JP2008102319A - クリーニング装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被クリーニング部材上のトナーを除去するに当たり、クリーニング装置をできるだけ簡略化したまま、クリーニング液を付与してクリーニング性能の向上を図るとともに、少ない装置負担で、クリーニングにより回収したトナーを含むクリーニング液をクリーニングに再利用することができるクリーニング装置、及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】予め電荷付与されたクリーニング液を被クリーニング部材に付与すると同時に、電界を印加してクリーニング液をトナーとキャリヤ液に分離させ、キャリヤ液リッチのクリーニング液を付与してトナーをクリーニングする。
【選択図】図２

Description

本発明は、被クリーニング部材表面に残存するトナーにクリーニング液を付与してクリーニングするクリーニング装置、及び画像形成装置に関するものである。

感光体（感光ドラム）に静電潜像を形成し、それにトナーを付着させて、紙などに転写して定着する電子写真方式の画像形成装置が、複写機、ＭＦＰ（多機能型プリンタ）、ＦＡＸ、プリンタなどに広く使用されている。それらの画像形成装置で一般に用いられている現像方式は、粉体トナーを用いる乾式現像である。

しかし、粉体トナーは、トナーが飛散するという問題点があるとともに、トナー粒子が７〜１０μｍと大きいことから解像度が悪いという画質上の問題点もある。

そこで、大量プリント用のオフィスプリンタやオンデマンド印刷装置などの、より高画質及び高解像度が要求される画像形成装置では、流動パラフィンのような非極性有機溶剤中にトナーを分散させた、液体トナーを用いる湿式現像方式が用いられるようになっている。液体トナーは、トナー粒子が１μｍ程度と小さいとともに、帯電量が大きいことでトナー画像の乱れが起きにくく、高い解像度を実現できるからである。

従来の湿式の画像形成装置では、湿式現像剤（以後、液体現像剤、あるいは単に現像剤ともいう）として、有機溶剤にトナーを１〜２％の割合で混ぜた低粘度の液体現像剤を用いていた。しかしながら、このような現像剤はトナー濃度（以後、現像剤濃度、あるいは単に濃度ともいう）が低いため、紙上へ多量に付着させ定着時に乾燥させることが必要で、多量の蒸気が発生するといった環境上の大きな問題点をかかえていた。また揮発させるために低沸点のキャリヤ液しか使用できず、引火点が低いなど安全性においても大きな問題があった。

このようなことを背景にして、シリコンオイルなどの絶縁性液体「キャリヤ液」中に樹脂及び顔料からなる固形分としてのトナーを高濃度に分散させることで構成される、高粘度で高濃度の液体現像剤を用いる画像形成装置が提案されるようになった。この液体現像剤を用いると、上記のような問題の発生が防止され、またトナー濃度が高いことから、大量の現像液を使用しないで済むという利点がある。

この液体現像剤を用いて現像する際には、帯電したトナーが絶縁性液体中を静電気の力によって移動して静電潜像を現像する、その移動距離が短いほど現像効率が向上する。そのために、現像ローラ等の現像剤担持体上に現像剤のミクロン単位の薄層を形成し、この薄層化された現像剤を感光体に接触させて現像が行われる。

現像により感光体上に形成されたトナー像は記録材に直接転写される、もしくは中間転写体に一次転写の後、記録材に二次転写される。

しかしながら一般に、感光体上のトナー像を転写した後も、感光体上にはトナーが残留する（あるいは、中間転写体から二次転写した場合にも中間転写体上にはトナーが残留する）。これがそのままの状態で再度現像領域（中間転写体の場合は一次転写領域）に到達すると、次の現像（または一次転写）に悪影響を及ぼす。

上記のような問題に対応するため、現像後残留した感光体上の残存トナー（二次転写後残留した中間転写体上の残存トナー）をクリーニングする技術が開発されてきた。感光体（中間転写体）の上の残存トナーのクリーニングは、一般に当接させたブレードによる掻き取りが行われる。

しかしながら、そういった一般的なブレードなどのクリーニング部材を用いるクリーニングにおいても、様々な条件により十分なクリーニング効果を得られないことが多い。そこで残存トナーのクリーニング時に、クリーニング液（通常、液体現像剤、特にそのキャリヤ液が用いられる）をクリーニング部材に付与することでクリーニング性を向上するような技術が提案されてきた（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、中間転写体のクリーニング部材に直接、キャリヤ液を付与することで中間転写体上の残存トナーのクリーニング性を向上する技術が提案されている。一方、被クリーニング部材である感光体や中間転写体の方にクリーニング液として液体現像剤（あるいはキャリヤ液そのもの）を付与してクリーニング性を上げるという技術もある。

何れにせよ、クリーニングされた残存トナーは、付与されたクリーニング液とともにクリーニング部材により除去される。すなわち除去された状態としては、低濃度のトナーを含むクリーニング液（キャリヤ液を用いた場合は、液体現像剤）である。

しかしクリーニング部材により掻き取られたクリーニング液（液体現像剤）は溜まっていくため、回収して廃棄するにしても保管容器を必要とする。そこで、そのような容器を用意するのであれば、むしろ溜まったクリーニング液を有効利用できるようにして、回収クリーニング液を再利用する技術が研究されてきた。

ところが、回収したクリーニング液は低濃度ながらトナーを含んでおり、そのクリーニング液を用いて再度クリーニングすると、残存トナーを新たに掻き取ることで、クリーニング液のトナー濃度は徐々に上昇していくことになり、再利用を続けていく上で問題となる。すなわち、ある程度再利用したら廃棄するか、あるいは再利用を続けるためにはトナー濃度を調整するような手段が必要となる。

しかしながら、クリーニング液（液体現像剤）のトナー濃度調整はそのための装置を必要とし、簡素化が行いにくい。そこで液体現像剤の特性を生かして、簡単にトナーとキャリヤ液を分離する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特許文献２には、現像装置では現像ローラ上の液体現像剤が感光体との界面で薄層状態をなしていることを利用し、電界をかけることで簡単に荷電しているトナーと絶縁性のキャリヤ液を現像ローラ側と感光体側に分離する技術が提示されている。

しかしながら、現像装置としての機構が液体現像剤のトナーとキャリヤ液の分離に適しているという特殊な条件を用いており、一般にクリーニング液からトナーを分離（液体現像剤であればキャリヤ液からの分離）することは装置的に困難な課題を抱えている。
特開２００１−３３７５７２号公報 特開２００３−３１６１６２号公報

上述したように、被クリーニング部材上のトナーをクリーニングするに際して、キャリヤ液あるいは液体現像剤等のクリーニング液を付与することでクリーニング性を向上することができるが、使用したクリーニング液を廃棄せず再利用しようすると、増えていくトナー濃度を調整しなければならず、装置的に負担を強いるものになっていた。

本発明は、上記の課題を解決し、クリーニング装置をできるだけ簡略化したまま、クリーニング液を付与してクリーニング性能の向上を図るとともに、少ない装置負担で、クリーニングにより回収した使用済みクリーニング液をクリーニングに再利用することができるクリーニング装置、及び画像形成装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有するものである。

１． クリーニング液の薄層を形成し、当接する被クリーニング部材に付与するクリーニング液付与手段と、前記クリーニング液付与手段により付与されたクリーニング液とともに前記被クリーニング部材上のトナーを取り除くクリーニング手段と、を有するクリーニング装置であって、前記クリーニング手段により取り除かれた前記トナーを含むクリーニング液を回収搬送し、前記クリーニング液付与手段に供給するクリーニング液回収搬送手段と、前記クリーニング液回収搬送手段により回収搬送されたクリーニング液の供給を受けて、前記クリーニング液付与手段が前記被クリーニング部材にクリーニング液を付与する前に、該クリーニング液に電荷を付与する電荷付与手段と、前記クリーニング液付与手段と前記被クリーニング部材間に電圧を印加する電圧印加手段と、を有することを特徴とするクリーニング装置。

２． 前記クリーニング液は、トナーとキャリヤ液からなる液体現像剤、またはキャリヤ液であることを特徴とする１に記載のクリーニング装置。

３． 前記電荷付与手段は、トナーと同極性の電荷を付与するものであり、前記電圧印加手段は、前記被クリーニング部材に対する前記クリーニング液付与手段の電圧極性が、トナーと反対極性である電圧を印加することを特徴とする１または２に記載のクリーニング装置。

４． 前記被クリーニング部材は、回動してその表面のトナー像を移動させるものであり、前記クリーニング液付与手段は、前記被クリーニング部材の表面移動方向に対して、前記クリーニング手段により前記被クリーニング部材上のトナーが取り除かれる位置の上流側の位置に、前記被クリーニング部材に対向して配設されることを特徴とする１乃至３の何れか１項に記載のクリーニング装置。

５． 前記クリーニング液付与手段は、前記被クリーニング部材に当接し、回転するクリーニング液付与ローラと、前記クリーニング液付与ローラに当接し、クリーニング液の薄層を供給するクリーニング液供給ローラと、を有することを特徴とする１乃至４の何れか１項に記載のクリーニング装置。

６． 前記電荷付与手段は、前記クリーニング液付与ローラに対向して配設され、前クリーニング液付与ローラ上の、前記被クリーニング部材に付与される前のクリーニング液に電荷を付与することを特徴とする５に記載のクリーニング装置。

７． 前記クリーニング液付与ローラに対向して配設され、前記クリーニング液付与ローラ上の、前記被クリーニング部材にクリーニング液を付与した後に残存するクリーニング液を除去するクリーニング液付与ローラクリーニング手段を有することを特徴とする５または６に記載のクリーニング装置。

８． 前記クリーニング液付与ローラクリーニング手段により除去されたクリーニング液は所定の期間、前記クリーニング液回収搬送手段に再使用のため供給されることを特徴とする７に記載のクリーニング装置。

９． 前記電荷付与手段は、コロナ帯電器であることを特徴とする１乃至８の何れか１項に記載のクリーニング装置。

１０． 前記被クリーニング部材は、表面の潜像が液体現像剤により現像され、トナー像を形成する像担持体であることを特徴とする１乃至９の何れか１項に記載のクリーニング装置。

１１． 前記被クリーニング部材は、像担持体表面に形成されたトナー像を転写される中間転写体であることを特徴とする１乃至９の何れか１項に記載のクリーニング装置。

１２． 像担持体上の潜像を液体現像剤で現像し、形成されたトナー像を記録材に転写して画像形成する画像形成装置において、前記像担持体上の転写残トナーをクリーニングするための１０に記載のクリーニング装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

１３． 像担持体上の潜像を液体現像剤で現像し、形成されたトナー像を一旦中間転写体に一次転写し、中間転写体から記録材に二次転写して画像形成する画像形成装置において、前記中間転写体上の転写残トナーをクリーニングするための１１に記載のクリーニング装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

１４． 前記被クリーニング部材またはクリーニング液付与手段に新たなクリーニング液を補給する手段を備えたことを特徴とする１乃至１１の何れか１項に記載のクリーニング装置。

本発明のクリーニング装置、及び画像形成装置では、被クリーニング部材上のトナーをクリーニングするに当たり、予め電荷付与されたクリーニング液を被クリーニング部材に付与すると同時に、電界を印加してクリーニング液から含まれるトナーを分離させ、よりトナー濃度の低いクリーニング液を付与してトナーをクリーニングする。

これにより、本発明のクリーニング装置、及び画像形成装置では、クリーニング装置をできるだけ簡略化したまま、クリーニング液を付与してクリーニング性能の向上を図るとともに、少ない装置負担で、クリーニングにより回収したトナーを含むクリーニング液をクリーニングに再利用することができる。また、廃棄クリーニング液の削減にも効果があり、プレクリーニング効果により、さらなるクリーニング性の向上も図れる。

本発明に係る実施形態を、図を参照して説明する。

液体現像剤の薄層を用いて現像する湿式の画像形成装置は、複写機、簡易印刷機、プリンタなどに利用されている。これらには、一般的に電子写真方式の画像形成プロセスが、共通して用いられている。その電子写真方式による湿式の画像形成部を例にして、そこで用いられるクリーニング装置について、その構成と機能動作を説明する。

以下、本発明に係るクリーニング装置、湿式画像形成装置の一実施形態を図面を参照しながら説明する。

（湿式画像形成装置の全体構成と動作の例）
本実施の形態に係る湿式画像形成装置の全体構成例を図１に示す。図１を用いて湿式画像形成装置の全体構成を説明する。但し、画像形成プロセスに関わる構成要素のみを図示した。記録媒体の給紙、搬送、排紙に関わる構成要素は簡略的に示した。

図１の画像形成装置１０において、作像部は、像担持体としての感光体ドラム１、帯電器２、露光器３、湿式の現像装置４、クリーニング装置６を備える。

図１においては、湿式現像装置４が一台のみ配置されているが、カラー画像形成のために複数台配置されていてもよい。カラー現像の方式、中間転写の有無などは任意に設定すればよく、それに合わせた任意の構成配置をとることができる。

感光体ドラム１は、表面に感光体層（不図示）が形成された円筒形状であって、図１における矢印Ａ方向に回転駆動する。感光体ドラム１の外周には、クリーニング装置６、帯電器２、露光器３、湿式の現像装置４、及び中間転写ローラ５が、前記感光体ドラム１の回転方向に沿って順次配置されている。

帯電器２は、感光体ドラム１の表面を所定電位に帯電させる。

露光器３は、感光体ドラム１の表面に光を照射し照射領域内の帯電レベルを低下させて静電潜像を形成する。

湿式現像装置４は、感光体ドラム１上に形成された潜像を現像する。すなわち、感光体ドラム１の現像領域へ湿式の現像剤を搬送し、その湿式現像剤に含まれるトナーを感光体ドラム１の表面の静電潜像に供給してトナー像を形成する。

現像のプロセスにおいては、湿式現像装置４の現像ローラ４１に電源（不図示）からトナーと同極性の現像バイアス電圧が印加される。同じくトナーと逆極性の感光体ドラム１上の潜像の電位とのバランスで電界の大小差が形成され、潜像に従って現像剤中のトナーが感光体ドラム１に静電吸着され、感光体ドラム１上の潜像が現像される。

中間転写部は、中間転写体としての中間転写ローラ５、二次転写ローラ７を備える。

中間転写ローラ５は、感光体ドラム１と対向するように配置されており、前記感光体ドラム１と接触しながら矢印Ｂ方向に回転する。これら中間転写ローラ５と感光体ドラム１とのニップ部で、感光体ドラム１から中間転写ローラ５への一次転写が行われる。

一次転写プロセスにおいては、中間転写ローラ５に、電源（不図示）からトナーと逆極性の転写バイアス電圧が印加される。これにより、一次転写位置における前記中間転写ローラ５と感光体ドラム１との間に電界が形成され、感光体ドラム１上のトナー像が、中間転写ローラ５に静電吸着され、前記中間転写ローラ５上に転写される。

トナー像が中間転写ローラ５に転写されると、クリーニング装置６が感光体１上の残存トナーを除去し、次の画像形成が行われる。

中間転写ローラ５と二次転写ローラ７とは、記録材としての記録媒体９を挟んで対向するように配置されており、記録媒体９を介して接触回転する。これら中間転写ローラ５と二次転写ローラ７とのニップ部で、中間転写ローラ５から記録媒体９への二次転写が行われる。

記録媒体９は、二次転写のタイミングに合わせて二次転写位置へ矢印Ｃ方向に搬送される。

二次転写プロセスにおいては、二次転写ローラ７に、電源（不図示）からトナーと逆極性の転写バイアス電圧が印加される。これにより、中間転写ローラ５と二次転写ローラ７との間に電界が形成され、前記中間転写ローラ５と二次転写ローラ７との間を通過させた記録媒体９上へ前記中間転写ローラ５上のトナー像が静電吸着され、前記記録媒体９上に転写される。

定着部は、対向配置され接触回転する一対の定着ローラ８ａ、８ｂを備える。定着ローラ８ａ、８ｂには、それぞれ熱源が設けられており、前記定着ローラ８ａ、８ｂ間を記録媒体９が通過すると、その記録媒体９が高温下で加圧される。これにより、記録媒体９上でトナー像を形成するトナーが前記記録媒体９に融着し定着する。

（現像剤の構成）
現像に用いる液体現像剤について説明する。液体現像剤は、溶媒であるキャリヤ液体中に着色されたトナー粒子を高濃度で分散している。また液体現像剤には、分散剤、荷電制御剤などの添加剤を適宜、選んで添加してもよい。

キャリヤ液としては、絶縁性の、常温で不揮発性の溶媒が用いられる。トナー粒子は、主として樹脂と着色のための顔料や染料からなる。樹脂には、顔料や染料をその樹脂中に均一に分散させる機能と、記録材に定着される際のバインダとしての機能がある。

トナーの体積平均粒子径は、０．１μｍ以上、５μｍ以下の範囲が適当である。トナーの平均粒子径が０．１μｍを下回ると現像性が大きく低下する。一方、平均粒子径が５μｍを超えると画像の品質が低下する。

液体現像剤の質量に対するトナー粒子の質量の割合は、１０〜４０質量％程度が適当である。１０質量％未満の場合、トナー粒子の沈降が生じやすく、長期保管時の経時的な安定性に問題がある。また必要な画像濃度を得るため、多量の現像剤を供給する必要があり、紙上に付着するキャリヤ液が増加し、定着時に乾燥せねばならず、蒸気が発生し環境上の問題が生じる。４０質量％を超える場合には、液体現像剤の粘度が高くなりすぎ、製造上も、また取り扱いも困難になる。

（液体現像装置４の構成と動作）
図１にはまた、液体現像装置４の概略構成を示す。図１を用いて、液体現像装置４の構成と動作について説明する。

現像剤槽４４には、上述の液体現像剤が収容されている。

供給ローラ４３は、現像剤槽４４内の液体現像剤に浸漬するよう配置され、矢印Ｆ方向に回転し、現像剤槽４４から液体現像剤をくみ上げる。高粘度の液体現像剤はその粘着力で供給ローラ４３の表面に付着した状態で搬送される。

供給ローラ４３としては、平滑ローラが用いられる場合と、アニロックスローラが用いられる場合がある。アニロックスローラとは、その表面に、例えば凹状の微細な溝構造があり、規制部材４５などを設けることによって、搬送する液体現像剤量が調整されるようになっているローラである。

規制部材４５は、供給ローラ４３の材質に応じて金属やゴムのブレードが用いられ、図のように供給ローラ４３に対向して、その回転に対してカウンタ方向に当接して配置され、供給ローラ４３の表面に付着して搬送される現像剤の量を規制するものである。これにより余分な現像剤量が剥ぎ落とされ、供給ローラ４３表面上には現像剤薄層が形成され、次の搬送ローラ４２に向かって搬送されていくことになる。

搬送ローラ４２としては、一般にゴムローラが用いられる。搬送ローラ４２は供給ローラ４３に対向して配置され、当接しながら矢印Ｅ方向に回転する。このニップ部で、供給ローラ４３表面に形成された現像剤薄層は搬送ローラ４２の表面に写し取られ、現像ローラ４１へ向かって搬送されていく。

現像ローラ４１としては低硬度のゴムローラが用いられる。現像ローラ４１は搬送ローラ４２に対向して配置され、当接しながら矢印Ｄ方向に回転する。このニップ部で、搬送ローラ４２表面に搬送された現像剤薄層は、現像ローラ４１に掻き取られ、現像ローラ４１表面に現像剤薄層が担持、搬送されることになる。

現像ローラ４１は、像担持体である感光体ドラム１とも当接して回転しており、感光体ドラム１とのニップ部、すなわち現像領域に搬送された現像剤薄層は、感光体１上の潜像を現像することになる。現像前帯電器４７は、現像ローラ４１上の液体現像剤に電荷を与えることで帯電したトナーの潜像への電気的な移動を助ける。

しかしながら、感光体ドラム１の潜像を現像した後も、現像ローラ４１表面には現像剤の薄層が残存する。残存した現像剤がそのまま再度現像領域まで搬送されると、次の現像に悪影響を及ぼす。除去部材４６はクリーニングのためのブレードであり、この残存した現像剤を除去するものである。

上記説明において、液体現像装置４の構成としては、搬送ローラ４２を省略し、現像ローラ４１がその機能を合わせ持ってもよい。すなわち、供給ローラ４３から直接現像ローラ４１に現像剤を転移させる方法を採ることも可能である。

（クリーニング装置６の構成と動作）
図１にはまた、クリーニング装置６の構成も合わせて示している。図２は、そのクリーニング装置６の部分の概略構成を示す拡大図である。図２を用いて、クリーニング装置６の構成と動作について説明する。

図２には、像担持体としての感光体ドラム１表面の転写残トナーをクリーニングする場合を示している。同様のクリーニング装置を中間転写体表面の二次転写残トナーのクリーニングに利用することもできる。その場合は、クリーニング装置６を中間転写ローラ５に対向するように配設すればよい。また像担持体と中間転写体の両方に対してそれぞれクリーニング装置を配設することもできる。いずれにせよ、クリーニング装置の構成と動作は同様であり、以下には図２の場合の説明を行う。

図２において、６１はクリーニング手段としてのクリーナブレードであり、感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ローラ５に転写された後の残存トナーを除去する。実際には、後述するように感光体ドラム１上の転写残トナーにはクリーニング液が付与され、そのクリーニング液とともに感光体ドラム１から掻き取られることになる。

クリーニング液としては、通常、現像に用いる液体現像剤そのもの、あるいは液体現像剤のキャリヤ液をクリーニングにも兼用して用いるのが便利である。トナーを含まないキャリヤ液が好ましいが、本実施形態のようにクリーニング液としての再利用を考えた場合、トナーの混入は避けられず、最初から低濃度のトナーを含んだキャリヤ液、すなわち液体現像剤そのものを用いても特に差し支えない。

以下、本実施形態では、液体現像剤をクリーニング液として使用するものとして説明する。

６２ａは第１の回収クリーニング液槽であり、クリーナブレード６１で掻き取った転写残トナーを含むクリーニング液（液体現像剤）を回収する。６２ｂは搬送経路であり、第１の回収クリーニング液槽６２ａに回収されたクリーニング液を搬送し、第２の回収クリーニング液槽６２ｃに送り込む。第２の回収クリーニング液槽６２ｃは後述するクリーニング液付与手段に供給するために回収クリーニング液を貯留する。

従って第１の回収クリーニング液槽６２ａ、搬送経路６２ｂ及び第２の回収クリーニング液槽６２ｃは、クリーニング液回収搬送手段として機能する。

６３はクリーニング液供給ローラであり、第２の回収クリーニング液槽６２ｃに貯留されたクリーニング液に浸漬し、その矢印Ｈ方向の回転によりクリーニング液を汲み上げ、表面にクリーニング液の薄層を形成する。６４はクリーニング液付与ローラであり、矢印Ｇ方向に回転駆動して、クリーニング液供給ローラ６３から薄層状のクリーニング液を写し取り、同じく回転して当接する感光体ドラム１表面に付与する。

図に示すように、クリーニング液付与ローラ６４は、感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ローラ５に転写される位置の下流側に配設されており、従ってクリーニング液付与ローラ６４表面のクリーニング液は、感光体ドラム１表面の転写残トナーに付与されることになる。

このように、クリーニング液供給ローラ６３及びクリーニング液付与ローラ６４は、クリーニング液付与手段として機能する。

クリーニング液付与ローラ６４により感光体ドラム１表面に付与されたクリーニング液は、感光体ドラム１の回転により下流側のクリーナブレード６１が当接する位置まで移動すると、既述したように転写残トナーとともにクリーナブレード６１により掻き取られ、再び回収クリーニング液として、上述のような経過を循環することになる。

上記のクリーニング液（液体現像剤）の循環においては、クリーニング液のトナー濃度、すなわちキャリヤ液中に分散されたトナーの濃度が徐々に変化していく。

感光体ドラム１上の転写残トナーはトナー濃度が高く、キャリヤ液はほとんどないと見なせる。それに対してクリーニング液付与手段により付与されるクリーニング液（液体現像剤）は、ほとんどキャリヤ液である。このクリーニング液付与によりキャリヤ液の多い状態にすることでクリーニングを容易にすることができる。

但し、本実施形態のように、付与されるクリーニング液として一度クリーニングで掻き取った回収クリーニング液を用いると、そこには転写残のトナーが含まれるため、そのままではクリーニング液付与手段により付与されるクリーニング液（液体現像剤）は、キャリヤ液に含まれるトナーが次第に増えていくように変化することになる。

クリーニング液回収搬送手段を用いた、クリーニングしたクリーニング液（液体現像剤）の再使用を前提としたときのトナー濃度上昇を防止するために、本構成では次に説明する電荷付与手段と電圧印加手段を設けている。これはキャリヤ液とトナーを分離する機能を実現し、キャリヤ液リッチなクリーニング液（液体現像剤）を、常に感光体ドラム１に対して付与するためである。

６５は電荷付与手段としてのクリーニング液帯電器であり、クリーニング液付与ローラ６４上の感光体ドラム１に付与される前のクリーニング液に電荷を付与するものである。図示しない電源により電圧印加し、クリーニング液にコロナ放電することにより、クリーニング液（液体現像剤）中のトナーを荷電する。キャリヤ液は絶縁性であり、電荷の影響はほとんど受けない。トナーを荷電するのは電気力を用いてキャリヤ液とトナーを分離するためである。

６６はクリーニング液付与ローラ６４と感光体ドラム１の間に電圧を印加する電圧印加手段としての電源装置であり、クリーニング液付与ローラ６４側がトナーの荷電とは反対極性となるように電圧印加する。これは帯電したトナーをクリーニング液付与ローラ６４側に電気的に引きつけ、感光体ドラム１側にはキャリヤ液を付着させるためである。

クリーニングブレード６１により回収した転写残トナーを含むクリーニング液を供給され、トナーリッチになったクリーニング液がクリーニング液供給ローラ６３を経由して、クリーニング液付与ローラ６４の表面に薄層状で担持される。そのクリーニング液が感光体ドラム１に付与される前に、電荷付与手段６５によりトナーが荷電された状態で感光体ドラム１とのニップ部に移動する。

クリーニング液付与ローラ６４と感光体ドラム１とのニップ部においては、印加された電圧による電界が発生しており、クリーニング液（液体現像剤）中の荷電トナーはクリーニング液付与ローラ６４に引きつけられ、感光体ドラム１側にはキャリヤ液のみが付与される。すなわち、電荷付与手段と電圧印加手段は、付与しながらクリーニング液のトナーとキャリヤ液を分離する手段として機能する。

６７はクリーニング液付与ローラクリーニング手段としてのブレードであり、上記ニップ部の下流側のクリーニング液付与ローラ６４に当接して設けられ、クリーニング液付与ローラ６４に引きつけられた状態でクリーニング液付与ローラ６４と感光体ドラム１とのニップ部を通り抜けたトナーリッチのクリーニング液（液体現像剤）を除去する。

これによりクリーニング液付与ローラ６４上のクリーニング液のトナー濃度が上昇しすぎることを防止する。またブレード６７により掻き取ったトナーリッチのクリーニング液は、通常は廃棄されるが、クリーニング液回収搬送手段に送り込むなどして再使用することも可能である。

その場合、回収したクリーニング液のトナー濃度が上昇しすぎることを防止するために、所定の期間再使用を継続したら（すなわちある程度トナー濃度が上昇したら）、また所定の期間は廃棄する（トナー分離機能でトナー廃棄を進める）ように切り替えて調整することが望ましい。

このようにして、本実施形態では転写残トナーのクリーニングのために付与するクリーニング液（液体現像剤）を繰り返し使用することができるようになった。

転写残トナーにクリーニング液を付与するのは、クリーニングを容易にするためであるが、そのためには付与するクリーニング液（液体現像剤）がすべてキャリヤ液であることが望ましい。あるいはトナーが含まれていても、低濃度であることが必要である。本構成のクリーニング装置はトナー分離の機能を有しており、付与するクリーニング液を繰り返し使用しても、トナー濃度の上昇を抑制することができる。

またトナー分離はクリーニング液付与ローラ側へトナーを引きつける機能なので、転写残トナーに対しても引きつける効果を有する、すなわちクリーナブレード６１で掻き取る前のプレクリーニングとして、クリーニング性を向上させる効果もある。

また、トナーとキャリヤ液の分離機能をクリーニング液付与ローラ６４表面上のクリーニング液に対する電界効果で実現したため、付与しながら同時にトナー分離することができ、装置面でも簡素化が達成できた。

（付与したクリーニング液の再利用とトナー濃度の変化）
前述したように付与するクリーニング液（液体現像剤）の再利用を進めるには、トナー分離が有効に機能し、トナー濃度の上昇を抑制する必要がある。本実施形態におけるトナー分離を実施した例を説明する。

図３はクリーニング液付与ローラ６４とクリーニング液を付与される感光体ドラム１のニップ部の拡大図である。図３を用いてトナー分離の説明を行う。以下のトナー分離の説明では、クリーニング液として液体現像剤を用いることとし、「クリーニング液」を「液体現像剤」と表記する。

クリーニング液付与ローラ６４は液体現像剤４０ａを表面に担持し、矢印Ｇ方向に回転移動しながら、図３のニップ部において感光体ドラム１の表面に液体現像剤４０ａを付与する。感光体ドラム１表面には、図示しないが転写残トナーが乗っており、感光体ドラム１の矢印Ａ方向の回転に従ってニップ部へ移動してくる。クリーニング液付与ローラ６４とのニップ部で液体現像剤４０ａを付与されると、付与された液体現像剤４０ｂは、感光体ドラム１表面の転写残トナーとともに、矢印Ａ方向に移動していく。

ここで感光体ドラム１に付与される前の、クリーニング液付与ローラ６４上に担持されている液体現像剤４０ａと、感光体ドラム１に付与された後の、感光体ドラム１上の液体現像剤４０ｂは、トナー濃度が異なる。

この理由は、前述したように、この液体現像剤を付与するニップ部において、同時にトナー分離が行われるからである。

既述したように、感光体ドラム１に付与される前の液体現像剤４０ａはキャリヤ液のみであることが望ましいが、若干のトナーが含まれていてもよい。液体現像剤４０ａ中のトナーは、クリーニング液付与ローラ６４上に担持されている状態で電荷付与手段６５により荷電されている。

上記ニップ部においては電圧印加手段６６により電界が生じており、液体現像剤４０ａ中の荷電しているトナーはクリーニング液付与ローラ６４側に引きつけられる。残った大部分がキャリヤ液である液体現像剤は、感光体ドラム１側に付与され、転写残トナーとともに液体現像剤４０ｂとして、感光体ドラム１の矢印Ａ方向の回転に従って、クリーニング手段６１へ向かって移動していく。

クリーニング液付与ローラ６４側に引きつけられた大部分がトナーである液体現像剤４０ｃは、そのままクリーニング液付与ローラ６４の矢印Ｇ方向の回転移動により、クリーニング液付与ローラクリーニング手段６７へと向かう。

このようにして、クリーニング液付与ローラ６４上に担持されている液体現像剤４０ａに対して感光体ドラム１に付与された後の液体現像剤４０ｂはトナー濃度が低く、逆にクリーニング液付与ローラ６４上に残った液体現像剤４０ｃはトナー濃度が高くなる。

もちろん、液体現像剤４０ｂには元々感光体ドラム１上に乗っていた転写残トナーも含まれることになるが、その転写残トナーは少量であり、それに対して十分な量の液体現像剤が付与されるため、液体現像剤４０ｂのトナー濃度がむやみに高くなることはない。

こういったトナー分離の機構が有効に働くことにより、付与される液体現像剤４０ａにある程度トナーが含まれていても、液体現像剤４０ｂのトナー濃度を低く抑えることができ、クリーニング手段６１によるクリーニングで効果的に転写残トナーを取り除くことができる。また、そこで回収した転写残トナーを含む液体現像剤４０ｂを、感光体ドラム１に付与する液体現像剤４０ａとして再利用することもできるのである。

また、場合によっては、クリーニング液付与ローラクリーニング手段６７で掻き取ったトナー濃度の高い液体現像剤４０ｃを再利用することも可能である。但しその場合、感光体ドラム１に付与する液体現像剤４０ａのトナー濃度が上昇していくため、再利用の回数には制限を設けた方がよい。

以下に、実際にトナー分離を行ってトナー濃度を確認した例を説明する。

クリーニング液としては、キャリヤ液としてホワイトオイルを用い、顔料と樹脂からなるトナーを２５質量％混入した液体現像剤をベースとし、必要に応じてトナー濃度を１０質量％程度に調整した。図２の構成のクリーニング液付与ローラを用いて、上記液体現像剤の付与を行い、トナー濃度の変化を確認した。

クリーニング液付与ローラ上には１０ｇ／ｍ²の液体現像剤薄層を形成し、帯電装置はコロナ帯電器で＋５ｋＶの電圧を印加した。クリーニング液付与ローラには−２００ＶのＤＣ電圧を印加した。感光体の表面電位は略０Ｖであった。

トナー濃度１０質量％の液体現像剤を、付与する液体現像剤４０ａとして用いた場合の結果を表１に示す。

液体現像剤４０ａの付与量１０ｇ／ｍ²、トナー濃度１０質量％に対して、感光体ドラムに付与された液体現像剤４０ｂは６ｇ／ｍ²で、トナー濃度は２質量％、現像剤付与ローラ上に残った液体現像剤４０ｃは４ｇ／ｍ²で、トナー濃度は２２質量％であった。

感光体ドラムに付与された液体現像剤４０ｂの現像剤量とトナー濃度については、転写残トナー（通常０．３ｇ／ｍ²程度以下）に比べて十分な量であり、かつトナー濃度も十分低く、クリーニング性向上の効果を維持できる。

また感光体ドラムに付与された液体現像剤４０ｂを感光体ドラムに付与する液体現像剤４０ａとして再利用することにも何の問題もない。

一方、クリーニング液付与ローラ上に残った液体現像剤４０ｃの現像剤量とトナー濃度については、トナー濃度が２２質量％とかなり高くなっている。液体現像剤４０ｃは、基本的には廃棄することになるが、前述したようにある程度は再利用も可能と思われる。

クリーニング液付与ローラ上に残ったトナー濃度２２質量％の液体現像剤４０ｃを、付与する液体現像剤４０ａとして再利用した場合の結果を表２に示す。

液体現像剤４０ａの付与量１０ｇ／ｍ²、トナー濃度は２２質量％に対して、感光体ドラムに付与された液体現像剤４０ｂは６ｇ／ｍ²で、トナー濃度は３質量％、現像剤付与ローラ上に残った液体現像剤４０ｃは４ｇ／ｍ²で、トナー濃度は５０質量％であった。

感光体ドラムに付与された液体現像剤４０ｂの現像剤量とトナー濃度については、やはり通常の転写残トナーに比べて十分な量であり、かつトナー濃度も十分低く、クリーニング性向上の効果を維持できる。

また感光体ドラムに付与された液体現像剤４０ｂを感光体ドラムに付与する液体現像剤４０ａとして再利用することにもやはり何の問題もない。

しかしながら、クリーニング液付与ローラ上に残った液体現像剤４０ｃの現像剤量とトナー濃度については、トナー濃度が５０質量％とかなり高くなっている。これをさらに液体現像剤４０ａとして再利用すると、液体現像剤４０ａのトナー濃度、従って液体現像剤４０ｂのトナー濃度も上昇を続けるであろう。

感光体ドラム上に付与される液体現像剤中のトナー量が少ないほど、感光体ドラムのクリーニングに対しての負担は軽くなり、クリーニング性も向上する。基本的には回収した液体現像剤のトナー濃度が５０質量％を超えない程度で使用することが望ましい。

上述した結果からすれば、２回程度の再利用が可能なようにも思えるが、この例では、最初に供給する液体現像剤４０ａをトナー濃度１０質量％としていた。初期状態の液体現像剤４０ａのトナー濃度をもっと低めに設定しておけば、さらに再利用を続けられる可能性もある。

既述したように、このトナー分離機能は、感光体ドラム上の転写残トナーにトナー濃度の低い液体現像剤を付与するとともに、転写残トナーのプレクリーニングの効果もある。その効果を確認した結果を表３に示す。

感光体ドラム上の転写残トナー０．３ｇ／ｍ²に対して、ニップ部通過後の感光体ドラム上に残った転写残トナーは０．１５ｇ／ｍ²であった。減った分のトナーはクリーニング液付与ローラ上に引きつけられ、移動したことになる。

感光体ドラム上の転写残トナーが減ることにより、クリーニングはより容易になり、クリーニング液としての液体現像剤付与の効果も向上する。

このように、本実施形態のクリーニング装置、及び画像形成装置では、被クリーニング部材上の残存トナーをクリーニングするに当たり、予め電荷付与されたクリーニング液（液体現像剤）を被クリーニング部材に付与すると同時に、電界を印加してクリーニング液をトナーとキャリヤ液に分離させ、キャリヤ液リッチのクリーニング液（液体現像剤）を付与して残存トナーをクリーニングする。

これにより、クリーニング装置をできるだけ簡略化したまま、クリーニング液を付与してクリーニング性能の向上を図るとともに、少ない装置負担で、クリーニングにより回収したクリーニング液（液体現像剤）をクリーニングに再利用することができる。また、廃棄クリーニング液の削減にも効果があり、プレクリーニング効果により、さらなるクリーニング性の向上も図れる。

上述の実施形態では、被クリーニング部材として、像担持体としての感光体をクリーニングするものとしたが、既に述べたように被クリーニング部材が中間転写体であっても同様のクリーニング装置が同じように適用できる（図４の画像形成装置２０参照、図１の場合と同様であり、図２のクリーニング装置が同じく適用できる。但し、図４ではクリーニング装置の左右が反転している）。また像担持体と中間転写体と両方に適用してもかまわない。

クリーニングのために付与されるクリーニング液においては、液体現像剤に用いられるキャリヤ液と同じキャリヤ液を使用することが便利であるが、必ずしも同じキャリヤ液である必要はない。異なるキャリヤ液あるいはそれを含む液体現像剤を用いても、クリーニング性への効果、トナーとキャリヤ液の分離性能などに問題は生じない。また、クリーニング位置ですべて回収されるので、現像部へ流れることもなく、現像への影響も問題ない。

また、クリーニング液の付与量を増やしたい場合には、別途クリーニング液を付与する部材を追加してもよい。また、第２の回収クリーニング液槽６２ｃや感光体ドラム１に新たなクリーニング液を補給する機構を設けてもよい。

なお本発明の範囲は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、それらの変更された形態もその範囲に含むものである。

本実施形態に係る湿式画像形成装置１０の全体構成例を示す断面図である。 図１におけるクリーニング装置６の構成例を示す拡大図である。 クリーニング液付与ローラと感光体ドラムのニップ部の拡大図である。 クリーニング装置が中間転写体をクリーニングする湿式画像形成装置２０の全体構成例を示す断面図である。

符号の説明

１０、２０ 画像形成装置
１ 感光体ドラム（像担持体）
２ 帯電器
３ 露光器
４ 湿式現像装置
５ 中間転写ローラ（中間転写体）
６ クリーニング装置
７ 二次転写ローラ
８ａ、８ｂ 定着ローラ
９ 記録媒体
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ 液体現像剤
４１ 現像ローラ
４２ 搬送ローラ
４３ 供給ローラ
４４ 現像剤槽
４５ 規制部材
４６ 除去部材
４７ 現像前帯電器
６１ クリーナブレード
６２ａ 第１の回収クリーニング液槽
６２ｂ 搬送経路
６２ｃ 第２の回収クリーニング液槽
６３ クリーニング液供給ローラ
６４ クリーニング液付与ローラ
６５ クリーニング液帯電器
６６ 電源装置
６７ ブレード

Claims (14)

1. クリーニング液の薄層を形成し、当接する被クリーニング部材に付与するクリーニング液付与手段と、
   前記クリーニング液付与手段により付与されたクリーニング液とともに前記被クリーニング部材上のトナーを取り除くクリーニング手段と、を有するクリーニング装置であって、
   前記クリーニング手段により取り除かれた前記トナーを含むクリーニング液を回収搬送し、前記クリーニング液付与手段に供給するクリーニング液回収搬送手段と、
   前記クリーニング液回収搬送手段により回収搬送されたクリーニング液の供給を受けて、前記クリーニング液付与手段が前記被クリーニング部材にクリーニング液を付与する前に、該クリーニング液に電荷を付与する電荷付与手段と、
   前記クリーニング液付与手段と前記被クリーニング部材間に電圧を印加する電圧印加手段と、を有する
   ことを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記クリーニング液は、トナーとキャリヤ液からなる液体現像剤、またはキャリヤ液である
   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. 前記電荷付与手段は、トナーと同極性の電荷を付与するものであり、
   前記電圧印加手段は、前記被クリーニング部材に対する前記クリーニング液付与手段の電圧極性が、トナーと反対極性である電圧を印加する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のクリーニング装置。
4. 前記被クリーニング部材は、回動してその表面のトナー像を移動させるものであり、
   前記クリーニング液付与手段は、
   前記被クリーニング部材の表面移動方向に対して、前記クリーニング手段により前記被クリーニング部材上のトナーが取り除かれる位置の上流側の位置に、前記被クリーニング部材に対向して配設される
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のクリーニング装置。
5. 前記クリーニング液付与手段は、
   前記被クリーニング部材に当接し、回転するクリーニング液付与ローラと、
   前記クリーニング液付与ローラに当接し、クリーニング液の薄層を供給するクリーニング液供給ローラと、を有する
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のクリーニング装置。
6. 前記電荷付与手段は、
   前記クリーニング液付与ローラに対向して配設され、前クリーニング液付与ローラ上の、前記被クリーニング部材に付与される前のクリーニング液に電荷を付与する
   ことを特徴とする請求項５に記載のクリーニング装置。
7. 前記クリーニング液付与ローラに対向して配設され、前記クリーニング液付与ローラ上の、前記被クリーニング部材にクリーニング液を付与した後に残存するクリーニング液を除去するクリーニング液付与ローラクリーニング手段を有する
   ことを特徴とする請求項５または６に記載のクリーニング装置。
8. 前記クリーニング液付与ローラクリーニング手段により除去されたクリーニング液は所定の期間、前記クリーニング液回収搬送手段に再使用のため供給される
   ことを特徴とする請求項７に記載のクリーニング装置。
9. 前記電荷付与手段は、コロナ帯電器である
   ことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載のクリーニング装置。
10. 前記被クリーニング部材は、表面の潜像が液体現像剤により現像され、トナー像を形成する像担持体である
    ことを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載のクリーニング装置。
11. 前記被クリーニング部材は、像担持体表面に形成されたトナー像を転写される中間転写体である
    ことを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載のクリーニング装置。
12. 像担持体上の潜像を液体現像剤で現像し、形成されたトナー像を記録材に転写して画像形成する画像形成装置において、
    前記像担持体上の転写残トナーをクリーニングするための請求項１０に記載のクリーニング装置を備えた
    ことを特徴とする画像形成装置。
13. 像担持体上の潜像を液体現像剤で現像し、形成されたトナー像を一旦中間転写体に一次転写し、中間転写体から記録材に二次転写して画像形成する画像形成装置において、
    前記中間転写体上の転写残トナーをクリーニングするための請求項１１に記載のクリーニング装置を備えた
    ことを特徴とする画像形成装置。
14. 前記被クリーニング部材またはクリーニング液付与手段に新たなクリーニング液を補給する手段を備えた
    ことを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載のクリーニング装置。

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