JP2007025184A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【目的】 感光体上のキャリア液回収部材でほぼキャリア液のみの流動性が良好な液を回収し、これにより回収部にトラップされたトナー粒子を押し流し、トナー粒子が蓄積しないようにする。
【構成】 印刷動作停止時に、現像ローラ８表面の帯電バイアスを増加させた状態で印刷動作をし、感光体キャリア液回収部２１でキャリア液を回収するシーケンスを実行し、その後に印刷動作を停止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、感光体に形成された静電潜像を、キャリア液中にトナー粒子を分散させた現像剤により現像する画像形成装置及び画像形成方法に関する。

従来、現像ローラ上に液体トナーの薄膜を形成し、該薄膜中のキャリア液とトナーとが、現像ローラとニップ部を形成する感光体上の潜像の画像部に静電的に転移して現像を行う画像形成方法においては、高濃度・高粘性の液体トナーを用いる場合、ニップ部を通過する感光体上の非画像部にトナーが付着し、かぶりトナーとなって残留してしまい、画像にかぶりを生じる問題があった。

この問題を解決するために、感光体上に除去ローラを設け、該除去ローラにバイアスを印可することで、感光体上のかぶりトナーや余剰キャリア液を回収する画像形成装置が提案されている。（特許文献１）
図１１及び図１２により従来の画像形成装置の概略を説明する。

図１１において、１０１は感光体、１０２は帯電装置、１０３は露光装置、１０４は現像装置、１０５は転写装置、１０６は除去ローラを示す。感光体１０１は図示しない駆動手段によって一定速度で回転駆動される。そして、帯電装置１０２により帯電された後、露光装置１０３により静電潜像が感光体１０１の外周表面上に担持される。その後、静電潜像は現像装置１０４で現像され、転写装置１０５により転写紙に転写される。除去ローラ１０６は、現像装置１０４の一部として感光体１０１にトナー層を挟んで押圧して設けられ、感光体１０１にかぶりトナーとして残った非画像部のトナーの一部を電界により除去するためのものである。

図１２は感光体１０１，除去ローラ１０２、画像部トナー層表面及び非画像部表面の電位設定例を示すものである。現像後のトナー層からトナーを除去ローラ１０２に移動させないように、除去ローラ１０２には感光体１０１上の画像部トナー層表面電位に近い又はそれ以上のバイアス電圧が印可されている。そのため、画像部では感光体１０１上のトナー粒子が回収されずキャリア液のみが回収される。そして、非画像部では感光体１０１上の非画像部表面電位とバイアス電圧による電位との差によって生じる電界により、浮遊しているかぶりトナーを除去ローラ１０２に移動させる。これにより、キャリア液とともにかぶりトナーが回収される。

また、他の従来技術として、現像剤支持体の表面に液体現像剤を一様に付着させるとともに、電界を印可することによって荷電トナー粒子が集合された状態の液体トナー層を形成し、電気泳動現象のような地肌汚れ、画像部への余分な荷電トナー粒子の付着といった問題を解決したものが提案されている。
特開２００２−２８７５１７号公報 特開平９−６２１０９号公報

高濃度・高粘性の液体トナーを用いる画像形成装置で、現像ローラと感光体とが接触している接触現像システムでは、感光体上の非画像部にかぶりトナーが付着してしまう場合がある。前記従来技術のように除去ローラを設けてかぶりトナーや余剰キャリア液を回収する方式においては、非画像部の多い画像を印刷した場合に該除去ローラでのかぶりトナー回収量が多くなる。回収液がトナー粒子を含むことにより、キャリア液だけが回収される場合と比較して高粘度で流動性の悪いものになる。

一方で、液体トナーを用いた画像形成装置においては、各回収部で回収された回収液をリサイクルし再び印刷に用いる場合がある。前記従来技術の除去ローラの回収液をリサイクルするためには、回収液を回収タンクや供給先へ搬送する必要がある。この際、装置の小型化・簡易化を考慮すると、ポンプなどによる強制搬送ではなく、回収液を重力のみで搬送することが好ましい。重力搬送の場合、キャリア液のみであれば流動性が良好であり、問題なく搬送することが可能であるが、トナー粒子を含む場合、トナー粒子が配管中にトラップされやすく、これが蓄積することで長時間の運転では目詰まりを起こしてしまうといった課題がある。以下に理由を示すように、前記課題は高濃度液体トナーに限らず、低濃度液体トナーであっても生じるものである。

図１３は立体斥力による分散を示す図、図１４ａは固形分濃度約２５％のトナー固形分の状態を示す図、図１４ｂは固形分濃度約４％のトナー固形分の状態を示す図である。高粘度、高濃度液体トナーの分散は粒子に付着した分散剤がキャリア液中に伸び、立体的な斥力を発生させ、粒子同士の接触を防ぐことで成り立っている。このため、通常使用時の高濃度状態であれば、図１４ａのように粒子同士は均一な距離を保ち、マクロ的に見ると一様な濃度の液が形成される。

ところが、スクイーズローラで回収されるかぶりトナーのように濃度が低下した状態では、粒子同士は分散剤による立体斥力が有効になる距離まで近づいてしまうので、図１４ｂのように偏析した状態となる。さらに、キャリア液とトナー固形分の比重がそれぞれ約０．８４と０．９０と異なることから、偏析した粒子は沈殿しやすく、配管中にトラップされやすい性質がある。

また、上記特許文献２に記載された構造では、感光体上のかぶりトナーを抑制することが可能で、十分な電界を付与することでかぶりトナーの無い状態で現像することが可能であるが、トナー粒子の現像ローラへの押し付け電界が強い場合、通常のブレードクリーニング方式などでは現像ローラのクリーニングが困難になる。このため、通常のブレードクリーニング方式で現像ローラのクリーニング不良を回避するためには、押し付け電界を抑え、ある程度かぶりトナーが存在する状態で使用する必要がある。

本発明は上記課題を解決し、感光体上のキャリア液回収部材でほぼキャリア液のみの流動性が良好な液を回収し、これにより回収部にトラップされたトナー粒子を押し流し、トナー粒子が蓄積しないようにすることを目的とする。

本発明は上記課題を解決するものであって、現像剤を担持する現像ローラと、該現像ローラに担持した現像剤により潜像を形成する感光体と、前記感光体上の現像剤のキャリア液を回収する感光体キャリア液回収部と、前記現像ローラ表面に帯電バイアスを印可する手段とを備え、前記感光体に形成された潜像により画像を形成し印刷する画像形成装置において、印刷動作停止時に、前記現像ローラ表面に帯電バイアスを印可する手段により前記現像ローラ表面の帯電バイアスを通常印刷時より増加させた状態で印刷動作をし、前記感光体キャリア液回収部でキャリア液を回収するシーケンスを実行し、その後に印刷動作を停止するように制御する制御装置を備えたことを特徴とする。

また、前記制御装置は、前記シーケンスを印刷動作終了時に実行するように制御することを特徴とする。

また、前記制御装置は、前記シーケンスにおいて、前記現像ローラ表面の帯電バイアスを通常印刷時より増加させた状態で印刷動作後、前記現像ローラ表面の帯電バイアスを通常印刷時より減少させる状態とするように制御することを特徴とする。

また、前記制御装置は、前記シーケンスにおいて、前記現像ローラ表面の帯電バイアスを通常印刷時より減少させる状態を、少なくとも前記現像ローラが１周回転するより長い時間とするように制御することを特徴とする。

また、前記制御装置は、前記シーケンスにおいて、前記現像ローラ表面の帯電バイアスを通常印刷時より減少させる状態で前記感光体上に形成された現像剤が前記感光体と前記感光体キャリア液回収部の感光体キャリア液回収部材とのニップ部を通過する間、前記感光体キャリア液回収部材を前記感光体から離間するように制御することを特徴とする。

また、前記制御装置は、前記シーケンスにおける前記印刷動作を、白画像を形成する動作とするように制御することを特徴とする。

さらに、本発明は上記課題を解決する方法であって、印刷動作停止時に、現像ローラ表面の帯電バイアスを通常印刷時より増加させた状態で印刷動作し、感光体キャリア液回収部でキャリア液を回収するシーケンスを実行し、その後に印刷動作を停止することを特徴とする。

また、前記シーケンスを印刷動作終了時に実行することを特徴とする。

また、前記シーケンスにおいて、前記現像ローラ表面の帯電バイアスを通常印刷時より増加させた状態で印刷動作後、前記現像ローラ表面の帯電バイアスを通常印刷時より減少させる状態とすることを特徴とする。

また、前記シーケンスにおいて、前記現像ローラ表面の帯電バイアスを通常印刷時より減少させる状態を、少なくとも前記現像ローラが１周回転するより長い時間とすることを特徴とする。

また、前記シーケンスにおいて、前記現像ローラ表面の帯電バイアスを通常印刷時より減少させる状態で感光体上に形成された現像剤が前記感光体と感光体キャリア液回収部材とのニップ部を通過する間、前記感光体キャリア液回収部材を前記感光体から離間することを特徴とする。

前記シーケンスにおける前記印刷動作は白画像を形成する動作であることを特徴とする。

本発明によれば、現像剤を担持する現像ローラと、該現像ローラに担持した現像剤により潜像を形成する感光体と、前記感光体上の現像剤のキャリア液を回収する感光体キャリア液回収部材と、現像ローラ表面に帯電バイアスを印可する手段とを備え、前記感光体に形成された潜像により画像を形成し印刷する画像形成装置において、印刷動作停止時に、現像ローラ表面に帯電バイアスを印可する手段により前記現像ローラ表面の帯電バイアスを通常印刷時より増加させた状態で印刷動作するシーケンスを実行するように制御する制御装置を備えたので、感光体上非画像部にかぶりトナーが付着しなくなり、感光体キャリア液回収部材が現像剤固形分をほとんど含まないほぼキャリアの流動性が良好なキャリア液を回収し、これによりトラップされた現像剤固形分が押し流され、蓄積することがなくなる。

また、前記制御装置は、前記シーケンスを印刷動作終了時に実行するように制御するので、次の印刷で画像を乱すことがなくなる。

また、前記制御装置は、前記シーケンスにおいて、前記現像ローラ表面の帯電バイアスを通常印刷時より増加させた状態で印刷動作後、前記現像ローラ表面の帯電バイアスを通常印刷時より減少させる状態とするように制御するので、現像ローラ表面に固着した現像剤固形分を落としやすくなる。

また、前記制御装置は、前記シーケンスにおいて、前記現像ローラ表面の帯電バイアスを通常印刷時より減少させる状態を、少なくとも前記現像ローラが１周回転するより長い時間とするように制御するので、現像ローラに現像剤のトナー粒子が固着することで次の印刷の時に画像を乱すことがなくなる。

また、前記制御装置は、前記シーケンスにおいて、前記現像ローラ表面の帯電バイアスを通常印刷時より減少させる状態で前記感光体上に形成された現像剤が前記感光体と前記感光体キャリア液回収部材とのニップ部を通過する間、前記感光体キャリア液回収部材を前記感光体から離間するように制御するので、この間、感光体キャリア液回収部材がかぶりトナーを回収することがなくなる。

また、前記制御装置は、前記シーケンスにおける前記印刷動作を、白画像を形成する動作とするように制御するので、感光体上非画像部にさらにかぶりトナーが付着しなくなり、感光体キャリア液回収部材が現像剤固形分をほとんどまったく含まないほぼキャリアの流動性が良好なキャリア液を回収し、これによりトラップされた現像剤固形分が押し流され、蓄積することがなくなる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明に係る画像形成装置の全体構成図である。１は画像形成装置、２は現像装置、２Ｙはイエロー現像ユニット、２Ｍはマゼンタ現像ユニット、２Ｃはシアン現像ユニット、２Ｋはブラック現像ユニット、６０は中間転写ユニット、６１は中間転写ベルト、６２は中間転写ベルトローラ、６３は１次転写ローラ、７０は２次転写ユニット、７１は２次転写ローラを示す。

現像装置２は４つの現像ユニットとしてイエロー現像ユニット２Ｙ、マゼンタ現像ユニット２Ｍ、シアン現像ユニット２Ｃ、ブラック現像ユニット２Ｋを有する。各現像ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋでは、それぞれイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの現像剤としての液体トナーによって各色の潜像形成、現像が行われる。なお、現像装置２の詳細な構造は後述する。

中間転写ユニット６０は、無端ベルト状の中間転写ベルト６１と、中間転写ベルト６１を張架した二つの中間転写ベルトローラ６２と、中間転写ベルト６１の内側で現像装置２と対向する位置に配置した１次転写ローラ６３とを有する。中間転写ユニット６０は、現像装置２で現像された各色のトナー像を中間転写ベルト６１の表面に転写するものである。中間転写ベルト６１は二つの中間転写ベルトローラ６２のうち一方のローラにより駆動され、回転する。

中間転写ユニット６０の中間転写ベルト６１の直線部に沿って、それぞれ各色の現像ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋが中間転写ベルト６１の回転方向上流側から色Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順に配設されている。もちろん、これらの現像ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは図示以外のどのような順序で配設することもできる。 このように構成された画像形成装置１では、まずブラックＫの現像ユニット２Ｋにおいて静電潜像が現像されて中間転写ベルト６１の表面にブラックＫのトナー像が転写される。次いで、シアンＣの現像ユニット２Ｃにおいて静電潜像が現像されて中間転写ベルト６１の表面のブラックＫのトナー像の上にシアンＣのトナー像が重ねて転写される。同様にして、マゼンタＭの現像ユニット２Ｍにおいて静電潜像が現像されて中間転写ベルト６１の表面にマゼンタＭのトナー像が重ねて転写され、更に、イエローＹの現像ユニット２Ｙにおいて静電潜像が現像されて中間転写ベルト６１の表面にイエローＹのトナー像が重ねて転写される。その後、中間転写ベルト６１に転写された各色トナー像が合わせられ、カラーのトナー像として、２次転写ユニット７０の２次転写ローラ７１によって用紙に転写され印刷される。

次に図２を用いて現像装置２について説明する。画像形成装置１において、現像装置２はイエロー現像ユニット２Ｙ、マゼンタ現像ユニット２Ｍ、シアン現像ユニット２Ｃ、ブラック現像ユニット２Ｋを有する。各現像ユニットの構造は同一なので、ここではブラック現像ユニット２Ｋで代表して説明する。

図２は、ブラック現像ユニット２Ｋを示す図である。２Ｋはブラック現像ユニット、３は現像剤供給部を構成するトナー供給部、４は現像剤供給部材を構成するトナー供給ローラ、５は現像剤規制ブレードを構成するトナー規制ブレード、６は現像トナー容器、７は現像部、８は現像ローラ、９は現像ローラブレード、１０は現像ローラクリーニング液回収部、１１は均し部、１２は現像ローラ表面の帯電バイアスを増加させる手段を構成する均しローラ、１３は均しローラブレード、１４は均しローラクリーニング液回収部、１５は感光部、１６は感光体、１７は感光体クリーニング部材を構成する感光体ブレード、１８は感光体クリーニング液回収部、１９は帯電部、２０は露光部、２１は感光体キャリア液回収部を構成するスクイーズ部、２２は感光体キャリア液回収部材を構成するスクイーズローラ、２３は感光体キャリア液回収部材クリーニング部材を構成するスクイーズローラブレード、２４は感光体キャリア液回収部材クリーニング液回収部を構成するスクイーズローラクリーニング液回収部を示す。

トナー供給部３は、トナー供給ローラ４、トナー規制ブレード５及び現像トナー容器６を有する。トナー供給ローラ４は、円筒状の部材であり、図２の正面からみて時計方向に回転し、表面に微細且つ一様に螺旋状の溝を形成したアニロックローラである。溝の寸法は、溝ピッチが約１３０μｍ、溝深さが約３０μｍである。図３はトナー供給ローラ４の斜視図、図４はトナー供給ローラ４の溝ピッチと溝深さを表す図を示す。

トナー規制ブレード５は、トナー供給ローラ４の表面に当接するウレタンゴム等からなるゴム部と、該ゴム部を支持する金属等の板で構成され、トナー供給ローラ４に残存する液体トナーを掻き落として除去するためのものである。図５はトナー規制ブレード５がトナー量を規制している図を示す。

現像トナー容器６は、トナー規制ブレード５が掻き落とした液体トナーを貯留するタンク等の容器である。トナー供給部３の現像トナー容器６には、液体トナーが貯留している。該液体トナーは、熱可塑性樹脂中へ顔料等の着色剤を分散させた平均粒径１μｍの固形子を、有機溶媒、シリコンオイル、鉱物油又は食用油等の液体溶媒中へ分散剤とともに添加し、トナー固形分濃度を約２５％としたものである。

現像部７は、現像ローラ８、現像ローラブレード９、及び現像ローラクリーニング液回収部１０を有する。現像ローラ８は、幅約３２０ｍｍの円筒状の部材であり、中心軸を中心に図２の正面からみて反時計方向に回転する。該現像ローラは鉄等金属製の内芯の外周部に、導電性ウレタンゴム等の弾性体と樹脂層やゴム層を備えたものである。現像ローラブレード９は現像ローラ８の表面に当接するゴム等で構成され、現像ローラ８に残存する液体トナーを掻き落として除去するためのものである。現像ローラクリーニング液回収部１０は現像ローラブレード９が掻き落とした液体トナーを貯留するタンク等の容器である。

均し部１１は、均しローラ１２、均しローラブレード１３及び均しローラクリーニング液回収部１４を有する。均しローラ１２は、円筒状の部材であり、中心軸を中心に回転し、金属ローラの表層に導電性の樹脂層やゴム層を備えた構造が好適である。回転方向は、本実施例においては現像ローラ８と反対方向としてあるが、現像ローラ８の外周速に対して速度差を設け、従動方向に回転する構成としてもよい。均しローラブレード１３は均しローラ１２の表面に当接するゴム等で構成され、均しローラ１２に残存する液体トナーを掻き落として除去するためのものである。均しローラクリーニング液回収部１４は均しローラブレード１３が掻き落とした液体トナーを貯留するタンク等の容器である。

感光部１５は、感光体１６、感光体ブレード１７、感光体クリーニング液回収部１８を有する。感光体１６は、現像ローラ８の幅約３２０ｍｍより広く、外周面に感光層が形成された円筒状の部材であり、中心軸を中心に回転する。本実施形態では矢印で示すように時計回りに回転する。該感光体１６は、有機感光体又はアモルファスシリコン感光体等で構成される。感光体ブレード１７は、感光体１６の表面に当接され、ゴム製で、感光体１６に残存する液体トナーを掻き落として除去するためのものである。感光体クリーニング液回収部１８は、感光体ブレード１７が掻き落とした液体トナーを貯留するタンク等の容器である。

帯電部１９及び露光部２０は、感光体１６と現像ローラ８とのニップ部上流に設けられている。帯電部１９は、図示しない電源装置から液体トナー帯電極性と同極性のバイアスを印可され、感光体１６を帯電させる部分であり、露光部２０は、レーザを照射することによって、帯電された感光体１６上に潜像を形成する部分である。

スクイーズ部２１は、スクイーズローラ２２、スクイーズローラブレード２３及びスクイーズローラクリーニング液回収部２４を有する。スクイーズローラ２２は、感光体１６と現像ローラ８とのニップ部下流に設置され、現像ローラ８の幅約３２０ｍｍよりも幅広な円筒状の部材であり、中心軸を中心に感光体１６と逆方向に回転し、金属製芯金の表面に導電性ウレタンゴム等の弾性部材とフッ素樹脂製表層を配した弾性ローラが好適である。スクイーズローラブレード２３は、スクイーズローラ２２の表面に当接され、ゴム製で、スクイーズローラ２２に残存する液体トナーを掻き落として除去するためのものである。スクイーズローラクリーニング液回収部２４は、スクイーズローラブレード２３が掻き落とした液体トナーを貯留するタンク等の容器である。

次に、現像装置２の通常印刷動作を説明する。トナー供給部３において、トナー供給ローラ４は中心軸回りに回転することによって、現像トナー容器６に貯留している液体トナーを汲み上げる。トナー規制ブレード５は、トナー供給ローラ４の表面に当接し、トナー供給ローラ４の表面に形成された溝内の液体トナーを残しその他の余分な液体トナーを掻き取って、現像ローラ８に供給する液体トナー量を規制する。本実施形態では、現像ローラ８へ塗布される液体トナーの膜厚が約６μｍとなるように定量化する。トナー規制ブレード５に掻き取られた液体トナーは重力によって現像トナー容器６に落下し戻される。トナー規制ブレード５に掻き取られなかった液体トナーは、トナー供給ローラ４の表面の凹凸の溝内に収容されており、現像ローラ８に圧接することで、現像ローラ８の表面に塗布される。トナー供給ローラ４には約＋４００Ｖが印可されている。

現像部７において、現像ローラ８は幅約３２０ｍｍであり、周方向の表面速度は約２５０ｍｍ／ｓで回転している。トナー供給ローラ４に液体トナーを塗布された現像ローラ８は、トナー供給ローラ４とのニップ部下流で均し部１１の均しローラ１２に当接する。現像ローラ８には約＋４００Ｖのバイアスが印可されており、均しローラ１２には、現像ローラ８より高く、液体トナーの帯電極性と同極性のバイアスが印可されている。本実施形態では約＋８００Ｖのバイアスが印可されている。

このため現像ローラ表面の帯電バイアスを増加させ、現像ローラ８上のトナー粒子は均しローラ１２とのニップ部を通過する際に、現像ローラ８側に移動し、均しローラ１２に付着する液体トナーのトナー固形分濃度は２５％以下となり、現像ローラ８に付着する液体トナーのトナー固形分濃度は２５％以上となる。したがって、現像ローラ８上でトナー粒子同士が緩やかに結合され、トナーの移動がすばやくなり、画像濃度が向上し、トナー供給ローラ４の溝に対応した模様の消去と、液体トナー膜厚の均一化が行われ、トナーが担持される。次に均しローラ１２とのニップ部を通過した現像ローラ８は、感光体１６と当接する。

なお、均しローラブレード１３は、均しローラ１２と現像ローラ８とのニップ部下流で均しローラ１２の表面に当接し、均しローラ１２の表面に付着した余分な液体トナーを掻き取り、該液体トナーは重力によって均しローラクリーニング液回収部１４に落下し回収される。

感光部１５において、感光体１６は、現像ローラ８とのニップ部上流で帯電部１９によりコロナ帯電器のワイヤに約＋５．５ｋＶを印可することにより表面を約＋６００Ｖに帯電させた後、露光部２０により画像部の電位が＋２５Ｖとなるように潜像を形成する。現像ローラ８と感光体１６とが当接するニップ部では、現像ローラ８に印可されたバイアス約＋４００Ｖと、感光体１６上の潜像で形成される現像ローラ８に印可されたバイアスより低い画像部約＋２５Ｖ、現像ローラ８に印可されたバイアスより高い非画像部約＋６００Ｖの電界に従い、選択的に感光体１６上の画像部にトナー粒子が移動し、現像ローラ８と同じ幅の潜像を形成する。ただし、非画像部においてもかぶりトナーが発生し、若干のトナー粒子が付着している。また、キャリア液は電界の影響を受けないため、現像ローラ８と感光体１６とのニップ部出口で分離して、現像ローラ８と感光体１６との両方に付着する。

なお、現像ローラブレード９は、感光体１６とのニップ部下流で現像ローラ８の表面に当接し、現像ローラ８の表面に付着した余分な液体トナーを掻き取り、該液体トナーは重力によって現像ローラクリーニング液回収部１０に落下し回収される。

現像ローラ８とのニップ部通過後の感光体１６は、画像部が約＋１５０Ｖ、非画像部が約＋５５０Ｖ程度の表面電位でスクイーズローラ２２と当接する。スクイーズローラ２２には画像部と非画像部との間のバイアスである約＋３００Ｖが印可されており、画像部に対しては、トナー粒子を感光体１６に押し付ける方向の電界が発生するため、スクイーズローラ２２にトナー粒子は回収されず、感光体１６に付着した状態で残存し、電界の影響を受けないキャリア液は感光体１６とスクイーズローラ２２とのニップ出口で分離する。非画像部に対しては、かぶりトナーをスクイーズローラ２２に回収する方向の電界が発生するため、スクイーズローラ２２にかぶりトナーが回収され、電界の影響を受けないキャリア液は感光体１６とスクイーズローラ２２とのニップ出口で分離する。

なお、スクイーズローラ２２で回収され表面に付着した余分なかぶりトナーを含む液体トナーは、感光体１６とのニップ部下流で、スクイーズローラ２２の表面に当接するスクイーズローラブレード２３に掻き取られ、該液体トナーは重力によってスクイーズローラクリーニング液回収部２４に落下し回収される。

スクイーズローラ２２とのニップ部を通過した感光体１６は、非画像部にトナー粒子が付着していないきれいな画像が形成され、中間転写ベルト６１を介して１次転写バックアップローラ６３とニップ部を形成する。１次転写バックアップローラ６３には、トナー粒子の帯電特性と逆極性の約−２００Ｖが印可されており、感光体１６上のトナーは中間転写ベルト６１に１次転写され、感光体１６にはキャリア液のみが残る。感光体１６上に残ったキャリア液は、中間転写ベルト６１を介した１次転写バックアップローラ６３とニップ部下流で、感光体１６の表面に当接する感光体ブレード１７が掻き取り、該液体トナーは重力によって感光体クリーニング液回収部１８に落下し回収される。

図６は、図２における現像装置２の均し部１１に現像ローラ表面に帯電バイアスを印可する手段を構成するコロナ帯電器３９を使用した実施形態を示す図である。現像部７において、液体トナーを塗布された現像ローラ８は、均し部１１のコロナ帯電器３９に対面する。現像ローラ８には約＋４００Ｖのバイアスが印可されており、コロナ帯電器３９のコロナワイヤには、約＋４．９ｋＶのバイアスが印可されている。コロナワイヤからはプラス極性の荷電粒子が現像ローラ８上のトナー膜状に降りそそぐ。このため現像ローラ８上のトナー粒子には、現像ローラ８に押し付けられる電界が付与され、トナー粒子は現像ローラ８側に移動する。したがって、トナー粒子同士が緩やかに結合され、現像部でのトナーの移動がすばやくなり、画像濃度が向上し、トナー供給ローラ４の溝に対応した模様の消去と、液体トナー膜厚の均一化が行われる。コロナ帯電器３９を通過した現像ローラ８は、感光体１６と当接する。

次にスクイーズローラクリーニング液回収部２４及び現像ローラクリーニング液回収部１０に回収された液体トナーのリサイクル機構の２つの実施形態を説明する。

図７は、リサイクル機構の第１の実施形態を示す図である。２５はリサイクル部、２６はトナータンク、２７は第１ポンプ、２８はキャリア液タンク、２９は第１バルブ、３０は濃度調整槽、３１はアジテータ、３２は第２ポンプを示す。

トナータンク２６は、固形分濃度約３５％の高濃度補給用トナーを貯留しているタンクであり、配管と第１ポンプ２７を介して濃度調整槽３０に連結されている。第１ポンプ２７は、トナータンク２６から高濃度補給用トナーを濃度調整槽３０に供給するためのポンプである。キャリア液タンク２８は、液体トナーのキャリア液を貯留しているタンクであり、配管と第１バルブ２９を介して濃度調整槽３０に連結されている。第１バルブ２９はキャリア液を供給する際に開閉するバルブである。

濃度調整槽３０は、スクイーズローラクリーニング液回収部２４に回収された液体トナーと、現像ローラクリーニング液回収部１０に回収された液体トナーと、
トナータンク２６から供給される高濃度トナーと、キャリア液タンク２８から供給されるキャリア液とを貯留し、濃度を調整するタンク等である。なお、本実施形態では、濃度調整槽３０は現像ローラクリーニング液回収部１０と兼用しているが、別体のものでもよい。

アジテータ３１は、濃度調整槽３０内の液体トナーを連続的に撹拌する部材である。第２ポンプ３２は、濃度調整槽３０で調整された液体トナーを現像トナー容器６に供給するためのポンプである。

次に、図２及び図７を用いてリサイクル機構の第１の実施形態の作動を説明する。スクイーズローラクリーニング液回収部２４に回収された液体トナーは、配管を通って濃度調整槽３０へ重力搬送される。また、現像ローラブレード９で現像ローラ８から掻き取った液体トナーも濃度調整槽３０へ重力搬送される。回収された液体トナーは濃度調整槽３０内のアジテータ３１により連続的に撹拌されている。

濃度調整槽３０内の液体トナーは図示しない濃度測定機構により、随時濃度が測定されている。濃度調整槽３０内の液体トナーは、濃度測定の結果に伴い、トナータンク２６内の高濃度トナー又はキャリア液タンク２８内のキャリア液が適宜加えられ、約２５％に調整される。約２５％に調整された液体トナーは必要に応じて現像トナー容器６に第２ポンプ３２で供給される。

ここで、濃度調整槽３０に高濃度トナーが供給される場合とは、画像率が多い高濃度画像を多く印刷することでトナー粒子の消費量が多くなり、現像ローラブレード９でトナー粒子があまり回収されず、濃度調整槽３０内の液体トナーが低濃度となる場合である。また、濃度調整槽３０にキャリア液が供給される場合とは、画像率が数％程度の低濃度画像を多く印刷することでトナー粒子の消費量が少なくなり、現像ローラブレード９で高濃度のトナーが回収され、濃度調整槽３０内の液体トナーは高濃度となる場合である。

なお、感光体１６上に残ったキャリア液は、感光体１６と中間転写ベルト６１を介した１次転写バックアップローラ６３とのニップ部下流で、感光体ブレード１７により回収される。そのため、この回収液には、逆転写などにより異なる色のトナー粒子が混入することがあるので、該回収液はリサイクルを行わずに廃棄する。

図８は、リサイクル機構の第２の実施形態を示す図である。２５はリサイクル部、２６はトナータンク、２７は第１ポンプ、２８はキャリア液タンク、２９は第１バルブ、３０は濃度調整槽、３１はアジテータ、３２は第２ポンプ、３３は第３ポンプ、３４は分離装置、３５は低濃度液槽、３６は第２バルブを示す。第１の実施形態と共通の部材には共通の符号を付与しており、説明は省略する。

第３ポンプ３３は、現像ローラクリーニング液回収部１０に回収された液体トナーを分離装置３４に供給するためのポンプである。分離装置３４は現像ローラクリーニング液回収部１０で回収された液体トナーを高濃度液と低濃度液に分離する装置であり、詳細な構造は後述する。低濃度液槽３５はキャリア液タンク２８、スクイーズローラクリーニング液回収部２４及び分離装置３４と連結されており、低濃度液体トナーを貯留させている。第２バルブ３６は、低濃度液槽３５と濃度調整槽３０との間に設けられたバルブである。

図９は分離装置の構造を示す図である。３７はモータ、３８はメッシュを示す。分離装置３４は、トナー粒子の比重が約０．９０であるのに対し、キャリア液の比重が０．８４である違いを利用して遠心力により分離するものである。分離装置３４はモータ３７により例えば５０００ｒｐｍ程度の高速で回転される。この状態で現像ローラクリーニング液回収部１０に回収された液体トナーは第３ポンプ３３で分離装置３４に送り込まれる。

分離装置３４に送り込まれた液体トナーは第３ポンプ３３の力で上方へと進みながら、遠心力により外側に高濃度トナー液、内側に低濃度トナー液と分離していく。この際、分離装置３４内に設置される複数のメッシュ３８が回転による液面変動を抑制することで、良好な分離効果が得られる。最上部まで達した液体トナーは、高濃度液と低濃度液に分離された状態で、高濃度液は濃度調整槽３０に、低濃度液は低濃度液槽３５に排出される。

次に、図６、図８及び図９を用いてリサイクル機構の第２の実施形態の作動を説明する。スクイーズローラクリーニング液回収部２４に回収された液体トナーは、配管を通って低濃度液槽３５へ重力搬送される。現像ローラブレード９で現像ローラ８から掻き取った液体トナーは第３ポンプ３３及び分離装置３４を通って低濃度液は低濃度液槽３５へ、高濃度液は濃度調整槽３０へ搬送される。キャリア液タンク２８は第１バルブ２９を介して低濃度液槽３５に連結されており、低濃度液槽３５内の低濃度液が不足した場合には必要に応じてキャリア液タンク２８から低濃度液槽３５に適宜キャリア液を供給する。

濃度調整槽３０内の液体トナーはアジテータ３１により連続的に撹拌されている。濃度調整槽３０内の液体トナーは図示しない濃度測定機構により、随時濃度が測定されている。濃度調整槽３０内の液体トナーは、濃度測定の結果に伴い、トナータンク２６内の高濃度トナー又は低濃度液槽３５内の低濃度液が適宜加えられ、約２５％に調整される。約２５％に調整された液体トナーは必要に応じて現像トナー容器６に第２ポンプ３２で供給される。

次に本発明の図２に示した現像装置２の均し部１１に均しローラ１２を用いた実施形態の液体トナーつまり防止シーケンスを説明する。本発明の実施形態では、図示しない制御装置により、通常印刷動作の停止時又は終了時に、液体トナーつまり防止シーケンスを開始するよう制御する。

まず、感光体１６に最終頁画像が形成された後、該最終頁画像後端が感光体１６と現像ローラ８とのニップ部を通過した時に、均しローラ１２に印可するバイアスを約＋８００Ｖから通常印刷時より高い約＋１０００Ｖに設定変更する。これにより、現像ローラ８表面の帯電バイアスを通常印刷時より増加させる。この状態で感光体１６に、白画像を紙送り方向に約２００ｍｍ（Ａ４横送り１頁分）現像する。

また、この状態で、感光体１６とスクイーズローラ２２とのニップ部において、スクイーズローラ２２に液体トナーが回収される。

更に続いて、均しローラ１２に印可するバイアスを約＋１０００Ｖから通常印刷時の＋８００Ｖに設定変更する。この状態で感光体１６に白画像を紙送り方向に約８０ｍｍ（現像ローラ８の１周回転分以上）現像する。なお、設定変更時のバイアスは通常印刷時より低く設定しても良い。

次に、感光体１６上に形成された膜がスクイーズローラ２２とのニップ部を通過する間、スクイーズローラ２２を感光体１６から離間する。

この液体トナーつまり防止シーケンスにおいて、均しローラ１２に印可するバイアスを約＋８００Ｖから通常印刷時より高い約＋１０００Ｖに設定変更することで、現像ローラ８表面の帯電バイアスを通常印刷時よりも増加させ、トナー粒子が現像ローラ８表面に固着しやすくなるので、感光体１６とスクイーズローラ２２とのニップ部において、感光体１６に現像された白画像には、ほとんどキャリア液のみが付着し、スクイーズローラ２２にトナー粒子はほとんど回収されず、ほぼキャリア液のみの流動性が良好な液が回収され、重力により落下し、スクイーズローラクリーニング液回収部２４には、ほぼキャリア液のみが貯留する。

続いて、均しローラ１２に印可するバイアスを約＋１０００Ｖから通常印刷時の約＋８００Ｖに設定変更することで、現像ローラ８表面に固着したトナー粒子が離れ、現像ローラブレード９で掻き取りやすくなり、次の印刷で画像を乱すことがなくなる。

また、感光体１６上に形成された膜がスクイーズローラ２２とのニップ部を通過する間、スクイーズローラ２２を感光体１６から離間することで、この間に発生するかぶりトナーをスクイーズローラ２２で回収することがない。

したがって、スクイーズローラクリーニング液回収部２４から濃度調整槽３０又は低濃度液槽３５へ連結された配管等には、ほぼキャリア液のみが流れることになり、トラップされたトナー粒子が押し流され、配管等にトナー粒子が蓄積することがなくなり、つまりを防止することができる。

次に、本発明の図６に示した現像装置２の均し部１１にコロナ帯電器３９を用いた実施形態の液体トナーつまり防止シーケンスを説明する。図１０は主要部分のバイアスとローラの回転との動作関係を示す図である。これはＡ３サイズの画像を複数頁印刷した後に、液体トナーつまり防止シーケンスを実行している様子を示している。

本発明の実施形態では、図示しない制御装置により、通常印刷動作の停止時又は終了時に、液体トナーつまり防止シーケンスを開始するよう制御する。まず、感光体１６に最終頁画像が形成された後、該最終頁画像後端が感光体１６と現像ローラ８とのニップ部を通過した時に、コロナ帯電器３９のバイアスを約＋４．９ｋＶから通常印刷時より高い約＋５．５ｋＶに設定変更する。これにより、現像ローラ８表面の帯電バイアスを通常印刷時より増加させる。この状態で感光体１６に白画像を紙送り方向に約２００ｍｍ（Ａ４横送り１頁分）現像する。

この状態で、感光体１６とスクイーズローラ２２とのニップ部において、スクイーズローラ２２に液体トナーが回収される。

更に続いて、コロナ帯電器３９のバイアスを約＋５．５ｋＶから通常印刷時より低い約＋４．７ｋＶに設定変更することで現像ローラ８表面の帯電バイアスを通常印刷時より減少させる。この状態で感光体１６に白画像を紙送り方向に約８０ｍｍ（現像ローラ８の１周分以上）現像する。

次に、感光体１６上に形成された膜がスクイーズローラ２２とのニップ部を通過する間、スクイーズローラ２２を感光体１６から離間する。

この液体トナーつまり防止シーケンスにおいて、コロナ帯電器３９のバイアスを約＋４．９ｋＶから通常印刷時より高い約＋５．５ｋＶに設定変更することで、現像ローラ８表面の帯電バイアスを通常印刷時より増加させ、トナー粒子が現像ローラ８表面に固着しやすくなるので、感光体１６とスクイーズローラ２２とのニップ部において、感光体１６に現像された白画像には、ほとんどキャリア液のみが付着し、スクイーズローラ２２にトナー粒子はほとんど回収されず、ほぼキャリア液のみの流動性が良好な液が回収され、重力により落下し、スクイーズローラクリーニング液回収部２４には、ほぼキャリア液のみが貯留する。

続いて、コロナ帯電器３９のバイアスを約＋５．５ｋＶから通常印刷時より低い約＋４．７ｋＶに設定変更することで、現像ローラ８表面の帯電バイアスを通常印刷時より減少させ、現像ローラ８表面に固着したトナー粒子が離れ、現像ローラブレード９で掻き取りやすくなり、次の印刷で画像を乱すことがなくなる。

また、感光体１６上に形成された膜がスクイーズローラ２２とのニップ部を通過する間、スクイーズローラ２２を感光体１６から離間することで、この間に発生するかぶりトナーをスクイーズローラ２２で回収することがない。

したがって、スクイーズローラクリーニング液回収部２４から濃度調整槽３０又は低濃度液槽３５へ連結された配管等には、ほぼキャリア液のみが流れることになり、トラップされたトナー粒子が押し流され、配管等にトナー粒子が蓄積することがなくなり、つまりを防止することができる。

なお、液体トナーつまり防止シーケンス中は、感光体１６上には白画像のかぶりトナーのトナー粒子もほとんど存在しないが、感光体１６と中間転写ベルト６１とを離間し、かぶりトナーを感光体ブレード１７により回収するようにしてもよい。

本発明の画像形成装置を示す図 現像ユニットを示す図 トナー供給ローラの斜視図 トナー供給ローラの溝ピッチと溝深さを表す図 トナー規制ブレードがトナー量を規制する図 他の実施形態の現像ユニットを示す図 液体トナーリサイクル機構の第１実施形態を示す図 液体トナーリサイクル機構の第２実施形態を示す図 分離装置を示す図 本実施形態の動作シーケンスを示す図 従来の画像形成装置を示す図 従来の画像形成装置の電位設定例を示す図 トナーの立体斥力による分散を示す図、 スクイーズローラ回収液のトナー固形分の状態を示す図

符号の説明

１…画像形成装置、２…現像装置、３…トナー供給部、４…トナー供給ローラ、５…トナー規制ブレード、６…現像トナー容器、７…現像部、８…現像ローラ、９…現像ローラブレード、１０…現像ローラクリーニング液回収部、１１…均し部、１２…均しローラ、１３…均しローラブレード、１４…均しローラクリーニング液回収部、１５…感光部、１６…感光体、１７…感光体ブレード、１８…感光体クリーニング液回収部、１９…帯電部、２０…露光部、２１…スクイーズ部、２２…スクイーズローラ、２３…スクイーズローラブレード、２４…スクイーズローラクリーニング液回収部、２５…リサイクル部、２６…トナータンク、２７…第１ポンプ、２８…キャリア液タンク、２９…第１バルブ、３０…濃度調整槽、３１…アジテータ、３２…第２ポンプ、３３…第３ポンプ、３４…分離装置、３５…低濃度液槽、３６…第２バルブ、３７…モータ、３８…メッシュ、３９…コロナ帯電器、６０…中間転写ユニット、６１…中間転写ベルト、６２…中間転写ベルトローラ、６３…１次転写ローラ、７０…２次転写ユニット、７１…２次転写ローラ

Claims (12)

1. 現像剤を担持する現像ローラと、該現像ローラに担持した現像剤により潜像を形成する感光体と、前記感光体上の現像剤のキャリア液を回収する感光体キャリア液回収部と、前記現像ローラ表面に帯電バイアスを印可する手段とを備え、前記感光体に形成された潜像により画像を形成し印刷する画像形成装置において、印刷動作停止時に、前記現像ローラ表面に帯電バイアスを印可する手段により前記現像ローラ表面の帯電バイアスを通常印刷時より増加させた状態で印刷動作をし、前記感光体キャリア液回収部でキャリア液を回収するシーケンスを実行し、その後に印刷動作を停止するように制御する制御装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御装置は、前記シーケンスを印刷動作終了時に実行するように制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御装置は、前記シーケンスにおいて、前記現像ローラ表面の帯電バイアスを通常印刷時より増加させた状態で印刷動作をした後、前記現像ローラ表面の帯電バイアスを通常印刷時より減少させる状態とするように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御装置は、前記シーケンスにおいて、前記現像ローラ表面の帯電バイアスを通常印刷時より減少させる状態を、少なくとも前記現像ローラが１周回転するより長い時間とするように制御することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記制御装置は、前記シーケンスにおいて、前記現像ローラ表面の帯電バイアスを通常印刷時より減少させる状態で前記感光体上に形成された現像剤が前記感光体と前記感光体キャリア液回収部の感光体キャリア液回収部材とのニップ部を通過する間、前記感光体キャリア液回収部材を前記感光体から離間するように制御することを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
6. 前記制御装置は、前記シーケンスにおける前記印刷動作を、白画像を形成する動作とするように制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 印刷動作停止時に、現像ローラ表面の帯電バイアスを通常印刷時より増加させた状態で印刷動作し、感光体キャリア液回収部でキャリア液を回収するシーケンスを実行し、その後に印刷動作を停止することを特徴とする画像形成方法。
8. 前記シーケンスを印刷動作終了時に実行することを特徴とする請求項７に記載の画像形成方法。
9. 前記シーケンスにおいて、前記現像ローラ表面の帯電バイアスを通常印刷時より増加させた状態で印刷動作後、前記現像ローラ表面の帯電バイアスを通常印刷時より減少させる状態とすることを特徴とする請求項８に記載の画像形成方法。
10. 前記シーケンスにおいて、前記現像ローラ表面の帯電バイアスを通常印刷時より減少させる状態を、少なくとも前記現像ローラが１周回転するより長い時間とすることを特徴とする請求項９に記載の画像形成方法。
11. 前記シーケンスにおいて、前記現像ローラ表面の帯電バイアスを通常印刷時より減少させる状態で感光体上に形成された現像剤が前記感光体と感光体キャリア液回収部材とのニップ部を通過する間、前記感光体キャリア液回収部材を前記感光体から離間することを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像形成方法。
12. 前記シーケンスにおける前記印刷動作は白画像を形成する動作であることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれかに記載の画像形成方法。

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