JP2009098396A - キャリア液除去装置及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像の乱れを防止するとともに、スクイーズによる画像部のトナー粒子の乱れを防止するキャリア液除去装置及びそれを用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 キャリア液中に着色剤と樹脂からなるトナー粒子を分散させた液体現像剤による画像を担持する像担持体上のキャリア液を除去する第１キャリア液除去手段１３ａＹと、第１キャリア液除去手段１３ａＹにより除去された後の像担持体上のキャリア液を除去する第２キャリア液除去手段１３ｂＹとを有することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、キャリア液中にトナーを分散させた液体トナーを用いたキャリア液除去装置及びそれを用いた画像形成装置に関する。

従来、現像ニップと転写ニップ部の間にスクイーズローラを設置して、現像後のトナー層からトナーを引き剥がさないようにトナー層の表面電位に近いバイアスを印可して、現像後の非画像部に浮遊している余剰トナーを除去する方法が開示されている（特許文献１参照）。

また、スクイーズローラの体積抵抗値を１０⁹Ω以下に設定することで除去電圧がリークすることなく印可できる方法が開示されている（特許文献２参照）。

さらに、スクイーズによって現像剤液中の固形分濃度を高くすることでトナーの帯電性が低下してしまって、紙への二次転写性が損なわれるのを防止する方法が開示されている（特許文献３参照）。
特開２００１−２２８７１７号公報 特開２００２−２８７５１８号公報 特開２００６−３０５０１号公報

しかしながら、上記特許文献に記載された技術では、スクイーズによって、画像部のトナー粒子が感光体表面に片寄せされて、非画像部のトナー粒子は画像部のトナー粒子よりも感光体上のトナー層の表層に近いところで浮遊していなければならなかった。また、感光体上でスクイーズされてトナー粒子の帯電性が損なわれるのを防止するために感光体上でのキャリアの除去量を制限する必要が生じていた。

本発明は、前記課題を解決するために、画像の乱れを防止するとともに、スクイーズによる画像部のトナー粒子の乱れを防止するキャリア液除去装置及びそれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明のキャリア液除去装置は、キャリア液中に着色剤と樹脂とを含有するトナー粒子を分散させた液体現像剤による画像を担持する像担持体上のキャリア液を除去する第１キャリア液除去手段と、前記第１キャリア液除去手段により除去された後の像担持体上のキャリア液を除去する第２キャリア液除去手段とを有するので、画像の乱れを防止するとともに、スクイーズによる画像部のトナー粒子の乱れを防止することができる。

また、前記像担持体は感光体ドラムからなるので、安定してスクイーズすることができる。

また、前記第１キャリア液除去手段と前記第２キャリア液除去手段とは異なる回転数で回転させるので、前記第１キャリア液除去手段と前記第２キャリア液除去手段のキャリア除去量を異ならせることができ、画像の乱れを防止するとともに、スクイーズによる画像部のトナー粒子の乱れを防止することができる。

また、前記第１キャリア液除去手段と前記第２キャリア液除去手段とは異なるローラ径からなるので、前記第１キャリア液除去手段と前記第２キャリア液除去手段のキャリア除去量を異ならせることができ、画像の乱れを防止するとともに、スクイーズによる画像部のトナー粒子の乱れを防止することができる。

また、前記第１キャリア液除去手段と前記第２キャリア液除去手段とは異なるローラ硬度からなるので、前記第１キャリア液除去手段と前記第２キャリア液除去手段のキャリア除去量を異ならせることができ、画像の乱れを防止するとともに、スクイーズによる画像部のトナー粒子の乱れを防止することができる。

また、前記第１キャリア液除去手段及び前記第２キャリア液除去手段により除去されたキャリア液を再利用する現像剤回収補給装置を備えたので、省エネルギ化することができる。

また、前記キャリア液は、不揮発性であるので、長寿命化させることができる。

さらに、本発明のキャリア液除去装置を用いた画像形成装置は、液体現像剤を担持する現像剤担持体と、前記像担持体上の像を転写することにより画像を形成する転写体と、を備えたので、安定した濃度の液体現像剤により画像形成をすることができ、良好な画質で画像形成することができる。

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は本発明の実施の形態に係る画像形成装置を構成する主要構成要素を示した図である。画像形成装置の中央部に配置された各色の画像形成部に対し、現像装置３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ、現像剤回収補給装置１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋは、画像形成装置の下部に配置され、中間転写体４０、二次転写部６０は、画像形成装置の上部に配置されている。

画像形成部は、感光体ドラムからなる像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ、帯電器１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、露光ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ等を備えている。露光ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋは、ＬＥＤ等を並べたラインヘッド等からなり、帯電器１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋにより、像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを一様に帯電させ、露光ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋにより、入力された画像信号に基づいて、変調された光を照射して、帯電された像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上に静電潜像を形成する。

現像装置３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋは、概略、現像ローラ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）からなる各色の液体現像剤を貯蔵する現像剤容器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ、これら各色の液体現像剤を現像剤容器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋから現像ローラ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋに供給する現像剤供給ローラ３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ等を備え、各色の液体現像剤により像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上に形成された静電潜像を現像する。

本実施形態の現像装置は、像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋには、これらにスクイーズ作用を及ぼす第１キャリア液除去手段としての第１像担持体スクイーズローラ１３ａＹ、１３ａＭ、１３ａＣ、１３ａＫ及び第２キャリア液除去手段としての第２像担持体スクイーズローラ１３ｂＹ、１３ｂＭ、１３ｂＣ、１３ｂＫが当接し、また、現像ローラ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋには、これらにコンパクション効果を及ぼすトナー圧縮装置２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋを有する構造となっている。
次に、現像剤回収補給装置１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋについて説明する。

撹拌槽７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋは、トナー供給経路８３Ｙ、８３Ｍ、８３Ｃ、８３Ｋを介して高濃度トナー槽７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｋから高濃度トナーの供給を受けると共に、キャリア供給経路８４Ｙ、８４Ｍ、８４Ｃ、８４Ｋを介してキャリアオイル槽７２Ｙ、７２Ｍ、７２Ｃ、７２Ｋからキャリアオイルの供給を受ける。

撹拌槽７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋには、第１現像剤回収経路８１Ｙ、８１Ｍ、８１Ｃ、８１Ｋを介して、第１像担持体スクイーズローラ１３ａＹ、１３ａＭ、１３ａＣ、１３ａＫ及び第２像担持体スクイーズローラ１３ｂＹ、１３ｂＭ、１３ｂＣ、１３ｂＫ及び現像ローラ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋから回収された液体現像剤がリサイクルされる。なお、第１現像剤回収経路８１Ｙ、８１Ｍ、８１Ｃ、８１Ｋなどの回収経路及び後述するトナー供給経路８３Ｙ、８３Ｍ、８３Ｃ、８３Ｋやキャリア供給経路８４Ｙ、８４Ｍ、８４Ｃ、８４Ｋなどの供給経路の経路中には、不図示のポンプなどの強制液体移動手段が必要に応じて設けられる。

ここで、撹拌槽７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋには、現像剤の濃度コントロールするため、濃度を検知する手段として、図示省略したトナーの分散重量比率を検知する透過型のフォトセンサなどを設ける。また、撹拌槽７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋには、フィンなどからなる撹拌装置７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｋが設けられており、供給を受けた高濃度トナーとキャリアオイルとリサイクルされた液体現像剤の撹拌を行う。なお、濃度を検知するためにフォトセンサを設ける代わりに、フィンなどからなる撹拌装置の攪拌トルクを検知するトルク検知手段を設け、この検知トルクによって濃度を検知するようにしてもよい。

撹拌槽７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋで撹拌・調整された液体現像剤は、現像剤供給経路８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０Ｋを介して現像剤容器（リザーバ）３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋに供給される。

なお、撹拌槽７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋにおける液体現像剤の濃度コントロールは、例えば、画像信号を管理するコントローラ（不図示）において、出力する画像のドット数をカウントすることによって液体現像剤の消費量を予測し、これに応じて現像剤容器（リザーバ）３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋの現像剤濃度を予測して、撹拌槽７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋに対する高濃度トナー槽７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｋからの高濃度トナーの供給量及びキャリアオイル槽７２Ｙ、７２Ｍ、７２Ｃ、７２Ｋからの供給量を予測制御することも可能である。このような予測制御により画像形成装置のコントロール応答性と信頼性を高めることができる。

中間転写体４０は、エンドレスのベルト部材であり、第１駆動ローラ４１ａ、第２駆動ローラ４１ｂ及びテンションローラ４２の間に巻き掛けて張架され、一次転写部５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋで像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと当接しながら駆動ローラ４１により回転駆動される。一次転写部５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋは、像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと中間転写体４０を挟んで一次転写ローラ５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋが対向配置され、像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋとの当接位置を転写位置として、現像された像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上の各色のトナー像を中間転写体４０上に順次重ねて転写し、フルカラーのトナー像を形成する。

二次転写ユニット６０は、第１二次転写装置６０ａと第２二次転写装置６０ｂとを有し、第１二次転写ローラ６１ａ及び第２二次転写ローラ６１ｂが中間転写体４０を挟んで第１駆動ローラ４１ａ及び第２駆動ローラ４１ｂとそれぞれ対向配置され、さらに第１二次転写ローラクリーニングブレード６２ａ及び第１現像剤回収部６３ａからなる第１クリーニング装置、並びに、第２現像剤回収部６３ｂ及び第２二次転写ローラクリーニングブレード６２ｂからなる第２クリーニング装置がそれぞれ配置される。二次転写ユニット６０では、中間転写体４０上に色重ねして形成されたフルカラーのトナー画像や単色のトナー画像が二次転写ユニット６０の転写位置に到達するタイミングに合せてシート材搬送経路Ｌにて用紙、フィルム、布等のシート材を搬送、供給し、そのシート材に単色のトナー画像やフルカラーのトナー画像を二次転写する。

シート材搬送経路Ｌには、不図示の定着ユニットが配置され、シート材上に転写された単色のトナー像やフルカラーのトナー像を用紙等の記録媒体（シート材）に融着させ定着させ、最終的なシート材上の画像形成を終了する。

ベルト駆動ローラ４１と共に中間転写体４０を張架するテンションローラ４２側には、その外周に沿って中間転写体クリーニングブレード４６、現像剤回収部４７からなるクリーニング装置が配置されており、二次転写ユニット６０を通過後の中間転写体４０は、テンションローラ４２の巻きかけ部へと進み、中間転写体クリーニングブレード４６により中間転写体４０上のクリーニングが行われ、再び、一次転写部５０へと向かう。

次に、画像形成部及び現像装置について説明する。図２は画像形成部及び現像装置の主要構成要素を示した断面図である。図３は現像剤供給部材を説明する図、図４は現像剤圧縮装置２２Ｙによる現像剤の圧縮を説明する図、図５は現像ローラ２０Ｙによる現像を説明する図、図６は第１像担持体スクイーズローラ１３ａＹによるスクイーズ作用を説明する図、図７は第２像担持体スクイーズローラ１３ｂＹによるスクイーズ作用を説明する図、図８は中間転写体スクイーズ装置５２Ｙによるスクイーズ作用を説明する図である。各色の画像形成部及び現像蔵置の構成は同様であるので、以下、イエロー（Ｙ）の画像形成部及び現像装置に基づいて説明する。

画像形成部は、像担持体１０Ｙの外周の回転方向に沿って、除電装置１６Ｙ、像担持体クリーニングブレード１７Ｙ及び現像剤回収部１８Ｙからなるクリーニング装置、帯電器１１Ｙ、露光ユニット１２Ｙ、現像蔵置３０Ｙの現像ローラ２０Ｙ、並びに、第１像担持体スクイーズローラ１３ａＹと第１クリーニングブレード１４ａＹと第２像担持体スクイーズローラ１３ｂＹと第２クリーニングブレード１４ｂＹと現像剤回収部１５Ｙからなる像担持体スクイーズ装置が配置されている。

そして、現像装置３０Ｙは、現像ローラ２０Ｙの外周に、クリーニングブレード２１Ｙ、アニロックスローラを用いた現像剤供給ローラ３２Ｙが配置され、液体現像剤容器３１Ｙの中に液体現像剤撹拌パドル３４Ｙ、現像剤供給ローラ３２Ｙが収容されている。また、クリーニングブレード２１Ｙに対応して、現像剤回収部２５Ｙが設けられ、液体現像剤のリサイクルのために、現像剤回収部１５Ｙ及び現像剤回収部２５Ｙには第１現像剤回収経路８１Ｙの配管が接続されている。

さらに、中間転写体４０に沿って、像担持体１０Ｙと対向する位置に一次転写部の一次転写ローラ５１Ｙが配置され、その移動方向下流側に中間転写体スクイーズローラ５３Ｙ、バックアップローラ５４Ｙ、中間転写体スクイーズローラクリーニングブレード５５Ｙ、現像剤回収部５６Ｙからなる中間転写体スクイーズ装置５２Ｙが配置されている。

像担持体１０Ｙは、現像ローラ２０Ｙ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からなる感光体ドラムであり、例えば図２に示すように時計回りの方向に回転する。該像担持体１０Ｙの感光層は、有機像担持体又はアモルファスシリコン像担持体等で構成される。帯電器１１Ｙは、像担持体１０Ｙと現像ローラ２０Ｙとのニップ部より像担持体１０Ｙの回転方向の上流側に配置され、図示しない電源装置から現像トナー粒子の帯電極性と同極性のバイアスが印加され、像担持体１０Ｙを帯電させる。露光ユニット１２Ｙは、帯電器１１Ｙより像担持体１０Ｙの回転方向の下流側において、帯電器１１Ｙによって帯電された像担持体１０Ｙ上を露光し、像担持体１０Ｙ上に潜像を形成する。

現像装置３０Ｙは、キャリア液内にトナーを概略重量比２５％程度に分散した状態の液体現像剤を貯蔵する現像剤容器３１Ｙ、該液体現像剤を担持する現像ローラ２０Ｙ、液体現像剤を攪拌して一様の分散状態に維持し現像ローラ２０Ｙに供給するための現像剤供給ローラ３２Ｙと規制ブレード３３Ｙと撹拌パドル３４Ｙ、現像ローラ２０Ｙのクリーニングを行う現像ローラクリーニングブレード２１Ｙ、及び、現像ローラ２０Ｙに担持された液体現像剤を圧縮状態にする現像剤圧縮装置２２Ｙを有する。

現像剤容器３１Ｙに収容されている液体現像剤は、従来一般的に使用されている、Ｉｓｏｐａｒ（商標：エクソン）をキャリア液とした低濃度（１〜２ｗｔ％程度）かつ低粘度の、常温で揮発性を有する揮発性液体現像剤ではなく、高濃度かつ高粘度の、常温で不揮発性を有する不揮発性液体現像剤である。すなわち、本発明における液体現像剤は、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％とした高粘度（３０〜１００００ｍＰａ・ｓ程度）の液体現像剤である。

現像剤供給ローラ３２Ｙは、図３に示すように、円筒状の部材であり、表面に現像剤を担持し易いように表面に微細且つ一様に螺旋状の溝による凹凸面を形成したアニロックスローラであり、例えば図２に示すように反時計回りの方向に回転する。溝の寸法は、溝ピッチが約１３０μｍ、溝深さが約３０μｍである。この現像剤供給ローラ３２Ｙにより、現像剤容器３１Ｙから現像ローラ２０Ｙへと液体現像剤が供給される。撹拌パドル３４Ｙと現像剤供給ローラ３２Ｙは摺接していても良いが離れた配置関係であっても良い。

規制ブレード３３Ｙは、表面に弾性体を被覆して構成した弾性ブレード、現像剤供給ローラ３２Ｙ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る。そして、アニロックスローラからなる現像剤供給ローラ３２Ｙに担持搬送されてきた液体現像剤の膜厚、量を規制、調整し、現像ローラ２０Ｙに供給する液体現像剤の量を調整する。なお、現像剤供給ローラ３２Ｙの回転方向は図２に示す矢印方向ではなくその逆の方向であっても良く、その際の規制ブレード３３Ｙは、回転方向に対応した配置を要する。

現像ローラ２０Ｙは、幅約３２０ｍｍの円筒状の部材であり、回転軸を中心に図２に示すように反時計回りに回転する。該現像ローラ２０Ｙは鉄等金属製の内芯の外周部に、ポリウレタンゴム、シリコンゴム、ＮＢＲ等の弾性層を設けたものである。現像ローラクリーニングブレード２１Ｙは、現像ローラ２０Ｙの表面に当接するゴム等で構成され、現像ローラ２０Ｙが像担持体１０Ｙと当接する現像ニップ部より現像ローラ２０Ｙの回転方向の下流側に配置されて、現像ローラ２０Ｙに残存する液体現像剤を掻き落として除去するものである。ここで掻き落された液体現像剤は、現像剤回収部２５Ｙから第１現像剤回収経路８１Ｙの配管を通じてリサイクルされる。

現像剤圧縮装置２２Ｙは、コロナ放電器からのコロナ放電を適用する。この現像剤圧縮装置２２Ｙにより、図４に示すようにキャリア液Ｃに一様分散したトナーＴを現像ローラ２０Ｙ側に移動させて凝集させ、所謂現像剤圧縮状態Ｔ′を形成する。現像ローラ２０Ｙに担持されて現像剤圧縮された現像剤Ｄは、図５に示すように現像ローラ２０Ｙが像担持体１０Ｙに当接する現像ニップ部において、所望の電界印加によって、像担持体１０Ｙの潜像に対応して現像される。そして、現像残りの現像剤Ｄは、現像ローラクリーニングブレード２１Ｙによって掻き落として除去され現像剤容器３１Ｙ内の現像剤に合流して再利用される。尚、これら合流するキャリア液及びトナーは混色状態ではない。

次に、キャリア液除去装置としての像担持体スクイーズ装置について説明する。本実施形態の像担持体スクイーズ装置は、第１像担持体スクイーズ装置と、第２像担持体スクイーズ装置とを有し、像担持体１０Ｙに対向して現像ローラ２０Ｙの下流側に配置され、像担持体１０Ｙに常時当接して、現像されたトナー像の余剰現像剤を回収するものである。

第１像担持体スクイーズ装置は、図６に示すように、表面に第１弾性体１３ａ−１Ｙを被覆して像担持体１０Ｙに摺接して回転する弾性ローラ部材から成る第１像担持体スクイーズローラ１３ａＹと、図２に示すように、該第１像担持体スクイーズローラ１３ａＹに押圧摺接して表面をクリーニングする第１クリーニングブレード１４ａＹと、現像剤回収部１５Ｙとから構成される。

また、第２像担持体スクイーズ装置は、図７に示すように、表面に第２弾性体１３ｂ−１Ｙを被覆して像担持体１０Ｙに摺接して回転する弾性ローラ部材から成る第２像担持体スクイーズローラ１３ｂＹと、図２に示すように、該第２像担持体スクイーズローラ１３ｂＹに押圧摺接して表面をクリーニングする第２クリーニングブレード１４ｂＹとから構成される。

像担持体スクイーズ装置は、像担持体１０Ｙに現像された現像剤Ｄから余剰なキャリア液Ｃ及び本来不要なカブリトナーＴ″を回収し、顕像内のトナー粒子比率を上げる機能を有する。余剰キャリア液Ｃの回収能力は、第１像担持体スクイーズローラ１３ａＹ及び第２像担持体スクイーズローラ１３ｂＹの回転方向及び像担持体１０Ｙ表面の周速度に対する第１像担持体スクイーズローラ１３ａＹ及び第２像担持体スクイーズローラ１３ｂＹ表面の相対的な周速度差によって所望の回収能力に設定することが可能であり、像担持体１０Ｙに対してカウンタ方向に回転させると回収能力は高まり、また、周速度差を大きく設定しても回収能力が高まり、更に、この相乗作用も可能である。

このように構成することにより、キャリア液Ｃを多く除去して、画像の乱れを防止することができる。また、本実施形態では、第１像担持体スクイーズローラ１３ａＹでキャリア液Ｃの除去量を多くし、画像部のトナー粒子を像担持体１０Ｙの表面側へ凝集させ、第２像担持体スクイーズローラ１３ｂＹでキャリア液Ｃの除去量を抑制し、スクイーズによる画像部のトナー粒子の乱れを防止する。

中間転写体スクイーズ装置５２Ｙは、一次転写部５０Ｙの下流側に配置され、中間転写体４０上から余剰なキャリア液Ｃを除去し、顕像内のトナー粒子比率を上げる処理を行うものであり、一次転写部５０Ｙで中間転写体４０に転写された現像剤（キャリア内に分散したトナー）のキャリア液量が前述した終段階のシート材に二次転写して図示省略した定着行程に進行する段階で、好ましい二次転写機能及び定着機能を発揮させるために当該液体現像剤の望ましい分散状態の概略トナー重量比で４０％〜６０％程度に至っていない場合に、中間転写体４０から更に余剰キャリア液を除去する手段として設けられている。中間転写体スクイーズ装置５２Ｙは、像担持体スクイーズ装置と同様、表面に弾性体を被覆して像担持体４０に摺接して回転する弾性ローラ部材から成る中間転写体スクイーズローラ５３Ｙ、像担持体４０を挟んで中間転写体スクイーズローラ５３Ｙと対向配置されるバックアップローラ５４Ｙ、中間転写体スクイーズローラ５３Ｙに押圧摺接して表面をクリーニングするクリーニングブレード５５Ｙ及び現像剤回収部５６Ｙから構成され、図６に示すように中間転写体４０に一次転写された現像剤Ｄから余剰なキャリアＣ及び本来不要なカブリトナーＴ″を回収する機能を有する。現像剤回収部５６Ｙは、その下流側に配置されたマゼンタの像担持体スクイーズローラクリーニングブレード１４Ｍで回収されるキャリア液の回収機構も兼ねている。

余剰キャリアの回収能力は、中間転写体スクイーズローラ５３Ｙの回転方向及び中間転写体４０の移動速度に対する中間転写体スクイーズローラ５３Ｙ表面の相対的な周速度差によって所望の回収能力に設定することが可能であり、中間転写体４０に対してカウンタ方向に回転させると回収能力は高まり、また、周速度差を大きく設定しても回収能力が高まり、更に、この相乗作用も可能である。本実施形態では、一例として中間転写体スクイーズローラ５３Ｙを中間転写体４０に対して略同一周速度でウィズ回転させ、中間転写体４０に一次転写された現像剤から重量比５〜１０％程度の余剰キャリア及びカブリトナーを回収していて双方の回転駆動負荷を軽減するとともに、中間転写体４０のトナー像への外乱作用を抑制している。

なお、１色目の中間転写体スクイーズ部位では初回中間転写体スクイーズなので混色現象は発生しないが、２色目以降は既に一次転写されたトナー像部位に更に異なるトナー像が転写されて色重ねされているので中間転写体４０から中間転写体スクイーズローラ５３Ｙへトナーが移行した場合のトナーは混色して余剰キャリアとともに中間転写体スクイーズローラ５３Ｙに担持されて移動し、クリーニングブレードの作用によって中間転写体スクイーズローラ５３Ｙから回収してプールされる。また、上述した中間転写体スクイーズ行程上流側の一次転写部位の像担持体４０によるスクイーズ能力及び像担持体スクイーズローラ５３Ｙのスクイーズ能力が充分な能力をもって行われる場合には、必ずしも全ての一次転写行程の下流側に中間転写体スクイーズ装置を設ける必要はない。

次に本発明の画像形成装置の動作について説明する。引き続き、画像形成部及び現像蔵置に関しては、４つの画像形成部及び現像蔵置のうちイエローの画像形成部及び現像蔵置３０Ｙを例にとり説明する。

現像剤容器３１Ｙにおいて、液体現像剤の中のトナー粒子はプラスの電荷を有し、この液体現像剤は、撹拌パドル３４Ｙにより撹拌され、現像剤供給ローラ３２Ｙが回転することによって、現像剤容器３１Ｙから汲み上げられる。

規制ブレード３３Ｙは、現像剤供給ローラ３２Ｙの表面に当接し、現像剤供給ローラ３２Ｙの表面に形成されたアニロックスパターンの凹凸の溝内に液体現像剤を残しその他の余分な液体現像剤を掻き取って、現像ローラ２０Ｙに供給する液体現像剤量を規制する。このような規制によって、現像ローラ２０Ｙへ塗布される液体現像剤の膜厚が約６μｍとなるように定量化される。規制ブレード３３Ｙにより掻き取られた液体現像剤は、重力によって現像剤容器３１Ｙに落下し戻され、規制ブレード３３Ｙにより掻き取られなかった液体現像剤は、現像剤供給ローラ３２Ｙの表面の凹凸の溝内に収容され、現像ローラ２０Ｙに圧接することで、現像ローラ２０Ｙの表面に塗布される。

現像剤供給ローラ３２Ｙによって液体現像剤を塗布された現像ローラ２０Ｙは、現像剤供給ローラ３２Ｙとのニップ部下流で現像剤圧縮装置２２Ｙに対向する。現像ローラ２０Ｙには約＋４００Ｖのバイアスが印加されており、現像剤圧縮装置２２Ｙには、現像ローラ２０Ｙより高く、トナーの帯電極性と同極性のバイアスが印加される。例えば、現像剤圧縮装置２２Ｙには、約＋４〜５ｋＶのバイアスが印加される。このため現像ローラ２０Ｙ上の液体現像剤中のトナー粒子は、図４に示すように現像剤圧縮装置２２Ｙとの対向部を通過する際に、現像ローラ２０Ｙ側へ移動する。これによりトナー粒子同士が緩やかに結合され膜化された状態となり、像担持体１０Ｙでの現像の際、トナー粒子は、現像ローラ２０Ｙから像担持体１０Ｙへの移動がすばやくなり、画像濃度が向上する。

像担持体１０Ｙはアモルファスシリコン製であり、現像ローラ２０Ｙとのニップ部上流で帯電器１１Ｙにより表面を約＋６００Ｖに帯電させられた後、露光ユニット１２Ｙにより画像部の電位が＋２５Ｖとなるように潜像が形成される。現像ローラ２０Ｙと像担持体１０Ｙとの間に形成される現像ニップ部では、現像ローラ２０Ｙに印加されているバイアス＋４００Ｖと像担持体１０Ｙ上の潜像（画像部＋２５Ｖ、非画像部＋６００Ｖ）で形成される電界に従い、図５に示すように選択的にトナー粒子Ｔが像担持体１０Ｙ上の画像部へと移動し、これにより、像担持体１０Ｙ上にトナー画像が形成される。また、キャリア液Ｃは電界の影響を受けないため、図５に示すように現像ローラ２０Ｙと像担持体１０Ｙとの現像ニップ部出口で分離して、現像ローラ２０Ｙと像担持体１０Ｙとの両方に付着する。

現像ニップ部を通過した像担持体１０Ｙは、像担持体スクイーズローラ１３Ｙ部を通過する。第１像担持体スクイーズローラ１３ａＹ及び第２像担持体スクイーズローラ１３ｂＹは、図６及び図７に示すように像担持体１０Ｙに現像された現像剤Ｄから余剰なキャリア液Ｃ及び本来不要なカブリトナーＴ″を回収し、顕像内のトナー粒子比率を上げる機能を有する。

第１像担持体スクイーズローラ１３ａＹによって回収された余剰なキャリアＣ及び不要なカブリトナーＴ″は第１クリーニングブレード１４ａＹの作用によって第１像担持体スクイーズローラ１３ａＹから現像剤回収部１５Ｙに回収され、第２像担持体スクイーズローラ１３ｂＹによって回収された余剰なキャリアＣ及び不要なカブリトナーＴ″は第２クリーニングブレード１４ｂＹの作用によって第２像担持体スクイーズローラ１３ｂＹから現像剤回収部１５Ｙに回収され、第１現像剤回収経路８１Ｙの配管を通じてリサイクルされる。なお、この回収した余剰なキャリアＣ及びカブリトナーＴ″は専用の孤立した像担持体１０Ｙから回収しているので全個所にわたって混色現象は発生しない。

次に像担持体１０Ｙは、一次転写５０Ｙにおいて中間転写体４０とのニップ部を通過し顕像トナー像の中間転写体４０への一次転写が行われる。一次転写ローラ５１Ｙには、トナー粒子の帯電特性と逆極性の約−２００Ｖが印加されることにより、像担持体１０Ｙ上からトナーは中間転写体４０に一次転写され、像担持体１０Ｙにキャリア液のみが残る。一次転写部より像担持体１０Ｙの回転方向の下流側において、一次転写後の、像担持体１０ＹはＬＥＤ等から成る除電装置１６Ｙによって静電潜像が消去され、像担持体１０Ｙ上に残ったキャリア液は、像担持体クリーニングブレード１７Ｙにより掻き取られ、現像剤回収部１８Ｙで回収される。

複数の像担持体１０に形成したトナー像を順次一次転写して重ね合わせ担持した中間転写体４０上のトナー画像は、次に二次転写ユニット６０へと進み、中間転写体４０と第１二次転写ローラ６１ａと第２二次転写ローラ６１ｂとのニップ部に進入する。二次転写ユニット６０において、第１二次転写ローラ６１ａ及び第２二次転写ローラ６１ｂには−１２００Ｖが、また、ベルト駆動ローラ４１には＋２００Ｖがそれぞれ印加されており、これにより中間転写体４０上のトナー画像は用紙等の記録媒体（シート材）に転写される。

しかし、ジャムなどのシート材供給トラブルが発生した場合には、全てのトナー画像が二次転写ロールに転写されて回収されるものではなく、一部は中間転写体上に残り、通常の二次転写行程においても中間転写体上のトナー像は１００％二次転写されてシート材に移行するものではなく、数パーセントの二次転写残りが発生する。特に、ジャムなどのシート材供給トラブルが発生した場合には、シート材が介在しない状態でトナー画像が第１二次転写ローラ６１ａ及び第２二次転写ローラ６１ｂに接して転写されシート材裏面汚れを引き起こす。これら不要トナー像に対し、本実施形態においては、非転写時に、液体現像剤のトナー粒子を中間転写体に押しつける方向のバイアス、トナー粒子の帯電極性と同極性のバイアスを第１二次転写ローラ６１ａ及び第２二次転写ローラ６１ｂに印加する。このことにより、中間転写体４０に残った液体現像剤のトナー粒子を中間転写体４０側に押しつけてコンパクション状態にすると共に、第１二次転写ローラ６１ａ及び第２二次転写ローラ６１ｂ側にキャリア液を回収（スクイーズ）し、中間転写体クリーニングブレード４６による中間転写体４０上のクリーニング、第１二次転写ローラクリーニングブレード６２ａによる第１二次転写ローラ６１ａのクリーニング、第２二次転写ローラクリーニングブレード６２ｂによる第２二次転写ローラ６１ｂのクリーニングを行う。

次に、第１二次転写ローラ６１ａ及び第２二次転写ローラ６１ｂのスクイーズ機能について説明する。中間転写体４０上に色重ねしたトナー像が二次転写部位に到達するタイミングに合せてシート材を供給し、該トナー画像をシート材に二次転写して図示省略した定着行程へと進めて最終的なシート材上の画像形成を終了するが、ジャムなどのシート材供給トラブルが発生した場合には、シート材が介在しない状態でトナー画像が第１二次転写ローラ６１ａ及び第２二次転写ローラ６１ｂに接して転写されシート材裏面汚れを引き起こす。本実施形態の第１二次転写ローラ６１ａ及び第２二次転写ローラ６１ｂは、表面が繊維質などによって平滑でないシート材であっても、この非平滑なシート材表面に倣って二次転写特性を向上させる手段として、複数の感光体に形成したトナー像を順次一次転写して重ね合わせて担持し、一括してシート材に二次転写する中間転写体４０に採用した弾性ベルトと同様の目的で表面に弾性体を被覆した弾性ローラで構成している。第１二次転写ローラクリーニングブレード６２ａ及び第２二次転写ローラクリーニングブレード６２ｂは、第１二次転写ローラ６１ａ及び第２二次転写ローラ６１ｂに転写された現像剤（キャリア内に分散したトナー）を除去する手段として備え、第１二次転写ローラ６１ａ及び第２二次転写ローラ６１ｂから現像剤を回収してプールされる。尚、このプールした現像剤は混色状態のものであり、紙粉等の異物も含んでいる場合がある。

次に、中間転写体４０のクリーニング装置について説明する。ジャムなどのシート材供給トラブルが発生した場合には、全てのトナー画像が第１二次転写ローラ６１ａ及び第２二次転写ローラ６１ｂに転写されて回収されることなく、一部は中間転写体４０上に残る。また、通常の二次転写行程においても中間転写体上４０のトナー像は１００％二次転写されてシート材に移行することはなく、数パーセントの二次転写残りが発生する。この二種の不要トナー像は次の画像形成のために中間転写体４０に当接するように配置された中間転写体クリーニングブレード４６、現像剤回収部４７によって回収される。このような非転写時、第１二次転写ローラ６１ａ及び第２二次転写ローラ６１ｂには、中間転写体４０上の残留トナーを中間転写体４０に押し付けるようなバイアスが印加される。

次に、本実施形態のように複数のスクイーズローラを有する構成において、第１像担持体スクイーズローラ１３ａＹと第２像担持体スクイーズローラ１３ｂＹによるキャリア液除去量を異ならせるための具体的な実施例について説明する。

まず、第１実施例について説明する。第１実施例は、第１像担持体スクイーズローラ１３ａＹと第２像担持体スクイーズローラ１３ｂＹの回転数を異ならせるものである。具体的には、第１像担持体スクイーズローラ１３ａＹの回転数を第２像担持体スクイーズローラ１３ｂＹ及び像担持体１０Ｙより早く回転させることで、カブリトナー及びキャリア液の除去量を多くするものである。

例えば、第１像担持体スクイーズローラ１３ａＹの回転数を第２像担持体スクイーズローラ１３ｂＹ及び像担持体１０Ｙに対して等速に回転させたときのキャリア除去量は０．１２ｍｇ／ｃｍ²であるのに対し、第１像担持体スクイーズローラ１３ａＹの回転数を第２像担持体スクイーズローラ１３ｂＹ及び像担持体１０Ｙに対して１．５倍の速度で回転させたときのキャリア除去量は０．１８ｍｇ／ｃｍ²となる

このような構成とすることにより、第１像担持体スクイーズローラ１３ａＹが像担持体１０Ｙに対して等速で回転する場合よりカブリトナー及びキャリア液を多く除去できるとともに、第２像担持体スクイーズローラ１３ｂＹは像担持体１０Ｙに対して等速に回転するので、スクイーズによる画像部のトナー粒子の乱れを防止することができる。

次に、第２実施例について説明する。第２実施例は、第１像担持体スクイーズローラ１３ａＹと第２像担持体スクイーズローラ１３ｂＹのローラ径を異ならせるものである。具体的には、第１像担持体スクイーズローラ１３ａＹのローラ径を第２像担持体スクイーズローラ１３ｂＹ及び像担持体１０Ｙより大きくし、ニップ幅及びニップ時間を大きくすることで、カブリトナー及びキャリア液の除去量を多くするものである。

例えば、第１像担持体スクイーズローラ１３ａＹのローラ径を２０ｍｍとし、第２像担持体スクイーズローラ１３ｂＹのローラ径を２０ｍｍと等しくしたときのキャリア除去量は０．１２ｍｇ／ｃｍ²であるのに対し、第１像担持体スクイーズローラ１３ａＹのローラ径を４０ｍｍとした場合のキャリア除去量は０．１９ｍｇ／ｃｍ²となる。

このような構成とすることにより、第１像担持体スクイーズローラ１３ａＹが第２像担持体スクイーズローラ１３ｂＹに対して等しいローラ径の場合よりカブリトナー及びキャリア液を多く除去できるとともに、第２像担持体スクイーズローラ１３ｂＹは通常のローラ径とするので、スクイーズによる画像部のトナー粒子の乱れを防止することができる。

次に、第３実施例について説明する。第３実施例は、第１像担持体スクイーズローラ１３ａＹと第２像担持体スクイーズローラ１３ｂＹのローラ硬度を異ならせるものである。具体的には、第１像担持体スクイーズローラ１３ａＹのローラ硬度を第２像担持体スクイーズローラ１３ｂＹより小さくし、ニップ幅及びニップ時間を大きくすることで、カブリトナー及びキャリア液の除去量を多くするものである。

例えば、第１像担持体スクイーズローラ１３ａＹのローラ硬度をＪＩＳ Ａ６０°とし、第２像担持体スクイーズローラ１３ｂＹのローラ硬度を等しくしたときのキャリア除去量は０．１２ｍｇ／ｃｍ²であるのに対し、第１像担持体スクイーズローラ１３ａＹのローラ硬度をＪＩＳ Ａ３０°とした場合のキャリア除去量は０．１６ｍｇ／ｃｍ²となる。

このような構成とすることにより、第１像担持体スクイーズローラ１３ａＹが第２像担持体スクイーズローラ１３ｂＹに対して等しいローラ硬度の場合よりカブリトナー及びキャリア液を多く除去できるとともに、第２像担持体スクイーズローラ１３ｂＹは通常のローラ硬度とするので、スクイーズによる画像部のトナー粒子の乱れを防止することができる。

画像形成装置の実施形態を示す図である。 画像形成部及び現像蔵置の主要構成要素を示した断面図である。 現像剤供給部材の斜視図である。 現像剤圧縮装置２２Ｙによる現像剤の圧縮を説明する図である。 現像ローラ２０Ｙによる現像を説明する図である。 第１像担持体スクイーズローラ１３ａＹによるスクイーズ作用を説明する図である。 第２像担持体スクイーズローラ１３ｂＹによるスクイーズ作用を説明する図である。 中間転写体スクイーズ装置５２Ｙによるスクイーズ作用を説明する図である。

符号の説明

１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ…感光体（像担持体）、１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ…コロナ帯電器、 １２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ…露光ユニット、１３ａＹ…第１像担持体スクイーズローラ（第１キャリア液除去手段）、１４ａＹ…第１クリーニングブレード（第１クリーニング手段）、１３ｂＹ…第２像担持体スクイーズローラ（第２キャリア液除去手段）、１４ｂＹ…第２クリーニングブレード（第２クリーニング手段）、１５Ｙ…現像剤回収部、１６Ｙ…除電装置、１７Ｙ…感光体ブレード、１８Ｙ…感光体クリーニング液回収部、２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ…現像ローラ（現像剤担持体）、２１Ｙ…現像ローラブレード、３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ…現像蔵置、３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋ…現像剤容器、３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋ…トナー供給ローラ（現像剤供給部材）、３３Ｙ…トナー規制ブレード（現像剤規制部材）、３４Ｙ…撹拌パドル（撹拌部材）、５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋ…一次転写バックアップローラ、４０…中間転写体、４１ａ…第１ベルト駆動ローラ、４１ｂ…第２ベルト駆動ローラ、４２…テンションローラ、４６…中間転写ベルトクリーニングブレード、４７…中間転写ベルトクリーニング液回収部、５０…一次転写部、５１…一次転写ローラ、６０…二次転写ユニット、６１ａ…第１二次転写ローラ、６１ｂ…第２二次転写ローラ、６２ａ…第１二次転写ローラブレード、６２ｂ…第２二次転写ローラブレード、６３ａ…第１二次転写ローラクリーニング液回収部、６３ｂ…第２二次転写ローラクリーニング液回収部、７０Ｙ，７０Ｍ，７０Ｃ，７０Ｋ…撹拌槽、７１Ｙ，７１Ｍ，７１Ｃ，７１Ｋ…高濃度トナー槽、７２Ｙ，７２Ｍ，７２Ｃ，７２Ｋ…キャリアオイル槽、７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋ…撹拌装置、８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０Ｋ…現像剤供給経路、８１Ｙ，８１Ｍ，８１Ｃ，８１Ｋ…第１現像剤回収経路、８３Ｙ，８３Ｍ，８３Ｃ，８３Ｋ…トナー供給経路、８４Ｙ，８４Ｍ，８４Ｃ，８４Ｋ…キャリア供給経路、１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋ…現像剤回収補給装置

Claims (8)

1. キャリア液中に着色剤と樹脂とを含有するトナー粒子を分散させた液体現像剤による画像を担持する像担持体上のキャリア液を除去する第１キャリア液除去手段と、
   前記第１キャリア液除去手段により除去された後の像担持体上のキャリア液を除去する第２キャリア液除去手段と
   を有することを特徴とするキャリア液除去装置。
2. 前記像担持体は感光体ドラムからなることを特徴とする請求項１に記載のキャリア液除去装置。
3. 前記第１キャリア液除去手段と前記第２キャリア液除去手段とは異なる回転数で回転させることを特徴とする請求項１又は２に記載のキャリア液除去装置。
4. 前記第１キャリア液除去手段と前記第２キャリア液除去手段とは異なるローラ径からなることを特徴とする請求項１又は２に記載のキャリア液除去装置。
5. 前記第１キャリア液除去手段と前記第２キャリア液除去手段とは異なるローラ硬度からなることを特徴とする請求項１又は２に記載のキャリア液除去装置。
6. 前記第１キャリア液除去手段及び前記第２キャリア液除去手段により除去されたキャリア液を再利用する現像剤回収補給装置を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のキャリア液除去装置。
7. 前記キャリア液は、不揮発性であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のキャリア液除去装置。
8. 液体現像剤を担持する現像剤担持体と、前記像担持体上の像を転写することにより画像を形成する転写体と、を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のキャリア液除去装置を用いた画像形成装置。
   

Images