(57)【要約】【課題】  感光体表面と現像機とのギャップを均一に保ち、画像のひずみや濃度むらの発生を抑制することを可能にした電子写真装置を提供することを目的とする。【解決手段】  筒状に形成されたベルトの表面に感光体層が形成された感光体ベルトと、感光体ベルトに張力をかけるように配置され、感光体ベルトを所定の回転方向に回転させる一対のローラと、一対のローラ間に位置する感光体ベルトの表面に対向して配置され、感光層を帯電させる帯電器と、帯電された感光層上に潜像を形成する光源と、潜像が形成された感光層上に現像液を供給して前記潜像を現像してトナー像を形成する現像機と、一対のローラ間に位置する感光体ベルトの裏面に配置され、感光体ベルトを吸着する吸着ローラとを具備する。【選択図】  図４
2006349761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状に形成されたベルトの表面に感光体層が形成された感光体ベルトと、
前記感光体ベルトに張力をかけるように配置され、前記感光体ベルトを所定の回転方向に回転させる一対のローラと、
前記一対のローラ間に位置する前記感光体ベルトの表面に対向して配置され、前記感光層を帯電させる帯電器と、
前記帯電された感光層上に潜像を形成する光源と、
前記潜像が形成された感光層上に現像液を供給して前記潜像を現像してトナー像を形成する現像機と、
前記一対のローラ間に位置する前記感光体ベルトの裏面に配置され、前記感光体ベルトを吸着する吸着ローラとを具備することを特徴とする電子写真装置。
【請求項２】
前記吸着ローラは、前記現像機と前記感光体ベルトを介して対向配置されていることを特徴とする請求項１記載の電子写真装置。
【請求項３】
前記現像機は、前記現像液を前記感光層上に供給する供給ローラと、前記感光層上の余分な現像液を除去する除去ローラとを具備することを特徴とする請求項１或いは請求項２に記載の電子写真装置。
【請求項４】
前記供給ローラは、前記感光体ベルトの移動方向に回転し、前記除去ローラは、前記感光体ベルトの移動方向に対抗して回転することを特徴とする請求項３記載の電子写真装置。
【請求項５】
前記吸着ローラと前記感光体ベルトの吸着力は、前記感光体ベルトの幅方向の単位長さあたり３０ｇ／ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電子写真装置。
【請求項６】
前記吸着ローラの表面は、シリコン樹脂、ウレタン樹脂、ブチル樹脂のうち少なくともひとつを主成分とする樹脂層で形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の電子写真装置。
【請求項７】
前記吸着ローラの表面は、中心平均粗さ０．４μｍ以下、表面粗さ１．６μｍ以下、硬度５０度以上９０度以下であることを特徴とする請求項６記載の電子写真装置。
【請求項８】
前記吸着ローラ表面に形成された樹脂層の厚さは、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項６或いは請求項７に記載の電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー及び液体キャリアを有する現像液を使用する電子写真装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体キャリア中にトナーが分散された現像液を用いた電子写真装置は、サブミクロンサイズの極めて微細なトナー粒子を用いることができるためオフセット印刷並みの高画質を実現できること、少量のトナーで十分な画像濃度が得られるためコピーコストを低減できること、比較的低温でトナーを記録紙に定着できるため省エネルギーを実現できることなど、乾式電子写真記録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。
【０００３】
現像液を用いた電子写真装置において一般には現像ローラを備えた現像装置が設けられている。現像ローラを備えた現像装置においては、ローラ下部に現像液だまりを形成し現像ローラの一部を浸す方式が一般的である。現像液だまりの現像液が、回転する現像ローラに付着して運ばれることにより、感光体表面へ新鮮なトナーが供給される。現像液だまりを有する構造のほかに、現像液供給ノズルを現像ローラに近接して配置し、現像ローラに現像液を吹き付ける方式もある。
【０００４】
現像液を付着した現像ローラから感光体表面へ現像液を供給する方法として、感光体表面と現像ローラの間に微小なギャップを設けることでギャップ内に現像液のメニスカスを形成する方法がある（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２２８７１６公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような方法では、感光体表面と現像ローラとの間の微小なギャップを制御することが困難であり、連続して安定したメニスカスを形成し現像液の厚さを維持することは実際には難しい。
【０００６】
そこで本発明は、感光体表面と現像機とのギャップを均一に保ち、画像のひずみや濃度むらの発生を抑制することを可能にした電子写真装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、  筒状に形成されたベルトの表面に感光体層が形成された感光体ベルトと、
前記感光体ベルトに張力をかけるように配置され、前記感光体ベルトを所定の回転方向に回転させる一対のローラと、
前記一対のローラ間に位置する前記感光体ベルトの表面に対向して配置され、前記感光層を帯電させる帯電器と、
前記帯電された感光層上に潜像を形成する光源と、
前記潜像が形成された感光層上に現像液を供給して前記潜像を現像してトナー像を形成する現像機と、
前記一対のローラ間に位置する前記感光体ベルトの裏面に配置され、前記感光体ベルトを吸着する吸着ローラとを具備することを特徴とする電子写真装置を提供する。
【０００８】
このとき、前記吸着ローラは、前記現像機と前記感光体ベルトを介して対向配置されていてもよい。
【０００９】
また、前記現像機は、前記現像液を前記感光層上に供給する供給ローラと、前記感光層上の余分な現像液を除去する除去ローラとを具備してもよい。
【００１０】
また、前記供給ローラは、前記感光体ベルトの移動方向に回転し、前記除去ローラは、前記感光体ベルトの移動方向に対抗して回転してもよい。
【００１１】
また、前記吸着ローラと前記感光体ベルトの吸着力は、前記感光体ベルトの幅方向の単位長さあたり３０ｇ／ｃｍ以上であることが好ましい。
【００１２】
また、前記吸着ローラの表面は、シリコン樹脂、ウレタン樹脂、ブチル樹脂のうち少なくともひとつを主成分とする樹脂層で形成されていることが好ましい。
【００１３】
また、前記吸着ローラの表面は、中心平均粗さ０．４μｍ以下、表面粗さ１．６μｍ以下、硬度５０度以上９０度以下であることが好ましい。
【００１４】
また、前記吸着ローラ表面に形成された樹脂層の厚さは、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、画像のひずみや濃度むらを発生することがない電子写真装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は以下にあげる実施形態に限定されるものではなく、種々応用して用いることができる。
【００１７】
先ず、電子写真装置の概略について図１を用いて説明する。
【００１８】
図１に示すように、この電子写真装置は、ＰＥＮ（ポリ・エチレン・ナフタレート）やＰＥＴ（ポリ・エチレン・テレフタレート）などの樹脂からなるベルトの表面に、金属などからなる導電性層、及び有機或いは半導体からなる感光体層が形成された感光体ベルト１を有している。この感光体ベルト１は、端部が接続された筒状構造となっており、一対のローラ（テンションローラ１２及び駆動ローラ１１）により張力を有するようにぴんと張られている。また、駆動ローラ１１が図１の矢印に示す方向に回転することで、感光体ベルト１も矢印の方向に回転する。
【００１９】
テンションローラ１２と駆動ローラ１１の間に位置する感光体ベルト１の表面に対抗して、第１の帯電器２１、第１のＬＥＤ３１、第１の現像機４１、第２の帯電器２２、第２のＬＥＤ３２、第２の現像機４２、第３の帯電器２３、第３のＬＥＤ３３、第３の現像機４３、第４の帯電器２４、第４のＬＥＤ３４及び第４の現像機４４が設置されている。
【００２０】
第１の帯電器２１、第１のＬＥＤ３１、第１の現像機４１にてシアン、第２の帯電器２２、第２のＬＥＤ３２、第２の現像機４２にてマゼンタ、第３の帯電器２３、第３のＬＥＤ３３、第３の現像機４３にてイエロー、第４の帯電器２４、第４のＬＥＤ３４、第４の現像機４４にてブラックを現像するためのものである。
【００２１】
これらの帯電器２１、２２、２３、２４、ＬＥＤ３１、３２、３３、３４、現像機４１、４２、４３、４４は、横から見ると直線になるように張力が与えられている感光体ベルト１の表面に対向するように水平に配置されている。この構造は例えば感光体ベルト１をより長くしてテンションローラ１２及び駆動ローラ１１間の距離を大きくすることで、新たな帯電器、ＬＥＤ、現像機のセットを追加することも容易にできるという利点がある。
【００２２】
また、この電子写真装置は、液体現像液中の液体キャリアを乾燥し除去するための乾燥装置３０、中間転写ローラ６、加圧ローラ７を有している。
【００２３】
このようにして構成された電子写真装置において、感光体ベルト１は、第１の帯電器２１によりコロナ放電やスコロトロン放電などによって帯電され、画像変調信号により制御された第１のＬＥＤ３１にて感光層上に静電潜像が形成される。そして第１の現像機４１により現像液が供給されることで前記静電潜像上にトナーが配置される。ＬＥＤでは、表面が一様に帯電された感光体ベルト１の表面に選択的に露光を行い、像形成領域（露光された部分）と非像形成領域（露光されなかった部分）を形成している。同様の工程によって、第２、第３、第４の現像工程がなされ感光体ベルト１の表面上にはフルカラーのトナー像が形成される。
【００２４】
次に、全ての現像工程がなされた感光体ベルト１表面上のトナー像は、乾燥装置３０により高速に乾燥され、中間転写ローラ６の表面上に転写される。この中間転写ローラ６の表面上に転写されたトナー像は、用紙９に転写される。このとき加圧ローラによって加圧される。
【００２５】
図２は、第１の現像機４１を拡大した図である。第２、第３、第４の現像機４２、４３、４４も同様の構造となっている。
【００２６】
図２に示すように、現像機４１は、現像ローラ１２１とスクイーズローラ１２２を有している。現像ローラ１２１とスクイーズローラ１２２は、それぞれ感光体ベルト１との間に微小なギャップを有して配置されている。例えば現像ローラと感光体ベルト１の表面とのギャップは、１００μｍであり、好ましい範囲は５０μｍ以上１５０μｍ以下である。また、スクイーズローラと感光体ベルト１の表面とのギャップは、５０μｍであり、好ましい範囲は４０μｍ以上７０μｍ以下である。
【００２７】
現像ローラ１２１は、感光体ベルト１の移動方向と同じ方向になるように回転して、感光体ベルト１と現像ローラ１２１とのギャップ（現像ギャップ）に現像液を供給する。このとき現像ローラ１２１の表面に適当な電位を与えることにより現像ギャップには電界が発生する。この電界により感光体層上に形成された静電潜像部分に現像液中のトナー粒子が移動して付着する。こうすることによって感光体ベルト１の表面にトナー像を形成することができる。
【００２８】
スクイーズローラ１２２は、感光体ベルト１の移動方向とは対抗する方向（逆方向）になるように回転して、トナー像が形成された表面上の余分な現像液を除去する。スクイーズローラ１２２と感光体ベルト１の表面とのギャップ（スクイーズギャップ）は、上述のように非常に微小に形成されているので、現像液の粘性によってはスクイーズローラ１２２と感光体ベルト１との間に吸引力が発生し、図３に示すように最悪の場合感光体ベルト１の表面に形成されたトナー像が殺ぎ落とされ、結果として画像不良がおきてしまうというという問題が生じやすい。
【００２９】
また、このような横方向から見て直線になる部分が比較的大きい感光体ベルトを用いると、ベルトが移動している間にジッタ（速度むら）の影響によって、各現像機における画像位置が微妙にずれ色ずれが発生するという問題も生じやすい。
【００３０】
図４に、これらの問題を解決した電子写真装置を示す。図４は、図１の第１の現像機４１付近を拡大したものであり、現像機４１に対向するように、感光体ベルト１の裏面に吸着ローラ１０１を配置している。この吸着ローラ１０１は、感光体ベルト１と吸着するように表面加工されており、感光体ベルト１が撓むのを防いでいる。また、吸着ローラ１０１を現像ローラ１２１やスクイーズローラ１２１に対向する位置に設けることで、吸着ギャップやスクイーズギャップを一定に保つようにできる。こうすることによって画像のひずみや濃度むらを発生することがない電子写真装置を提供することができる。
【００３１】
吸着ローラ１０１は、感光体ベルト１との吸着力を十分に得るために、中心線平均０．４μｍ以下、表面粗さ１．６μｍ以下が好ましい。また、例えば鏡面処理されたシリコンゴム層などが表面に形成されている。
【００３２】
吸着ローラ１０１表面の吸着力は、ゴム層の厚さを増やす、或いはゴム材質をより軟らかいものとすることで向上することができる。これは表面がより変形しやすくなるからである。一方現像ギャップやスクイーズギャップの精度を上げるためには、吸着ローラの表面の硬度はできるだけ高いものが望ましい。これは通常硬度の高い材質は加工精度がよく、また、ギャップを形成するために両端にギャップリングを押し付けるために必要である。このような理由により、吸着ローラ１０１の表面に形成される樹脂層の厚さは、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下が好ましい。また、樹脂層の硬度は、６０度以上９０度以下が好ましい。
【００３３】
この吸着ローラ１０１が、感光体ベルト１の裏面と接触すると真空吸着状態となり粘着力を発生する。この吸着は感光体ベルト１の走行に伴って吸着ローラ１０１が回転しても発生している。そのため現像ギャップとスクイーズギャップは一定に保たれる。我々の実験によると、必要な吸着力は感光体ベルト１の幅方向１ｃｍあたり３０ｇｆであった。
【００３４】
図５は、吸着ローラにタイミングベルトを取り付けて感光体ベルト１と速度が一致するように構成したものである。
【００３５】
図５に示すように、駆動ローラ１１、吸着ローラ１０１はそれぞれタイミングベルト２０１、２０２を有しており、タイミングベルト２０３によって連結されている。タイミングベルト２０３が吸着ローラ１０１を回転させる速度を、駆動ローラ１１が感光体ベルト１を駆動する速度と一致するようにタイミングプーリ２０１、２０２の速度比を設定すればよい。こうすることで感光体ベルト１を駆動させても吸着ローラ１０１部分で感光体ベルト１が伸びたり縮んだりする局部的な張力の変動は発生しない。こうすることでより感光体ベルト１の速度ジッタを防止することができる。
【００３６】
速度ジッタについては図６を用いてより詳細に説明する。
【００３７】
図６（ａ）に示すように、感光体ベルト１のジッタは感光体ベルト１の移動方向に発生する速度むらであり、その振幅は感光体ベルト１の自由走行部分（ローラなどによって保持されていない部分）の長さに比例して大きくなる。
【００３８】
図６（ｂ）に示すように、本発明では感光体ベルト１の裏面に吸着ローラ１０１を配置して吸着させることによって、感光体ベルト１の自由走行長が短くなるため速度ジッタの幅を小さくすることができる。我々の実験によると、吸着ローラがない場合は現像部分におけるジッタにより、各色の現像位置が最大で１００μｍ程度ずれたが、吸着ローラ１０１をそれぞれ配置した場合は、そのずれは２０μｍと極めて小さな量に収まった。
【００３９】
図７は、吸着ローラに真空圧を利用して積極的に吸着力を発生せしめる例を示したものである。
【００４０】
図７に示すように、この吸着ローラは、幅方向の一端が開放しているチャンバ３００を有する固定円柱３０１を有し、その周りに回転可能に多孔質の円筒ローラ３０２を配置している。真空ポンプやコンプレッサなどにより、チャンバ３００に負圧をかけると、円筒ローラ３０２の表面に形成された孔から接触する感光体ベルト１に対して吸着力を発生する。この構成は吸着力を真空ポンプやコンプレッサの吸引力によって制御することができる利点がある。吸着ローラの表面がゴミなどによって汚れてもその吸着力を制御できる。さらにベルトの交換や掃除がしやすいなどメンテナス上においても有利である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】電子写真装置の概略図。
【図２】現像機付近の拡大図。
【図３】感光体ベルトが撓んだ様子を説明する図。
【図４】現像機付近の拡大図。
【図５】吸着ローラをタイミングベルトで駆動する様子を示す図。
【図６】（ａ）感光体ベルトに速度ジッタが発生している様子を示す図、（ｂ）は吸着ローラによって速度ジッタを抑制している様子を示す図。
【図７】真空吸着を利用した吸着ローラの図。
【符号の説明】
【００４２】
１・・・感光体ベルト
６・・・中間転写ローラ
７・・・加圧ローラ
１１・・・駆動ローラ
１２・・・テンションローラ
２１、２２、２３、２４・・・帯電器
３１、３２、３３、３４・・・ＬＥＤ
４１、４２、４３、４４・・・現像機
３０・・・乾燥装置
１２１・・・現像ローラ
１２２・・・スクイーズローラ
１０１・・・吸着ローラ
２０１、２０２・・・タイミングプーリ
２０３・・・タイミングベルト
３００・・・負圧チャンバ
３０１・・・固定円柱
３０２・・・多孔質円筒ローラ
【図１】
2006349761.tif 000003
【図２】
2006349761.tif 000004
【図３】
2006349761.tif 000005
【図４】
2006349761.tif 000006
【図５】
2006349761.tif 000007
【図６】
2006349761.tif 000008
【図７】
2006349761.tif 000009