(57)【要約】【課題】  液体現像剤を供給する、あるいは、供給されるローラ表面でのトナー固着の発生を防止し、均一な液体現像剤の薄層をローラ表面に形成させることが可能な液体現像装置を提供する。【解決手段】  トナーとキャリア液からなる液体現像剤と、液体現像剤を表面に保持する液体現像剤保持ローラとを有し、液体現像剤保持ローラ表面に粒子を配置し、保持させる粒子保持手段を有する液体現像装置、及び、該現像装置を有する画像形成装置。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリア液からなる液体現像剤を保持する液体現像剤保持ローラを有する液体現像装置において、該液体現像剤保持ローラの表面には粒子が配置され、該粒子を該液体現像剤保持ローラ表面に保持させる粒子保持手段を有することを特徴とする液体現像装置。
【請求項２】
前記液体現像剤保持ローラの表面に配置される粒子が、磁性体粒子であることを特徴とする請求項１に記載の液体現像装置。
【請求項３】
前記粒子保持手段が、前記液体現像剤保持ローラの内部に設けられたマグネットであることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体現像装置。
【請求項４】
静電潜像を担持する静電潜像担持体と、トナーとキャリア液からなる液体現像剤を保持する液体現像剤保持ローラを有する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液体現像装置と、を有する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、液体現像剤を用いてトナー画像を形成する液体現像装置、及び、画像形成技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント物を大量かつ高速に作成する手段として、従来より印刷機が主に使用されてきた。ところで、印刷分野では、版を起こして印刷物を作成するのでは採算面で厳しくなるような少量印刷の注文が意外とあり、このような少部数の印刷依頼に対応するいわゆるオンデマンド印刷と呼ばれるプリント作成技術が求められていた。
【０００３】
そして、少ない部数のプリント物を高速で、しかも、低価格で提供する画像形成技術として、版を起こす手間を必要としない電子写真方式による画像形成が注目されている。電子写真方式による画像形成方法には、乾式の画像形成方法と液体現像剤を用いた湿式の画像形成方法がある。その中でも、湿式の画像形成方法は、小径のトナーを用いて高画質の画像形成が行える点で注目されている。
【０００４】
湿式の画像形成方式では、絶縁性液体（キャリア液とも言う）中にトナーを分散した液体現像剤が用いられ、現像ローラ表面では供給された液体現像剤の薄層を形成し、これを像担持体上に形成された潜像に転写させてトナー画像を形成する。最近では、高速の現像と装置のコンパクト化の視点から、液体現像剤は高濃度で高粘性のものが用いられるようになってきた。
【０００５】
しかしながら、高濃度で高粘性の液体現像剤を用いる場合、現像ローラの表面や現像ローラに液体現像剤を供給する供給ローラの表面にトナーが固着し易く、このような固着物の発生は現像ローラ表面に液体現像剤の薄層を安定形成する上での障害となった。このような問題に対し、現像ローラと現像ローラと非接触に設けられたクリーニングローラとの間にバイアス電圧を印加し、現像ローラ表面に残留した液体現像剤を効率よく除去できるようにした技術がある（例えば、特許文献１参照。）。また、現像ローラや像担持体に液体現像剤を供給する供給ローラには、トナーを保持するためにくぼみが設けられているが、このくぼみ部にトナーが固着することを防止するために、供給ローラの上方から下方に向けて液体現像剤を供給するようにした液体現像装置がある（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平１０−２７４８８５号公報
【特許文献２】特開２００５−７０１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されたバイアス電圧を印加する技術では、液体現像剤中に含有される平均粒径より小さな粒径のトナーや帯電量の小さなトナーを十分に除去することができなかった。また、特許文献２に開示された技術では、現像ローラや供給ローラの配置が制約されてしまい、液体現像装置をコンパクト化することを困難にした。
【０００７】
本発明は、液体現像装置において、現像ローラや供給ローラの表面にトナー固着を発生させることなく、均一な液体現像剤の薄層を現像ローラや供給ローラ等の液体現像剤保持ローラの表面に安定して形成することの可能な液体現像装置を提供することを目的とする。また、本発明は、現像ローラや供給ローラの配置に制約を与えずにこれらのローラ表面へのトナー固着発生を防止することで、コンパクト化を実現させることが可能な液体現像装置を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の課題は、以下に記載の構成により達成される。
【０００９】
請求項１に係る液体現像装置は、トナーとキャリア液からなる液体現像剤を保持する液体現像剤保持ローラを有する液体現像装置において、該液体現像剤保持ローラの表面には粒子が配置され、該粒子を該液体現像剤保持ローラ表面に保持させる粒子保持手段を有することを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２に係る液体現像装置は、請求項１に記載の液体現像装置において、前記液体現像剤保持ローラの表面に配置される粒子が、磁性体粒子であることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に係る液体現像装置は、請求項１又は２に記載の液体現像装置において、前記粒子保持手段が、前記液体現像剤保持ローラの内部に設けられたマグネットであることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４に係る画像形成装置は、静電潜像を担持する静電潜像担持体と、トナーとキャリア液からなる液体現像剤を保持する液体現像剤保持ローラを有する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液体現像装置と、を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、液体現像装置における液体現像剤保持ローラ表面に粒子を配置することにより、液体現像剤保持ローラ表面へのトナーの固着発生が防止されるようになった。その結果、液体現像剤保持ローラ表面に均一な液体現像剤の薄層を安定して形成されるようになり、良好な画質の画像形成が安定して行えるようになった。
【００１４】
また、本発明によれば、現像ローラや供給ローラを制約を受けずに配置できるとともに、バイアス電圧を印加させる装置などがなくてもトナー固着の発生を防止することができるので、装置のコンパクト化を実現できるようになった。
【００１５】
さらに、本発明に係る画像形成装置は、限られたスペースで良好な画質の文書を安定かつ迅速に作成できることから、特に、少ない部数の印刷物を受注することの多い印刷業者にとっては、版を起こさずにオンデマンドにプリント物の作成が行えるようになった。その結果、業務の迅速化とコストパフォーマンスの向上を実現させることを可能にした。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、トナーとキャリア液からなる液体現像剤を用いた液体現像装置、及び、当該液体現像装置を搭載した画像形成装置に関する。本発明では、液体現像剤を保持する液体現像剤保持ローラの表面に磁性体に代表される粒子を配置することにより、本発明の効果を発現させることを可能にした。この様に、液体現像剤保持ローラ表面に粒子を配置することにより本発明の効果が発現されるようになった理由は、ローラ表面に配置された粒子が現像剤保持ローラ表面を研磨してローラ表面の残存液体現像剤をかき取って除去しているのでトナー固着が防止されるものと推測される。その結果、ローラ表面に形成される液体現像剤薄層の品質が一定レベルに維持されるようになり、像担持体には常に所定量の液体現像剤が供給され、安定したトナー画像形成が可能になったものと推測される。
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係る液体現像装置を用いた代表的な画像形成装置の例を示す概略図である。ドラム状の静電潜像担持体１（以下、像担持体１ともいう）の周囲には、矢印で示す回転方向の順に、帯電装置２、露光装置３、液体現像装置４、転写ローラ５、クリーニングブレード６がそれぞれ配設されている。
【００１９】
図１に示す画像形成装置では、以下の手順で画像形成が行われる。先ず、帯電装置２により、像担持体１の表面を所定の表面電位に一様帯電し、その後、露光装置３により、画像情報を露光して像担持体１の表面に静電潜像が形成される。次に、静電潜像担持体１表面に形成された静電潜像を現像装置４により現像して像担持体１表面にトナー像が形成される。
【００２０】
像担持体１表面に形成されたトナー像は像担持体１と転写ローラ５の間に搬送されてきた転写紙９上に転写される。このとき、転写ローラ５に所定の電圧を印加することにより、像担持体１上に形成されたトナー像を転写紙９上に効率よく転写させる。また、転写後に像担持体１上に残存したトナーは、クリーニングブレード６により除去される。
【００２１】
像担持体１よりトナー像が転写された転写紙９は定着ローラ７に搬送され、所定の温度に保持された定着ローラ７を通過するときに加熱・加圧されて、トナー画像が転写紙９上に定着する。このように、図１に示す画像形成装置は上記工程を繰り返して転写紙９上への画像形成を連続で行うことが可能である。
【００２２】
次に、本発明に係る液体現像装置について説明する。
【００２３】
図２は、本発明に係る液体現像装置の構成を示す概略図である。図２に示すように、液体現像装置４の下方に液体現像剤槽４５が設けられており、その中にはキャリア液である絶縁性液体中にトナーを分散させてなる液体現像剤８が貯蔵されている。液体現像剤槽４５に貯蔵された液体現像剤８は、本発明における液体現像剤保持ローラに該当する供給ローラ４２に供給され、現像ローラ４１を介して像担持体１に供給されて、像担持体１上でトナー画像を形成する。
【００２４】
具体的には、供給ローラ４２は液体現像剤槽４５に貯蔵されている液体現像剤８に接触するように配置され、供給ローラ４２が回転すると槽４５中の液体現像剤８が汲み上げられる。供給ローラ４２上に供給された液体現像剤８はすり切りブレード４４により一定の搬送量に規制され、供給ローラ４２表面に均一な厚みを有する液体現像剤８の薄層を形成する。
【００２５】
供給ローラ４２表面に形成された液体現像剤８の薄層は、現像ローラ４１と接触するように形成されており、接触により液体現像剤８の薄層の一部が現像ローラ４１に供給される。そして、現像ローラ４１に供給された液体現像剤８は、現像ローラ４１を静電潜像を形成した像担持体１に接触させて像担持体１に供給されてトナー像形成に用いられる。
【００２６】
現像後に現像ローラ４１表面に残存した液体現像剤８は、現像ローラクリーニングブレード４６により現像ローラ４１表面より除去されて受け皿４７に回収された後、液体現像剤槽４５に戻される。
【００２７】
ここで、本発明に係る液体現像装置に使用される供給ローラ４２について、図２、図３及び図４を用いて説明する。図３は供給ローラ４２の表面形状を示す模式図である。また、図４は後述する供給ローラ４２に設けられる凹部付近の断面を示す模式図である。
【００２８】
本発明に係る液体現像装置は以下のような特徴を有する。すなわち、図２に示すように、供給ローラ４２の内部にマグネットローラ４３が内蔵され、図３に示すように、供給ローラ４２の表面には前述した液体現像剤８の薄層を形成するために凸部４２１と凹部４２２が形成され、供給ローラ４２の凹部４２２には、図４に示すように、磁性粒子８１が充填されている。
【００２９】
供給ローラ４２の凹部４２２に充填された磁性粒子８１は、供給ローラ４２内部に設けられた本発明における粒子保持手段に該当するマグネットローラ４３の磁力により供給ローラ４２表面に保持され、現像ローラ４１に転移しないようになっている。
【００３０】
本発明に係る液体現像装置は、供給ローラ４２表面に残存した液体現像剤によるトナー固着の発生を防止するため、供給ローラ４２の凹部４２２内に磁性粒子８１を配置し、磁性粒子８１を動かして残存した液体現像剤を供給ローラ４２表面から除去する。
【００３１】
このように、供給ローラ４２表面に磁性粒子を配置し、配置された磁性粒子により供給ローラ４２表面に残存する液体現像剤を除去することにより、トナー固着の発生を防止している。本発明では、供給ローラ４２表面に充填する粒子を特に磁性粒子に限定するものではなく、供給ローラ４２表面に配置され、供給ローラ４２の表面を研磨可能な粒子であれば特に限定されるものではない。また、供給ローラ４２の他にも、現像ローラ４１の表面へのトナー固着対策として、現像ローラ４１表面を粒子を配置することも可能である。この場合、現像ローラ４１が本発明でいう液体現像剤保持ローラに該当することになる。
【００３２】
本発明で使用することが可能な磁性粒子は、磁性粉をキャリア液に不溶な樹脂（例えばアクリル樹脂、スチレン／メタアクリレート共重合体、フッ素樹脂等）で被覆して形成されるものである。磁性粉として使用可能な材料は、四三酸化鉄、三二酸化鉄、酸化鉄亜鉛、酸化鉄イットリウム、酸化鉄カドミウム、酸化鉄カドリニウム、酸化鉄銅、酸化鉄鉛、酸化鉄ニッケル、酸化鉄ネオジム、酸化鉄バリウム、酸化鉄マグネシウム、酸化鉄マンガン、酸化鉄ランタン、鉄粉、コバルト粉、ニッケル粉等が挙げられ、上述の材料を単独あるいは２種類以上組み合せて使用することができる。
【００３３】
本発明で使用される磁性粒子の粒径は、体積平均粒径で１μｍ〜２０μｍが好ましく、粒径を上記範囲内にすることにより、供給ローラ４２表面がムラなく効率よく研磨されて、トナー固着の発生を防止することができる。なお、磁性粒子８１は、液体現像装置４を組み立てるときに供給ローラ４２表面に充填しておくことが好ましい。
【００３４】
上記磁性粒子の粒径を測定する方法としては、例えば、コールターカウンターなどの測定装置を使用した測定方法が挙げられる。
【００３５】
液体現像剤８は、キャリア液である絶縁性液体、静電潜像を現像する帯電したトナー及び前記トナーを分散させる分散剤を主要成分としている。
【００３６】
キャリア液としては、一般に電子写真用液体現像剤に用いるものであれば、特に制限することなく使用することができる。例えば、鎖状あるいは分岐鎖状脂肪族系炭化水素、芳香族系炭化水素などが挙げられる。具体的には、ｎ−ペンタン、シクロヘキサン、イソパラフィン、塩素化パラフィン、ナフサ、ケロシン軽油などである。例えば、松村石油研究所（株）のモレスコホワイトなどを用いることができる。
【００３７】
トナーとしては、一般に電子写真用液体現像剤に用いるものであれば、特に制限することなく使用することができる。トナーは着色剤及びバインダーとしての結着樹脂からなる。結着樹脂としては、例えばポリスチレン樹脂、スチレンーアクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。また、これらの樹脂を複数、混合して用いても良い。また、着色剤として用いられる顔料及び染料も一般に市販されている。例えば、顔料としては、カーボンブラック、ベンガラ、酸化チタン、シリカ、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、スカイブルー、ベンジジンイエロー、レーキレッドＤ等を用いることができる。染料としては、ソルベントレッド２７やアシッドブルー９等を用いることができる。
【００３８】
液体現像剤の調製方法としては、一般に用いられる方法で調製することができる。例えば、結着樹脂と顔料とを所定の配合比で、例えば、加圧ニーダ、ロールミル等を用いて溶融混練して均一に分散し、得られた分散体をジェットミル等を用いて微細に粉砕する。得られた微粉末を例えば風力分級機等を用いて分級して、所望の粒径を有するトナーが得られる。続いて、得られたトナーをキャリア液である絶縁性液体と所定の配合比で混合する。この混合物をボールミル等の分散手段を用いて均一に分散することにより、本発明で使用可能な液体現像剤が得られる。
【００３９】
本発明に係る液体現像装置に使用される液体現像剤のトナー濃度は、高速現像と装置のコンパクト化を実現する上で、高濃度を有するものであることが好ましいが、具体的には５〜４０質量％、好ましくは１５〜３０質量％である。
【００４０】
液体現像剤の粘度は、概ねトナー濃度に依存するものであるが、２５℃において１Ｐａ・ｓ以上１００Ｐａ・ｓ以下が好ましく、より好ましくは１Ｐａ・ｓ以上５０Ｐａ・ｓ以下である。なお、液体現像剤の粘度は、２４時間静置後にＴＡインスツルメント社製の粘度測定装置（品番：ＡｒｅｓＦＲ−１００）を用いて、ずり速度０．１（１／ｓ）で測定した値である。従来技術では、このような高粘度の液体現像剤を用いると、ローラ表面に残存した液体現像剤をローラ表面から除去しにくく、ローラ表面におけるトナー固着の原因の１つになっていた。しかしながら、本発明では、ローラ表面に磁性体粒子に代表される粒子を配置することにより、このような高濃度、高粘度の液体現像剤がローラ表面に残存しても粒子の研磨作用によりローラ表面から除去されるものと推測される。
【００４１】
このように、本発明では、液体現像剤の粘度が１Ｐａ・ｓ以上１００Ｐａ・ｓ以下という高粘度の液体現像剤を電圧印加装置などを設けずに除去することができるので、現像装置のコンパクト化や低コスト化を可能にしている。そして、現像装置のコンパクト化により画像形成装置内での現像装置の配置自由度も大きくなるので、画像形成装置についてはコンパクト化に加え、筐体デザインの自由度も増すことができる。
【００４２】
また、トナー濃度を高い液体現像剤は、従来の粘度の低い（例えば、１Ｐａ・ｓ未満）液体現像剤を用いる場合と比べて、使用する液体現像剤の総量を減らすことができるので、液体現像剤自体をコンパクトにすることが可能になる。
【００４３】
本発明に係る液体現像装置において、液体現像剤保持ローラとして、供給ローラ４２を例にとって説明したが、供給ローラ４２に限るものではなく、その表面に液体現像剤を保持するローラであれば、固着を防止する手段として用いることができる。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明の実施態様はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
（１）液体現像装置について
液体現像装置として図２の構成のものを用いた。
【００４５】
液体現像装置４の設定条件を以下に示す。
【００４６】
現像ローラ４１としては以下のものを使用した。
【００４７】
径：φ４０ｍｍ
材料：ＮＢＲ
ゴム硬度：７０°
周速（Ｖ２）：２１０ｍｍ／ｓｅｃ
供給ローラ４２としては以下のものを使用した。
【００４８】
径：φ４０ｍｍ
材料：ＳＵＳ（アニロックス）
周速：２１０ｍｍ／ｓｅｃ
形状：図４に示す。凹部深さ５０μｍ、凸部幅１０μｍ、凹部面積率８０％
ニップ幅：現像ローラ４１と供給ローラ４２との接触ニップ幅は、約３ｍｍとした。
【００４９】
磁性粒子としては、以下のものを使用した。
【００５０】
磁性材料：マグネタイト（体積平均粒径５μｍ）
被覆樹脂：アクリル樹脂
（２）液体現像剤について
トナーは、市販トナーＭ７２Ｆ（コニカミノルタ（株）製）を用い、キャリア液に市販のホワイトオイルＰ１２０（松村石油研究所（株）製）用いた。また、分散剤としては、Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ３０００（リーブリゾーブ社製）を用いた。分散装置としては、ペイントシェーカー（レッドデビル社製：商品名レッドデビル）を用い、キャリア液７０質量部、トナー３０質量部、分散剤２質量部を混合し、この混合液３００ｍｌに分散用のビーズ（直径５ｍｍ）を１０ｇ加え、３０分間混合した。このようにして、帯電極性が負のトナーを有する液体現像剤を作製した。
（３）画像形成条件について
非画像部の静電潜像担持体の表面電位Ｖｏ：−５００Ｖ、画像部の静電潜像担持体の表面電位Ｖｉ：−５０Ｖ、現像ローラのバイアス電位Ｖｂ：−３００Ｖした。
（４）評価結果
図１における画像形成装置を用い、画像比率５．５％のテストチャートを１００００枚プリントした。その後、プリント画像を目視観察したところ、画像濃度のムラやかぶりなどのない良好な画像を形成することができた。また、現像装置内の供給ローラ表面へのトナー固着も認められなかった。
（実施例２）
図５に実施例２で使用した現像装置４を示す。液体現像剤８に接触した現像ローラ４１により液体現像剤８を汲み上げ、規制ローラ４９により現像ローラ４１表面に液体現像剤の薄層を形成し、その後静電潜像を形成した静電潜像担持体１の表面を現像する。現像後、現像ローラ４１の表面を磁気ブラシローラ４８の回転により、磁気ブラシローラ表面に保持している磁性粒子８１を接触させ、現像ローラ４１の表面を研磨することにより、現像ローラ４１の表面へのトナー固着を防止している。現像ローラ、液体現像剤、画像形成条件、実施例１と同様の構成とした。また、磁気ブラシローラ４８としては、以下のものを用いた。
【００５１】
径：φ３０ｍｍ
材料：ＳＵＳ
周速：３００ｍｍ／ｓｅｃ
内極：４極固定
また、磁性粒子としては、以下のものを使用した。
【００５２】
磁性材料：マグネタイト（体積平均粒径５μｍ）
被覆樹脂：アクリル樹脂
規制ローラとしては、以下のものを用いた。
【００５３】
径：φ１５ｍｍ
材料：ＳＵＳ
周速：回転させず静止状態で使用した。
【００５４】
現像ローラとのギャップ：２０μｍ
図１における画像形成装置を用い、画像比率５．５％のテストチャートを１００００枚プリントした。その後、プリント画像を目視観察したところ、画像濃度のムラやかぶりなどのない良好な画像を形成することができた。また、現像装置内の現像ローラ表面へのトナー固着も認められなかった。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る液体現像装置を用いた画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明に係る液体現像装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図３】本発明に係る液体現像装置に用いた供給ローラの表面形状を示す概略図である。
【図４】本発明に係る液体現像装置に用いた供給ローラの凹部に充填された液体現像剤と磁性粒子の状態を示す概略図である。
【図５】本発明に係る液体現像装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  静電潜像担持体
２  帯電装置
３  露光装置
４  液体現像装置
５  転写ローラ
６  クリーニングブレード
７  定着ローラ
８  液体現像剤
８１  磁性粒子
９  転写紙
４１  現像ローラ
４２  供給ローラ
４２１  凸部
４２２  凹部
４３  マグネットローラ
４４  すり切りブレード
４５  現像剤槽
４６  現像ローラクリーニングブレード
４７  受け皿
４８  磁気ブラシローラ
４９  規制ローラ
【図１】
2007047455.tif 000003
【図２】
2007047455.tif 000004
【図３】
2007047455.tif 000005
【図４】
2007047455.tif 000006
【図５】
2007047455.tif 000007