(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体現像剤を収容する現像剤収容部と、該現像剤収容部から送出される液体現像剤を撹拌する現像剤撹拌手段と、該現像剤撹拌手段で撹拌された液体現像剤を上方に搬送する搬送通路と、該現像剤撹拌手段で撹拌され該搬送通路を介して搬送されてきた液体現像剤を収容する現像剤溜め部と、該現像剤溜め部に収容されている液体現像剤を像担持体と対向する現像領域に搬送して供給する手段とを備えた現像装置において、
上記液体現像剤として、上記現像剤撹拌手段で撹拌する前の粘性率を１０００〜１００００ｍＰａ・ｓの範囲内に調製されたチキソトロピックな性質を有するものを用い、
上記現像剤撹拌手段は、上記現像剤収容部から送出される液体現像剤を、上記現像剤撹拌手段で撹拌する前の粘性率よりも低く且つ上記像担持体での現像に必要な粘性率５０〜２０００ｍＰａ・ｓよりも低い粘性率になるまで撹拌し、
上記現像剤溜め部は、上記搬送通路を介して搬送されてきた上記液体現像剤を受け入れる流入口を底部に有するとともに、該現像剤溜め部内の過剰な液体現像剤がオーバーフローして上記現像剤収容部上に落下して回収されるように該現像剤収容部よりも高い位置に設けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置において、
上記現像剤撹拌手段を、上記現像剤収容部から液体現像剤を送出する送出部として兼用したことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１又は２の現像装置において、
上記液体現像剤として、粘性率１０〜１０００ｍＰａ・ｓの絶縁性液体中に、分散剤を添加して樹脂および顔料を主成分とする粒径０．１〜１０μｍの球形又は不定形のトナーを分散・混合することにより、上記現像剤撹拌手段で撹拌する前の粘性率を１０００〜１００００ｍＰａ・ｓの範囲内に調製したものを用いたことを特徴とする現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に採用することができる現像装置に係り、詳しくは、像担持体上に形成される潜像を高粘度の液体現像剤を用いて可視化する現像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の現像装置として、絶縁性液体中にトナーが高濃度に分散され１００〜１００００ｍＰａ・ｓという高粘度で調製された液体現像剤を用いて、潜像担持体上の静電潜像を可視像化するものが知られている（例えば、特開平７−１５２２５４号公報、特開平７−２０９９２２号公報、特開平７−２１９３５５号公報参照）。
上記構成の現像装置において、上記液体現像剤は現像剤容器に収容され、該容器内の液体現像剤が現像剤担持体としての現像ローラや該現像ローラの表面に液体現像剤を塗布する塗布部材等で構成された現像剤供給手段により、上記潜像担持体と対向する現像領域に供給される。上記現像剤担持体の表面には塗布部材により液体現像剤が均一な厚さで塗布され、該現像剤担持体に塗布された液体現像剤は、現像領域において該潜像担持体上の静電潜像を現像し、トナー像を形成する。このとき、現像領域を通過した現像ローラの表面に残留した残留液体現像剤は、掻き取りブレードによって除去され、上記現像剤容器に回収される。
【０００３】
上記塗布部材としては、従来から印刷機のインク塗布等にも使用されているローラ状の塗布ローラが一般に利用されている。そのほかに、ベルト状の塗布ベルトや中空円筒状の塗布スリーブなども用いることができる。この塗布部材に液体現像剤を供給する方法としては、例えば、現像剤容器内の液体現像剤をポンプ等で汲み上げてこれを塗布部材の表面に塗布する方法や、塗布部材を現像剤容器内の液体現像剤に直接浸す方法等がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の液体現像剤を用いた現像装置では、該装置に用いる液体現像剤の粘性率によっては、良好な現像特性が得られなかったり、該液体現像剤の取り扱いに問題が発生したりする場合があった。例えば、液体現像剤の粘性率が大きいと該現像剤中のトナーの移動速度が低下するため、現像領域での現像に時間がかかってしまい、現像効率が低下してしまうという問題がある。一方、液体現像剤の粘性率が小さいと、上記現像効率の問題は発生しないが、現像剤容器内の液体現像剤の流動性が高まるため、該容器から液体現像剤がこぼれやすくなり、該現像剤の取り扱いを慎重に行うことが必要となり、良好なハンドリング性が得られない。
このように液体現像剤の粘性率の大小によって現像特性が悪くなったり、良好な現像特性を得ようとすると該現像剤のハンドリング性が悪くなったりする。そのため、良好な現像特性を得ることと、液体現像剤に対する良好なハンドリング性を得ることという相反する課題を同時に解決することが難しかった。
【０００５】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、液体現像剤を用いた現像装置であって、現像領域で液体現像剤の粘性率が許容範囲内に入ることにより良好な現像特性を得ることができ、且つ、現像剤容器内では液体現像剤の粘性率が高く液体現像剤の良好なハンドリング性を得ることができる現像装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、液体現像剤を収容する現像剤収容部と、該現像剤収容部から送出される液体現像剤を撹拌する現像剤撹拌手段と、該現像剤撹拌手段で撹拌された液体現像剤を上方に搬送する搬送通路と、該現像剤撹拌手段で撹拌され該搬送通路を介して搬送されてきた液体現像剤を収容する現像剤溜め部と、該現像剤溜め部に収容されている液体現像剤を像担持体と対向する現像領域に搬送して供給する手段とを備えた現像装置において、上記液体現像剤として、上記現像剤撹拌手段で撹拌する前の粘性率を１０００〜１００００ｍＰａ・ｓの範囲内に調製されたチキソトロピックな性質を有するものを用い、上記現像剤撹拌手段は、上記現像剤収容部から送出される液体現像剤を、上記現像剤撹拌手段で撹拌する前の粘性率よりも低く且つ上記像担持体での現像に必要な粘性率５０〜２０００ｍＰａ・ｓよりも低い粘性率になるまで撹拌し、上記現像剤溜め部は、上記搬送通路を介して搬送されてきた上記液体現像剤を受け入れる流入口を底部に有するとともに、該現像剤溜め部内の過剰な液体現像剤がオーバーフローして上記現像剤収容部上に落下して回収されるように該現像剤収容部よりも高い位置に設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
この現像装置では、現像剤撹拌手段で撹拌する前の粘性率を１０００〜１００００ｍＰａ・ｓの範囲内に調製されたチキソトロピックな性質を有する液体現像剤を現像剤収容部内に収容する。この現像剤収容部から送出した液体現像剤を現像剤撹拌手段で撹拌し、該液体現像剤の粘性率を、上記現像剤撹拌手段で撹拌する前の粘性率よりも低く且つ上記像担持体での現像に必要な粘性率５０〜２０００ｍＰａ・ｓよりも低い粘性率まで一旦低下させる。その後、該液体現像剤のチキソトロピックな性質により、該液体現像剤を像担持体と対向する現像領域に搬送して供給する間に、該液体現像剤の粘性率が時間経過とともに上昇し、液体現像剤の粘性率が現像に必要な許容範囲５０〜２０００ｍＰａ・ｓ内に入った状態で、該液体現像剤が現像に用いられる。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記現像剤撹拌手段を、上記現像剤収容部から液体現像剤を送出する送出部として兼用したことを特徴とするものである。
【００１３】
この現像装置では、上記現像剤撹拌手段により、液体現像剤を撹拌するとともに、上記現像剤収容部内の液体現像剤を上記現像剤溜め部に向けて送出する。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１又は２の現像装置において、上記液体現像剤として、粘性率１０〜１０００ｍＰａ・ｓの絶縁性液体中に、分散剤を添加して樹脂および顔料を主成分とする粒径０．１〜１０μｍの球形又は不定形のトナーを分散・混合することにより、上記現像剤撹拌手段で撹拌する前の粘性率を１０００〜１００００ｍＰａ・ｓの範囲内に調製したものを用いたことを特徴とするものである。
【００１７】
この現像装置では、粘性率１０〜１０００ｍＰａ・ｓの絶縁性液体中に、分散剤を添加して樹脂および顔料を主成分とする粒径０．１〜１０μｍの球形又は不定形のトナーを分散・混合することにより、チキソトロピックな性質を有する液体現像剤とすることができる。また、上記現像剤撹拌手段で撹拌する前の液体現像剤の粘性率を１０００〜１００００ｍＰａ・ｓの範囲内に調製しているので、現像剤収容部内では外部にこぼれにくい状態にすることができるとともに、上記現像剤撹拌手段で撹拌され上記現像領域に供給された液体現像剤を、上記現像が容易な５０〜１０００ｍＰａ・ｓ程度の低粘度の状態にすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真複写機（以下、「複写機」という。）の現像装置に適用した実施形態について説明する。
〔実施形態１〕
まず、本発明の第１実施形態に係る現像装置を備えた複写機全体の構成及び動作について説明する。
図２は、第１実施形態に係る複写機全体の構成を示す概略図である。この複写機は、矢印Ａ方向に回転駆動される像担持体としての感光体１の周囲に、帯電手段としての帯電ローラ２と、潜像書込手段としての露光装置３と、現像装置１０と、転写手段としての転写装置５と、感光体表面をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニング装置６とを有する。上記転写装置５によりトナー像が転写される転写材としての転写紙８は、給紙部７から給紙搬送路を通って該転写装置５を通過し、定着手段としての定着装置９へ搬送される。
【００１９】
上記感光体１は、帯電ローラ２で帯電された後、露光装置３により画像に応じた光が照射されて静電潜像が形成される。この静電潜像は、図中Ｄで示す現像領域において現像装置１０の液体現像剤４により現像されて可視化される。この液体現像剤４により感光体１上に形成されたトナー像は、転写装置５によって給紙部７から搬送されてきた転写紙８に転写される。そして、トナー像が転写された転写紙８は定着装置９に送られ、熱及び圧力の作用を受けて該転写紙８上のトナー像が定着される。また、感光体１に残留した転写残現像剤は、クリーニング装置６によって除去され、画像形成工程が終了する。
【００２０】
次に、上記複写機の現像装置１０の構成について説明する。
図１は上記現像装置１０の拡大図である。この現像装置１０のケーシング１１の内部には、矢印Ｂ方向に回転駆動される現像剤担持体としての現像スリーブ１２と、矢印Ｃ方向に回転駆動され現像スリーブ１２の表面に液体現像剤を塗布する塗布部材としての塗布ローラ１４と、該塗布ローラ１４上の液体現像剤４の量を規制する規制部材としてのメータリングブレード１５と、上記現像スリーブ１２上に残留した残留現像剤を除去して回収する回収ブレード１６とが設けられている。
【００２１】
上記ケーシング１１は、上記チキソトロピックな性質を有し粘性率が１０００〜１００００ｍＰａ・ｓの範囲内に調製された液体現像剤４を収容する現像容器としての収容部３０と、該液体現像剤４の一部を溜めておく中継容器としての溜め部４０とを有している。この溜め部４０は、ケーシング１１内の一部を占めるように該ケーシングと一体に形成された溜め部形成部の上部に形成されており、ケーシング１１の上部に配置されている塗布ローラ１４の下方に位置している。すなわち、この溜め部４０は、塗布ローラ１４の軸方向全域に亘って、ケーシング１１の内壁から、メータリングブレード１５の下方領域を通って、塗布ローラ１４の下部を覆うように延びている。
【００２２】
上記溜め部形成部の内部には、矢印Ｅ方向にそれぞれ回転駆動され上記溜め部４０に向けて液体現像剤４を送出する１対のギアローラからなるギヤポンプ１７が配置されている。このギヤポンプ１７の吸入口１７ａは上記収容部３０の最も低い位置に開口している。
【００２３】
一方、上記ギヤポンプ１７の噴出口１７ｂから上記溜め部の流入口までの間には、図２に示すように、縦方向に曲がった複数の曲げ部を有する現像剤分散手段を構成する搬送通路１９が設けられている。この搬送通路１９は、上記ギヤポンプ１７の噴出口１７ｂの横方向幅から上記塗布ローラ１４の軸方向長さと同じ幅をもつ流入口まで除々に広がるように延びている。
【００２４】
上記構成の現像装置１０において、撹拌した液体現像剤４を感光体１と対向する現像領域Ｄに搬送して供給する現像剤供給手段は、上記溜め部４０、該溜め部４０と収容部３０との間で液体現像剤４を循環させる現像剤循環手段、塗布ローラ１４、現像ローラ１２などにより構成されている。また、上記現像剤循環手段は、液体現像剤４を送り出す送出部としてのギアポンプ１７や上記搬送通路１９等により構成されている。なお、このギアポンプ１７は、液体現像剤４を撹拌する現像剤撹拌手段としても用いられている。
【００２５】
上記現像装置１０で使用する液体現像剤４は、粘性率１０〜１０００ｍＰａ・ｓのシリコーンオイル等の絶縁性液体からなるキャリア液の中に、所定濃度の分散剤や帯電抑制剤等の添加剤とともに、レジン（樹脂）及び顔料を主成分とする粒径０．１〜１０μｍの球形又は不定形のトナーを高濃度（例えば１０〜３０％）で分散し、後述の現像剤撹拌手段で撹拌する前の状態で１０００〜１００００ｍＰａ・ｓの粘性率を有するように調製されている。このように調製された液体現像剤４は、ズレ応力を加えることによって粘性率がしだいに低下し、該ズレ応力の印加を解除して放置すると元の粘性率にしだいに戻っていくというチキソトロピックな性質を有する。
上記液体現像剤４の具体的な組成としては、例えば次の▲１▼〜▲５▼を挙げることができる。
▲１▼キャリア液：Isopar(エクソン社の商標)L  ８５重量％
▲２▼レジン：エポキシ樹脂                    １０重量％
▲３▼顔料：                                  ３重量％
▲４▼帯電制御剤：                            ０．５重量％
▲５▼分散剤：                                １．５重量％
これらをボールミルで分散させて約０．５〜２μmの粒径にすると、粘性率が約１０００ｍＰａ・ｓのチキソトロピックな性質を有する液体現像剤を得ることができる。
【００２６】
上記構成の現像装置１０では、上記ギアポンプ１７で撹拌されズリ応力が付与された液体現像剤４が上記溜め部４０に給送され、該溜め部４０内の過剰な液体現像剤４が上記収容部３０に回収されるように、該液体現像剤４が循環される。上記溜め部４０に給送された液体現像剤４は、塗布ローラ１４で現像ローラ１２の表面に塗布される。この現像ローラ１２の表面に担持された液体現像剤４は、上記現像領域Ｄに搬送されて感光体１上の潜像の現像に用いられる。
上記ギアポンプ１７による撹拌で粘性率が一旦低下したチキソトロピックな性質を有する上記液体現像剤４は、該ギアポンプ１７や搬送有路１９、塗布ローラ１４、現像ローラ１２などを介した搬送供給の間に、該液体現像剤４の粘性率がしだいに上昇する。
ここで、上記液体現像剤４の撹拌条件及び供給条件（例えば、ギアポンプ１７の構成や回転数、搬送通路の形状や長さ、塗布ローラの回転数、現像ローラの回転数）を所定の条件に設定することにより、該粘性率が上記現像に必要な許容範囲（例えば、５０〜２０００ｍＰａ・ｓ）内に入った状態で該液体現像剤４が上記現像に用いられるようにすることができる。
【００２７】
以上、本実施形態によれば、上記収容部３０内にチキソトロピックな性質を有する液体現像剤４を粘性率が高い状態で収容することができるので、該収容部３０を形成するケーシング１１から液体現像剤４がこぼれにくくなり、液体現像剤４の良好なハンドリング性を得ることができる。しかも、該液体現像剤４の粘性率が上記現像に必要な許容範囲内に入った状態で、該液体現像剤４を該現像に用いることができるようになるので、良好な現像特性を得ることもできる。
また、本実施形態によれば、上記収容部３０から撹拌して送出された液体現像剤４を溜め部４０に一旦保持するとともに、該溜め部４０に設けた塗布ローラ１４で該液体現像剤４を現像ローラ１２の表面に均一に担持させことができるので、現像ムラの少ない良好な現像を行うことができる。
また、本実施形態によれば、液体現像剤４を上記溜め部４０に送り出すギアポンプ１７により該液体現像剤４の撹拌も行えるので、該液体現像剤４を送り出す送出部と現像剤撹拌手段とを個別に設けた場合に比して簡易な構成にすることができる。
【００２８】
なお、上記実施形態では、上記現像剤撹拌手段に兼用されている送出部として、図示しないモータによって駆動される２つの歯車が噛み合って構成されているギヤポンプ１７は用いているが、該ギヤポンプの他、ピストン型のポンプをはじめ、ギヤポンプ、ベーンポンプ、モノポンプ、チューブポンプなどの他のポンプを利用したものや、スクリュー等を利用したものを用いてもよい。
【００２９】
〔実施形態２〕
図３は、本発明の第２実施形態に係る現像装置の拡大図である。本実施形態の現像装置は、現像剤供給手段の構成が上記第１実施形態の現像装置と異なっている。本実施形態の現像装置を用いた複写機の画像形成動作は、基本的には上記第１実施形態におけるものと同じであるので、上記第１実施形態と同様に構成され、全体動作に関する部分についての説明は省略する。また、上記第１実施形態の現像装置と同様な部材については、同じ符号を付し、説明を省略する。
【００３０】
図３に示すように、本実施形態の現像装置１０では、ケーシングの下部に収容部３０を形成している。そして、この収容部３０に収容された液体現像剤４に全体が浸漬し、回転軸が上記現像ローラの軸とほぼ平行になるように、１対の撹拌搬送スクリュウ２０、２１が設けられている。一方の撹拌搬送スクリュウ２０は、紙面手前側に液体現像剤を搬送し、他方の撹拌搬送スクリュウ２１は、紙面奥側に該液体現像剤４を搬送する。この撹拌搬送スクリュウ２０，２１により、収容部３０内の液体現像剤４が撹拌されながら循環搬送される。このように撹拌された液体現像剤４の一部は、塗布ローラ１４の表面に均一に保持され、該塗布ローラ１４上の液体現像剤４が現像ローラ１２の表面に塗布される。この現像ローラ１２に塗布された液体現像剤４は、該ローラ１２の回転により、現像領域Ｄに搬送される。
以上のように、本実施形態の現像装置において、撹拌された液体現像剤４を現像領域Ｄに供給する現像剤供給手段は、上記撹拌搬送スクリュウ２０，２１、塗布ローラ１４、現像ローラ１２などにより構成されている。
【００３１】
ここで、上記液体現像剤４の撹拌条件及び供給条件（例えば、撹拌搬送スクリュウの構成や回転数、塗布ローラの回転数、現像ローラの回転数）を所定の条件に設定することにより、該粘性率が上記現像に必要な許容範囲（例えば、５０〜２０００ｍＰａ・ｓ）内に入った状態で該液体現像剤４が上記現像に用いられるようにすることができる。
【００３２】
以上、本実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様に、上記収容部３０内にチキソトロピックな性質を有する液体現像剤４を粘性率が高い状態で収容することができるので、該収容部３０を形成するケーシング１１から液体現像剤４がこぼれにくくなり、液体現像剤４の良好なハンドリング性を得ることができる。しかも、該液体現像剤４の粘性率が上記現像に必要な許容範囲内に入った状態で、該液体現像剤４を該現像に用いることができるようになるので、良好な現像特性を得ることもできる。
また、本実施形態によれば、上記収容部３０内で撹拌した液体現像剤４を塗布ローラ１４に直接供給することができるので、上記溜め部４０を介して液体現像剤を供給する場合に比して、より簡易な構成にすることができる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１乃至３の発明によれば、現像剤収容部内にチキソトロピックな性質を有する液体現像剤を粘性率が高い状態で収容することができるので、現像剤収容部から液体現像剤がこぼれにくくなり、液体現像剤の良好なハンドリング性を得ることができる。しかも、液体現像剤の粘性率が像担持体上の潜像の現像に必要な許容範囲内に入った状態で、液体現像剤を現像に用いることができるようになるので、良好な現像特性を得ることができるという効果がある。
【００３５】
また特に、請求項２の発明によれば、上記現像剤撹拌手段により、液体現像剤を撹拌するとともに、上記現像剤収容部内の液体現像剤を上記現像剤溜め部に向けて送出することができるので、現像剤収容部内の液体現像剤を送出する送出部と現像剤撹拌手段とを個別に設けた場合に比して簡易な構成にすることができるという効果がある。
【００３７】
また、請求項３の発明によれば、所定の組成などによって作製したチキソトロピックな性質を有する撹拌前の粘性率が１０００〜１００００ｍＰａ・ｓの液体現像剤を用いることで、該液体現像剤の良好なハンドリング性を得ることができるとともに、現像領域では現像を容易に行えるようになるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る現像装置の拡大図。
【図２】同現像装置を用いた複写機の全体構成を示す概略図。
【図３】本発明の第２実施形態に係る現像装置の拡大図。
【符号の説明】
１    感光体
４    液体現像剤
１０  現像装置
１１  ケーシング
１２  現像ローラ
１４  塗布ローラ
１５  メータリングブレード
１７  ギヤポンプ
１９  搬送通路
２０、２１  撹拌搬送スクリュウ
【図１】
0004028943.tif 000002
【図２】
0004028943.tif 000003
【図３】
0004028943.tif 000004