(57)【要約】【課題】  高粘性トナーを用いた場合でも、かぶり、現像ムラを防止する。【解決手段】  現像バイアスとして、交流電圧波形と直流電圧波形を重畳してなる、ブランクパルスを採用している。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリア中にトナー固形分を分散した液体現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤を接触させることにより画像を形成する潜像担持体と、該現像剤担持体に現像バイアスを印加するバイアス印加手段とを有し、該バイアス印加手段により印加されるバイアス電圧は、電位が交互に変化される部分と、電位が変化せずに一定に維持される部分とが交代に生じる交互電界を形成する態様に、交流電圧波形と直流電圧を重畳してなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記バイアス電圧の交流電圧は、実質的に矩形波であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記交流電圧は、５ＫＨｚ以上１２ＫＨｚ以下の高周波であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像剤として粘性が１００ｍＰａ・ｓ以上のものを用いたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
複数の画像形成手段を配置し、画像形成手段の画像担持体上に形成された画像を順次中間転写体上に転写し、中間転写体上の画像を記録媒体に転写し、該画像を定着してフルカラー画像を形成する画像形成装置において、該画像形成手段はキャリア中にトナー固形分を分散した液体現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤を接触させることにより画像を形成する潜像担持体を有し、該現像剤担持体に現像バイアスを印加するバイアス印加手段とを有し、該バイアス印加手段により印加されるバイアス電圧は、電位が交互に変化される部分と、電位が変化せずに一定に維持される部分とが交代に生じる交互電界を形成する態様に、交流電圧波形と直流電圧を重畳してなることを特徴とし、該中間転写体を該画像形成手段の上方に配置したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、或はプリンタ等とされる電子写真方式あるいは静電記録方式の画像形成装置に関し、特に静電潜像に液体現像剤を供給することにより現像を行う装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の画像形成装置では、例えば、現像剤担持体としての現像ローラまたは現像ベルト表面上に液体現像剤の薄層を担持させた後、潜像担持体としての感光体との対向部に移動させ液体現像剤薄層を感光体側に接触させることで、感光体上に形成された静電像を可視化するものが多数提案されている。そして、これらの液体現像剤としては、液体溶媒中にトナーが分散されたものが用いられる。
【０００３】
上記画像形成装置は感光体と、現像剤担持体との間の微小な間隙に液体現像剤を挟み、感光体側に挟み込んだ液体現像剤中のトナーを移動させて潜像を可視像化することで、解像度が高く、ドット再現性の良好な形成画像を得ることが出来る。
【０００４】
図２（ａ）に現像時の挙動を模式図として示す。現像剤担持体として導電性の弾性ローラを使用し、ローラ表面にブレードを用いて液体現像剤の薄層を形成した。また、現像部で感光体に対し微小な間隙が形成されるようにローラと感光体の端部に突き当てコロ等の部材を設けた。現像部では、薄層に形成された液体現像剤中に分散されたトナーは所定の電荷を持つように調整されている。例えば、図２（ａ）の例ではトナーはポジに帯電している。また、感光体もポジに帯電しており、現像バイアスを露光部よりもプラス側に印加することで、画像露光部に現像像が形成される。
【特許文献１】特開平１２−２２１７９６号公報
【特許文献２】特開平１０−３１２１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら従来の液現を用いた装置では以下に述べるような欠点があった。
【０００６】
液体現像剤で装置全体の小型化を可能にするためには、少量の液体現像剤で現像すると共に廃液を少量にする必要がある。そのためには液体現像剤中のトナーの固形分率を多くする事が好ましく結果として現像液の粘性は高くなってしまう。また揮発性のキャリア液は発生するガスで周囲を汚染する恐れがあるため、これを考慮すると不揮発性のキャリア液を使用することが好ましい。不揮発性を維持しようとするとキャリア液の粘性を高くする必要があり、シリコンオイルの場合、粘性を５０ｍＰａ・ｓ以上にする必要があった（特許文献１）。
【０００７】
小型化、環境性の観点から使用する現像剤の粘性は高くする必要があったが、粘性が高くなると、図２（ｂ）に示す様に現像剤中のトナーの一部が非画像部に付着すること（カブリ）が発生したり、それとは逆に粘性が高いために充分に現像にトナーが寄与できずに画像上にムラが発生したりする問題が生じた。
【０００８】
そこで、現像バイアスとして交流電圧成分と直流電圧成分とが合成された交番電圧を用いることによって、上記カブリ現象を抑制することが知られているが（特許文献２）、これだけでは十分な効果は得られず、更に十分に均一なベタ画像を得ることはできない。
【０００９】
以上説明したように従来の構成で小型化や環境を配慮し現像剤の粘性を高くした場合には、非画像部にトナーの付着によるカブリが発生する問題や、均一なベタ画像が得られないという問題があった。
【００１０】
従って本発明の目的は、高粘度の液体現像剤を用いた場合でもかぶりや画像ムラの無い画像を得ることであり、結果として高画質の画像を長期に亘って得ることが可能な小型で環境性の良い液体現像装置を用いた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は本発明に係る、以下（１）〜（５）の構成を備える画像形成装置にて達成される。
【００１２】
（１）キャリア中にトナー固形分を分散した液体現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤を接触させることにより画像を形成する潜像担持体と、該現像剤担持体に現像バイアスを印加するバイアス印加手段とを有し、該バイアス印加手段により印加されるバイアス電圧は、電位が交互に変化される部分と、電位が変化せずに一定に維持される部分とが交代に生じる交互電界を形成する態様に、交流電圧波形と直流電圧を重畳してなることを特徴とする画像形成装置。
【００１３】
（２）前記バイアス電圧の交流電圧は、実質的に矩形波であることを特徴とする前記（１）記載の画像形成装置。
【００１４】
（３）前記交流電圧は、５ＫＨｚ以上１２ＫＨｚ以下の高周波であることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の画像形成装置。
【００１５】
（４）前記現像剤として粘性が１００ｍＰａ・ｓ以上のものを用いたことを特徴とする前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の画像形成装置。
【００１６】
（５）複数の画像形成手段を配置し、画像形成手段の画像担持体上に形成された画像を順次中間転写体上に転写し、中間転写体上の画像を記録媒体に転写し、該画像を定着してフルカラー画像を形成する画像形成装置において、該画像形成手段はキャリア中にトナー固形分を分散した液体現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤を接触させることにより画像を形成する潜像担持体を有し、該現像剤担持体に現像バイアスを印加するバイアス印加手段とを有し、該バイアス印加手段により印加されるバイアス電圧は、電位が交互に変化される部分と、電位が変化せずに一定に維持される部分とが交代に生じる交互電界を形成する態様に、交流電圧波形と直流電圧を重畳してなることを特徴とし、該中間転写体を該画像形成手段の上方に配置したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、キャリア中にトナー固形分を分散した液体現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤を接触させることにより画像を形成する潜像担持体と、該現像剤担持体に現像バイアスを印加するバイアス印加手段とを有し、該バイアス印加手段により印加されるバイアス電圧は、電位が交互に変化される部分と、電位が変化せずに一定に維持される部分とが交代に生じる交互電界を形成する態様に、交流電圧波形と直流電圧を重畳してなることを特徴とする画像形成装置である。これらによって、高粘度の液体現像剤を用いた場合でもかぶりの無い、均一な画像を安定して出力できるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る画像形成装置を実施するための最良の形態を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１９】
（実施例１）
図１は本発明に係る現像装置を適用した画像形成装置の一実施例を示す概略構成図である。図１において、静電潜像担持体としての感光ドラム１１は図中の矢印Ｒ方向に回転し、その表面が一次帯電器１２により均一に帯電される。その後、感光ドラム１１には画像に応じたレーザー光（図中矢印Ｌ）が露光され、静電潜像が形成される。静電潜像は、内部に液体現像剤が収容された現像器１３により現像され顕像化される。本実施例では液体現像剤２は例えばジメチルポリシロキサンオイル等の絶縁性液体からなるキャリア中に高濃度のトナーが分散され、１００〜１０００ｍＰａ・ｓの高粘度を発揮するように調整されている。顕像化されたトナー像は転写ローラ１４によって不図示の紙搬送装置によって搬送されてきた紙上に転写され、その後定着装置１５によって定着され、画像として出力される。転写工程において、感光ドラム１１上に残った転写残トナーは感光ドラム１１に押圧されたクリーニングブレード１６１を有したクリーニング装置１６によってクリーニングされる。その後、感光ドラム１１は前露光装置１７によって除電されて、再度の画像形成に供される。
【００２０】
次に液体現像装置１３の構成について説明する。図３は現像装置の詳細を説明する概略説明図である。図３において、液体現像装置１３は液体現像剤２を収容する現像容器１を有する。現像容器１の内部には現像剤担持体としての現像ローラ３、塗布ローラ４、塗布ローラ４上の現像剤の量を規制する規制ブレード８、現像ローラ３上の液体現像剤２をクリーニングするクリーニングブレードとその支持部材とからなるクリーニング部材５を備える。現像終了後クリーニング部材５により回収された現像剤はポンプ６により不図示の現像剤濃度調整タンクに回収される。
【００２１】
現像剤濃度調整タンクにより、濃度が適正に調整された現像剤はポンプ７により現像容器１に供給される。現像容器１に供給された現像剤は塗布ローラ４の回転により、矢印Ａの方向に搬送される。矢印Ａの方向に搬送された現像剤２は、規制ブレード８の作用により均一な薄層を形成後、現像ローラ３に供給される。現像ローラ３は矢印Ｂの方向に回転し塗布ローラ４により均一に塗布された液体現像剤２を現像部に供給する。現像部は端部に設けられた突き当てコロにより、感光体と微小な間隙を有している。
【００２２】
本実施例で用いる現像バイアスを図６に示した。本実施例においては、交流電圧と直流電圧を重畳して印加する区間（振幅部）Ｄと、これに続いて直流電圧のみを印加する区間（ブランク部）Ｅの全体を１サイクルとして、このサイクルを繰り返すバイアスである。以下、このバイアスをブランクパルスという。図６のブランクパルスは、振幅部Ｄが周波数６ＫＨｚ、２パルス（±２つのピークで１パルスとする。以下同様）で時間３ｋＨｚ（３ＫＨｚに対応する時間で、１秒／３０００である。以下、同じ用法）、ブランク部Ｅが時間６ＫＨｚ／４＝１．５ＫＨｚで、全体のサイクルの時間（周期）が１ＫＨｚである。ＡＣバイアスのピーク値は、本実施例においては１．４ＫＶとする。これは現像ローラの抵抗やローラと感光体の間隙により適時選択されるが０．５ＫＶから２ＫＶの範囲が好ましい。
【００２３】
現像部に供給された現像剤２の挙動について、図４を用いて説明する。従来のＤＣバイアスのみでは、高粘度の現像剤を用いた場合には、現像部で電界が印加されてもトナーは現像電界の作用により移動を開始するのに時間がかかり画像部が充分に現像されない状態や、非画像部から現像剤が充分に除去されない状態で現像が終了してしまい、均一でかぶりのない画像を得ることは難しかった。本実施例では、前述したブランクパルスを用いることにより、まずＡＣ成分において、現像部において現像剤中のトナーは矢印Ｃで示すような範囲を微小に振動しながら、ＤＣバイアスによる電界の作用で画像部は感光体側に、非画像部は現像ローラ側にスムーズに移動する。これは６ＫＨｚの高周波ＡＣ電界の作用によりトナーが高粘度の現像液の中でも移動可能な状態になり、現像ＤＣバイアスの作り出す電界にすばやく応答することが可能になったと考えられる。また、本実施例は６ＫＨｚの高周波を印加したが周波数として５ＫＨｚ以上の高周波にすれば同様の効果が得られた。周波数が低くなるとトナーの移動距離Ｃが長くなり非画像部にも移動してしまい、結果としてかぶりが発生してしまう。また１２ＫＨｚ以上になると、今度は充分な振動距離が得られず、画像濃度の均一性がなくなってくるので周波数の範囲としては５ＫＨｚ以上１２ＫＨｚ以下が望ましい。更に、ブランクパルスのＤＣ成分においては、かぶりトナーを感光体ドラムに到達する前に引き戻すという効果がある。
【００２４】
以上のように現像剤の粘性が１００ｍＰａ・ｓ以上の液体現像剤を用いた場合でも現像ローラにブランクパルスを重畳することでかぶりの無い、均一な画像を安定して得られるようになった。
【００２５】
（実施例２）
図５は、実施例１の画像形成装置をフルカラーに適応した時の装置の概略図である。
【００２６】
まず、図５により、画像形成装置全体の動作を説明する。
【００２７】
像担持体である感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋは回動自在に設けられており、その感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋを一次帯電器１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋで一様に帯電し、例えばレーザーのような発光素子ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫによって情報信号に応じて変調された光で露光して静電潜像を形成する。その静電潜像は現像装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋにより、後述のような過程でトナー像として可視像化される。次にその可視像を、一次転写帯電器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋによって、中間転写体２４に転写される。中間転写体２４上にはＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像が順次転写され２次転写ローラ３０によって搬送されてきた転写紙２７に転写し、さらに定着装置１５によって定着して永久画像を得る。また、感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上の転写残トナーはクリーニング装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋにより除去する。
【００２８】
本発明の特徴として画像形成部が中間転写体２４の下側になる構成をとったことである。本発明のような構成をとれば、高粘度の液体現像剤を用いた場合に現像剤の循環部は、現像剤の剥ぎ取りを考えた場合に現像容器の下側を循環するのが好ましく、感光ドラムの下方に現像器を配置することが好ましい。画像形成手段を横に複数個配置する構成で、中間転写体を画像形成手段の上方に配置する本発明の構成をとることによって、小型でしかも単純な循環構成の画像形成手段が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施例に係わる現像装置を用いた画像形成装置を説明する図
【図２】従来例の、現像時の挙動を説明する図
【図３】本発明の実施例１の現像装置を説明する図
【図４】本発明の、現像時の挙動を説明する図
【図５】本発明の第２実施例に係わる現像装置を用いた画像形成装置を説明する図
【図６】本発明の実施例１の現像バイアスとして使用するブランクパルスの波形を示す図
【符号の説明】
【００３０】
１  現像容器
２  液体現像剤
３  現像ローラ
４  塗布ローラ
５  クリーニング部材
６，７  ポンプ
８  規制部材（規制ブレード）
１１  感光ドラム
１２  一次帯電器
１３  現像装置
１４  転写帯電器
１５  定着装置
１７  前露光装置
２４  中間転写体
２７  転写紙
３０  ２次転写ローラ
Ｌ  レーザー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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