JP2009042667A - 液体現像装置及びこれを搭載した画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】供給ローラ表面のクリーニング部材を別途設けることなく、省スペース化が図られ、メンテナンスの手間なく、供給ローラ表面のセル底部へのトナー粒子の堆積、固着を防止することができ、適正な画像品質を維持することが可能な液体現像装置を提供する。
【解決手段】液体現像装置１０は、現像ローラ１２に液体現像剤１８を供給するアニロックスローラ１３と、このアニロックスローラ１３に当接して設けられた導電性材料からなるドクターローラ１５とを備え、バイアス電圧印加手段１９により、トナーの帯電極性と逆極性のバイアス電圧を印加する。これにより、アニロックスローラ１３表面の各セル１３ｃ内の液体現像剤１８が、ドクターローラ１５との当接部でドクタリングされて、正確に規定された液量で残るのと同時に、バイアス電圧の作用により、セル１３ｃ内のトナー粒子Ｔがその帯電極性と逆極性に帯電したドクターローラ１５に引き寄せられる。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機やプリンタに代表される画像形成装置に適用可能な液体現像装置に関する。また、この液体現像装置を搭載した画像形成装置に関する。

複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体として感光体ドラムが広く用いられている。感光体ドラムを用いた一般的な画像形成動作は以下のようである。感光体ドラムの表面は帯電装置により所定電位で一様に帯電せしめられ、そこに露光装置のＬＥＤ光等を照射することにより部分的に電位が光減衰して原稿画像の静電潜像が形成される。この静電潜像を現像装置で現像することにより、感光体ドラム表面にトナー像が形成される。そして、このトナー像は、感光体ドラムと転写部材とを接触、或いは近接させて構成した転写領域に用紙を挿通する時に、用紙に転写される。

静電潜像を現像する方法としては、乾式現像方式と、湿式現像方式とが存在する。このうち湿式現像方式では、液体現像剤が使用される。液体現像剤は、絶縁性液体、すなわち電気的に中性の溶媒であるキャリア液に、トナー粒子が高濃度で分散するように調整されている。そして、湿式画像形成装置は、液体現像装置を搭載しており、感光体ドラム上に形成された静電潜像を、液体現像装置の現像剤担持体である現像ローラから供給する液体現像剤によって現像する。

現像ローラに液体現像剤を供給する供給ローラには、現像ローラ表面に、液体現像剤の均一な薄層を形成する目的として、従来アニロックスローラが用いられている。アニロックスローラは、フレキソ印刷といった印刷技術における液体インクの供給ローラとして特に広く知られ、その外周面に多数の微細凹状セルが設けられている。

現像剤タンクから汲み上げられ、アニロックスローラに受け渡された液体現像剤は、アニロックスローラ表面の各セルに保持され、現像ローラ表面まで搬送される。このとき、規制部材であるドクターブレードでアニロックスローラの表面をドクタリングすることにより、各セルに、正確に規定された液量の液体現像剤が残り、この液体現像剤が現像ローラ表面に供給されて均一な薄層を形成するようになっている。

上記のような液体現像剤の供給過程においては、アニロックスローラのセル内で沈降したトナー粒子等の固形物が堆積し、セル底部に固着してしまう問題が発生することがある。このような状況に陥ると、現像ローラ表面に液体現像剤の適正な薄層を形成することができなくなり、画像品質に悪影響を及ぼす恐れがある。したがって、アニロックスローラのセル内にトナー粒子等の固形物が堆積しないように特に注意を払わなければならない。こうした問題に対処するために、一般的には、オペレータ等が、定期的に点検を行い、必要に応じてアニロックスローラのセルを清掃するなどのメンテナンスを行って、セルの状態を適正に保っている。

しかしながら、このようなメンテナンスは手間が掛かる上に、メンテナンスまでの間はセルへのトナー粒子等の堆積が進行するので、徐々に画像品質が低下してしまう可能性がある。そこで、こうした問題を解決すべく、液体現像剤中に混入した異物を除去する方法が提案され、その一例を特許文献１に見ることができる。特許文献１に記載された液体現像装置は、ブラシ状の異物除去手段を塗布ローラ（アニロックスローラ）表面に接触するように設け、液体現像剤中に混入した塵埃や紙粉等の異物を除去するようにしている。
特開２００２−７２６９５号公報（第４−５頁、図２）

特許文献１に記載された液体現像装置のように、アニロックスローラ表面に接触するブラシ状の異物除去手段を用いることにより、セル底部にトナー粒子が滞留しないようにすることができ、セル内におけるトナー粒子の堆積、固着を防止することが可能である。しかしながら、この構成では、アニロックスローラに接触する部材として、ドクターブレードのような規制部材とは別に、異物除去手段を設けなければならない。このように、規制部材と異物除去手段とを別々に設けると、液体現像装置内に広いスペースを確保する必要があり、液体現像装置の大型化、さらに画像形成装置の大型化を招く恐れがある。また、規制部材と異物除去手段とを別々に設けると、部品点数が増加するとともに製造工程も増加するので、大幅なコストアップが懸念される。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、現像剤担持体に液体現像剤を供給する供給ローラに対して、その表面をクリーニングするクリーニング部材を別途設けることなく、部品点数の増加防止、省スペース化が図られ、且つ液体現像剤中のトナー粒子の特性を利用して、メンテナンスに手間を掛けることなく、供給ローラ表面のセル底部へのトナー粒子の堆積、固着を防止することができ、適正な画像品質を維持することが可能な液体現像装置を提供することを目的とする。また、このような液体現像装置を搭載した高性能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、像担持体と、前記像担持体に絶縁性液体中にトナーを分散した液体現像剤を供給する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に液体現像剤を供給する供給ローラとを備えた液体現像装置において、前記供給ローラに当接して設けられた導電性材料からなるローラ状規制部材に、バイアス電圧印加手段により、トナーの帯電極性と逆極性のバイアス電圧を印加することとした。

また、上記構成の液体現像装置において、前記供給ローラは、内部が導電性材料で、表面が絶縁材料で構成されており、前記バイアス電圧印加手段により、トナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧が印加されることとした。

また、上記構成の液体現像装置において、前記供給ローラ表面の前記絶縁材料は、セラミックで構成されていることとした。

また、上記構成の液体現像装置において、前記バイアス電圧印加手段による前記ローラ状規制部材へのバイアス電圧の印加は、ローラ状規制部材と前記供給ローラの間を通過中の液体現像剤をトナー像の形成に用いる時に行うこととした。

また、上記構成の液体現像装置において、前記ローラ状規制部材と前記供給ローラの間を通過中の液体現像剤をトナー像の形成に用いない時には、前記バイアス電圧印加手段により、前記ローラ状規制部材に、トナーの帯電極性と同極性で、且つ前記供給ローラのバイアス電圧の絶対値よりも高いバイアス電圧を印加することが可能であることとした。

また、上記構成の液体現像装置において、前記ローラ状規制部材は、その表面が弾性材料で構成されていることとした。

また本発明では、上記液体現像装置を画像形成装置に搭載することとした。

本発明の構成によれば、像担持体と、像担持体に絶縁性液体中にトナーを分散した液体現像剤を供給する現像剤担持体と、現像剤担持体に液体現像剤を供給する供給ローラとを備えた液体現像装置において、供給ローラに当接して設けられた導電性材料からなるローラ状規制部材に、バイアス電圧印加手段により、トナーの帯電極性と逆極性のバイアス電圧を印加することとしたので、汲み上げローラから供給ローラ表面の各セル内に受け渡された液体現像剤が、ローラ状規制部材との当接部でドクタリングされて、各セルに、正確に規定された液量が残るのと同時に、バイアス電圧の作用により、セル内で、液体現像剤中のトナー粒子が、トナー粒子の帯電極性と逆極性に帯電したローラ状規制部材に引き寄せられて、表層に集合せしめられる。

これにより、セル内において、表層部には、トナー粒子の含有率が高い高濃度の液体現像剤層が形成され、セル底部である下層には、トナー粒子の含有率が低い低濃度の液体現像剤層が形成される。したがって、現像剤担持体には、供給ローラのセルの表層部に形成された高濃度液体現像剤層が供給され、現像剤担持体表面に形成される液体現像剤の薄層は、通常の液体現像剤よりも高濃度のトナー粒子を含有する。その結果、供給ローラまで、或いは液体現像装置までの液体現像剤の搬送経路では、実際に現像に使用する液体現像剤よりも低濃度、すなわち低粘度の液体現像剤の搬送を行えばよいので、粘度が高いことによる流動性の悪さに対する策を講じる必要がなくなり、簡便な構成にすることができる。

そして、供給ローラの各セル内の多くのトナー粒子が、セル表層に引き寄せられて、現像剤担持体表面に供給されることにより、その後にセル底部に残留する液体現像剤に、トナー粒子が殆ど残らないようにすることができる。したがって、供給ローラ表面のセル底部へのトナー粒子の堆積、固着を防止することができ、セルの清掃を目的としたメンテナンスが不要になるとともに、供給ローラの長寿命化も図ることができる。このようにして、供給ローラに対して、その表面をクリーニングするクリーニング部材を別途設けることなく、部品点数の増加防止、省スペース化が図られ、使用時間や使用頻度に拘わらず、供給ローラのセルを現像に対して良好な状態に保持でき、適正な画像品質を長期間にわたって維持することが可能な液体現像装置を提供することができる。

また、前記供給ローラは、内部が導電性材料で、表面が絶縁材料で構成されており、バイアス電圧印加手段により、トナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧が印加されることとしたので、現像剤担持体やローラ状規制部材との絶縁性を保持しながら、供給ローラ内部の導電性材料にバイアス電圧を印加することにより、現像剤担持体やローラ状規制部材に対して電位差を発生させることができる。したがって、各バイアス電圧間を独立して制御することができ、制御の自由度を高めることが可能である。つまり、帯電しているトナー粒子に対して、現像剤担持体、ローラ状規制部材、及び供給ローラに印加するバイアス電圧を適宜個別に、あるいは相対的に調整することにより、液体現像剤中のトナー粒子の挙動を自在に制御することができる。その結果、液体現像剤中のトナー粒子の特性を利用して、供給ローラ表面のセル底部へのトナー粒子の堆積、固着を防止し、適正な画像品質を維持する効果を一層向上させることが可能になる。

また、前記供給ローラ表面の絶縁材料は、セラミックで構成されていることとしたので、その材料特性により精密なセルが形成できるのに加えて、耐久性、耐溶剤性が高められた供給ローラを得ることができる。これにより、長期間にわたって安定して、現像剤担持体表面に対して高濃度、高精度な液体現像剤の薄層を形成することが可能である。したがって、メンテナンスに手間が掛からず、長寿命化が図られ、さらに長期間にわたって適正な画像品質を維持することが可能な液体現像装置を得ることができる。

また、前記バイアス電圧印加手段によるローラ状規制部材へのバイアス電圧の印加は、ローラ状規制部材と供給ローラの間を通過中の液体現像剤をトナー像の形成に用いる時に行うこととしたので、液体現像装置の起動中、画像形成時以外の期間においてもその表面に液体現像剤が存在する供給ローラに対して、ローラ状規制部材と供給ローラの間を通過中の液体現像剤をトナー像の形成に用いる時に限って、ローラ状規制部材にトナー粒子と逆極性、さらに供給ローラにトナー粒子と同極性のバイアス電圧を印加することで、液体現像剤中のトナー粒子を表層に集める効果を高めることができる。したがって、ローラ状規制部材と供給ローラの間を通過中の液体現像剤をトナー像の形成に用いる時には、供給ローラ表面のセルに対してトナー粒子の堆積、固着を防止しながら、高濃度の液体現像剤を得ることができる。

また、前記ローラ状規制部材と前記供給ローラの間を通過中の液体現像剤をトナー像の形成に用いない時には、前記バイアス電圧印加手段により、ローラ状規制部材に、トナーの帯電極性と同極性で、且つ供給ローラのバイアス電圧の絶対値よりも高いバイアス電圧を印加することが可能であることとしたので、ローラ状規制部材に付着した液体現像剤に対して、液体現像剤中のトナー粒子は、ローラ状規制部材と供給ローラに印加されたバイアス電圧の差によって、バイアス電圧の低いほうに移動しようとするため、供給ローラ側に移動する。これにより、ローラ状規制部材に付着したトナー粒子は除去され、適正な画像品質を維持する効果を高めることが可能になる。

そして、上記のような動作は、前記ローラ状規制部材と前記供給ローラの間を通過中の液体現像剤をトナー像の形成に用いない時に行われることとしたので、例えば紙間や待機時などといった期間において、ローラ状規制部材に付着したトナー粒子を除去することができる。したがって、そのための特別な期間を設ける必要がなく、一連の画像形成動作の邪魔となることを防止することができ、利用者の利便性を損なうのを予防することが可能である。

また、前記ローラ状規制部材は、その表面が弾性材料で構成されていることとしたので、例えば供給ローラ表面にうねりが発生していたり、供給ローラに対してローラ状規制部材が傾斜した形で接触していたりしても、供給ローラの表面に沿った適正なドクタリングを行うことができる。これにより、供給ローラ表面の各セルには、正確に規定された液量の液体現像剤が残る。したがって、液体現像剤中のトナー粒子の特性を利用して、供給ローラ表面のセル底部へのトナー粒子の堆積、固着を防止しながら、適正な画像品質を維持する効果をより一層向上させることが可能になる。

また本発明では、上記液体現像装置を画像形成装置に搭載することとしたので、現像剤担持体に液体現像剤を供給する供給ローラに対して、その表面をクリーニングするクリーニング部材を別途設けることなく、部品点数の増加防止、省スペース化が図られ、且つ液体現像剤中のトナー粒子の特性を利用して、メンテナンスに手間を掛けることなく、供給ローラ表面のセル底部へのトナー粒子の堆積、固着を防止することができ、適正な画像品質を維持することが可能な高性能な画像形成装置を得ることができる。

以下、本発明の実施形態を図１〜図３に基づき説明する。

最初に、本発明の実施形態に係る液体現像装置を搭載した画像形成装置について、図１及び図２を用いてその構造の概略を説明しつつ、画像形成動作の概略を説明する。図１は画像形成装置の模型的垂直断面正面図、図２は図１に示した画像形成部の垂直断面部分拡大図である。この画像形成装置は、中間転写ベルトを用いてトナー像を用紙に転写する、所謂タンデム型のカラー印刷タイプのプリンタである。

図１のプリンタ１００は、給紙部１、垂直搬送路２、レジストローラ対３、ベルト搬送部４、第１の画像形成部５Ｂ、第２の画像形成部５Ｍ、第３の画像形成部５Ｃ、第４の画像形成部５Ｙ、２次転写部６、定着部７、排出搬送路８、排出トレイ９等から構成されている。

上記構成のプリンタ１００は、次のような画像形成工程を行う。用紙Ｐは、本体下部に設けられた給紙部１の給紙カセット１ａより、ピックアップローラ１ｂによって垂直搬送路２を上方に向かって送り出され、レジストローラ対３を介して２次転写部６へ搬送される。

給紙部１の上方において、中間転写体を無端ベルトの形で用いた中間転写ベルト４３は、駆動ローラ４１により、図１の矢印の方向に送られ、画像形成部５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｂで、像担持体である各々の感光体ドラム５１に形成されたイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナー画像が順次転写され、中間転写ベルト４３表面にカラー画像が形成される。

ここで形成されたカラー画像は、２次転写部６によって、中間転写ベルト４３から、給紙カセット１ａより搬送されてきた用紙Ｐに、２次転写されて、用紙Ｐ上にカラー画像が形成される。

この後、未定着のカラー画像を転写された用紙Ｐは、中間転写ベルト４３から分離され、定着部７に搬送される。そして、定着ローラ７ａと加圧ローラ７ｂの圧接により形成される定着ニップ部にて、用紙Ｐに定着に必要な熱量が供給され、カラー画像の定着処理がされる。最後に、用紙Ｐは、定着部７で定着処理がなされた後に排出搬送路８を経て排出トレイ９に排出される。なお、定着ローラ７ａには、ヒータ（不図示）が内蔵され、このヒータは定着に必要な所定の温度を発生するように制御されている。

次に、上記プリンタ１００の主要な構成要素である画像形成部５周辺の構成について、詳細に説明する。画像形成部５の周辺には、ベルト搬送部４と、液体現像装置を搭載する第１〜第４の画像形成部５Ｂ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｙと、中間転写クリーニングユニット４５とが備えられている。

ベルト搬送部４は、駆動ローラ４１と、従動ローラ４２と、この２つのローラに掛け渡された無端状の中間転写ベルト４３とからなる。中間転写ベルト４３は、テンションローラ４４により、適度なテンションに保たれている。この状態で、駆動ローラ４１は、駆動モータ（不図示）からその駆動力を伝達され、各画像形成部５における感光体ドラム５１の外周速度と、ベルト搬送部４の中間転写ベルト４３の外周速度が、等速になるように駆動されるようになっている。

第１〜第４の画像形成部５Ｂ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｙは、ベルト搬送部４の下方に並んで配置されている。各画像形成部５の配置は、用紙搬送方向上流より順に、イエロー（５Ｙ）、シアン（５Ｃ）、マゼンタ（５Ｍ）、ブラック（５Ｂ）用となっており、全て略同じ構成のユニットである。したがって、第１〜第４の画像形成部５Ｂ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｙにおいて、以下の説明の用いる画像形成部５の構成と同一の構成である部分については同一の符号を付している。そして、以下の説明において、特に限定する必要がある場合を除き、「Ｂ」「Ｍ」「Ｃ」「Ｙ」の識別記号は省略するものとする。

図２に示すように、画像形成部５は、像担持体である感光体ドラム５１、主帯電装置５２、露光装置５３、液体現像装置１０、１次転写手段５４、クリーニング装置５５、除電ランプ５９から構成され、樹脂等からなる筐体に組み付けることにより１つのユニットとなり、プリンタ１００本体に取り付けられている。

感光体ドラム５１は、アモルファス・シリコンドラムを用いており、現像位置での暗電位が所定の電位になるよう主帯電装置５２により帯電される。この帯電した感光体ドラム５１の表面に露光装置５３が画像情報に応じた光を照射することにより感光体ドラム５１の表面に静電潜像が形成される。なお、露光装置５３は、ＬＰＨ（ＬＥＤ ＰＲＩＮＴ ＨＥＡＤ）や、ＬＳＵ（レーザスキャニングユニット）を用いても良い。

液体現像装置１０の現像剤タンク１１には、トナー粒子と絶縁性液体であるキャリアからなる液体現像剤１８が貯溜されている。液体現像剤１８は、シリコンオイル等の非極性、すなわち、電気的に中性の溶媒であるキャリア液中にトナー粒子が高濃度で分散するように調整されている。トナー粒子は、着色剤、樹脂（バインダー）や必要に応じて帯電制御剤を含んでいる。樹脂（バインダー）は、着色剤に吸着し、キャリア液によく分散して、吸着された着色剤にプラス又はマイナスの電荷を印加する。本実施形態では、トナー粒子は、樹脂（バインダー）によってプラスに帯電している。なお、キャリア液としては、イソパラフィン系溶剤（例えば、アイソパーＧ（エクソン社製））、高級脂肪酸エステル、シリコンオイル等を用いることができる。

この液体現像剤１８を、現像ローラ１２から、感光体ドラム５１の光が照射された部分の静電潜像に、供給することにより、感光体ドラム５１にトナー像を現像する。

感光体ドラム５１の暗電位がプラス３００Ｖで、現像バイアスはプラス２００Ｖ、露光後電位がプラス２０Ｖとなるように設定されており、この現像バイアスと露光後電位の差がいわゆるコントラスト電位である。すなわち、暗電位は画像白部に相当し、露光後電位は画像黒部に相当する。上記のように形成された静電潜像が現像されたトナー像は、１次転写手段５４とのニップにおいてベルト搬送部４の中間転写ベルト４３に転写される。１次転写手段５４は本実施形態では転写ローラを用いており、感光体ドラム５１の表面電位とは逆極性の電圧がマイナス１００〜マイナス１０００Ｖの範囲に設定されたバイアス電圧が、印加されるようになっている。

感光体ドラム５１上の転写されなかった残留トナー粒子は、クリーニング装置５５のクリーニングローラ５６及びクリーニングブレード５７により除去され、重力の作用や、クリーニングローラ５６の回転に従って排出スクリュー５８の方へと送られ、排出スクリュー５８によりハウジングの外部へと搬送される。除電ランプ５９は、ＬＥＤ（発光ダイオード）などの除電光を感光体ドラム５１に照射することにより、その表面の帯電電荷を除去し、次回の画像形成動作時における帯電工程のための準備を整える。なお、画像形成における電位設定は、感光体ドラム５１の特性、トナー粒子の特性、環境等に応じて、最適な値が選択できるものである。

プリンタ１００は、上述の画像形成部５の画像形成方法に基づいて、第１〜第４の画像形成部５Ｂ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｙで、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローに対応する画像を、各感光体ドラム５１上に現像し、中間転写ベルト４３上に順次繰り返し、ずれなく転写することで、１つのカラー画像の形成を行う。

中間転写クリーニングユニット４５は、図１に示すように、中間転写クリーニングローラ４５ａと、中間転写クリーニングブレード４５ｂとを備えている。中間転写クリーニングローラ４５ａは、中間転写ベルト４３に対して圧接されていて、中間転写ベルト４３の回転方向と同方向に回転されている。中間転写クリーニングブレード４５ｂは、中間転写ベルト４３の移動方向における中間転写クリーニングローラ４５ａの位置から下流側にて、中間転写ベルト４３に対して当接することにより、中間転写ベルト４３上の転写残トナーを掻き落とす。

次に、上記構成に係るプリンタ１００に搭載された液体現像装置１０の構成を、図２を参照して詳しく説明する。

図２に示すように、本実施形態に係る液体現像装置１０は、液体現像剤１８を貯溜する現像剤タンク１１を備えている。液体現像装置１０内部には、現像ローラ１２と、供給ローラであるアニロックスローラ１３と、汲み上げローラ１４と、ローラ状規制部材であるドクターローラ１５と、クリーニングブレード１６と、一対の撹拌スクリュー１７ａ、１７ｂとが設けられている。現像ローラ１２、アニロックスローラ１３、汲み上げローラ１４、ドクターローラ１５、及び撹拌スクリュー１７ａ、１７ｂは、共通の歯車列等からなる駆動手段により回転駆動される。

現像剤タンク１１には、液体現像剤１８が貯溜されており、撹拌スクリュー１７ａ、１７ｂが液体現像剤１８に浸漬するように設けられている。汲み上げローラ１４は、現像剤タンク１１内において、ローラの一部が液体現像剤１８に浸漬するように設けられており、この上方に、供給ローラであるアニロックスローラ１３が設けられている。そして、アニロックスローラ１３の上方には、現像ローラ１２が設けられている。

ローラ状規制部材であるドクターローラ１５は、現像ローラ１２とアニロックスローラ１３との接触箇所に対してアニロックスローラ１３回転方向上流側で、アニロックスローラ１３の軸線方向と平行にして、アニロックスローラ１３に当接させて設けられている。ドクターローラ１５は、アニロックスローラ１３のローラ面に供給された液体現像剤１８を薄層化している。なお、感光体ドラム５１は、液体現像装置１０の外側にあって、現像ローラ１２に当接している。

クリーニングブレード１６は、感光体ドラム５１と現像ローラ１２との接触箇所に対して現像ローラ１２回転方向下流側で、現像ローラ１２にブレードの一端がカウンタ当接するように配置されている。クリーニングブレード１６は、現像後に現像ローラ１２上に残留した液体現像剤１８を除去する。

次に、液体現像装置１０の動作工程について説明する。

図２において、液体現像剤１８は、前述のように、キャリアとしてのシリコンオイル等からなる非極性の絶縁性液体中に、正電荷を有する微細な樹脂からなるトナー粒子（粒径約１μｍ）を分散混濁させたものである。現像剤タンク１１に貯溜された液体現像剤１８は、撹拌スクリュー１７ａ、１７ｂにより攪拌されて、トナー粒子が液中で均一になるように分散せしめられる。

液体現像剤１８は、この液体現像剤１８に一部浸漬している汲み上げローラ１４が回転することにより、その浸漬したローラ表面に順次付着して、汲み上げられる。そして、アニロックスローラ１３と汲み上げローラ１４とのニップ部を通して、同期して回転するアニロックスローラ７３のローラ面に順次塗布されていく。

アニロックスローラ１３に塗布された液体現像剤１８は、ドクターローラ１５にて均一な薄層にされて、アニロックスローラ１３に当接して、同期回転する現像ローラ１２のローラ面に薄膜層として塗布される。その後、静電潜像が形成された感光体ドラム５１に供給されて、感光体ドラム５１上にトナー画像が現像される。

次に、本発明の特徴部分である、ローラ状規制部材であるドクターローラ１５及び供給ローラであるアニロックスローラ１３へのバイアス電圧印加による、トナーコンパクション、アニロックスローラ１３、ドクターローラ１５のクリーニングについて説明する。

まず、この特徴部分の構成について、図２に加えて図３を参照して説明する。図３は、アニロックスローラ１３及びドクターローラ１５当接部における液体現像剤の様子を示す部分拡大断面図である。

図３に示すように、アニロックスローラ１３は、外周面全体に多数の精密な微細凹状セル１３ｃが規則正しく刻印されたローラである。各セル１３ｃには、汲み上げローラ１４から液体現像剤１８が供給されるようになっている。アニロックスローラ１３のセル１３ｃを有する表面層１３ａは絶縁材料であるセラミックにより構成されており、ローラ内部１３ｂは導電性材料により構成されている。なお、セル１３ｃは、一本の連続した溝で構成されており、アニロックスローラ１３の軸線方向に対して４５度の角度で傾斜させ、螺旋状に刻印されている。セル１３ｃの最深部の深さは約３０μｍ、溝の幅は約１００μｍ、溝同士の間隔は約２５μｍである。

表面層１３ａのセラミックは、ローラ内部１３ｂの表面に対して、例えば酸化クロムなどの金属酸化物を焼成、溶射することによって形成する。その層厚は、１００〜２００μｍである。この表面層１３ａの外周面を研磨した後、その表面に、レーザーによって精密にセル１３ｃを形成する。ローラ内部１３ｂの導電性材料は、快削鋼鋼材（ＳＵＭ材）で構成されている。

そして、図２に示すように、バイアス電圧印加手段１９が、ローラ内部１３ｂの導電性材料に接続されており、制御手段２０の要求に従って、設定された値（プラス２００Ｖ）のバイアス電圧をアニロックスローラ１３に印加するようになっている。なお、アニロックスローラ１３の表面層１３ａは絶縁材料であるセラミックであるので、アニロックスローラ１３に当接する現像ローラ１２やドクターローラ１５にバイアス電圧が印加されている場合であっても、導通しないので電位差を維持することができる。

ドクターローラ１５は、前述のように、現像ローラ１２とアニロックスローラ１３との接触箇所に対してアニロックスローラ１３回転方向上流側で、アニロックスローラ１３の軸線方向と平行にして、アニロックスローラ１３に当接させて設けられている（図２参照）。そして、ドクターローラ１５は、図３に示すように、アニロックスローラ１３との接触箇所に当接ニップ部Ｎが形成されるように、アニロックスローラ１３に押し当てられている。また、ドクターローラ１５は、アニロックスローラ１３との当接箇所における表面が、アニロックスローラ１３表面の移動方向とは異なる方向に移動するように、回転している。

ドクターローラ１５は、金属製ローラ、または金属製芯材の表面に、弾性材料である導電性ゴムを設けた形で構成されている。導電性ゴムは、ウレタンゴムにカーボンを配合、或いは二トリルゴム（ＮＢＲ）にエピクロロヒドリンを配合して構成し、その厚さは０．５〜１．０ｍｍである。そして、表面の摩擦抵抗を軽減するため、ウレタンコートやフッ素樹脂コートなどのコーティングを施したり、ＰＦＡ（ポリテトラフルオロエチレン）チューブを装着したりする場合もある。

ドクターローラ１５には、図２に示すように、バイアス電圧印加手段１９が接続されており、制御手段２０の要求に従って、設定された値のバイアス電圧が印加されるようになっている。また、図示しないクリーニングローラが、ドクターローラ１５表面をクリーニングするために設けられている。

次に、上記構成に係る動作及び作用効果について説明する。まず、ドクターローラ１５とアニロックスローラ１３の間を通過中の液体現像剤１８をトナー像の形成に用いる時における動作及び作用効果についての説明を行う。

液体現像装置１０において、現像剤タンク１１に貯溜された液体現像剤１８は、液体現像剤１８に浸漬し、回転する汲み上げローラ１４のローラ面に付着せしめられ、汲み上げローラ１４の回転動作に伴って、同一線速度で逆方向に回転するアニロックスローラ１３との当接部を介して、アニロックスローラ１３の表面に順次供給される。この際、汲み上げローラ１４と当接し、液体現像剤１８の供給を受けたアニロックスローラ１３の各セル１３ｃは、液体現像剤１８で満たされる。

液体現像剤１８が満たされた各セル１３ｃは、この後、アニロックスローラ１３の回転に従って、ドクターローラ１５との当接ニップ部Ｎに至る。

図３に示すように、ドクターローラ１５の手前においては、アニロックスローラ１３に供給された液体現像剤１８は、各セル１３ｃ内に留まらず、ローラ面全体に付着して、過剰な状態となっている。弾性を有するドクターローラ１５の当接ニップ部Ｎでは、アニロックスローラ１３表面に沿って密着している状態であるので、当該部位に至ったアニロックスローラ１３上の液体現像剤１８は、セル１３ｃ内に溜まっているものを除いては、ドクターローラ１５との当接ニップ部Ｎ手前に残され、現像剤タンク１１（図２参照）に戻される。このようなドクターローラ１５によるドクタリングで、ドクターローラ１５当接ニップ部Ｎを通過した後は、アニロックスローラ１３表面に付着していた過剰な液体現像剤１８が除去されて、各セル１３ｃ内には、略正確に規定された分量の液体現像剤１８が残る。

ドクターローラ１５とアニロックスローラ１３の間を通過中の液体現像剤１８をトナー像の形成に用いる時、ドクターローラ１５には、制御手段２０の要求を受けたバイアス電圧印加手段１９により、液体現像剤１８のトナー粒子の帯電極性（プラス）と逆極性（マイナス）のバイアス電圧（マイナス３００Ｖ）が印加されている。これにより、セル１３ｃ内の液体現像剤１８が規定分量に調整されると同時に、セル１３ｃ内の液体現像剤１８に分散されているトナー粒子Ｔは、バイアス電圧が印加されたドクターローラ１５の表面に引き寄せられる（トナーコンパクション現象、図３参照）。

したがって、セル１３ｃ内の液体現像剤１８においては、ドクターローラ１５近傍である表層部には、トナー粒子Ｔの含有率が高い高濃度の液体現像剤１８の層が形成され、セル１３ｃ底部である下層には、トナー粒子Ｔの含有率が低い低濃度の液体現像剤１８の層が形成される。

そして、ここでセル１３ｃの表層部に形成された高濃度の液体現像剤１８の層は、略この状態を維持したまま、現像ローラ１２との当接部に至って、ここで現像ローラ１２のローラ面に転移せしめられて、現像ローラ１２表面に液体現像剤１８の薄層を形成する。

一般的に、アニロックスローラ１３から現像ローラ１２に転移する液体現像剤１８の量は、セル容量の３０〜６０％程度であり、セル１３ｃ内の全ての液体現像剤１８が、現像ローラ１２に転移することはない。したがって、アニロックスローラ１３のセルの表層に高濃度の液体現像剤１８の層を形成しておくことにより、高濃度の液体現像剤１８が、より多く現像ローラ１２に転移し、セル１３ｃ底部の低濃度の液体現像剤１８が、残留することになる。

よって、現像ローラ１２に形成された液体現像剤１８の薄層は、現像剤タンク１１内で貯溜されている液体現像剤１８よりも、トナー粒子Ｔを多く含有する高濃度の液体現像剤１８の薄層となる。そして、現像ローラ１２に形成された高濃度の液体現像剤１８の薄層は、感光体ドラム５１に供給されて静電潜像を現像する。

このように、ドクターローラ１５とアニロックスローラ１３の間を通過中の液体現像剤１８をトナー像の形成に用いる時に用いられる液体現像剤１８はトナー濃度が高いため、液体現像装置１１に供給する液体現像剤１８は、実際に現像に使用する液体現像剤１８より低濃度な液体現像剤１８を使用することができる。液体現像剤１８の濃度が低いと粘度が低下するため取り扱いが容易になり、液体現像剤１８の搬送経路の構成も簡便なものを採用することが可能となる。

一方、当接するドクターローラ１５のバイアス電圧によるトナーコンパクションで、アニロックスローラ１３のセル１３ｃ底部に残留する低濃度の液体現像剤１８には、トナー粒子Ｔが殆ど残っていないので、液体現像剤１８中のトナー粒子Ｔが沈降して、セル底部に堆積、固着するのを防止することができる。

したがって、従来必要とされたアニロックスローラ１３のセル１３ｃの清掃を目的としたメンテナンスが不要となり、維持管理が容易となる。すなわち、定期的に清掃しなくても、セル１３ｃ内には、トナー粒子Ｔが堆積することなく常に清浄に保たれるので、使用頻度等によらず、セル１３ｃの状態は適正に維持されて、安定して現像ローラ１２に適切な液体現像剤１８の薄層が形成され、画像画質を良好に保つことができる。また、アニロックスローラ１３の清掃においては機械的手段を使用していないので、ローラ面の劣化が抑えられて、アニロックスローラ１３の長寿命化が可能となる。

このようにして、供給ローラであるアニロックスローラ１３に対して、その表面をクリーニングするクリーニング部材を別途設けることなく、部品点数の増加防止、省スペース化が図られ、使用時間や使用頻度に拘わらず、アニロックスローラ１３のセル１３ｃを現像に対して良好な状態に保持でき、適正な画像品質を長期間にわたって維持することが可能な液体現像装置１０を提供することができる。

また、アニロックスローラ１３は、内部１３ｂが導電性材料で、表面１３ａが絶縁材料で構成されており、バイアス電圧印加手段１９により、トナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧が印加されるので、現像ローラ１２やドクターローラ１５との絶縁性を保持しながら、アニロックスローラ１３のローラ内部１３ｂの導電性材料にバイアス電圧を印加することにより、現像ローラ１２やドクターローラ１５に対して電位差を発生させることができる。したがって、各バイアス電圧間を独立して制御することができ、制御の自由度を高めることが可能である。つまり、帯電しているトナー粒子Ｔに対して、現像ローラ１２、ドクターローラ１５、及びアニロックスローラ１３に印加するバイアス電圧を適宜個別に、あるいは相対的に調整することにより、液体現像剤１８中のトナー粒子Ｔの挙動を自在に制御することができる。その結果、液体現像剤１８中のトナー粒子Ｔの特性を利用して、アニロックスローラ１３表面のセル１３ｃ底部へのトナー粒子Ｔの堆積、固着を防止し、適正な画像品質を維持する効果を一層向上させることが可能になる。

また、アニロックスローラ１３の表面層１３ａの絶縁材料は、セラミックで構成されているので、その材料特性により精密なセル１３ｃが形成できるのに加えて、耐久性、耐溶剤性が高められたアニロックスローラ１３を得ることができる。これにより、長期間にわたって安定して、現像ローラ１２表面に対して高濃度、高精度な液体現像剤１８の薄層を形成することが可能である。したがって、メンテナンスに手間が掛からず、長寿命化が図られ、さらに長期間にわたって適正な画像品質を維持することが可能な液体現像装置１０を得ることができる。

また、バイアス電圧印加手段１９によるドクターローラ１５へのトナーの帯電極性と逆極性のバイアス電圧の印加は、ドクターローラ１５とアニロックスローラ１３の間を通過中の液体現像剤１８をトナー像の形成に用いる時に行うので、液体現像装置１０の起動中、画像形成時以外の期間においてもその表面に液体現像剤１８が存在するアニロックスローラ１３に対して、ドクターローラ１５とアニロックスローラ１３の間を通過中の液体現像剤１８をトナー像の形成に用いる時に限って、ドクターローラ１５にトナー粒子Ｔと逆極性、さらにアニロックスローラ１３にトナー粒子Ｔと同極性のバイアス電圧を印加することで、液体現像剤１８中のトナー粒子Ｔを表層に集める効果を高めることができる。したがって、ドクターローラ１５とアニロックスローラ１３の間を通過中の液体現像剤１８をトナー像の形成に用いる時には、アニロックスローラ１３表面のセル１３ｃに対してトナー粒子Ｔの堆積、固着を防止しながら、高濃度の液体現像剤１８を得ることができる。

次に、ドクターローラ１５とアニロックスローラ１３の間を通過中の液体現像剤１８をトナー像の形成に用いない時における動作、作用効果について説明する。

前記ドクターローラ１５とアニロックスローラ１３の間を通過中の液体現像剤１８をトナー像の形成に用いる時において、ドクターローラ１５は、液体現像剤１８中のトナー粒子Ｔの帯電極性（プラス）と逆極性（マイナス）のバイアス電圧を印加されて、アニロックスローラ１３上の液体現像剤中のトナー粒子Ｔを引き寄せる役割を果たしたが、この際、引き寄せられたトナー粒子Ｔの一部が、ドクターローラ１５の表面に付着してしまう。

印刷待機時や画像形成を行っていない紙間において、制御手段２０の要求を受けたバイアス電圧印加手段１９により、アニロックスローラ１３にはトナー粒子Ｔの帯電極性（プラス）と同極性のバイアス電圧を印加し、またドクターローラ１５にはトナー粒子Ｔの帯電極性（プラス）と同極性であって、且つアニロックスローラ１３のバイアス電圧よりも高いバイアス電圧（プラス４００Ｖ）を印加することが可能である。なお、アニロックスローラ１３表面は、絶縁部材であるセラミックで構成されているので、当接するドクターローラ１５との電位差は適正に保たれる。

このとき、トナーコンパクション工程等でドクターローラ１５に付着したトナー粒子Ｔは、ドクターローラ１５とアニロックスローラ１３に印加されたバイアス電圧の差によって、バイアス電圧の低いほうに移動しようとするため、アニロックスローラ１３側に移動する。そして、ドクターローラ１５から剥離したトナー粒子Ｔは、引き続き、現像剤タンク１１から供給されてくる液体現像剤１８と共に下流に流される。

このようにして、ドクターローラ１５に付着したトナー粒子Ｔは除去され、適正な画像品質を維持する効果を高めることが可能になる。

そして、上記のような動作は、ドクターローラ１５とアニロックスローラ１３の間を通過中の液体現像剤１８をトナー像の形成に用いない時に行うので、例えば紙間や待機時などといった期間において、ドクターローラ１５に付着したトナー粒子Ｔを除去することができる。したがって、そのための特別な期間を設ける必要がなく、一連の画像形成動作の邪魔となることを防止することができ、利用者の利便性を損なうのを予防することが可能である。

なお、ドクターローラ１５とアニロックスローラ１３の間を通過中の液体現像剤１８をトナー像の形成に用いない時の、ドクターローラ１５へのトナー粒子Ｔの帯電極性（プラス）と同極性であって、且つアニロックスローラ１３のバイアス電圧よりも高いバイアス電圧の印加は、アニロックスローラ１３側への過度のトナーの移動を防ぐため、短時間（例えば２秒）に留めたほうがよい。さらに、プリンタ１００の起動時など、トナー像の形成を行わずに比較的長時間（例えば３分）液体現像装置１０が駆動される場合には、ドクターローラ１５へトナー粒子Ｔの帯電極性（プラス）と同極性であって、且つアニロックスローラ１３のバイアス電圧よりも高いバイアス電圧と、トナーの帯電極性と逆極性のバイアス電圧とを、交互（例えば２秒おき）に印加することによって、アニロックスローラ１３とドクターローラ１５の両方へのトナーの固着を防止することができる。

この他、ドクターローラ１５に堆積した残留トナーに起因して、現像ローラ１２の液体現像剤１８の薄層形成に不具合が生じたり、トナー汚染等を引き起こしたりすることが無いので、長期間にわたって安定して高画質画像を形成することができる。

また、ドクターローラ１５ローラ状規制部材は、その表面が弾性材料で構成されていることとしたので、例えばアニロックスローラ１３表面にうねりが発生していたり、アニロックスローラ１３に対してドクターローラ１５が傾斜した形で接触していたりしても、アニロックスローラ１３の表面に沿った適正なドクタリングを行うことができる。これにより、アニロックスローラ１３表面の各セル１３ｃには、正確に規定された液量の液体現像剤１８が残る。したがって、液体現像剤１８中のトナー粒子Ｔの特性を利用して、アニロックスローラ１３表面のセル１３ｃ底部へのトナー粒子Ｔの堆積、固着を防止しながら、適正な画像品質を維持する効果をより一層向上させることが可能になる。

また本発明では、上記液体現像装置１０を画像形成装置であるプリンタ１００に搭載したので、現像ローラ１２に液体現像剤１８を供給するアニロックスローラ１３に対して、その表面をクリーニングするクリーニング部材を別途設けることなく、部品点数の増加防止、省スペース化が図られ、且つ液体現像剤１８中のトナー粒子Ｔの特性を利用して、メンテナンスに手間を掛けることなく、アニロックスローラ１３表面のセル１３ｃ底部へのトナー粒子Ｔの堆積、固着を防止することができ、適正な画像品質を維持することが可能な高性能なプリンタ１００を得ることができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

例えば、上記実施形態では、プリンタ１００は、中間転写体として無端状の中間転写ベルト４３を備えるカラー印刷用の画像形成装置であるが、中間転写体を用いることのない、ブラックトナーのみを使用したモノクロ印刷用の画像形成装置であっても構わない。

本発明は、アニロックスローラのような液体現像剤の供給ローラを用いた、画像形成装置に適用可能な液体現像装置において利用可能である。

本発明の実施形態に係る液体現像装置を搭載した画像形成装置であるプリンタの模型的垂直断面正面図である。 図１のプリンタの画像形成部周辺を示す垂直断面部分拡大図である。 図２のアニロックスローラ及びドクターローラの当接ニップ部における液体現像剤の様子を示す部分拡大断面図。

符号の説明

５ 画像形成部（５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｂ）
１０ 液体現像装置
１１ 現像剤タンク
１２ 現像ローラ（現像剤担持体）
１３ アニロックスローラ（供給ローラ）
１３ａ 表面層
１３ｂ ローラ内部
１３ｃ セル
１５ ドクターローラ（ローラ状規制部材）
１８ 液体現像剤（液体現像剤）
１９ バイアス印加手段
５１ 感光体ドラム（像担持体）
１００ プリンタ（画像形成装置）

Claims (7)

1. 像担持体と、前記像担持体に絶縁性液体中にトナーを分散した液体現像剤を供給する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に液体現像剤を供給する供給ローラとを備えた液体現像装置において、
   前記供給ローラに当接して設けられた導電性材料からなるローラ状規制部材に、バイアス電圧印加手段により、トナーの帯電極性と逆極性のバイアス電圧を印加することを特徴とする液体現像装置。
2. 前記供給ローラは、内部が導電性材料で、表面が絶縁材料で構成されており、前記バイアス電圧印加手段により、トナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧が印加されることを特徴とする請求項１に記載の液体現像装置。
3. 前記供給ローラ表面の前記絶縁材料は、セラミックで構成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。
4. 前記バイアス電圧印加手段による前記ローラ状規制部材へのバイアス電圧の印加は、ローラ状規制部材と前記供給ローラの間を通過中の液体現像剤をトナー像の形成に用いる時に行うことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の液体現像装置。
5. 前記ローラ状規制部材と前記供給ローラの間を通過中の液体現像剤をトナー像の形成に用いない時には、前記バイアス電圧印加手段により、ローラ状規制部材に、トナーの帯電極性と同極性で、且つ供給ローラのバイアス電圧の絶対値よりも高いバイアス電圧を印加することが可能であることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の液体現像装置。
6. 前記ローラ状規制部材は、その表面が弾性材料で構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液体現像装置。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の液体現像装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。

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