JP2001194912A - 湿式現像装置及び湿式画像形成装置 - Google Patents
湿式現像装置及び湿式画像形成装置Info
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Abstract
現像装置及び湿式画像形成装置を提供する。 【解決手段】 金属等の導電性物質からなるローラ芯1
2aと、体積抵抗が0〜107[Ω・cm]の範囲に調
整されたシリコンゴムやウレタンゴム等の弾性体からな
るローラ部12bとで現像ローラ12を構成した。
Description
持体に担持された潜像に液体キャリアと現像物質とを含
有する液体現像剤を付着させて該潜像を現像する湿式現
像装置、及びこれを備える複写機、ファクシミリ、プリ
ンタ等の湿式画像形成装置に関するものである。
液体現像剤を担持するローラ部を回転させながら該ロー
ラ部に現像電圧を印加して、該ローラ部と画像形成装置
の潜像担持体との間に現像電界を形成するものが知られ
ている。
式現像装置においては、現像した可視像に濃度ムラが現
れるいわゆる現像ムラという問題を生ずることがあっ
た。そこで、本発明者はこの現像ムラについて鋭意研究
を行った結果、上記現像電界の強度が不安定になること
によって現像ムラが生ずることがわかった。また、上記
ローラ部を画像形成装置の潜像担持体に接触させて上記
潜像の現像を行ういわゆる接触現像方式を用いる湿式現
像装置においては、該ローラ部の表面形状に起因して、
該ローラ部上の液体現像剤の表面に微細な凹凸が形成さ
れることによっても現像ムラが生ずることがわかった。
であり、その目的とするところは、現像ムラの発生を低
減することができる湿式現像装置及び湿式画像形成装置
を提供することである。
に、請求項1の発明は、液体キャリアと現像物質とを含
有する液体現像剤をローラ部に担持して回転する現像剤
担持ローラと、該ローラ部に電圧を印加する電圧印加手
段とを備え、該電圧の印加によって該ローラ部と画像形
成装置の潜像担持体との間に現像電界を形成し、該ロー
ラ部に担持した該液体現像剤を該現像電界の影響によっ
て該潜像担持体上の潜像に付着させて該潜像を現像する
湿式現像装置であって、該ローラ部の体積抵抗が0〜1
07[Ω・cm]の範囲にあることを特徴とするもので
ある。
ーラのローラ部として0〜107[Ω・cm]の体積抵
抗を発揮するものを設けると、電圧印加手段からの印加
電圧と同等の値の電位を該ローラ部の表面に生じせし
め、該ローラ部と画像形成装置の潜像担持体との間に形
成される現像電界の強度を安定化させ得ることを見出し
た。一方、107[Ω・cm]を超える領域でローラ部
の体積抵抗を設定すると、該ローラ部の表面電位値が電
圧印加手段からの印加電圧よりも低い値になり、上記現
像電界の強度が現像剤担持ローラの回転に伴って変動し
て不安定になる場合があることを見出した。そこで、こ
の湿式現像装置においては、現像剤担持ローラのローラ
部として、0〜107[Ω・cm]の範囲の体積抵抗を
発揮するものを設けている。このようなローラ部では、
上記現像電界の強度を安定化させ、該強度の不安定化に
よって生ずる現像ムラを解消することができる。
現像物質とを含有する液体現像剤をローラ部に担持して
回転し、該ローラ部を画像形成装置の潜像担持体に当接
させる現像剤担持ローラを備え、該ローラ部に担持した
該液体現像剤を該潜像担持体上の潜像に付着させて該潜
像を現像する湿式現像装置であって、該ローラ部の十点
平均表面粗さが3[μm]以下であることを特徴とする
ものである。
面粗さが3[μm]以下である上記ローラ部に担持され
た液体現像剤の表面に微細な凹凸が形成され難くなる。
本発明者は鋭意研究により、ローラ部として十点平均表
面粗さが3[μm]以下であるものを設けると、該ロー
ラ部上の液体現像剤の表面に微細な凹凸を形成し難くな
ることを見出した。このように微細な凹凸を形成し難く
すると、該凹凸に起因する現像ムラの発生を低減するこ
とができる。
との当接によってニップを形成する上記ローラ部を備え
る請求項1又は2の湿式現像装置であって、該ローラ部
の硬度がJIS−Aで30[°]以下であるか、あるい
はAsker−Cで60[°]以下であることを特徴と
するものである。
当接する上記ローラ部のニップにおいて、液体現像剤中
の現像物質は、該ローラ部上から該潜像担持体上の潜像
に瞬間的に移動するわけではなく移動にある程度の時間
を要する。このため、上記ローラ部上の現像物質を確実
に上記潜像に移動させ得る程度に現像剤ニップ通過時間
を長く確保するように、該ローラ部のニップ幅を十分に
長く設定することが望ましい。このようなニップ幅を確
保する方法としては、現像剤担持ローラの径を十分に大
きくする確保する方法と、上記ローラ部を弾性体で構成
し、該ニップ幅を確保し得る程度に該弾性体を変形させ
る方法とがある。しかしながら、前者の方法では、湿式
現像装置の増大化によってコストアップを生じてしま
う。また、後者の方法では、弾性体に永久変形を生じな
いような比較的低い圧力で潜像担持体と該弾性体とを当
接させる必要があり、このような圧力では所望のニップ
幅を確保することができない場合がある。そこで、請求
項3の湿式現像装置においては、現像剤担持ローラの回
転軸に被覆する上記ローラ部として、JIS−Aで30
[°]以下、あるいはAsker−Cで60[°]以下
の硬度のものを設けている。本発明者は鋭意研究によ
り、このような硬度の上記ローラ部を用いると、ニップ
幅増大化のために該ローラ部の径を大きくしたり、該ロ
ーラ部に永久変形を生ずるような高い圧力で該ローラ部
と潜像担持体とを当接させたりすることなく、該ローラ
部上の現像物質を確実に上記潜像に移動させ得る長さの
ニップ幅を確保し得ることを見出した。
潜像担持体と、該潜像に液体キャリアと現像物質とを含
有する液体現像剤を付着させて該潜像を現像する湿式現
像装置とを備え、該潜像を該湿式現像装置によって現像
して画像を形成する湿式画像形成装置において、該湿式
現像装置として請求項1、2又は3のものを設けたこと
を特徴とするものである。
1又は2の湿式現像装置と同様の作用により、現像電界
の強度の不安定化によって生ずる現像ムラ、又はローラ
部に担持された液体現像剤の表面の微細な凹凸に起因し
て生ずる現像ムラを低減する。
画像形成装置において、上記潜像担持体として、その表
面がa−Siからなるものを用いたことを特徴とするも
のである。
持体の表面をa−Siで構成することにより、現像剤担
持ローラとの当接による該表面の損傷と、吸水・膨潤に
よる該表面の劣化とを軽減することができる。
形成装置として、電子写真方式の湿式プリンタ(以下、
単にプリンタという)の一実施形態について説明する。
図1は、このプリンタ全体の概略構成を示す模式図であ
る。このプリンタは、潜像担持体としての感光体ドラム
1の周囲に、帯電ローラ2、露光装置3、湿式現像装置
(以下、単に現像装置という)10、転写装置5、クリ
ーニング装置6等が配設されている。また、この転写装
置5の図中右側に配設された給紙装置7と、該転写装置
5の図中左側に配設された定着装置9とを備えている。
回転駆動され、その表面が上記帯電ローラ2との対向位
置で一様に帯電せしめられた後、上記露光装置3との対
向位置で画像情報に基づいた光照射が施されて静電潜像
を担持する。この静電潜像は、上記現像装置5との対向
位置を通過する際に液体現像剤4中の現像物質であるト
ナーが付着せしめられてトナー像になる。
例えば、ジメチルポリシロキサンオイル等の絶縁性液体
からなるキャリア液中に高濃度のトナーが分散され、1
00〜10000mPa・sの高粘度を発揮するように
調製されている。
れた上記トナー像は、上記転写装置5との対向位置を通
過する際、上記給紙装置7からタイミングを見計らって
該対向位置に搬送されてきた転写紙8に重ね合わされ、
該転写紙8上に転写される。このようにトナー像が転写
された転写紙8は、上記定着装置9に送られ、熱及び圧
力の作用を受けて該トナー像が定着せしめられる。
光体ドラム1表面に残留する上記液体現像剤4は、クリ
ーニング装置6によって機械的に掻き取り除去される。
とで、上記給紙装置7から順次送り出された複数の転写
紙8にトナー画像が形成される。
構成について説明する。上記現像装置10は、上記液体
現像剤4を収容する現像剤収容タンク11を備えてい
る。この現像剤収容タンク11の内部には、現像剤担持
ローラとしての現像ローラ12、塗布ローラ14、該現
像ローラ12上における上記液体現像剤4の層厚を規制
するメータリングブレード15、該現像ローラ12上に
残留した残留現像剤を回収する回収ブレード16、該液
体現像剤4を循環させる循環ポンプ17、該液体現像剤
4を攪拌する攪拌スクリュー18等が設けられている。
上記塗布ローラ14の軸方向に延在し、上記液体現像剤
4を循環させるための仕切り部材19が設けられてい
る。この仕切り部材19により、上記現像剤収容タンク
11内では、上記塗布ローラ14に液体現像剤4を供給
する供給部20aと、上記現像ローラ12上に残留した
残留現像剤を回収する回収部20cとに区分される。ま
た、上記仕切り部材19の下方位置には、これら回収部
20cと供給部20aとを連通させる連通部20dが形
成されている。一方、上記仕切り部材19の上方には、
上記塗布ローラ14から除去された液体現像剤4を上記
回収部20cに還流させる還流部20bが形成されてい
る。このような構成により、上記現像剤収容タンク11
内には、その内壁と上記仕切り部材19との間に現像剤
循環流路が形成されている。
と上記連通部20dとの境界部分に配置されている。本
プリンタにおいては、この循環ポンプ17として、図示
しない電動モータにより回転駆動されるギヤポンプを使
用している。但し、この循環ポンプ17はギヤポンプに
限られるものではなく、液体現像剤4に流動を与え得る
ものであれば、例えば一方向にだけ流体の流れを許す逆
止弁と流体に圧力を印加するピストンが組み合わされた
ものであってもよい。また、この循環ポンプ17は、上
記現像剤循環流路内で液体現像剤4を上記供給部20
a、還流部20b、回収部20c、連通部20dの順に
循環させる。
の上部で図中時計回りに回転するように配設されおり、
この供給部20aの液体現像剤4を汲み上げる。汲み上
げられた液体現像剤4は、上記塗布ローラ14とメータ
リングブレード15との当接部を通過する際にその層厚
が均一に規制され、該塗布ローラ14と上記現像ローラ
12との当接部で該現像ローラ12に塗布される。
に回転駆動される上記攪拌スクリュー18は、上記回収
部20cと上記連通部20dとの間に設けられ、該回収
部20c内の液体現像剤4を攪拌しながら該連通部20
dに送り込む。
設けられており、この補給口から補給用の液体現像剤
4、トナー、キャリア液などが補給される。
に回転駆動される上記現像ローラ12は、上記現像剤収
容タンク11に設けられた開口部からその一部を突出さ
せ、突出部分を上記感光体ドラム1に当接させてニップ
を形成している。そして、このニップにおいて、表面を
該感光体ドラム1と等しい方向に移動させる。上記塗布
ローラ14から上記現像ローラ12に塗布された液体現
像剤4は、薄厚の液体現像剤薄層となって上記ニップに
挟まれる。
ての電源(図示せず)が接続されて電圧としての現像バ
イアスが印加されるようになっている。この現像バイア
スの印加によって上記ニップには現像電界が形成され
る。この現像電界は、上記感光体ドラムの回転に伴って
上記ニップを通過する上記液体現像剤薄層中のトナーに
静電力を作用させ、上記静電潜像との対向位置にあるト
ナーを上記現像ローラ12から該感光体ドラム1上の該
静電潜像に転移させる。また、上記感光体ドラム1の非
画像部との対向位置にあるトナーを上記現像ローラ12
表面に向けて移動させる。このため、上記感光体ドラム
1の非画像部には、トナーが付着しないで若干量のキャ
リア液のみが転移する。
表面に残留する上記液体現像剤薄層は、上記回収部20
cの上部に配設された回収ブレード16と該現像ローラ
12との当接部を通過する際に、該現像ローラ12から
掻き取り除去されて該回収部20cに回収される。
説明する。図2は上記感光体ドラム1と上記現像ローラ
12とを示す断面図である。図2において、上記現像ロ
ーラ12は、金属等の導電性物質からなる回転軸として
のローラ芯12aと、シリコンゴムやウレタンゴム等の
弾性体からなるローラ部12bとを備えている。このロ
ーラ芯12aには電源13が接続されており、これによ
って上記現像バイアスが印加される。また、上記感光体
ドラム1と上記ローラ部12bとは所定の圧力で当接せ
しめられており、該ローラ部12bは幅Wのニップを形
成している。
ラック等の導電性物質が上記弾性体に分散されるなどし
て、その体積抵抗が0〜107[Ω・cm]の範囲に調
整されている。このようなローラ部12bに対し、上記
電源から上記ローラ芯12aを介して上記現像バイアス
が印加されると、該ローラ部12bの表面電位が該現像
バイアスと同等の値になる。そして、上記ローラ部12
bの表面電位が上記現像バイアスと同等の値で安定化す
ると、該表面電位の影響によって上記ローラ部12bと
上記感光体ドラム1との間に形成される上記現像電界の
強度が安定化して該強度の不安定化による現像ムラを解
消される。一方、本発明者の実験によれば、ローラ部1
2bの体積抵抗を108[Ω・cm]以上に調整してし
まうと、該ローラ部12bの表面電位が電圧降下によっ
て上記現像バイアスよりも低い値になる場合があった。
そして、このような場合には、上記現像電界の強度が上
記ローラ部12bの回転に伴って変動して不安定にな
り、現像ムラを生じてしまった。
形法等によって加工され、その十点平均表面粗さが3
[μm]以下に調整されている。十点平均表面粗さがこ
のように調整された上記ローラ部12bを用いると、そ
の表面に担持した上記液体現像剤薄層の表面に微細な凹
凸が形成され難くなり、該凹凸に起因する現像ムラの発
生を低減することができる。そして、この現像ムラの発
生を低減することにより、図3に示すような滑らかなベ
タ画像を形成することができた。一方、本発明者の実験
によれば、上記ローラ部12bの十点平均表面粗さを4
[μm]以上に調整してしまうと、上記液体現像剤薄層
の表面に微細な凹凸を形成してしまう場合があった。例
えば、上記ローラ部12bに3〜10[μm]の厚みの
上記液体現像剤薄層を担持させるようにした場合、該液
体現像剤薄層の表面レべルが該ローラ部12bの表面形
状に影響されて微妙に波打ってこのような微細な凹凸が
形成されてしまう場合があった。そして、このような場
合には、この微妙な凹凸に対応するような現像ムラを生
じてしまった。
能を発揮させるべく該ローラ部12bを発泡体で構成す
ると、該発泡体のセル構造によって上記ニップにおける
感光体ドラム1と該ローラ部12bとの当接圧力(以下
ニップ圧という)にムラを生ずる。そして、このニップ
圧の高くなる部分から押し出された液体現像剤4が該当
ニップ圧の低くなる部分に入り込む結果、上記液体現像
剤薄層に厚みムラを生ずる。また、ローラ部12bの表
面において、上記セル構造の内部を露出させている部分
に液体現像剤4が入り込むのに対し、該内部を露出させ
ていない部分には液体現像剤4が入り込まないことによ
っても、上記液体現像剤薄層に厚みムラを生ずる。そし
て、これらの厚みムラが生ずると、上記ニップにおける
上記感光体ドラム1表面と弾性体で構成された上記ロー
ラ部12bとの距離が不均一になり、上記現像電界によ
って上記トナーに作用する静電力が不安定になる。具体
的には、この距離が長くなる部分に存在する上記トナー
に作用する静電力が、該距離が短くなる部分に存在する
上記トナーに作用する静電力よりも小さくなる。このよ
うに静電力を不安定にしてしまうと、現像ムラを生じて
図4に示すようなざらつきのあるベタ画像を形成してし
まう。従って、上記ローラ部12bには、非発泡体の弾
性材料を用いることが望ましい。
瞬時に上記ローラ部12b上や上記感光体ドラム上に移
動するわけではなく、移動にある程度の時間を要する。
この移動時間は、特に液体現像剤4の粘度の大きく影響
を受ける。このため、良質の画像を得るためには、次の
数1に示すニップ通過時間Tを十分に大きく確保して、
上記ニップでトナーを確実に移動させる必要がある。な
お、数1において、Wはニップ幅を、Vは感光体ドラム
1及び現像ローラ12の線速であるプロセス速度を、そ
れぞれ示すものである。
低下させればニップ通過時間Tを長くすることができる
が、プロセス速度Vの低速化はプリント速度の低速化に
つながるので好ましくない。従って、ニップ幅Wの拡大
によってニップ通過時間Tの延長を図るようにすること
が望ましい。
べく、上記ニップ圧を高めすぎると、該ローラ部12b
を永久変形させるおそれがある。そこで、ローラ部12
bの硬度については、JIS−A硬度が30[°]以
下、あるいはAsker−C硬度が60[°]以下に調
整することが望ましい。
る上記ニップ圧と、上記ローラ部12bの硬度との関係
を示すグラフである。図5より、同じ大きさのニップ幅
Wを確保する場合、上記ローラ部12bのJIS−A硬
度を低くするほど、上記ニップ圧(当接圧力)を低減し
得ることがわかる。なお、重力加速度をNで示した場合
に、上記ニップ圧を0.3N/m2以下に抑えれば、上
記感光体ドラム1、現像ローラ12、及びこれらの駆動
伝達系部材に対する影響は実使用上差し障りなくなり、
且つ上記ローラ部12bの永久変形を抑えることができ
ると考えられる。
けるニップ幅Wと、上記ローラ部12bの硬度との関係
を示すグラフである。図6より、同じ大きさのニップ圧
を生じせしめる場合、上記ローラ部12bの硬度を低く
するほど、ニップ幅Wを低減し得ることがわかる。ま
た、上記ローラ部12bの硬度をJIS−Aで30
[°]より高くすると、ニップ幅Wの変化率が急激に低
下することがわかる。なお、JIS−A硬度とAske
r−C硬度とにはある程度の相関があり、JIS−Aの
30[°]は概ねAsker−Cの60[°]に相当す
る。また、JIS−Aで3[°]以下の弾性体を製造す
るのは極めて困難であるので、実質的にはローラ部12
bの硬度をJIS−Aで3〜30[°]、あるいはこの
範囲に相当するAsker−Cの範囲に調整することが
望ましい。また、この硬度については、ローラ軸方向及
び周面方向において均一に調整することが望ましい。こ
れにより、上記ニップ圧のより確実な均一化を図って上
記液体現像剤層の厚みをより確実に均一化せしめること
ができる。
いることが望ましい。これにより、上記ローラ部12b
との当接による感光体ドラム1の表面の損傷と、吸水・
膨潤による該表面の劣化とを軽減することができるから
である。
度の不安定化によって生ずる現像ムラを解消するので、
現像ムラの発生を低減することができるという優れた効
果がある。
された液体現像剤の表面の微細な凹凸に起因する現像ム
ラを低減するので、現像ムラの発生を低減することがで
きるという優れた効果がある。
のために上記ローラ部の径を大きくしたり、該ローラ部
に永久変形を生ずるような高い圧力で該ローラ部と潜像
担持体とを当接させたりすることなく、該ローラ部上の
現像物質を確実に上記潜像に移動させ得る長さのニップ
幅を確保することができるという優れた効果がある。
の不安定化によって生ずる現像ムラ、又はローラ部に担
持された液体現像剤の表面の微細な凹凸に起因して生ず
る現像ムラを低減するので、現像ムラの発生を低減する
ことができるという優れた効果がある。また、現像ムラ
の発生を低減するので、該現像ムラのない高品質の画像
を形成し易くなるという優れた効果がある。
面に対して、現像剤担持ローラとの当接による損傷と、
吸水・膨潤による劣化とを軽減することができるので、
該潜像担持体の寿命を延長することができるという優れ
た効果がある。
す断面図。
3[μm]以下に調整した場合に得られるベタ画像を示
す模式図。
4[μm]以上に調整した場合に得られるベタ画像を示
す模式図。
けるニップ圧と、該ローラ部の硬度(JIS−A)との
関係を示すグラフ。
幅Wと、同ローラ部の硬度(JIS−A)との関係を示
すグラフ。
Claims (5)
- 【請求項1】液体キャリアと現像物質とを含有する液体
現像剤をローラ部に担持して回転する現像剤担持ローラ
と、該ローラ部に電圧を印加する電圧印加手段とを備
え、該電圧の印加によって該ローラ部と画像形成装置の
潜像担持体との間に現像電界を形成し、該ローラ部に担
持した該液体現像剤を該現像電界の影響によって該潜像
担持体上の潜像に付着させて該潜像を現像する湿式現像
装置であって、該ローラ部の体積抵抗が0〜107[Ω
・cm]の範囲にあることを特徴とする湿式現像装置。 - 【請求項2】液体キャリアと現像物質とを含有する液体
現像剤をローラ部に担持して回転し、該ローラ部を画像
形成装置の潜像担持体に当接させる現像剤担持ローラを
備え、該ローラ部に担持した該液体現像剤を該潜像担持
体上の潜像に付着させて該潜像を現像する湿式現像装置
であって、該ローラ部の十点平均表面粗さが3[μm]
以下であることを特徴とする湿式現像装置。 - 【請求項3】上記潜像担持体との当接によってニップを
形成する上記ローラ部を備える請求項1又は2の湿式現
像装置であって、該ローラ部の硬度がJIS−Aで30
[°]以下であるか、あるいはAsker−Cで60
[°]以下であることを特徴とする湿式現像装置。 - 【請求項4】潜像を担持する潜像担持体と、該潜像に液
体キャリアと現像物質とを含有する液体現像剤を付着さ
せて該潜像を現像する湿式現像装置とを備え、該潜像を
該湿式現像装置によって現像して画像を形成する湿式画
像形成装置において、該湿式現像装置として請求項1、
2又は3のものを設けたことを特徴とする湿式画像形成
装置。 - 【請求項5】請求項4の湿式画像形成装置において、上
記潜像担持体として、その表面がa−Siからなるもの
を用いたことを特徴とする湿式画像形成装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000002147A JP2001194912A (ja) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | 湿式現像装置及び湿式画像形成装置 |
US09/754,061 US6636716B2 (en) | 2000-01-11 | 2001-01-05 | Developing device for developing latent image and an image forming apparatus including the same |
US10/679,489 US6904254B2 (en) | 2000-01-11 | 2003-10-07 | Developing unit using a developing liquid and image forming apparatus including the same |
US11/130,111 US7079792B2 (en) | 2000-01-11 | 2005-05-17 | Developing unit using a developing liquid and image forming apparatus including the same |
Applications Claiming Priority (1)
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