JP2004118032A

JP2004118032A - Image forming apparatus and image forming method

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Publication number: JP2004118032A
Application number: JP2002283573A
Authority: JP
Inventors: Hideki Nukada; 額田　秀記; Atsuko Iida; 飯田　敦子; Noriko Yamamoto; 山本　紀子; Kazushi Nagato; 永戸　一志
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: JP3854214B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a high speed image forming apparatus by drying a developed image at high speed before a transfer process after completion of development and obtaining a high-definition transfer image by preventing poor transfer caused by poor drying in a high speed process. <P>SOLUTION: Surface temperature of a photosensitive drum 11 is set within a range of 30 to 35°C by performing on/off control of a heater 37 and a cooler 38 of a floor mechanism 32 according to the surface temperature of the photosensitive drum 11 to be detected by a sensor 43 and performing heating/cooling of the photosensitive drum 11. When the surface temperature of the photosensitive drum 11 is within the range of 30 to 35°C, an image formation process by image formation units 12Y to 12K is started and drying time of a toner image is shortened without generating poor electrostatic charge. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液体現像剤を用いる画像形成装置に係り、特に転写前に余剰の溶媒を効率的に乾燥除去する画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
感光体上に形成された静電潜像に液体現像剤を供給してトナー画像を得る画像形成装置において、感光体上の可視化されたトナー画像を被転写媒体に転写する転写方式の１つとして、中間転写媒体を介してあるいは直接に、感光体と被転写媒体とを加圧接触し、感光体表面のトナー粒子を被転写媒体に転写する圧力転写方式がある。この圧力転写方式にあっては、転写時にトナー画像表面から十分に溶媒が除去されトナー画像が乾燥されていると転写が極めて効率良く行われる事実が確認されている。逆に転写時に十分な乾燥を得られず感光体表面が溶媒で濡れていると転写効率が劣化する。
【０００３】
このため従来は、現像終了後、余剰の溶媒を多孔質弾性ローラで吸収除去しさらにブロアからの乾燥風を乾燥ノズルにより吹き付けて、転写プロセス開始前にトナー画像を十分に乾燥させる装置が開発されている。
【０００４】
他方、感光体上でのトナー画像のフィルム化による転写性の劣化を防止するため、感光体の表面温度は、トナー成分の融点（Ｔｇ）以下に保持しなければならず、又有機感光体等にあっては、感光体の表面温度の上昇により帯電性能が低下することが知られている。従来は現像装置位置にて冷却した液体現像剤を感光体に接触し、感光体の表面温度を極力低温度に維持する装置が開発されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−１６０３５９号公報（第３頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら近年、画像形成プロセスの更なる高速化の要求により、余剰溶媒の除去に要する時間の一層の短縮が要求される。実際には例えば、直径２００φの感光体ドラムを用いて２００ｍｍ／ｓｅｃ以上の高速の画像形成プロセス速度を要求されるが、このような高速の画像形成プロセスにおいては、乾燥装置として上記のように多孔質弾性ローラによる吸収除去と、ブロアからの乾燥風による乾燥除去とを併用したとしても十分な乾燥を得られず、乾燥不良を原因とする転写不良を生じてしまう。
【０００７】
このため、余剰溶媒の高速乾燥を実現するよう感光体の径を更に大きくしたり、あるいはブロワの容量を大きくしてより大量の乾燥風を吹き付ける等試みられている。但し、装置の大きさから、感光体の径の大きさに限界があるとともに、ブロワの容量も供給電力量の面で限界があり、高速画像形成装置にあっては、現像終了後転写プロセス開始迄の間に、トナー画像の余剰溶媒を充分に乾燥するに至らず、圧力転写方式による転写効率の低下を招き、表示品位を低下するというおそれがあった。
【０００８】
又、上記転写効率低下による表示品位の低下は、特に画像形成装置の起動時に、感光体の表面温度が冷却されている場合に著しいということが判明している。
【０００９】
そこで本発明は上記課題を解決するものであり、現像終了後であって転写プロセス開始前に感光体上のトナー画像を高速で十分に乾燥し、高速画像形成装置での圧力転写方式による転写効率の向上を図り、転写不良の発生を防止して良質な転写画像を得ることにより、高速機種の実用化を可能とする画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するための手段として、画像保持体と、前記画像保持体表面を一様に帯電する帯電装置と、前記画像保持体を選択的に露光して前記画像保持体表面に静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像に液体現像剤を供給して前記画像保持体に現像画像を形成する現像装置と、前記画像保持体上の前記現像画像を被転写媒体に転写する転写装置と、少なくとも乾燥風を吹き付ける吹き付け装置を有し、前記現像装置から前記転写装置に達するまでの間にて前記画像保持体に対向して設けられる乾燥装置と、前記画像保持体の表面温度を検出するセンサと、前記センサによる検出温度が、所定の温度範囲内にある場合に前記露光装置による静電潜像形成を開始させる露光制御装置とを設けるものである。
【００１１】
又本発明は上記課題を解決するための手段として、画像保持体と、前記画像保持体表面を一様に帯電する帯電装置と、前記画像保持体を選択的に露光して前記画像保持体表面に静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像に液体現像剤を供給して前記画像保持体に現像画像を形成する現像装置と、前記画像保持体上の前記現像画像を被転写媒体に転写する転写装置と、少なくとも乾燥風を吹き付ける吹き付け装置を有し、前記現像装置から前記転写装置に達するまでの間にて前記画像保持体に対向して設けられる乾燥装置と、加熱装置及び冷却装置を有し、前記画像保持体の表面温度を前記帯電装置による適正帯電温度範囲であり、且つ所定温度以上に維持する温度制御装置と、前記画像保持体の表面温度を検出するセンサと、前記センサによる検出結果が、前記帯電装置による適正帯電温度範囲であり、且つ前記所定温度以上である時に前記現像装置による現像プロセスを制御する制御装置とを設けるものである。
【００１２】
又本発明は上記課題を解決するための手段として、画像保持体の駆動後前記画像保持体を加熱する第１の工程と、前記画像保持体の表面温度を検出する第２の工程と、前記第２の工程による前記画像保持体の表面温度の検出結果が、適正帯電温度範囲であり、且つ所定温度以上である時に前記現像保持体に液体現像剤を供給して現像画像を形成する第３の工程と、前記第３の工程開始後、前記画像保持体の加熱及び冷却を繰り返し、前記画像保持体の表面温度を、前記適正帯電温度範囲であり、且つ前記所定温度以上に維持する第４の工程とを実施するものである。
【００１３】
上記構成により本発明は、感光体の表面温度が所定温度以上に達した後、現像を行い、次いで現像画像を乾燥除去する事により、余剰の溶媒の乾燥速度を速め、画像形成速度の高速化にかかわらず、余剰の溶媒を確実に除去し、圧力転写方式による転写効率を向上する一方、現像時の感光体の表面温度が適正帯電温度範囲であることから、帯電性を損なうことなく良好な現像画像を得られ、高速且つ高画質の画像形成装置の実用化を図るものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
先ず、感光体温度とトナー画像の乾燥状態の関係を調べたところ、表１に示す結果を得られた。
【表１】

ここで感光体を有機感光体とし、プロセス速度を２２０ｍｍ／ｓ、ブロワの電力量７５０Ｗとする。
【００１５】
この結果、感光体の表面温度が高くなるほど同一条件下でのトナー画像の乾燥率は高くなり、特に２５℃以上から乾燥率は急激に上昇し、この傾向は３５℃前後まで維持され、又感光体の表面温度が３５℃以上では、乾燥率の上昇が余り見られないことが判明した。
【００１６】
そこで良好な圧力転写を得るための必要条件であるトナー画像の乾燥率を８５％とした場合に、このトナー画像の乾燥率８５％を高速で得るには、上記実験結果から、感光体の表面温度を３０℃以上に維持すれば良い。但し、感光体の表面温度が高すぎると、一般的に４０〜６０℃の融点のトナー粒子がフィルム化するおそれがある。
【００１７】
感光体の材料によっては、感光体の表面温度の上昇により帯電性能が低下する傾向があるため、帯電特性を考慮した温度設定が求められる。例えばアモルファスシリコンを感光体の材料とした場合、コロナ帯電器のグリッド電圧を７００Ｖにした時、感光体表面の帯電電位は２５℃で６３５Ｖ、３０℃で６２０Ｖ、３５℃で５９５Ｖ、４０℃で５６５Ｖの帯電であった。帯電電位が５０℃以上異なると得られる画像の劣化が大きくなるため、３５℃以下の温度範囲に感光体表面を維持することが望ましい。
【００１８】
本発明における所定の温度とは、これら、乾燥効率、トナー粒子の融点、感光体の帯電特性などによって、適宜設定するものであり、それぞれの材料によって多少異なるが、概ね３０℃以上、３５℃以下の温度範囲に設定すれば良い。
【００１９】
そこで本発明は、上記実験から得られたトナー画像の乾燥条件及び、良好な帯電特性をえるための制約を考慮し為されたものである。
【００２０】
以下に本発明を図１及び図２に示す第１の実施の形態を参照して詳細に説明する。図１は、画像形成装置であるカラー電子写真装置の画像形成部１０を示す。画像形成部１０は、制御装置であるＣＰＵ４７により、その駆動を制御される。ＣＰＵ４７は、後述するセンサ４３により、感光体ドラム１１の表面温度が３０〜３５℃の範囲にある時のみ画像形成ユニット１２Ｙ〜１２Ｋを駆動する。
【００２１】
画像形成部１０の画像保持体であり、例えばアルミニウムなどの導電性基体上に有機感光層を形成してなる直径２００φの感光体ドラム１１周囲には、感光体ドラム１１の矢印ｑ方向の回転に沿って順次感光体ドラム１１上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各液体現像剤を用いて現像画像であるトナー画像の形成を行う第１乃至第４の画像形成ユニット１２Ｙ〜１２Ｋが配列されている。感光体ドラム１１は、アモルファスシリコンなどのような無機感光体や、有機感光体を使用できる。
【００２２】
各画像形成ユニット１２Ｙ〜１２Ｋは、それぞれ用いる液体現像剤の色が異なるものの、それ以外は基本的に同様の構成である。イエロー（Ｙ）〜ブラック（Ｋ）の画像形成ユニット１２Ｙ〜１２Ｋは、夫々周知のコロナ帯電器もしくはスコロトロン帯電器などからなる帯電装置１３Ｙ〜１３Ｋ、図示しないレーザ照射装置からの、画像情報に応じて変調されたイエロー（Ｙ）〜ブラック（Ｋ）のレーザビーム１５Ｙ〜１５Ｋを選択的に照射して静電潜像を形成する露光部１４Ｙ〜１４Ｋ、各色の液体現像剤を収容し、液体現像剤を感光体ドラム１１表面に供給してトナー画像を形成する現像ローラ１６Ｙ〜１６Ｋ及び、現像後のトナー画像のかぶり取り及び溶媒除去を同時に行うスクイーズローラ１７Ｙ〜１７Ｋを有する現像装置１８Ｙ〜１８Ｋからなっている。
【００２３】
ここで液体現像剤は、それぞれ色が異なり、融点（Ｔｇ）が約４０〜６０℃のトナー粒子と、このトナー粒子を分散させる溶媒とを有する。溶媒としてはアイソパーＬ（エクソン社製）などの石油系の非極性の溶媒が用いられる。
【００２４】
感光体ドラム１１周囲の各画像形成ユニット１２Ｙ〜１２Ｋの下流には。現像終了後に感光体ドラム１１上に形成されるトナー画像に残留する余剰の溶媒を吸収除去する多孔質弾性ローラ３１が設けられ、次いで、トナー画像に残留する余剰の溶媒に乾燥風を吹き付ける吹き付け装置であるブロワ機構３２が設けられ、多孔質弾性ローラ３１及びブロワ機構３２により乾燥装置３３を構成する。
【００２５】
現像終了後のトナー画像に始めに接触させる多孔質弾性ローラ３１は、極めて微細な空隙を表面に均一に分散した通気性の表面を有し、多孔質孔径を極めて微細とする事によりその表面の平滑度を高めトナー粒子の付着を防止し、感光体ドラム１１と同一の周速度で矢印ｒ方向に回転している。更に多孔質弾性ローラ３１は導電性を有し、感光体ドラム１１上のトナー粒子と逆極性のバイアス電圧を印加される。
【００２６】
実際の表面材料としてポリウレタンスポンジなどのゴム系材料またゴアテックス（ゴアテックス社商標）等に代表される微細多孔シート材料に、微細カーボン粉を分散させて導電性を持たせたり、あるいは、多孔質弾性体最表面にポリピロールなどの導電性の塗膜を極めて薄く塗布する等したもの等があげられる。又その多孔質の孔径は、大きすぎると感光体ドラム１１上のトナー画像に対する影響が急激に増加することから、０．２μｍから大きくても３０μｍ程度であることが好ましい。
【００２７】
多孔質弾性ローラ３１通過後、トナー画像に乾燥風を吹き付けるブロワ機構３２は、電力量７５０Ｗのブロワ３６、ブロワ３６からの空気流を２方向に切り換える第１のバルブ４０、ブロワ３６からの空気流を加熱するヒータ３７、ブロワ３６からの空気流を冷却するクーラ３８、ヒータ３７方向あるいはクーラ３８方向からの空気流を選択的に排出する第２のバルブ４１、第２のバルブ４１からの空気流を感光体ドラム１１に吹き付ける乾燥ノズル４２を有している。
【００２８】
更に感光体ドラム１１周囲のブロワ機構３２の下流には、感光体ドラム１１の表面温度を検出するためのセンサ４３が設けられる。センサ４３は接触型の熱電対であり、感光体ドラム１１上の画像形成領域近傍に接触するように配置される。尚センサは、赤外線等を用いた非接触構造であっても良い。センサ４３による感光体ドラム１１の表面温度の検知結果は、Ａ／Ｄ変換装置４６を介して画像形成部１０を駆動制御する制御装置であるＣＰＵ４７に入力される。感光体ドラム１１周囲のセンサ４３下流には、圧力転写を行う転写装置４８及び、転写後感光体ドラム１１上に残留する液体現像剤を除去するクリーナ５０、感光体ドラム１１上の残留電荷を消去する消去ランプ５１が設けられている。
【００２９】
転写装置４８は、感光体ドラム１１周囲の一次転写位置に接触する中間転写ローラ５２、中間転写ローラ５２周囲の二次転写位置に接触し中間転写ローラ５２を感光体ドラム１１に加圧接触させる加圧ローラ５３を有し、感光体ドラム１１上に形成されるトナー画像を、中間転写ローラ５２に一次転写した後、用紙Ｐに二次転写する。中間転写ローラ５２は、ハロゲンランプ等からなるヒータ５２ａを内蔵して成り、表面温度は約８０℃に維持される。加圧ローラ５３は、ハロゲンランプ等からなるヒータ５３ａを内蔵し、表面温度は１２０℃に維持され、感光体ドラム１１と中間転写ローラ５２間にかける圧力は、Ａ４幅換算で、６０〜１００ｋｇｆ程度となっている。
【００３０】
次に作用について述べる。カラー電子写真装置の電源（図示せず）投入前、感光体ドラム１１の表面温度は室温とほぼ同じに成っている。電源投入後のプレヒートにより転写装置４８が所定温度に上昇されると、画像形成プロセスが開始され、感光体ドラム１１は、矢印ｑ方向に周速２２０ｍｍ／ｓで回転する。
【００３１】
又センサ４３は、感光体ドラム１１の表面温度の検知を開始し、順次Ａ／Ｄ変換装置４６を介して検知結果をＣＰＵ４７に入力する。ＣＰＵ４７は、感光体ドラム１１の表面温度が３０〜３５℃の範囲内であることを認識すると、画像形成ユニット１２Ｙ〜１２Ｋによる画像形成プロセスを開始する。一方、ＣＰＵ４７は、感光体ドラム１１の表面温度が３０〜３５℃の範囲に無いことを認識すると、ブロア機構３２のヒータ３７あるいはクーラ３８を作動して、感光体ドラム１１の表面温度を３０〜３５℃の範囲内に温度設定する。
【００３２】
すなわち、感光体ドラム１１の表面温度が３０℃以下である場合は、ヒータ３７をオンし、第１バルブ４０及び第２バルブ４１により、ブロワ３６からの空気流を、ヒータ３７を通過して乾燥ノズル４２に送り、加熱された空気流を感光体ドラム１１に吹き付け、感光体ドラム１１を加熱する。一方、感光体ドラム１１の表面温度が３５℃以上である場合は、クーラ３８をオンし、第１バルブ４０及び第２バルブ４１により、ブロワ３６からの空気流を、クーラ３８を通過して乾燥ノズル４２に送り、冷却された空気流を感光体ドラム１１に吹き付け、感光体ドラム１１を冷却する。
【００３３】
このようにして感光体ドラム１１の表面温度が３０〜３５℃の範囲内に達すると、ヒータ３７あるいはクーラ３８のいずれもオフにして、画像形成プロセスを開始する。画像形成プロセス開始により、感光体ドラム１１表面は、画像形成ユニット１２Ｙにて帯電装置１３Ｙにより帯電され、次いで露光部１４Ｙにて画像情報に対応して露光装置（図示せず）から照射される黄色の画像情報に対応するレーザビーム１５Ｙを選択的に照射されてイエロー（Ｙ）画像に対応する静電潜像を形成される。
【００３４】
更に感光体ドラム１１は、現像装置１８Ｙにて現像ローラ１６Ｙにより液体現像剤を供給され、スクイーズローラ１７Ｙにより余剰の溶媒を除去され、イエロー（Ｙ）のトナー画像を形成される。同様にして感光体ドラム１１上には、後続の画像形成ユニット１２Ｍ〜１２Ｋにより順次マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の現像画像が、重ね合わされフルカラーのトナー画像が形成される。
【００３５】
この後感光体ドラム１１上のトナー画像が多孔質弾性ローラ３１に到達すると、トナー画像上の余剰の溶媒が、毛管現象により多孔質弾性ローラ３１表面に吸引される。このとき多孔質弾性ローラ３１の周速度が、感光体ドラム１１の周速度と一致していることから、感光体ドラム１１上のトナー画像は乱されることが無い。
【００３６】
又、多孔質弾性ローラ３１にはトナー粒子と逆極性のバイアス電圧が印加されていることから、多孔質弾性ローラ３１通過時、感光体ドラム１１上のトナー画像は感光体ドラム１１表面側に強く押しつけられる。したがって、トナー粒子が多孔質弾性ローラ３１側に付着してトナー画像の劣化を生じたり多孔質弾性ローラ３１表面が目詰まりするおそれがない。
【００３７】
次いで、乾燥ノズル４２によりブロア３６からの乾燥風を感光体ドラム１１に吹き付け、トナー画像の溶媒を乾燥除去する。この多孔質弾性ローラ３１及び乾燥ノズル４２を通過したトナー画像の乾燥率は８５％であった。
【００３８】
この乾燥されたトナー画像は、転写装置４８にて、中間転写ローラ５２に一次転写され、更に中間転写ローラ５２及び加圧ローラ５３間を通過する用紙Ｐに二次転写される。そして転写装置４８を通過した感光体ドラム１１は、クリーナ５０、により残留液体現像剤を除去され、消去ランプ５１により残留電荷を消去され、一連の画像形成プロセスを終了し次の画像形成プロセスに備える。
【００３９】
このように画像形成プロセスを繰り返す間、例えば約８０℃に加熱される中間転写ローラ５２との接触により感光体ドラム１１の表面温度が３５℃以上に成ったことが検知されると、ＣＰＵ４７はクーラ３８をオンし、第１バルブ４０及び第２バルブ４１により、ブロワ３６からの空気流を、クーラ３８を通過して冷却された空気流を乾燥ノズル４２から感光体ドラム１１に吹き付け、感光体ドラム１１を冷却する。
【００４０】
一方、画像形成プロセスを繰り返す間、例えば外気及び現像装置１８Ｙ〜１８Ｋ位置における液体現像剤との接触により感光体ドラム１１の表面温度が３０℃以下に低下したことが検知されると、ＣＰＵ４７はヒータ３７をオンし、第１バルブ４０及び第２バルブ４１により、ブロワ３６からの空気流を、ヒータ３７を通過して加熱された空気流を乾燥ノズル４２から感光体ドラム１１に吹き付け、感光体ドラム１１を加熱する。
【００４１】
このヒータ３７による感光体ドラム１１の加熱、あるいはクーラ３８による感光体ドラム１１の冷却を繰り返して、感光体ドラム１１の表面温度を３０〜３５℃に維持し、その間に画像形成プロセスを実施する。
【００４２】
本実施の形態の、プロセス速度２２０ｍｍ／ｓの高速のカラー電子写真装置により形成されたフルカラーのトナー画像は、起動時においても転写不良を生じることなく高品位の画像を得られた。
【００４３】
このように構成すれば、感光体ドラム１１の表面温度が３０〜３５℃の範囲内である場合に画像形成プロセスを行うことから、ブロア機構３２による乾燥率の向上を図れ、トナー画像の余剰溶媒の乾燥時間を短縮出来、プロセス速度２２０ｍｍ／ｓの高速であっても、トナー画像の溶媒の除去不良を原因とする転写不良を防止出来、高い転写効率による高品位の転写画像を得られ、ひいては高速画像形成装置の実現を図れる。
【００４４】
一方、感光体ドラム１１の表面温度は、転写装置１３Ｙ〜１３Ｋによる帯電性能を損なわない適正帯電温度範囲内であり、感光体ドラム１１は十分な帯電電圧を得られることから、画像形成時に帯電不良を原因とする画質低下を生じることがない。しかも感光体ドラム１１の帯電特性は、温度変化により大きく左右され、画像濃度のばらつきや色むらを生じるが、感光体ドラム１１の表面温度が、３０〜３５℃の範囲内でのみ帯電プロセスが成されるので、帯電電圧のばらつきが小さくなり、画像濃度のばらつきや色むらを小さく抑えることができ、画質のばらつきが小さくなる。又、感光体ドラム１１の表面温度はトナー粒子の融点（Ｔｇ）以下であることから、感光体ドラム１１上でトナー粒子がフィルム化する事が無く、感光体ドラム１１の長寿命化を図れる。
【００４５】
しかも、ヒータ３７あるいはクーラ３８をオン／オフして、乾燥ノズル４２からの乾燥風により、感光体ドラム１１の表面温度を容易に加熱／冷却制御する事により、カラー電子写真装置の起動時においては、感光体ドラム１１の表面温度が低い場合であってもまた高い場合であっても速やかに３０〜３５℃の範囲に温度設定出来、起動時間の高速化を図れ、その後は、感光体ドラム１１の表面温度を容易に３０〜３５℃に維持可能となる。
【００４６】
次に本発明を図３に示す第２の実施の形態を参照して説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態において感光体ドラムの表面温度を制御する加熱装置及び冷却装置が異なるものの、他は第１の実施の形態と同一であることから、第１の実施の形態と同一部分については同一符号を付しその説明を省略する。
【００４７】
本実施の形態では、感光体ドラム１１周囲の、転写装置４８下流には、ヒートローラ５７が感光体に接触して配置される。更に感光体ドラム１１周囲の消去ランプ５１下流の画像形成領域近傍には、接触型の熱電対からなり、感光体ドラム１１の表面温度を検知し、Ａ／Ｄ変換装置４６を介してＣＰＵ４７に入力するセンサ５８が接触されている。
【００４８】
ヒートローラ５７は、感光体ドラム１１の表面を傷つけることなく均一かつ速やかに暖めることができるよう、例えば弾性体表面層を有する中空ローラで構成され、中心部にはハロゲンランプ等からなるヒータ５７ａを内蔵する。ヒータ５７ａは、センサ５８の検知結果に応じて、ＣＰＵ４７により所定温度に保たれるように出力を制御されている。例えば、カラー電子写真装置の起動時等、感光体ドラム１１の表面温度が極めて低い場合にあっては、感光体ドラム１１の表面温度を、速やかに３０〜３５℃の範囲に設定するため、ヒートローラ５７は、高温に制御され、感光体ドラム１１の表面温度が３０〜３５℃の範囲に達した後は、外気及び現像装置１８Ｙ〜１８Ｋ位置における液体現像剤との接触により感光体ドラム１１の冷却分を補う程度の低温に制御され、感光体ドラム１１の表面温度を３０〜３５℃に維持する。
【００４９】
ノズル機構６０は、ブロア３６から、大気温度とほぼ同じ温度の空気流を乾燥ノズル４２に送り、大気温度の空気流を感光体ドラム１１に吹き付けトナー画像の乾燥を行う。
【００５０】
そして画像形成プロセスが開始による感光体ドラム１１の回転によりセンサ５８は、感光体ドラム１１の表面温度の検知を開始し、順次Ａ／Ｄ変換装置４６を介して検知結果をＣＰＵ４７に入力する。ＣＰＵ４７は、感光体ドラム１１の表面温度が３０〜３５℃の範囲内であることを認識すると、画像形成ユニット１２Ｙ〜１２Ｋによる画像形成プロセスを開始する。一方、ＣＰＵ４７は、感光体ドラム１１の表面温度が３０〜３５℃の範囲に無いことを認識すると、ヒートローラ５７による加熱をおこなうか、あるいは現像装置１８Ｙ〜１８Ｋの液体現像剤との接触による冷却を行うかして、感光体ドラム１１の表面温度を３０〜３５℃の範囲内に温度設定する。
【００５１】
すなわち、起動時に感光体ドラム１１の表面温度が３０℃以下の場合には、ヒートローラ５７を高温にし、感光体ドラム１１を加熱する。一方、感光体ドラム１１の表面温度が３５℃以上である場合は、感光体ドラム１１を回転駆動し、液体現像剤との接触により冷却する。感光体ドラム１１の表面温度が３０〜３５℃の範囲内に達したら、ヒートローラ５７を低温あるいはオフにして、感光体ドラム１１の表面温度を３０〜３５℃の範囲内に維持した状態で、前述の第１の実施の形態と同様にして、画像形成プロセスを実施する。
【００５２】
そして画像形成プロセスを繰り返す間、例えば感光体ドラム１１の表面温度が３５℃以上に成ったことが検知されると、ＣＰＵ４７はヒートローラ５７をオフし、感光体ドラム１１を空転して、現像装置１８Ｙ〜１８Ｋ位置にて液体現像剤との接触により感光体ドラム１１を冷却する。一方、画像形成プロセスを繰り返す間、例えば感光体ドラム１１の表面温度が３０℃以下に低下したことが検知されると、ＣＰＵ４７はヒートローラ５７を高温に切り換え、感光体ドラム１１を加熱する。
【００５３】
このようにヒートローラ５７の温度切り換え、あるいは、液体現像剤による冷却を繰り返して、感光体ドラム１１の表面温度を３０〜３５℃に維持し、その間に画像形成プロセスを実施する。
【００５４】
このように構成すれば、第１の実施の形態と同様、感光体ドラム１１の表面温度が３０〜３５℃の範囲内である場合に画像形成プロセスを行うことから、トナー画像を高速乾燥出来、トナー画像の溶媒の除去不良を原因とする転写不良を生じることなく高い転写効率による高品位の転写画像を得られ、高速画像形成装置の実現を図れる。
【００５５】
しかも感光体ドラム１１の表面温度は適正帯電温度範囲内であり、帯電性能を損なう事が無く、帯電不良を原因とする画質低下が無く、且つ表面温度が３０〜３５℃の範囲内である場合にのみ帯電プロセスが成されるので、帯電電圧のばらつきによる画質のばらつきが小さくなる。又、感光体ドラム１１上でトナー粒子がフィルム化する事が無く、感光体ドラム１１の長寿命化を図れる。
【００５６】
更に感光体ドラム１１表面が３０℃以下である場合には、ヒートローラ５７を高温に温度設定して感光体ドラム１１の表面を急速に加熱する事により感光体ドラム１１の表面温度を速やかに３０〜３５℃の範囲に温度設定出来、カラー電子写真装置の起動時においては起動時間の高速化を図れる一方、３０〜３５℃の範囲に到達後は、ヒートローラ５７を低温に切り換えることにより、感光体ドラム１１の表面温度を容易に３０〜３５℃に維持可能となる。しかも、ヒートローラ５７のみで感光体ドラム１１の表面温度を３０〜３５℃の範囲に設定可能であり、カラー電子写真装置の小型化を損なう事が無い。
【００５７】
尚本発明は上記実施の形態に限定されることなく、その趣旨を変えない範囲での変更は可能であって、例えば画像形成プロセス速度等限定されないし、画像形成プロセス時の画像保持体の表面温度の設定範囲もトナー粒子の融点（Ｔｇ）以下であれば、画像保持体の特性に応じて任意であり、例えば、高温領域で良好な帯電特性を有する有機感光材料を用いた場合であって、トナー粒子の融点（Ｔｇ）が高い場合には、画像保持体の表面温度範囲を５０℃前後の高温に設定する事により、現像画像の乾燥速度の更なる高速化を図っても良い。
【００５８】
又画像形成装置の構造等限定されず、例えば第１の実施の形態にて、ブロア機構にクーラを設けずに、冷却時には、空調が成されている外気をカラー電子写真装置本体内に吸引して、乾燥ノズルから感光体ドラムに吹き付ける等しても良い。第２の実施の形態においてもヒートローラの制御方法も任意であり、高温／低温に切り換えることなく、センサの検知結果に応じて、単にオン／オフ制御するのみであっても良い。更にセンサの配置位置も限定されないし、画像保持体の加熱も、ヒートランプの輻射による非接触の熱源であっても良いし、あるいは接触型の熱源として、耐熱性が有り、熱伝導性の良いシームレスベルトを用いても良い。シームレスベルトを用いれば、画像保持体との接触部を大きくとることが可能であり、より効率的な温度制御が可能となる。
【００５９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、帯電不良を原因とする画質低下が低減され、高速な画像形成が可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のカラー電子写真装置の画像形成部を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態のカラー電子写真装置の画像形成部を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１０…画像形成部
１１…感光体ドラム
１２Ｙ〜１２Ｋ…第１乃至第４の画像形成ユニット
１３Ｙ〜１３Ｋ…帯電装置
１４Ｙ〜１４Ｋ…露光部
１５Ｙ〜１５Ｋ…レーザビーム
１６Ｙ〜１６Ｋ…現像ローラ
１７Ｙ〜１７Ｋ…スクイーズローラ
１８Ｙ〜１８Ｋ…現像装置
３１…多孔質弾性ローラ
３２…ブロワ機構
３３…乾燥装置
３６…ブロワ
３７…ヒータ
３８…クーラ
４０、４１…第１、第２のバルブ
４２…乾燥ノズル
４３…センサ
４６…Ａ／Ｄ変換装置
４７…ＣＰＵ
４８…転写装置
５０…クリーナ
５１…消去ランプ
５２…中間転写ローラ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus using a liquid developer, and more particularly to an image forming apparatus and an image forming method for efficiently drying and removing excess solvent before transfer.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In an image forming apparatus that supplies a liquid developer to an electrostatic latent image formed on a photoconductor to obtain a toner image, as one of transfer methods for transferring a visualized toner image on the photoconductor to a transfer-receiving medium There is a pressure transfer method in which a photoreceptor is brought into pressure contact with a transfer-receiving medium via an intermediate transfer medium or directly to transfer toner particles on the photoreceptor surface to the transfer-receiving medium. In this pressure transfer system, it has been confirmed that the transfer is performed very efficiently when the solvent is sufficiently removed from the toner image surface during transfer and the toner image is dried. On the other hand, if sufficient drying cannot be obtained at the time of transfer and the surface of the photoreceptor is wet with the solvent, the transfer efficiency is deteriorated.
[0003]
For this reason, conventionally, an apparatus has been developed in which, after development, an excess solvent is absorbed and removed by a porous elastic roller, and drying air from a blower is blown by a drying nozzle to sufficiently dry a toner image before a transfer process is started. ing.
[0004]
On the other hand, the surface temperature of the photoconductor must be kept below the melting point (Tg) of the toner component in order to prevent the deterioration of the transferability due to the formation of the toner image on the photoconductor as a film. It is known that the charging performance is reduced by an increase in the surface temperature of the photoconductor. Conventionally, a device has been developed in which a liquid developer cooled at the position of a developing device is brought into contact with a photoreceptor to maintain the surface temperature of the photoreceptor as low as possible (for example, see Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-9-160359 (page 3)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in recent years, the demand for further speeding up of the image forming process requires further reduction of the time required for removing the excess solvent. In practice, for example, a high-speed image forming process speed of 200 mm / sec or more is required using a photoreceptor drum having a diameter of 200 φ. In such a high-speed image forming process, a porous device is used as a drying device as described above. Even if the absorption and removal by the elastic roller and the drying and removal by the drying air from the blower are used together, sufficient drying cannot be obtained, resulting in poor transfer due to poor drying.
[0007]
For this reason, attempts have been made to further increase the diameter of the photoconductor so as to realize high-speed drying of the excess solvent, or to blow a larger amount of drying air by increasing the capacity of the blower. However, due to the size of the apparatus, there is a limit to the diameter of the photoreceptor, and the capacity of the blower also has a limit in terms of the amount of power supply. In a high-speed image forming apparatus, the transfer process starts after the development is completed. In the meantime, the surplus solvent of the toner image is not sufficiently dried, so that the transfer efficiency by the pressure transfer method is reduced and the display quality may be reduced.
[0008]
Further, it has been found that the deterioration of the display quality due to the above-mentioned reduction of the transfer efficiency is remarkable especially when the surface temperature of the photoconductor is cooled when the image forming apparatus is started.
[0009]
Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems, and sufficiently dry the toner image on the photoconductor at a high speed after the completion of the development and before the start of the transfer process. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus and an image forming method capable of realizing a high-speed model by improving the image quality and preventing the occurrence of transfer failure to obtain a high-quality transferred image.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides, as means for solving the above problems, an image carrier, a charging device for uniformly charging the image carrier surface, and selectively exposing the image carrier to the image carrier surface. An exposure device for forming an electrostatic latent image, a developing device for supplying a liquid developer to the electrostatic latent image to form a developed image on the image holding member, and a transfer of the developed image on the image holding member A transfer device for transferring to a medium, a blowing device for blowing at least dry air, a drying device provided to face the image holding member from the developing device to the transfer device, and the image holding device A sensor for detecting a body surface temperature, and an exposure control device for starting the formation of an electrostatic latent image by the exposure device when the temperature detected by the sensor is within a predetermined temperature range.
[0011]
According to another aspect of the present invention, there is provided an image carrier, a charging device that uniformly charges the surface of the image carrier, and a surface of the image carrier that is selectively exposed to light. An exposure device that forms an electrostatic latent image on the image carrier, a developing device that supplies a liquid developer to the electrostatic latent image to form a developed image on the image carrier, and covers the developed image on the image carrier. A transfer device for transferring to a transfer medium, a drying device having at least a blowing device for blowing dry air, and a drying device provided to face the image holding member from the developing device to the transfer device; and a heating device. And a cooling device, a temperature control device that maintains the surface temperature of the image holding member within an appropriate charging temperature range by the charging device, and maintains a temperature equal to or higher than a predetermined temperature, and a sensor that detects a surface temperature of the image holding member. , The sensor Detection result by the said a proper charging temperature range by the charging device, in which and providing said control device for controlling the developing process by the developing device when the at predetermined temperature or higher.
[0012]
Further, according to the present invention, as a means for solving the above problems, a first step of heating the image holding body after driving the image holding body, a second step of detecting a surface temperature of the image holding body, When the result of detecting the surface temperature of the image holding body in the second step is within the appropriate charging temperature range and is equal to or higher than a predetermined temperature, a third method of supplying a liquid developer to the developing holding body to form a developed image. And after the start of the third step, the heating and cooling of the image holding member are repeated to maintain the surface temperature of the image holding member within the proper charging temperature range and the predetermined temperature or higher. And the steps described above.
[0013]
With the above configuration, the present invention develops after the surface temperature of the photoreceptor reaches a predetermined temperature or higher, and then removes the developed image by drying, thereby increasing the drying speed of the excess solvent and increasing the image forming speed. Irrespective of this, the excess solvent is surely removed, and the transfer efficiency by the pressure transfer method is improved.On the other hand, the surface temperature of the photoreceptor at the time of development is within an appropriate charging temperature range. An object of the present invention is to provide a high-speed and high-quality image forming apparatus capable of obtaining a developed image.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
First, the relationship between the photoconductor temperature and the dry state of the toner image was examined, and the results shown in Table 1 were obtained.
[Table 1]

Here, the photosensitive member is an organic photosensitive member, the process speed is 220 mm / s, and the electric power of the blower is 750 W.
[0015]
As a result, the higher the surface temperature of the photoreceptor, the higher the drying rate of the toner image under the same conditions. In particular, the drying rate sharply increases from 25 ° C. or higher, and this tendency is maintained up to about 35 ° C. When the surface temperature of the body was 35 ° C. or higher, it was found that there was not much increase in the drying rate.
[0016]
Therefore, when the drying rate of the toner image, which is a necessary condition for obtaining good pressure transfer, is 85%, the drying rate of the toner image can be obtained at a high speed from the above experimental results. What is necessary is just to maintain temperature at 30 degreeC or more. However, if the surface temperature of the photoreceptor is too high, there is a possibility that toner particles having a melting point of generally 40 to 60 ° C. are formed into a film.
[0017]
Depending on the material of the photoreceptor, the charging performance tends to decrease due to an increase in the surface temperature of the photoreceptor. Therefore, it is necessary to set the temperature in consideration of the charging characteristics. For example, when amorphous silicon is used as the material of the photoconductor, when the grid voltage of the corona charger is 700 V, the charging potential of the photoconductor surface is 635 V at 25 ° C., 620 V at 30 ° C., 595 V at 35 ° C., and 565 V at 40 ° C. Was charged. If the charged potential is different by 50 ° C. or more, the obtained image is greatly deteriorated. Therefore, it is desirable to maintain the surface of the photoreceptor in a temperature range of 35 ° C. or less.
[0018]
The predetermined temperature in the present invention is appropriately set depending on the drying efficiency, the melting point of toner particles, the charging characteristics of the photoreceptor, and the like. Temperature range.
[0019]
Therefore, the present invention has been made in consideration of the drying conditions of the toner image obtained from the above experiment and the restrictions for obtaining good charging characteristics.
[0020]
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the first embodiment shown in FIGS. FIG. 1 shows an image forming section 10 of a color electrophotographic apparatus which is an image forming apparatus. The drive of the image forming unit 10 is controlled by a CPU 47 as a control device. The CPU 47 drives the image forming units 12Y to 12K by the sensor 43 described later only when the surface temperature of the photosensitive drum 11 is in the range of 30 to 35 ° C.
[0021]
The image bearing member of the image forming unit 10 is formed by forming an organic photosensitive layer on a conductive substrate such as aluminum. A first to a second forming a toner image, which is a developed image, sequentially using the yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) liquid developers on the photosensitive drum 11 along the Four image forming units 12Y to 12K are arranged. The photoconductor drum 11 can use an inorganic photoconductor such as amorphous silicon or an organic photoconductor.
[0022]
The image forming units 12Y to 12K have basically the same configuration except that the color of the liquid developer used is different. The yellow (Y) to black (K) image forming units 12Y to 12K correspond to image information from charging devices 13Y to 13K each including a well-known corona charger or scorotron charger, and a laser irradiation device (not shown). Exposure sections 14Y to 14K for selectively irradiating modulated yellow (Y) to black (K) laser beams 15Y to 15K to form electrostatic latent images, containing liquid developers of respective colors, and And developing devices 18Y to 18K having squeeze rollers 17Y to 17K for simultaneously performing fog removal and solvent removal of the developed toner image by supplying toner to the surface of the photosensitive drum 11 to form a toner image. ing.
[0023]
Here, the liquid developer has different colors, and has toner particles having a melting point (Tg) of about 40 to 60 ° C. and a solvent for dispersing the toner particles. As the solvent, a petroleum-based non-polar solvent such as Isopar L (manufactured by Exxon) is used.
[0024]
Downstream of each of the image forming units 12Y to 12K around the photoconductor drum 11. A spraying device for providing a porous elastic roller 31 for absorbing and removing excess solvent remaining in the toner image formed on the photosensitive drum 11 after the development is completed, and then blowing dry air to the excess solvent remaining in the toner image Is provided, and the drying device 33 is constituted by the porous elastic roller 31 and the blower mechanism 32.
[0025]
The porous elastic roller 31 that comes into contact with the toner image after the development is completed has a gas permeable surface in which extremely fine voids are uniformly dispersed on the surface. The photoconductor drum 11 is rotated in the direction of the arrow r at the same peripheral speed as the photoconductor drum 11 by increasing the smoothness to prevent the adhesion of toner particles. Further, the porous elastic roller 31 has conductivity, and is applied with a bias voltage having a polarity opposite to that of the toner particles on the photosensitive drum 11.
[0026]
As an actual surface material, fine carbon powder is dispersed in a rubber-based material such as polyurethane sponge or a fine porous sheet material typified by Gore-Tex (trademark of Gore-Tex) to make it conductive, Examples of such a material include a very thin conductive film such as polypyrrole applied to the outermost surface of the elastic body. If the pore size is too large, the effect on the toner image on the photosensitive drum 11 will increase rapidly. Therefore, the pore size is preferably from 0.2 μm to at most about 30 μm.
[0027]
After passing through the porous elastic roller 31, the blower mechanism 32 for blowing dry air onto the toner image includes a blower 36 having a power amount of 750W, a first valve 40 for switching the air flow from the blower 36 in two directions, and an air flow from the blower 36. , A cooler 38 for cooling the air flow from the blower 36, a second valve 41 for selectively discharging the air flow from the heater 37 or the cooler 38, and an air flow from the second valve 41. Has a drying nozzle 42 that blows the photosensitive drum 11 onto the photosensitive drum 11.
[0028]
Further, a sensor 43 for detecting the surface temperature of the photosensitive drum 11 is provided downstream of the blower mechanism 32 around the photosensitive drum 11. The sensor 43 is a contact-type thermocouple, and is arranged so as to be in contact with the vicinity of the image forming area on the photosensitive drum 11. The sensor may have a non-contact structure using infrared rays or the like. The detection result of the surface temperature of the photosensitive drum 11 by the sensor 43 is input to a CPU 47 which is a control device for controlling the driving of the image forming unit 10 via an A / D converter 46. Downstream of the sensor 43 around the photosensitive drum 11, a transfer device 48 for performing pressure transfer, a cleaner 50 for removing liquid developer remaining on the photosensitive drum 11 after transfer, and erasing residual charges on the photosensitive drum 11 An erasing lamp 51 is provided.
[0029]
The transfer device 48 contacts the intermediate transfer roller 52 in contact with the primary transfer position around the photosensitive drum 11, contacts the secondary transfer position around the intermediate transfer roller 52, and presses the intermediate transfer roller 52 into contact with the photosensitive drum 11. After the toner image formed on the photosensitive drum 11 having the pressure roller 53 is primarily transferred to the intermediate transfer roller 52, the toner image is secondarily transferred to the paper P. The intermediate transfer roller 52 has a built-in heater 52a such as a halogen lamp, and the surface temperature is maintained at about 80 ° C. The pressure roller 53 has a built-in heater 53a composed of a halogen lamp or the like, the surface temperature is maintained at 120 ° C., and the pressure applied between the photosensitive drum 11 and the intermediate transfer roller 52 is about 60 to 100 kgf in A4 width conversion. It has become.
[0030]
Next, the operation will be described. Before turning on the power (not shown) of the color electrophotographic apparatus, the surface temperature of the photosensitive drum 11 is almost equal to room temperature. When the transfer device 48 is heated to a predetermined temperature by preheating after the power is turned on, the image forming process is started, and the photosensitive drum 11 rotates at a peripheral speed of 220 mm / s in the direction of arrow q.
[0031]
The sensor 43 starts detecting the surface temperature of the photosensitive drum 11 and sequentially inputs the detection result to the CPU 47 via the A / D converter 46. When recognizing that the surface temperature of the photosensitive drum 11 is in the range of 30 to 35 ° C., the CPU 47 starts an image forming process by the image forming units 12Y to 12K. On the other hand, when recognizing that the surface temperature of the photosensitive drum 11 is not in the range of 30 to 35 ° C., the CPU 47 operates the heater 37 or the cooler 38 of the blower mechanism 32 to reduce the surface temperature of the photosensitive drum 11 to 30 to 35 ° C. Set the temperature within the range of 35 ° C.
[0032]
That is, when the surface temperature of the photosensitive drum 11 is 30 ° C. or lower, the heater 37 is turned on, and the air flow from the blower 36 is dried by the first valve 40 and the second valve 41 through the heater 37. The photosensitive drum 11 is heated by blowing the heated airflow to the nozzle 42 and blowing the heated airflow onto the photosensitive drum 11. On the other hand, when the surface temperature of the photosensitive drum 11 is 35 ° C. or higher, the cooler 38 is turned on, and the air flow from the blower 36 is dried by the first valve 40 and the second valve 41 through the cooler 38. The air is sent to the nozzle 42 and blows the cooled airflow onto the photosensitive drum 11 to cool the photosensitive drum 11.
[0033]
When the surface temperature of the photosensitive drum 11 reaches the range of 30 to 35 ° C. in this manner, the heater 37 or the cooler 38 is turned off to start the image forming process. By the start of the image forming process, the surface of the photoconductor drum 11 is charged by the charging device 13Y in the image forming unit 12Y, and then yellow emitted from the exposure device (not shown) in the exposure unit 14Y in accordance with the image information. Is selectively irradiated with the laser beam 15Y corresponding to the image information of (1) to form an electrostatic latent image corresponding to the yellow (Y) image.
[0034]
Further, the photosensitive drum 11 is supplied with the liquid developer by the developing roller 16Y in the developing device 18Y, and the excess solvent is removed by the squeeze roller 17Y to form a yellow (Y) toner image. Similarly, magenta (M), cyan (C), and black (K) developed images are sequentially superimposed on the photosensitive drum 11 by the subsequent image forming units 12M to 12K to form a full-color toner image. .
[0035]
Thereafter, when the toner image on the photosensitive drum 11 reaches the porous elastic roller 31, excess solvent on the toner image is sucked to the surface of the porous elastic roller 31 by capillary action. At this time, since the peripheral speed of the porous elastic roller 31 matches the peripheral speed of the photosensitive drum 11, the toner image on the photosensitive drum 11 is not disturbed.
[0036]
Further, since a bias voltage having a polarity opposite to that of the toner particles is applied to the porous elastic roller 31, the toner image on the photosensitive drum 11 is strongly applied to the surface of the photosensitive drum 11 when passing through the porous elastic roller 31. Pressed. Therefore, there is no possibility that the toner particles adhere to the porous elastic roller 31 side to cause deterioration of the toner image or the surface of the porous elastic roller 31 is clogged.
[0037]
Next, the drying air from the blower 36 is blown onto the photosensitive drum 11 by the drying nozzle 42 to dry and remove the solvent of the toner image. The drying rate of the toner image that passed through the porous elastic roller 31 and the drying nozzle 42 was 85%.
[0038]
The dried toner image is primary-transferred to the intermediate transfer roller 52 by the transfer device 48 and further secondary-transferred to the sheet P passing between the intermediate transfer roller 52 and the pressure roller 53. The photosensitive drum 11 that has passed through the transfer device 48 has the residual liquid developer removed by the cleaner 50 and the residual charge is erased by the erasing lamp 51, and a series of image forming processes is completed to prepare for the next image forming process. .
[0039]
While the image forming process is repeated as described above, if it is detected that the surface temperature of the photosensitive drum 11 has reached 35 ° C. or more due to the contact with the intermediate transfer roller 52 heated to about 80 ° C., for example, the CPU 47 cools down. Is turned on, and the air flow from the blower 36 is blown by the first valve 40 and the second valve 41 from the drying nozzle 42 to the photoconductor drum 11 through the cooler 38, and the photoconductor drum 11 is blown. 11 is cooled.
[0040]
On the other hand, during the repetition of the image forming process, if it is detected that the surface temperature of the photosensitive drum 11 has dropped to 30 ° C. or less due to, for example, outside air and contact with the liquid developer at the developing devices 18Y to 18K, the CPU 47 activates 37, the air flow from the blower 36 is passed through the heater 37 and the heated air flow is blown from the drying nozzle 42 to the photosensitive drum 11 by the first valve 40 and the second valve 41. Heat 11
[0041]
The heating of the photoconductor drum 11 by the heater 37 or the cooling of the photoconductor drum 11 by the cooler 38 is repeated to maintain the surface temperature of the photoconductor drum 11 at 30 to 35 ° C., during which an image forming process is performed.
[0042]
In the full-color toner image formed by the high-speed color electrophotographic apparatus having a process speed of 220 mm / s according to the present embodiment, a high-quality image was obtained without causing transfer failure even at the time of startup.
[0043]
With this configuration, since the image forming process is performed when the surface temperature of the photosensitive drum 11 is in the range of 30 to 35 ° C., the drying rate by the blower mechanism 32 can be improved, and the excess solvent of the toner image can be improved. Drying time can be shortened, and even at a high process speed of 220 mm / s, transfer failure due to poor solvent removal of the toner image can be prevented, and a high-quality transfer image with high transfer efficiency can be obtained. A high-speed image forming apparatus can be realized.
[0044]
On the other hand, the surface temperature of the photosensitive drum 11 is within an appropriate charging temperature range that does not impair the charging performance of the transfer devices 13Y to 13K, and the photosensitive drum 11 can obtain a sufficient charging voltage. The image quality is not degraded due to. In addition, the charging characteristics of the photoconductor drum 11 are greatly affected by temperature changes, causing image density variations and color unevenness. However, the charging process is performed only when the surface temperature of the photoconductor drum 11 is in the range of 30 to 35 ° C. Therefore, variations in charging voltage are reduced, variations in image density and color unevenness can be suppressed, and variations in image quality are reduced. Further, since the surface temperature of the photosensitive drum 11 is equal to or lower than the melting point (Tg) of the toner particles, the toner particles are not formed into a film on the photosensitive drum 11 and the life of the photosensitive drum 11 can be extended.
[0045]
In addition, the heater 37 or the cooler 38 is turned on / off, and the surface temperature of the photosensitive drum 11 is easily controlled to be heated / cooled by the drying air from the drying nozzle 42. Even if the surface temperature of the photosensitive drum 11 is low or high, the temperature can be quickly set in the range of 30 to 35 ° C., and the startup time can be shortened. Can easily be maintained at 30 to 35 ° C.
[0046]
Next, the present invention will be described with reference to a second embodiment shown in FIG. The present embodiment differs from the first embodiment in the heating device and the cooling device for controlling the surface temperature of the photosensitive drum, but is otherwise the same as the first embodiment. The same reference numerals are given to the same parts as in the embodiment, and the description thereof will be omitted.
[0047]
In the present embodiment, a heat roller 57 is disposed around the photoconductor drum 11 and downstream of the transfer device 48 in contact with the photoconductor. Further, a contact type thermocouple is provided near the image forming area downstream of the erasing lamp 51 around the photosensitive drum 11 to detect the surface temperature of the photosensitive drum 11 and input to the CPU 47 via the A / D converter 46. Sensor 58 is in contact.
[0048]
The heat roller 57 is constituted by, for example, a hollow roller having an elastic body surface layer so that the surface of the photoconductor drum 11 can be warmed uniformly and quickly without damaging the surface thereof. Built in. The output of the heater 57a is controlled by the CPU 47 in accordance with the detection result of the sensor 58 so that the predetermined temperature is maintained. For example, when the surface temperature of the photosensitive drum 11 is extremely low, such as when starting up a color electrophotographic apparatus, the surface temperature of the photosensitive drum 11 is quickly set to a range of 30 to 35 ° C. The roller 57 is controlled at a high temperature, and after the surface temperature of the photosensitive drum 11 reaches a range of 30 to 35 ° C., the roller 57 contacts the outside air and the liquid developer at the positions of the developing devices 18Y to 18K. The surface temperature of the photosensitive drum 11 is maintained at 30 to 35 ° C. by controlling the temperature to a low level to compensate for the cooling amount.
[0049]
The nozzle mechanism 60 sends an airflow having substantially the same temperature as the atmospheric temperature from the blower 36 to the drying nozzle 42, and blows the airflow at the atmospheric temperature onto the photosensitive drum 11 to dry the toner image.
[0050]
The sensor 58 starts detecting the surface temperature of the photosensitive drum 11 by the rotation of the photosensitive drum 11 due to the start of the image forming process, and sequentially inputs the detection result to the CPU 47 via the A / D converter 46. When recognizing that the surface temperature of the photosensitive drum 11 is in the range of 30 to 35 ° C., the CPU 47 starts an image forming process by the image forming units 12Y to 12K. On the other hand, when recognizing that the surface temperature of the photosensitive drum 11 is not in the range of 30 to 35 ° C., the CPU 47 performs heating by the heat roller 57 or cools the developing devices 18Y to 18K by contact with the liquid developer. Is performed, the surface temperature of the photosensitive drum 11 is set within a range of 30 to 35 ° C.
[0051]
That is, when the surface temperature of the photosensitive drum 11 is 30 ° C. or less at the time of startup, the heat roller 57 is heated to a high temperature, and the photosensitive drum 11 is heated. On the other hand, when the surface temperature of the photosensitive drum 11 is equal to or higher than 35 ° C., the photosensitive drum 11 is rotated and cooled by contact with the liquid developer. When the surface temperature of the photosensitive drum 11 reaches a range of 30 to 35 ° C., the heat roller 57 is turned off or turned off to maintain the surface temperature of the photosensitive drum 11 within a range of 30 to 35 ° C. The image forming process is performed in the same manner as in the first embodiment.
[0052]
During the repetition of the image forming process, for example, when it is detected that the surface temperature of the photosensitive drum 11 has reached 35 ° C. or higher, the CPU 47 turns off the heat roller 57, idles the photosensitive drum 11, and rotates the developing device. At positions 18Y to 18K, the photosensitive drum 11 is cooled by contact with the liquid developer. On the other hand, during the repetition of the image forming process, for example, when it is detected that the surface temperature of the photosensitive drum 11 has dropped to 30 ° C. or less, the CPU 47 switches the heat roller 57 to a high temperature and heats the photosensitive drum 11.
[0053]
As described above, the temperature of the heat roller 57 is switched or the cooling with the liquid developer is repeated, so that the surface temperature of the photosensitive drum 11 is maintained at 30 to 35 ° C., and the image forming process is performed during that time.
[0054]
With this configuration, as in the first embodiment, since the image forming process is performed when the surface temperature of the photosensitive drum 11 is in the range of 30 to 35 ° C., the toner image can be dried at a high speed. A high-quality transfer image with high transfer efficiency can be obtained without causing transfer failure due to a solvent removal failure of a toner image, and a high-speed image forming apparatus can be realized.
[0055]
Moreover, the surface temperature of the photosensitive drum 11 is within the proper charging temperature range, the charging performance is not impaired, the image quality is not degraded due to poor charging, and the surface temperature is within the range of 30 to 35 ° C. Since the charging process is performed only on the image, variations in image quality due to variations in charging voltage are reduced. Further, since the toner particles do not form a film on the photosensitive drum 11, the life of the photosensitive drum 11 can be extended.
[0056]
Further, when the surface of the photoconductor drum 11 is 30 ° C. or less, the surface temperature of the photoconductor drum 11 is rapidly increased by setting the temperature of the heat roller 57 to a high temperature and rapidly heating the surface of the photoconductor drum 11. The temperature can be set in the range of up to 35 ° C., and the startup time can be shortened when the color electrophotographic apparatus is started up. The surface temperature of the body drum 11 can be easily maintained at 30 to 35 ° C. In addition, the surface temperature of the photosensitive drum 11 can be set in the range of 30 to 35 ° C. by using only the heat roller 57, and the miniaturization of the color electrophotographic apparatus is not impaired.
[0057]
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be changed without departing from the spirit of the invention. For example, the speed of the image forming process is not limited, and the surface of the image holding member during the image forming process is not limited. If the temperature setting range is not more than the melting point (Tg) of the toner particles, it is optional according to the characteristics of the image carrier. For example, when an organic photosensitive material having good charging characteristics in a high temperature region is used. When the melting point (Tg) of the toner particles is high, the drying temperature of the developed image may be further increased by setting the surface temperature range of the image carrier to a high temperature of about 50 ° C.
[0058]
Also, the structure of the image forming apparatus is not limited. For example, in the first embodiment, without providing a cooler in the blower mechanism, at the time of cooling, the outside air that is conditioned is sucked into the main body of the color electrophotographic apparatus. Then, it may be sprayed from the drying nozzle to the photosensitive drum. In the second embodiment as well, the control method of the heat roller is arbitrary, and the on / off control may be merely performed according to the detection result of the sensor without switching between the high temperature and the low temperature. Further, the arrangement position of the sensor is not limited, and the heating of the image holding member may be a non-contact heat source by radiation of a heat lamp, or as a contact-type heat source, it has heat resistance and good heat conductivity. A seamless belt may be used. If a seamless belt is used, a contact portion with the image holding member can be increased, and more efficient temperature control can be performed.
[0059]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus capable of reducing image quality deterioration due to charging failure and capable of forming images at high speed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming unit of a color electrophotographic apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming unit of a color electrophotographic apparatus according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10. Image forming unit
11 Photosensitive drum
12Y to 12K: first to fourth image forming units
13Y to 13K: Charging device
14Y to 14K: exposure unit
15Y ~ 15K ... Laser beam
16Y-16K: developing roller
17Y-17K: Squeeze roller
18Y to 18K: developing device
31 ... Porous elastic roller
32 ... Blower mechanism
33 ... Drying device
36 ... Blower
37 ... heater
38 ... Cooler
40, 41 ... first and second valves
42 ... Drying nozzle
43 ... Sensor
46 ... A / D converter
47 ... CPU
48 Transfer device
50 ... cleaner
51: Erase lamp
52: Intermediate transfer roller

Claims

An image carrier,
A charging device for uniformly charging the image holding member surface,
An exposure device that selectively exposes the image carrier to form an electrostatic latent image on the surface of the image carrier,
A developing device that supplies a liquid developer to the electrostatic latent image to form a developed image on the image holding member;
A transfer device for transferring the developed image on the image carrier to a transfer medium,
A drying device that has at least a spraying device that blows dry air, and is provided to face the image holding member before reaching the transfer device from the developing device;
A sensor for detecting a surface temperature of the image holding member,
An image forming apparatus comprising: an exposure control device that starts forming an electrostatic latent image by the exposure device when a temperature detected by the sensor is within a predetermined temperature range.

2. The image processing apparatus according to claim 1, further comprising a temperature adjusting unit that adjusts the temperature of the image holding member to be within the predetermined temperature range when the temperature detected by the sensor is outside the predetermined temperature range. Image forming apparatus.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein the predetermined temperature range is a temperature range of 30C to 35C.

An image carrier,
A charging device for uniformly charging the image holding member surface,
An exposure device that selectively exposes the image carrier to form an electrostatic latent image on the surface of the image carrier,
A developing device that supplies a liquid developer to the electrostatic latent image to form a developed image on the image holding member;
A transfer device for transferring the developed image on the image carrier to a transfer medium,
A drying device that has at least a spraying device that blows dry air, and is provided to face the image holding member before reaching the transfer device from the developing device;
A temperature control device having a heating device and a cooling device, a surface temperature of the image holding member is within a proper charging temperature range of the charging device, and is maintained at a predetermined temperature or more;
A sensor for detecting a surface temperature of the image holding member,
An image forming apparatus comprising: a control device that controls a developing process by the developing device when a detection result by the sensor is within a proper charging temperature range by the charging device and is equal to or higher than the predetermined temperature.

The image forming apparatus according to claim 4, wherein the predetermined temperature is 30C.

The image carrier is made of an organic photoreceptor,
The image forming apparatus according to claim 4, further comprising: a control device that controls a developing process by the developing device when a detection result by the sensor is 30 to 35 ° C. 6.

A first step of heating the image carrier after driving the image carrier;
A second step of detecting a surface temperature of the image holding member;
When the detection result of the surface temperature of the image holding member in the second step is within an appropriate charging temperature range and is equal to or higher than a predetermined temperature, a liquid developer is supplied to the developing holding member to form a developed image. 3 steps,
After the start of the third step, a fourth step of repeating heating and cooling of the image holding member to maintain the surface temperature of the image holding member in the appropriate charging temperature range and at the predetermined temperature or higher. An image forming method, comprising:

The image forming method according to claim 7, wherein the predetermined temperature is 30C.