JP2002091172A - 液体現像剤を用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 均一な液体現像剤の塗布を行うことにより、
現像効率を向上できる液体現像剤を用いた画像形成装置
を提供する。 【解決手段】 高粘度の液体現像剤を画像支持体の潜像
面に供給する現像剤支持体と、この現像剤支持体へ液体
現像剤を塗布する塗布ローラ及びこの塗布ローラへ液体
現像剤を供給する供給手段と液体現像剤を除去するため
のクリーニング手段とを有する液体現像装置を備え、塗
布ローラはその表面に均一パターンの彫刻を有するアニ
ロクスローラであって、このアニロクスローラにはドク
ターブレードを当接させて液体現像剤の塗布量を規制し
て塗布する塗布量規制機構を有し、且つ、ドクターブレ
ードのアニロクスローラに対する接点の接線方向に対す
るドクターブレードの当接角度が１５度以上７５度以下
となるように設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は高粘性の液体現像
剤を用いた画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の液体現像剤を用いた画像形成装
置の場合、絶縁性液体(キャリヤ液)中に樹脂及び顔料か
らなる固形分を分散した液体現像剤によって画像支持体
である感光体上に形成された静電潜像を現像している。
このような現像工程においては、液体現像剤は帯電した
トナーが絶縁性液体中を静電気の力によって移動し、静
電潜像を現像するため、この移動距離をより短くするほ
ど現像効率が向上する。そのためには、現像剤支持体で
ある塗布ローラ上に液体現像剤のミクロン単位の薄層を
形成し、この薄層化された液体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50〜10
000mPa・sの高粘度の液体現像剤を用いる場合ではより顕
著である。そして、このような薄層の液体現像剤を形成
するための手段として、例えば、「特開平11-265122号
公報」においては、その表面に規則的な彫刻がなされた
アニロクスローラを用いて、このアニロクスローラに対
してドクターブレードを当接させることにより液体現像
剤の量を計量（規制）し、このようにして計量された液
体現像剤を塗布ローラへ転写（塗布）することで均一な
薄層を形成するものが記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の場合には、以下のような問題がある。すなわち、前
述したように均一な塗布を行うためには、塗布ローラで
あるアニロクスローラの表面の彫刻部分で正確に液体現
像剤を計量する必要があり、このためには、十分な液体
現像剤が塗布ローラの長手方向の全域に対して供給され
ていることが重要である。また、アニロクスローラの彫
刻部から溢れた余剰分の液体現像剤をドクターブレード
で完全に取り除く必要があるが、前記従来例の場合には
経時的なブレードの摩耗などにより、あまり効果的に余
剰分の液体現像剤を取り除くことができなくなるという
問題がある。

【０００４】そこでこの発明の目的は、前記のような従
来の液体現像剤を用いた画像形成装置のもつ問題を解消
し、より均一な液体現像剤の塗布を行うことにより現像
効率を向上できる液体現像剤を用いた画像形成装置を提
供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、前記のよう
な目的を達成するために、本発明は絶縁性液体中に樹脂
及び顔料からなる固形分を分散した高粘度の液体現像剤
を画像支持体の潜像面に供給する可撓性を有する現像剤
支持体と、この現像剤支持体へ液体現像剤を薄層化して
塗布する塗布ローラ及びこの塗布ローラへ液体現像剤を
供給するための供給手段と現像後の現像剤支持体上の液
体現像剤を除去するためのクリーニング手段とを有する
画像支持体上に形成された静電潜像を帯電した顕像化粒
子であるトナーによって現像する液体現像装置を備える
液体現像剤を用いた画像形成装置において、前記塗布ロ
ーラはその表面に均一パターンの彫刻を有するアニロク
スローラであって、このアニロクスローラにはドクター
ブレードを当接させて液体現像剤の塗布量を規制して塗
布する塗布量規制機構を有し、且つ、ドクターブレード
のアニロクスローラに対する接点の接線方向に対するド
クターブレードの当接角度が１５度以上７５度以下とな
るように設定されていることを特徴とするものである。
また、ドクターブレードの長手方向における中央部に対
して、当接圧力を増加させるための補正機構を設けるこ
とにより、支持部材の剛性不足による塗布むらを防止す
ることができる。さらに、アニロクスローラに対するド
クターブレードの当接圧を加圧力によって制御する場合
にはドクターブレードに対して十分な剛性を付与するこ
とができ、剛性不足による塗布むらをより防止すること
が可能となる。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は本発明が適用される液体現
像剤を用いた画像形成装置の第１実施形態を示してい
る。すなわち、図１に示すように画像形成装置１は像担
持体としての感光体２と、この感光体２の周囲には帯電
手段としての帯電器３、現像手段としての液体現像装置
４、スィープローラ５、転写手段としての転写ローラ６
及び転写ベルト７とを有している。ここで、液体現像装
置４を構成する収容タンク４ａには現像剤支持体である
現像ローラ12と塗布手段である塗布ローラ13とが互いに
当接して配置され、塗布ローラ13への液体現像剤の供給
は収容タンク４ａの底部に配設された２本の循環ポンプ
として機能するスクリュー15の回転によって現像液面を
上昇させることで行っている。また、この２本のスクリ
ュー15及び撹拌スクリュー16によって収容タンク４ａの
液体現像剤は攪拌、循環されており、液体現像剤の状態
粘性及び分散状態が常に同一に保持されている。また、
スィープローラ５により現像後に感光体２上での非画像
部でのかぶり及び余分なキャリア分を取り除くことがで
き、このスィープローラ５はクリーニングブレード８に
よりその表面部のクリーニングが行われている。９はク
リーナで、このクリーナ９により感光体２上の残留現像
液のクリーニングが行われる。10は除電ランプで、この
除電ランプ10により感光体２上の残留電荷の除去が行わ
れる。

【０００７】上述のように構成される画像形成装置１で
は、帯電器３によりその表面が帯電された感光体２上に
は書き込み部（図示せず）によって画像データに応じた
静電潜像が形成されると共に、給紙された転写紙は感光
体２にまで搬送され、転写ローラ６及び転写ベルト７に
より転写紙上に画像潜像が転写される。感光体上で現像
された像は転写部において中間転写ベルトに転写され、
複数色の画像を重ねた後に、給紙部（図示せず）より給
紙された転写紙に２次転写され定着部において定着され
排紙される。一方、転写後の感光体２に残留した液体現
像剤は除電ランプ10及びクリーナ９によって除去され次
の印写工程に備えるものとなる。

【０００８】ここで、現像ローラ12上に塗布された液体
現像剤の厚さが不均一であった場合には、これがそのま
ま画像濃度に影響するため、この現像ローラ12上にいか
に均一な液体現像剤層を形成するかが重要な課題とな
る。このため、本発明では塗布ローラ13にはその表面に
彫刻が施されたアニロクスローラを使用している。さら
に、この塗布ローラ13表面に付着した液体現像剤はメー
タリング手段であるドクターブレード18（以下、『ブレ
ード18』とする。）でその余剰分を掻き落とすことによ
って計量し、これを現像ローラ12上に転写することで液
体現像剤の均一な薄層を形成している。ブレード18の基
端部は支持部材19により固定されている。また、ブレー
ド18によって塗布ローラ13の表面に付着した余剰な液体
現像剤を完全に掻き落とすためには液体現像剤が塗布ロ
ーラ13の表面に沿って流れてきてブレード18に当たる際
に生じる圧力に負けないある一定以上の当接圧で、塗布
ローラ13の軸方向全域に渡って当接する必要がある。そ
こで、塗布ローラ13とブレード18の当接角θを図２に示
すように当接角を15度以上75度以下（15゜≦θ≦75゜）と
なるように定義する。

【０００９】この理由について、以下に説明する。すな
わち、塗布ローラ13に対するブレード18の先端の接点に
おける接線方向とブレード18のなす角度で、ブレード18
の撓みが無い状態での当接点において定義する。塗布ロ
ーラ13に対してブレード18を当接させる場合には、この
塗布ローラ13の回転方向に対してカウンター方向（図２
の当接角θが鈍角）の場合には、ブレードとローラ表面
での摩擦力が大きく摩耗が激しくなるため、トレーリン
グ方向（図２の当接角θが鋭角になる向き）に当接させ
る必要がある。液体現像剤はブレード18を通過後に塗布
ローラ13と、このブレード18との間に形成するメニスカ
スにおいてブレード18側に付着してしまい彫刻部から液
体現像剤が持ち出されて、結果として均一な塗布面を得
られなくなるなどの問題がある。さらにドクターブレー
ド18を塗布ローラ13表面に対してある一定以上の当接圧
でローラの軸方向全域に渡って当接させるためには、ブ
レード18自体を撓ませ、この撓みによって当接圧を得る
ことが望ましい。また、トレーリング方向で接触させる
場合においても、ドクターブレード18の当接角が大きく
垂直に近い場合ドクターブレード18の撓みを利用しての
当接ができないため、幅方向全域において一定圧力以上
で当接することが困難である。また、接線方向に近い場
合はドクターブレード18を撓ませて当接させる際に必要
な食込み量を得ることができないという問題がある。し
たがって、ドクターブレード18の撓みを利用させて幅方
向全域にわたってある一定以上の圧力を得るためには、
当接角を15度以上75度以下に設定する必要がある。

【００１０】また、図３は本発明の第２実施形態を示し
ている。すなわち、上述したようにブレード18の撓みを
利用して、このブレード18を塗布ローラ13に当接させる
場合、この当接圧はブレード18の撓み量と自由長と厚さ
及びその材料のもつ弾性定数で決定される。これに対し
て、ブレード18を支持する支持部材19の剛性が十分でな
い場合には、この支持部材19が軸方向において撓んでし
まい、この撓みによってブレード18と塗布ローラ13との
当接も変化するため、特に中央部において当接圧が不十
分になって塗布ローラ13に対する塗布量にむらが生じて
しまうという問題がある。そこで、本発明における第２
実施形態ではこの支持部材19の曲げ剛性に対して、以下
のような各条件を設定している。

【００１１】具体的には、ブレード18自体が均一な厚さ
の板材であり、このブレード18の弾性定数をＥ_b、自由
長をＬ_b，当接による曲げ方向断面での断面２次モーメ
ントをI_bとしたときに、このブレード18を支持する支持
部材19の弾性定数をＥ_s、長手方向の当接長さをＬ_s、長
手方向断面でのブレード18の支持位置に対する断面２次
モーメントをI_sとすると、以下の「数１」の関係が成立
する。このように支持部材19の剛性を設定することによ
り支持部材19の撓みに起因する塗布むらを防止すること
ができる。

【００１２】

【数１】

【００１３】図４〜６は本発明の第３実施形態を示して
いる。すなわち、図４，５に示すように、ブレード18の
上方部には隣接して、このブレード18とほぼ平行に板部
材21が支持部材19に取り付けられており、この板部材21
とブレード18との隙間部には中央部が圧縮された状態で
凸形状（図６）のスポンジ部材22が挿入されている。こ
のため、塗布ローラ13の中央部においは圧力が増加する
ようにスポンジ部材22の圧縮率が変化している。そし
て、このような補助的なスポンジ部材22による加圧補正
機構を軸方向の中央部に設置することによって、中央部
での支持部材19の撓みによるブレード18の当接圧力不足
を補い、必要な圧力を確保することができる。本第３実
施形態の場合、例えば画像形成装置の小型化やレイアウ
ト上の制約などによって、支持部材19に対して十分な剛
性を与えることが困難な場合、軸方向の中央部において
ブレード18の塗布ローラ13に対する当接圧を増加させる
ような付勢手段を設けることによっても、この支持部材
19の撓みによる不均一な塗布を防止することができる。
尚、本第３実施形態では圧力を発生させる手段（圧補正
部材）としてスポンジ部材22を用いているが、この他ゴ
ム等の弾性部材、スプリング、板バネなど様々な部材を
用いることができる。

【００１４】図７は本発明の第４実施形態を示してい
る。すなわち、塗布ローラ13に対してブレード18を用い
て塗布量の規制を行う場合、両者の間に作用する圧力に
よってその当接部には摩耗が生じる。このため、通常よ
り高価であり交換性の劣る塗布ローラ13であるアニロク
スローラの表面を保護するために両者の硬度に差をもた
すことにより、この硬度差によりブレード18側が摩耗す
るように組み合わせている。具体的に本発明の実施形態
でも、アニロクスローラである塗布ローラ13の表面にハ
ードクロムメッキ処理を施すことによって、その硬度を
「800HV以上」としてスチール製のブレードの硬度「600
HV」の硬度より大きくなるようにしている。この他、ブ
レードの材質に樹脂材を用いるなどで、更に硬度に差を
つけてもよい。

【００１５】図８は本発明の第５実施形態を示してい
る。ここで、ブレード18の使用に伴ってブレード18の先
端部は摩耗することとなり、この結果、摩耗時の接触部
では接触面積が当接角度に応じて、その断面よりも増大
することとなる（図７の摩耗時の接触幅ｈ₁）。そし
て、このように接触面積が大きくなると実質的な接触部
での当接圧力が低下するためブレード18の性能が低下し
てしまうことが予想される。ところが、これを補足する
ためにブレード18自体の接触力を増大させることは、支
持部材19の剛性がさらに必要になるため不利である。こ
の一方、ブレード18自体の厚さを薄くすれば接触面積は
減少するが、この反面ブレード18自体の剛性が低下する
ため十分な当接圧を得ることができなくなる。そこで、
本第５実施形態ではブレード23の先端部23ａでの厚さを
他の部分に比較して薄くすることで、ブレード23自体の
撓みによる圧力を十分に発生させながら当接部での接触
面積が増加しないようにしている。この例では、先端部
23ａの厚さは全体のほぼ半分程度としている。

【００１６】図９は本発明の第６実施形態を示してい
る。すなわち、前述した第５実施形態では１枚のブレー
ド23の厚さ寸法を変化させているが、このようにブレー
ド23の先端部を一様の厚さに切削することは、高度な加
工技術を要するため部品コストが嵩む原因となる。そこ
で、本第６実施形態では図９に示すように複数枚（２
枚）の薄板25，26を重ね合せてドクターブレード27と
し、このうち塗布ローラ13に接触する側の薄板25の長さ
寸法を、薄板26の長さ寸法よりも大きくしている。これ
によって、それぞれの薄板25，26の長さ寸法を同一とし
取付時の突出し量を調整することにより、前記第５実施
形態と同様の効果を得ることができる。さらに、この場
合２枚の薄板25，26のうちのいずれか一方は他方の付勢
部材として機能する。

【００１７】図10は本発明の第７実施形態を示してい
る。すなわち、この第７実施形態では支持部材28を回動
軸30を中心として回動自在としたもので、このように支
持部材28の回動によってブレード18を塗布ローラ13に対
して当接する構成にした場合には当接圧の微調整を簡単
に行うことができるため、組付け時の当接圧の調整が可
能であり、しかも部品の精度に対する許容範囲をより大
きくすることができる。尚、ブレード18の変位を機械的
に生じさせるには、この回動運動以外に直線運動が考え
られるが直線的に変位を付与する場合、支持部材28とブ
レード18の平行度を維持した状態でその加圧力を調整す
ることが困難であり組付け状態での機械的な位置精度に
よって当接部での圧力が決定されてしまう。ここで、塗
布ローラ13に対してブレード18を当接させ、このブレー
ド18自体の撓みによって当接力を発生させる場合、ブレ
ード18の当接力を変位制御によって与える場合と加圧力
制御によって与える場合の２通りが考えられる。そし
て、変位制御の場合、機構としては単純であり装置の小
型化には有利であるが、前述したようにブレード18の摩
耗により圧力が変化するという問題がある。そこで、ブ
レード18の当接力を加圧力制御にした場合には、例え
ば、ブレード18の先端が摩耗しても常に安定した圧力を
生じることができるものとなる（請求項７）。

【００１８】

【発明の効果】この発明は、上記のようであって、請求
項１に記載の発明は、絶縁性液体中に樹脂及び顔料から
なる固形分を分散した高粘度の液体現像剤を画像支持体
の潜像面に供給する可撓性を有する現像剤支持体と、こ
の現像剤支持体へ液体現像剤を薄層化して塗布する塗布
ローラ及びこの塗布ローラへ液体現像剤を供給するため
の供給手段と現像後の現像剤支持体上の液体現像剤を除
去するためのクリーニング手段とを有する画像支持体上
に形成された静電潜像を帯電した顕像化粒子であるトナ
ーによって現像する液体現像装置を備える液体現像剤を
用いた画像形成装置において、前記塗布ローラはその表
面に均一パターンの彫刻を有するアニロクスローラであ
って、このアニロクスローラにはドクターブレードを当
接させて液体現像剤の塗布量を規制して塗布する塗布量
規制機構を有し、且つ、ドクターブレードのアニロクス
ローラに対する接点の接線方向に対するドクターブレー
ドの当接角度が１５度以上７５度以下となるように設定
されているので、アニロクスローラに対するドクターブ
レードの当接状態をブレード自体の撓みを利用すること
によって幅方向に均一に行うことができる、これにより
均一な液体現像剤の塗布が可能となるという効果があ
る。また、請求項２に記載の発明は請求項１に記載の発
明においてドクターブレード及びこのドクターブレード
を支持する支持部材の各弾性定数、自由長、断面２次モ
ーメントが設定されるので、ドクターブレードの支持部
材に十分な剛性を付与することができ、支持部材の剛性
不足による塗布むらを防止することができるという効果
がある。

【００１９】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
に記載の発明においてドクターブレードの長手方向にお
ける中央部には、アニロクスローラへの当接圧力を増加
させるための補正機構が設けられているので、ドクター
ブレード支持部材の剛性不足による中央部での当接圧不
足を防止することによって均一な液体現像剤の塗布が可
能となるという効果がある。請求項４に記載の発明は、
請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、アニロ
クスローラに当接するドクターブレードの先端部の厚さ
寸法は、この先端部以外の部分よりも薄くなっているの
で、ドクターブレードの剛性を十分に保った状態で摩耗
時の接触面積の増加による圧力低下を防止することがで
き、均一な塗布を安定して行うことができるという効果
がある。請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいず
れかに記載の発明においてドクターブレードは複数毎の
薄板を重ね合せた構成となっており、且つ、アニロクス
ローラに当接する薄板の長さが少なくとも１枚は、他の
薄板よりも長くなっているので、特殊な加工品を用いる
こと無く、ドクターブレードの剛性を十分に保った状態
で摩耗時の接触面積の増加による圧力低下を防止するこ
とができ、均一な塗布を安定して行うことができるとい
う効果がある。

【００２０】請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の
いずれかに記載の発明においてドクターブレードは、こ
のドクターブレードを支持する支持部材を中心に回動可
能であるので、アニロクスローラとドクターブレードの
当接圧の微調が可能であり、当接圧力不足による塗布量
の増加やむらを防止し、過大な当接圧力によるブレード
の不必要な摩耗を防止できるという効果がある。請求項
７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の発
明においてアニロクスローラに対するドクターブレード
の当接圧は、加圧力によって制御されているので、ドク
ターブレードが摩耗した場合でも、塗布ローラに対する
当接圧が変化することなく経時的にも安定した塗布を行
うことが可能となるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明が適用される画像形成装置を示す概略
構成図である。

【図２】同第１実施形態を示す概略構成図である。

【図３】同第２実施形態を示すドクターブレード及び支
持部材との斜視図である。

【図４】同第３実施形態を示す概略構成図である。

【図５】同上視図である。

【図６】スポンジ部材を示す側面図である。

【図７】同第４実施形態を示す概略構成図である。

【図８】同第５実施形態を示す概略構成図である。

【図９】同第６実施形態を示す概略構成図である。

【図10】同第７実施形態を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１ 画像形成装置 ２ 感光体 ３ 帯電器 ４ 液体現像装置 ４ａ 収容タンク ５ スィープローラ ６ 転写ローラ ７ 転写ベルト ８，11 クリーニングブレード ９ クリーナ 10 除電ランプ 12 現像ローラ 13 塗布ローラ（アニロクスローラ） 15 スクリュー 18，23，27 ドクターブレード 19，28 支持部材 25，26 薄板

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性液体中に樹脂及び顔料からなる固
   形分を分散した高粘度の液体現像剤を画像支持体の潜像
   面に供給する可撓性を有する現像剤支持体と、この現像
   剤支持体へ液体現像剤を薄層化して塗布する塗布ローラ
   及びこの塗布ローラへ液体現像剤を供給するための供給
   手段と現像後の現像剤支持体上の液体現像剤を除去する
   ためのクリーニング手段とを有する画像支持体上に形成
   された静電潜像を帯電した顕像化粒子であるトナーによ
   って現像する液体現像装置を備える液体現像剤を用いた
   画像形成装置において、 前記塗布ローラはその表面に均一パターンの彫刻を有す
   るアニロクスローラであって、このアニロクスローラに
   はドクターブレードを当接させて液体現像剤の塗布量を
   規制して塗布する塗布量規制機構を有し、且つ、ドクタ
   ーブレードのアニロクスローラに対する接点の接線方向
   に対するドクターブレードの当接角度が１５度以上７５
   度以下となるように設定されていることを特徴とする画
   像形成装置。
2. 【請求項２】 ドクターブレードは均一な厚さの板材で
   あって、このドクターブレードの弾性定数をＥ_b、自由
   長をＬ_b、アニロクスローラへの当接による曲げ方向断
   面での断面２次モーメントをI_bとし、このドクターブレ
   ードを支持する支持部材の弾性定数をＥ_s、長手方向の
   当接長さをＬ_s、長手方向断面でのドクターブレードの
   支持位置に対する断面２次モーメントI_sとすると、 の関係が成立していることを特徴とする請求項１に記載
   の画像形成装置。
3. 【請求項３】 ドクターブレードの長手方向における中
   央部には、アニロクスローラへの当接圧力を増加させる
   ための補正機構が設けられていることを特徴とする請求
   項１に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 アニロクスローラに当接するドクターブ
   レードの先端部の厚さ寸法は、この先端部以外の部分よ
   りも薄くなっていることを特徴とする請求項１〜３のい
   ずれかに記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 ドクターブレードは複数毎の薄板を重ね
   合せた構成となっており、且つ、アニロクスローラに当
   接する薄板の長さが少なくとも１枚は、他の薄板よりも
   長くなっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれ
   かに記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 ドクターブレードは、このドクターブレ
   ードを支持する支持部材を中心に回動可能であることを
   特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装
   置。
7. 【請求項７】 アニロクスローラに対するドクターブレ
   ードの当接圧は、加圧力によって制御されていることを
   特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装
   置。