(57)【要約】【課題】長期の使用や経年による現像剤担持体の表面エネルギーの低下を抑制し、従って、そのための交換などのメンテナンスが必要なく、また、均一で平滑な現像剤薄層を形成し、現像剤薄層のムラに起因するリブ模様などの現像後の画像濃度ムラ発生を抑制することができる液体現像装置、及び画像形成装置を提供する。【解決手段】現像剤担持体としてのローラ使用中に、その表面に対して、表面エネルギーを上げる活性化を適宜行うことで、その表面エネルギーの低下を抑制することができ、現像剤薄層のムラに起因するリブ模様などの画像濃度ムラ発生を抑制することができる。【選択図】図３
2007310123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体現像剤の薄層を表面に担持搬送する現像剤担持体を有し、
前記現像剤担持体の表面に担持搬送する液体現像剤の薄層を用いて、前記現像剤担持体と対向する像担持体上の潜像を現像し、トナー像を形成する液体現像装置において、
前記現像剤担持体の表面エネルギーを上げるための表面活性化手段を有する、
ことを特徴とする液体現像装置。
【請求項２】
前記表面活性化手段は、
前記現像剤担持体と対向する帯電装置を有し、
前記帯電装置への電圧印加により、前記現像剤担持体の表面へコロナ放電させ、当該表面を活性化させる、
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】
前記帯電装置は、
前記像担持体に対向して配置され、前記像担持体の表面を帯電させる機能を有する、
ことを特徴とする請求項２に記載の液体現像装置。
【請求項４】
前記表面活性化手段は、
前記現像剤担持体に当接する現像剤除去部材を有し、
前記現像剤除去部材への電圧印加により、当接する前記現像剤担持体の表面を活性化させる、
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５】
表面に液体現像剤の薄層を形成する現像剤規制ローラと、
前記現像剤規制ローラに対向して配置され、前記現像剤規制ローラから転移された液体現像剤の薄層を表面に担持搬送する現像剤担持体と、を有し、
前記現像剤担持体の表面に担持搬送する液体現像剤の薄層を用いて、前記現像剤担持体と対向する像担持体上の潜像を現像し、トナー像を形成する液体現像装置において、
前記現像剤規制ローラの表面エネルギーを上げるための表面活性化手段を有する、
ことを特徴とする液体現像装置。
【請求項６】
前記表面活性化手段は、
前記現像剤規制ローラと対向する帯電装置を有し、
前記帯電装置への電圧印加により、前記現像剤規制ローラの表面へコロナ放電させ、当該表面を活性化させる、
ことを特徴とする請求項５に記載の液体現像装置。
【請求項７】
表面に潜像を形成する像担持体と、
前記像担持体と対向し、液体現像剤の薄層を表面に担持搬送する現像剤担持体と、を有し、
前記現像剤担持体の表面に担持搬送する液体現像剤の薄層を用いて、前記像担持体上の潜像を現像し、トナー像を形成する画像形成装置において、
前記現像剤担持体の表面エネルギーを上げるための表面活性化手段を有する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記表面活性化手段は、
前記現像剤担持体と対向する帯電装置を有し、
前記帯電装置への電圧印加により、前記現像剤担持体の表面へコロナ放電させ、当該表面を活性化させる、
ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記帯電装置は、
前記像担持体に対向して配置され、前記像担持体の表面を帯電させる機能を有する、
ことを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記表面活性化手段は、
前記現像剤担持体に当接する現像剤除去部材を有し、
前記現像剤除去部材への電圧印加により、当接する前記現像剤担持体の表面を活性化させる、
ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
像担持体と、前記像担持体上に潜像を形成するための手段と、前記潜像を現像するための請求項５または６の何れか１項に記載の液体現像装置を備える、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
前記表面活性化手段が、所定の現像回数、あるいは所定の時間経過毎に、自動的に表面活性化を実行するように制御する制御手段を有する、
ことを特徴とする請求項７乃至１１の何れか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
現像剤担持体上に液体現像剤の薄層を形成し、像担持体上の潜像を現像する液体現像装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
感光体（感光ドラム）に静電潜像を形成し、それにトナーを付着させて、紙などに転写して定着する電子写真方式の画像形成装置が、複写機、ＭＦＰ（多機能型プリンタ）、ＦＡＸ、プリンタなどに広く使用されている。それらの画像形成装置で一般に用いられている現像方式は、粉体トナーを用いる乾式現像である。
【０００３】
しかし、粉体トナーは、トナーが飛散するという問題点があるとともに、トナー粒子が７〜１０μｍと大きいことから解像度が悪いという画質上の問題点もある。
【０００４】
そこで、大量プリント用のオフィスプリンタやオンデマンド印刷装置などの、より高画質及び高解像度が要求される画像形成装置では、流動パラフィンのような非極性有機溶剤中にトナーを分散させた、液体トナーを用いる湿式現像方式が用いられるようになっている。液体トナーは、トナー粒子が１μｍ程度と小さいとともに、帯電量が大きいことでトナー画像の乱れが起きにくく、高い解像度を実現できるからである。
【０００５】
従来の湿式の画像形成装置では、湿式現像剤（以後、液体現像剤、あるいは単に現像剤ともいう）として、有機溶剤にトナーを１〜２％の割合で混ぜた低粘度の液体現像剤を用いていた。しかしながら、このような現像剤はトナー濃度が低いため、紙上へ多量に付着させ定着時に乾燥させることが必要で、多量の蒸気が発生するといった環境上の大きな問題点をかかえていた。また揮発させるために低沸点のキャリヤ液しか使用できず、引火点が低いなど安全性においても大きな問題があった。
【０００６】
このようなことを背景にして、シリコンオイルなどの絶縁性液体「キャリヤ液」中に樹脂及び顔料からなる固形分としてのトナーを高濃度に分散させることで構成される、高粘度で高濃度の液体現像剤を用いる画像形成装置が提案されるようになった。この液体現像剤を用いると、上記のような問題が発生しないとともに、トナー濃度が高いことから、大量の現像液を使用しないで済むという利点がある。
【０００７】
この液体現像剤を用いて現像する際には、帯電したトナーが絶縁性液体中を静電気の力によって移動して静電潜像を現像する。従って、この移動距離が短いほど現像効率が向上する。そのためには現像ローラ等の現像剤担持体上に現像剤のミクロン単位の薄層を形成し、この薄層化された現像剤を感光体に接触させて現像することが望ましい。このことは特に１００ｍＰａ・ｓ以上の高粘度の液体現像剤を用いる場合により顕著である。
【０００８】
このように液体現像剤の薄層によって現像を行う場合は、現像領域にある薄層中のトナー量によって現像後の画像濃度が決定されるため、画像濃度を安定化させるためには一定濃度の現像剤で均一な薄層を形成することが重要な課題となる。
【０００９】
しかしながら、一定濃度の液体現像剤の均一で、且つ平滑な薄層の形成を阻害する要因はさまざまにある。
【００１０】
現像ローラ等の現像剤担持体上に現像剤薄層を形成するまでには、現像剤の供給、現像剤量の規制や、搬送などを複数ローラ間で受け渡しするのが通常であり、その間の規制ブレードやローラ間圧力などの物理的要因により、現像剤量のムラが発生し、リブ模様と称されるスジ状の画像ムラとなって現れることがある。
【００１１】
また特に高濃度、すなわち高粘度の現像剤であることを考慮すれば、一旦生じた現像剤薄層における現像剤量のムラは平滑化しにくい性質を有する。
【００１２】
現像剤の性質とともに、それを担持するローラの側の性質も重要である。現像剤担持体としての現像ローラや、現像ローラに現像剤薄層を受け渡す規制ローラなどには、メカニカルな条件や耐久性などからゴムローラが用いられることが多いが、担持する液体現像剤に対するそれらの表面の濡れ性によっても、現像剤薄層のムラの平滑化しやすさは異なってくる。
【００１３】
ローラ表面の濡れ性がよくないと、高粘度の液体現像剤がローラ表面になじみにくく、現像剤がその表面に自然に平滑化しながら担持されていくということが起こりにくくなる。逆に言えば現像剤量のムラが起こりやすく、また解消もしにくくなる。
【００１４】
液体現像剤との濡れ性をよくするには、ローラ表面の表面張力を液体現像剤の表面張力より大きくする必要がある。すなわち、ローラの表面エネルギーを高くする必要がある。
【００１５】
しかしながら、材質を選択し表面エネルギーの高いローラを用いても、実際に使用を続けると、長期の使用、または経年による劣化などで、表面エネルギーは通常低下していく。従ってローラの性能を維持しようとすれば、交換等のメンテナンスが必要となる。
【００１６】
一方、表面エネルギーとは関係しないが、現像剤を除去しやすくするため、現像ローラ上の液体現像剤を活性化するという技術が提案されている（特許文献１参照）。
【００１７】
特許文献１に記載の技術によれば、現像ローラにローラを介して交流電圧などを印加し、現像ローラ上に担持している（現像後残留した）液体現像剤を活性化する、すなわち交流電界で微小振動させ、クリーニングブレードで除去しやすくするという。
【００１８】
これは現像剤を除去しやすくするが、ローラ表面との関係を改善するものではない。すなわち、現像ローラの表面についても、また液体現像剤についてもその表面エネルギーについての改善を行う効果はない。
【特許文献１】特開２００３−９１２２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
上記のように、現像剤薄層の安定化のための従来の方法には、様々な課題がある。
【００２０】
現像剤担持体に対する現像剤の濡れ性をよくして、ムラの発生を抑制しようと、材質を選択し表面エネルギーの高いローラを用いても、長期の使用や経年による劣化などで、表面エネルギーは低下していく。
【００２１】
現像剤担持体上の液体現像剤に対して、電界を印加し、活性化するという技術も、現像剤にエネルギーを与え、除去しやすくするだけで、ローラとの濡れ性を改善する効果はなかった。
【００２２】
本発明の目的は、上記の課題を解決し、現像剤担持体として適切な材質のローラを選択し、使用するに際して、長期の使用や経年によるその表面エネルギーの低下を抑制することができ、従って、そのための交換などのメンテナンスが必要なく、また、ローラ間圧力やニップ部の微妙な調整にも依存することなく均一で平滑な現像剤薄層を形成し、現像剤薄層のムラに起因するリブ模様などと称される現像後の画像濃度ムラ発生を抑制することができる液体現像装置、及び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】
【００２３】
上記の課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有するものである。
【００２４】
１．  液体現像剤の薄層を表面に担持搬送する現像剤担持体を有し、前記現像剤担持体の表面に担持搬送する液体現像剤の薄層を用いて、前記現像剤担持体と対向する像担持体上の潜像を現像し、トナー像を形成する液体現像装置において、前記現像剤担持体の表面エネルギーを上げるための表面活性化手段を有する、ことを特徴とする液体現像装置。
【００２５】
２．  前記表面活性化手段は、前記現像剤担持体と対向する帯電装置を有し、前記帯電装置への電圧印加により、前記現像剤担持体の表面へコロナ放電させ、当該表面を活性化させる、ことを特徴とする１に記載の液体現像装置。
【００２６】
３．  前記帯電装置は、前記像担持体に対向して配置され、前記像担持体の表面を帯電させる機能を有する、ことを特徴とする２に記載の液体現像装置。
【００２７】
４．  前記表面活性化手段は、前記現像剤担持体に当接する現像剤除去部材を有し、前記現像剤除去部材への電圧印加により、当接する前記現像剤担持体の表面を活性化させる、ことを特徴とする１に記載の液体現像装置。
【００２８】
５．  表面に液体現像剤の薄層を形成する現像剤規制ローラと、前記現像剤規制ローラに対向して配置され、前記現像剤規制ローラから転移された液体現像剤の薄層を表面に担持搬送する現像剤担持体と、を有し、前記現像剤担持体の表面に担持搬送する液体現像剤の薄層を用いて、前記現像剤担持体と対向する像担持体上の潜像を現像し、トナー像を形成する液体現像装置において、前記現像剤規制ローラの表面エネルギーを上げるための表面活性化手段を有する、ことを特徴とする液体現像装置。
【００２９】
６．  前記表面活性化手段は、前記現像剤規制ローラと対向する帯電装置を有し、前記帯電装置への電圧印加により、前記現像剤規制ローラの表面へコロナ放電させ、当該表面を活性化させる、ことを特徴とする５に記載の液体現像装置。
【００３０】
７．  表面に潜像を形成する像担持体と、前記像担持体と対向し、液体現像剤の薄層を表面に担持搬送する現像剤担持体と、を有し、前記現像剤担持体の表面に担持搬送する液体現像剤の薄層を用いて、前記像担持体上の潜像を現像し、トナー像を形成する画像形成装置において、前記現像剤担持体の表面エネルギーを上げるための表面活性化手段を有する、ことを特徴とする画像形成装置。
【００３１】
８．  前記表面活性化手段は、前記現像剤担持体と対向する帯電装置を有し、前記帯電装置への電圧印加により、前記現像剤担持体の表面へコロナ放電させ、当該表面を活性化させる、ことを特徴とする７に記載の画像形成装置。
【００３２】
９．  前記帯電装置は、前記像担持体に対向して配置され、前記像担持体の表面を帯電させる機能を有する、ことを特徴とする８に記載の画像形成装置。
【００３３】
１０．  前記表面活性化手段は、前記現像剤担持体に当接する現像剤除去部材を有し、前記現像剤除去部材への電圧印加により、当接する前記現像剤担持体の表面を活性化させる、ことを特徴とする７に記載の画像形成装置。
【００３４】
１１．  像担持体と、前記像担持体上に潜像を形成するための手段と、前記潜像を現像するための５または６の何れか１項に記載の液体現像装置を備える、ことを特徴とする画像形成装置。
【００３５】
１２．  前記表面活性化手段が、所定の現像回数、あるいは所定の時間経過毎に、自動的に表面活性化を実行するように制御する制御手段を有する、ことを特徴とする７乃至１１の何れか１項に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、現像剤担持体としてのローラ、あるいは現像剤担持体に液体現像剤を受け渡しするローラとして適切な材質のローラを選択して使用中に、その表面に対して、表面エネルギーを上げる活性化を適宜行うことで、長期の使用や経年によるその表面エネルギーの低下を抑制することができ、従って、そのための交換などのメンテナンスが必要なく、また、ローラ間圧力やニップ部の微妙な調整にも依存することなく均一で平滑な現像剤薄層を形成し、現像剤薄層のムラに起因するリブ模様などと称される現像後の画像濃度ムラ発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
本発明に係る実施形態を、図を参照して説明する。
【００３８】
現像剤薄層を形成する現像装置は、複写機、簡易印刷機、プリンタなどの画像形成装置に利用される。特に湿式の画像形成装置は、液体現像剤の薄層を用いた現像が一般的であり、現像剤薄層を形成し現像する液体現像装置が利用されている。これらには、一般的に電子写真方式の画像形成プロセスが、共通して用いられている。まずその電子写真方式による湿式の画像形成部を、図１を参照して説明し、さらに液体現像装置（図２参照）とそこで用いられている表面活性化手段（図３から６参照）について、その構成と、機能動作を説明する。
【００３９】
（画像形成部の構成と機能動作）
図１を用いて、本実施形態の画像形成装置における画像形成部の構成例を説明する。図１は、湿式画像形成装置における画像形成部の概略構成例を示す断面図である。
【００４０】
図１において、１は感光体ドラムであり、像担持体として機能する。画像形成部１０はこの感光体ドラム１を中心に、その周囲に配設された、前記感光体ドラム１の表面を均一に帯電させる帯電装置２、帯電した感光体ドラム１上にレーザビームを照射して静電潜像を形成する露光装置３，その静電潜像を液体現像剤を用いて現像する液体現像装置４、現像されたトナー像を転写材７に転写する転写装置５，そして転写後の感光体ドラムの表面に残存する液体現像剤を除去するクリーニング装置６などを備える。
【００４１】
また、液体現像装置４の前後には、予め液体現像剤の一部を塗布したり、回収したりする装置を設ける場合もある。転写材７は、そのまま記録用紙などの記録材であってもよいし、転写材７として中間転写ベルトなどを用いて、再度記録材に転写するような構成であってもよい。
【００４２】
液体現像装置４は、一般的には表面に液体現像剤の薄層を担持し、像担持体である感光体ドラム１上の潜像を現像する現像ローラ４１、現像ローラ４１に当接して、その表面に液量調整された液体現像剤を転移させる搬送ローラ４２、そしてその搬送ローラ４２に当接して、その表面に現像剤槽４４内の液体現像剤８を供給する供給ローラ４３を備える。
【００４３】
感光体ドラム１は、図１に示す矢印Ａ方向に回転し、帯電装置２は、回転する感光体ドラム１の表面をコロナ放電などにより数百Ｖ程度に帯電させる。帯電装置２より感光体ドラム回転方向下流側においては、露光装置３から照射されたレーザビームにより、表面電位が百Ｖ程度以下に低下させられた静電潜像が形成される。
【００４４】
露光装置３のさらに下流側には、液体現像装置４が配設されており、感光体ドラム１に形成された静電潜像が、液体現像剤８を用いて現像される。
【００４５】
液体現像装置４には、絶縁性の溶媒（以後キャリヤ液とも呼称する）中にトナーを分散させた液体現像剤８が現像槽４４内に収容されており、供給ローラ４３によって搬送ローラ４２表面に液体現像剤８が供給される。
【００４６】
搬送ローラ４２は液体現像剤８の薄層を搬送し、現像ローラ４１に転移させる。そして現像ローラ４１上には液体現像剤８の薄層が担持される。さらに現像ローラ４１と感光体ドラム１の静電潜像との電位差により、現像ローラ４１上に担持された液体現像剤８の薄層内のトナー粒子が感光体ドラム１上の静電潜像に移動して、静電潜像が現像される。
【００４７】
転写装置５では、感光体ドラム１の周速と同速度で搬送される転写材７に帯電を施し、あるいは電圧を印加することで、感光体ドラム１上の現像されたトナー像が転写材７上に転写される。
【００４８】
転写装置５の下流側には、感光体ドラム１の表面上に残存する液体現像剤８を除去するクリーニング装置６が配設されている。このクリーニング装置６により感光体ドラム１上に残存する液体現像剤８が除去される。
【００４９】
転写装置５でトナー像が転写された転写材７は、記録材であれば、図示しない定着装置へと搬送され、加熱定着の上、排出される。転写材７が中間転写ベルトなどの中間転写体であれば、その後、トナー像が記録材に再転写され、トナー像を転写された記録材が、同じく定着装置へと搬送され、加熱定着の上、排出される。
【００５０】
（現像剤の構成）
現像に用いる液体現像剤８について説明する。液体現像剤８は、溶媒であるキャリヤ液体中に着色されたトナー粒子を高濃度で分散している。また液体現像剤８には、分散剤、荷電制御剤などの添加剤を適宜、選んで添加してもよい。
【００５１】
キャリヤ液としては、絶縁性の、常温で不揮発性の溶媒が用いられる。トナー粒子は、主として樹脂と着色のための顔料や染料からなる。樹脂には、顔料や染料をその樹脂中に均一に分散させる機能と、記録材に定着される際のバインダとしての機能がある。
【００５２】
トナーの体積平均粒子径は、０．１μｍ以上、５μｍ以下の範囲が適当である。トナーの平均粒子径が０．１μｍを下回ると現像性が大きく低下する。一方、平均粒子径が５μｍを超えると画像の品質が低下する。
【００５３】
液体現像剤の質量に対するトナー粒子の質量の割合は、１０〜４０％程度が適当である。１０％未満の場合、トナー粒子の沈降が生じやすく、長期保管時の経時的な安定性に問題がある。また必要な画像濃度を得るため、多量の現像剤を供給する必要があり、紙上に付着するキャリヤ液が増加し、定着時に乾燥せねばならず、蒸気が発生し環境上の問題が生じる。４０％を超える場合には、液体現像剤の粘度が高くなりすぎ、製造上も、また取り扱いも困難になる。
【００５４】
（現像装置の構成と動作）
図２には、図１における液体現像装置４の概略構成を示す。図２を用いて、液体現像装置４の構成と動作について説明する。
【００５５】
現像剤槽４４には、上述の液体現像剤８が収容されている。
【００５６】
供給ローラ４３は、現像剤槽４４内の液体現像剤８に浸漬するよう配置され、矢印Ｄ方向に回転し、現像剤槽４４から液体現像剤８をくみ上げる。高粘度の液体現像剤８はその粘着力で供給ローラ４３の表面に付着した状態で搬送される。
【００５７】
供給ローラ４３としては、平滑ローラが用いられる場合と、アニロックスローラが用いられる場合がある。本実施形態で用いるアニロックスローラとは、その表面に、例えば凹状の微細な溝構造があり、規制部材４５などを設けることによって、搬送する液体現像剤量が調整されるようになっているローラである。
【００５８】
規制部材４５は、供給ローラ４３が上記のアニロックスローラであるときは、金属などの硬質の弾性ブレードが一般的に用いられ、供給ローラ４３が平滑ローラであるときは、金属もしくはゴムなどの弾性ブレードがよく用いられる。
【００５９】
規制部材４５は、図のように供給ローラ４３に対向して、その回転に対してカウンタ方向に当接して配置され、供給ローラ４３の表面に付着して搬送される現像剤の量を規制するものである。これにより余分な現像剤量が剥ぎ落とされ、供給ローラ４３表面上には現像剤薄層が形成され、次の搬送ローラ４２に向かって搬送されていくことになる。
【００６０】
搬送ローラ４２としては、一般にゴムローラが用いられる。搬送ローラ４２は供給ローラ４３に対向して配置され、当接しながら矢印Ｃ方向に回転する。このニップ部で、供給ローラ４３表面に形成された現像剤薄層は搬送ローラ４２の表面に写し取られ、現像ローラ４１へ向かって搬送されていく。
【００６１】
従ってここでは、搬送ローラ４２が現像剤薄層を形成し、現像剤担持体に受け渡す現像剤規制ローラとして機能する。但し、現像剤規制ローラとしての搬送ローラ４２は、供給ローラ４３がその機能を合わせ持ってもよい。すなわち、供給ローラ４３から直接現像ローラ４１に現像剤を転移させる方法を採ることも可能である。
【００６２】
現像ローラ４１としては低硬度のゴムローラが用いられる。現像ローラ４１は搬送ローラ４２に対向して配置され、当接しながら矢印Ｂ方向に回転する。このニップ部で、搬送ローラ４２表面に搬送された現像剤薄層は、現像ローラ４１に掻き取られ、現像ローラ４１表面に現像剤薄層が担持、搬送されることになる。従って現像ローラ４１が現像剤担持体として機能する。
【００６３】
現像ローラ４１は、像担持体である感光体ドラム１とも当接して回転しており、感光体ドラム１とのニップ部、すなわち現像領域に搬送された現像剤薄層は、感光体１上の潜像を現像することになる。
【００６４】
しかしながら、感光体ドラム１の潜像を現像した後も、現像ローラ４１表面には現像剤の薄層が残存する。残存した現像剤がそのまま再度現像領域まで搬送されると、次の現像に悪影響を及ぼす。除去部材４６はクリーニングのためのブレードであり、この残存した現像剤を除去するものである。
【００６５】
（表面活性化について）
図２を用いて、現像剤担持体としての現像ローラ４１、または現像剤規制ローラとしての搬送ローラ４２の表面活性化について説明する。
【００６６】
図２には液体現像剤８を収容している現像剤槽４４と供給ローラ４３、搬送ローラ４２、及び現像ローラ４１の配置を示す。搬送ローラ４２は供給ローラ４３が兼ねてもよいことは、既に述べたとおりである。
【００６７】
表面活性化手段５１は、現像ローラ４１、または搬送ローラ４２の表面活性化を行う手段であり、具体的にはローラ表面に電圧を印加するための電源と電圧を印加するための部材とを含む。電圧を印加するための部材は、ブレードやローラ、帯電装置などである。表面活性化手段５１の具体例については、図３から図６を参照して後述する。
【００６８】
制御手段５２は、表面活性化手段５１による電圧印加を制御する装置であり、画像形成のプロセス進行に合わせて、適切なタイミングで表面活性化手段５１による表面活性化のための電圧印加を実行させるよう制御する。
【００６９】
まず表面活性化を行う理由について説明する。
【００７０】
一般に現像ローラや搬送ローラとしては可撓性のある高分子材料が使用される。具体的には軟質プラスチックやゴム類が上げられ、好ましくはゴム類である。本実施形態では、現像ローラ４３及び搬送ローラ４２としてゴムローラを使用するものとする。ゴムの材料として何が適切かは、使用する液体現像剤８の表面エネルギーとの関係になり、一概には論じられない。しかしここで問題とするのは、表面エネルギーの高い、適切な材料が使用できたとしても、長期使用や径時変化により表面の劣化が進行し、表面エネルギーが低下してくることである。
【００７１】
現像ローラ４１や搬送ローラ４２の表面エネルギーが低いと、どのような問題が生ずるのか。ローラはその表面に液体現像剤８の薄層を形成するものであるが、液体現像剤の薄層は均一で且つ平滑な安定した薄層であることが求められる。現像剤薄層にムラがあると、現像された後の画像濃度にもムラが生じてくる。よく発生するのはリブ模様と称されるスジ状のムラである。
【００７２】
用いる液体現像剤８は高濃度、高粘度の現像剤であり、現像剤薄層の均一化、平滑化には不利な条件である。ローラ間の圧力などのメカ要因で微妙な調整なども試みられるが、十分ではない。液体現像剤８のローラ表面に対するなじみやすさ、すなわち濡れ性を向上することで、現像剤が自ずから平滑化しやすい状態にしておくことが効果的である。
【００７３】
このようにローラ表面に対する現像剤の濡れ性をよくするために、液体現像剤８の表面張力よりローラ表面の表面張力を大きくする、すなわち表面エネルギーを大きくすることが有効である。
【００７４】
しかしながら、前述したように、現像ローラ４１あるいは搬送ローラ４２として適切な材料を選択できたとしても、長期使用や径時変化により劣化が進行し、その表面エネルギーは低下してくる。従ってローラの性能を維持しようとすれば、交換等のメンテナンスが必要となる。
【００７５】
表面活性化を行う意図は、表面エネルギーの低下しかけたローラに対して、その表面エネルギーを上げるための処理、すなわち表面活性化処理を行い、表面エネルギーの低下を抑制して、その性能を維持することである。しかも、ローラを着脱するなどの手間をかけず、画像形成装置として通常に使用しながら、表面活性化処理が行えるものである必要がある。
【００７６】
本実施形態では、ローラ表面に電圧を印加することにより、表面を活性化する手段を執った。
【００７７】
例えば、帯電器などを用いてコロナ放電を起こすと、高周波高電圧の気中で、原子、分子、電子イオン間でのそれぞれの衝突などにより、電子エネルギーの励起（激しく動く）、さらに光子の放出がおこる。このコロナ放電のエネルギーを物質の表面で作用させた時、その表面がエネルギーを受け、表面エネルギーが高くなり活性化された状態（ラジカルな状態）となる、すなわち濡れ性がよくなる。
【００７８】
本実施形態では、表面活性化処理を行うために、前述したように、ローラ表面に電圧を印加するための電源と、電圧を印加するための部材とを含む。
【００７９】
また、現像ローラ４１及び搬送ローラ４２は、その表面に現像剤薄層を担持するものであり、その表面を活性化するには現像剤薄層がない状態で電圧印加する必要がある。従って、ローラ上の現像剤が除去された位置に表面活性化のための部材を配置する、あるいは表面活性化手段５１の動作を制御し、像形成の間などの現像剤を担持していないタイミングに合わせて表面活性化を実行するなどの処置が必要となってくる。
【００８０】
本実施形態では、制御手段５２が、画像形成装置の画像形成の工程における表面活性化処理を制御する。すなわち、上記のごとくタイミングを制御して、表面活性化手段５１に表面活性化を実行させる。
【００８１】
また、表面活性化処理は定常的に実施しなくても、十分な効果を持つ。必要以上に表面活性化を行うとローラ表面を荒らすことも考えられるので、画像形成装置を通常使用しながら、制御手段５２により、所定の現像回数、または所定の経過日数あるいは時間毎に実施されるようにすることが望ましい。
【００８２】
以下に、表面活性化手段の具体的な実例を示す。
【００８３】
＜表面活性化手段例１＞
図３を参照して、表面活性化手段の具体例１を説明する。図３は、像担持体１、現像ローラ４１、搬送ローラ４２、除去部材４６と表面活性化手段５１の配置を示した図である。表面活性化手段５１は、電圧を印加するための電源６０と、現像ローラ４１の表面に電圧を印加する部材としての帯電器６１とを含んでいる。
【００８４】
図３において、帯電器６１は現像ローラ４１に当接する除去部材４６の現像剤搬送方向下流側に配置されている。すなわち、除去部材４６により現像ローラ４１表面の残存現像剤が除去された状態の表面にコロナ放電することが可能なように配置されている。また電源６０は直流電圧または交流電圧の少なくとも一方の高電圧を帯電器６１に印加し、現像ローラ４１表面にコロナ放電させる。これにより効果的に現像ローラ４１表面を活性化することができる。
【００８５】
＜表面活性化手段例２＞
図４を参照して、表面活性化手段の具体例２を説明する。図４は、像担持体１、現像ローラ４１、搬送ローラ４２、除去部材４６と表面活性化手段５１の配置を示した図である。但し、除去部材４６はブレードであり、表面活性化手段５１の一部として兼用されている。すなわち、表面活性化手段５１は、電圧を印加するための電源６０と、現像ローラ４１の表面に電圧を印加する部材としてのブレード（除去部材４６）とを含んでいる。
【００８６】
図４において、ブレード、すなわち除去部材４６は現像ローラ４１に当接して現像ローラ４１表面の残存現像剤を除去しながら、同時にその表面にコロナ放電することも可能なように配置されている。電源６０は直流電圧または交流電圧の少なくとも一方をブレード（除去部材４６）に印加し、現像ローラ４１表面に荷電する。もちろん、現像ローラ４１表面の残存現像剤を除去しながらでなく、像形成の空隙のタイミングに合わせて電圧印加を行ってもよい。これらにより効果的に現像ローラ４１表面を活性化することができる。
【００８７】
＜表面活性化手段例３＞
図５を参照して、表面活性化手段の具体例３を説明する。図５は、像担持体１、現像ローラ４１、搬送ローラ４２、除去部材４６と表面活性化手段５１の配置を示した図である。表面活性化手段５１は、電圧を印加するための電源６０と、現像ローラ４１の表面に電圧を印加する部材としての帯電器６２とを含んでいる。但し、帯電器６２は感光体ドラム１に対しても帯電させる機能を有している。すなわち帯電装置２との兼用が可能である。
【００８８】
図５において、帯電器６２、すなわち帯電装置２は、通常の像形成時には現像ローラ４１ではなく、感光体１を帯電させる帯電装置２として機能し、像間時にのみ感光体ドラム１でなく現像ローラ４１表面にコロナ放電する帯電器６２として機能するように、制御手段５２により制御されることも可能である。それに応じて電源６０は直流または交流の少なくとも一方の高電圧を帯電器６２あるいは帯電装置２に印加し、感光体ドラム１または現像ローラ４１表面に荷電する。これにより、帯電装置を兼用しながら、像形成の空隙のタイミングに合わせて現像ローラ４１表面を活性化することもできる。
【００８９】
＜表面活性化手段例４＞
図６を参照して、表面活性化手段の具体例４を説明する。図６は、像担持体１、現像ローラ４１、搬送ローラ４２、除去部材４６と表面活性化手段５１の配置を示した図である。表面活性化手段５１は、電圧を印加するための電源６０と、現像剤規制ローラとしての搬送ローラ４２の表面に電圧を印加する部材としての帯電器６３とを含んでいる。但し、搬送ローラ４２にはブレード６４が当接されているものとする。
【００９０】
図６において、帯電器６３は搬送ローラ４２に当接するブレード６４の現像剤搬送方向下流側に配置されている。すなわち、ブレード６４により搬送ローラ４２表面の現像剤が除去された状態の表面にコロナ放電することが可能なように配置されている。また電源６０は直流または交流の少なくとも一方の高電圧を帯電器６３に印加し、搬送ローラ４２表面にコロナ放電させる。これにより効果的に搬送ローラ４２表面を活性化することができる。
【００９１】
この例では、現像ローラ４１ではなく、現像剤規制ローラとしての搬送ローラ４２が表面活性化処理されているが、搬送ローラ４２上に現像剤薄層が形成され、現像ローラ４１上に転写塗布されることを考慮すれば、この場合にも現像剤薄層のムラの発生を抑制するという点では同等の効果を有する。
【実施例】
【００９２】
本実施形態の実施例を説明する。
【００９３】
用いた画像形成装置は、図１に示した構成を有する。画像形成のプロセス条件は、システム速度が４００ｍｍ／ｓである。感光体ドラムは負帯電のＯＰＣであり、帯電電位は−７００ｖとした。露光光源はＬＥＤを用いた。現像電圧は−４５０ｖ、転写電圧は＋６００ｖである。
【００９４】
現像装置４は、図２に示すように液体現像剤８を収容する現像剤槽４４、アニロックスローラである供給ローラ４３、ドクターブレードである規制部材４５、ゴムローラである搬送ローラ４２、そしてゴムローラである現像ローラ４１と現像ローラ４１表面の残存現像剤を除去する除去部材４６を含む。
【００９５】
表面活性化手段５１と制御手段５２も備えているが、表面活性化手段５１の形態は、各実施例により前述の例１から例４のように変化させて実験している。また比較例としては、同じ装置で表面活性化処理を行わない場合を実験した。
【００９６】
用いた液体現像剤は、溶媒としてモレスコホワイトＰ−６０（（株）松村石油研究社製）を、またトナーとしてポリエステル樹脂にカーボン分散したものを使用した。トナー含有量は、液体現像剤に対して２５質量％であり、分散剤を少量添加した。トナー製法は、サンドミル中で湿式粉砕し、粉砕時間を変えることで粒径調整した。体積平均粒子径は２μｍである。
【００９７】
評価には、約１年間耐久使用し、劣化の激しかった現像ローラと搬送ローラを選択して使用した。何れもニトリルゴムローラであり、通常の使用状態で、画像にリブ模様の濃度ムラ発生が視認できたものであり、表面エネルギーは１５ｍＮ／ｍ程度低下しているものと推定される。比較例１から４が、そのローラを用いた状態を示し、その比較例１から４に用いた現像ローラと搬送ローラをそれぞれ実施例１から４に使用した。
【００９８】
評価方法は、画像形成装置として通常の使用を行い、実施例については、一週間に一回、数十秒程度の表面活性化処理を行い、３ヶ月間使用した。表面活性化処理は、実施例１から４それぞれの部材配置に従い、７ｋｖの交流電圧を印加することにより行った。
【００９９】
終了後、最初の活性化処理を行った直後の画像と３ヶ月間使用後の画像とを目視してリブ模様が視認できるかどうかを評価した。但し比較例については、表面活性化処理は行わず、また上述のように、既に耐久使用されているので初期しか評価していない。
【０１００】
表１にその評価結果を示す。評価結果は、初期と３ヶ月後と両方ともリブ模様の発生が視認できなかった場合を○、両方ともリブ模様の発生が視認できた場合を×で表した。
【０１０１】
【表１】
2007310123.tif 000003
【０１０２】
実施例１から実施例４は、それぞれ表面活性化手段が前述の例１から例４に相当する場合である。
【０１０３】
比較例１から比較例４では、何れもリブ模様の発生が視認されているが、実施例１から実施例４では、そのすべてで、最初の表面活性化処理直後から３ヶ月使用後まで、リブ模様の発生は視認できなかった。
【０１０４】
これらの結果が示すのは、表面エネルギーが低下し、性能が劣化した現像ローラもしくは搬送ローラも、実施例１から４のような表面活性化処理により、表面エネルギーが向上し、性能が回復した上、適宜表面活性化処理を行うことで性能を維持することができたということである。
【０１０５】
上記の実施例で示したように、本実施形態によれば、現像剤担持体としてのローラ、あるいは現像剤担持体に液体現像剤を受け渡しするローラとして適切な材質のローラを選択して使用中に、その表面に対して、表面エネルギーを上げる活性化を適宜行うことで、長期の使用や経年によるその表面エネルギーの低下を抑制することができ、従って、そのための交換などのメンテナンスが必要なく、また、ローラ間圧力やニップ部の微妙な調整にも依存することなく均一で平滑な現像剤薄層を形成し、現像剤薄層のムラに起因するリブ模様などと称される現像後の画像濃度ムラ発生を抑制することができる。
【０１０６】
また本発明の範囲は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、それらの変更された形態もその範囲に含むものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】湿式画像形成装置における画像形成部の概略構成例を示す断面図である。
【図２】図１における液体現像装置４の概略構成例を示す断面図である。
【図３】液体現像装置４における表面活性化手段の具体例１を示す図である。
【図４】液体現像装置４における表面活性化手段の具体例２を示す図である。
【図５】液体現像装置４における表面活性化手段の具体例３を示す図である。
【図６】液体現像装置４における表面活性化手段の具体例４を示す図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１  感光体ドラム（像担持体）
２  帯電装置
３  露光装置
４  液体現像装置
５  転写装置
６  クリーニング装置
７  転写材
８  液体現像剤
１０  画像形成部
４１  現像ローラ（現像剤担持体）
４２  搬送ローラ（現像剤規制ローラ）
４３  供給ローラ
４４  現像剤槽
４５  規制部材
４６  除去部材
５１  表面活性化手段
５２  制御手段
６０  電源
６１  帯電器
６２  帯電器
６３  帯電器
６４  ブレード
【図１】
2007310123.tif 000004
【図２】
2007310123.tif 000005
【図３】
2007310123.tif 000006
【図４】
2007310123.tif 000007
【図５】
2007310123.tif 000008
【図６】
2007310123.tif 000009