(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を形成した感光ドラムに対して液体トナーを供給すると共に所定のバイアス電圧に基づく電界に従って現像して、該感光ドラム上にトナー画像を形成する湿式現像器において、
該トナー画像を形成した現像後の前記感光ドラム上に当接する可撓性のブレードを備え、
該可撓性のブレードは、その先端エッジ部分を前記感光ドラム面に対して接線方向に当接させた、
ことからなる湿式現像器。
【請求項２】
前記可撓性ブレードは、体積抵抗が109［Ωcm］以下の半導電性シートで構成した請求項１に記載の湿式現像器。
【請求項３】
前記可撓性ブレードは、線膨張数の小さい樹脂シートを用いた請求項２に記載の湿式現像器。
【請求項４】
前記可撓性ブレードは、バイアス電圧を印加する構造を設けた請求項２に記載の湿式現像器。
【請求項５】
前記可撓性ブレードは、バイアス電圧を印加せずに、フローティングの状態で使用する請求項２に記載の湿式現像器。
【請求項６】
前記可撓性ブレードは、該ブレードの感光ドラム当接面とは反対側の背面側に、低抵抗の電極層を設けた請求項１に記載の湿式現像器。
【請求項７】
前記可撓性ブレードは、導電性ゴムを用いた請求項１に記載の湿式現像器。
【請求項８】
前記可撓性ブレードは、該ブレードを構成するシートに圧力を付与する手段を別途設けた請求項１に記載の湿式現像器。
【請求項９】
前記圧力を付与する手段は、ブレード背面からの別シートによる板バネ、エアーによる空気圧、或いは静水圧を用いる請求項８に記載の湿式現像器。
【請求項１０】
前記圧力付与手段としての別シートは、前記ブレードに作用する作用面とそれを支持するベース部材とから成る２層構造として、該作用面としての樹脂シートと、ベース部材としてのアルミ箔、ステンレス箔、金箔、その他の金属薄板とを貼り合わせて構成した請求項９に記載の湿式現像器。
【請求項１１】
前記可撓性ブレードは、前記感光ドラム表面に巻き掛けるタイプのものである請求項１に記載の湿式現像器。
【請求項１２】
前記可撓性ブレードは、未使用時には、待避できる構造を有する請求項１に記載の湿式現像器。
【請求項１３】
前記感光ドラムの両端に非画像エリア部分をあらかじめ設けておき、その部分に前記可撓性ブレードを押し当てることにより、そこからバイアス電圧の供給を受ける請求項４に記載の湿式現像器。
【請求項１４】
前記非画像エリア部分に当接する前記ブレード部分の抵抗を小さくしておき、そこから電圧を供給するよう構成した請求項１３に記載の湿式現像器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置のための湿式現像器に関し、特に、静電潜像を形成した潜像担持体（感光ドラム）に対して液体トナーを供給すると共に所定のバイアス電圧に基づく電界に従って現像する湿式現像器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高濃度で高粘度なトナーを用いた電子写真プロセスでは、トナーに出口部分で破壊分離の力が働くために、画像に粘性的な力が加わり、画像品質に多大な影響を与える場合がある。
【０００３】
これがいわゆる「リビュレット」と呼ばれる問題である。古来より、コーティング時のムラムラの問題として扱われてきた。コーティング業界では「リビング」、「リブ」などと呼ばれている。均一な表面に液体を、ローラ等を使って塗ろうとする場合に、ローラ塗布後の面がでこぼこになってしまう現象である。
【０００４】
この問題は、液体が物に付着しようとする力が強い（ぬれ性）ことと、この液体が色材粒子（顔料）を強く保持しているため、色材粒子がこの力の影響をうけて、蛇行してしまうことによる。このような現象を防ぐため、一般に、液体トナーを用いて現像する湿式電子写真と呼ばれるものでは、トナー粘性を低くして、トナーの機械的粘性力を小さくしたり、リバース回転のローラを使用したりして、破壊分離のない状態を作って対応している。
【０００５】
画像に現れるムラを取り除くため、あるいは現像後の感光ドラム上の画像に含まれる多量のキャリアを取り除くために、おもにリバース回転のローラを現像器の後段に持つものがこれまで提案されている（例えば、特開平６−１９２６７号公報、特開平１１−３２７３１２号公報参照）。
【０００６】
これら提案された技術は、固形分濃度の低い液体現像剤（１％〜５％）を前提としているものであって、現像バイアスにより画像部に選択的にトナーを付着させる実質的な現像作用を行っている部材（現像ローラ）の後段に、流動特性によるリビュレット的な乱れを少なくするため、リバースローラやコロナ帯電器により液の平滑化、キヤリアの除去を行い、次工程の転写での品質を保証して、画質を改善している。
【０００７】
しかし、高濃度で、高粘度な液体現像剤を用いる湿式現像方式では、トナーの粘度は高く、従って、バイアスによる電界の力よりも粘性的な力の方が大きくなってしまうような状態になりやすい。また、固形分濃度が高いためトナー層厚を10μｍ程度にすることが可能であるのに、この程度のギャップは、従来例に多くあるローラによる剛体ギャップ（機械部品の外径精度とスペーサで作るギャップ）では、A4、A3、或いはA3オーバの用紙サイズのスパンにわたりこのギャップ値を保証することは現実問題として非常に困難である。
【０００８】
トナーの粘性を下げたり、固形分濃度を下げたりすれば改善はするが、そうすることにより、環境に対するインパクト、ランニングコストが高くなるなどデメリットも大きく、マーケットに対するアピールを考えると得策とは言えない。できるだけトナーの粘度、濃度に依存せずに高品質な現像を行える現像器構造が期待されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、係る問題点を解決して、液体現像剤（トナー）を用いた電子写真装置において、感光ドラム（潜像坦持体）上に載せた画像に対して、その表面に生じている画像ムラを解消して、転写プロセスの前にムラを平滑化することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の湿式現像器は、静電潜像を形成した感光ドラムに対して液体トナーを供給すると共に所定のバイアス電圧に基づく電界に従って現像して、該感光ドラム上にトナー画像を形成する。そして、可撓性のブレードを、トナー画像を形成した現像後の感光ドラム上に当接させ、かつ、この可撓性のブレードは、その先端エッジ部分を感光ドラム面に対して接線方向に当接させたことを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を具体化する湿式現像器の構成を説明する図である。本発明は、液体トナーを用いるものに等しく適用できるが、高粘性、高濃度の液体トナーを用いる場合に特に有用である。例えば、液体トナーは、キャリアとして不揮発性のシリコーンオイルを用い、その粘度は10cSt〜200cStのものを用い、このシリコーンオイル中に樹脂と顔料からなる粒径１〜２μｍ程度のトナー粒子が10〜30％程度の比率、望ましくは10〜20％の比率で分散している。
【００１２】
図示の感光ドラム（潜像坦持体）には、この感光ドラムを帯電させるための帯電器（図示省略）、露光ユニット（図示省略）、次段に転写後の残トナーを掻き取るためのブレード（図示省略）等が備えられると共に、現像ローラが当接している。
【００１３】
帯電器は、感光ドラムを例えば約７００Ｖに帯電させるためのものであり、露光ユニットは、帯電した感光ドラムを画像データに基づき、例えば、７８０ｎｍの波長を持つレーザ光を使って行われる。これによって、感光ドラム上に、露光部分の電位が約１００Ｖとなる静電潜像が形成される。また、図示しない除電装置が設けられて、感光ドラム上の残存電位を除電する。
【００１４】
例示の現像ローラは、約４００Ｖ〜６００Ｖのような所定の電圧Ｖdにバイアスされて、感光ドラムとの間の電界に従って、正に帯電しているそのトナーを感光ドラムに供給する。これによって、約１００Ｖに帯電される感光ドラム上の露光部分にトナーを付着させて、感光ドラム上の静電潜像を現像し、画像を形成する。トナー供給ローラは、各色トナー毎に１つ又は複数のローラから構成されて、不揮発性で高濃度、高粘性の液体トナーを現像ローラ上に５〜３０μｍ、望ましくは6〜１０μｍの厚さで塗布する。このトナー供給ローラとして、現像ロ−ラに従動回転するパターンロ−ラ（表面に細かな多数の溝を設けたそれ自体周知のローラ）を用いて、そのパターン溝を利用して液体トナーを所定量に計量しつつ、転移させて所定のトナー層厚さに塗布することができる。
【００１５】
また、現像ローラが回転して感光ドラムと接触する手前で、現像ローラ上のトナー層と当接する導電性のバイアスブレードを備え、これにバイアス電圧Ｖbを印加することによりトナー粒子を凝集して、トナー層表面にはキャリアオイルリッチな状態にすることができる。このような状態で現像することで、かぶりのない高画質な画像を形成することができる。
【００１６】
感光ドラム上で現像されたトナー画像は、直接印刷媒体に転写されるか、もしくは、カラー電子写真装置の場合のように、複数色のトナー画像を一つづついったん中間転写体上に転写してそこで重ね合わせた後に、印刷媒体に転写することができる。
【００１７】
本発明は、以上説明したような現像器構成を前提として、感光ドラム（潜像坦持体）上において、現像ローラとの接触部の下流側に備えられる可撓性ブレードを用いる。この可撓性ブレードは、現像ローラと同程度の半導電抵抗をもち、感光ドラム面に接触している。この可撓性ブレードにバイアス電圧Ｖoを印加することができ、それにより、さらに画像面の平滑化、高画質化を行うことが可能となる。
【００１８】
前述したように、現像時には、現像ローラが所定の電圧Ｖdにバイアスされて、感光ドラム上の露光部分にトナーを付着させて、感光ドラム上の静電潜像を現像し、画像を形成することになるが、その際、画像エッジ部の外側の感光ドラム上では、帯電器により帯電されたままの電位状態となっている。要するに、画像エッジ部では、露光部分の電位の他に、それとは異なる隣接部の帯電電位の影響も受ける。
【００１９】
この可撓性ブレードにより最終的にトナー層の感光ドラム（潜像担持体）上での位置が確定するわけであるが、トナー移動の大部分は、前段の現像ローラにより行われている。この状態で、可撓性ブレードを押し当てることにより、トナー層に対して、画像エッジ部の電界を利用しながら、ブレードと感光ドラムのニツプ幅の中で徐々にトナーを横方向に移動させ、所定のポジションまで持ってくるものと考えられる。ある意味では、画像のエッジ電界を利用しているということもできる。その現像メカニズムは、まだ十分には確立していないが、後に図８を参照して説明するように、その効果は実験的に確かめられている。
【００２０】
現像ローラとの間の現像ギャップは、5〜10μmであり、移動する横方向の量は100μm程度である。したがって、ニツプ幅や条件が整わないと、流れたり、効果がないという状態になる。
【００２１】
本発明者は、実験により、そのための条件を決定することができた。最適な可撓性ブレードの当て方については以下の通りである。図２は、可撓性ブレードの当て方を説明するための図である。リビュレットを生じさせないために、可撓性（弾性）のブレードの腹（端部以外の部分）ではなく、エッジ部分で当てる必要がある。但し、単にエッジ部分で当接させると、トナーをすべて掻き取るおそれがあるため、可撓性ブレードの接線方向で、感光ドラム面と接するように調整する必要がある。
【００２２】
また、可撓性ブレードとして、体積抵抗が109［Ωcm］以下の半導電性シートで構成することにより、可撓性ブレードの帯電を防止して、エッジ電界を適切な強度で取り出し、トナーを移動させるのに対して効果がある。
【００２３】
また、可撓性ブレード用シートとして、線膨張数の小さい樹脂シート、例えば、ポリイミドを用いることにより、装置内部の温度が変化した場合でも、シートの浪打を防ぐことができる。
【００２４】
可撓性ブレードには、バイアス電圧を印加することにより、バックグラウンドと画像面へのトナーの移動量をバイアス値で制御することで、効果的な画像の平滑化が可能になる。或いは、可撓性ブレードには、バイアスを印加せずに、フローティングの状態で使用することも可能である。フローティングにすることにより、感光ドラムから出ている電気力線のエッジ成分が強くなることで、効果が増す。また、専用の電源も不要となり、コストも低減できる。
【００２５】
可撓性ブレード背面（感光ドラム当接面とは反対側の面）に、低抵抗の電極層を設けることができる。半導電性シートの場合、可撓性をもたせるためには、保持金具（電極）からブレード作用ニツプ部分までの距離が長くなり、半導電性のため、バイアス電源からの電圧が効率良く掛かり難くなるおそれがあるが、低抵抗の電源供給部分を作ることにより、効率よく電源からの電圧をニツプ作用部に供給し、安定的に動作させることができる。
【００２６】
また、可撓性ブレードとして、導電性ゴムを用いることができる。ゴムを用いることにより、感光ドラム面などのように傷つきやすい樹脂表面に対してもソフトな接触をとり、寿命や画像に対して悪影響を与える事がない。
【００２７】
可撓性ブレードシートに圧力を付与する手段を別途設けることができる。可撓性ブレードは、バイアスによるトナー再配置の効果と、圧力によるトナーのならし効果をバランスさせることが効果である。
【００２８】
図３は、可撓性ブレードシートへの圧力付与手段を例示する図である。（Ａ）は、背面から別シートである圧力付与補助シートを板バネとして用いて支持したものである。（Ｂ）は、可撓性ブレードの背面からエアーによる空気圧を用いて支持したものであり、（Ｃ）は、可撓性容器内部に水等の流体を収容して、その静水圧を利用して支持したものである。このような圧力付与部材を設け、バイアス印加部と圧力印加部材を分担させることにより、おのおのの効果を最大にとるブレード構造を実現できる。
【００２９】
図４は、図３（Ａ）に示したような圧力付与補助シートを備える可撓性ブレードについてさらに説明する図である。図示したように、補助シートを備える可撓性ブレードを、ベース基材と作用面の２層構造として、感光ドラムに当接する作用面を樹脂シート、もう一方の側のベース基材をアルミ箔、ステンレス箔、金箔、その他の金属薄板を貼り合わせたものとすることができる。また、樹脂シートには、導電性を付与したものを用いることができる。
【００３０】
図５は、巻掛けシートタイプの可撓性ブレードを例示する図である。ブレード構成として、図示したような巻掛けタイプの可撓性のシートを用いることができる。この可撓性のシートは、曲げ方向の変形抵抗が極めて小さくされて、大きな柔軟性を有している。このブレードは、トナー液の表面張力あるいは濡れ性による力を利用し、感光ドラム表面に強く引きつける構成を有している。図示したように、導電性の保持シャフトを介してバイアス電圧Voを印加すると共に、可撓性ブレードが感光ドラムに所定距離に渡って巻掛けられるように、その一端を保持シャフトに取り付ける。
【００３１】
この可撓性ブレード（シート）は、曲げ方向の変形抵抗が極めて小さくされているので、感光ドラム上のトナー層との濡れ特性により感光ドラム表面に引き寄せられ、感光ドラム表面のトナー層に密着する。その際、シートは、シート先端部エッジまでトナー層面に密着している。このような巻掛けタイプの可撓性ブレードは、全体に均一に当接する必要はあるものの、ブレードエッジ端の処理についてはほとんど意識（調整）する必要がない。
【００３２】
巻掛けシートタイプの可撓性ブレードの材質として、抵抗がほとんどゼロの金属薄板を用いることができる。この場合材質としてはたとえば、JISに記載されているSUS304板厚1mm以下のもの、好ましくは0.05mmのものが使用できる。
【００３３】
或いは、巻掛けシートタイプの可撓性ブレードの材質として、導電性の付与された、抵抗がかなり低い高分子シートを用いることができる。この場合材質としてはたとえば、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリウレタンなどであり、導電性の付与ができれば何であっても良い。たとえば、アキレス（株）製導電性ポリエチレンシート「クロポリフィルム」が使用できる。導電性付与のために、カーボンを添加することができる。或いは、リチウム塩、ナトリウム塩、アンモニウム塩などのイオン導電により、導電性付与することができる。
【００３４】
また、可撓性ブレードは、未使用時には、待避できる構造を備えることができる。図６（Ａ）は、感光ドラムに対して可撓性ブレードが当接している状態を示し、また、図６（Ｂ）は、未使用時の待避状態を示している。感光ドラムによっては、可撓性ブレードとトナーがある圧力を持って接触していると、反応し、性能が損なわれるものがある。それを防止するために、必要時のみ接触させたものである。
【００３５】
感光ドラムの軸方向の両端部側に、非画像エリアをあらかじめ設けておき、その部分にブレードを押し当てることにより、そこからバイアス電圧の洪給を受けるよう構成することができる。非画像エリアの感光ドラム表面には、帯電器により帯電されたままの電圧が維持されている。この帯電電圧を取り出すことにより、より安定的にブレードのバイアスを保つことができ、追加の電源も不要となりコストを低下させる事ができる。
【００３６】
これは、図７に示すように、可撓性ブレードシートを２層構造にして、感光ドラム上において軸方向の両端部側表面に相当する非画像エリア部分には、低抵抗のブレード部分が当接するよう構成しておき、その部分から電圧を供給するよう構成することができる。より安定的にバイアスブレードの電圧を決定でき、電源も不要でコストを低くすることができる。
【００３７】
図８は、「縦線よたり評価」を示す図であり、1200DPI、２ＯＮ−２ＯＦＦ（縦バー幅40ミクロン）を示している。「縦線よたり」とは、２ＯＮ−２ＯＦＦ（1200DPI）程度の縦線を印刷した場合に、縦線間のピッチが一定にならず、蛇行する現象である。
【００３８】
図８（Ａ）に示すように、可撓性ブレードを備えていない場合、縦線間のピッチが不ぞろいで詰まっている部分と広がっている部分が見られる。現象的に見て、リビュレットがなんらかの原因と考えられる。これに対して、図８（Ｂ）は、感光ドラムに、バイアス電圧を印加しない可撓性ブレードを押し当てて取った印刷サンプルの拡大写真を示している。ピッチ間の不ぞろいはかなり補正されている。なお、（Ａ）と（Ｂ）の両図は、可撓性ブレードの有無を除いて同一条件であり、現像ローラバイアス電圧Ｖd＝４５０Ｖ、バイアスブレード電圧Ｖb＝３５０Ｖ、中間転写ドラム印加電圧＝−６００Ｖにして測定した。
【００３９】
縦線よたりの原因については、特定されてはいないが、これまでの評価から、「細線揺らぎ」或いは「解像度」の問題と同種のものと考えられる。現像ローラ上のトナー層厚が7ミクロン以上の層厚になると顕在化し、また、トナー粘度、流動性の影響をうける。プロセスとしての許容範囲を狭くする要因となる。
【００４０】
現像がどこのポイントで行われているのか、議論があるものの、この様に縦線が0.05mm〜0.1mm程度も移動することから、ニツプ出口でこのよたりの原因となるトナー移動が行われている可能性が高い。このトナー移動の駆動力は、リビュレットをつくり出している粘性力であると思われる。これはローラ出口で、トナーに引き離し（破壊分離）の力が働いたときに、空中にトナーが糸をひくように伸びていくことによるものと考えられる。
【００４１】
ブレードは、適切に当てることにより、破壊分離させずに、感光ドラム上の潜像に沿ってトナーを再配置させることが目的である。トナー現像後のトナー層のならしを目的としたものではない。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は、可撓性のブレードを、トナー画像を形成した現像後の潜像担持体上に当接させることにより、液体現像剤（トナー）を用いた電子写真装置において、感光ドラム（潜像坦持体）上に載せた画像に対して、その表面に生じている画像ムラを解消して、転写プロセスの前にムラを平滑化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化する湿式現像器の構成を説明する図である。
【図２】可撓性ブレードの当て方を説明するための図である。
【図３】可撓性ブレードシートへの圧力付与手段を例示する図である。
【図４】図３（Ａ）に示したような圧力付与補助シートを備える可撓性ブレードについてさらに説明する図である。
【図５】巻掛けシートタイプの可撓性ブレードを例示する図である。
【図６】感光ドラムに対して可撓性ブレードが当接している状態（Ａ）、或いは未使用時の待避状態（Ｂ）を説明するための図である。
【図７】可撓性ブレードシートとして、２層構造のものを用いた場合についてその使用を説明するための図である。
【図８】可撓性ブレードを備えていない場合（Ａ）、或いは備えた場合（Ｂ）のそれぞれの場合の印刷サンプルの拡大写真を示す図である。
【図１】
0003875572.tif 000002
【図２】
0003875572.tif 000003
【図３】
0003875572.tif 000004
【図４】
0003875572.tif 000005
【図５】
0003875572.tif 000006
【図６】
0003875572.tif 000007
【図７】
0003875572.tif 000008
【図８】
0003875572.tif 000009