(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリア液中に固体現像剤を分散させてなる現像液を担持するための凹部が、外周面に形成されているアニロックスローラと、
前記アニロックスローラの外周面と接触することにより、前記アニロックスローラから前記現像液が供給される供給先部材と、
前記固体現像剤を前記アニロックスローラ側から前記供給先部材側へと付勢するためのバイアス電圧を、前記アニロックスローラに対して印加するバイアス電圧印加手段と
を備え、
前記アニロックスローラは、導電性のある芯材の外周に誘電材料からなる誘電層が形成された構造とされていて、前記誘電層の表面自体に前記誘電層の裏面へ向けて凹んだ前記凹部が形成されており、
しかも、前記誘電層は、前記キャリア液よりも誘電率が小さい誘電材料で形成されている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記芯材の外周には、前記凹部の最深部に向かって突出する凸部が形成されている
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】
前記供給先部材は、潜像を担持する像担持体に接触することにより、前記潜像を現像する現像ローラである
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体現像方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体現像方式の画像形成装置において、現像ローラへ現像液を供給する手段としては、アニロックスローラを利用するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このアニロックスローラは、現像液を保持するための凹部（セルと呼ばれる溝や穴など）が、外周面に刻設された構造になっている。
【０００３】
また、上記アニロックスローラは、一般に剛性の高いものが用いられており、例えば、下記特許文献１の段落［００１５］には、アニロックスローラの材質について、金属が好ましい旨の記載がある。
【特許文献１】特開２００６−１７８２２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、液体現像方式の画像形成装置においては、アニロックスローラに担持された現像液中の固体現像剤（トナー粒子）を、その供給先となる部材（例えば、現像ローラ；以下、供給先部材とも称する。）へ転移させやすくするため、アニロックスローラにバイアス電圧を印加することがある。
【０００５】
例えば、正帯電性トナーを含む現像液をアニロックスローラ側から現像ローラ側へと供給する場合であれば、アニロックスローラには、現像ローラの電位よりも高いバイアス電圧を印加する。このようにすると、正帯電性トナーは電界の向きと同方向に付勢されるため、アニロックスローラ側に担持された正帯電性トナーが現像ローラ側へと付勢され、トナーが現像ローラへ転移しやすくなる。
【０００６】
しかし、このようなバイアス電圧を印加すると、供給先部材上に担持された現像液中において、固体現像剤がアニロックスローラの凹部に相当する模様をなすように凝集してしまうことがあった。そのため、このような凝集状態となった固体現像剤が担持された現像ローラで静電潜像の現像を行うと、現像された画像にも上述の模様が転写されてしまい、最終的に得られる画像にむらができるなど、画質に影響を及ぼすという問題があった。
【０００７】
より具体的な例を交えて説明すると、例えば、アニロックスローラの外周に螺旋状の溝が形成してある場合であれば、最終的に得られる画像にもアニロックスローラの溝と同形態の縞模様が転写されてしまうことがあった。そのため、黒ベタ画像を形成したような場合であっても、黒ベタ部分に縞模様に見えるむらが生じてしまうことがあった。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、アニロックスローラにバイアス電圧を印加するにもかかわらず、最終的に得られる画像上に、アニロックスローラの凹部に起因するむらが生じにくい画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、本発明の構成について説明する。
本発明の画像形成装置は、キャリア液中に固体現像剤を分散させてなる現像液を担持するための凹部が、外周面に形成されているアニロックスローラと、前記アニロックスローラの外周面と接触することにより、前記アニロックスローラから前記現像液が供給される供給先部材と、前記固体現像剤を前記アニロックスローラ側から前記供給先部材側へと付勢するためのバイアス電圧を、前記アニロックスローラに対して印加するバイアス電圧印加手段とを備え、前記アニロックスローラは、導電性のある芯材の外周に誘電材料からなる誘電層が形成された構造とされていて、前記誘電層の表面自体に前記誘電層の裏面へ向けて凹んだ前記凹部が形成されており、しかも、前記誘電層は、前記キャリア液よりも誘電率が小さい誘電材料で形成されていることを特徴とする。
【００１０】
この画像形成装置において、アニロックスローラは、導電性のある芯材の外周に誘電材料からなる誘電層が形成された構造とされ、誘電層の表面に凹部が形成されている。そのため、例えば、金属製のアニロックスローラに凹部を形成した場合とは異なり、アニロックスローラにバイアス電圧を印加しても、最終的に得られる画像上には、アニロックスローラの凹部に起因するむらが生じにくくなる。
【００１１】
より詳しく説明すると、アニロックスローラにバイアス電圧を印加した際、現像液中の固体現像剤が付勢される方向は、アニロックスローラと供給先部材との間の電界の向きによって決まる。例えば、正帯電性トナーの場合、電界の向きと同方向に付勢され、負帯電性トナーの場合、電界の向きと逆方向に付勢される。
【００１２】
したがって、固体現像剤の帯電特性を考慮して、固体現像剤がアニロックスローラ側から離れる方向へと付勢されるようなバイアス電圧をアニロックスローラに印加することで、固体現像剤の供給先部材への転移を促すことができる。
【００１３】
ただし、アニロックスローラが金属製の場合、アニロックスローラの表面付近では、電界の向きがアニロックスローラの表面に対して垂直になる。そのため、アニロックスローラ表面にある凹部の近傍では、電界の向きが凹部内面（凹面）に対して垂直な向きとなり、凹部の内側に存在する固体現像剤は、凹部の中央へと集められる方向へ付勢される状態となる。
【００１４】
これが原因で、固体現像剤は凹部の中央付近に凝集しやすくなり、凝集した固体現像剤がそのまま供給先部材へと転写されると、供給先部材上でも固体現像剤がアニロックスローラの凹部に相当する模様をなすように凝集してしまうという問題を招く。
【００１５】
これに対し、本発明の画像形成装置の場合、アニロックスローラは、導電性のある芯材の外周に誘電材料からなる誘電層が形成された構造とされ、誘電層の表面に凹部が形成されている。そのため、芯材にバイアス電圧を印加した際に生じる電界の向きについては、誘電層表面にある凹部の内面（凹面）に対して垂直な向きとならないようにすることができる。
【００１６】
したがって、このような誘電層上に設けられた凹部であれば、固体現像剤が凹部の中央へ集められる方向へ付勢されないようにすることができ、固体現像剤が凹部の中央付近に凝集するのを回避ないし緩和することができる。
【００１７】
よって、金属製のアニロックスローラに比べ、供給先部材上では固体現像剤が良好に分散し、その結果、最終的に得られる画像上にも、アニロックスローラの凹部に起因するむらが生じにくくなる。
【００１８】
また、本発明の画像形成装置において、前記誘電層は、前記キャリア液よりも誘電率が小さい誘電材料で形成されている。
そのため、誘電体の内部からキャリア液の内部へと向かう電界の向きは、凹部の内面（凹面）とキャリア液との界面において、凹部の内側に存在する固体現像剤をより拡散させることになる方向へ屈曲する。したがって、誘電層がキャリア液よりも誘電率の大きい誘電材料で形成されている場合に比べ、固体現像剤の凝集防止効果をより一層高くすることができる。
【００１９】
なお、本発明の画像形成装置において、前記芯材の外周には、前記凹部の最深部に向かって突出する凸部が形成されていると好ましい。
このような凸部が形成されていると、凸部近傍においては、電界の向きが凸部表面に垂直になるので、凹部の内面（凹面）とキャリア液との界面を通る電界は、凸部を中心にして拡散する向きの電界となる。したがって、このような凸部が形成されていない場合に比べ、固体現像剤の凝集防止効果をより一層高くすることができる。
【００２０】
また、本発明の画像形成装置において、前記供給先部材は、潜像を担持する像担持体に接触することにより、前記潜像を現像する現像ローラであるであると好ましい。
このような構成を採用すれば、固体現像剤が凹部の中央付近に凝集するのを回避ないし緩和でき、現像ローラ上において固体現像剤が良好に分散するので、最終的に得られる画像上にも、アニロックスローラの凹部に起因するむらが生じにくくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明の実施形態について一例を挙げて説明する。
［画像形成装置全体の構成］
図１は、本発明の一実施形態として例示する画像形成装置の概略構造を表す説明図である。
【００２２】
この画像形成装置１は、ＯＰＣ３、レーザースキャナ７、現像液容器１１、供給ローラ１３、アニロックスローラ１５、現像ローラ１７、給紙カセット２５、給紙ローラ２７、転写ローラ２９、加熱ローラ３１、加圧ローラ３３などを備えている。
【００２３】
ＯＰＣ３（本発明でいう像担持体の一例に相当）は、ドラム形の有機感光体（Organic Photoconductor）で、その外周面は潜像が担持される像担持面となっている。また、このＯＰＣ３は、図示しないモーターからの動力を受けて一方向（図１中に矢印で示した方向）へ回転する構造になっている。
【００２４】
レーザースキャナ７は、画像を表すデータ（例えば、パーソナルコンピュータから入力したデータ等）に基づいてレーザー光（図１中の点線矢印参照）を照射し、ＯＰＣ３の像担持面上に静電潜像を形成する装置である。
【００２５】
現像液容器１１は、内部に現像液を収容しており、この現像液が供給ローラ１３およびアニロックスローラ１５を介して、現像ローラ１７へと供給されるようになっている。なお、本実施形態において、現像液としては、キャリアであるシリコーンオイル中に正帯電性の固体現像剤（トナー粒子）を分散させたものが用いられている。
【００２６】
供給ローラ１３は、一方向（図１中に矢印で示した方向）へ回転駆動されて、その回転に伴って、現像液容器１１に収容された現像液を表面に担持し、担持した現像液をアニロックスローラ１５へと供給するものである。
【００２７】
アニロックスローラ１５は、表面に形成された凹部に所定量の現像液を担持可能に構成されたローラで、一方向（図１中に矢印で示した方向）へ回転駆動される構造になっている。このアニロックスローラ１５を介して現像ローラ１７へ現像液を供給することにより、現像ローラ１７への現像液の供給量が均一に保たれるようになっている。
【００２８】
現像ローラ１７（本発明でいう供給先部材の一例に相当）は、表面に担持した現像液により、ＯＰＣ３の像担持面上に形成された潜像を現像する部材である。この現像ローラ１７も、一方向（図１中に矢印で示した方向）へ回転駆動される構造になっている。現像ローラ１７の回転時には、ＯＰＣ３も回転し、像担持面全体と現像剤担持面全体が連続的に接触するように構成されている。
【００２９】
給紙ローラ２７は、給紙カセット２５に収容された記録媒体を、搬送経路（図１に二点鎖線で示した経路）に１枚ずつ送り出すために設けられたローラである。
転写ローラ２９は、給紙ローラ２７によって搬送経路上に送り出された記録媒体を、ＯＰＣ３との間に挟み込むことにより、ＯＰＣ３上で現像された画像（固体現像剤像）を、記録媒体に転写するために設けられたローラである。
【００３０】
加熱ローラ３１および加圧ローラ３３は、両ローラ間に固体現像剤像が転写された記録媒体を挟み込んで加熱、加圧することにより、固体現像剤像を記録媒体に定着させるために設けられたものである。
【００３１】
［アニロックスローラの構造］
次に、アニロックスローラ１５の構造について、さらに詳しく説明する。
本実施形態において、アニロックスローラ１５は、図２（ａ）に示すように、金属製の芯材５１の外周に誘電材料からなる誘電層５３が形成され、この誘電層５３の表面に凹部５５が形成された構造になっている。また、芯材５１には、画像形成装置１の作動時に、バイアス電圧印加手段５７から＋２００Ｖのバイアス電圧が印加される仕組みになっている。
【００３２】
これらの構成の内、誘電層５３は、キャリア液よりも誘電率が小さい誘電材料によって形成されている。キャリア液よりも誘電率が小さい誘電材料は、キャリア液によっても変わり得るが、具体的な例を挙げれば、例えば、キャリア液として比誘電率２．８のシリコーンオイルを用いる場合、誘電層５３は、比誘電率が２．１以下のＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）などで形成されると好ましい。
【００３３】
凹部５５は、誘電層５３の表面に螺旋状に形成されたもので、図２（ｂ）に拡大して示すように、凹部５５の深さは、芯材５１には達しない程度の深さとされている。
［誘電層の作用について］
次に、誘電層５３の作用について説明する。
【００３４】
一般に、誘電率が異なる２つの物質が接している場合に、両物質の界面を通る電気力線を考えると、その電気力線は屈折することが知られている。具体的には、例えば、図３に示すように、異なる誘電率ε+，ε-（但し、ε+＜ε-）を持つ２つの物質が接している場合、電気力線は下記（式１）の関係を満たすような角度α+，α-をなして屈折する。
【００３５】
ｔａｎ α+ ／ｔａｎ α-  ＝  ε+ ／ε-    …  （式１）
一方、金属のような導電体の表面において、電気力線は、導体表面に垂直な方向を向く。そのため、図４（ａ）に示すように、金属製のアニロックスローラ６３の表面に凹部６５を形成した場合、アニロックスローラ６３と現像ローラ１７との間に挟み込まれた現像液７１内では、電気力線が図４（ａ）中に示したようなカーブを描くものとなる。
【００３６】
この場合、現像液７１内に含まれる固体現像剤は、図４（ａ）中に示した電気力線に沿って現像ローラ７１側へと移動するので、凹部６５の内部に存在する固体現像剤は、凹部６５の中央へと集まる。その結果、凹部６５の中心付近では固体現像剤の密度が高くなりやすく、逆に、その周囲では固体現像剤の密度が低くなりやすいため、これにより、凹部６５と同形態の模様が現像ローラ１７に転写されてしまう、という問題を招く。
【００３７】
これに対し、上記画像形成装置１において採用したアニロックスローラ１５の場合、アニロックスローラ１５と現像ローラ１７との間に挟み込まれた現像液７１内では、電気力線が図４（ｂ）中に示したようなカーブを描くものとなる。
【００３８】
すなわち、アニロックスローラ１５でも、金属製の芯材５１は備えているものの、この芯材５１には凹部を形成する必要がないので、芯材５１の表面形状については、任意に固体現像剤の凝集を招きにくい形状にすることができる。したがって、例えば、凹部のない円筒状とすることで、電気力線は芯材５１の円筒表面に対して垂直に延びるものとすることができる。
【００３９】
しかも、その電気力線は、誘電層５３から現像液７１内へと両者の界面を通り抜ける箇所で、誘電層５３の誘電率ε+と現像液７１中の分散媒であるキャリア液の誘電率ε-との関係（ε+＜ε-）により、凹部５５の中心から外方向へと拡散するように屈曲する。
【００４０】
そのため、この場合、現像液７１内に含まれる固体現像剤は、図４（ｂ）中に示した電気力線に沿って現像ローラ７１側へと移動するので、凹部５５の内部に存在する固体現像剤は、凹部５５の中央へ集まることがない。その結果、凹部５５の中心付近で固体現像剤の密度が高くなるのを回避でき、同時に、その周囲で固体現像剤の密度が低くなるのも回避できる。
【００４１】
したがって、このような誘電層５３を備えたアニロックスローラ１５を利用すれば、金属製のアニロックスローラ６３とは異なり、凹部５５と同形態の模様が現像ローラ１７に転写されてしまうのを回避ないし抑制することができる。また、ひいては、最終的に形成される画像に、凹部５５と同形態のむらができてしまうのを防止できる。
【００４２】
ところで、以上説明した通り、誘電層５３に凹部５５を形成することで、アニロックスローラの凹部に起因する固体現像剤の凝集を抑制できるが、この凝集抑制効果は、誘電層５３の誘電率をより小さくするか、現像液７１中のキャリア液の誘電率をより大きくすることで、向上させることができる。
【００４３】
例えば、図５（ａ）は、図４（ｂ）よりも比誘電率が大きいキャリア液を用いた現像液７３を用いた場合についての電気力線を示したものである。この図５（ａ）に表れるように、キャリア液の比誘電率が大きくなると、電気力線は、凹部５５の中心から外方向へ、より拡散するように屈曲する。したがって、このような電気力線に沿った方向へ固体現像剤が拡散すれば、固体現像剤の凝集抑制効果が向上することになる。
【００４４】
また、図４（ｂ）に示した例では、芯材５１について円筒状のものを例示していたが、図５（ｂ）に例示するように、金属製の芯材８１の外周に誘電層８３を設けるとともに、凹部８５の最深部に向かって突出する凸部８７を形成してもよい。
【００４５】
このような凸部８７を設けると、凸部８７のなす凸面に垂直な方向へ電気力線が延びることで、電気力線は凸部８７を中心にして拡散する方向へ延びるものとなる。したがって、このような電気力線が凹部８５の内側を通るようにすれば、これでも固体現像剤を電気力線に沿った方向へ拡散させることができるので、固体現像剤の凝集抑制効果が向上することになる。
【００４６】
［変形例等］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の具体的な一実施形態に限定されず、この他にも種々の形態で実施することができる。
【００４７】
例えば、上記実施形態においては、供給先部材として、現像ローラ１７を例示したが、アニロックスローラによる現像液の供給先は、現像ローラ以外のものであってもよい。
具体例を挙げれば、アニロックスローラそのものが現像ローラとして機能し、現像液をＯＰＣ（感光体）に対して供給する構成を採用してもよい。あるいは、アニロックスローラと現像ローラとの間に中間ローラを介装し、アニロックスローラが中間ローラに対して現像液を供給する構成を採用してもよい。また、これら現像ローラや中間ローラなどのローラに限らず、無端ベルト状の供給先部材に対してアニロックスローラで現像液を供給する構成としてもよい。
【００４８】
また、上記実施形態においては、アニロックスローラ１５の外周に螺旋状の凹部５５を形成する例を示したが、凹部の形態は螺旋状のものに限らない。例えば、アニロックスローラ１５の外周を一周する環状の凹部を平行に複数本形成してもよいし、互いに交差する螺旋状の凹部を形成することで、メッシュ状の凹部を形成してもよい。また、複数の有底穴を凹部として配列してもよく、その場合、各凹部の形状も、丸穴、四角穴、六角穴など任意の形状とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】画像形成装置の概略構造を示す縦断面図。
【図２】アニロックスローラの構造を示す説明図。
【図３】誘電率が異なる物質の界面における電気力線の屈曲を示す説明図。
【図４】アニロックスローラと現像ローラとの間の電気力線を示す第１の説明図。
【図５】アニロックスローラと現像ローラとの間の電気力線を示す第２の説明図。
【符号の説明】
【００５０】
１・・・画像形成装置、３・・・ＯＰＣ、７・・・レーザースキャナ、１１・・・現像液容器、１３・・・供給ローラ、１５・・・アニロックスローラ、１７・・・現像ローラ、２５・・・給紙カセット、２７・・・給紙ローラ、２９・・・転写ローラ、３１・・・加熱ローラ、３３・・・加圧ローラ、５１，８１・・・芯材、５３，８３・・・誘電層、５５，８５・・・凹部、５７・・・バイアス電圧印加手段、７１，７３・・・現像液、８７・・・凸部。
【図１】
0004471013.tif 000002
【図３】
0004471013.tif 000003
【図２】
0004471013.tif 000004
【図４】
0004471013.tif 000005
【図５】
0004471013.tif 000006