー粒子の粒径に対する現
像ローラ２１ｂの表面粗さを変えたときの現像ムラの発
生について調べたものである。尚、トナー粒径は遠心沈
降式粒度分布測定装置（島津製作所製；ＳＡ−ＣＰ３）
を用いて測定した重量換算による平均粒径であり、現像
ローラ２１ｂの表面粗さはＲｚ（十点平均粗さ）を示し
ている。

【００４２】また次表における現像ムラに関しては次の
○，Δ，×で示すの３段階で評価した。 ○…目視でもルーペによる拡大視によっても現像ムラが
認められない。 Δ…目視では現像ムラが認められないが、ルーペによる
拡大視で現像ムラが認められる。

【００４３】×…目視でもルーペによる拡大視でも現像
ムラが確認される。

【００４４】

【表１】

【００４５】この表に示されるように現像ローラ２１ｂ
の表面粗さを、使用するトナー粒子の平均粒径よりも細
かくすることにより、現像ムラを目視で確認できないレ
ベルに減少させることができた。更に現像ローラ２１ｂ
の表面粗さを、使用するトナー粒子の平均粒径の半分以
下にすることで現像ムラをルーペで拡大しても確認でき
ないレベルにまで抑えることができた。

【００４６】ところで前記現像ローラ２１ｂと感光ドラ
ム１１表面の現像領域との対向距離（現像ギャップＧ）
が変化した場合、これに伴って現像濃度（印字濃度）が
変化する。例えば図５に示すように現像ギャップＧがあ
る距離ｇoとなったときにその現像濃度（印字濃度）が
最大となり、現像ギャップＧが上記距離ｇoよりも狭く
なるに従って、或いは広くなるに従って現像濃度（印字
濃度）が低下する。ちなみにこの現象は、現像ギャップ
Ｇが上記距離ｇoよりも狭くなるに従って現像ローラ２
１ｂから上記現像ギャップＧ中に供給し得るトナー粒子
の量が制限され、現像に供されるトナー粒子が不足する
為と考えられる。また現像ギャップＧが上記距離ｇoよ
りも広くなるに従ってその現像領域に形成される電界が
小さくなり、トナー粒子に作用するクーロン力が低下し
てその移動速度が遅くなり、静電潜像に対して供給され
るトナー量が減少する為であると考えられる。

【００４７】このような現象を考慮した場合、前記現像
ギャップＧの距離ｇとしては、例えば前述した現像濃度
（印字濃度）が極大となる距離ｇoよりも予め狭く設定
しておくことが望ましい。好ましくは現像ギャップＧを
上記距離ｇo未満で、且つ上記距離ｇoの１／２以上に設
定することが望ましい。このように現像ギャップＧを設
定しておけば、その現像領域に供給されるトナー粒子の
量が現像ギャップＧの幅ｇによって決定されるので、感
光ドラム１１における表面電位変動に伴う電界変動や、
動作環境変化に伴うトナー粒子の粘性の変化、ひいては
その移動速度変化等に依存することなく、常に安定した
濃度で現像処理を行い、その現像濃度（印字濃度）を一
定に保つことが可能となる。

【００４８】尚、上記現像ギャップＧの幅（距離）ｇに
ついては、例えば図６(ａ)に示すように現像ローラ２１
ｂの真円度や、図６(ｂ)に示すような現像ローラ２１ｂ
の回転軸のずれ等に伴う変動を伴うので、例えばその変
動を上記幅（距離）ｇの１０％以内に抑えるように現像
ローラ２１ｂの加工精度、およびその組み付け精度を高
めるようにすれば良い。

【００４９】かくしてこのように現像ローラ２１ｂと感
光ドラム１１との現像ギャップＧを設定しておけば、前
述した現像ローラ２１ｂの表面粗さの設定と相俟って、
トナー粒子の安定した供給による現像濃度（印字濃度）
の一定化と共に、その白地部分における残留トナー粒子
の効果的な除去により、コントラストが高く、しかも汚
れのない高品質な現像（画像形成）が可能となる。

【００５０】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではない。例えば上述した実施形態では、カラー
プリント用の電子写真プリンタを例に説明したが、モノ
クローム用の電子写真プリンタや複写機、また所謂多色
刷り用の電子プリンタ等にも同様に適用することができ
る。またトナー粒子の粒径が色成分によって異なる場合
には、最小粒径のトナー粒子に合わせて、あるいは各色
毎に個別に現像ローラ２１ｂの表面粗さを決定するよう
にすれば良い。その他、本発明はその要旨を逸脱しない
範囲で種々変形して実施することができる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、静
電潜像が形成された潜像担持体の現像領域にトナー粒子
を供給する現像ローラを備え、この現像ローラの表面に
残留するトナー粒子をスクレーパにより除去するように
した画像形成装置において、前記現像ローラの表面粗さ
を前記トナー平均粒子の粒径以下、好ましくはその平均
粒径の半分以下としているので、現像ローラ表面の凹部
へのトナー粒子の埋没を防ぐことができる。しかも現像
ローラ表面の残留トナー粒子のスクレーパによる掻き落
としを確実に行うことが可能となる。この結果、現像ロ
ーラ表面の汚れを防ぎ、汚れや印字ムラのない高品質な
現像（画像形成）が可能となる。

【００５２】また特に前記トナー粒子が絶縁性の溶媒中
に分散されて液体現像剤として供給される装置に適用す
ることで、更に前記現像ローラが潜像担持体の表面の現
像領域に所定の現像ギャップを介して対向配置され、且
つ上記潜像担持体の現像領域に所定の現像バイアスを印
加して現像処理を行う装置に適用することで、上述した
残留トナー粒子の除去効果を十分に発揮させることが可
能となる。

【００５３】つまり印刷時の汚れや印刷ムラのない高品
質な画像形成を効果的に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施形態に係る
カラープリント用の電子写真プリンタの概略構成図。

【図２】現像手段の具体的な構造を示す縦断面構成図。

【図３】現像手段の具体的な構造を示す横断面構成図。

【図４】現像ローラの表面粗さとトナー粒子との関係を
模式的に示す図。

【図５】現像ローラと感光ドラム表面との間の現像ギャ
ップと現像濃度（印字濃度）との関係を示す図。

【図６】現像ギャップの変動要因を模式的に示す図。

【符号の説明】

１ 電子写真プリンタ １０ 感光手段 １１ 感光ドラム ２０ 現像手段 ２１ 第１現像ユニット ２１ｂ 現像ローラ（現像電極） ２１ｃ スクイズローラ ２１ｄ,２１ｅ スクレーパ ２２,〜２４ 第２〜第４現像ユニット ３０ 中間転写手段 ３１ 中間転写ドラム（中間転写体） ４０ クリーニング手段 ５０ 転写・定着手段 ５１,５２ 加熱ローラ ６０ 転写前帯電器 ７０ 補助スクイズ手段 ８３,８４ 回転攪拌板 ８７ 多孔板 ８８ フィルムシート

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電潜像が形成された潜像担持体の現像
   領域にトナー粒子を供給する現像ローラと、この現像ロ
   ーラの表面に残留するトナー粒子を除去するスクレーパ
   とを具備した画像形成装置であって、 前記現像ローラの表面粗さを前記トナー粒子の平均粒径
   以下にした画像形成装置。
2. 【請求項２】 静電潜像が形成された潜像担持体の現像
   領域にトナー粒子を供給する現像ローラと、この現像ロ
   ーラの表面に残留するトナー粒子を除去するスクレーパ
   とを具備した画像形成装置であって、 前記現像ローラの表面粗さを２μｍ以下とした画像形成
   装置。
3. 【請求項３】 前記現像ローラの表面粗さを、前記トナ
   ー粒子の平均粒径の１／２以下とした請求項１または２
   に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記トナー粒子は、絶縁性の溶媒中に分
   散されて液体現像剤として供給されるものである請求項
   １または２に記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記現像ローラは、潜像担持体の表面に
   所定のギャップを介して対向配置されて上記潜像担持体
   の現像領域に所定の現像バイアスを印加するものである
   請求項１または２に記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記トナー粒子の平均粒径が０.７μｍ
   以上２μｍ以下である請求項１または２に記載の画像形
   成装置。
7. 【請求項７】 前記スクレーパの材質が、金属またはゴ
   ムを含むものである請求項１または２に記載の画像形成
   装置。
8. 【請求項８】 潜像担持体と、該潜像担持体の表面との
   間に所定のギャップを介して対向配置され、且つ前記潜
   像担持体に形成された静電潜像にトナー粒子を供給する
   現像ローラとを具備した画像形成装置であって、 前記所定のギャップは、現像濃度が極大となる値よりも
   小さい距離範囲にある画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記所定のギャップは、現像濃度が極大
   となる値の１／２よりも大きい距離範囲にある請求項８
   に記載の画像形成装置。
10. 【請求項１０】 前記潜像担持体の表面と、前記現像ロ
    ーラとの間に所定の現像バイアスを印加するバイアス手
    段を具備した請求項８に記載の画像形成装置。
11. 【請求項１１】 静電潜像を潜像担持体に形成し、現像
    ローラにより上記潜像担持体の現像領域にトナー粒子を
    供給し、この現像ローラの表面に残留するトナー粒子を
    スクレーパにより除去する画像形成方法であって、 前記トナー粒子として平均粒径が前記現像ローラの表面
    粗さ以上のものを用いる画像形成方法。
12. 【請求項１２】 前記トナー粒子として、平均粒径が前
    記現像ローラの表面粗さの２倍以上のものを用いる請求
    項１１に記載の画像形成方法。
13. 【請求項１３】 静電潜像を潜像担持体に形成し、現像
    ローラにより上記潜像担持体の現像領域にトナー粒子を
    供給し、この現像ローラの表面に残留するトナー粒子を
    スクレーパにより除去する画像形成方法であって、 現像ローラとして表面粗さが２μｍ以下のものを用いる
    画像形成方法。
14. 【請求項１４】 前記現像ローラとして、表面粗さが前
    記トナー粒子の平均粒径の１／２以下のものを用いる請
    求項１３に記載の画像形成方法。
15. 【請求項１５】 前記トナー粒子として、絶縁性の溶媒
    中に分散されて液体現像剤として供給されるものを用い
    る請求項１１または１３に記載の画像形成方法。
16. 【請求項１６】 前記現像ローラとして、潜像担持体の
    表面に所定のギャップを介して対向配置されて上記潜像
    担持体の現像領域に所定の現像バイアスを印加するもの
    を用いる請求項１１または１３に記載の画像形成方法。
17. 【請求項１７】 トナー粒子として、平均粒径が０.７
    μｍ以上２μｍ以下のものを用いる請求項１１または１
    ３に記載の画像形成方法。
18. 【請求項１８】 前記スクレーパとして、金属またはゴ
    ムを含むものを用いる請求項１１または１３に記載の画
    像形成方法。
19. 【請求項１９】 静電潜像を潜像担持体に形成し、該潜
    像担持体の表面との間に所定のギャップを介して対向配
    置された現像ローラにより前記潜像担持体の現像領域に
    トナー粒子を供給する画像形成方法であって、 前記所定のギャップを、現像濃度が極大となる値よりも
    小さい距離範囲に設定する画像形成方法。
20. 【請求項２０】 前記所定のギャップを、現像濃度が極
    大となる値の１／２よりも大きい距離範囲に設定する請
    求項１９に記載の画像形成方法。
21. 【請求項２１】 前記潜像担持体の表面と、前記現像ロ
    ーラとの間に所定の現像バイアスを印加する請求項１９
    に記載の画像形成方法。