JP3865391B2 - 画像形成装置及びキャリア液除去装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キャリア液除去装置及び画像形成装置に関わり、特に液体トナーを用いた画像形成装置における転写前画像からのキャリア液の除去装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液体トナーを用いた電子写真装置は、乾式電子写真装置では実現できない利点を有しており、近年その価値が見直されつつある。液体トナーにおいては、キャリア液中にトナーを分散させているため、サブミクロンサイズの極めて微細なトナーを用いることが出来るため高画質を実現できること、少量のトナーで十分な画像濃度が得られるため経済的であるうえに印刷（例えばオフセット印刷）並みの質感を実現できること、比較的低温でトナーを用紙に定着出来るため省エネルギーを実現できること、などが乾式に対する湿式電子写真の主な利点である。
【０００３】
一方、液体トナーを用いた電子写真装置では、感光体表面に液体トナーで可視像を形成した後に、殆どのキャリア液を除去した状態で中間転写媒体へ圧力転写し、さらに中間転写媒体から記録媒体（紙など）へ転写する方法が知られている。
【０００４】
感光体表面のキャリア液を除去する方法として、例えば特開平３−８０２７４公報には、キャリア液を吸収するローラが開示されている。具体的には、湿式現像装置内に設けられ感光体に対向して回転自在に設けられるスポンジ製ローラによって感光体上の現像液を除去する現像液除去装置において、前記スポンジ製ローラを、その内部から現像液を吸引可能な中空構造にすると共に、前記スポンジ製ローラの中空部に負圧を与えてスポンジ内に浸透している現像液を吸引する吸引手段と、該ローラの不必要な部分を覆い隠すローラカバーとを備える構造のものが開示されている。また特開平３−１４５６８０号公報では、回転する潜像保持体上の潜像を現像液で現像後、この画像面に、表面に均一粒径の微小粒子の層を有する円筒状通気性フォームローラを接触させて保持体上の現像液のキャリアをローラの内面空洞から吸引回収することを特徴とする現像液のキャリア回収方法を提案している。特開平７−２２５５１６号公報では、静電潜像の形成された像担持体に現像液を供給して現像した後、像担持体上に付着した現像液を除去する現像液除去装置であって、上記像担持体の表面に接触する多孔体吸液ロール部材を備え、この多孔体吸液ロール部材を、通気可能で導電性且つ剛性を有する多孔体スリーブと、この多孔体スリーブ上に被覆された導電性且つ弾性を有する多孔体層とから構成したことを特徴とする現像液除去装置を提案している。特開平１１−２４９４４５号公報では、キャリア液内に浸漬したトナー粒子を有する画像支持面上の液体現像画像から、キャリア液を除去するシステムであって、画像支持部材上の液体現像画像と接触して、前記液体現像画像からキャリア液の少なくとも一部を吸収する、吸収体接触部材を有し、吸収されたキャリア液を吸引するように、前記吸収体接触部材を通る負圧による空気の流れと、吸収されたキャリア液と残留汚染物質とを前記吸収体接触部材から押し出すように、前記吸収体接触部材を通る正圧による空気の流れとを選択的に生成する、前記吸収体接触部材に連結された二方向のバキュームシステムを有する、キャリア液を除去するシステムを提案している。更に特開平１１−２４９５２４号公報では、画像支持表面上のキャリア液内に浸漬されたトナー粒子を有する液体現像画像からキャリア液を除去するシステムであって、前記システムは、画像支持表面上の液体現像画像に接触する第１の吸収接触部材を有し、液体現像画像からキャリア液の少なくとも一部を吸収し、前記第１の吸収接触部材に接触する第２の吸収接触部材を有し、前記第１の吸収接触部材からキャリア液及び残存汚染物を除去し、前記第１の吸収接触部材が、該部材に連結されたバキュームシステムを備え、負圧エアフローを生成し、前記第１の吸収接触部材を通して液体を吸引する、キャリア液除去システムを提案している。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２４９４４５号公報、（００１２）段落乃至（００３５）段落
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上述の従来提案されているキャリア液をローラに吸収させる方法は以下に述べるような問題を抱えている。特開平３−８０２７４号公報と特開平３−１４５６８０号公報は、潜像保持体に形成された可視像からキャリア液を吸収ローラ内部に吸引する構造を有するが、吸収ローラにコアとなる剛性を有する部分が無く実用的な強度を有さない。また、潜像保持体からキャリア液を選択的に吸引する手段を持たない。特開平７−２２５５１６号公報と特開平１１−２４９４４５号公報では、吸収ローラのコアが通気性、導電性を有する剛体で構成され強度的には実用を満たし、また可視像から選択的にキャリア液を除去するためのバイアス電圧を印加することが出来る。しかし、吸収ローラ表面に付着したトナー固形分を除去する手段を持たない。特開平１１−２４９４４５号公報では、トナー固形分を押し出すような空気流を発生させることはできるが、これだけでは表面から物理的に取り除くことはできない。特開平１１−２４９５２４号公報では、吸収ローラからキャリア液及び付着トナーを除去する第２の吸収ローラを有する構造になっている。しかし、第２の吸収ローラも吸収弾性体からなるため、トナー汚染による劣化の恐れがあり、また弾性体同士の接触により長寿命化は見込めない。
【０００７】
本発明は、転写前の画像上からキャリア液の除去を効率良く行うこと。また、キャリア液除去装置の長寿命化も実現でき、これにより長期にわたり安定した画質を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のキャリア液除去装置は、キャリア液中にトナー粒子を分散させた液体トナーで現像して得られたトナー可視像を保持する潜像保持体表面から、前記キャリア液を吸収する導電性の吸収ローラと、前記吸収ローラに接触して回転し、非吸収性かつ絶縁性の表面を有し、前記吸収ローラとの接触位置において所定の電界を形成する電位を供給することができる前記吸収ローラ用のクリーニングローラとを有することを特徴とする。
【０００９】
前記吸収ローラにより吸収されたキャリア液を、前記吸収ローラから吸引する吸引装置を具備することが好ましい。
【００１０】
前記クリーニングローラの表面が鏡面であることが好ましい。
【００１１】
前記クリーニングローラに接触する弾性体ブレードを具備することが好ましい。
【００１２】
前記クリーニングローラに接触するブラシローラを具備することが好ましい。
【００１３】
本発明の画像形成装置は、キャリア液中にトナー粒子を分散させた液体トナーで静電潜像を現像して得られたトナー可視像を保持する潜像保持体と、前記トナー可視像を保持している前記潜像保持体表面の前記キャリア液を吸収する導電性の吸収ローラ及び、前記吸収ローラに接触して回転し、非吸収性かつ絶縁性の表面を有し、前記吸収ローラとの接触位置において所定の電界を形成する電位を供給することができる前記吸収ローラ用のクリーニングローラを具備するキャリア液除去装置と、前記キャリア液を吸収された前記潜像保持体表面に残存する前記トナー可視像を、記録媒体に転写する転写装置と、を有することを特徴とする。
【００１４】
前記転写装置は、前記潜像保持体表面に形成されたトナー可視像が転写され、転写された当該トナー可視像を記録媒体に転写する中間転写媒体を有することが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１に本発明に関わる画像形成装置の画像形成部の一実施形態を示す。
【００１６】
潜像保持体１は導電性基体の上に有機系もしくはアモルファスシリコン系の感光層を設けた感光体ドラムである。この潜像保持体１は周知のコロナ帯電器もしくはスコロトロン帯電器などで構成される帯電装置２−１により均一に帯電された後、画像変調されたレーザビームによる露光を受け、表面に静電潜像が形成される。
【００１７】
その後、現像装置４−１により静電潜像の可視像化が行われる。可視化された静電潜像はそのまま転写装置７により用紙９に転写されても良いが、ここでは引き続き第２の潜像形成工程に入る。帯電装置２−２と露光装置３−２で第２の静電潜像を形成し、第１の現像とは異なる色でこれを現像する。従って、第２の現像の後には、潜像保持体１上には２色のトナー像が形成されている。同様に、第３、第４の現像が行われ、潜像保持体１にはフルカラーのトナー像が形成される。
【００１８】
このトナー像は、図１に例示するように中間転写媒体７１を介して用紙９に転写される。潜像保持体１に対して加圧されるように中間転写媒体７１は配置されており、トナー像にせん断力を働かせて転写を行っている。
【００１９】
本発明者らの研究によると、以上のような圧力転写方式において、転写を効率良く行うためには転写前の現像済み画像から殆どのキャリア液（除去後の画像中のキャリア液量が５％以下程度）を除去することが重要である。
【００２０】
実際にキャリア液除去装置を画像形成プロセス上に配置するにあたり １.画像を乱さないこと、２．短時間にキャリア液を除去できることの２点が重要になる。キャリア液除去を実現する方法として、潜像保持体にローラを接触させキャリア液を絞り取る方法や、また逆にスポンジローラ等の吸収ローラに吸収させる方法、潜像保持体に空気流を吹き付け溶媒を拡散させる方法などがある。
【００２１】
本発明者らが鋭意研究の結果得られた知見として、上記の２点を満たす方法としては、キャリア液に吸収ローラを接触させ、キャリア液を除去した後、空気流を吹き付ける方法が効果が高いことが分かっている。
【００２２】
本発明者ら実験によると、画像を乱さないためにははじめに接触させる吸収ローラ５１表面の微細孔径をできるだけ小さくしてローラ表面の平滑度を向上させることが必要になる。実用に供する多孔質孔径は大きくても３０μｍ程度であり、これ以上大きな孔であると画像に対する影響が急激に増加する。また微細な孔径の弾性ローラを使うほど効果的な毛管現象を起こすために、潜像保持体１上からの吸収速度も速くなる。このような微細孔の層を毛管現象を起こすのに十分な厚みで構成することが潜像保持体上の溶媒を素早く吸収するために必須である。その後乾燥風により画像を転写可能なレベルまで十分に乾燥させる。
【００２３】
以下、図面を用いて、吸収ローラを用いたキャリア液除去装置の一実施形態について説明する。
図２はキャリア液除去装置の概略断面図である。
【００２４】
本実施形態においては、潜像保持体１上で現像終了後のトナー可視像に接触する吸収ローラ５１が配置されている。この吸収ローラ５１は、多孔質弾性体５１１で金属コア５１２を覆った構造からなる。多孔質弾性体５１１は、平滑で極めて微細な空隙を均一に分散した通気性を有するものが用いられる。具体的な材料としてポリウレタンスポンジなどのゴム系材料やゴアテックス等に代表される微細多孔シート等が挙げられる。また、弾性体であること、トナーの付着を防止するために導電性を持たせる事も重要である。
【００２５】
これらの多孔質材料の細孔径が大きくても３０μｍ程度であることが好ましく、これよりも細孔径が大きいと、キャリア液の吸収能を十分に発揮させることが困難に成る。金属コア５１２は、通気性を持たせるため、焼結金属や金属メッシュを積層し焼結した中空軸でも良いが、単に中空金属軸に多数の貫通孔を設けた物でも良い。この吸収ローラ５１には電源（図示しない）が接続され、潜像保持体１上に形成されたトナー可視像を反発させる向きの電界を形成する電位が与えられる。また、多孔質弾性体５１１に吸収された潜像保持体１上から除去されたキャリア液を吸引し一時保管する溶媒処理装置５５が配置される。
【００２６】
この溶媒処理装置５５は、金属コア５１２に接続され中空軸内部に負圧を発生させるポンプと、回収されたキャリア液を保持する容器からなる。回収液は混入物の除去を行い再利用しても、そのまま廃棄しても良い。吸収ローラ５１に吸収されたキャリア液は順次吸引排出されるために、ローラは常に接触吸収に適した状態に維持される。多孔質弾性体５１１の孔径も金属コア５１２の孔径も液体トナー中の固形分よりも十分に大きいため基本的にキャリア液に浮遊した固形分は吸収ローラ５１を貫通し、溶媒処理装置５５に搬送される。しかし、前記吸収ローラ５１表面に物理的に付着したトナーが生じる。これを除去するために、クリーニングローラ５２が吸収ローラ５１に接触するように配置される。クリーニングローラ５２は非吸収性で鏡面の表面からなる。表面に絶縁層を設けても良い。
【００２７】
また、吸収ローラ５１表面に物理的に付着したトナーを電気的に吸着させるような電界を形成するための電源（図示しない）が接続される。クリーニングローラ５２に電気的に移動された付着トナーはブレード５３により機械的に除去される。除去されたトナーは容器（図示しない）に集められ定期的に廃棄される。潜像保持体１上のキャリア液を吸収ローラ５１で、キャリア液中の浮遊固形分をクリーニングローラ５２で分離して除去することにより、効率的な除去システムが構築される。また、クリーニングローラ５２を剛性を持つ材料で構成することにより、キャリア液除去装置全体としての長寿命化が図れる。
【００２８】
吸収ローラ５１を通過後のトナー像は乾燥装置６により乾燥風を吹き付けられ、転写可能なまでに乾燥される。
【００２９】
本発明の第２の実施形態を図３に示す。潜像保持体１上のトナー可視像から吸収ローラ５１によりキャリア液を除去し、その際に吸収ローラ５１表面に付着したトナーをクリーニングするところまでは上記と同様である。クリーニングローラ５２に電気的に移動された付着トナーはブラシローラ５４により機械的に除去される。除去されたトナーは容器（図示しない）に集められ定期的に廃棄される。
【００３０】
第1の実施形態のように、ブレードによってクリーニングを行う場合は、ブレードの清掃を行うことで、ブレードを繰返し使用することが可能である。
【００３１】
第２の実施形態のように、ブラシでクリーニングする場合は、ブラシの清掃はブレードに比べて労力がかかるが、長期間クリーニング能を維持させることが可能になる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により、転写前画像上からキャリア液の除去を効率良く行うことができる。また、キャリア液除去装置の長寿命化も実現でき、これにより長期にわたり安定した画質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】 本発明のキャリア液除去装置の一実施形態を示す概略断面図である。
【図３】 本発明にキャリア液除去装置の別の実施形態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１・・・潜像保持体
２・・・帯電装置
３・・・露光装置
４・・・現像装置
５・・・キャリア液除去装置
５１・・・吸収ローラ
５１１・・・多孔質弾性体
５１２・・・金属コア
５２・・・クリーニングローラ
５３・・・ブレード
５４・・・ブラシローラ
５５・・・キャリア液処理装置
６・・・乾燥装置
７・・・転写装置
８・・・クリーナ
９・・・用紙

Claims (7)

1. キャリア液中にトナー粒子を分散させた液体トナーで現像して得られたトナー可視像を保持する潜像保持体表面から、前記キャリア液を吸収する導電性の吸収ローラと、
   前記吸収ローラに接触して回転し、非吸収性かつ絶縁性の表面を有し、前記吸収ローラとの接触位置において所定の電界を形成する電位を供給することができる前記吸収ローラ用のクリーニングローラと
   を有することを特徴とするキャリア液除去装置。
2. 前記吸収ローラにより吸収されたキャリア液を、前記吸収ローラから吸引する吸引装置を具備す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. 前記クリーニングローラの表面が鏡面であ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. 前記クリーニングローラに接触する弾性体ブレードを具備したことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載のキャリア液除去装置。
5. 前記クリーニングローラに接触するブラシローラを具備したことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載のキャリア液除去装置。
6. キャリア液中にトナー粒子を分散させた液体トナーで静電潜像を現像して得られたトナー可視像を保持する潜像保持体と、
   前記トナー可視像を保持している前記潜像保持体表面の前記キャリア液を吸収する導電性の吸収ローラ及び、前記吸収ローラに接触して回転し、非吸収性かつ絶縁性の表面を有し、前記吸収ローラとの接触位置において所定の電界を形成する電位を供給することができる前記吸収ローラ用のクリーニングローラを具備するキャリア液除去装置と、
   前記キャリア液を吸収された前記潜像保持体表面に残存する前記トナー可視像を、記録媒体に転写する転写装置と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
7. 前記転写装置は、前記潜像保持体表面に形成されたトナー可視像が転写され、転写された当該トナー可視像を記録媒体に転写する中間転写媒体を有することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。

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