JP2002132105A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】液体現像方式の画像形成装置において、感光体
表面から除去されたクリーニング液と未転写トナー粒子
を分離した状態で処理ができる画像形成装置を提供する
ことにある。 【解決手段】本発明のクリーニング装置において、クリ
ーニングローラと、クリーニングローラに対して感光体
の回転方向の上流側に感光体表面にクリーニング液を塗
布するクリーニング液塗布手段を備え、クリーニングロ
ーラを収納する内ハウジング底板部にトナーと逆極性の
電圧を印可する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体現像方式を用
いた画像形成装置において現像剤の転写後も感光体ドラ
ム表面に残留するトナーを感光体ドラムの周囲に配設し
たクリーニング塗布ローラとクリーニングローラとで除
去するクリーニング装置を備えた画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電子写真による画像形成装置ではキャリ
ア液体中にトナー粒子を分散させた液体現像剤を使用し
た液体現像法が採用される例が増えてきつつある。液体
現像剤は例えば特開昭６２−８９９７１等に記載される
現像剤が挙げられる。これなどは、脂肪族炭化水素系溶
剤の如く電気抵抗が高く、かつ誘電率の低い電気絶縁性
キャリア液中に結着剤、着色剤、添加剤等を含有してな
るトナー粒子を分散させたものである。結着剤として天
然または合成樹脂、着色剤として顔料または染料、添加
剤として金属石鹸などの分散剤を各々キャリア液に混合
し、均一に混練して、不揮発分が１〜２０ｗｔ％程度の
濃縮トナーを調整し、次いでこの濃縮トナーを不揮発分
０．１〜５ｗｔ％程度に調整するものである。トナー粒
子径は０．５〜２μｍ前後である。

【０００３】液体現像方式には下記の長所が挙げられ
る。 （１）トナー粒子径が微細である。即ち、乾式現像法に
おける粉末トナーは高画質化のために粒子径が６〜７μ
ｍまで小粒径化が進んではいるが、液体現像剤中のトナ
ー粒子は粉末トナーに比べ更に１／１０程度の微小化が
可能であり、乾式現像に比べ極めて高細密な画像が得ら
れる。 （２）トナー透明性が高い。即ち粉末トナーに比べて透
明性が高いためフルカラー現像において彩度の豊かな画
像が得られる。 （３）トナー飛散が無い。

【０００４】液体現像方式ではトナーの現像、転写、ク
リーニングを通じて現像剤中のトナー粒子だけがキャリ
ア液から完全に分離して感光体表面に転移することはあ
りえずトナー粒子を囲った状態で微少のキャリア液も協
動している。その為に、液体現像画像形成装置のクリー
ニング装置においては通常の粉体トナーの除去に用いら
れるクリーニング用ブレードでは、キャリア液の付着力
の為にブレードエッジ面の残留トナーを完全に落下、除
去ずることが困難である。この状態でキャリア液が乾燥
するとブレードエッジ面にトナーが凝固するのでクリー
ニング不良を生ずると言う問題がある。

【０００５】従来から、キャリア液を含め未転写の残留
トナーを完全に除去するための種々の対策が講じられて
きた。例えば特開平６−２３０７０４においては感光体
の表面に現像液を供給する手段と、クリーニングフォー
ムローラ（本願のクリーニング液塗布手段に相当）と、
クリーニングブレードとを具えた湿式静電複写装置にお
いて、クリーニングフォームローラの下流側に位置して
クリーニングフォームローラとクリーニングブレードと
の間にクリーニングブレードより薄い感光体の現像液を
掻取る掻取ブレードを設けたことを特徴とするクリーニ
ング装置が提案されている。ところが、上記構成のクリ
ーニング装置においてはトナーとクリーニング液の分離
が行われないために、混合状態での装置外部への排出が
必要となること、クリーニング液を新規補給する為の装
置が別途必要となること、さらにはクリーニング液の使
用量が増えるなどコストアップの要因となっているなど
の問題が生じていた。またトナーやクリーニング液が一
旦完全除去できるものの、ブレードエッジ面からの液断
ちが不十分でありくり返し使用中にブレード両サイドエ
ッジ部に移動していく。この状態でさらに使用している
間にブレードサイド側から漏出し、感光体の非画像領域
を汚染していく。漏出したトナー、クリーニング液は感
光体の回転によって感光体の向こう側に設けられた現像
ローラ側に、短時間の内に移動し現像ローラと感光体の
隙間寸法を決めている位置きめコロの精度を悪化させ
る。また継続的に感光体非画像領域に現像液が広がると
感光体画像領域にも浸出することから、感光体表面の均
一な主帯電が損なわれることになり、正常な画像形成が
阻害されることになる。

【０００６】図１に従来技術の画像形成装置の概要を示
す。クリーニングブレード３０を直接感光体ドラム２の
表面に当接させている。液塗布ローラ３によってクリー
ニング液３ａを感光体２の表面に塗布し感光体表面の未
転写トナーをなじませた後、クリーニングブレード３０
によって大部分を感光体表面から除去している。しかし
ながら未転写トナーを含有したクリーニング液が下方の
塗布ローラ３表面に落下する為、未転写トナーによって
塗布ローラ３及び、クリーニング液３ａが汚染されるこ
とになり、クリーニング効果が低下する。またにブレー
ドエッジ面にて付着、乾燥した凝集トナー３１の一部が
エッジ面をすり抜けるためにクリーニング不良が生ず
る。また、図２は感光体ドラム２を挟んでクリーニング
ブレード３０と現像ローラ２３ｄと位置きめコロ３２，
３３を模式的に上方から描いたものである。図２の矢付
点線は上記のクリーニング不良を描いたものである。図
２の矢付実線で示すようにブレードエッジ面に滞留した
トナー及びクリーニング液はクリーニングブレードの長
手方向の両端部から漏れる。もれたトナーとクリーニン
グ液は感光体側に移行し現像ローラと感光体の隙間寸法
を決めている位置きめコロ３２，３３を汚染する。位置
きめコロ表面を汚染したトナーは乾燥固化し位置きめ精
度を著しく悪化させる。感光体表面に広がったトナーと
クリーニング液の為に、次回の画像形成において正常な
主帯電が阻害される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】。そこで本発明の第一
の目的は、液体現像方式の画像形成装置において前記の
ようなクリーニング装置のもつ問題を解消し、クリーニ
ング液と未転写トナー粒子を分離した状態で処理ができ
る画像形成装置を提供することにある。さらに本発明の
第二の目的は、クリーニング液をリサイクル使用できる
画像形成装置を提供することにある。さらに本発明の第
三の目的は、装置構成の簡便なクリーニング装置を備え
た画像形成装置を提供することである。さらに本発明の
第四の目的は、クリーニングブレードの長手方向前後端
から現像液やクリーニング液が漏れること無く、クリー
ニング装置の下流側の感光体表面が未転写トナーやクリ
ーニング液が完全に除去された清浄な状態を保持できる
画像形成装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、請求項１の発明は、液体現像装置とトナー転写後の
感光体表面の残留トナーを除去するクリーニング装置と
を備えた画像形成装置において前記クリーニング装置が
クリーニングローラと、クリーニングローラに対して感
光体の回転方向の上流側に感光体表面にクリーニング液
を塗布するクリーニング液塗布手段と、感光体ドラム側
の開口部を除いてクリーニングローラを収納する内ハウ
ジングと、内ハウジング底板部にトナーと逆極性の電圧
を印可する電圧印可手段とを備えたことを特徴とする。
請求項１の発明によれば、クリーニングローラで感光体
表面から除去された未転写のトナー粒子とクリーニング
液の内、トナー粒子を電圧印可手段の極性に吸引させて
沈降することによってトナー粒子とクリーニング液の分
離が速やかに行われる。

【０００９】さらに請求項２の発明は、請求項１に記載
の画像形成装置において、前記クリーニングローラに当
接したトナー除去部材を備えていることを特徴とする。
請求項２の発明によってクリーニングローラからトナー
やクリーニング液を除去した状態でクリーニングに供す
ることができるので、クリーニング後の感光体をより清
浄な状態に戻すことが可能となる。

【００１０】さらに請求項３の発明は、請求項２に記載
の画像形成装置において前記内ハウジングにおいて開口
部との対向壁面には前記クリーニングローラと前記トナ
ー除去部材の当接点よりも上方の位置に少なくとも１つ
の排出口が設けられているとともに、感光体ドラム側の
開口部を除いて内ハウジングと前記クリーニング液塗布
手段の両方を収納する外ハウジングとを備えたことを特
徴とする。請求項３の発明によれば比重の軽いクリーニ
ング液が内ハウジング壁面に設けられた排出口から流出
し本体ハウジングに落下するので、クリーニング液の循
環再利用が可能である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
を説明する。尚、以下の実施形態は本発明を具体化した
１例であって本発明の技術的範囲を限定する性格のもの
ではない。図３は本発明の一実施形態に係わる画像形成
装置の要部を示す概要図である。画像形成装置は感光体
ドラム２の回りに沿って配設された主帯電部２１と、画
像露光部２２と、現像部２３と、ローラ転写部２５を備
えている。レジストローラ対２４は図示しない給紙搬送
装置から送られてきた用紙Ｐを一旦停止させ、感光体ド
ラムの回転によって画像形成領域がローラ転写部２５に
到達するタイミングに同期するように、２次給紙を行
う。ローラ転写部２５においてトナーを転写された用紙
Ｐは下流側の定着部２６を通過しトナー画像が定着され
る。

【００１２】主帯電部２１によって感光体ドラム２は＋
８００Ｖに均一帯電した後、露光部２２からのレーザー
光照射によって画像部が＋１５０Ｖにまで光減衰し感光
体ドラム上に静電潜像が形成される。

【００１３】現像部２３の現像液貯留部２３ａにはキャ
リア液としてアイソパーＧ（エクソン化学社製、主成分
はイソパラフィン）１００重量部にに粒子径１μｍ前後
のトナー粒子を１．５重量部分散させた液体現像剤が貯
留されている。液体現像剤は、図示方向に回転する汲み
上げローラー２３ｂの表面に移行し、規制ブレード２３
ｃによって塗布量を規制され、弾性ゴムからなる現像ロ
ーラ２３ｄ表面に移行する。現像ローラ２３ｄ表面にも
規制ブレード２３ｅが設けられており、現像剤の薄層を
形成している。現像ローラ２３ｄは感光体ドラム２とは
７０μｍの隙間を有しており、現像ローラ２３ｄの表面
に形成された現像剤の薄層が感光体ドラム２と接触して
いる。現像ローラ２３ｄには＋４００Ｖのバイアス電圧
が印可されており、感光体ドラム２表面に形成された静
電潜像が現像領域を通過する時点で、現像液中のトナー
粒子が感光体表面の静電潜像を顕像化する。感光体表面
のトナー現像領域が用紙Ｐと同時にローラー転写部を通
過する際に、転写ローラに印可された−１ＫＶの転写電
圧の作用で大部分のトナー粒子が用紙Ｐ上に転写される
が一部のトナー粒子は未転写のまま感光体ドラム上に残
留し、クリーニング装置１へと向かう。この時、液体現
像剤の特徴として、トナー粒子周囲の微量のキャリア液
もトナー粒子に付着したままの協動を行っているので、
以下文章中のトナーは周囲の微量のキャリア液も含むも
のとする。クリーニング装置１によって清浄な表面に復
帰した感光体表面は除電ランプ１０によって光照射され
静電潜像のメモリーが除去された後、次回の画像形成の
為に主帯電部２１へと進む。

【００１４】次に、クリーニング装置の詳細について説
明する。クリーニング装置１は感光体ドラム２と軸方向
に平行に配置され感光体ドラム２の表面に当接している
クリーニング液塗布手段としての塗布ローラ３と、クリ
ーニングローラ４と、塗布ローラ３及びクリーニングロ
ーラ４の両方を収納し感光体側に開口部を有した本体ハ
ウジング５と、クリーニングローラ４のみを収納し感光
体側に開口部を有し本体ハウジング５内に配設された内
ハウジング６を備えている。塗布ローラ３は感光体ドラ
ム２の回転方向の上流側に位置し、クリーニングローラ
４は感光体ドラム２の回転方向の下流側に位置してい
る。

【００１５】塗布ローラ３はスポンジローラからなって
おり感光体ドラムと従動で回転するようになっている。
本体ハウジング５内には液塗布ローラ３に当接する塗布
液量規制ブレード１１が備えられている。塗布液規制ブ
レード１１は厚み１ｍｍのＳＵＳ板を使用している。塗
布液規制ブレード１１は取付け方向が塗布ローラ３と接
線方向であって、液塗布ローラ３が塗布液から脱出して
感光体ドラム方向に向かう中間の位置にて当接するよう
に設けられている。本体ハウジング５の底部には液塗布
ローラ３の少なくとも下方部を浸すに十分な量のクリー
ニング液が溜められている。クリーニング液は未転写ト
ナー粒子を希釈分散してクリーニングしやすくする為に
感光体表面に塗布されるものであって、本実施例では特
にトナー粒子の分散効果を高める為に、液体現像剤を形
成するキャリア液であるアイソパーＧそのものを使用し
ている。クリーニング液は感光体ドラム２に従動回転す
る塗布ローラ３表面に付着し汲み上げられた後、塗布液
規制ブレード１１によって適正な薄膜状態となってい
る。液塗布ローラ３と感光体ドラム２表面との当接位置
にてクリーニング液は感光体ドラム２に均一に表面に塗
布される。

【００１６】クリーニングローラ４は表面が発泡ウレタ
ンゴム層からなっており、図示しない駆動手段で感光体
ドラム２とのニップ部にて逆方向に回転するようになっ
ており回転周速度は感光体ドラム２と略同一としてい
る。内ハウジング６内にはクリーニングローラ４に当接
する掻き落としブレード７がトナー除去部材として設け
られている。掻き落としブレード７は厚み０．５ｍｍで
ＳＵＳ板を用いている。掻き落としブレード７の取付け
方向はクリーニングローラ４と接線方向であって、自由
端部７ｂが感光体ドラム１０との当接線上に位置するよ
うに固定端部７ａが内ハウジングに取付けられている。

【００１７】ローラ転写部２５を通過した感光体表面に
残留した未転写のトナー粒子は塗布ローラ３から塗布さ
れたクリーニング液の作用で希釈、分散されクリーニン
グしやすい状態となっている。この状態でクリーニング
ローラ４の位置にまで到達すると、感光体表面とのニッ
プ位置にて十分にクリーニングローラ側に転移すること
ができ感光体表面は完全に現像剤が除去された清浄な状
態となる。回転するクリーニングローラの全周面に渡っ
てクリーニング効果が発揮され、しかも掻き落としブレ
ード７によってクリーニングローラ４の面は常にトナー
とクリーニング液が落され清浄な状態であるからクリー
ニング効果が維持される。クリーニングローラ４には電
圧印可手段４ａによって−３００Ｖの電圧が印可されて
おりクリーニング効果をより完全なものとしている。

【００１８】内ハウジング６の感光体側開口部と反対側
の背板８にはクリーニングローラ４の最下方点９よりも
上方に位置する箇所に排出口１２が設けられている。ク
リーニングローラ４には未転写トナー粒子、クリーニン
グ液が大量に転移しているが、掻き落としブレード７の
掻き落とし効果で速やかに除去され内ハウジング６の底
部６ａに溜まる。内ハウジング底部６ａの内側には電極
板６ｂを設けており、電圧印可手段６ｃから−３００Ｖ
の電圧が印可されている。内ハウジング底部６ａに溜ま
った未転写トナー粒子、クリーニングの混合液におい
て、トナー層１５は底部６ａに印可された−３００Ｖの
電圧に吸引される結果、滞留液の下方に速やかに沈下
し、比重の小さなクリーニング液層１６は上方に存在し
ている。この状態で繰り返し利用され、滞留液量が増大
し液面レベルが排出口１２に達した段階でトナー粒子を
含有しない上方のクリーニング液は排出口１２を通じて
本体ハウジング底部に落下する。以上のことから、クリ
ーニング液はリサイクルされるのでクリーニング液の新
規補給が不要であったり、ごく少量の補給で済むなどの
長所を有する。

【００１９】本実施例では、内ハウジング底部６ａの内
側に電極板６ｂを設け−３００Ｖの電圧を印可したが、
これに限定するものでなく−５０〜−１０００Ｖの範囲
であれば使用可能である。−５０Ｖよりも高ければ（０
〜−５０Ｖの範囲であれば）クリーニングされたトナー
粒子の沈降速度が遅くなりトナー粒子とクリーニング液
の分離が不十分となる場合がある。−１０００Ｖよりも
低ければ（−１０００Ｖ〜）、異常放電が生ずることが
ある。また、電極板６ｂの取りつけ個所は内ハウジング
底部６ａの内側以外に外側でもよく、また底部６ａ自体
を電極板６ｂとすることも可能である。

【００２０】本実施例ではトナー除去部材としての掻き
落としブレード７には厚み０．５ｍｍのＳＵＳ板を使用
したが厚みはこれに限定するものではなく、０．１〜
１．０ｍｍのものが使用できる。材質もこれに限るので
はなく各種樹脂板、金属板等から適宜適当な材質を選ぶ
ことが可能である。また掻き落としブレードのクリーニ
ングローラ４への当接状態はその自由端部が当接点にお
いて接線方向としたが、これに限るものではなく、自由
端部が当接点を超えても良いし当接点において接線に対
する角度を有していても良い。またトナー除去部材とし
ての構成は掻き落としブレード以外に、各種ローラ類を
クリーニングローラ４に当接させても良い。

【００２１】本実施例では塗布液規制ブレード１１には
厚み１ｍｍのＳＵＳ板を使用したが厚みはこれに限定す
るものではなく、０．５〜２．０ｍｍのものが使用でき
る。また塗布液規制ブレード１１の塗布ローラ３への当
接状態はその自由端部が当接点において接線方向とした
が、これに限るものではなく、自由端部が当接点を超え
ても良いし当接点において接線に対する角度を有してい
ても良い。材質もこれに限定するものではなく各種の樹
脂製、金属製のブレード板、ゴムブレード板などが使用
できる。また形状としてはブレード形状に限るのではな
く、厚みのあるステー形状などを用いることもできる。

【００２２】塗布ローラに供給されるクリーニング液は
通常は現像剤に使われるキャリア液と同一のものを使用
するがトナーを十分に分散除去できるものであればどれ
も使える。よって本実施例においてクリーニング液及び
キャリア液としてアイソパーＧ（エクソン化学社製、主
成分はイソパラフィン）を使用したが、これに限定する
ものではなく電気抵抗が１０⁷Ω・ｃｍ以上で誘電率が
３以下で沸点が１４０〜２５０℃の脂肪族炭化水素系溶
剤、芳香族炭化水素及びこれらの混合物であり、具体的
にはアイソパーＨ，Ｌ（エクソン化学社製、主成分はイ
ソパラフィン）、シェルゾールＡ，Ｂ（シェル社製）、
ナフテゾルＬ，Ｍ，Ｈ（日本石油社製）などが使用でき
る。

【００２３】本実施例においてはクリーニングローラ４
として表面が発泡ポリウレタンゴムを使用したがこれに
限定するものではなく綿繊維などの不繊布を巻いたロー
ラかアクリル、ナイロン、レーヨンなどのブラシローラ
なども使用可能である。本実施例ではクリーニング液塗
布手段としての塗布ローラとして弾性スポンジローラを
用いたがこれに限定するものではなく親油性のもので、
含浸性のある発泡タイプのものが好適に使用できるし、
ウエブ方式のものであっても良い。また、クリーニング
ローラ４に印可した電圧は−３００Ｖとしたが、これに
限定するものではなくて、−５００Ｖ未満であれば使用
可能である。５００Ｖを超えるとクリーニングローラ４
から未転写トナーのクリーニング除去が難しくなる。

【００２４】本実施例においては、塗布ローラ３は感光
体に従動させたがこれに限定するものではなく、外部駆
動手段で駆動させても良くその場合塗布ローラ２は感光
体ドラムと当接において同方向、逆方向のいずれも可能
である。さらに本実施例においてはクリーニングローラ
４は感光体ドラム２とのニップにおいて逆方向回転とし
たが同方向の駆動、感光体ドラム２への従動の何れでも
良くクリーニング効果が最も発揮される回転であれば良
い。

【００２５】

【発明の効果】本発明のクリーニング装置においては、
クリーニングローラと、クリーニングローラに対して感
光体の回転方向の上流側に感光体表面にクリーニング液
を塗布するクリーニング液塗布手段を備え、クリーニン
グローラを収納する内ハウジング底板部にトナーと逆極
性の電圧を印可することによって、クリーニングされた
トナー粒子とクリーニング液の分離を速やかに行い、ク
リーニング液のリサイクルが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術の概要図。

【図２】従来技術において、不具合の発生を説明する説
明図。

【図３】この発明の実施例を示す概要図である。

【符号の説明】

１ クリーニング装置 ２ 感光体ドラム ３ 塗布ローラ ４ クリーニングローラ ５ 本体ハウジング ６ 内ハウジング ６ａ 内ハウジング底部 ６ｂ 電極板 ７ 掻き落しブレード ７ａ 固定端部 ７ｂ 自由担部 ８ 背板 ９ 最下方点 １０ 除電ランプ １１ 塗布液規制ブレード １２ 排出口 １５ トナー層 １６ クリーニング液層 ２１ 主帯電部 ２２ 露光部 ２３ 現像部 ２３ａ 現像液貯留部 ２３ｂ 汲み上げローラ ２３ｃ 規制ブレード ２３ｄ 現像ローラ ２３ｅ 規制ブレード ２４ レジストローラ対 ２５ ローラー転写部 ２６ 定着部 Ｐ 用紙 ３０ クリーニングブレード ３１ 凝集トナー ３２，３３ 位置きめコロ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体現像装置とトナー転写後の感光体表面
   の残留トナーを除去するクリーニング装置とを備えた画
   像形成装置において前記クリーニング装置がクリーニン
   グローラと、クリーニングローラに対して感光体の回転
   方向の上流側に感光体表面にクリーニング液を塗布する
   クリーニング液塗布手段と、感光体ドラム側の開口部を
   除いてクリーニングローラを収納する内ハウジングと、
   内ハウジング底板部にトナーと逆極性の電圧を印可する
   電圧印可手段とを備えたことを特徴とする画像形成装
   置。
2. 【請求項２】前記クリーニングローラに当接したトナー
   除去部材を備えていることを特徴とする請求項１に記載
   のクリーニング装置
3. 【請求項３】前記内ハウジングにおいて開口部との対向
   壁面には前記クリーニングローラと前記トナー除去部材
   の当接点よりも上方の位置に少なくとも１つの排出口が
   設けられているとともに、感光体ドラム側の開口部を除
   いて内ハウジングと前記クリーニング液塗布手段の両方
   を収納する外ハウジングとを備えたことを特徴とする請
   求項２に記載の画像形成装置。