JP6070643B2 - 湿式現像装置および湿式画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンター、複写機、ファクシミリ装置、その他の電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、現像方式として湿式現像を採用した湿式現像装置および湿式画像形成装置に関する。

特開２００９−１６９３２１号公報（特許文献１）、特開２００５−１２１８１６号公報（特許文献２）、および、特開２００６−３０７１９号公報（特許文献３）には、湿式現像を採用した湿式現像装置および湿式画像形成装置が開示されている。

特許文献１には、感光体クリーニングローラー、感光体クリーニングローラーブレード、感光体クリーニングブレード、および、塗布ローラーの溝領域の軸方向に沿った長さが規定され、感光体クリーニングローラーの軸方向に沿った長さは、感光体クリーニングローラーブレードより長く、クリーニングブレードより短い構成が開示されている。また、塗布ローラーの溝領域の長さは感光体クリーニングローラーブレードより短い。

また、一般的に塗布ローラーの溝領域幅は現像剤供給幅と等しいと考えられることから、特許文献１の開示に基づけば、現像剤供給長さ＜感光体クリーニングローラーブレード長さ＜感光体クリーニングローラーの長さ＜感光体クリーニングブレードの長さ、の関係が成立している。

特許文献２には、中間転写体上の転写残トナーのクリーニングに関する構成が開示されている。中間転写体上の転写残トナーの分散状態を改善する記載があり、その手段として交流バイアスを用いることが開示されている。

特許文献３には、現像剤担持体上でのクリーニングにおいて、トナー粒子の凝集を弱める補助手段を設ける技術が開示されている。補助手段には、除電手段のみ、交流バイアス印加ローラーのみがそれぞれ開示されている。

特許文献２および特許文献３には、それぞれ、クリーニングブレード上流に交流バイアスを印加する部材を設けることが開示されているが、その軸方向の長さについての記載はない。

特開２００９−１６９３２１号公報 特開２００５−１２１８１６号公報 特開２００６−３０７１９号公報

湿式現像では帯電していないトナー粒子を含む現像剤を用いて現像ローラー上に薄層を形成し、その後、現像ローラー上でトナー粒子を帯電させて現像する方式が用いられる。そのトナー帯電部材として帯電チャージャーを用いてトナー粒子を帯電すると、トナー粒子と現像ローラー表面との付着力が大きくなり、クリーニングブレードのみではクリーニングが難しくなる。

更にトナー粒子が現像ローラーの表面に付着し、トナー粒子が偏在した状態でクリーニングブレードに突入するため、堰きとめられたトナー粒子がブレードと現像ローラーとの楔部やブレード上面に密集し、時間と共に堆積していく。これをトナー堆積物と呼ぶ。

このトナー堆積物はブレード部から現像剤槽への搬送が困難で、湿式現像装置の清掃時に回収され廃棄されるため、コスト的にも問題となる。また、湿式現像装置の停止時に清掃せずに放置すると堆積物中のキャリア液が乾燥してトナーの固形物が形成され問題となる。

このトナー堆積物を発生させないためにはクリーニングブレードに突入するまでに現像ローラー表面に付着したトナー粒子を剥離し、現像剤中で再分散させることが必要である。このためにはクリーニングブレード上流部で交流バイアス印加ローラーを現像ローラーに当接させ、現像ローラーとの間に交流電界を形成することが効果的である。

交流電界を形成することで現像ローラー上に付着したトナー粒子を電気的に剥離し、湿式現像剤中に再分散させることができる。

直流バイアスを印加することでも現像ローラーからトナー粒子を剥離することができるが、逆にバイアス印加ローラーにトナー粒子が付着し、バイアス印加ローラーのクリーニングブレード部で同様にトナー堆積物が発生する。

現像ローラーからトナー粒子を電気的に剥離し、湿式現像剤中に再分散させるためには、トナー粒子が移動を開始するための電界を形成することと、交流バイアス印加ローラーと現像ローラーとのニップ間でトナーを往復移動させることが必要で、高振幅、高周波数の交流バイアスが必要となる。現在のシステムでは振幅３００Ｖ、周波数１０ｋＨｚ程度が好ましい。

現像ローラーと交流バイアス印加ローラーの間に湿式現像剤が介在すると湿式現像剤は絶縁性のため、上記交流バイアスを形成できるが、現像ローラーと交流バイアス印加ローラーが直接当接する領域が存在すると、交流バイアス印加時に大きな電流が流れ、所望のバイアスを形成できない。その結果、トナーを再分散できずトナー堆積物が発生してしまう。また、場合によっては局所的に過電流が生じる（リーク発生）ことでローラーにダメージを与えてしまう。

交流バイアスの電源容量を大きくして多くの電流を流すことで所望のバイアスを形成することもできるが、局所的な過電流の発生確率や、その過電流の値も大きくなり現像ローラーへのダメージを与える可能性が高まる。特に大きな電流が流れることは危険である。

本発明の目的は、上記課題に鑑みてなされたものであり、現像ローラーへのダメージを与えることなく、トナー堆積物の発生を抑制することが可能な構造を備える、湿式現像装置および湿式画像形成装置を提供することにある。

この湿式現像装置の一の局面においては、現像剤担持体と、上記現像剤担持体に湿式現像剤を供給する供給部材と、上記現像剤担持体上の上記湿式現像剤に電荷を与える帯電手段と、上記現像剤担持体上の上記湿式現像剤をクリーニングするクリーニング手段と、上記クリーニング手段によるクリーニングの前に上記現像剤担持体に当接して交流バイアスを印加するバイアス印加部材とを備え、上記現像剤担持体の回転軸に沿った方向において、上記バイアス印加部材により交流バイアスが印加される範囲が、上記現像剤担持体上に上記湿式現像剤が供給される範囲内に位置している。

他の形態においては、上記現像剤担持体の回転軸に沿った方向において、上記帯電手段により上記現像剤担持体上の上記湿式現像剤に電荷が与えられる範囲は、上記バイアス印加部材により交流バイアスが印加される範囲内に位置している。

他の形態においては、上記現像剤担持体の回転方向において、上記バイアス印加部材の上流側に、上記帯電手段と逆極性の電荷を上記湿式現像剤に付与する除電手段をさらに備える。

他の形態においては、上記バイアス印加部材はローラー形状であり、上記現像剤担持体に対して異なる線速度で回転する。

この湿式画像形成装置は、像担持体と、上記像担持体上に静電潜像を形成する像形成手段と、上記像形成手段によって上記像担持体上に形成された上記静電潜像を現像する、上述のいずれかの湿式現像装置とを備える。

この湿式現像装置の他の局面においては、回転可能に設けられた像担持体と、上記像担持体上に静電潜像を形成する像形成手段と、上記像担持体の回転軸と略平行な回転軸について回転可能な現像剤担持体と、上記現像剤担持体上の湿式現像剤に電荷を与える帯電手段と、上記現像剤担持体上の電荷が与えられた上記湿式現像剤を上記像担持体に供給することにより上記静電潜像を現像して現像剤像を形成する供給部材と、上記現像剤像を被転写体に転写する転写手段と、上記現像剤像の上記被転写体への転写を経た後の上記像担持体上の湿式現像剤に交流バイアスを印加するバイアス印加部材と、上記バイアス印加部材による交流バイアスの印加を経た後の上記像担持体上の湿式現像剤をクリーニングする像担持体クリーニング手段とを備え、上記現像剤担持体の回転軸に沿った方向において、上記バイアス印加部材により交流が印加される範囲が、上記現像剤担持体上に上記湿式現像剤が供給される範囲内に位置している。

この湿式現像装置のさらに他の局面においては、回転可能に設けられた像担持体と、上記像担持体上に静電潜像を形成する像形成手段と、上記像担持体の回転軸と略平行な回転軸について回転可能な現像剤担持体と、上記現像剤担持体上の湿式現像剤に電荷を与える帯電手段と、上記現像剤担持体上の、電荷が与えられた上記湿式現像剤を上記像担持体に供給することにより上記静電潜像を現像して現像剤像を形成する供給部材と、上記像担持体の回転に合わせて表面が移動するように回動し、上記像担持体上の上記現像剤像が転写される中間転写部材と、上記中間転写部材上の上記現像剤像を被転写体に転写する転写手段と、上記現像剤像の被転写体への転写を経た後の上記中間転写部材上の湿式現像剤に交流バイアスを印加するバイアス印加部材と、上記バイアス印加部材による交流バイアスの印加を経た後の上記中間転写部材上の湿式現像剤をクリーニングする中間転写部材クリーニング手段とを備え、上記現像剤担持体の回転軸に沿った方向において、上記バイアス印加部材により交流が印加される範囲が、上記現像剤担持体上に上記湿式現像剤が供給される範囲内に位置している。

この湿式現像装置および湿式画像形成装置によれば、現像ローラーへのダメージを与えることなく、トナー堆積物の発生を抑制することが可能な構造を備える、湿式現像装置および湿式画像形成装置を提供することを可能とする。

関連技術における湿式画像形成装置の全体構成を示す図である。 帯電チャージャーを通過する前の湿式現像剤の状態を示す模式図である。 現像部を通過した後の現像ローラー上の湿式現像剤の状態を示す模式図である。 現像ローラー上のトナー堆積物を示す模式図である。 実施の形態１における湿式現像装置の構成を示す図である。 実施の形態１における現像ローラー上のクリーニング部材に突入する湿式現像剤の状態を示す模式図である。 実施の形態１における湿式現像装置において固定型の交流バイアス印加部材を示す図である。 実施の形態１における現像ローラー上の湿式現像剤の供給長さ、交流バイアス印加部材の交流バイアス印加ローラーの交流印加長さ、帯電チャージャーの帯電長さ、および、帯電チャージャーによる画像形成長さの位置関係を示す図である。 現像ローラーの回転軸方向に沿って見た場合の現像ローラーと交流バイアス印加部材との位置関係を示す他の図である。 実施の形態３における湿式現像装置の構成を示す図である。 実施例１から実施例３および比較例１の評価結果を示す図である。 変形例１における湿式画像形成装置の構成を示す図である。 変形例２における湿式画像形成装置の構成を示す図である。

本発明に基づいた実施の形態における湿式現像装置および湿式画像形成装置について、以下、図を参照しながら説明する。以下に説明する各実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。各実施の形態における構成を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されていることである。

［関連技術］
図１を参照して、関連技術として、湿式現像剤を用いた一般的な電子写真プロセスを採用した湿式現像装置１００、および、この湿式現像装置１００を備える湿式画像形成装置１０００の概略構成を説明する。図１は、関連技術における湿式画像形成装置１０００の全体構成を示す図である。

湿式画像形成装置１０００は、感光体１を有する。感光体１は、一方向に延びる軸について図中の矢印ａ方向に回転する。感光体１は帯電装置２により一様の電位に帯電される。その後、静電潜像を形成する像形成手段としての露光装置３により露光され、画像部の電位が減衰し、静電潜像が感光体１上に形成される。静電潜像が形成された感光体１は、現像ローラー４との対向部である現像部ｎ１に運ばれる。

現像ローラー４は、感光体の回転軸と略平行な回転軸について図中ｂ方向に回転しており、現像部ｎ１では現像ローラー４上の湿式現像剤４１が感光体１に接触する。湿式現像剤４１は、着色剤、樹脂からなるトナー粒子、および、トナー粒子を分散させる分散媒（キャリア液）を主成分とする。

現像ローラー４上のトナー粒子は帯電しており、感光体１上の現像部ｎ１ではトナー粒子が感光体１側に移動し、背景部では現像ローラー４側に移動する。感光体１上に現像されたトナー粒子は、転写ローラー１１との対向部である転写部ｎ２に運ばれる。転写部ｎ２では被転写体（用紙）１５が矢印ｅ方向に搬送され、転写ローラー１１に印加されたトナー粒子と逆極性の電圧により感光体１上のトナー粒子は被転写体１５に転写される。トナー粒子が転写された被転写体１５は定着部（図示せず）に搬送されトナー像が定着される。

一方、転写部を通過した後の感光体１上には、クリーニング手段１２が設けられており、転写後に残った感光体１上の転写残のトナー粒子とキャリア液を回収する。トナー粒子とキャリア液が回収された感光体１はイレーサランプ１３により露光され、潜像電位がキャンセルされる。

現像部ｎ１を通過した後の現像ローラー４上にも、現像されずに残ったトナー粒子およびキャリア液が存在している。このトナー粒子およびキャリア液を取り除くために、クリーニング手段としてのクリーニングブレード１０が設けられている。上記工程を繰り返し行なうことで、順次被転写体１５上に画像が印字される。

［湿式現像装置１００］
次に、湿式現像装置１００について詳細に述べる。湿式現像装置１００は、上述の像担持体としての感光体１に湿式現像剤４１を供給する現像剤担持体としての現像ローラー４と、この現像ローラー４に湿式現像剤４１を供給する供給部材としての供給ローラー５と、現像ローラー４上の湿式現像剤４１に電荷を与える帯電手段としての帯電チャージャー６と、現像ローラー４上の湿式現像剤４１をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニングブレード１０と、を備えている。

着色剤および樹脂からなるトナー粒子とその粒子を分散させるキャリア液とからなる湿式現像剤４１が現像剤槽８中に貯められている。供給ローラー５は一部が湿式現像剤４１中に浸漬され、図中ｃ方向に回転する。供給ローラー５の回転により湿式現像剤４１は汲みあげられ、供給ローラー５に当接して設けられた規制ブレード７により、湿式現像剤４１は一定の膜厚に規制される。

湿式現像剤４１が一定の膜厚に規制された後、湿式現像剤４１は、現像ローラー４とのニップｎ３に運ばれ、現像ローラー４へと受け渡される。現像ローラー４に受け渡された湿式現像剤４１は、現像ローラー４の回転により帯電チャージャー６の対向部へ搬送され、帯電チャージャー６から現像ローラー４へ流れ込む電流により湿式現像剤４１中のトナー粒子は帯電する。その後、湿式現像剤４１は感光体１とのニップである現像部ｎ１に運ばれ、感光体１上の静電潜像が湿式現像剤４１により現像される。

現像に使用されず現像ローラー４上に残存したトナー粒子およびキャリア液は、現像ローラー４の回転によりクリーニングブレード１０の対向部に搬送され、クリーニングブレード１０により堰き止められ、回収される。

クリーニングブレード１０により回収された湿式現像剤は、元の湿式現像剤４１とトナー濃度が異なるため、現像剤槽８とは別のタンク（図示せず）に回収され、トナー濃度を調整した後、再び現像剤槽８に戻される。供給ローラー５は、ウレタン、ＮＢＲ製のゴムローラー、表面に凹部を設けたアニロックスローラーを用いることができる。現像ローラー４は、ウレタン、ＮＢＲ製のゴムローラーを用いることができる。

次に、図２から図４を参照して、現像ローラー４上に供給された湿式現像剤４１について説明する。図２は、帯電チャージャー６を通過する前の湿式現像剤４１の状態を示す模式図であり、図３は、現像部ｎ１を通過した後の現像ローラー４上の湿式現像剤４１の状態を示す模式図、図４は、現像ローラー４上のトナー堆積物を示す模式図である。

図２を参照して、現像剤槽８に貯蔵され供給ローラー５を介して現像ローラー４上に供給された湿式現像剤４１は、トナー粒子Ｔがキャリア液Ｃ中に均一に分散した状態で存在している。その状態から帯電チャージャー６により荷電を付与されることや、現像部ｎ１での電界（背景部に印加される電界）により、トナー粒子Ｔは現像ローラー４側に押しつけられる力を受ける。

その結果、図３に示すように、現像部ｎ１を通過した画像の背景部に対応する場所に存在するトナー粒子Ｔは、現像ローラー４の表面近傍に偏在した状態となり、現像ローラー４の表面に付着するトナー粒子Ｔが存在することになる。

図４を参照して、この状態で湿式現像剤４１がクリーニングブレード１０との当接部に侵入すると、クリーニングブレード１０と現像ローラー４とが当接する楔部にトナー粒子Ｔが堆積する。湿式現像剤４１の表面近傍はキャリア液Ｃがリッチな状態となっており、クリーニングブレード１０上ではキャリア液Ｃがより多く流下する。

その結果、トナー粒子Ｔの濃度が高いトナー堆積物が発生する。更に時間と共にトナー粒子Ｔの堆積は増加し、クリーニングブレード１０の上部にまでトナー粒子Ｔが到達する。トナー堆積物は、トナー粒子Ｔの濃度が高くなっているため流動性が悪くなり、クリーニングブレード１０上を流下し難くクリーニングブレード１０上にもトナー堆積物が発生する。

このようにトナー堆積物が生じると、高濃度化したトナー堆積物を現像剤槽へ搬送することが困難となり、堆積しているトナー粒子Ｔは清掃時に回収、廃棄される。その結果、トナー粒子の消費量が増え、コストアップに繋がる。

また、湿式現像装置１００（湿式画像形成装置１０００）の停止時に清掃せずに放置するとトナー堆積物中のキャリア液Ｃが乾燥してトナー粒子Ｔの固形物が形成される。そこでクリーニングブレード１０部に到達するまでに現像ローラー４の表面近傍に偏在したトナー粒子Ｔを剥離し、キャリア液Ｃ中に再分散させることが行なわれる。

（実施の形態１：湿式現像装置１００Ａ）
次に、図５から図７を参照して、本実施の形態における湿式現像装置１００Ａの構成について説明する。図５は本実施の形態における湿式現像装置１００Ａの構成を示す図、図６は、現像ローラー４上のクリーニングブレード１０に突入する湿式現像剤４１の状態を示す模式図である。図７は、湿式現像装置１００Ａにおいて固定型の交流バイアス印加部材３１Ａを示す図である。

この湿式現像装置１００Ａの基本的構成は、上述した湿式現像装置１００と同じであり、相違点としては、現像部ｎ１とクリーニングブレード１０との間で、湿式現像剤４１を介して現像ローラー４と当接し、現像ローラー４との間に交流電界を形成する交流バイアス印加部材３１を設けている。本実施の形態では、交流バイアス印加部材３１として導電性の金属ローラーを用いた場合について述べる。

現像ローラー４の回転（図中ｂ方向）により交流バイアス印加部材３１と現像ローラー４とのニップｎ４中にキャリア液Ｃとトナー粒子Ｔが侵入し、電界が強くなるに従い現像ローラー４の表面近傍に存在しているトナー粒子Ｔは移動を開始して、現像ローラー４と交流バイアス印加部材３１間で往復移動する。その後、ニップｎ４の出口に近づき電界が徐々に弱まっていくことによりトナー粒子Ｔは移動しなくなり、上述した図２に示したように、トナー粒子Ｔは、キャリア液Ｃ中に均一に分散した状態となる。

図５を参照して、このような状態になった湿式現像剤４１がクリーニングブレード１０に突入すると、トナー粒子Ｔがクリーニングブレード１０の近傍に堆積することなく回収される。交流バイアス印加部材３１は、図５中のｆ方向に回転しており、現像ローラー４の表面速度（線速度）と同じ速度（線速度）で回転させても良いが、異なった速度（線速度）で回転させることで機械的にもトナー粒子Ｔを掻き取る力が作用するためより好ましい。

また、小さい振幅の交流バイアスでもトナー粒子を剥離でき、より小さい容量の交流電源を用いることができ、コストダウンに繋げることができる。また、局所的な過電流が生じにくく現像ローラー４へのダメージも小さい。

さらに、交流バイアス印加部材３１として現像ローラー４に当接させた金属ローラーに関して述べたが、本質は湿式現像剤４１中のトナー粒子Ｔに交流電界を作用して分散作用を得ることにある。

したがって、図７に示すように、クリーニングブレード１０への突入時に湿式現像剤４１の堰き止めが起こらないよう構成すればローラー形態にこだわる必要はなく、断面がお椀型の導電性の固定部材を用いた交流バイアス印加部材３１Ａを用いても同様の効果が得られる。また、お椀型の導電性の固定部材を用いた場合には、ローラーの駆動装置が不要となり、コストダウンに繋げることができる。

交流バイアス印加部材３１としての導電性ローラーの材質はアルミ、鉄、ステンレス等の金属、それら金属の基体の表面に導電性の樹脂、ゴム等の弾性部材を設置したローラー、さらにはそれらの表面に電界形成可能な程度に薄く絶縁性材料をコーティングしたものまで、電子写真装置においてバイアス電界形成に使われる従来公知の各種材料を使用できる。弾性部材を用いた場合には、交流バイアス印加部材３１（３１Ａ）と現像ローラー４との間のピーク圧を小さくでき、ニップ入口で湿式現像剤４１を堰き止めることが少なく設定の許容範囲を広くすることができる。

またローラーではなく固定電極を用いた交流バイアス印加部材３１Ａの場合でも同様の材質を採用することができる。以下、交流バイアス印加部材３１（図６）に言及する場合、交流バイアス印加部材３１Ａ（図７）においても同様である。

交流バイアス印加部材３１に印加する交流バイアスは、矩形波、サイン波、三角波、のこぎり波、ブランク波などの波形が使用できる。周波数は１，０００Ｈｚ〜１００，０００Ｈｚ程度が良い。周波数が１，０００Ｈｚ以上であれば、交流バイアスの印加状態の場所ムラや、分散作用が不十分なエリアの発生を抑制できる。周波数が１００,０００Ｈｚ以下であれば、トナー粒子が追随することによる良好な分散作用が得られる。さらに、トナー粒子の移動を生じやすくし、高い分散作用を得るため、振幅は１００Ｖ（Ｐｅａｋ−ｔｏ−Ｐｅａｋで２００Ｖ）以上が好ましい。

湿式現像剤４１は絶縁性のため、現像ローラー４と交流バイアス印加部材３１との間に湿式現像剤４１が介在していると所望の交流バイアスが印加できるが、湿式現像剤４１がない状態、すなわち現像ローラー４と交流バイアス印加部材３１とが直接当接する状態で交流バイアスを印加すると多くの電流が流れ、所望の交流バイアスが形成されず、分散作用が得られなくなる。また、場合によっては局所的に過電流が流れ（リーク発生）、現像ローラー４にダメージを与えてしまう。

交流バイアスの電源容量を大きくして多くの電流を流すことで所望のバイアスを形成することもできるが、局所的な過電流の発生確率や、過電流が発生した時に流れる電流が大きくなり現像ローラー４へのダメージを与える可能性が高まる。

そこで、現像ローラー４と交流バイアス印加部材３１との間に湿式現像剤４１を介在させるには交流バイアス印加部材３１の回転方向（図５中の矢印ｆ方向）および軸方向（図５の紙面に垂直方向）について考えることが必要である。

回転方向については、現像ローラー４に湿式現像剤４１が供給され交流バイアス印加部材３１とのニップｎ４に搬送された後に交流バイアス印加部材３１に交流バイアスを印加するように制御すればよい。逆に停止時は、交流バイアスを遮断した後に現像ローラー４と供給ローラー５との回転を停止するように制御すればよい。この制御により、交流バイアスが印加されている間は現像ローラー４と交流バイアス印加部材３１との間に湿式現像剤４１を介在させた状態にすることができる。

次に、図８を参照して、現像ローラー４の回転軸方向における、現像ローラー４と交流バイアス印加部材３１との位置関係について説明する。図８は、現像ローラー４上に湿式現像剤４１が供給される範囲（供給長さｈ）、交流バイアス印加部材３１の交流バイアス印加ローラーから交流バイアスを印加する範囲（交流印加長さｉ）、帯電チャージャー６により電荷を与える範囲（帯電長さｊ）、および、像担持体上に画像が形成される範囲（画像形成長さｋ）の位置関係を示す図である。

図８に示すように、現像ローラー４の回転軸方向における、交流バイアス印加部材３１の交流印加長さｉと、現像ローラー４上に供給される湿式現像剤４１の供給長さｈと比較すると、交流バイアス印加部材３１の交流印加長さｉは湿式現像剤４１の供給長さｈの範囲内に位置していることが好ましい。

このような長さ関係にすることで、現像ローラー４と交流バイアス印加部材３１と間に確実に湿式現像剤４１を介在させる状態とすることができる。これにより、交流バイアス印加部材３１と現像ローラー４とが当接する領域に湿式現像剤４１が介在し絶縁体の働きをすることで、所望の交流バイアスの印加が可能となる。また、交流バイアスを印加することで現像ローラー４上のトナー粒子を再分散でき、トナー堆積物の発生を抑制できる。

さらに、交流バイアス印加部材３１と現像ローラー４との間で局所的な過電流（リーク）が生じることがなく、現像ローラー４のダメージを抑制できる。さらに、より小さい容量の交流電源を使用することができるため、コストダウンを図ることが期待できる。さらに、局所的な過電流の発生確率が低減することから、局所的な過電流が発生しても流せる電流が小さく現像ローラー４へのダメージを小さくすることができる。

なお、設置の誤差を考慮すれば、湿式現像剤４１の供給長さｈに対して交流バイアス印加部材３１の交流印加長さｉは片側で２ｍｍ、全長で４ｍｍ以上短いことが好ましい。

湿式現像剤４１の供給長さｈは、供給ローラー５の軸方向長さの全てにおいて湿式現像剤４１を保持し現像ローラー４に供給することで規定（図８の状態）してもよいし、供給ローラー５に表面に凹部を形成したアニックス（彫刻）ローラーを用い、その彫刻幅を供給ローラー５の全長より短くし供給ローラー５上で湿式現像剤４１の保持長さを規定し、現像ローラー４上の湿式現像剤４１の供給長さｈを規定してもよい。

以上のようにして、現像ローラー４と交流バイアス印加部材３１の間に湿式現像剤４１を介在させることが可能となり、所望の交流バイアスを形成でき、分散作用によりトナー堆積物の発生を防ぐことを可能とする。

（実施の形態２）
ここで、図９を参照して、現像ローラー４の回転軸方向（図９中Ａ方向）に沿って見た場合の、現像ローラー４と交流バイアス印加部材３１との他の位置関係について説明する。図９に示すように、交流バイアス印加部材３１の交流印加長さｉが湿式現像剤４１の供給長さｈの範囲内に位置している場合であっても、交流バイアス印加部材３１の交流印加長さｉが帯電チャージャー６の帯電長さｊより短い場合、帯電チャージャー６が作用しトナー粒子Ｔが現像ローラー４の表面に偏在するが交流電界が作用しない領域が生じ、その領域ではトナー堆積ＴＴが発生する可能性がある（図９のドットハッチング部分）。

そこで、図８に示したように、交流バイアス印加部材３１の交流印加長さｉが湿式現像剤４１の供給長さｈの範囲内に位置していることに加え、帯電チャージャー６の帯電長さｊは、交流バイアス印加部材３１の交流印加長さｉの範囲内に位置していることが好ましい（供給長さｈ＞交流印加長さｉ＞帯電長さｊ）。

すなわち、湿式現像剤４１の供給長さｈの範囲内に交流バイアス印加部材３１の交流印加長さｉが位置し、交流バイアス印加部材３１の交流印加長さｉの範囲内に帯電チャージャー６の帯電長さｊが位置していることが好ましい（図８に示す状態）。この構成により、現像ローラー４上で現像ローラー４表面に偏在したトナー粒子の全てに交流バイアスが作用でき、現像ローラー４上の湿式現像剤４１の供給長さｈの範囲内において、トナー堆積物の発生を防ぐことを可能とする。

交流バイアス印加部材３１の交流印加長さｉが帯電チャージャー６の帯電長さｊを超えた場合には、帯電チャージャー６は作用しないが交流バイアスが作用する領域が発生する。帯電チャージャー６が作用しないとトナー粒子は帯電しておらず、現像部ｎ１での電界や交流バイアス印加部材３１での交流電界の影響を受けない。その結果、トナー堆積を生じることはない。

さらに、現像ローラー４上の湿式現像剤４１をクリーニングするクリーニングブレード１０は、現像ローラー４上の湿式現像剤４１の供給長さｈを含む長さにも設けられていることが好ましく、帯電チャージャー６の帯電長さｊは、画像形成長さｋを含む長さにも設けられていることが好ましい。

（実施の形態３）
次に、図１０を参照して、交流バイアス印加部材３１の上流側において、トナー粒子を除電する場合について述べる。図１０は、本実施の形態における湿式現像装置１００Ｃの構成を示す図である。この湿式現像装置１００Ｃの基本的構成は、上述の湿式現像装置１００Ａと同じであり、相違点は、現像部ｎ１と交流バイアス印加部材３１との間において、現像ローラー４上のトナー粒子Ｔに対して帯電チャージャー６と逆極性の電荷を付与する除電手段としての除電チャージャー５１を設けている点にある。

本実施の形態では、除電チャージャー５１は帯電チャージャー６と同様のコロトロンチャージャーを使用している（以降、除電チャージャーと称する）。

湿式現像を採用した湿式現像装置ではトナー粒子の帯電量が高いと、細線の再現性やベタ塗（全面同一色の現像）の均一性等の画像特性が良いが、逆に背景部では現像ローラー４とトナー粒子Ｔとの付着力が大きくなるため、クリーニングが困難になる、トナー粒子の堆積が顕著になる等の問題が生じ得る。そのため、トナー粒子の帯電量はクリーニング、および、トナー粒子の堆積も考慮して決定することが重要となる。

上記実施の形態１および実施の形態２に示したように、クリーニング前に交流電界を形成する場合も、トナー粒子帯電量が高くトナー粒子Ｔと現像ローラー４との付着力が大きくなると、電界による力ではトナー粒子Ｔが現像ローラー４の表面から剥離できなくなりトナー堆積物が発生する。

そこで、本実施の形態に示す湿式現像装置１００Ｃにように、除電チャージャー５１を設けると、クリーニングブレード１０によるクリーニングの前にトナー粒子の帯電量を調整することが可能となり、帯電チャージャー６の出力によらずクリーニング前のトナー粒子の帯電量を一定に保つことができる。

その結果、帯電チャージャー６の出力を高くしても、クリーニング前のトナー粒子Ｔと現像ローラー４との付着力を一定にすることができる。これにより、交流バイアス印加部材３１で形成する交流電界で、トナー粒子Ｔを現像ローラー４から剥離することが可能となり、トナー堆積物の発生を抑制することが可能となる。

よって、帯電チャージャー６の出力を大きくすることが可能となり、より優れた画像を出力することが可能となる。逆に帯電チャージャー６の出力を大きくせずに、除電チャージャー５１を設けると、トナー帯電量が小さくなり、トナー粒子Ｔと現像ローラー４との付着力が小さくなるため、より小さな交流バイアス（振幅）でトナー粒子Ｔを剥離することもできる。

除電チャージャー５１の除電長さは、帯電チャージャー６の帯電長さｊと等しい（重なっている）ことが好ましい。除電チャージャー５１の除電長さと帯電チャージャー６の帯電長さｊとの間にずれが生じると、帯電チャージャー６のみが作用する領域や、除電チャージャー５１のみが作用する領域が発生し、クリーニング不良やトナー粒子の堆積が生じる。

除電チャージャー（除電手段）５１としてコロトロンチャージャーを用いて説明したが、他の構成でもかまわない。例えば、導電性のローラーを現像ローラー４に対して接触、または、近接させて設け、高電圧を印加することで現像ローラー４との間で放電を起こしてもよい。

このように、除電チャージャー５１を設けることで、除電チャージャー５１からトナー帯電極性と逆極性の電荷を付与し、トナー粒子Ｔの帯電量を減少させることができる。さらに、帯電チャージャー６の出力（トナー帯電量）によらず、交流バイアス印加部材３１に突入するトナー粒子の帯電量を一定に制御することが可能で、より高いトナー帯電量で画像を形成することができる。

また、細線再現性やベタ画像の均一性等の画質を向上することができる。さらに、帯電チャージャーの出力を上げない場合、除電チャージャー５１によりトナー帯電量が低下し現像ローラー４との付着力が低減することで、小さい振幅の交流バイアスでもトナー粒子を剥離することが可能となる。さらに、より小さい容量の交流電源を用いることができ、コストダウンに繋げることができる。さらに、局所的な過電流が生じにくく現像ローラー４へのダメージも抑制することができる。

なお、除電チャージャー５１には、ローラー形状の除電部材を設けてもよい。チャージャーワイヤーでは長期間の使用により切断することがあるが、ローラー形状では破壊することはなく、機械寿命まで使用することができため、メンテが不要でランニングコストの低減を図ることができる。

（実施例）
上述した実施の形態の効果を確認するために、図１１に示す実施例１〜実施例３、比較例１の条件で実験を行なった。実験手順としては、図５に示す湿式現像装置１００Ａを用いて、交流バイアス印加部材３１の交流印加長さｉ、除電チャージャー５１の有無を切り変えた条件にて、帯電チャージャー６の出力を変えて実験した。本実験では感光体１は用いておらず、湿式現像装置１００Ａのみを駆動させている。

現像ローラー４としてはφ２０ｍｍのステンレス製の芯金に厚み１０ｍｍの導電性を付与したウレタン層を設けたゴムローラーを用いた。供給ローラー５としては、φ４０ｍｍのアニロックスローラーを用いた。現像ローラー４は、１０００ｍｍ／ｓｅｃの速度で回転させ、供給ローラー５は現像ローラー４に従動する回転とした。現像ローラー４と供給ローラー５とは接地している。

帯電チャージャー６には、コロトロンチャージャーを用い、現像ローラー４に流れ込む電流が０．１ｍＡ／ｍと０．３ｍＡ／ｍとの２水準の出力を評価した。交流バイアス印加部材３１はφ４０ｍｍのアルミ製のローラーを用い、現像ローラー４の線速度に対して１．５倍の速度で駆動した。

交流バイアスはＮＦ回路設計ブロック社製のファンクションジェネレータ（ＷＡＶＥＦＡＣＴＯＲＹ ＷＦ１９４４）で波形を形成し、トレック社製の交直両用高圧アンプリファイア（Ｍｏｄｅｌ６０９Ｅ−６）で増幅させて印加した。また、除電チャージャー５１を設ける場合、帯電チャージャー６の出力に応じて堆積物の量が最小となるような値に設定し、ここでは帯電チャージャの出力の半分の電流が現像ローラー４に流れるように設定した。

上述した湿式現像装置１００Ａの条件において、１時間の連続駆動を行ない、トナー堆積物の発生の状態を観察した。

（粗粉砕トナー粒子の製造）
ポリエステル樹脂を１００部、銅フタロシアニン１５部をヘンシェルミキサー（登録商標）で十分混合した後、ロール内加熱温度１００℃の同方向回転二軸押出し機を用い溶融混練を行ない、得られた混合物を冷却、粗粉砕して粗粉砕トナー粒子を得た。

（湿式現像剤の製造）
ＩＰＳ２０２８（出光興産社製）７５部、粗粉砕トナー粒子を２５部、分散剤としてＶ２１６（ＩＳＰ社製）を０．８部混合し、サンドミルにより４日間湿式粉砕し、湿式現像剤を得た。その時のトナー粒子の粒径は２．０μｍであった。トナー粒子の粒径はレーザー回折式粒度分布測定装置（ＳＡＬＤ−２２００（島津製作所社製））にて測定した。

（比較例１）
比較例１における湿式現像装置１００Ａの各部の長さは、以下のとおりである。なお、長さは、すべて、図８に示す現像ローラー４の回転軸方向に沿って見た場合の長さである。以下に示す各実施例も同様である。

現像ローラー４の長さは２６０ｍｍ、供給ローラー５の長さは２５０ｍｍ、現像ローラー４上の湿式現像剤の供給長さｈは２５０ｍｍ、帯電チャージャー６の帯電長さｊは２４０ｍｍ、交流バイアス印加部材３１の交流印加長さｉは２５４ｍｍ、クリーニングブレード１０の長さは２６０ｍｍである（交流印加長さｉ（２５４ｍｍ）＞供給長さｈ（２５０ｍｍ）＞帯電長さｊ（２４０ｍｍ））。除電チャージャー５１は設けていない。

（実施例１）
実施例１においては、湿式現像装置１００Ａにおいて、交流バイアス印加部材３１の交流印加長さｉを、現像ローラー４上の湿式現像剤の供給長さｈ、および、帯電チャージャー６の帯電長さｊより短くした。

具体的には、現像ローラー４の長さは２６０ｍｍ、供給ローラー５の長さは２５０ｍｍ、現像ローラー４上の湿式現像剤の供給長さｈは２５０ｍｍ、帯電チャージャー６の帯電長さｊは２４０ｍｍ、交流バイアス印加部材３１の交流印加長さｉは２３６ｍｍ、クリーニングブレード１０の長さは２６０ｍｍである（供給長さｈ（２５０ｍｍ）＞帯電長さｊ（２４０ｍｍ）＞交流印加長さｉ（２３６ｍｍ））。除電チャージャー５１は設けていない。

（実施例２）
実施例２においては、湿式現像装置１００Ａにおいて、交流バイアス印加部材３１の交流印加長さｉを現像ローラー４上の湿式現像剤の供給長さｈより短く、かつ帯電チャージャー６の帯電長さｊより長くした。

具体的には、現像ローラー４の長さは２６０ｍｍ、供給ローラー５の長さは２５０ｍｍ、現像ローラー４上の湿式現像剤の供給長さｈは２５０ｍｍ、帯電チャージャー６の帯電長さｊは２４０ｍｍ、交流バイアス印加部材３１の交流印加長さｉは２４６ｍｍ、クリーニングブレード１０の長さは２６０ｍｍである（供給長さｈ（２５０ｍｍ）＞交流印加長さｉ（２４６ｍｍ）＞帯電長さｊ（２４０ｍｍ））。除電チャージャー５１は設けていない。

（実施例３）
実施例３においては、湿式現像装置１００Ａにおいて、上述の実施例２の構成に対して除電チャージャー５１を追加し、交流バイアス印加部材３１突入までにトナー粒子を除電する装置構成とした。

具体的には、現像ローラー４の長さは２６０ｍｍ、供給ローラー５の長さは２５０ｍｍ、現像ローラー４上の湿式現像剤の供給長さｈは２５０ｍｍ、帯電チャージャー６の帯電長さｊは２４０ｍｍ、交流バイアス印加部材３１の交流印加長さｉは２４６ｍｍ、クリーニングブレード１０の長さは２６０ｍｍである（供給長さｈ（２５０ｍｍ）＞交流印加長さｉ（２４６ｍｍ）＞帯電長さｊ（２４０ｍｍ））。

除電チャージャー５１の除電長さは２４０ｍｍ、除電チャージャー５１の出力は０．０５ｍＡ／ｍ、帯電チャージャー６の出力は０．１ｍＡ／ｍ時である。

（評価結果）
図１１に、上記実施例１〜実施例３、および、比較例の評価結果を示す。比較例１においては、交流バイアス印加部材３１の交流印加長さｉが、現像ローラー４上の湿式現像剤の供給長さｈより長く、交流バイアス印加部材３１と現像ローラー４との間に湿式現像剤４１が存在しない領域が発生するため、所望の交流電界が形成できず、その結果、トナー分散効果が不十分となり帯電チャージャー６の対向部全域でトナー堆積物が発生する評価「Ｆ」となった。

（実施例１の評価結果）
交流バイアス印加部材３１の交流印加長さｉは、現像ローラー４上の湿式現像剤の供給長さｈより短く、交流バイアス印加部材３１と現像ローラー４との間には全ての領域で湿式現像剤４１が介在する。その結果、交流バイアス印加部材３１が存在する領域では現像ローラー４との間に所望の交流電界は形成されトナー堆積物は発生しない評価「Ａ」が得られた。

（実施例２の評価結果）
交流バイアス印加部材３１の交流印加長さｉは、現像ローラー４上の湿式現像剤の供給長さｈより短く、帯電チャージャー６の帯電長さｊより長く、交流バイアス印加部材３１と現像ローラー４上の間には全ての領域で湿式現像剤４１が介在し、交流バイアス印加部材３１が存在する領域では現像ローラー４との間に所望の交流電界は形成される。また、交流バイアス印加部材３１の交流印加長さｉは、帯電チャージャー６の帯電長さｊより長いため、現像ローラー４表面近傍に偏在したトナー粒子Ｔの全てに対して交流電界が作用することができ、現像剤供給幅全域においてトナー堆積物が発生しない評価「Ａ」が得られた。

（実施例３の評価結果）
実施例３の構成は、実施例２の構成に対して除電チャージャー５１が追加されている。その結果、実施例２と同じ評価「Ａ」が得られるとともに、除電チャージャー５１の出力を０．１５ｍＡ／ｍ、帯電チャージャー６の出力を０．３ｍＡ／ｍ時に上げた場合でも、現像剤供給幅全域においてトナー堆積物が生じない評価「Ａ」が得られた。

（変形例１）
以上の実施の形態では、現像ローラー４に交流バイアス印加部材３１が当接されており、交流バイアス印加部材３１による交流印加長さｉが、現像ローラー４による供給長さｈの範囲内とした。しかし、図１２に示す湿式画像形成装置２０００ように、感光体１に当接する、クリーニング手段１２の前の位置に交流バイアス印加部材３２を設けた構成を採用してもよい。

すなわち、感光体１上において、トナー粒子は静電潜像に供給されるが、少なくともキャリア液は現像ローラー４による供給長さｈと同じ範囲に付着される。そこで、現像ローラー４の回転軸方向、すなわち感光体１の回転軸方向における、交流バイアス印加部材３２の交流印加長さを、湿式現像剤４１の供給長さｈの範囲内に位置させることにより、交流バイアス印加部材３２と感光体１との間の局所的な過電流の発生を抑制し、感光体１へのダメージを与えることなく、感光体１とクリーニング手段１２との間のトナー堆積物の発生を抑制することができる。

（変形例２）
図１３は、湿式画像形成装置の他の例を示す。図１３に示す湿式画像形成装置３０００と図１に示す湿式画像形成装置１０００との相違点として、湿式画像形成装置３０００は、感光体１上の現像剤が中間転写体２１に転写されることで一旦保持され、中間転写体２１と転写ローラー２３との間に搬送される被転写体１５に中間転写体２１上のトナー粒子が転写される。このとき、転写ローラー２３は、感光体１の回転に合わせて表面が移動するように回動され、さらに、中間転写体２１に対する極性が、トナー粒子と逆極性となるような電圧が印加される。

中間転写体２１には、クリーニング手段２２が設けられ、中間転写体２１の回転方向におけるクリーニング手段２２よりも上流側に交流バイアス印加部材３３が設けられている。交流バイアス印加部材３３は、中間転写体２１との間に交流電界を形成し、トナー粒子Ｔを往復移動させ、これにより中間転写体２１とクリーニング手段２２との間のトナーの堆積を抑制することができる。

中間転写体２１において、トナー粒子は画像の位置に偏在するが、キャリア液は、感光体１上よりも量が少ないものの、現像ローラー４による供給長さｈと同じ範囲に付着されている。そこで、現像ローラー４の回転軸方向、すなわち感光体１の回転軸方向における、交流バイアス印加部材３３の交流印加長さを、湿式現像剤４１の供給長さｈの範囲内に位置させることにより、交流バイアス印加部材３３と中間転写体２１との間の局所的な過電流の発生を抑制し、中間転写体２１へのダメージを与えることなく、中間転写体２１とクリーニング手段２２との間のトナー堆積物の発生を抑制することができる。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 感光体、２ 帯電装置、３ 露光装置、４ 現像ローラー、５ 供給ローラー、６ 帯電チャージャー、７ 規制ブレード、８ 現像剤槽、１０ クリーニングブレード、１１ 転写ローラー、１２ クリーニング手段、１３ イレーサランプ、１５ 被転写体、３１，３１Ａ 交流バイアス印加部材、４１ 湿式現像剤、５１ 除電チャージャー、１００，１００Ａ，１００Ｃ 湿式現像装置、１０００，２０００，３０００ 湿式画像形成装置、Ｃ キャリア液、Ｔ トナー粒子、ＴＴ トナー堆積、ｎ１ 現像部、ｎ２ 転写部、ｎ３，ｎ４ ニップ。

Claims (7)

1. 現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体に湿式現像剤を供給する供給部材と、
   前記現像剤担持体上の前記湿式現像剤に電荷を与える帯電手段と、
   前記現像剤担持体上の前記湿式現像剤をクリーニングするクリーニング手段と、
   前記クリーニング手段によるクリーニングの前に前記現像剤担持体に当接して交流バイアスを印加するバイアス印加部材と、を備え、
   前記現像剤担持体の回転軸に沿った方向において、前記バイアス印加部材により交流バイアスが印加される範囲が、前記現像剤担持体上に前記湿式現像剤が供給される範囲内に位置している、湿式現像装置。
2. 前記現像剤担持体の回転軸に沿った方向において、
   前記帯電手段により前記現像剤担持体上の前記湿式現像剤に電荷が与えられる範囲は、前記バイアス印加部材により交流バイアスが印加される範囲内に位置している、請求項１に記載の湿式現像装置。
3. 前記現像剤担持体の回転方向において、前記バイアス印加部材の上流側に、前記帯電手段と逆極性の電荷を前記湿式現像剤に付与する除電手段をさらに備える、請求項１または請求項２に記載の湿式現像装置。
4. 前記バイアス印加部材はローラー形状であり、
   前記現像剤担持体に対して異なる線速度で回転する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の湿式現像装置。
5. 像担持体と、
   前記像担持体上に静電潜像を形成する像形成手段と、
   前記像形成手段によって前記像担持体上に形成された前記静電潜像を現像する、請求項１から４のいずれか１項に記載の湿式現像装置と、
   を備える湿式画像形成装置。
6. 回転可能に設けられた像担持体と、
   前記像担持体上に静電潜像を形成する像形成手段と、
   前記像担持体の回転軸と略平行な回転軸について回転可能な現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体上の湿式現像剤に電荷を与える帯電手段と、
   前記現像剤担持体上の電荷が与えられた前記湿式現像剤を前記像担持体に供給することにより前記静電潜像を現像して現像剤像を形成する供給部材と、
   前記現像剤像を被転写体に転写する転写手段と、
   前記現像剤像の前記被転写体への転写を経た後の前記像担持体上の湿式現像剤に交流バイアスを印加するバイアス印加部材と、
   前記バイアス印加部材による交流バイアスの印加を経た後の前記像担持体上の湿式現像剤をクリーニングする像担持体クリーニング手段とを備え、
   前記現像剤担持体の回転軸に沿った方向において、前記バイアス印加部材により交流が印加される範囲が、前記現像剤担持体上に前記湿式現像剤が供給される範囲内に位置している、湿式画像形成装置。
7. 回転可能に設けられた像担持体と、
   前記像担持体上に静電潜像を形成する像形成手段と、
   前記像担持体の回転軸と略平行な回転軸について回転可能な現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体上の湿式現像剤に電荷を与える帯電手段と、
   前記現像剤担持体上の、電荷が与えられた前記湿式現像剤を前記像担持体に供給することにより前記静電潜像を現像して現像剤像を形成する供給部材と、
   前記像担持体の回転に合わせて表面が移動するように回動し、前記像担持体上の前記現像剤像が転写される中間転写部材と、
   前記中間転写部材上の前記現像剤像を被転写体に転写する転写手段と、
   前記現像剤像の被転写体への転写を経た後の前記中間転写部材上の湿式現像剤に交流バイアスを印加するバイアス印加部材と、
   前記バイアス印加部材による交流バイアスの印加を経た後の前記中間転写部材上の湿式現像剤をクリーニングする中間転写部材クリーニング手段とを備え、
   前記現像剤担持体の回転軸に沿った方向において、前記バイアス印加部材により交流が印加される範囲が、前記現像剤担持体上に前記湿式現像剤が供給される範囲内に位置している、湿式画像形成装置。

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