説明

液体現像装置及び画像形成装置

【課題】アニロックスローラ表面で現像剤量を規制後、次のローラに現像剤薄層を転写塗布するに際して、圧力による部材の摩耗が少なく耐久性が維持され、また駆動も小トルクで小型化が可能で、且つアニロックスローラに起因する現像剤薄層の凹凸模様のレベリングが速やかに行われ、画像濃度ムラ発生を抑制できる液体現像装置、及び画像形成装置。
【解決手段】アニロックスローラ表面の液体現像剤に対する濡れ性を、転写塗布する相手のローラの濡れ性よりも小さくすることにより、表面凹部のみに現像剤を溜めて、現像剤濡れ性のよい転写先のローラにおいて現像剤の存在部と非存在部を形成し、規制部材やローラ間の圧力を上げずに、濡れ性によるレベリングを促進する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
液体現像剤を用いて現像剤の薄層を形成し、像担持体上の潜像を現像する液体現像装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
感光体(感光ドラム)に静電潜像を形成し、それにトナーを付着させて、紙などに転写して定着する電子写真方式の画像形成装置が、複写機、MFP(多機能型プリンタ)、FAX、プリンタなどに広く使用されている。それらの画像形成装置で一般に用いられている現像方式は、粉体トナーを用いる乾式現像である。
【0003】
しかし、粉体トナーは、トナーが飛散するという問題点があるとともに、トナー粒子が7〜10μmと大きいことから解像度が悪いという画質上の問題点もある。
【0004】
そこで、大量プリント用のオフィスプリンタやオンデマンド印刷装置などの、より高画質及び高解像度が要求される画像形成装置では、流動パラフィンのような非極性有機溶剤中にトナーを分散させた、液体トナーを用いる湿式現像方式が用いられるようになっている。液体トナーは、トナー粒子が1μm程度と小さいとともに、帯電量が大きいことでトナー画像の乱れが起きにくく、高い解像度を実現できるからである。
【0005】
従来の湿式の画像形成装置では、湿式現像剤(以後、液体現像剤、あるいは単に現像剤ともいう)として、有機溶剤にトナーを1〜2%の割合で混ぜた低粘度の液体現像剤を用いていた。しかしながら、このような現像剤はトナー濃度が低いため、紙上へ多量に付着させ定着時に乾燥させることが必要で、多量の蒸気が発生するといった環境上の大きな問題点をかかえていた。また揮発させるために低沸点のキャリヤ液しか使用できず、引火点が低いなど安全性においても大きな問題があった。
【0006】
このようなことを背景にして、シリコンオイルなどの絶縁性液体「キャリヤ液」中に樹脂及び顔料からなる固形分としてのトナーを高濃度に分散させることで構成される、高粘度で高濃度の液体現像剤を用いる画像形成装置が提案されるようになった。この液体現像剤を用いると、上記のような問題が発生しないとともに、トナー濃度が高いことから、大量の現像液を使用しないで済むという利点がある。
【0007】
この液体現像剤を用いて現像する際には、帯電したトナーが絶縁性液体中を静電気の力によって移動して静電潜像を現像する。従って、この移動距離が短いほど現像効率が向上する。そのためには現像ローラ等の現像剤担持体上に現像剤のミクロン単位の薄層を形成し、この薄層化された現像剤を感光体に接触させて現像することが望ましい。このことは特に100mPa・s以上の高粘度の液体現像剤を用いる場合により顕著である。
【0008】
このように液体現像剤の薄層によって現像を行う場合は、現像領域にある薄層中のトナー量によって現像後の画像濃度が決定されるため、画像濃度を安定化させるためには一定濃度の現像剤で均一な薄層を形成することが重要な課題となる。
【0009】
画像安定化のためのトナー量制御として、まず現像剤のトナー濃度を制御する技術がある。一般的には、現像剤のトナー濃度検出を行い、その検出結果を一定にするようにトナー、またはキャリヤ液を補充してトナー濃度を制御する方法が知られており、様々な変形技術が開発されている。
【0010】
トナー濃度の制御だけではなく、現像時の現像剤の薄層の厚さを直接的に制御することで画像濃度の安定化を図る技術として、現像剤供給ローラとブレードなどの規制部材を用いて現像剤の薄層を形成する方法も知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0011】
液体現像剤の薄層を形成するための手段として、表面に微細な溝加工を有したアニロックスローラを現像剤供給ローラとして用い、この供給ローラに規制部材としてドクタブレードを接触させることで現像剤の量を計量し、現像ローラ等へ転写塗布して均一な現像剤薄層を形成する方法が知られている。
【0012】
特許文献1では上記設定条件において、ドクターブレードの圧接力や供給ローラの回転速度を調整することで現像剤搬送量を制御し、薄層形成する技術を提案している。
【0013】
しかしながら、アニロックスローラを用いると、表面の凹部に液体現像剤を溜めることで現像剤量は安定化するものの、圧接した次のローラ(搬送ローラ又は現像ローラ)へ転写塗布した際に、アニロックスローラ表面の凹凸に応じて、次のローラに転写塗布された液体現像剤にもアニロックスローラの表面模様、あるいはリブ模様と呼ばれる凹凸が生じ、現像後の画像濃度ムラとなって出現することがある。
【0014】
これらの課題に対処するために、アニロックスローラに対する規制部材(ブレード)の圧接力を上げる、あるいは転写塗布時のローラ間の圧接力を上げる、回転速度を上げるなどの方法が考えられている。これらの手だてによって、ローラ上に転写塗布された液体現像剤のレベリング(凹凸を平滑化する)を促進しようとするものである。
【特許文献1】特開2002−99151号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0015】
上記のように、現像剤薄層形成安定化のための従来の方法には、様々な課題がある。
【0016】
アニロックスローラを用いる技術により、現像剤量の安定化は向上したが、表面の微細な溝構造に対応する現像剤の凹凸発生は解消できない。ブレードやローラの圧接力を上げると、凹凸を平滑化するレベリングは促進するものの、各部材の摩耗が激しくなり、大きく耐久性を損ねる。また駆動トルクが高くなり、より大型の駆動系が必要となる。
【0017】
本発明の目的は、上記の課題を解決し、規制部材やローラ間の圧力による部材の摩耗が少なく、耐久性が維持され、また駆動トルクも小さく、駆動系の小型化が可能で、且つアニロックスローラに起因する現像剤薄層の凹凸模様のレベリングが速やかに行われ、現像後の画像濃度ムラ発生を抑制することができる液体現像装置、及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0018】
上記の課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有するものである。
【0019】
1. トナーと溶媒とを含む液体現像剤を収容する現像剤槽と、前記現像剤槽から前記液体現像剤を取り出し、液体現像剤の薄層を形成する現像剤薄層形成手段と、前記現像剤薄層形成手段により形成された前記液体現像剤の薄層を受けて、担持、搬送する現像剤担持体と、を備え、前記現像剤担持体に対向して配設された像担持体上に形成された潜像を、前記現像剤担持体上に担持される前記液体現像剤の薄層を用いて現像する液体現像装置において、前記現像剤薄層形成手段は、表面に微細な凹部構造を有し、前記現像剤槽に収容されている前記液体現像剤に浸漬しながら回転駆動して、表面に前記液体現像剤を付着させて汲み上げる現像剤供給ローラと、前記現像剤供給ローラに当接して設けられ、前記現像剤供給ローラ表面に付着して搬送される液体現像剤量を規制する供給規制部材と、前記現像剤供給ローラに対向して配設され、当接しながら回転駆動し、そのニップ部において、前記供給規制部材で現像剤量を規制された前記現像剤供給ローラ表面の液体現像剤を、当接する表面に写し取る現像剤搬送ローラと、を備え、前記現像剤供給ローラ表面の溝構造における凸部表面が、当接する前記現像剤搬送ローラの表面より、前記液体現像剤に対する濡れ性が小さい、ことを特徴とする液体現像装置。
【0020】
2. 前記現像剤供給ローラはアニロックスローラであり、前記アニロックスローラの表面は、当接する前記現像剤搬送ローラの表面より、表面張力が低い、または水に対する接触角が大きい、ことを特徴とする1に記載の液体現像装置。
【0021】
3. 前記アニロックスローラは、表面が低表面張力コートされている、ことを特徴とする2に記載の液体現像装置。
【0022】
4. 前記アニロックスローラは、表面にフッ素樹脂微粒子を分散させた複合メッキが施されている、ことを特徴とする3に記載の液体現像装置。
【0023】
5. 前記供給規制部材は、樹脂または金属のブレードであり、前記現像剤搬送ローラは、ゴムローラである、ことを特徴とする1乃至4の何れか1項に記載の液体現像装置。
【0024】
6. 前記現像剤搬送ローラは、前記現像剤担持体としても機能する、ことを特徴とする1乃至5の何れか1項に記載の液体現像装置。
【0025】
7. 像担持体と、前記像担持体上に潜像を形成するための手段と、前記潜像を現像するための1乃至6の何れか1項に記載の液体現像装置を備える、ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【0026】
本発明によれば、現像剤供給ローラとしてアニロックスローラを使用し、規制部材で現像剤量を規制後、次の搬送ローラ、あるいは現像ローラに現像剤薄層を転写塗布するに際して、アニロックスローラ表面の液体現像剤に対する濡れ性を、転写塗布する相手のローラの濡れ性よりも小さくすることにより、表面凹部のみに現像剤を溜めて、現像剤濡れ性のよい転写先のローラにおいて、現像剤の存在部と非存在部が形成され、従って規制部材やローラ間の圧力を上げることなく、濡れ性によるレベリングを促進することができる。
【0027】
これにより、規制部材やローラ間の圧力による部材の摩耗が少なく、耐久性が維持され、また駆動トルクも小さく、駆動系の小型化が可能で、且つ、アニロックスローラに起因する現像剤薄層の凹凸模様のレベリングが速やかに行われ、現像後の画像濃度ムラ発生を抑制することができる液体現像装置、及び画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0028】
本発明に係る実施形態を、図を参照して説明する。
【0029】
現像剤薄層形成手段を備えた現像装置は、複写機、簡易印刷機、プリンタなどの画像形成装置に利用される。特に湿式の画像形成装置は、液体現像剤の薄層を用いた現像が一般的であり、現像剤薄層形成手段を備えた液体現像装置が利用されている。これらには、一般的に電子写真方式の画像形成プロセスが、共通して用いられている。その電子写真方式による湿式の画像形成部を例にして説明し、さらに液体現像装置とそこで用いられている現像剤薄層形成手段について、その構成と、機能動作を説明する。
【0030】
(画像形成部の構成と機能動作)
図1を用いて、本実施形態の画像形成装置における画像形成部の構成例を説明する。図1は、湿式画像形成装置における画像形成部の概略構成例を示す断面図である。
【0031】
図1において、1は感光体ドラムであり、像担持体として機能する。画像形成部10はこの感光体ドラム1を中心に、その周囲に配設された、前記感光体ドラム1の表面を均一に帯電させる帯電装置2、帯電した感光体ドラム1上にレーザビームを照射して静電潜像を形成する露光装置3,その静電潜像を液体現像剤を用いて現像する液体現像装置4、現像されたトナー像を転写材7に転写する転写装置5,そして転写後の感光体ドラムの表面に残存する液体現像剤を除去するクリーニング装置6などを備える。
【0032】
また、液体現像装置4の前後には、予め液体現像剤の一部を塗布したり、回収したりする装置を設ける場合もある。転写材7は、そのまま記録用紙などの記録材であってもよいし、転写材7として中間転写ベルトなどを用いて、再度記録材に転写するような構成であってもよい。
【0033】
液体現像装置4は、一般的には、表面に液体現像剤の薄層を担持し、像担持体である感光体ドラム1上の潜像を現像する現像ローラ41、現像ローラ41に当接して、その表面に液量調整された液体現像剤を転移させる現像剤搬送ローラ(以後、単に搬送ローラという)42、そしてその搬送ローラ42に当接して、その表面に現像剤槽44内の液体現像剤8を供給する現像剤供給ローラ(以後、単に供給ローラという)43を備える。
【0034】
感光体ドラム1は、図1に示す矢印A方向に回転し、帯電装置2は、回転する感光体ドラム1の表面をコロナ放電などにより数百V程度に帯電させる。帯電装置2より感光体ドラム回転方向下流側においては、露光装置3から照射されたレーザビームにより、表面電位が百V程度以下に低下させられた静電潜像が形成される。
【0035】
露光装置3のさらに下流側には、液体現像装置4が配設されており、感光体ドラム1に形成された静電潜像が、液体現像剤8を用いて現像される。
【0036】
液体現像装置4には、絶縁性の溶媒(以後キャリヤ液とも呼称する)中にトナーを分散させた液体現像剤8が現像槽44内に収容されており、供給ローラ43によって搬送ローラ42表面に液体現像剤8が供給される。搬送ローラ42表面に液体現像剤8が転写塗布され、現像剤薄層が形成される過程については、後で詳細に説明する。
【0037】
搬送ローラ42は液体現像剤8の薄層を搬送し、現像ローラ41に転移させる。そして現像ローラ41上には液体現像剤8の薄層が担持される。さらに現像ローラ41と感光体ドラム1の静電潜像との電位差により、現像ローラ41上に担持された液体現像剤8の薄層内のトナー粒子が感光体ドラム1上の静電潜像に移動して、静電潜像が現像される。
【0038】
転写装置5では、感光体ドラム1の周速と同速度で搬送される転写材7に帯電を施し、あるいは電圧を印加することで、感光体ドラム1上の現像されたトナー像が転写材7上に転写される。
【0039】
転写装置5の下流側には、感光体ドラム1の表面上に残存する液体現像剤8を除去するクリーニング装置6が配設されている。このクリーニング装置6により感光体ドラム1上に残存する液体現像剤8が除去される。
【0040】
転写装置5でトナー像が転写された転写材7は、記録材であれば、図示しない定着装置へと搬送され、加熱定着の上、排出される。転写材7が中間転写ベルトなどの中間転写体であれば、その後、トナー像が記録材に再転写され、トナー像を転写された記録材が、同じく定着装置へと搬送され、加熱定着の上、排出される。
【0041】
(現像剤の構成)
まず現像に用いる液体現像剤8について説明する。液体現像剤8は、溶媒であるキャリヤ液体中に着色されたトナー粒子を高濃度で分散している。また液体現像剤8には、分散剤、荷電制御剤などの添加剤を適宜、選んで添加してもよい。
【0042】
キャリヤ液としては、絶縁性の、常温で不揮発性の溶媒が用いられる。トナー粒子は、主として樹脂と着色のための顔料や染料からなる。樹脂には、顔料や染料をその樹脂中に均一に分散させる機能と、記録材に定着される際のバインダとしての機能がある。
【0043】
トナーの体積平均粒子径は、0.1μm以上、5μm以下の範囲が適当である。トナーの平均粒子径が0.1μmを下回ると現像性が大きく低下する。一方、平均粒子径が5μmを超えると画像の品質が低下する。
【0044】
液体現像剤の質量に対するトナー粒子の質量の割合は、10〜40%程度が適当である。10%未満の場合、トナー粒子の沈降が生じやすく、長期保管時の経時的な安定性に問題がある。また必要な画像濃度を得るため、多量の現像剤を供給する必要があり、紙上に付着するキャリヤ液が増加し、定着時に乾燥せねばならず、蒸気が発生し環境上の問題が生じる。40%を超える場合には、液体現像剤の粘度が高くなりすぎ、製造上も、また取り扱いも困難になる。
【0045】
(現像装置の構成と動作)
図2には、図1における液体現像装置4の概略構成を示す。図2を用いて、液体現像装置4の構成と動作について説明する。
【0046】
現像剤槽44には、上述の液体現像剤8が収容されている。
【0047】
供給ローラ43は、現像剤槽44内の液体現像剤8に浸漬するよう配置され、矢印D方向に回転し、現像剤槽44から液体現像剤8をくみ上げる。高粘度の液体現像剤8はその粘着力で供給ローラ43の表面に付着した状態で搬送される。
【0048】
供給ローラ43としては、平滑ローラが用いられる場合と、アニロックスローラが用いられる場合がある。本実施形態で用いるアニロックスローラとは、その表面に、例えば凹状の微細な溝構造があり、供給規制部材45などを設けることによって、搬送する液体現像剤量が調整されるようになっているローラである。
【0049】
供給規制部材(以後、単に規制部材ともいう)45は、供給ローラ43が上記のアニロックスローラであるときは、金属などの硬質の弾性ブレードが一般的に用いられ、供給ローラ43が平滑ローラであるときは、金属もしくはゴムなどの弾性ブレードがよく用いられる。
【0050】
規制部材45は、図のように供給ローラ43に対向して、その回転に対してカウンタ方向に当接して配置され、供給ローラ43の表面に付着して搬送される現像剤の量を規制するものである。これにより余分な現像剤量が剥ぎ落とされ、供給ローラ43表面上には現像剤薄層が形成され、次の搬送ローラ42に向かって搬送されていくことになる。
【0051】
搬送ローラ42としては、一般にゴムローラが用いられる。搬送ローラ42は供給ローラ43に対向して配置され、当接しながら矢印C方向に回転する。このニップ部で、供給ローラ43表面に形成された現像剤薄層は搬送ローラ42の表面に写し取られ、現像ローラ41へ向かって搬送されていく。
【0052】
従ってここでは、供給ローラ43と規制部材45、そして搬送ローラ42が現像剤薄層形成手段として機能する。但し、現像剤薄層形成手段としての搬送ローラ42は、現像ローラ41がその機能を合わせ持ってもよい。すなわち、供給ローラ43から直接現像ローラ41に現像剤を転移させる方法を採ることも可能である。
【0053】
現像剤薄層形成手段として、液体現像剤量を調整し、転写塗布して薄層を形成する過程については、後述する。
【0054】
現像ローラ41としては低硬度のゴムローラが用いられる。現像ローラ41は搬送ローラ42に対向して配置され、当接しながら矢印B方向に回転する。このニップ部で、搬送ローラ42表面に搬送された現像剤薄層は、現像ローラ41に掻き取られ、現像ローラ41表面に現像剤薄層が担持、搬送されることになる。従って現像ローラ41が現像剤担持体として機能する。
【0055】
現像ローラ41は、像担持体である感光体ドラム1とも当接して回転しており、感光体ドラム1とのニップ部、すなわち現像領域に搬送された現像剤薄層は、感光体1上の潜像を現像することになる。現像前帯電器47は、現像ローラ41に電荷を与えることで帯電したトナーの潜像への電気的な移動を助ける。
【0056】
しかしながら、感光体ドラム1の潜像を現像した後も、現像ローラ41表面には現像剤の薄層が残存する。残存した現像剤がそのまま再度現像領域まで搬送されると、次の現像に悪影響を及ぼす。除去部材46はクリーニングのためのブレードであり、この残存した現像剤を除去するものである。
【0057】
(アニロックスローラ使用時の現像剤薄層形成のプロセス)
図2から図5を用いて、現像剤薄層形成のプロセスを説明する。
【0058】
図2には液体現像剤8を収容している現像剤槽44と現像剤薄層形成手段としての供給ローラ43、規制部材45及び搬送ローラ42の配置を示す。搬送ローラ42は現像ローラ41が兼ねてもよいことは、既に述べたとおりである。
【0059】
本実施形態では、供給ローラ43はアニロックスローラであり、その表面には低表面張力化の処理を行うなどして、ゴムローラである搬送ローラ42と比較して、液体現像剤8に対する濡れ性が小さくなるようにしてある。
【0060】
図3と図4は、規制部材45により供給ローラ43の表面に一定量付着した液体現像剤8が搬送ローラ42に転写塗布される状況を説明するための図である。図5は搬送ローラ42上に転写された液体現像剤8のレベリングの状況を示す図である。
【0061】
<従来の形態での薄層形成プロセス>
図3を参照して、アニロックスローラを使用した場合の、従来の形態での薄層形成のプロセスを説明する。図3は、従来の形態で、すなわち一般的な低表面張力化の処理を行っていない、そのためゴムなどの搬送ローラ42と比べて濡れ性が小さくはないアニロックスローラを用いた供給ローラ43の表面に、規制部材45により一定量付着させられた液体現像剤8が、比較的濡れ性が大きくはない搬送ローラ42に転写塗布される状況を説明する図である。
【0062】
図3(a)は、供給ローラ43表面に液体現像剤8が付着し、所定の現像剤量になるよう規制部材45による規制を受けた後、搬送ローラ42に転写塗布される前の状態を示す。アニロックスローラ表面の微細な凹凸部に対して、液体現像剤8が入り込んでいるが、凹部52はもちろんのこと、凸部51も若干液体現像剤8が付着して覆われている。
【0063】
図3(b)は、(a)の後、供給ローラ43と搬送ローラ42が圧接するニップ部へ来たときの状態を示す。表面に液体現像剤8の付着した供給ローラ43に対して、搬送ローラ42表面が所定の圧力で接触しているものである。
【0064】
図4(c)は、(b)の後、供給ローラ43と搬送ローラ42が離間して、供給ローラ43表面の液体現像剤8が搬送ローラ42表面に転写塗布された状態を示す。アニロックスローラ表面の微細な凹凸部には、凹部52に若干の液体現像剤8が残留するが、凸部51の液体現像剤8はすべて搬送ローラ42側に転写している。搬送ローラ42表面には、アニロックスローラ表面の微細な凹凸部に対応して、付着した液体現像剤8の凹凸部が生じているが、凹部52に対応する位置54の液体現像剤付着量と比べて、付着量は少ないものの、凸部51に対応する位置53もすべて液体現像剤8で覆われている。
【0065】
<本実施形態での薄層形成プロセス>
図4を参照して、アニロックスローラを使用した場合の、本実施形態での薄層形成のプロセスを説明する。図4は、本実施形態で、すなわち低表面張力化の処理を行うなどして、ゴムなどの搬送ローラ42と比べて濡れ性を小さくしたアニロックスローラを用いた供給ローラ43の表面に、規制部材45により一定量付着させられた液体現像剤8が、比較的濡れ性が大きい搬送ローラ42に転写塗布される状況を説明する図である。
【0066】
図4(a)は、供給ローラ43表面に液体現像剤8が付着し、所定の現像剤量になるよう規制部材45による規制を受けた後、搬送ローラ42に転写塗布される前の状態を示す。アニロックスローラ表面の微細な凹凸部に対して、表面の濡れ性を小さくしていることにより、凹部52には液体現像剤8が入り込んでいるが、凸部51への液体現像剤8の付着は極めて少なくなっている。
【0067】
図4(b)は、(a)の後、供給ローラ43と搬送ローラ42が圧接するニップ部へ来たときの状態を示す。上述のように液体現像剤8の付着した供給ローラ43に対して、搬送ローラ42表面が所定の圧力で接触しているものである。
【0068】
図4(c)は、(b)の後、供給ローラ43と搬送ローラ42が離間して、供給ローラ43表面の液体現像剤8が搬送ローラ42表面に転写塗布された状態を示す。アニロックスローラ表面の微細な凹凸部の液体現像剤8は、ほとんど搬送ローラ42側に転写している。搬送ローラ42表面には、アニロックスローラ表面の微細な凹凸部に対応して、付着した液体現像剤8の凹凸部が生じているが、凹部52に対応する位置54には液体現像剤8が付着し、凸部51に対応する位置53にはほとんど付着していない。すなわち、液体現像剤8の付着している部分と付着していない部分が凹凸部を形成していることになる。
【0069】
<液体現像剤の付着とレベリング速度>
図5を参照して、搬送ローラ42上に転写された液体現像剤8のレベリングの状況を説明する。図5は、図3を参照して述べた従来の形態の場合と図4を参照して述べた本実施形態の場合とのレベリング状況の違いを示す図である。
【0070】
図5(a)は、図3(c)に相当する状態である。供給ローラ43として、一般的な低表面張力化の処理を行っていない、そのためゴムなどの搬送ローラ42と比べて濡れ性が小さくはないアニロックスローラを用いた場合である。
【0071】
従って、図3の説明で述べたように、搬送ローラ42表面には、アニロックスローラ表面の微細な凹凸部に対応して、付着した液体現像剤8の凹凸部が生じているが、凹部52に対応する位置54の液体現像剤付着量と比べて、付着量は少ないものの、凸部51に対応する位置53もすべて液体現像剤8で覆われている。
【0072】
液体現像剤8の付着量の凹凸部分は、自然に平滑化する方向に液移動するが、(図のL1に示すように)そのレベリング速度は遅く、十分レベリングしないうちに現像されてしまうと、画像濃度のムラが生じたりする。
【0073】
図5(b)は、図4(c)に相当する状態である。供給ローラ43として、低表面張力化の処理を行うなどして、ゴムなどの搬送ローラ42と比べて濡れ性を小さくしたアニロックスローラを用いた場合である。
【0074】
従って、搬送ローラ42表面には、アニロックスローラ表面の微細な凹凸部に対応して、付着した液体現像剤8の凹凸部が生じているが、凹部52に対応する位置54には液体現像剤8が付着し、凸部51に対応する位置53にはほとんど付着していない。すなわち、液体現像剤8の付着している部分と付着していない部分が凹凸部を形成していることになる。
【0075】
この場合も液体現像剤8の付着量の凹凸部分は、自然に平滑化する方向に液移動するが、凹部分にはほとんど付着していないため、比較的濡れ性の大きい搬送ローラ表面では、(図のL2に示すように)レベリング速度はより早く、現像されるまでにかなり平滑化が進み、画像濃度のムラの発生は抑制される。
【0076】
上述した事情は、供給ローラ43、すなわちアニロックスローラと搬送ローラ42との濡れ性の違いが関係している。濡れ性は、ここでは液体現像剤と各ローラ表面とのなじみやすさのことであり、各ローラ表面の表面張力や水との接触角などで表現することもできる。すなわち濡れ性が大きい(なじみやすい)ということは、表面張力が大きいということであり、接触角が小さいということである。
【0077】
図5を用いて説明したように、レベリングが速やかに行われるためには、搬送ローラ42の表面は液体現像剤になじみやすいほどよい。また、レベリングを早くするには凹部53に液体現像剤8が付着していないことが望ましく、供給ローラ43の表面、特に凸部51が液体現像剤になじみにくいほどよい。
【0078】
このことから、相対的に供給ローラ43の表面を搬送ローラ42表面より液体現像剤に対してなじみにくく、あるいは逆に言えば、搬送ローラ42表面を供給ローラ43表面よりなじみやすくすることにより、搬送ローラ42上に液体現像剤8の付着部と非付着部を形成する度合い、あるいはその付着部から非付着部へレベリングする度合いを向上することができ、液体現像剤8を十分平滑化して画像ムラの発生を抑制することができる。
【実施例】
【0079】
図6を用いて本実施形態の実施例を説明する。図6には、実験に用いた現像剤薄層形成装置11を示す。
【0080】
現像剤薄層形成装置11は、液体現像剤8を収容する現像剤槽44、アニロックスローラである供給ローラ43、ドクターブレードである規制部材45、ゴムローラである搬送ローラ42、搬送ローラ42表面の液体現像剤8を除去するクリーナブレード48、そして除去した液体現像剤8を収容する回収現像剤槽49を含む。
【0081】
実験用として現像を行わないため、現像ローラ41は省くとともに、搬送ローラ42上の液体現像剤8を消費するために、クリーナブレード48と回収現像剤槽49を設けてある。現像剤薄層形成装置11のプロセス速度、すなわち搬送ローラ回転速度は、300rpmとした。
【0082】
プロセスとしては、駆動することにより、アニロックスローラ43の彫り込みに液体現像剤8が充填され、回転して規制部材45の位置にくると現像剤の過剰量がすり切られ、その後搬送ローラ42とのニップ部で液体現像剤8が受け渡され、現像剤の薄層が形成される。
【0083】
実際の画像形成装置であれば(図1参照)、その後現像ローラ41に現像剤薄層が移され、現像ローラ41と感光体ドラム1のニップ部でトナーがキャリヤ液中を移動し、感光体ドラム1上にトナー像が形成され、転写、定着プロセスに続き、紙上に画像が形成されることになる。
【0084】
本装置では現像は行わず、薄層形成した現像剤は回収現像剤槽49に回収される。評価は、現像後ではなく、装置を停止し、搬送ローラ42表面上の液体現像剤付着状態を目視評価して行った。
【0085】
用いた液体現像剤は、溶媒としてモレスコホワイトP−60((株)松村石油研究社製)を、またトナーとしてポリエステル樹脂にカーボン分散したものを使用した。トナー含有量は、液体現像剤に対して25質量%であり、分散剤を少量添加した。トナー製法は、サンドミル中で湿式粉砕し、粉砕時間を変えることで粒径調整した。体積平均粒子径は2μmである。
【0086】
実験は、実施例として、フッ素微粒子含有Niメッキしたアニロックスローラを用いて、ブレード圧接力を150N/mと200N/m、ローラ間食い込み量を150μmと200μmに変えて行った。
【0087】
また比較例として、クロムメッキしたアニロックスローラとCrO2セラミックコーティングしたアニロックスローラを用いて、ブレード圧接力を200N/mと300N/m、ローラ間食い込み量を200μmと400μmに変えて実験した。実施例、比較例の実験条件は、表1の評価結果にまとめて記した。
【0088】
規制部材としては、樹脂またはSUSのブレードを用いた。各ローラの濡れ性の大小関係は、水との接触角で判断した。搬送ローラはNBRゴムローラを使用し、接触角は85度である。実施例と比較例に用いたアニロックスローラについても、それぞれ接触角を表1の評価結果に記した。
【0089】
薄層状態の評価方法は、上記実験装置にて、各ローラ、条件を設定し、300rpmで1分程度回転させ、停止した状態での搬送ローラ上の現像剤薄層の状態を目視して評価した。評価基準は、均一な光沢が得られた場合を○、凹凸(アニロックスローラの模様など)が見られる場合を×、僅かにのみ凹凸が見られる場合を△とした。
【0090】
ローラ削れの評価も行った。上記実験装置にて、各ローラ、条件を設定し、300rpmで20時間ランニングした後の搬送ローラ(ゴムローラ)の表面状態を目視観察して評価した。評価基準は、ゴムローラ表面に変化が見られない場合を○、複数または長いスジ状の傷が発生した場合を×、若干のスジ状の傷が発生した場合を△とした。
【0091】
上記実験の条件と評価結果を表1に示す。
【0092】
【表1】

【0093】
実施例1から実施例5は、すべてフッ素微粒子含有メッキの表面を有したアニロックスローラを供給ローラとして使用しており、搬送ローラであるゴムローラの表面より水との接触角が大きい、これはゴムローラより低表面張力であり、液体現像剤に対してもゴムローラよりなじみにくいことを示している。
【0094】
比較例1から比較例5は、クロムメッキまたはCrO2セラミックコーティングの表面を有したアニロックスローラを供給ローラとして使用しており、何れも搬送ローラであるゴムローラの表面より水との接触角が小さい、これはゴムローラより高表面張力であり、液体現像剤に対してもゴムローラよりなじみやすいことを示している。
【0095】
評価結果は、実施例1から実施例5では、すべての評価(薄層状態及びゴムローラ削れ)が良好な結果(○)を示した。それに比べて、比較例1から比較例5では、各々の評価について、よくない結果(△または×)が見られる。
【0096】
比較例1から比較例3のクロムメッキ表面の場合は、ブレード圧接力をやや大きめの200N/mとしても薄層状態の評価は×であり、ブレード圧接力を300N/mに上げても評価は△である。さらにローラ間食い込み量を200μmから400μmに上げてようやく薄層状態の評価が○となった。しかし、ローラ間食い込み量を上げたため、ゴムローラ削れの評価が×となってしまった。
【0097】
比較例4と比較例5のCrO2セラミックコーティング表面の場合は、やはり、ブレード圧接力200N/m、ローラ間食い込み量200μmの組み合わせでは、薄層状態の評価は×であり、やはりローラ間食い込み量を200μmから400μmに上げてようやく薄層状態の評価が○となった。しかし、この場合もローラ間食い込み量を上げたため、ゴムローラ削れの評価が×となってしまっている。
【0098】
このように、接触角が大きい、すなわち搬送ローラに対して、より濡れ性の小さいフッ素微粒子含有メッキの表面を有したアニロックスローラを供給ローラとして使用する(実施例の場合)と、薄層状態、ローラ削れともに良好な評価結果が得られた。比較例と比べると、ブレード圧接力150N/m、ローラ間食い込み量150μmとブレード及びローラをかなり低圧力にしても(実施例4)、良好な状態を保つ。
【0099】
比較例のように、接触角が小さい、すなわち搬送ローラに対して、より濡れ性の大きい表面を有するアニロックスローラを供給ローラとして使用すると、ブレード及びローラを低圧力にすると薄層状態がよくない結果を示し、ブレード及びローラをより高圧力にすると今度はローラ削れが生じてくる。従って両者を満足するような条件を設定できない。
【0100】
上記の実施例で示したように、本実施形態によれば、現像剤供給ローラとしてアニロックスローラを使用し、規制部材で現像剤量を規制後、次の搬送ローラ、あるいは現像ローラに現像剤薄層を転写塗布するに際して、アニロックスローラ表面の液体現像剤に対する濡れ性を、転写塗布する相手のローラの濡れ性よりも小さくすることにより、表面凹部のみに現像剤を溜めて、現像剤濡れ性のよい転写先のローラにおいて、現像剤の存在部と非存在部が形成され、従って、規制部材やローラ間の圧力を上げることなく、濡れ性によるレベリングを促進することができる。
【0101】
これにより、規制部材やローラ間の圧力による部材の摩耗が少なく、耐久性が維持され、また駆動トルクも小さく、駆動系の小型化が可能で、且つアニロックスローラに起因する現像剤薄層の凹凸模様のレベリングが速やかに行われ、現像後の画像濃度ムラ発生を抑制することができる液体現像装置、及び画像形成装置を提供することができる。
【0102】
また本発明の範囲は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、それらの変更された形態もその範囲に含むものである。
【図面の簡単な説明】
【0103】
【図1】湿式画像形成装置における画像形成部の概略構成例を示す断面図である。
【図2】図1における液体現像装置4の概略構成例を示す断面図である。
【図3】濡れ性の大きい供給ローラ表面の液体現像剤が搬送ローラに転写塗布される状況を説明するための図である。
【図4】濡れ性の小さい供給ローラ表面の液体現像剤が搬送ローラに転写塗布される状況を説明するための図である。
【図5】搬送ローラ上に転写された液体現像剤のレベリングの状況を示す図である。
【図6】実験に用いた現像剤薄層形成装置11の概略構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
【0104】
1 感光体ドラム
2 帯電装置
3 露光装置
4 液体現像装置
5 転写装置
6 クリーニング装置
7 転写材
8 液体現像剤
10 画像形成部
11 現像剤薄層形成装置
41 現像ローラ
42 現像剤搬送ローラ
43 現像剤供給ローラ
44 現像剤槽
45 供給規制部材
46 除去部材
47 現像前帯電器
48 クリーナブレード
49 回収現像剤槽
51 アニロックスローラ表面凸部
52 アニロックスローラ表面凹部
53 凸部51に対応する搬送ローラ上現像剤凹部
54 凹部52に対応する搬送ローラ上現像剤凸部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
トナーと溶媒とを含む液体現像剤を収容する現像剤槽と、
前記現像剤槽から前記液体現像剤を取り出し、液体現像剤の薄層を形成する現像剤薄層形成手段と、
前記現像剤薄層形成手段により形成された前記液体現像剤の薄層を受けて、担持、搬送する現像剤担持体と、を備え、
前記現像剤担持体に対向して配設された像担持体上に形成された潜像を、前記現像剤担持体上に担持される前記液体現像剤の薄層を用いて現像する液体現像装置において、
前記現像剤薄層形成手段は、
表面に微細な凹部構造を有し、前記現像剤槽に収容されている前記液体現像剤に浸漬しながら回転駆動して、表面に前記液体現像剤を付着させて汲み上げる現像剤供給ローラと、
前記現像剤供給ローラに当接して設けられ、前記現像剤供給ローラ表面に付着して搬送される液体現像剤量を規制する供給規制部材と、
前記現像剤供給ローラに対向して配設され、当接しながら回転駆動し、そのニップ部において、前記供給規制部材で現像剤量を規制された前記現像剤供給ローラ表面の液体現像剤を、当接する表面に写し取る現像剤搬送ローラと、を備え、
前記現像剤供給ローラ表面の溝構造における凸部表面が、当接する前記現像剤搬送ローラの表面より、前記液体現像剤に対する濡れ性が小さい、
ことを特徴とする液体現像装置。
【請求項2】
前記現像剤供給ローラはアニロックスローラであり、
前記アニロックスローラの表面は、当接する前記現像剤搬送ローラの表面より、表面張力が低い、または水に対する接触角が大きい、
ことを特徴とする請求項1に記載の液体現像装置。
【請求項3】
前記アニロックスローラは、表面が低表面張力コートされている、
ことを特徴とする請求項2に記載の液体現像装置。
【請求項4】
前記アニロックスローラは、表面にフッ素樹脂微粒子を分散させた複合メッキが施されている、
ことを特徴とする請求項3に記載の液体現像装置。
【請求項5】
前記供給規制部材は、樹脂または金属のブレードであり、
前記現像剤搬送ローラは、ゴムローラである、
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の液体現像装置。
【請求項6】
前記現像剤搬送ローラは、前記現像剤担持体としても機能する、
ことを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の液体現像装置。
【請求項7】
像担持体と、前記像担持体上に潜像を形成するための手段と、前記潜像を現像するための請求項1乃至6の何れか1項に記載の液体現像装置を備える、
ことを特徴とする画像形成装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2007−298650(P2007−298650A)
【公開日】平成19年11月15日(2007.11.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−125355(P2006−125355)
【出願日】平成18年4月28日(2006.4.28)
【出願人】(000001270)コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Fターム(参考)】