JP2007025032A - 液体現像剤を用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 中間転写体上に付着した液体現像剤のクリニーングを容易にする。
【解決手段】 中間転写体を有する液体現像剤を用いた画像形成装置において、中間転写体（２０）から転写媒体（２５）に転写する２次転写位置と、２次転写位置に対して中間転写体の回動方向下流側で中間転写体にクリーニング部材（２３）が当接するクリーニング位置との間に、前記クリーニング部材で回収した現像剤の一部及び中間転写体のスクイーズ部材（３０）で回収した現像剤の一部を塗布する塗布部材（４２）を配置した構成を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は中間転写体を有する液体現像剤を用いた画像形成装置に関する。

従来、液体現像剤を使用した電子写真方式画像形成装置（湿式画像形成装置）が知られている。湿式画像形成装置に用いられる現像剤は、電気絶縁性の有機溶剤（キャリア液）中に固形分（トナー粒子）を懸濁させたものであり、このトナー粒子の粒子径が２μｍ以下、通常は１μｍ程度以下と極めて微細であるため、７μｍ程度の粉体トナー粒子を使用する乾式画像形成装置に比べて高画質化が可能である。

現像剤を構成するキャリア液は、１μｍ前後のトナー粒子の飛散防止の他に、トナー粒子を帯電状態にさせ、さらに均一分散状態にする機能を有し、現像や転写工程では、トナー粒子が電界作用で容易に移動できるようにするための役割も担っている。このように、キャリア液はトナー保存、トナー搬送、現像、転写工程で必要な成分であるが、非画像領域にも付着し、現像後の過剰なキャリア液は転写乱れ等を引き起こす原因となる。そのため、通常、感光体上、中間転写体上の現像剤に対してキャリア液の除去（スクイーズ）することが行われている。

また、湿式画像形成装置において、中間転写ベルト、さらには２次転写ベルトを使用した場合、ベルト表面に付着した液体現像剤（キャリア液と固形分）をクリーニングブレードにより除去することが行われている（特許文献１）。
特開２００２−１８９３５４号公報

ところで、中間転写体においてクリーニングされる付着物（液体現像剤）は、上記したように一般的にキャリア除去が行われているため、固形分率が上昇しており「濡れた粉」のごとく中間転写体の表面に付着している。さらに紙へ転写した後に中間転写体上に残る現像剤は、紙にキャリア液が吸収されるため、さらに固形分率が上昇してクリーニングに力を必要とし、クリーニングブレードや中間転写体の摩耗、変形等部品寿命に影響してしまう。

本発明は上記課題を解決しようとするもので、液体現像剤を用いた画像形成装置において中間転写体上に付着した液体現像剤のクリニーングを容易にすることを目的とする。
そのために本発明は、中間転写体を有する液体現像剤を用いた画像形成装置において、中間転写体から転写媒体に転写する２次転写位置と、２次転写位置に対して中間転写体の回動方向下流側で中間転写体にクリーニング部材が当接するクリーニング位置との間に、前記クリーニング部材で回収した現像剤の一部及び中間転写体のスクイーズ部材で回収した現像剤の一部を塗布する塗布部材を配置したことを特徴とする。
また、本発明は、前記クリーニング部材及び前記スクイーズ部材で回収した現像剤のうち少なくとも一方は沈降させた上澄みのキャリア液を中間転写体上に塗布することを特徴とする。
また、本発明は、前記クリーニング部材及び前記スクイーズ部材で回収した現像剤のうち少なくとも一方をフィルタでろ過して中間転写体上に塗布することを特徴とする。
また、本発明は、画像形成装置を空まわしして前記クリーニング部材及びスクイーズ部材で現像剤を回収し、中間転写体上に塗布するキャリア液を補充することを特徴とする。
また、本発明は、スタートアップ時に画像形成装置を空回ししてキャリア液を補充することを特徴とする。

本発明は、中間転写体クリーナ及び中間転写体スクイーズ部材で回収した現像剤の一部を中間転写体上に塗布することによって固形分率が上昇した付着物のクリーニングを容易にすることができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の画像形成装置の実施の形態の一例（実施例１）を説明する図である。本画像形成装置はＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ４色の画像を中間転写体上に形成してこれを転写媒体上に一括転写する例であり、現像と１次転写工程は各色同じであるので、これらの工程については１色を代表して説明する。

液体現像剤容器１には、不揮発性のキャリア液中に固形分（トナー粒子）を一様に分散した現像剤２が収容され、供給ローラ３により現像剤２が汲み上げられ、供給ローラ３と接触して周面が同方向に回動する現像ローラ４に供給される。現像ローラ４には現像ローラクリーナ５が配置されて現像ローラ上の現像後の現像剤をクリーニングしている。また、液体現像剤容器１へは、トナー濃度調整槽６内で攪拌部材７で攪拌された現像剤がギアポンプ８により補充される。

現像ローラ４と接触して周面が同方向に回動する感光体１０は、帯電器１１により一様帯電された後、露光１２により静電潜像が形成され、形成された静電潜像は現像ローラ４と対向する位置で液体現像剤で現像される。現像後、過剰なキャリア液をスクイーズローラ１３で除去した後、中間転写ベルトを挟んで１次転写ローラ１４が対向する１次転写位置で中間転写ベルト上に転写される。転写後に感光体上に残る現像剤は感光体クリーナ１５でクリーニングされる。

中間転写ベルト２０は、駆動ローラ２１、従動ローラ２２の間に張架されて駆動ローラ２１により図の反時計方向に回転駆動され、駆動ローラ２１と２次転写ローラ２４とが紙等の転写媒体２５を挟んで対向する位置が２次転写位置となる。また、従動ローラ２２をバックアップローラとしてベルトクリーナ２３が配置され、２次転写位置で転写媒体２５に一括転写された後に中間転写ベルト２０上に残った現像剤がクリーニングされる。また、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各感光体間、Ｋ感光体と２次転写位置との間にはスクイーズローラ３０がそれぞれ配置され、各色１次転写位置で転写された後の中間転写ベルト２０上の過剰なキャリア液を除去している。

次に、中間転写ベルトの構成を図２により説明する。
中間転写ベルト２０は、ポリイミドからなる基材層２０ａ（例、厚さ１００μｍ）、ウレタンゴム（硬度ＪIS-A30°）からなる弾性層２０ｂ（例、厚さ２００μｍ）、フッ素樹脂からなるコート層２０Ｃ（例、厚さ１０μｍ）の３層構成からなっていて、１次転写によりコート層２０Ｃ上に像形成される。なお、ベルトの幅は３２４ｍｍ、ベルトの体積抵抗値は約log10 Ωcm（全層の抵抗値）である。

次に、中間転写ベルトの各色後段に設けられ、キャリア液を除去するスクイーズローラを図３により説明する。
スクイーズローラ３０は、中間転写ベルト上で液体現像剤に含まれるキャリア液を除去するためのものであり、中間転写ベルトと等速で回転している。スクイーズローラはφ１０ｍｍの金属シャフトに肉厚２ｍｍ（外径φ１４ｍｍ）のウレタンゴム（硬度ＪIS-A30°）の表層にPFA チューブ２０μｍを巻いて構成し、ローラ幅３０７ｍｍである。図１では図示を省略しているが、中間転写ベルト２０を挟んでスクイーズバックアップローラ３１（φ１０ｍｍの金属シャフト）が対向配置され、線圧約50gf/cmで中間転写ベルトに当接している。ローラの抵抗値は実抵抗値で約Log4Ωで、スクイーズローラ３０とスクイーズバックアップローラ３１の間に電源３２から＋１５０Ｖのバイアス電圧を印加して現像剤中の固形分が除去されないようにする。スクイーズローラ３０はウレタンゴム（硬度ＪIS-A70°）からなるクリーニングブレード３３が当接してクリーニングしている。これらの構成により、中間転写ベルト上で液体現像剤のキャリア液が絞り取られて容器３４内に溜められる。

ところで、２次転写後に中間転写ベルト上に残存する付着物（液体現像剤）は、１次転写後に各スクイーズローラでキャリア液が除去され、２次転写時に転写媒体にキャリア液が吸収されるため固形分率が上昇してクリーニングに力を必要とする。そこで、本実施形態では、図１に示すように、２次転写後、ベルトクリーナ２３で付着物をクリーニングする前の段階で、付着物の固形分率を下げるために中間転写ベルト上に、ベルトクリーナ２３、スクイーズローラ３０で回収した現像剤の一部を塗布する。すなわち、中間転写ベルト２０の回動方向において２次転写位置より下流側でベルトクリーナ２３が当接する位置より上流側の適当な位置に液体塗布部材としてのスポンジローラ４２を配置する。

本実施形態では従動ローラ２２がバックアップローラとなる位置にスポンジローラ４２を配置している。そして、ベルトクリーナ２３で回収した現像剤を溜めている液溜め４０からギアポンプ４１によりスポンジローラ４２に対して回収した現像剤の一部を供給するとともに、スクイーズローラ３０で中間転写ベルトから回収した現像剤の一部を容器３４からギアポンプ４４で汲み上げてスポンジローラ４２に供給し、中間転写ベルト２０上に塗布する。ギアポンプ４１、ギアポンプ４４によりスポンジローラ４２へそれぞれ現像剤を搬送する配管部材としてはタイゴンチューブ内径φ5mmを使用した。塗布される現像剤はキャリア液リッチであるため、付着物の固形分率を下げることができ、ベルトクリーナにおける付着物のクリーニングが容易になる。

現像剤塗布部材としてのスポンジローラ４２は、金属シャフトφ10mmに肉厚5mm（外径φ20m）のウレタン製スポンジ（アスカーＡ硬度40°）のスポンジを巻いて構成する。スポンジローラは中間転写ベルト２０の回転周速度と同じで、回転方向は連れまわりである。ただしこれに限定されるものではない。ローラ幅は310mmで、線圧約50gf/cmで中間転写ベルトに当接されている。

なお、正帯電トナーの場合には、ベルト側に付着した固形分を浮き上がらせる目的でスポンジローラに若干の（−）の電界をかけてもよい。もちろん、負帯電トナーの場合には、同様に（＋）の電界をかけてもよい。また、スポンジローラをベルトの周速度よりも約1.2倍程度速く設定することによって、スポンジローラによるかきとり効果が得られるため、クリーニングを容易にすることができる。

ベルトクリーナ２３を構成するゴムブレードは、硬度JIS-A70°、幅317ｍｍのウレタンゴムを使用し、線圧50gf/cmで中間転写ベルトに当接させる。通常この条件では、ベルト上に固着した固形分がブレードをすり抜けてしまうが、ブレードをより強い力で当接させると、ベルトの破壊やベルト駆動時のトルクが大きくなるなどの問題が発生する。本実施形態では、ベルトクリーナ２３、スクイーズローラ３０で回収し、キャリア液リッチな現像剤の一部をスポンジローラ４２で塗布して付着物の固形分率を下げることで、この問題を回避することができる。

このようにキャリア液リッチな現像剤の一部を中間転写ベルト上に塗布することで付着物のクリーニングが容易になるメカニズムを図４により説明すると、図４（ａ）は２次転写後の転写残りで、中間転写ベルト２０上に固形分５０と少ないキャリア液５１が残存して固形分率が上昇した状態を示している。図４（ｂ）はキャリア液より低粘度の液体を塗布してキャリア液が増え、固形分率が低下した状態を示している。このような状態になると、現像剤の濃度勾配が発生するため、図４（ｃ）に示すように、固形分の分散（緩和）が生じて中間転写ベルトから分離する固形分が増え、付着物のクリーニングが容易になる。

次に、図５により本発明の実施の形態の他の例（実施例２）を説明するが、スクイーズローラによる回収キャリア液の搬送方法が異なるだけでそれ以外の構成は図１の場合と同様であるのでその詳細な説明は省略する。
本実施例では、スクイーズローラで回収したキャリア液を直接スポンジローラ４２に搬送するのではなく、スクイーズローラ３０で回収したキャリア液を、一旦ベルトクリーナの液溜め４０に溜め、液溜め４０内のキャリア液とともにスポンジローラ４０へ搬送して塗布するようにしている。

次に、回収した現像剤を沈降させてその上澄みのキャリア液を塗布する例を図６により説明する。
図６は図１の基本構成において、液溜め４０内の現像剤の上澄みを塗布するようにしたものである。ベルトクリーナ２３で回収され、液溜め４０内に溜められている現像剤は、ギアポンプ４１で汲み上げる際、分離して粘度勾配が発生している。通常、固形分は液体現像剤内に均一に分散しているが、中間転写ベルト上まで何度も電界の作用を受けてくると、現像剤内の平衡が崩れ、上層ほど低粘度のキャリア液となっており下層ほど固形分が多くなっている。低粘度のキャリア液をスポンジローラ４２に染み込ませた方が付着物のクリーニング性がよいため、液溜め４０内の現像剤の上澄みを汲み上げるようにポンプ汲み上げ部に浮きに相当する部材４５を取り付けた。このように液溜め４０内の現像剤の上澄みを汲み上げることにより、低粘度のキャリア液を中間転写ベルト上に塗布することができる。さらに、スクイーズローラで容器３４へ回収した現像剤についても上澄みを汲み上げるようにポンプ汲み上げ部に浮きに相当する部材（図示省略）を設けるようにしてもよい。

次に、回収した現像剤をフィルタを介してろ過したキャリア液を塗布する例を図７により説明する。
図７はベルトクリーナで回収し、スポンジローラ４２へ液体現像剤を供給する間にフィルタ（例：モノリス型セラミックメンブランフィルタ＃518）４７を設けるようにしたものである。フィルタ４７によって固形分を除去し、スポンジへ供給される液体のほとんどをキャリア液とすることができる。さらに、スクイーズローラで容器３４へ回収した現像剤についてもフィルタ（例：モノリス型セラミックメンブランフィルタ＃518）を介してスポンジローラ４２へ液体現像剤を供給するようにしてもよい。この方法によってより低粘度の液体を供給することができるため固形分がより緩和しやすくなり、クリーニング性が向上する。

次に、回収した現像剤を濃度制御する例について図８により説明する。
図８は回収した現像剤内に羽根つきのローラを配置して濃度検知し、キャリア液を補充するようにしたものであり、図８（ａ）はベルトクリーナで回収した現像剤、図８（ｂ）はスクイーズローラで回収した現像剤をそれぞれ濃度制御する場合を示している。
図８（ａ）において、液溜め４０内に備えられた羽根つきのローラ４９を回転させる。また、図８（ｂ）において、容器３４内に備えられた羽根つきのローラ３５を回転させる。それぞれ粘度が高ければトルクは高くなるため、回転トルクを感知して所定以上のトルク値になった場合、液溜め４０内、容器３４内の現像剤の濃度が高く、固形分が多くなってきたと判断して画像形成装置を空まわしして白べたをうち、ベルトクリーナでキャリア液を回収して液溜め内に補充し、現像剤の濃度を調整する。もちろん、このような濃度制御をベルトクリーナ側またはスクイーズローラ側のどちらか一方で行うようにしてもよい。このような濃度制御方法はスタートアップ時の空まわし運転時に行っても同様の効果が得られる。

本発明によれば、中間転写体上の付着物のクリーニングが容易になるので、産業上の利用価値は大きい。

画像形成装置の実施の形態の例（実施例１）を説明する図である。 中間転写ベルトの構成を説明する図である。 スクイーズローラを説明する図である。 付着物のクリーニングが容易になるメカニズムを説明する図である。 実施例２を説明する図である。 上澄みのキャリア液を塗布する例を説明する図である。 フィルタでろ過したキャリア液を塗布する例を説明する図である。 濃度制御したキャリア液を塗布する例を説明する図である。

符号の説明

１… 液体現像剤容器、２…現像剤、３…供給ローラ、４…現像ローラ、５…現像ローラクリーナ、６…トナー濃度調整槽、７…攪拌部材、８…ギアポンプ、１０…感光体、１３…スクイーズローラ、１５…感光体クリーナ、２０…中間転写ベルト、２１…駆動ローラ、２２…従動ローラ、２３…ベルトクリーナ、３０…スクイーズローラ、４０…液溜め、４１…ギアポンプ、４２…スポンジローラ

Claims (5)

1. 中間転写体を有する液体現像剤を用いた画像形成装置において、中間転写体から転写媒体に転写する２次転写位置と、２次転写位置に対して中間転写体の回動方向下流側で中間転写体にクリーニング部材が当接するクリーニング位置との間に、前記クリーニング部材で回収した現像剤の一部及び中間転写体のスクイーズ部材で回収した現像剤の一部を塗布する塗布部材を配置したことを特徴とする液体現像剤を用いた画像形成装置。
2. 前記クリーニング部材及び前記スクイーズ部材で回収した現像剤のうち少なくとも一方は沈降させた上澄みのキャリア液を中間転写体上に塗布することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記クリーニング部材及び前記スクイーズ部材で回収した現像剤のうち少なくとも一方をフィルタでろ過して中間転写体上に塗布することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 画像形成装置を空まわしして前記クリーニング部材及び前記スクイーズ部材で現像剤を回収し、中間転写体上に塗布するキャリア液を補充することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. スタートアップ時に画像形成装置を空回ししてキャリア液を補充することを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。

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