JPH0720722A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 湿式現像装置４の現像ヘッド４１のコストを
低減するとともに、画像品質の安定化を図る。 【構成】 現像装置４の現像ヘッド４１は中空であり、
感光体１に面する現像剤供給部４１ａに微小孔４１ｂを
有する。また、現像ギャップを現像ヘッド４１の感光体
１への方向の振動の振幅ａより小さくする。また、所定
のタイミングで感光体１上に基準トナー像を形成し、こ
の基準トナー像の画像濃度のＰセンサ１１による検知結
果に基づいて、加振器４２の振動数を変化させるように
制御部（不図示）で制御する。なお、現像ヘッド４１の
現像剤供給部４１ａの表面に撥油剤等の離型性材料を塗
布してもよい。また、基準トナー像の画像濃度のＰセン
サによる検知結果に基づいて現像ギャップを変化させる
ように制御してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミ
リ、プリンター等の画像形成装置に係り、詳しくは潜像
担持体上に形成された潜像を液体現像剤により顕像化す
る現像装置を備えた画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像形成装置に採用される現像装
置としては大別すると乾式現像装置と湿式現像装置とが
知られている。そして、液体現像剤を用いた湿式現像装
置は、乾式現像装置に比べ、トナー粒子が細かい事など
から高解像度が得られる等の利点がある。湿式現像装置
としては、例えばアイソパー（商品名）等の石油系の溶
剤からなる液体キャリアに例えば樹脂で被覆したカーボ
ンブラックからなるトナーを分散した油性現像剤を、静
電潜像を形成された潜像担持体表面と該表面に一定間隔
をおいて配置された現像剤担持体としての対向電極との
間に流して油性現像液を潜像担持体表面に接触させ、液
体キャリアで荷電したトナーの電気泳動現象を利用して
静電潜像を現像する接触現像方式の装置が一般的であ
る。この油性現像剤は、トナー荷電及びトナー移送に液
体キャリアを用いることから二成分液体現像剤と呼ばれ
ている。

【０００３】しかし、二成分液体現像剤を用いた湿式現
像装置では、現像剤を静電潜像のみならず非荷電部にも
接触させるので、潜像担持体に付着して持ち出される現
像剤の量が多く、このため潜像担持体の表面の余剰現像
剤を除去するための手段が必要となる。また、非荷電部
にも現像剤が接触することから非荷電部の残留電荷の作
用によって非荷電部にトナーが付着するため画像に地汚
れが生ずることがあるという欠点がある。更に、潜像担
持体上のトナーを転写等の転写材に転写して最終画像を
得る場合には、画像部非画像部に拘らず潜像担持体に付
着した現像剤が転写材に転移されるので、トナー像転写
直後の転写材は現像剤で濡れた状態であり、機外に排出
するまでに、例えば定着時に溶剤を蒸発させる必要があ
る。この溶剤を蒸発させるための熱量は画像形成装置で
使われる熱量の大部分を占めるばかりでなく、画像形成
装置の周囲では乾燥により蒸発した有機液体の蒸気濃度
が高くなり、不快感を与えることもある。

【０００４】上記のような問題を解決する湿式現像装置
として、液体中に色材を分散又は溶解された液体現像剤
を用い、現像剤担持体上の液体現像剤と潜像担持体との
間で非接触のジャンピング現像を行なわせる現像装置が
提案されている。この液体現像剤は液体中を色材が移動
すること無く、液体全体がトナーの挙動をし、二成分液
体現像剤における液体キャリアに相当するものが無いこ
とから、一成分液体現像剤と呼ばれている。この一成分
液体現像剤を用いた非接触のジャンピング現像方式で
は、現像剤担持体上の液体現像剤の膜厚を薄くかつ均一
にしなければならないが、二成分液体現像剤を用いた接
触現像方式のように潜像担持体と対向する現像剤供給部
の表面が平坦である現像剤担持体上では、現像に必要な
所定の量の液体現像剤を保持することは困難であった。
そこで、最近では、該現像剤供給部の表面に微小な凹凸
を形成することにより、その各凹部の微小部分に、現像
に必要な所定の量の液体現像剤を保持し、ジャンピング
現像を行ないやすくすることが検討されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
一成分液体現像剤を用いる湿式現像装置では、上記現像
剤供給部の表面に微小な凹凸を形成する必要があるため
に、現像剤担持体のコストが高くなってしまう。更に、
非接触のジャンピング現像方式を採用しているために、
現像剤担持体と潜像担持体との間の現像ギャップの変動
によって画像品質が大きく左右されるので、該現像ギャ
ップを厳しく管理することが必要である。その結果、更
にコストが高くなってしまい、また部品のバラツキによ
って画像品質のバラツキも大きくなってしまう。

【０００６】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、潜像担持体上に形成
された潜像を液体現像剤により顕像化する現像装置を備
えた画像形成装置において、現像剤担持体のコストを低
減するとともに、画像品質の安定化を図ることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、潜像担持体上に形成された潜
像を液体現像剤により顕像化する現像装置を備えた画像
形成装置において、該現像装置が、中空であって、か
つ、該潜像担持体に対向する現像剤供給部に多数の微小
孔を有する現像剤担持体と、該現像剤担持体を振動させ
る振動手段とを有することを特徴とするものである。

【０００８】また、請求項１の画像形成装置において、
請求項２の発明は、上記現像剤供給部と上記潜像担持体
との間の現像ギャップをＰＧとし、該潜像担持体に面す
る方向の該現像剤担持体の振動の振幅をａとしたとき、
ＰＧ＞ａの関係を満足するように構成したことを特徴と
するものであり、請求項３の発明は、上記現像剤供給部
の表面に離型性材料の膜を設けたことを特徴とするもの
であり、請求項４の発明は、上記潜像担持体上に基準濃
度パターンの顕像を形成する基準顕像形成手段と、該基
準顕像の画像濃度を検知する画像濃度検知手段と、該基
準顕像の画像濃度の検知結果に基づいて上記振動手段の
振動数又は振幅を変化させる制御手段とを設けたことを
特徴とするものであり、請求項５の発明は、上記現像剤
供給部と上記潜像担持体との間の現像ギャップを調整す
る現像ギャップ調整手段と、上記潜像担持体上に基準濃
度パターンの顕像を形成する基準顕像形成手段と、該基
準顕像の画像濃度を検知する画像濃度検知手段と、該基
準顕像の画像濃度の検知結果に基づいて該現像ギャップ
を調整するように該現像ギャップ調整手段を制御する制
御手段とを設けたことを特徴とするものである。

【０００９】また、請求項６の発明は、請求項５の画像
形成装置において、上記現像ギャップ調整手段として、
上記現像剤担持体と上記潜像担持体との間に固着した圧
電素子を用いたことを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】請求項１の発明においては、中空の現像剤担持
体の内部に液体現像剤が略満たされ、この状態で該現像
剤担持体を振動手段で振動させると、液体現像剤が唯一
の出口である現像剤担持体の現像剤供給部の多数の微小
孔それぞれから、表面張力により盛り上がるように突出
する。この突出した液体現像剤は不安定な状態にあり、
潜像担持体上の潜像の電位に応じて該潜像に向かって飛
翔して現像が行なわれる。これにより、現像剤供給部の
表面に凹凸を形成することなく、ジャンピング現像等の
非接触現像に必要な量の液体現像剤を、該現像剤供給部
から供給できるようになる。また、溶剤を必要としない
一成分液体現像剤を用いた現像が可能となり、二成分液
体現像剤を用いた現像装置のように液体現像剤中のトナ
ー濃度を制御する濃度制御手段も必要なくなる。

【００１１】請求項２の発明においては、上記現像剤担
持体の現像剤供給部と上記潜像担持体との間の現像ギャ
ップＰＧを、潜像担持体に面する方向の現像剤担持体の
振動の振幅ａより大きく設定することにより、上記振動
手段で現像剤担持体を振動させても、現像剤供給部が潜
像担持体に接触しなくなり、現像剤担持体の振動が潜像
担持体に伝わらないようにすることができる。

【００１２】請求項３の発明においては、上記現像剤担
持体の現像剤供給部の表面に離型性材料の膜を設けるこ
とにより、現像剤供給部の微小孔から液体現像剤が突出
しやすくなる。

【００１３】請求項４の発明においては、上記基準顕像
形成手段で潜像担持体上に形成した基準濃度パターンの
顕像の画像濃度を、上記画像濃度検知手段で検知し、そ
の検知結果に基づいて、上記振動手段の振動数又は振幅
を変化させるように上記制御手段で制御する。例えば、
該顕像の画像濃度が薄いときには該振動数を上げ、又は
該振幅を大きくし、これにより、上記現像剤担持体内の
液体現像剤を活性化し、該液体現像剤を上記現像剤供給
部の微小孔から突出しやすくし、画像濃度を上げること
ができ、一方、該顕像の画像濃度が濃いときには該振動
数を下げ、又は該振幅を小さくし、これにより、該液体
現像剤を上記現像剤供給部の微小孔から突出しにくく
し、画像濃度を下げることができるようになる。

【００１４】請求項５の発明においては、上記基準顕像
形成手段で潜像担持体上に形成した基準濃度パターンの
顕像の画像濃度を、上記画像濃度検知手段で検知し、そ
の検知結果に基づいて、上記現像剤供給部と上記潜像担
持体との間の現像ギャップを調整するように、上記制御
手段で上記現像ギャップ調整手段を制御する。例えば、
該顕像の画像濃度が薄いときには該現像ギャップを狭く
し、これにより、画像濃度を上げることができるように
なる。一方、該顕像の画像濃度が濃いときには該現像ギ
ャップを広げ、これにより、画像濃度を下げることがで
きるようになる。

【００１５】請求項６の発明においては、上記現像ギャ
ップ調整手段として、上記現像剤担持体と上記潜像担持
体との間に固着した圧電素子を用いることにより、該圧
電素子に印加する電圧を変化させることにより、該圧電
素子の大きさを変化させ、該圧電素子を挾み込むように
固着された現像剤担持体と潜像担持体と間の距離を精密
に調整できるようになる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を画像形成装置である電子写真
複写機（以下、複写機という）に適用した一実施例につ
いて説明する。図１は本実施例に係る複写機の概略構成
を示す正面図である。潜像担持体であるドラム状の感光
体１は、複写時には図示しない駆動装置により一定方向
（図１中の矢印方向）に回転駆動され、帯電チャージャ
２により一様に帯電された後、図示しない露光装置によ
り原稿像Ｌが投影されて静電潜像が形成される。なお、
感光体１における画像領域以外の部分はイレーサ３によ
り除電される。感光体１上の静電潜像は、湿式現像装置
４により現像された後、中間転写ベルト５に転写され、
図示ない給紙装置から搬送ローラ６及びレジストローラ
７を介して供送される転写材としての転写紙に、転写ロ
ーラ８によって転写される。この転写紙は、図示しない
定着装置によりトナーが定着された後、装置外へ排出さ
れる。一方、感光体１は、中間転写ベルト５への転写後
に、クリーニング装置９によって残留トナーが除去さ
れ、除電ランプ１０で残留電荷が除去されて、次の複写
に備えられる。なお、上記ドラム状の感光体１に代え、
ベルト状の感光体を用いてもよい。

【００１７】本実施例の湿式現像装置４は、導電性の一
成分液体現像剤（以下、現像液という）を用いて感光体
上の静電潜像を現像するものである。この現像液は、油
性又は水性の溶剤に結着剤、及び顔料又は染料を混合し
て成る。必要に応じて、特別な機能を発揮させるため
に、いろいろな特殊剤を添加してもよい。なお、この現
像液には、ゲル状の現像液も用いることができる

【００１８】また、この湿式現像装置４は、現像剤担持
体としての現像ヘッド４１、現像ヘッド４１を振動させ
る振動手段としての加振器４２、現像ヘッド４１に現像
液を補給するための補給タンク４３、現像液ポンプ４４
等により構成されている。上記現像ヘッド４１は中空で
あって、その内部には現像液４５が略満杯に収容されて
いる。この現像ヘッド４１内の現像液４５の液面は、図
示しない液面センサで液面を検知し、この液面センサの
検知結果に基づいて現像液ポンプ４４を駆動したり、現
像ヘッド４１内の現像液４５を加圧する圧電素子（不図
示）を駆動したりすることにより、制御できる。現像液
ポンプ４４を設けないで、現像ヘッド４１と補給タンク
４３との間を連通させたような場合には、補給タンク４
３のフロートスイッチで、液面制御を行なってもよい。
ここで、現像液４５の液面は、上記加振器４２による加
振がない状態で必ずしも現像剤供給部４１ａの内面に接
触する必要はなく、加振器４２による加振を行なった際
に液が現像剤供給部４１ａの内面に接触すればよい。ま
た、感光体１に面する現像剤供給部４１ａには、現像液
４５を感光体１側に供給するための多数の微小孔４１ｂ
が形成されている。

【００１９】また、本実施例では、図２に示すように、
現像ヘッド４１の現像剤供給部４１ａと感光体１との間
隙である現像ギャップＰＧが、現像ヘッド４１の感光体
１に面する方向（図２中の矢印Ａ方向）の振動の振幅ａ
より小さくなるように、現像ギャップＰＧ又は加振器４
２の駆動力などを設定している。

【００２０】また、本実施例では、所定のタイミング
で、基準顕像形成手段としての帯電チャージャ２、イレ
ーサ３、湿式現像装置４等により、感光体１上に所定濃
度の基準濃度パターンのトナー像（以下、基準トナー像
という）を形成し、この基準トナー像の画像濃度を画像
濃度検知手段としての光反射型濃度センサ（以下、Ｐセ
ンサという）１１により検知し、この検知結果に基づい
て、上記加振器４２の振動数を変化させるように、例え
ばＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ，Ｉ／Ｏ部等により構成され
た制御手段としての制御部（不図示）で制御する。具体
的には、加振器４２の振動数と画像濃度との間には図４
に示すような関係があるので、Ｐセンサ１１で検知した
基準トナー像の画像濃度が薄いときには、図４の領域Ｂ
の範囲内で加振器４２の振動数を上げ、現像ヘッド４１
内の現像液４５を活性化し、現像液４５が微小孔４１ｂ
から突出しやすくなるようにして、画像濃度を上げる。
一方、Ｐセンサ１１で検知した基準トナー像の画像濃度
が濃いときには、図４の領域Ｂの範囲内で加振器４２の
振動数を下げ、現像液４５が微小孔４１ｂから突出しに
くくなるようにして、画像濃度を下げる。

【００２１】以上、本実施例によれば、中空の現像ヘッ
ド４１の内部に現像液４５が略満杯に収容され、この状
態で現像ヘッド４１を加振器４２で振動させると、図３
（ａ）のように現像ヘッド４１内の現像液４５が、唯一
の出口である現像剤供給部４１ａの多数の微小孔４１ｂ
それぞれから、表面張力により盛り上がるように突出す
る。この突出した現像液４５は従来の凹凸面の場合によ
り更に盛り上がって不安定な状態にあり、感光体１上の
静電潜像の電位に応じて、現像液４５は感光体１に向か
って飛翔し、非接触現像、例えばジャンピング現像が行
なわれる。これにより、ジャンピング現像等の非接触現
像に必要な現像液４５を、現像剤供給部４１ａから供給
できるようになるので、従来のように現像剤供給部４１
ａの表面に凹凸を形成する必要がなくなり、現像ヘッド
４１のコストを下げることができる。また、溶剤を必要
としない一成分液体現像剤を用いた現像が可能となり、
二成分液体現像剤を用いた現像装置のように現像液４５
の濃度を制御する濃度制御手段も必要なくなるので、装
置の構成を従来に比べて簡略化でき、装置のコストを下
げることができる。

【００２２】また、本実施例によれば、現像ヘッド４１
の現像剤供給部４１ａと感光体１との間の現像ギャップ
ＰＧを、感光体１に面する方向の現像剤ヘッド４１の振
動の振幅ａより大きく設定することにより、加振器４２
で現像ヘッド４１を振動させても、現像剤供給部４１ａ
が感光体１に接触しなくなり、現像ヘッド４１の振動が
感光体１に伝わらないので、該振動の画像への悪影響を
防止できる。

【００２３】また、本実施例によれば、Ｐセンサ１１で
検知した基準濃度パターンのトナー像の画像濃度の検知
結果に基づいて、加振器４２の振動数を変化させること
により、画像濃度が一定になるように制御できるので、
環境やトナー粘度等の現像条件が変化した場合にも、画
像品質を最適に維持することができる。ここで、加振器
４２の振動数を変化させるとともに、又は該振動数を変
化させるかわりに、加振器４２による振動の振幅を変化
させてもよい。例えば、Ｐセンサ１１で検知した基準ト
ナー像の画像濃度が薄いときには、加振器４２による振
動の振幅を大きくし、現像ヘッド４１内の現像液４５を
より活性化し、現像液４５が微小孔４１ｂから突出しや
すくなるようにして、画像濃度を上げる。一方、Ｐセン
サ１１で検知した基準トナー像の画像濃度が濃いときに
は、加振器４２による振動の振幅を小さくし、現像液４
５が微小孔４１ｂから突出しにくくなるようにして、画
像濃度を下げる。

【００２４】なお、上記実施例において、現像ヘッド４
１の現像剤供給部４１ａの表面に、撥油剤等の離型性材
料を塗布して離型性膜４６を形成してもよい。この場合
には、図３（ｂ）に示すように現像剤供給部４１ａの微
小孔４１ｂから現像液４５が突出しやすくなるので、確
実で、かつ、効率のよい現像が可能になり、画像を鮮明
にすることができる。

【００２５】また、上記実施例においては、Ｐセンサに
よる検知結果に基づいて加振器４２の振動数を変化させ
るように制御しているが、これに代え、又はこれに加え
て、Ｐセンサによる検知結果に基づいて現像ギャップＰ
Ｇを変化させるように制御部（不図示）で制御してもよ
い。具体的には、現像ギャップ調整手段として、例えば
図５に示すように、感光体１の回転軸の両端の軸受１２
と現像ヘッド４１の現像剤供給部４１ａと間に、圧電素
子１３及び圧電素子１３に電圧を印加する電圧可変型電
源（不図示）を設け、図６に示すように、Ｐセンサ１１
で検知した基準トナー像の画像濃度が薄いときには、現
像ギャップＰＧが狭くなるような電圧を圧電素子１３に
印加して、画像濃度を上げる。一方、Ｐセンサ１１で検
知した基準トナー像の画像濃度が濃いときには、現像ギ
ャップＰＧが広くなるような電圧を圧電素子１３に印加
して、画像濃度を下げる。以上の制御により、環境やト
ナー粘度等の現像条件が変化した場合でも、常に最適な
現像ギャップＰＧに維持することができ、画像品質を最
適に維持することができる。また、部品の加工精度に頼
る必要がなく、装置の安定性が増す。

【００２６】

【発明の効果】請求項１乃至６の発明によれば、上記現
像剤担持体の現像剤供給部の表面に凹凸を形成すること
なく、ジャンピング現像等の非接触現像に必要な量の液
体現像剤を、該現像剤供給部から供給できるようになる
ので、現像剤担持体のコストを下げることができるとと
もに、画像品質の安定化を図ることができるという効果
がある。また、溶剤を必要としない一成分液体現像剤を
用いた現像が可能となるので、従来のような溶剤ガスの
発生がなくなり、更に液体現像剤の濃度を制御する濃度
制御手段も必要なくなるので、装置の構成を従来に比べ
て簡略化でき、装置のコストを下げることができるとい
う効果がある。

【００２７】特に、請求項２の発明によれば、上記振動
手段で現像剤担持体を振動させても、該現像剤担持体の
現像剤供給部が潜像担持体に接触しなくなり、現像剤担
持体の振動が潜像担持体に伝わらないようにすることが
できるので、該振動の画像への悪影響を防止でき、更に
画像品質の安定化を図ることができるという効果があ
る。

【００２８】また、請求項３の発明によれば、上記現像
剤担持体の現像剤供給部の表面に離型性材料の膜を設け
ることにより、現像剤供給部の微小孔から液体現像剤が
突出しやすくなるので、確実で、かつ、効率のよい現像
が可能になり、画像を鮮明にすることができ、更に画像
品質の安定化を図ることができるという効果がある。

【００２９】また、請求項４の発明によれば、上記基準
濃度パターンの顕像の画像濃度の検知結果に基づいて、
上記振動手段の振動数又は振幅を変化させることによ
り、画像濃度が一定になるように制御できるので、環境
やトナー粘度等の現像条件が変化した場合でも、画像品
質を最適に維持することができるという効果がある。

【００３０】また、請求項５又は６の発明によれば、上
記基準濃度パターンの顕像の画像濃度の検知結果に基づ
いて、上記現像剤供給部と上記潜像担持体との間の現像
ギャップを精密に調整して、画像濃度が一定になるよう
に制御できるので、環境やトナー粘度等の現像条件が変
化した場合でも、常に最適な現像ギャップに維持するこ
とができる。したがって、画像品質を最適に維持するこ
とができ、また部品の加工精度に頼る必要がなく、装置
の安定性が増すという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る複写機の概略構成を示す正面図。

【図２】感光体１に対向する現像ヘッドの拡大図。

【図３】（ａ）は現像液４５の突出状態を示す説明図。
（ｂ）は現像剤供給部４１の表面に離型性膜４６を形成
した場合の、現像液４５の突出状態を示す説明図。

【図４】加振器４２の振動数と画像濃度との関係を示す
特性図。。

【図５】変形例に係る現像ヘッド４１及び感光体１の斜
視図。

【図６】現像ギャップＰＧと画像濃度との関係を示す特
性図。

【符号の説明】

１ 感光体 ４ 湿式現像装置 １１ Ｐセンサ １３ 圧電素子 ４１ 現像ヘッド ４１ａ 現像剤供給部 ４１ｂ 微小孔 ４２ 加振器 ４５ 現像液 ４６ 離型性膜

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】潜像担持体上に形成された潜像を液体現像
   剤により顕像化する現像装置を備えた画像形成装置にお
   いて、 該現像装置が、中空であって、かつ、該潜像担持体に対
   向する現像剤供給部に多数の微小孔を有する現像剤担持
   体と、該現像剤担持体を振動させる振動手段とを有する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】上記現像剤供給部と上記潜像担持体との間
   の現像ギャップをＰＧとし、該潜像担持体に面する方向
   の該現像剤担持体の振動の振幅をａとしたとき、ＰＧ＞
   ａの関係を満足するように構成したことを特徴とする請
   求項１の画像形成装置。
3. 【請求項３】上記現像剤供給部の表面に離型性材料の膜
   を設けたことを特徴とする請求項１の画像形成装置。
4. 【請求項４】上記潜像担持体上に基準濃度パターンの顕
   像を形成する基準顕像形成手段と、該基準顕像の画像濃
   度を検知する画像濃度検知手段と、該基準顕像の画像濃
   度の検知結果に基づいて上記振動手段の振動数又は振幅
   を変化させる制御手段とを設けたことを特徴とする請求
   項１の画像形成装置。
5. 【請求項５】上記現像剤供給部と上記潜像担持体との間
   の現像ギャップを調整する現像ギャップ調整手段と、上
   記潜像担持体上に基準濃度パターンの顕像を形成する基
   準顕像形成手段と、該基準顕像の画像濃度を検知する画
   像濃度検知手段と、該基準顕像の画像濃度の検知結果に
   基づいて該現像ギャップを調整するように該現像ギャッ
   プ調整手段を制御する制御手段とを設けたことを特徴と
   する請求項１の画像形成装置。
6. 【請求項６】上記現像ギャップ調整手段として、上記現
   像剤担持体と上記潜像担持体との間に固着した圧電素子
   を用いたことを特徴とする請求項６の画像形成装置。