JP4736033B2

JP4736033B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4736033B2
Application number: JP2005261854A
Authority: JP
Inventors: 浩一上條; 健井熊
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-09-09
Filing date: 2005-09-09
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2025-09-09
Also published as: JP2007072358A

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、液体現像材のクリーニ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、ブラックの液体現像剤である第１の液体現像剤で現像された第１の像を担持する第１の感光体と、前記第１の感光体に担持された像が転写される転写部材と、前記転写部材に第１の像を転写した前記第１の感光体をクリーニングする第１クリーニング部と、第２の液体現像剤で現像された第２の像を前記第１の像が転写された前記転写部材に転写する第２の感光体と、前記転写部材に前記第２の像を転写した前記第２の感光体をクリーニングする第２クリーニング部と、第３の液体現像剤で現像された第３の像を前記第２の像が転写された前記転写部材に転写する第３の感光体と、前記転写部材に前記第３の像を転写した前記第３の感光体をクリーニングする第３クリーニング部と、第４の液体現像剤で現像された第４の像を前記第３の像が転写された前記転写部材に転写する第４の感光体と、前記転写部材に前記第４の像を転写した前記第４の感光体をクリーニングする第４クリーニング部と、前記第４の像が転写された前記転写部材に転写媒体を当接させて、該転写媒体に該転写部材の像を転写させる転写部と、前記転写部で転写された前記転写部材にキャリア液を塗布する塗布部材と、前記塗布部材にキャリア液を供給する搬送部材と、前記塗布部材でキャリア液が供給された前記転写部材をクリーニングする転写部材クリーニング部とを有し、前記塗布部材は、前記転写部材に当接して転写部材との間にキャリア液を溜める液溜めブレードと、前記液溜めブレードで溜めたキャリア液を前記転写部材に塗布するスポンジローラとからなり、前記第１のクリーニング部で回収されたキャリア液を前記搬送部材で前記塗布部材に搬送することを特徴とする。
また、本発明は、第１の液体現像剤で現像された第１の像を担持する第１の感光体と、前記第１の感光体に担持された像が転写される転写部材と、前記転写部材に第１の像を転写した前記第１の感光体をクリーニングする第１クリーニング部と、第２の液体現像剤で現像された第２の像を前記第１の像が転写された前記転写部材に転写する第２の感光体と、前記転写部材に前記第２の像を転写した前記第２の感光体をクリーニングする第２クリーニング部と、第３の液体現像剤で現像された第３の像を前記第２の像が転写された前記転写部材に転写する第３の感光体と、前記転写部材に前記第３の像を転写した前記第３の感光体をクリーニングする第３クリーニング部と、第４の液体現像剤で現像された第４の像を前記第３の像が転写された前記転写部材に転写する第４の感光体と、前記転写部材に前記第４の像を転写した前記第４の感光体をクリーニングする第４クリーニング部と、前記第４の像が転写された前記転写部材に転写媒体を当接させて、該転写媒体に該転写部材の像を転写させる転写部と、前記転写部で転写された前記転写部材にキャリア液を塗布する塗布部材と、前記塗布部材にキャリア液を供給する搬送部材と、前記塗布部材でキャリア液が供給された前記転写部材をクリーニングする転写部材クリーニング部とを有し、前記塗布部材は、前記転写部材に当接して転写部材との間にキャリア液を溜める液溜めブレードと、前記液溜めブレードで溜めたキャリア液を前記転写部材に塗布するスポンジローラとからなり、前記第４のクリーニング部で回収されたキャリア液を前記搬送部材で前記塗布部材に搬送することを特徴とする。

本発明は、１つの感光体から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を容易にクリーニングすることが可能となる。

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（この例ではブラックＫ）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、４色目感光体と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ブラック感光体１０のクリーナ１５でクリーニングして回収した現像剤の一部を塗布する。ブラック感光体からの回収液を使用するのは、Ｙ，Ｍ，Ｃの各感光体が中間転写体に対して離当接するタイプの装置であっても、ブラック感光体は中間転写体に当接して必らず現像剤を回収できるからである。

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を配置し、さらに本実施形態では中間転写ベルト２０を挟んで塗布バックアップローラ４３を配置する。そして、クリーナ１５でブラック感光体１０から回収した現像剤の一部を図示しないギアポンプで汲み上げてスポンジローラ４２に供給して中間転写ベルト２０上に塗布する。なお、上記ではクリーナ１５で回収したキャリア液を用いるようにしたが、スクイーズローラ１３で回収したキャリア液をスポンジローラ４２に供給して中間転写ベルト２０上に塗布するようにしてもよく、クリーナ１５で回収したものとスクイーズローラ１３で回収したものの両方を用いて塗布するようにしてもよい。スポンジローラ４２へ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、スクイーズローラで回収し、キャリア液リッチな現像剤の一部をスポンジローラで中間転写ベルト上に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。

このようにクリーナやスクイーズローラでブラック感光体から回収したキャリア液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、本発明の実施の形態の他の例を説明する。
図５はブラック感光体からキャリア液を供給する例の構成を説明する図、図６はキャリア液塗布部の拡大図である。
図５においてブラック感光体から回収したキャリア液を含む現像剤を中間転写体上に塗布する基本的構成は図１の場合と共通であるので、共通部分の説明は省略するが、図５においてはキャリア液塗布部の構成のみ異なっている。

キャリア液塗布部は、図６に示すように、ベルトクリーナ（クリーニングブレード）２３に近接し、中間転写ベルト２０の回転方向上流側に液溜めブレード４０をバックアップローラ２２の位置で中間転写ベルト２０に当接させ、ブラック感光体１０で回収して供給されるキャリア液を中間転写ベルト２０との間に溜めるようにする。こうして溜めた液４４をスポンジローラ４２で中間転写ベルト２０上に塗布することにより、より完全に塗布できるとともに、溜めた液４４で付着物が剥がれ易くなり、これを液溜めブレード４０で除去できる効果も生ずる。なお、２６はクリーニングブレード２３で除去したキャリア液を含む現像剤の回収容器である。

図７は第４色目の感光体から回収した液を中間転写体上に塗布する例を説明する図である。
基本的構成は図５の場合と共通であるが、２次転写位置に対して中間転写体の回動方向上流側から下流側に向かって順次配置されているＫ（ブラック）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）の中で、２次転写位置に最も近い位置に配置された４色目の感光体（この配置例ではイエロー感光体）から回収したキャリア液を含む現像剤を塗布部材であるスポンジローラに対して供給している。第４色目のキャリアは混色していて再利用することができないから、これを有効利用する。もちろん、液溜めブレードを使用しない図１の構成の場合でも同様である。この場合、Ｙ，Ｍ，Ｃが離当接するタイプの装置ではキャリア液を回収・利用できない場合があるので、この例はＹ，Ｍ，Ｃが離当接しない、つまり離間しないタイプに適用することが好ましい。

図８は第４色目のブラック感光体から回収した液を中間転写体上に塗布する例を説明する図である。
基本的構成は図７の場合と同じであるが、２次転写位置に最も近い位置に配置された４色目の感光体がブラック感光体である点のみ異なっている。Ｙ，Ｍ，Ｃの感光体が中間転写ベルトから離当接するタイプと離間しないタイプとがあるが、ブラック感光体の場合離間することがないので、必ずキャリア液を回収して利用できる利点がある。

Ｙ，Ｍ，Ｃの感光体が離当接するタイプとは、例えば、図９に示すようにブラック感光体が４色目の場合、図１０に示すようにブラック感光体が１色目の場合のいずれもあり、ブラック感光体の場合離間しないので、必ずキャリア液を回収して利用できる。

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一例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。ブラック感光体からキャリア液を供給する例を説明する図である。キャリア液塗布部の拡大図である。４色目感光体からの回収液を中間転写体上に塗布する例を示す図である。４色目のブラック感光体からの回収液を塗布する例を示す図である。感光体が離当接するタイプを説明する図である。感光体が離当接するタイプ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…液溜めブレード、４２…スポンジローラ。

Claims

ブラックの液体現像剤である第１の液体現像剤で現像された第１の像を担持する第１の感光体と、
前記第１の感光体に担持された像が転写される転写部材と、
前記転写部材に第１の像を転写した前記第１の感光体をクリーニングする第１クリーニング部と、
第２の液体現像剤で現像された第２の像を前記第１の像が転写された前記転写部材に転写する第２の感光体と、
前記転写部材に前記第２の像を転写した前記第２の感光体をクリーニングする第２クリーニング部と、
第３の液体現像剤で現像された第３の像を前記第２の像が転写された前記転写部材に転写する第３の感光体と、
前記転写部材に前記第３の像を転写した前記第３の感光体をクリーニングする第３クリーニング部と、
第４の液体現像剤で現像された第４の像を前記第３の像が転写された前記転写部材に転写する第４の感光体と、
前記転写部材に前記第４の像を転写した前記第４の感光体をクリーニングする第４クリーニング部と、
前記第４の像が転写された前記転写部材に転写媒体を当接させて、該転写媒体に該転写部材の像を転写させる転写部と、
前記転写部で転写された前記転写部材にキャリア液を塗布する塗布部材と、
前記塗布部材にキャリア液を供給する搬送部材と、
前記塗布部材でキャリア液が供給された前記転写部材をクリーニングする転写部材クリーニング部とを有し、
前記塗布部材は、前記転写部材に当接して転写部材との間にキャリア液を溜める液溜めブレードと、前記液溜めブレードで溜めたキャリア液を前記転写部材に塗布するスポンジローラとからなり、前記第１のクリーニング部で回収されたキャリア液を前記搬送部材で前記塗布部材に搬送することを特徴とする画像形成装置。
前記第２の感光体、前記第３の感光体、及び第４の感光体は前記転写部材と離間する請求項１に記載の画像形成装置。
第１の液体現像剤で現像された第１の像を担持する第１の感光体と、
前記第１の感光体に担持された像が転写される転写部材と、
前記転写部材に第１の像を転写した前記第１の感光体をクリーニングする第１クリーニング部と、
第２の液体現像剤で現像された第２の像を前記第１の像が転写された前記転写部材に転写する第２の感光体と、
前記転写部材に前記第２の像を転写した前記第２の感光体をクリーニングする第２クリーニング部と、
第３の液体現像剤で現像された第３の像を前記第２の像が転写された前記転写部材に転写する第３の感光体と、
前記転写部材に前記第３の像を転写した前記第３の感光体をクリーニングする第３クリーニング部と、
第４の液体現像剤で現像された第４の像を前記第３の像が転写された前記転写部材に転写する第４の感光体と、
前記転写部材に前記第４の像を転写した前記第４の感光体をクリーニングする第４クリーニング部と、
前記第４の像が転写された前記転写部材に転写媒体を当接させて、該転写媒体に該転写部材の像を転写させる転写部と、
前記転写部で転写された前記転写部材にキャリア液を塗布する塗布部材と、
前記塗布部材にキャリア液を供給する搬送部材と、
前記塗布部材でキャリア液が供給された前記転写部材をクリーニングする転写部材クリーニング部とを有し、
前記塗布部材は、前記転写部材に当接して転写部材との間にキャリア液を溜める液溜めブレードと、前記液溜めブレードで溜めたキャリア液を前記転写部材に塗布するスポンジローラとからなり、前記第４のクリーニング部で回収されたキャリア液を前記搬送部材で前記塗布部材に搬送することを特徴とする画像形成装置。