JP2008083133A - Wet type image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、液体現像装置を有する湿式画像形成装置に関する。 The present invention relates to a wet image forming apparatus having a liquid developing device.
従来より、像担持体表面の静電潜像を、トナー粒子を絶縁性キャリア液に分散させた液体現像剤で現像し、現像により形成されたトナー像を転写材に転写して最終画像を得る画像形成装置が知られている。また、前記液体現像剤による現像により形成されたトナー像を中間転写体に一次転写し、中間転写体の表面に複数のトナー像を重ね合わせ、その後重ね合わせたトナー像を転写材に一括転写して最終画像を得る画像形成装置も知られている。 Conventionally, an electrostatic latent image on the surface of an image carrier is developed with a liquid developer in which toner particles are dispersed in an insulating carrier liquid, and the toner image formed by the development is transferred to a transfer material to obtain a final image. An image forming apparatus is known. In addition, the toner image formed by the development with the liquid developer is primarily transferred to an intermediate transfer member, a plurality of toner images are superimposed on the surface of the intermediate transfer member, and then the superimposed toner images are collectively transferred to a transfer material. An image forming apparatus that obtains a final image is also known.
かかる液体現像装置を用いた湿式画像形成装置は、乾式画像形成装置では実現できない利点を有しており、近年その価値が見直されつつある。湿式画像形成装置の主な利点は、サブミクロンサイズの極めて微細なトナーを用いることができるため高画質を実現でき印刷並みの質感を得られること、比較的低温でトナーを転写材に定着できるため省エネルギーを実現できること、などである。特に、近年は画像形成装置の高速化に伴って、高粘度のキャリア液に、トナー粒子を高濃度に分散させた液体現像剤が使用される傾向にある。 A wet image forming apparatus using such a liquid developing device has advantages that cannot be realized by a dry image forming apparatus, and its value is being reviewed in recent years. The main advantages of wet-type image forming devices are that submicron-size extremely fine toner can be used, so that high-quality images can be obtained and the quality of printing can be obtained, and the toner can be fixed to a transfer material at a relatively low temperature. It is possible to realize energy saving. Particularly, in recent years, with the increase in the speed of image forming apparatuses, a liquid developer in which toner particles are dispersed at a high concentration in a highly viscous carrier liquid tends to be used.
ところで、湿式画像形成装置における転写材へのトナー像の転写は、一般的に、静電力による静電転写方式が用いられている。トナー粒子は予め帯電されており、転写材の裏面側に設けられた転写ローラにトナー粒子と反対極性の電圧を印加することで発生する静電気力によりトナー粒子が転写材に移動して、転写が完了する。 Incidentally, an electrostatic transfer method using an electrostatic force is generally used for transferring a toner image onto a transfer material in a wet image forming apparatus. The toner particles are charged in advance, and the toner particles move to the transfer material due to the electrostatic force generated by applying a voltage of the opposite polarity to the toner particles to the transfer roller provided on the back side of the transfer material. Complete.
しかし、ノンコート紙のように表面の粗さが大きい転写材(転写紙とも言う)を使用する場合には、コート紙と同じ画像濃度を得るためには、より多くのトナー量が必要になる。これはノンコート紙の場合、コート紙に比べ表面積が多くなり、そのため表面を覆うためのトナー量がより多く必要になる。 However, when a transfer material having a large surface roughness (also referred to as transfer paper) such as non-coated paper is used, a larger amount of toner is required to obtain the same image density as that of the coated paper. This is because non-coated paper has a larger surface area than coated paper, and therefore requires a larger amount of toner to cover the surface.
また、液体現像剤のトナー粒子の濃度が、10%〜50%という高濃度で且つ高粘度の液体現像剤を用いる場合、感光体と現像剤担持体は等速で移動し、感光体の画像領域に対応する現像剤担持体上のトナーは、ほとんど100%移動させる方法が一般に取られている。そのため転写紙の種類により必要なトナー量が変化すると、現像剤担持体上のトナー量が一定であるため転写画像の濃度が変化するという問題が生じる。 When a liquid developer having a high concentration of 10% to 50% and a high viscosity liquid developer is used, the photosensitive member and the developer carrying member move at a constant speed, and the image on the photosensitive member is transferred. Generally, a method of moving almost 100% of the toner on the developer carrying member corresponding to the region is taken. For this reason, when the required toner amount changes depending on the type of transfer paper, the toner amount on the developer carrying member is constant, causing a problem that the density of the transferred image changes.
このような問題点に鑑みて、転写する転写紙の性質に応じて現像剤担持体上の現像剤量を制御することで、感光体上のトナー量を制御し、凹凸のある転写紙の場合には感光体上の現像剤量を多くすることで、画像濃度を適正にする方法が提案されている。 In view of such problems, the amount of toner on the photosensitive member is controlled by controlling the amount of developer on the developer carrying member according to the properties of the transfer paper to be transferred. Has proposed a method for optimizing the image density by increasing the amount of developer on the photoreceptor.
例えば特許文献1においては、現像剤担持体にトナーを塗布する塗布ローラの回転速度を制御する方法や、塗布ローラの現像剤担持体への押圧力を制御する方法が提案されている。
For example,
また、特許文献2においては、現像剤担持体の現像剤量を塗布ローラの回転速度で制御すると共に、現像剤量に応じてトナーの電荷量を制御する方法が提案されている。
しかし、特許文献1における方法では、現像剤担持体と塗布ローラとの回転方向が、対向部において同方向であるため、現像剤担持体と塗布ローラの離れ際で液が分断されるとき、軸方向に部分的に不均一な液のブリッジが形成され、現像剤担持体軸方向に塗布厚みのムラが発生するという問題がある。また、特許文献2においては、塗布ローラの回転速度のみで現像剤担持体上の現像剤量を制御しているため、制御範囲が狭く、凹凸の大きな転写紙の場合、現像剤量不足が生じ、濃度低下が発生するという問題がある。
However, in the method in
従って、本発明が解決しようとする技術課題は、表面粗さの異なる種々の転写紙に対応した適正な量の現像剤塗布量を現像剤担持体上に形成し、かつ現像剤担持体上に均一な塗布膜厚を達成した液体現像装置を用いた高品質な画像形成が可能な湿式画像形成装置を提供することである。 Accordingly, the technical problem to be solved by the present invention is to form an appropriate amount of developer application amount corresponding to various transfer papers having different surface roughness on the developer carrier, and on the developer carrier. It is an object of the present invention to provide a wet image forming apparatus capable of forming a high quality image using a liquid developing device that achieves a uniform coating film thickness.
本発明は、以下の構成により上記課題を達成することができる。 This invention can achieve the said subject with the following structures.
1.
静電潜像を表面に担持する像担持体と、
キャリア液にトナー粒子を分散した液体現像剤を表面に担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体と接触して対向配置され、前記対向配置された対向部における前記現像剤担持体の表面移動方向と逆方向に表面が移動し、前記現像剤担持体に前記液体現像剤を供給する供給ローラと、
前記像担持体に担持された静電潜像を前記現像剤担持体の現像剤で現像し、現像により形成したトナー像を転写材に転写する転写手段と、
前記転写材の種類を選択する選択手段と、
該選択手段により選択した該転写材の種類に応じて、前記現像剤担持体の表面の移動速度と前記供給ローラの表面の移動速度との比と、該現像剤担持体を支持する軸の軸中心と該供給ローラを支持する軸の軸中心との距離とを調整する調整手段とを有することを特徴とする湿式画像形成装置。
1.
An image carrier that carries an electrostatic latent image on its surface;
A developer carrying member carrying on the surface a liquid developer in which toner particles are dispersed in a carrier liquid;
The developer carrier is placed in contact with and opposed to the surface, and the surface moves in a direction opposite to the surface movement direction of the developer carrier in the oppositely arranged opposed portion, and the liquid developer is applied to the developer carrier. A supply roller to supply;
A transfer means for developing the electrostatic latent image carried on the image carrier with the developer of the developer carrier, and transferring a toner image formed by development onto a transfer material;
Selecting means for selecting the type of the transfer material;
Depending on the type of the transfer material selected by the selection means, the ratio of the moving speed of the surface of the developer carrier to the moving speed of the surface of the supply roller, and the axis of the shaft that supports the developer carrier A wet image forming apparatus, comprising: an adjusting unit that adjusts a distance between the center and a shaft center of a shaft that supports the supply roller.
2.
前記現像剤担持体の表面の硬度が20度〜60度(JIS A)であり、且つ前記供給ローラの表面の硬度は50度(JIS A)以上であることを特徴とする1に記載の湿式画像形成装置。
2.
The wetness according to 1, wherein the developer carrying member has a surface hardness of 20 to 60 degrees (JIS A), and the supply roller has a surface hardness of 50 degrees (JIS A) or more. Image forming apparatus.
本発明によれば、現像剤担持体と接触して対向配置され、対向部における現像剤担持体の表面移動方向と逆方向に表面が移動し、現像剤担持体に液体現像剤を供給する供給ローラの表面移動速度と現像ローラの表面移動速度との比と、前記現像剤担持体を支持する軸の軸中心と供給ローラの軸中心との距離を、変化させることで現像剤担持体の表面に供給される液体現像剤の量を調整する手段を有する構成としたので、現像剤担持体上の現像剤塗布量を幅広く制御することができ、いろいろな転写紙に対応して高画質な画像を形成できる湿式画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, the supply is arranged so as to be in contact with and in contact with the developer carrying body, the surface moves in the direction opposite to the surface moving direction of the developer carrying body in the facing portion, and the liquid developer is supplied to the developer carrying body. By changing the ratio of the surface movement speed of the roller to the surface movement speed of the developing roller and the distance between the shaft center of the shaft supporting the developer carrier and the shaft center of the supply roller, the surface of the developer carrier is changed. Since it has a means for adjusting the amount of liquid developer supplied to the developer, the amount of developer applied on the developer carrier can be controlled widely, and high-quality images can be applied to various transfer papers. It is possible to provide a wet image forming apparatus capable of forming
これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態である湿式画像形成装置の概略構成を示す図である。像担持体としての感光体5の周囲には、矢印で示す回転方向の順に、帯電装置12、露光装置13、液体現像装置100、中間転写体7、感光体クリーニング装置8、除電ランプ11がそれぞれ配置されている。また、中間転写体7の周りには、転写ローラ9と中間転写体クリーニング装置10がそれぞれ配置されている。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a wet image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. Around the photoreceptor 5 as an image carrier, a
液体現像装置100により現像され、感光体5上に形成されたトナー像は、中間転写体7に転写された後、転写ローラ9により転写材である転写紙15に転写される。その後、転写紙15上のトナー像は、定着装置90で定着されて画像を形成する。
The toner image developed by the liquid developing
液体現像装置100は、絶縁性のキャリア液にトナー粒子を分散させた液体現像剤2を貯蔵した現像槽1と、現像槽1から液体現像剤2を汲み上げる供給ローラ14と、供給ローラ14から液体現像剤の供給を受け、感光体5を現像する現像剤担持体である現像ローラ4を有している。
The liquid developing
現像ローラ4は、感光体5と接触現像するため、表面が弾性体で構成されている。また、供給ローラ14は、現像ローラ4に接触して液体現像剤を供給するため、表面は弾性体でも、金属ローラでも良い。
Since the developing
また、本画像形成装置は、現像ローラ4の表面への液体現像剤の塗布量を転写紙の種類により調整できるように調整手段を設けている。この調整手段及び調整方法については、後で詳細に説明する。
Further, the image forming apparatus is provided with an adjusting unit so that the amount of the liquid developer applied to the surface of the developing
次に、図1の画像形成装置の動作について説明する。 Next, the operation of the image forming apparatus in FIG. 1 will be described.
感光体1は矢印c方向に回転している。まず、帯電装置12により感光体5の表面を一様に所定電位に帯電する。その後、露光装置13により画像露光を行い、感光体5の表面に潜像を形成する。この感光体5の潜像を現像装置100の現像ローラ4で現像する。現像ローラ4は、図中a方向に回転し、現像ローラ4の周速度と感光体5の周速度とは同速度である。この時、現像ローラ4の表面には、使用する転写紙15の種類に応じた量の液体現像剤2が塗布膜として均一に形成されている。また、この現像装置100に用いられる液体現像剤2は、絶縁性キャリア液にトナー粒子を分散させたものであって、さらに荷電制御剤、分散剤等の機能付与剤を含有しても良い。現像後、現像ローラ4上の液体現像剤は現像ローラクリーニングブレード6でクリーニングされる。
The
液体現像剤2の濃度、粘度は特に限定されるものではないが、トナー粒子等の固形成分を10〜50質量%の割合で分散させ、25℃における粘度が1mPa・s〜10000mPa・sの範囲にある高濃度で高粘度の液体現像剤を使用する場合に特に適している。トナー粒子は予め正極性に帯電している。
The concentration and viscosity of the
現像ローラ4の表面への液体現像剤の塗布膜を形成する動作について説明する。
An operation for forming a coating film of the liquid developer on the surface of the developing
まず、現像槽1に貯留されている液体現像剤2を供給ローラ14で、汲み上げる。汲み上げられた供給ローラ14の表面上の液体現像剤は、規制ブレード3により一定の膜厚に規制され、薄層が形成される。この薄層は、供給ローラ14の回転により、供給ローラ14と現像ローラ4との対向部(供給部)に搬送され、現像ローラ4に一定量が供給される。供給部における供給ローラ14の表面の移動方向と現像ローラ4の表面の移動方向は、逆方向であり、均一な薄層を現像ローラ4の表面に形成することができる。この現像ローラ4により、感光体5の表面の潜像を現像する。
First, the
感光体5がさらに回転すると、液体現像剤2により現像された感光体5上のトナー像は、感光体5と中間転写体7が当接する一次転写領域に移動する。中間転写体7には、図示しない電源により負極性の電圧が印加され、この印加電圧によって発生した電界でトナーが移動することで、感光体5の表面のトナー像が中間転写体7の表面に一次転写される。
When the photoconductor 5 further rotates, the toner image on the photoconductor 5 developed by the
一次転写後、感光体5に残存する液体現像剤はクリーニング装置8により除去され、その後感光体5の表面を除電ランプ11により除電し、再び帯電装置12により感光体5表面を一様帯電し、画像形成動作を繰り返す。中間転写体7は、ドラム形状でも良いが、ベルト形状でも良い。
After the primary transfer, the liquid developer remaining on the photoconductor 5 is removed by the cleaning device 8, and then the surface of the photoconductor 5 is neutralized by the
中間転写体7の表面に形成されたトナー像は、中間転写体7が矢印方向に回転することで、中間転写体7と転写紙15とが当接する二次転写領域に移動する。
The toner image formed on the surface of the
二次転写領域では、転写紙15の裏側にある転写ローラ9によって中間転写体7と転写紙15との間に線圧が加えられながら、転写ローラ9には図示しない電源によって負極性の電圧が印加される。この印加電圧により、転写紙15の中間転写体7と向き合う表面も負極性の電位となり、転写紙15の表面電位と中間転写体7の表面電位との間の電位差により、トナー像は転写紙15の表面に引きつけられる。この状態で転写紙15が矢印方向に搬送されて二次転写領域をでると転写紙15上へのトナー像の二次転写が完了する。
In the secondary transfer region, a linear pressure is applied between the
二次転写後、中間転写体7に残存する液体現像剤は中間転写体クリーニング装置10により除去される。
After the secondary transfer, the liquid developer remaining on the
トナー像が転写された転写紙15は、定着装置90により定着処理がなされ、画像出力が完了する。
The
ところで本実施形態においては、現像ローラ4上の液体現像剤の塗布量を転写紙の種類により調整できるように調整手段を設けている。
By the way, in this embodiment, the adjusting means is provided so that the application amount of the liquid developer on the developing
調整手段としては、転写紙15の種類に応じて、現像ローラ4の表面の移動速度と供給ローラ14の表面の移動速度との比(周速比(θ))と、現像ローラ4の軸中心と供給ローラ14の軸中心との距離(軸間距離)と、を同時に変更するようにしている。
As the adjusting means, depending on the type of
この場合の周速比(θ)とは、現像ローラ4の外周面の移動速度V1に対する供給ローラ14の外周面の移動速度V2の比であり、下記式(1)で表すことができる。
The peripheral speed ratio (θ) in this case is a ratio of the moving speed V2 of the outer peripheral surface of the
θ=V2/V1・・・・・・(1)
また、軸間距離は、押し込み量(d)を用いて表す。押し込み量(d)とは、現像ローラ4の直径をD1、供給ローラ14の直径をD2、現像ローラ4の軸中心と供給ローラ14の軸中心(軸間距離)をD3としたとき、下記式(2)で表される量である。
θ = V2 / V1 (1)
The inter-axis distance is expressed using the push-in amount (d). The pushing amount (d) is expressed as follows when the diameter of the developing
d=(D1+D2)/2−D3・・・・・(2)
また、現像ローラ4の回転方向、供給ローラ14の回転方向、感光体5の回転方向は、図1にあるa,b,cの方向である。すなわち、感光体5と現像ローラ4とは、互いの対向部(現像部)において、それぞれの外周面が同方向に移動するようにしてあり、現像ローラ4と供給ローラ14とは、互いの対向部(供給部)において、それぞれの外周面が逆方向に移動するようにしている。現像部において、同方向に回転させるのは、感光体5上の潜像を乱さずに現像するための必須要件であり、供給部における逆方向の回転も、均一な現像剤の塗布膜を現像ローラ4上に形成するためには、重要である。
d = (D1 + D2) / 2−D3 (2)
Further, the rotation direction of the developing
従来、現像ローラ4と供給ローラ14とが対向配置された対向部(供給部)における現像ローラ4の表面移動方向と供給ローラ14の表面移動方向とは、同じ方向が用いられていた。しかし、この方法では、図2に示すように現像ローラ4と供給ローラ14との接触部から両ローラが離れる離れ際で、液体現像剤が互いのローラに引っ張られて、分離する際に、軸方向に不均一な状態で、ブリッジBを形成する。ブリッジBの起点Pから終点Sまでの距離Lは、軸方向で不均一になるため、現像ローラ4が対向部を離れた後の現像ローラ4上の液体現像剤の塗布膜厚が軸方向に不均一になる。そのため、感光体5の表面の潜像を現像した後の感光体5のトナー像の厚さも、軸方向に不均一となり、画像ムラが発生していた。
Conventionally, the same direction is used as the surface movement direction of the developing
そこで、現像ローラ4と供給ローラ14とが対向配置された対向部(供給部)において、現像ローラ4の表面移動方向と供給ローラ14の表面移動方向とを互いに逆の方向になるようにしたところ、ブリッジの形成もなく、現像ローラ4の表面に軸方向に均一な液体現像剤の層を形成することができることが分かった。
Therefore, when the developing
図3に本発明に係る現像ローラ4と供給ローラ14との対向部を拡大した模式図を示す。規制ブレード3により所定量に規制された供給ローラ14上の液体現像剤は、現像ローラ4と接触する供給部において、一定量の液体現像剤が、現像ローラ4の回転により、現像ローラ4の表面に担持されていく。現像ローラ4に担持されなかった残りの液体現像剤は、現像ローラ4と供給ローラ14との間をすり抜け、供給ローラ14の回転方向下流側に搬送される。このすり抜ける液体現像剤を以後、すり抜け現像剤と呼ぶ。
FIG. 3 shows an enlarged schematic view of a facing portion between the developing
このような構成において、現像ローラ4の表面に転写紙15の種類によって異なる液体現像剤の量を担持するように調節する方法について説明する。
In such a configuration, a method for adjusting the amount of liquid developer to be carried on the surface of the developing
まず、転写紙15の種類によって転写紙15上に転写すべきトナーの量が異なる理由について述べる。転写紙15上での画像濃度を一定に保つためには、ノンコート紙のように表面の凹凸が大きい転写紙15には、凹凸の表面を覆うために多くのトナー量が必要になる。また、凹凸の小さいコート紙の場合には、ノンコート紙に比べて、少ない量で表面を覆うことができる。このためには、感光体5上のトナー量を転写紙15に応じて変える必要がある。
First, the reason why the amount of toner to be transferred onto the
一般に高濃度な液体現像剤の薄層を形成した液体現像装置100においては、現像ローラ4上の画像部に対応するトナーは、ほぼ100%転移するようになっている。これは、感光体5の表面電位を制御することで、現像ローラ4上の高濃度で高粘度なトナー薄層を途中で分断し、その量を制御することが難しく、画像上に縦スジ状のノイズが出やすくなるためである。よって、感光体5上の画像部のトナー量を制御するには、現像ローラ4上のトナー量を制御する必要がある。現像ローラ4上のトナー量を制御するためには、現像ローラ4に液体現像剤を供給する供給ローラ14の供給条件を変えることで行うことができる。
In general, in the liquid developing
従来、現像ローラ4上のトナーの塗布量を制御する方法として、現像ローラ4と供給ローラ14との表面の移動方向が、その接触部において、同方向に移動する条件で、供給ローラ14の回転速度または供給ローラ14の現像ローラ4への押しつけ圧を個別に制御する方法が開示されている。しかし、この方法では、現像ローラ4と供給ローラ14との表面の移動方向が、接触部において同方向であるため、接触部上流側の離れ際で、液体現像剤がブリッジを形成しムラが発生するという問題がある。
Conventionally, as a method for controlling the amount of toner applied on the developing
それで現像ローラ4と供給ローラ14との表面移動方向を、その接触部において異なる方向にしたところ、現像ローラ4が接触部から離れる離れ際では、ブリッジの形成もなく、均一な液体現像剤の薄層が形成できることが分かった。
Accordingly, when the surface movement directions of the developing
この現像ローラ4と供給ローラ14との表面移動方向を、その接触部において異なる方向にした構成で、供給ローラ14の周速比(θ)と押し込み量(d)とを個別に制御し、現像ローラ4上の液体現像剤の塗布量の制御を試みたが幅広く制御することができなかった。
With the configuration in which the surface movement directions of the developing
図4に供給ローラ14の周速比(θ)と押し込み量(d)を変えた場合の現像ローラ4の表面に供給される現像剤量を示す模式図である。押し込み量(d)を0.1mmに固定した場合、周速比(θ)が大きくなるとともに現像ローラ4上の現像剤量は増加していくが、徐々にその増加量は低下し、一定以上の塗布量は得られなくなる。そのため、凹凸の大きな転写紙には対応することができない。また、押し込み量(d)を0.3mmに固定した場合、周速比(θ)の増加とともに現像剤量も増加し、大きな凹凸のある転写紙には対応可能である。しかし、コート紙のように表面が平坦な用紙については、少ない現像剤量となるため、周速比(θ)を1以下にする必要がある。押し込み量(d)を0.3mmでθを1以下に下げていくと、現像ローラ4の駆動トルクが高くなり、現像ローラ4の回転ムラが発生して画像上濃度ムラが生じる。周速比(θ)が小さく、押し込み量(d)が多い場合に、現像ローラ4の駆動トルクが高くなる原因は、図3におけるすり抜け現像剤が少なくなるためと考えられる。すり抜け現像剤は、現像ローラ4と供給ローラ14との間で潤滑剤の役目をしているので、すり抜け現像剤が少なくなると、現像ローラ4の表面と供給ローラ14の表面との摩擦が大きくなり、トルクが増加したと考えられる。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the amount of developer supplied to the surface of the developing
このような結果から本発明人は、現像ローラ4上への液体現像剤の塗布量を幅広く制御するためには、供給ローラ14と現像ローラ4との周速比(θ)と押し込み量(d)の両方を同時に制御することで、転写紙15の種類に対応できることを見出した。
From these results, the present inventor can control the application amount of the liquid developer on the developing
すなわち、転写紙15がコート紙のように表面が平坦な場合には、現像ローラ4上の液体現像剤の塗布量を少なくするために、周速比(θ)を小さくし、押し込み量(d)も少なくする。このようにすることで、現像ローラ4に最適な現像剤量を塗布することができるとともに、現像ローラ4の駆動トルクも小さくすることができ、トルク変動による画像ノイズの発生を防止することができる。
That is, when the
また、転写紙15がノンコート紙のように表面の凹凸が大きく、粗い場合には、周速比(θ)を大きくするとともに、押し込み量(d)も多くする。このようにすることで、凹凸の大きな転写紙にも、必要な画像濃度を得るための液体現像剤量を現像ローラ4上に形成することができる。
When the
このように周速比(θ)と押し込み量(d)の両方を制御することで、幅広く転写紙の種類に対応することができる。また、より高速な現像システムが要求されても、必要な液体現像剤量を現像ローラ4上に形成することができる。
Thus, by controlling both the peripheral speed ratio (θ) and the push-in amount (d), it is possible to deal with a wide variety of transfer paper types. Even if a higher-speed development system is required, a necessary amount of liquid developer can be formed on the developing
次に周速比(θ)と押し込み量(d)の制御手段について、具体例を示す。なお、以下に示す具体例以外の、周速比(θ)と押し込み量(d)を制御する方法を用いても良い。 Next, a specific example of the control means for the peripheral speed ratio (θ) and the pushing amount (d) will be shown. In addition, you may use the method of controlling peripheral speed ratio ((theta)) and pushing amount (d) other than the specific example shown below.
周速比(θ)の制御手段としては、供給ローラ14を回転させるモータの回転数を制御することで行うことができる。モータの取り付け方法としては、供給ローラに直結しても良いし、ギヤや駆動ベルトを介して回転させても良い。
The peripheral speed ratio (θ) can be controlled by controlling the rotational speed of the motor that rotates the
押し込み量(d)の制御手段について、図5、図6を用いて説明する。図5は、供給ローラ14を現像ローラ4に押し込む機構を説明するための断面図であり、図6は、その平面図を表す。
The means for controlling the pushing amount (d) will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a sectional view for explaining a mechanism for pushing the
供給ローラ14と現像ローラ4との軸間距離の変更が可能なように、液体現像装置100の側板300に長穴30を形成し、長穴30に係合して、供給ローラ14の軸140が配置されている。
A
供給ローラ14は、引っ張りバネ33により、現像ローラ4から離間する方向にバネ付勢されている。また、供給ローラ14には、回動自在に取り付けられたコロ16が軸両端部に配置されている。コロ16には、偏芯カム17が当接しており、供給ローラ14と現像ローラ4との軸間距離を決めている。偏芯カム17は、ギヤ列31により伝達されるモータ32の回転力により、回転される。
The
供給ローラ14と現像ローラ4との軸間距離は、転写紙15の種類に応じて、偏芯カム31を回転させ、コロ16を現像ローラ4の方向に押す距離を調整することで押し込み量(d)の制御をしている。偏芯カム17の回転量は、モータにステッピングモータを用いた時には、そのパルス数で制御しても良い。また、供給ローラ14の軸位置を検知する検知手段を設けて、制御するようにしても良い。
The distance between the axes of the
また、本発明に係る現像ローラ4の表面硬度は、20度〜60度(JIS A)が好ましい。表面硬度が60度を超えると、感光体5との接触現像部での接触幅が少なくなり、安定した現像ができなくなる。また、表面硬度が20度未満だと、感光体5の潜像を現像後に現像ローラ4の表面に残る現像剤をクリーニングするクリーニングブレードにより、傷が発生するという問題がある。
The surface hardness of the developing
また、本発明に係る供給ローラ14の表面硬度は、50度(JIS A)以上が好ましい。表面硬度が50度未満になると、液体現像剤の量を安定して規制できなくなる。これは、規制ブレード3を供給ローラ14の表面に押圧して規制しているので、供給ローラ14の偏心により、規制ブレード3の接触圧力が変化する。この規制ブレード3の圧力変化により、供給ローラ14の表面の規制ブレード3との接触部における弾性変形量が大きく変化する。このため供給ローラ14上の規制後の液体現像剤量が変化し、現像ローラ4上の液体現像剤量が変化することで濃度変化が発生しやすくなる。また、供給ローラ14の表面が規制ブレード3により削られ安くなり、プリント枚数が増えるとともに表面が削られ、縦スジ状の規制ムラや、規制後の液体現像剤量が減少し、画像上に濃度低下や縦スジ状濃度ムラという問題が生じる。
The surface hardness of the
現像ローラ4及び供給ローラ14の表面のゴムローラの材料としては、NBRやポリウレタン、あるいはそれらの上にウレタン樹脂やフッ素樹脂をコートしたものを用いることができる。
As a material of the rubber roller on the surface of the developing
次に、現像ローラ4上の液体現像剤の塗布量を転写紙15の種類により調整する動作について図7を用いて説明する。
Next, the operation of adjusting the amount of liquid developer applied on the developing
まず、操作者が操作部において転写紙15の種類を選択する。選択された転写紙15の種類に基づいて、制御ボードでは、記憶装置から、モータ1の回転制御量及びモータ2の回転制御量を取り出し、その制御量に応じた信号をモータのコントローラ及びドライバーに伝達し、押し込み量(d)と周速比(θ)を同時に制御している。
First, the operator selects the type of
上記のように操作者が転写紙15の種類を選択する動作に変えて、給紙トレイ上の転写紙の種類を自動的に検出する検出装置を用いて、その検出結果を基に転写紙15の種類を判断し、制御するようにしても良い。検出装置としては、例えば、転写紙の表面粗さを測定するセンサーを設けることができる。
Instead of the operation of selecting the type of
また、本発明に係る液体現像装置の別の実施形態を図8に示す。 FIG. 8 shows another embodiment of the liquid developing apparatus according to the present invention.
図8における液体現像装置200においては、現像ローラ4と供給ローラ14に加えて、汲み上げローラ19を備えている。汲み上げローラ19は、現像槽1から液体現像剤2を汲み上げ、一定の量に規制ブレード3で規制した後、供給ローラ14に液体現像剤を供給する。一定量の液体現像剤を受け取った供給ローラ14は、現像ローラ4との接触部で現像ローラ4の表面に液体現像剤を供給する。各ローラの回転方向は、図中に示すa、b、dの方向に回転する。
The liquid developing
この液体現像装置200においても、先に示した実施形態の液体現像装置100と同様に、転写紙15の種類によって、現像ローラ4と供給ローラ14との周速比(θ)と押し込み量(d)とを同時変更するようにしている。また、供給ローラ14の表面の移動速度と汲み上げローラ19の表面の移動速度とは同じである。
In the liquid developing
供給ローラ14と汲み上げローラ19との軸間距離は、供給ローラ14が転写紙15の種類により、食い込み量(d)が変化した場合でも、常に一定になるようにしてあり、供給ローラ14と汲み上げローラ19とは一体的に移動可能な構成としてる。
The distance between the shafts of the
また、現像ローラ4と供給ローラ14との押し込み量(d)と、現像ローラ4と供給ローラ14との周速比(θ)との制御機構及び制御動作は、先に示した実施形態である液体現像装置100と同様に行う。
Further, the control mechanism and control operation of the pressing amount (d) between the developing
汲み上げローラ19としては、表面に液体現像剤を取り込むための溝(凹部)が形成された金属製のローラを用いることが好ましい。具体的には、図9に示すようなアニロックスローラを用いている。汲み上げローラ19には凹部が設けられているため、液体現像剤は規制ブレード3によりローラ表面の凹部にのみ存在するように規制され、汲み上げローラ19上の液体現像剤量は凹部の容積で決められる。このような構成とすることにより液体現像剤2の粘度の依存がなく、汲み上げローラ19上の液体現像剤量は安定する。
As the drawing-up
また、汲み上げローラ19と供給ローラ14との接触部における汲み上げローラ19の表面移動方向と供給ローラ14の表面移動方向とは同方向にし、汲み上げローラ19の表面移動速度と供給ローラ14の表面移動速度とは同速に制御することが必要である。汲み上げローラ19表面には多数の凹部が存在するため、供給ローラ14と汲み上げローラ19間で速度差があると供給ローラ14が削れ、画像ノイズが発生するためである。
Further, the surface moving direction of the pumping
次に液体現像剤構成について説明する。 Next, the liquid developer configuration will be described.
液体現像液は、キャリア液である絶縁性液体と、静電潜像を現像するトナーと、前記トナーを分散させる分散剤とを主要成分としている。 The liquid developer mainly contains an insulating liquid as a carrier liquid, a toner for developing an electrostatic latent image, and a dispersant for dispersing the toner.
キャリア液としては、一般に電子写真用現像液に用いるものであれば、特に制限することなく使用することができるが、中でも不揮発性の液体が好ましい。不揮発性液体としては、例えば、シリコンオイル、ミネラルオイル、パラフィンオイル、等の鉱物油等をあげることができる。 The carrier liquid can be used without particular limitation as long as it is generally used for an electrophotographic developer, but a non-volatile liquid is particularly preferable. Examples of the non-volatile liquid include mineral oils such as silicon oil, mineral oil, and paraffin oil.
トナーとしては、一般に電子写真用現像液に用いるものであれば、特に制限することなく使用することができる。トナー用結着樹脂としては、例えばポリスチレン樹脂、スチレンーアクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。また、これらの樹脂を複数、混合して用いても良い。また、トナーの着色に用いられる顔料及び染料も一般に市販されているものを用いることができる。例えば、顔料としては、カーボンブラック、ベンガラ、酸化チタン、シリカ、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、スカイブルー、ベンジジンイエロー、レーキレッドD等を用いることができる。染料としては、ソルベントレッド27やアシッドブルー9等を用いることができる。 Any toner can be used without particular limitation as long as it is generally used for an electrophotographic developer. As the binder resin for toner, for example, thermoplastic resins such as polystyrene resin, styrene-acrylic resin, acrylic resin, polyester resin, epoxy resin, polyamide resin, polyimide resin, and polyurethane resin can be used. A plurality of these resins may be mixed and used. Also, commercially available pigments and dyes used for coloring the toner can be used. For example, as the pigment, carbon black, bengara, titanium oxide, silica, phthalocyanine blue, phthalocyanine green, sky blue, benzidine yellow, lake red D, and the like can be used. Solvent red 27, acid blue 9, or the like can be used as the dye.
現像液の調製方法としては、一般に用いられる技法に基づいて調製することができる。例えば、結着剤樹脂と顔料とを所定の配合比で、加圧ニーダ、ロールミルなどを用いて溶融混練して均一に分散させ、得られた分散体を例えばジェットミルによって微粉砕する。得られた微粉末を例えば風力分級機などにより分級することで、所望の粒径の着色トナーを得ることができる。 The developer can be prepared based on a commonly used technique. For example, the binder resin and the pigment are melt-kneaded using a pressure kneader, a roll mill or the like at a predetermined blending ratio and uniformly dispersed, and the obtained dispersion is finely pulverized by, for example, a jet mill. By classifying the obtained fine powder with, for example, an air classifier, a colored toner having a desired particle diameter can be obtained.
続いて、得られたトナーをキャリア液としての絶縁性液体と所定の配合比で混合する。 Subsequently, the obtained toner is mixed with an insulating liquid as a carrier liquid at a predetermined blending ratio.
この混合物をボールミル等の分散手段により均一に分散させ、現像液を得ることができる。 This mixture can be uniformly dispersed by a dispersing means such as a ball mill to obtain a developer.
本発明に係る液体現像装置に使用する液体現像剤の粘度としては、1mPa・s〜10000mPa・sのものが好ましく、トナー濃度としては、10〜50質量%が好ましい。なお、現像液の粘度は、TAインスツルメント社製の粘度測定装置アレス(品番:FR−100)で測定した。 The viscosity of the liquid developer used in the liquid developing apparatus according to the present invention is preferably 1 mPa · s to 10000 mPa · s, and the toner concentration is preferably 10 to 50% by mass. In addition, the viscosity of the developer was measured with a viscosity measuring device ares (product number: FR-100) manufactured by TA Instruments.
次に本発明の実施例について説明する。
(実施例1)
図1に示す湿式画像形成装置を使用した。感光体5は直径210mmのアルミドラムに有機感光体膜(膜厚35μm)を形成したものであり、回転周速を350mm/secに設定した。帯電装置12はスコロトロンチャージャーを用い、感光体5の表面電位が−450Vになるようにした。露光装置13は半導体レーザで画像部分を露光した時に感光体5の表面電位が−100Vとなるように設定した。
Next, examples of the present invention will be described.
(Example 1)
The wet image forming apparatus shown in FIG. 1 was used. Photoreceptor 5 was formed by forming an organic photoreceptor film (film thickness: 35 μm) on an aluminum drum having a diameter of 210 mm, and the rotational peripheral speed was set to 350 mm / sec. As the charging
液体現像剤としては、キャリア液(松村石油製モレスコP120)にコニカミノルタビジネステクノロジーズ(株)のカラー複写機C350内のブラックトナーを粉砕し、平均粒径3μmとしたものを添加した。分散剤(アビシア社製ソルスパース13940)をトナー量に対して10質量%添加した。なお、得られた液体現像剤のトナーの帯電量は−100μC/gであった。 As the liquid developer, black toner in a color copier C350 manufactured by Konica Minolta Business Technologies, Ltd. was pulverized into a carrier liquid (Moresca P120 manufactured by Matsumura Oil Co., Ltd.), and an average particle diameter of 3 μm was added. A dispersant (Solsperse 13940, manufactured by Avicia) was added at 10% by mass based on the toner amount. The charge amount of the toner of the obtained liquid developer was −100 μC / g.
また、液体現像装置100の現像ローラ4の条件は以下のとおりである。
The conditions of the developing
直径 :40mm
材質 :NBR+カーボンブラック
体積抵抗率 :1.0×106Ω・cm
ゴム硬度 :40°
回転周速 :420mm/sec
バイアス電圧:−300V
また、供給ローラ14の条件は以下のとおりである。
Diameter: 40mm
Material: NBR + carbon black Volume resistivity: 1.0 × 10 6 Ω · cm
Rubber hardness: 40 °
Rotational peripheral speed: 420 mm / sec
Bias voltage: -300V
The conditions of the
直径 :40mm
材質 :NBR+カーボンブラック
体積抵抗率 :1.0×106Ω・cm
ゴム硬度 :60°
周速比(θ):0.6〜2.2
周速比制御方法:供給ローラ軸に直結のモータ回転速度制御
押し込み量(d):0.1mm、0.3mm
押し込み量制御方法:偏心カムによる位置制御(図5、6の構成)
バイアス電圧:−300V
供給ローラ14の規制ブレード3としては、SUS0.3mmのブレードを用いた。
Diameter: 40mm
Material: NBR + carbon black Volume resistivity: 1.0 × 10 6 Ω · cm
Rubber hardness: 60 °
Peripheral speed ratio (θ): 0.6 to 2.2
Peripheral speed ratio control method: Motor rotation speed control directly connected to the supply roller shaft Push amount (d): 0.1 mm, 0.3 mm
Push-in amount control method: Position control by eccentric cam (configuration of FIGS. 5 and 6)
Bias voltage: -300V
As the
感光体クリーニングブレードとしては、シリコンゴム3mmのものを用い、クリーニング動作時、感光体201の接線から20度の角度でカウンタに接している。圧接力は0.341N/cmである。 As the photosensitive member cleaning blade, a silicon rubber blade having a diameter of 3 mm is used, and is in contact with the counter at an angle of 20 degrees from the tangent line of the photosensitive member 201 during the cleaning operation. The pressure contact force is 0.341 N / cm.
中間転写体7は、直径100mmで、ウレタンゴム5mmの基材表面にウレタンコート0.03mmを施したものでる。
The
中間転写体クリーニングブレード10として、ウレタンゴム3mmのものを用い、クリーニング動作時、中間転写体7の接線から20度の角度でカウンタに接している。圧接力は30N/mである。
As the intermediate transfer
この条件で、押し込み量(d)と周速比(θ)を変化させた時の現像ローラ4上の液体現像剤の量を調べた。白黒比(B/W)が20%のA4版のチャートを5枚連続プリント後、液体現像装置100を外部に取り出し、供給ローラ14による液体現像剤の供給後で、感光体5の表面を現像する前の現像ローラ4の表面に担持された液体現像剤量を測定した。
Under this condition, the amount of the liquid developer on the developing
測定結果を表1に示す。 The measurement results are shown in Table 1.
この結果から、押し込み量を0.1mmにした場合、周速比を0.6〜2.2まで変化させても、8.6g/m2以上の液体現像剤を現像ローラ4の表面に供給できない。また、押し込み量0.3mmでは、周速比を2.2にすることで付着量を11.5g/m2まで付着させることができる。しかし、周速比1以下では、現像ローラ4の駆動トルクが高くなり、回転ムラが発生し、正確に付着量を測定することができなかった。よって、6g/m2以下の付着量を安定して、現像ローラ4の表面に形成することが難しいことが分かる。
From this result, when the pushing amount is 0.1 mm, a liquid developer of 8.6 g / m 2 or more is supplied to the surface of the developing
また、コート紙A(表面粗さRa:0.5μm)とノンコート紙B(表面粗さRa:3μm)の転写紙について、最適な画像濃度を得るために必要な現像ローラ4の表面上の液体現像剤量を調べたところ、コート紙Aは5mg/m2で、ノンコート紙Bは10mg/m2であった。
Further, for the transfer paper of coated paper A (surface roughness Ra: 0.5 μm) and non-coated paper B (surface roughness Ra: 3 μm), the liquid on the surface of the developing
以上の結果から、コート紙Aを転写紙15に用いる場合は、押し込み量(d)を0.1mm、周速比(θ)を1に設定し、ノンコート紙Bを転写紙に用いる場合は、押し込み量(d)を0.3、周速比(θ)を1.8に設定するように画像形成装置の記憶装置に記憶させた。
From the above results, when the coated paper A is used as the
この条件で、白黒比(B/W)が20%のA4版のチャートをコート紙Aで5枚連続プリント後、ノンコート紙Bで5枚連続プリントし、この操作を20回繰り返して、合計2000枚プリントした後のコート紙Aとノンコート紙Bについて画像評価を実施した。コート紙A及びノンコート紙Bともに画像ムラは無く、良好な画像であった。
(実施例2〜7)
実施例2〜7においては、現像ローラ4の表面硬度と供給ローラ14の表面硬度を表2のように変えた他は、実施例1と同様に行った。2000枚後のコート紙Aの画像を目視により画像ムラの評価を行った。コート紙Aでムラ評価を行ったのは、コート紙Aの方がムラが確認しやすいからである。
Under these conditions, 5 sheets of A4 size chart with a black-and-white ratio (B / W) of 20% were continuously printed on coated paper A, then 5 sheets were continuously printed on uncoated paper B, and this operation was repeated 20 times for a total of 2000. Image evaluation was performed on the coated paper A and the non-coated paper B after the sheets were printed. Both coated paper A and non-coated paper B had no image unevenness and were good images.
(Examples 2 to 7)
Examples 2 to 7 were performed in the same manner as Example 1 except that the surface hardness of the developing
評価基準は以下のようにした。 The evaluation criteria were as follows.
○:画像ムラは認められない。 ○: Image unevenness is not recognized.
△:画像ムラは認められるが、問題となるレベルではない。 (Triangle | delta): Although image nonuniformity is recognized, it is not a level which becomes a problem.
×:画像ムラが認められ、問題となるレベルである。 X: Image unevenness is recognized and is a problem level.
評価結果を表2に示す。 The evaluation results are shown in Table 2.
実施例4と実施例5では、転写紙15の搬送方向に沿って、立て筋状の濃度ムラが画像上に認められた。実験後、液体現像装置を取り出し、観察したところ、実施例4では現像ローラ4の表面にクリーニングブレード6による傷が周方向に発生しており、実施例5では供給ローラ14の表面に規制ブレード3による傷が周方向に発生していた。また、実施例7では、転写紙15の搬送方向と直角の方向に筋状の濃度ムラが認められた。この濃度ムラは、現像領域における感光体5と現像ローラ4との接触状態が不均一になるためと考えられる。
In Example 4 and Example 5, vertical stripe-like density unevenness was recognized on the image along the conveyance direction of the
以上の実施例1〜7の結果から、現像ローラ4の表面硬度は20度〜60度(JIS A)で、且つ供給ローラ14の表面硬度は50度以上が好ましいことが分かる。50℃以上の硬度については、いくら硬くても理論上問題ないので、上限を設けていない。
(実施例8)
実施例8としては、液体現像装置に図8に示す現像装置を用い、汲み上げローラ19に図9に示すアニロックスローラを用い、規制ブレード3を供給ローラ14ではなく汲み上げローラ19に用いた他は、実施例1と同様に行った。
From the results of Examples 1 to 7, it can be seen that the surface hardness of the developing
(Example 8)
As Example 8, the developing device shown in FIG. 8 was used as the liquid developing device, the anilox roller shown in FIG. 9 was used as the pumping
アニロックスローラとしては、
直径 :40mm
形状 :格子200線/inch
容積 :20ml/m2
周速度 :供給ローラ14と同速度
周速度制御方法:汲み上げローラ軸に直結のモータ回転速度制御
押し込み量(d):0.1mm
バイアス電圧:−300V
実施例1と同様に、コート紙Aを転写紙15に用いる場合は、押し込み量(d)を0.1mm、周速比(θ)を1に設定し、ノンコート紙Bを転写紙に用いる場合は、押し込み量(d)を0.3、周速比(θ)を1.8に設定するように画像形成装置の記憶装置に記憶させた。
As an anilox roller,
Diameter: 40mm
Shape:
Volume: 20 ml / m 2
Peripheral speed: Same speed as
Bias voltage: -300V
As in Example 1, when coated paper A is used as
この条件で、白黒比(B/W)が20%のA4版のチャートをコート紙Aで5枚連続プリント後、ノンコート紙Bで5枚連続プリントし、この操作を20回繰り返して、合計2000枚プリントした後のコート紙Aとノンコート紙Bについて画像評価を実施した。コート紙A及びノンコート紙Bともに画像ムラは無く、良好な画像であった。 Under these conditions, 5 sheets of A4 size chart with a black-and-white ratio (B / W) of 20% were continuously printed on coated paper A, then 5 sheets were continuously printed on uncoated paper B, and this operation was repeated 20 times for a total of 2000. Image evaluation was performed on the coated paper A and the non-coated paper B after the sheets were printed. Both coated paper A and non-coated paper B had no image unevenness and were good images.
1 現像槽
2 液体現像剤
3 規制ブレード
4 現像ローラ
5 感光体
6 現像ローラクリーニングブレード
7 中間転写体
8 感光体クリーニング装置
10 中間転写体クリーニング装置
9 転写ローラ
100、200 液体現像装置
11 除電ランプ
12 帯電装置
13 露光装置
14 供給ローラ
15 転写紙
16 コロ
17 偏芯カム
19 汲み上げローラ
30 長穴
31 ギヤ列
32 モータ
33 引っ張りバネ
300 側板
140 軸
90 定着装置
DESCRIPTION OF
Claims (2)
キャリア液にトナー粒子を分散した液体現像剤を表面に担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体と接触して対向配置され、前記対向配置された対向部における前記現像剤担持体の表面移動方向と逆方向に表面が移動し、前記現像剤担持体に前記液体現像剤を供給する供給ローラと、
前記像担持体に担持された静電潜像を前記現像剤担持体の現像剤で現像し、現像により形成したトナー像を転写材に転写する転写手段と、
前記転写材の種類を選択する選択手段と、
該選択手段により選択した該転写材の種類に応じて、前記現像剤担持体の表面の移動速度と前記供給ローラの表面の移動速度との比と、該現像剤担持体を支持する軸の軸中心と該供給ローラを支持する軸の軸中心との距離とを調整する調整手段とを有することを特徴とする湿式画像形成装置。 An image carrier that carries an electrostatic latent image on its surface;
A developer carrying member carrying on the surface a liquid developer in which toner particles are dispersed in a carrier liquid;
The developer carrier is placed in contact with and opposed to the surface, and the surface moves in a direction opposite to the surface movement direction of the developer carrier in the oppositely arranged opposed portion, and the liquid developer is applied to the developer carrier. A supply roller to supply;
A transfer means for developing the electrostatic latent image carried on the image carrier with the developer of the developer carrier, and transferring a toner image formed by development onto a transfer material;
Selecting means for selecting the type of the transfer material;
Depending on the type of the transfer material selected by the selection means, the ratio of the moving speed of the surface of the developer carrier to the moving speed of the surface of the supply roller, and the axis of the shaft that supports the developer carrier A wet image forming apparatus, comprising: an adjusting unit that adjusts a distance between the center and a shaft center of a shaft that supports the supply roller.
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