JP5151562B2 - 湿式画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、電子写真方式の画像形成装置に関し、特にキャリア液にトナーを分散した液体現像剤を用いて画像形成を行なう湿式の画像形成装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置においては、感光体上に形成された静電潜像がトナーにより現像され、さらにそのトナー像が記録用紙に転写されることで、画像が形成される。また、中間転写体を有している画像形成装置では、トナー像が感光体から中間転写体へ一次転写され、さらに中間転写体から記録用紙へ二次転写されることで、画像が形成される。このような画像形成装置の転写プロセスでは、一般に静電転写方式が採用されている。

特に、キャリア液にトナーを分散した液体現像剤を用いる湿式画像形成装置では、感光体から中間転写体への一次転写後、あるいは中間転写体から記録用紙への二次転写後、に残留するトナーの除去（クリーニング）が課題となっている。これは、液体現像液では、一般にトナーの粒径が小さいため、乾式画像形成装置と比較して、クリーニングがより難しいためである。クリーニングによっても十分に除去されずに残留したトナーは、感光体や中間転写体への次の画像形成に影響を与えるという問題を生じる。

このような課題に対する一つのアプローチとして、感光体や転写体（以下「像担持回転体」とも総称する。）の周面に対して撹拌回転体を当接配置し、この撹拌回転体を像担持回転体に対して所定の周速度差が生じるように駆動することで、像担持回転体上に残留したトナーを撹拌する構成が提案されている。このような構成により、像担持回転体に残留するトナーをより効率的にクリーニングすることができる。

たとえば、特開平０５−０６６７０１号公報（特許文献１）や特開平０５−００２３５７号公報（特許文献２）には、感光体上に付着している未転写トナーの軟化・希釈を起こさせてクリーニングブレードによる除去を行ないやすい状況を設定するためのクリーニングローラを具備する複写機のクリーニング装置が開示されている。

また、上述のような像担持回転体に残留するトナーのクリーニングを行なう際には、より残留トナーを回収しやすくするために、像担持回転体の周面にクリーニング液（キャリア液と同じ成分であることが多い）を供給することも多い。たとえば、特開２００３−３２３０５８号公報（特許文献３）には、印刷媒体に画像を転写した後の中間転写体にキャリア液を塗布するキャリア液塗布手段を含む液体現像電子写真装置が開示されている。
特開平０５−０６６７０１号公報 特開平０５−００２３５７号公報 特開２００３−３２３０５８号公報

上述の特開平０５−０６６７０１号公報（特許文献１）や特開平０５−００２３５７号公報（特許文献２）に開示される構成では、像担持回転体に対して所定の周速度差をもって回転駆動する撹拌回転体とともに、クリーニング液を供給するための機構も設けられている。

しかしながら、これらの構成では、撹拌回転体と像担持回転体との間に生じる摩擦トルクの変化が考慮されていない。すなわち、撹拌回転体と像担持回転体との接触面に介在する液体（クリーニング液など）の量に応じて、両者の間に発生する摩擦トルクは変動するにもかかわらず、上述のクリーニング装置では、常に同じ動作を行なうように構成されている。そのため、状況によっては、過大な摩擦トルクが発生し、撹拌回転体を破損するなどといった好ましくない現象が生じる可能性がある。上述の先行技術では、このような課題を見出しておらず、そのため、その解決手段を何ら開示および示唆していない。

そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、撹拌回転体を保護しつつ、像担持回転体に残留するトナーを効率的にクリーニングできる湿式画像形成装置を提供することである。

この発明のある局面に従えば、キャリア液にトナーを分散した液体現像剤を用いる湿式画像形成装置を提供する。湿式画像形成装置は、液体現像剤から形成されたトナー像を担持するとともに、当該トナー像を被転写体に転写する像担持回転体と、被転写体へのトナー像の転写後に像担持回転体の周面に残留したトナーをクリーニングするクリーニング装置とを含む。クリーニング装置は、像担持回転体と当接配置され、像担持回転体上に残留したトナーを撹拌する撹拌回転体と、少なくとも撹拌回転体の周面にクリーニング液を供給可能な給液機構とを含み、少なくとも、撹拌回転体を像担持回転体の周速度とは異なる周速度で回転駆動する第１モードと、像担持回転体と速度差なしで回転させるとともに、給液機構からクリーニング液を供給する第２モードとを選択可能に構成され、第２モードでの動作は、撹拌回転体が像担持回転体と接触する位置に残留したトナーが存在しない期間において実行される。

好ましくは、第２モードにおいて、撹拌回転体は像担持回転体に従動回転する。
好ましくは、第１モードにおいて、撹拌回転体と像担持回転体の接触位置における撹拌回転体の回転方向は、像担持回転体の回転方向とは逆である。

好ましくは、クリーニング装置は、湿式画像形成装置への電源供給開始直後に、第２モードで動作し、続いて第１モードでの動作に変更される。

好ましくは、クリーニング装置は、湿式画像形成装置に対するメンテナンスの実施を検出すると、当該メンテナンス直後に第２モードで動作し、続いて第１モードでの動作に変更される。

好ましくは、クリーニング装置は、撹拌回転体を駆動する駆動手段と過負荷検出手段とをさらに含み、過負荷検出手段が駆動手段から過負荷検出信号を受信すると、クリーニング装置は、第２モードで動作し、続いて第１モードでの動作に変更される。
好ましくは、クリーニング装置は、第２モードに設定されると、撹拌回転体の全周面にクリーニング液を供給するまでの期間は第２モードによる動作を継続する。

この発明に係る湿式画像形成装置によれば、撹拌回転体を保護しつつ、像担持回転体に残留するトナーを効率的にクリーニングできる。

この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。

＜湿式画像形成装置の構成＞
図１は、この発明の実施の形態に従う湿式画像形成装置の概略構成図である。

図１を参照して、この発明の実施の形態に従う湿式画像形成装置は、それぞれがローラ状の像担持回転体である感光体２および中間転写体３を含む。また、本実施の形態に従う湿式画像形成装置には、各部の動作を制御するための制御装置８が設けられる。

感光体２の周囲には、矢印で示す回転方向の順に、現像装置１、感光体クリーニング装置（以下「ＰＣ（Photo Conductor）クリーニング装置」とも称する。）５、感光体２の表面の除電（イレース）を行なうための除電装置（図示しない）、帯電装置２１、感光体２の表面に静電潜像を形成するための露光装置（図示しない）が設けられる。感光体２は、現像装置１によって現像されたトナー像を担持するとともに、そのトナー像を被転写体である中間転写体３に一次転写する。

また、中間転写体３の周囲には、矢印で示す回転方向の順に、二次転写ローラ４および中間転写体クリーニング装置（以下「ＩＭＲ（Intermediate Roller）クリーニング装置」とも称する。）６が設けられる。中間転写体３は、感光体２に一次転写されたトナー像を被転写体である記録用紙７へ二次転写する。

現像装置１は、現像ローラ１１と、トナーおよびキャリア液を含む液体現像剤（以下「現像液」とも称する。）１２を貯蔵する現像槽１３と、液量検出器１４とを含む。ここで、現像液は、キャリア液である絶縁性液体と、静電潜像を現像するトナーと、トナーを分散させる分散剤とを主要成分としている。

キャリア液としては、一般に電子写真用現像液に用いるものであれば、特に制限されることなく用いることができるが、中でも不揮発性の液体が好ましい。不揮発性液体としてはたとえば、シリコンオイル、ミネラルオイル、パラフィンオイル、鉱物油等を挙げることができる。

トナーとしては、一般に電子写真用現像液に用いるものであれば、特に制限されることなく用いることができる。トナーに含有されるトナー用結着樹脂としては、たとえばポリスチレン樹脂、スチレンアクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。またこれらの樹脂を複数混合して用いることも可能である。さらに、トナーの着色に用いられる顔料および染料としては、一般に市販されているものを用いることができる。たとえば、顔料としては、カーボンブラック、ベンガラ、酸化チタン、シリカ、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、スカイブルー、ベンジジンイエロー、レーキレッドＤ等を用いることができる。染料としては、ソルベントレッド２７やアシッドブルー９等を用いることができる。

現像液の調製方法としては、一般に用いられる製法に基づいて調製することができる。たとえば、結着剤樹脂と顔料とを所定の配合比で、加圧ニーダ、ローラミルなどを用いて溶融混練することで均一に分散し、得られた分散体をたとえばジェットミルによって微粉砕する。得られた微粉末をたとえば風力分級機などにより分級することで、所望の粒径の着色トナーを得ることができる。そして、得られたトナーをキャリア液としての絶縁性液体と所定の配合比で混合する。この混合物をボールミル等の分散手段により均一に分散させることで、現像液を得ることができる。

現像ローラ１１には、現像槽１３から一定量の現像液が供給され、図示しない現像前チャージャにより現像ローラ１１上の現像液中に含まれるトナーに電荷が与えられる。その後、現像ローラ１１により感光体２に搬送された荷電トナーは、感光体２上においてトナー像として現像される。

感光体２の表面（周面）は、帯電装置２１により所定の表面電位に一様に帯電される。そして、図示しない露光装置が画像情報に従って露光を行ない、感光体２の表面に静電潜像を形成する。次いで、感光体２上の静電潜像は、上述したように現像装置１によりトナーおよびキャリア液を含む現像液で現像され、感光体２の表面にトナー像が形成される。このとき、トナーだけでなくキャリア液も感光体２の表面に付着する。

続いて、感光体２上に形成されたトナー像は、所定の電圧が印加された中間転写体３に一次転写される。そして、中間転写体３から記録用紙７へ二次転写ローラ４により二次転写されて被転写体である記録用紙７上にトナー像が形成される。さらに、記録用紙７上に転写されたトナー像は、図示しない定着ローラによって定着される。なお、二次転写ローラ４の内部にヒータを内蔵することで、二次転写ローラ４を、転写機能および定着機能を兼ね備えた転写同時定着用のローラとすることも可能である。

一方、一次転写後の感光体２に残留したトナーについては、ＰＣクリーニング装置５により除去（クリーニング）される。ＰＣクリーニング装置５は、クリーニング液給液部（給液機構）５１と、感光体２と当接配置され、感光体２上に残留したトナーを撹拌するクリーニングローラ（撹拌回転体）５２と、クリーニング部材５３と、クリーニングローラ５２を回転駆動するモータ５４と、クリーニングローラ５２とモータ５４との間を機械的に連結／開放可能なクラッチ５５と、モータ５４の過負荷状態を検出する過負荷検出器５６とを含む。

より具体的には、クリーニング液給液部５１は、感光体２の幅方向（回転軸方向）に一様となるようにクリーニング液を給液する。

図２は、この発明の実施の形態に従うクリーニング液給液部５１の一例を示す外観図である。図２に示すように、クリーニング液給液部５１の一例として、感光体２の幅方向（回転軸方向）に複数の吐出孔が並設された給液口を感光体２の上部に配置し、各孔から感光体２に向けてクリーニング液を滴下するようにしてもよい。また、図示しないポンプなどによってクリーニング液が給液口に供給され、給液口から滴下されるクリーニング液の単位時間当たりの量は、このポンプの回転数などによって制御される。

クリーニング液給液部５１から供給されるクリーニング液は、感光体２上の残留したトナーと混合されてトナーを感光体２から遊離させる。それとともに、クリーニング液は、感光体２とクリーニングローラ５２との間に介在し、両者の間に生じる摩擦トルクを低減する作用も果たす。

クリーニング液としては、現像液に対して親和性を有し、かつトナーや像担持回転体を溶融させなければいずれの媒体を用いてもよいが、現像剤に含まれるキャリア液と同じ成分にすることが好ましい。クリーニング液とキャリア液とを同じ成分にすることで、後述するクリーニング部材５３によって回収された後に、現像剤またはクリーニング液としてリサイクル可能となる。

クリーニングローラ５２は、感光体２と当接配置され、感光体２に対して所定の周速度差が生じるように回転駆動することで、感光体２上に残留したトナーを撹拌する。これにより、残留しているトナーが感光体２から遊離しやすくなり、移動方向下流側に設けられたクリーニング部材５３によるクリーニング力を向上させることができる。

クリーニングローラ５２は、適当な液保持性を有することが好ましく、代表的に、発泡性ウレタンなどによって構成することができる。また、クリーニングローラ５２としては、感光体２との間に適度な摩擦トルクを生じるような所定範囲内の硬度をもつ材質が好ましい。これは、クリーニングローラ５２の硬度が低すぎると撹拌力が低下する一方、硬度が高すぎると摩擦トルクが大きくなりすぎるからである。代表的に、クリーニングローラ５２の硬度は、アスカーＣ硬度で５〜４０度が好ましい。なお、感光体２の硬度は、クリーニングローラ５２の硬度より高ければよい。

特に、本実施の形態に従う湿式画像形成装置では、ＰＣクリーニング装置５は、「通常モード」および「給液モード」の２つの動作モードを有し、状況に応じていずれかのモードで動作可能に構成される。「通常モード」は、感光体２上の残留トナーをクリーニングするためのモードであり、このモードでは、クリーニングローラ５２が感光体２の周速度とは異なる周速度で回転駆動する。一方、「給液モード」は、クリーニングローラ５２と感光体２との間に液体を介在させて過大な摩擦トルクの発生を抑制するためのモードであり、このモードでは、クリーニングローラ５２を感光体２と速度差なしで回転させるとともに、クリーニング液給液部５１からクリーニング液が供給される。なお、本実施の形態では、「感光体２と速度差なしで回転させる」ために、クリーニングローラ５２を回転自在にする構成について例示するが、感光体２と同一の周速度となるように、クリーニングローラ５２を駆動して回転速度を制御してもよい。なお、「通常モード」および「給液モード」の詳細については後述する。

モータ５４は、制御装置８からのモータＯＮ／ＯＦＦ指令に従って、クリーニングローラ５２を回転駆動するための駆動トルクを発生する。

クラッチ５５は、モータ５４の出力軸とクリーニングローラ５２との間に設けられ、制御装置８からのクラッチＯＮ／ＯＦＦ指令に従って、両者の間を機械的に連結／開放する。上述したように、「通常モード」では、クリーニングローラ５２が所定の周速度で回転駆動する必要があるので、クラッチ５５は連結状態に維持され、モータ５４で発生した駆動力がクリーニングローラ５２へ伝達される。一方、「給液モード」では、クリーニングローラ５２が回転自在にする必要があるので、クラッチ５５は開放状態に維持される。

過負荷検出器５６は、モータ５４の電源供給線に設けられ、そこに流れる電流値などに基づいてモータ５４が過負荷状態であるか否かを検出する。過負荷検出器５６によるモータ５４が過負荷状態であるとの検出結果は、制御装置８へ送出される。一例として、過負荷検出器５６は、サーマルリレーなどによって構成される。

同様に、二次転写後の中間転写体３に残留したトナーについては、ＩＭＲクリーニング装置６により除去（クリーニング）される。ＩＭＲクリーニング装置６は、クリーニング液給液部（給液機構）６１と、中間転写体３と当接配置され、中間転写体３上に残留したトナーを撹拌するクリーニングローラ（撹拌回転体）６２と、クリーニング部材６３と、クリーニングローラ６２を回転駆動するモータ６４と、クリーニングローラ６２とモータ６４との間を機械的に連結／開放可能なクラッチ６５と、モータ６４の過負荷状態を検出する過負荷検出器６６とを含む。

ＩＭＲクリーニング装置６を構成するクリーニング液給液部６１、クリーニングローラ６２、クリーニング部材６３、モータ６４、クラッチ６５、過負荷検出器６６については、ＰＣクリーニング装置５を構成するクリーニング液給液部５１、クリーニングローラ５２、クリーニング部材５３、モータ５４、クラッチ５５、過負荷検出器５６とそれぞれ同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

また、ＩＭＲクリーニング装置６についても、上述したＰＣクリーニング装置５と同様に、「通常モード」および「給液モード」の２つの動作モードを有し、状況に応じていずれかモードで動作可能に構成される。

＜通常モード＞
「通常モード」は、それぞれ感光体２および中間転写体３（以下、両者を「像担持回転体」とも総称する。）上の残留トナーをクリーニングするためのモードである。

通常モードにおいて、感光体２に対して当接配置されたクリーニングローラ５２および中間転写体３に対して当接配置されたクリーニングローラ６２（以下、両クリーニングローラを単に「クリーニングローラ」とも総称する。）は、当接する像担持回転体の周速度とは異なる周速度で回転駆動する。ここで、撹拌力（クリーニング能力）を向上させるためには、像担持回転体とクリーニングローラとの間の周速度の差を大きくする必要がある。そのため、本実施の形態に従う湿式画像形成装置では、各クリーニングローラは、その回転方向が対応する像担持回転体の回転方向とは逆である「カウンタ駆動」されるものとする。なお、各クリーニングローラの回転方向が対応する像担持回転体の回転方向とは同じである「ウイズ駆動」されてもよいが、「カウンタ駆動」の方がより大きな周速度差を容易に得ることができるので好ましい。

クリーニングローラが「カウンタ駆動」される場合には、その周速度比（カウンタローラの周速度／像担持回転体の周速度）の絶対値は、０．５〜３程度に設定することが好ましい。また、像担持回転体に対するクリーニングローラの設定圧は、２０［Ｎ／ｍ］〜２００［Ｎ／ｍ］程度が好ましい。設定圧が低すぎると、十分な撹拌力が得られない一方、設定圧が高すぎると、撹拌力はそれほど変化しないが、両者の接触面に十分に液体が介在していても過剰な摩擦トルクが発生し得る。

上述したように、通常モードでは、クリーニングローラの回転駆動により発生する摩擦トルクを用いて、残留するトナーに対する撹拌力を発生させる。しかしながら、この発生する摩擦トルクの大きさは、像担持回転体とクリーニングローラとの接触面の状態に応じて大きく変化し得る。すなわち、両者の接触面に十分に液体（一種の潤滑剤）が存在しない場合には、両者の間に発生する摩擦トルクは相対的に大きくなる。その結果、発生する摩擦トルクが対応するモータの定格値を超えてしまい、クリーニングローラを回転駆動できない事態や、発生する摩擦トルクによってローラ自体が破損するという事態が発生し得る。

このような事態は、特に、湿式画像形成装置が長期間停止状態に置かれた場合や、クリーニングローラを交換した直後といった、クリーニングローラにクリーニング液が十分に保持されていない状態で生じ易い。

このような課題を考慮して、本実施の形態に従う湿式画像形成装置のクリーニング装置では、過大な摩擦トルクが発生することが予想される状況において後述する給液モードで動作し、クリーニングローラと像担持回転体との接触面に十分な液体を供給する。

＜給液モード＞
「給液モード」での動作は、クリーニングローラと像担持回転体との接触面に十分な液体が介在せず、過大な摩擦トルクが発生することが予想される状態において、「通常モード」の実行に先立って実行される。

より具体的には、まず、クリーニングローラが回転自在に維持される。併せて、像担持回転体は所定速度で回転する。これにより、クリーニングローラは、像担持回転体の回転に従って従動回転する。ここで、クリーニングローラと像担持回転体との間には、クリーニングローラの自由回転による相対的に小さなトルクが生じるのみであり、クリーニングローラと像担持回転体との間の状態にかかわらず、クリーニングローラを破損することを回避できる。なお、対応するクラッチ５５，６５が開放状態になることで、クリーニングローラを回転自在に維持する。

一方、クリーニング液給液部５１，６１は、クリーニング液を供給する。この供給されたクリーニング液は、像担持回転体の回転に従ってクリーニングローラとの接触面まで運ばれるとともに、像担持回転体に従動するクリーニングローラの周面にも供給される。

以上のような動作によって、クリーニングローラと像担持回転体との間に十分なクリーニング液が供給されたと判断すると、給液モードは終了し、通常モードへ移行する。

なお、給液モードでの動作は、非画像形成時、より具体的には、クリーニングローラが像担持回転体と接触する位置に残留トナーが存在しない期間に実行されることが好ましい。これは、給液モード時には、残留トナーに対するクリーニング能力が低下することが予想されるためである。また、給液モードから通常モードへ移行する際には、クリーニングローラが従動回転から駆動回転に切替わる必要があり、この切替動作によって、像担持回転体に振動などが生じ、画像形成に悪影響を与えるおそれもあるからである。

また、給液モードは、像担持回転体の全周面にクリーニング液を供給するまでの期間は継続されることが好ましい。これは、クリーニングローラの全周に亘ってクリーニング液を供給することにより、像担持回転体との間に生じる摩擦トルクを安定して低減できるためである。

また、図１に示すように、クリーニング液給液部５１，６１が像担持回転体とクリーニングローラとの接触位置より移動方向上流側に配置される場合には、各クリーニング液給液部から供給されたクリーニング液が像担持回転体とクリーニングローラとの接触位置に到達した後に、クリーニングローラが１回転以上するまで給液モードを継続することが好ましい。

また、上述の「通常モード」においても、クリーニング液給液部５１，６１からクリーニング液が供給されてもよいが、その量は「給液モード」における供給量より少なくしてもよい。あるいは、像担持回転体に残留する液量が多い場合には、「通常モード」では、クリーニング液給液部５１，６１からのクリーニング液の給液を停止してもよい。

また、「給液モード」を一旦実行すると、その後の「通常モード」における画像形成動作ではキャリア液を含んだトナーが供給されるので、「通常モード」の途中に「給液モード」を再度実行する必要性は低い。

＜給液モードの実行タイミング＞
「給液モード」は、以下に示すような、クリーニングローラと像担持回転体との間に過大な摩擦トルクが発生し得る状況において、実行される。

（１）湿式画像形成装置への電源供給開始直後
湿式画像形成装置が停止状態にあったので、クリーニングローラに保持されていたクリーニング液が揮発もしくは像担持回転体側に移動していると想定されるからである。特に、揮発性のキャリア液またはクリーニング液を使用した場合には必要となる。

（２）湿式画像形成装置に対するメンテナンスの実施後
メンテナンスとは、湿式画像形成装置を構成する部品の取出し・清掃・交換や、現像液やクリーニング液の補給などを含む。特に、クリーニングローラを交換した際などには、給液モードを実行する必要がある。このようなメンテナンスの実施の検出方法としては、代表的に以下の方法が採用できる。

（ｉ）湿式画像形成装置のドアの開閉を検出
（ｉｉ）現像液の補給レベルを検出
（ｉｉｉ）ユーザもしくは保守員による入力操作
（３）実際に過大な摩擦トルク発生した場合
一例として、クリーニングローラを駆動するモータが過負荷となった場合に、過大な摩擦トルク発生したと判断できる。あるいは、クリーニングローラに発生する摩擦トルクを随時測定し、その測定値に基づいて、「給液モード」を実行するか否かを判断してもよい。

＜制御装置の構成＞
上述のように、本実施の形態に従う湿式画像形成装置では、クリーニング装置の動作を「通常モード」および「給液モード」に選択可能に構成されるが、この各モードにおける動作は制御装置８（図１）によって制御される。以下、制御装置８の構成について説明する。

図３は、この発明の実施の形態に従う湿式画像形成装置の制御装置８の概略構成図である。

図３を参照して、制御装置８は、演算処理部８１と、入力インタフェース８２と、出力インタフェース８３と、記憶部８４と、タイマ部８５とを含む。

演算処理部８１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などを主体として構成され、記憶部８４などに予め格納されたプログラムをロードして実行することで、本実施の形態に従う湿式画像形成装置における動作を制御する。

入力インタフェース８２は、各検出部またはユーザ指示を受付けて、その受付けた内容を演算処理部８１へ出力する。より具体的には、入力インタフェース８２は、湿式画像形成装置のドアに設けられた開閉検出器２５からのドア開閉信号、液量検出器１４（図１）からの補給検知信号、過負荷検出器５６，６６（図１）からのモータ５４，６４（図１）の過負荷検出信号、およびユーザ指示を受付可能に構成される。

出力インタフェース８３は、演算処理部８１による演算処理の結果に応じて、制御指令を出力する。具体的には、出力インタフェース８３は、モータ５４，６４（図１）に対して、モータＯＮ／ＯＦＦ指令を出力するとともに、クラッチ５５，６５（図１）に対して、クラッチＯＮ／ＯＦＦ指令を出力する。

記憶部８４は、代表的に、ＲＯＭ（Read Only Memory）やハードディスクなどのような不揮発性メモリと、ＲＡＭ（Random Access Memory）などのような不揮発性メモリとを含み、演算処理部８１で実行されるプログラムを予め格納したり、演算処理部８１でプログラムを実行するためのワークメモリを提供したりする。

タイマ部８５は、後述するように、給液モードの処理経過時間を計時する。
＜給液モードおよび通常モード実行時のタイミングチャート＞
以下、図４に示すタイミングチャートを参照して、まず給液モードが実行され、その後通常モードが実行される場合の処理手順について説明する。

図４は、この発明の実施の形態に従う湿式画像形成装置における給液モードおよび通常モード実行時のタイミングチャートである。

まず、図４（ｄ）に示すように、時刻ｔ１において、制御装置８が給液開始指令を発行したとする。この給液開始指令は、代表的に、（ｉ）湿式画像形成装置への電源供給の開始、（ｉｉ）開閉検出器２５（図３）によるドア閉検出、（ｉｉｉ）液量検出器１４（図１）による補給レベル検出、（ｉｖ）過負荷検出器（図１）による過負荷状態の検出、（ｖ）ユーザによるメンテナンス実行指示の入力、のいずれかが成立した場合に発行されるものとする。なお、図４は、上記（ｉ）および（ｉｉ）の場合の動作を示すものである。

この給液開始指令の発行に応答して、各クリーニング装置の動作は給液モードに設定されるとともに、制御装置８のタイマ部８５が処理経過時間の計時動作を開始する（図４（ｅ）参照）。

続いて、時刻ｔ２において、各クリーニング装置において、クリーニングローラのクラッチがＯＦＦ（開放）に変更される（図４（ｂ）参照）。これにより、各クリーニング装置のクリーニングローラは、回転自在にされる。同時に、各クリーニング装置のクリーニング液給液部の給液動作が給液モードに設定される（図４（ｃ）参照）。これにより、各クリーニング装置のクリーニング液供給部が、給液モードにおけるクリーニング液の供給を開始する。なお、図４（ｃ）には、クリーニング装置の初期状態がＯＦＦである場合を示すが、時刻ｔ１前において通常モードに設定されている場合も同様に給液モードに変更される。

さらに、時刻ｔ３において、像担持回転体が回転を開始する（図４（ａ）参照）。この像担持回転体の回転により、当接するクリーニングローラも従動回転し、このクリーニングローラの従動回転によって、クリーニング液給液部から供給されたクリーニング液が、クリーニングローラの周面に塗布される。なお、時刻ｔ２と時刻ｔ３との時間差は、一例として、０．３［秒］程度に設定されることが好ましい。

時刻ｔ４において、制御装置８のタイマ部８５が処理時間Ｔｍの計時を完了する（図４（ｅ）参照）と、制御装置８が給液終了指令を発行する（図４（ｄ）参照）。すると、その後の時刻ｔ５において、像担持回転体が回転を停止する（図４（ａ）参照）。この像担持回転体の停止によって、従動回転していたクリーニングローラも停止する。

なお、処理時間Ｔｍは、クリーニングローラにクリーニング液が達してから、クリーニングローラが少なくとも１回転に要する期間以上に設定することが好ましい。

続いて、時刻ｔ６において、各クリーニング装置の動作は通常モードに変更される。このとき、各クリーニング装置において、クリーニングローラのクラッチがＯＮ（連結）に変更される（図４（ｂ）参照）。これにより、各クリーニング装置のクリーニングローラは、対応のモータと連結状態にされる。同時に、各クリーニング装置のクリーニング液給液部の給液動作が通常モードに設定される（図４（ｃ）参照）。これにより、各クリーニング装置のクリーニング液給液部は、クリーニング液の供給量を通常モードにおける値に変更する。なお、時刻ｔ５と時刻ｔ６との時間差は、一例として、０．３［秒］程度に設定されることが好ましい。

通常モードへの変更後の時刻ｔ７において、画像形成処理を実行するための起動指令が与えられたとすると、像担持回転体はトナー像を転写するために再度回転を開始する（図４（ａ）参照）。一方、クリーニングローラは、像担持回転体が回転を開始する時刻ｔ７より後の時刻ｔ８において、回転駆動を開始する（図４（ｂ）参照）。このクリーニングローラの回転駆動は、残留トナーのクリーニングを行なうためであり、上述したように、クリーニングローラは、像担持回転体の周速度とは異なる周速度で回転駆動する。なお、時刻ｔ７と時刻ｔ８との時間差は、一例として、０．３［秒］程度に設定されることが好ましい。

上述のタイミングチャートでは、給液モードの終了時において像担持回転体を停止（時刻ｔ５）させたが、必ずしも停止させる必要はなく、回転を継続させてもよい（時刻ｔ５〜ｔ７）。但し、時刻ｔ６におけるクリーニングローラのクラッチＯＮを安定して行なうためには、像担持回転体を一旦停止することが好ましい。

また、通常モードにおいて、像担持回転体の駆動開始タイミング（時刻ｔ７）と、クリーニングローラの駆動開始タイミング（時刻ｔ８）との間に時間差をもたせたのは、クリーニングローラの起動時における起動トルクを低減するためである。

また、上述のタイミングチャートでは、各クリーニング装置のクリーニングローラが、「クラッチＯＮ・回転駆動」、「クラッチＯＮ・停止」、「クラッチＯＦＦ・従動回転」の３つの状態をもつ場合について例示したが、「クラッチＯＮ・停止」を「クラッチＯＦＦ・従動回転」に変更してもよい。この場合、各クリーニング装置のクリーニングローラは、「クラッチＯＮ・回転駆動」および「クラッチＯＦＦ・従動回転」の２つの状態をもつようになる。

また、上述のタイミングチャートでは、給液モードの実行期間を処理経過時間に基づいて制御する構成について例示したが、クリーニング装置のクリーニング液給液部からのクリーニング液の給液量に基づいて制御してもよい。

＜通常モードのみ実行時のタイミングチャート＞
次に、図５に示すタイミングチャートを参照して、通常モードのみが実行される場合の処理手順について説明する。

図５は、この発明の実施の形態に従う湿式画像形成装置における通常モードのみ実行時のタイミングチャートである。

まず、時刻ｔ１１において、画像形成処理を実行するための起動指令が与えられたとする。すると、その後の時刻ｔ１２において、各クリーニング装置のクリーニング液給液部の給液動作が通常モードに設定される（図５（ｃ）参照）。これにより、各クリーニング装置のクリーニング液供給部が、通常モードにおけるクリーニング液の供給を開始する。

続いて、時刻ｔ１３において、像担持回転体はトナー像を転写するために再度回転を開始する（図５（ａ）参照）。一方、クリーニングローラは、像担持回転体が回転を開始する時刻ｔ１３より後の時刻ｔ１４において、回転駆動を開始する（図５（ｂ）参照）。これにより、クリーニングローラによる像担持回転体上の残留トナーのクリーニングが開始される。なお、通常モードのみが実行される場合には、クリーニングローラのクラッチはＯＮに維持される。

なお、時刻ｔ１２と時刻ｔ１３との時間差は、一例として、０．３［秒］程度に設定されることが好ましく、時刻ｔ１３と時刻ｔ１４との時間差は、一例として、０．２［秒］程度に設定されることが好ましい。

＜処理手順＞
次に、図６を用いて、上述のような動作を実現するための制御装置８における処理手順について説明する。

図６は、この発明の実施の形態に従う湿式画像形成装置の動作を実現するための処理手順を示すフローチャートである。

図６を参照して、まず制御装置８は、給液開始指令を発行する必要があるか否かを判断する（ステップＳ２）。具体的には、制御装置８は、電源供給の開始直後であるか否か（ステップＳ２ａ）、開閉検出器２５（図３）によるドア閉を検出したか否か（ステップＳ２ｂ）、液量検出器１４（図１）による補給レベルを検出したか否か（ステップＳ２ｃ）、過負荷検出器（図１）による過負荷状態を検出したか否か（ステップＳ２ｄ）、ユーザによるメンテナンス実行指示を受信したか否か（ステップＳ２ｅ）を判断する。そして、制御装置８は、これらのうち、いずれか１つでも肯定されるものがある場合には、給液開始指令を発行する必要があると判断する。

給液開始指令を発行する必要がある場合（ステップＳ２においてＹＥＳの場合）には、制御装置８は、供給開始指令を発行する（ステップＳ４）とともに、処理経過時間の計時を開始する（ステップＳ６）。すなわち、制御装置８は、クリーニング装置を給液モードで動作させる。

続いて、制御装置８は、クラッチＯＦＦ指令を出力することで、各クリーニング装置におけるクリーニングローラのクラッチをＯＦＦ（開放）に変更する（ステップＳ８）。また、制御装置８は、各クリーニング装置のクリーニング液供給部における給液動作を給液モードに変更する（ステップＳ１０）。

その後、制御装置８は、像担持回転体の回転を開始する（ステップＳ１２）。
さらに、制御装置８は、計時された処理経過時間が処理時間Ｔｍに達したか否かを判断する（ステップＳ１４）。計時された処理経過時間が処理時間Ｔｍに達していなければ（ステップＳ１４においてＮＯ）、ステップＳ１４の処理が繰返される。

一方、計時された処理経過時間が処理時間Ｔｍに達していれば（ステップＳ１４においてＹＥＳ）、制御装置８は、給液終了指令を発行する（ステップＳ１６）。さらに、制御装置８は、クラッチＯＮ指令を出力することで、各クリーニング装置におけるクリーニングローラのクラッチをＯＮ（連結）に変更する（ステップＳ１８）。また、制御装置８は、各クリーニング装置のクリーニング液供給部における給液動作を通常モードに変更する（ステップＳ２０）。このようにして、制御装置８は、クリーニング装置による給液モードの動作を終了し、動作を通常モードへ移行させる。

また、給液開始指令を発行する必要がない場合（ステップＳ２においてＮＯの場合）にも、制御装置８は、動作を通常モードへ移行させる。

通常モードでは、制御装置８は、画像形成処理を実行するための起動指令を受信したか否かを判断する（ステップＳ２２）。画像形成処理を実行するための起動指令を受信していない場合（ステップＳ２２においてＮＯの場合）には、ステップＳ２２の処理が繰返される。

一方、画像形成処理を実行するための起動指令を受信した場合（ステップＳ２２においてＹＥＳの場合）には、制御装置８は、像担持回転体の回転を開始する（ステップＳ２４）。像担持回転体の回転後、制御装置８は、モータＯＮ指令を出力することで、各クリーニング装置におけるクリーニングローラのモータの回転駆動を開始する（ステップＳ２６）。そして、一連の画像形成処理が実行された（ステップＳ２８）後、処理は終了する。

＜実施例＞
本願発明者らは、図１に示す湿式画像形成装置を用いて、図４に示すタイミングチャートに沿った動作を実行させた場合（実施例１および２）と、図５に示すタイミングチャートに沿った動作を実行させた場合（比較例）とについて対比実験を行なった。

実験内容としては、乾燥状態にあるクリーニングローラを用いて、それぞれの例について、通常モードの初期においてクリーニングローラで発生する摩擦トルクの最大値を比較した。すなわち、実施例１および２では、給液モードの実行後に引き続いて実行される通常モードでの摩擦トルクの最大値を測定し、比較例では、給液モードが実行されることなく、そのまま通常モードが実行される場合に生じる摩擦トルクの最大値を測定した。なお、摩擦トルクの最大値は、クリーニングローラを駆動するモータに流れる電流値の最大値から算出した。

本実験に係る条件は以下のとおりである。
［現像液］
・キャリア液：出光興産（株）製 ＩＰソルベント２０２８
・トナー：ポリエステル樹脂にカーボン分散
・トナー濃度：現像液の重量に対する重量割合 ２５［ｗｔ％］
・分散剤：アビシア社製ソルスパース１３９４０をトナー量に対して１０［ｗｔ％］
・トナー平均粒度：３［μｍ］
［像担持回転体］
・感光体２および中間転写体３のシステム速度：４００［ｍｍ／秒］
［クリーニングローラ］
・材質：導電性発泡ポリウレタン
・大きさ：直径２４［ｍｍ］（周長：７５．４［ｍｍ］）
・硬度：アスカーＣ硬度２５度
・設定圧：１００［Ｎ／ｍ］
・通常モードにおける周速度比：カウンタ駆動で１．５
［クリーニングブレード］
・材質：ポリウレタン
・厚み：２［ｍｍ］
［クリーニング液給液部］
・給液量（給液モード）：０．５［ｍｌ／秒］
・給液量（通常モード）：０．１［ｍｌ／秒］
・クリーニング液：出光興産（株）製 ＩＰソルベント２０２８（キャリア液と同一）
・クリーニング液給液部とクリーニングローラとの距離：４０［ｍｍ］
［給液モード］
・処理時間Ｔｍ（実施例１）：１．０［秒］
・処理時間Ｔｍ（実施例２）：０．７５［秒］
・時刻ｔ１〜時刻ｔ３：０．５［秒］
なお、図４に示すように、時刻ｔ１において給液開始指令が発行された後、像担持回転体が回転を開始するのは時刻ｔ３であるので、時刻ｔ１〜時刻ｔ３の期間は、像担持回転体は回転しない。そのため、クリーニング液の実質的な移動もない。すなわち、クリーニング液が像担持回転体の周面に沿って移動する期間は、処理時間Ｔｍのうち、時刻ｔ３以降となる。より具体的には、実施例１においては、１．０［秒］−０．５［秒］＝０．５［秒］であり、実施例２においては、０．７５［秒］−０．５［秒］＝０．２５［秒］である。

一方、クリーニング液給液部とクリーニングローラとの距離は４０［ｍｍ］であり、クリーニングローラの周長が７５．４［ｍｍ］であるので、クリーニング液給液部からのクリーニング液がクリーニングローラの１周に亘って供給されるのに要する時間は、（４０［ｍｍ］＋７５．４［ｍｍ］）／４００［ｍｍ／秒］≒０．２９［秒］となる。従って、実施例１では、像担持回転体の全周面に亘ってクリーニング液が供給されることになるが、実施例２では、像担持回転体の周面の一部のみにクリーニング液が供給されることになる。

図７は、この発明の実施の形態に従う湿式画像形成装置における実験結果の一例を示すグラフである。

図７を参照して、通常モードの実行に先立って給液モードを実行する場合（実施例１および２）に生じる摩擦トルクは、給液モードを実行することなく通常モードのみを実行する場合（比較例）に生じる摩擦トルクに比べて、約１／２に減少していることがわかる。さらに、実施例１と実施例２とを比較すると、給液モードの期間がより長い実施例１における摩擦トルクがより小さくなっていることがわかる。これは、上述したように、実施例１では、像担持回転体の全周面に亘ってクリーニング液が供給されるのに対して、実施例２では、像担持回転体の周面の一部にクリーニング液が供給されていない部分が残っているためであると考えられる。

以上のように、先に給液モードを実行することによって、クリーニングローラに生じる摩擦トルクを低減できることがわかる。

＜第１変形例＞
図１に示す本実施の形態に従う湿式画像形成装置のクリーニング装置では、クリーニング液給液部から像担持回転体にクリーニング液を直接滴下する構成について例示したが、このクリーニング液をより均一に塗布するためのローラをさらに設けてもよい。

図８は、この発明の実施の形態の第１変形例に従う湿式画像形成装置のクリーニング装置の概略構成図である。

図８を参照して、この発明の実施の形態の第１変形例に従う湿式画像形成装置のクリーニング装置は、図１に示すＰＣクリーニング装置５において、感光体２と当接配置された液塗布ローラ５７をさらに追加したものに相当する。この液塗布ローラ５７は、像担持回転体によって従動回転するように構成してもよいし、図示しないモータなどによって独立に回転駆動されるように構成してもよい。

この液塗布ローラ５７を設けることで、クリーニング液を像担持回転体の周面により均一に塗布することができる。

＜第２変形例＞
図１に示す本実施の形態に従う湿式画像形成装置のクリーニング装置では、クリーニング液給液部から像担持回転体にクリーニング液を直接滴下する構成について例示したが、このクリーニング液をクリーニングローラに直接塗布してもよい。

図９は、この発明の実施の形態の第２変形例に従う湿式画像形成装置のクリーニング装置の概略構成図である。

図９を参照して、この発明の実施の形態の第２変形例に従う湿式画像形成装置のクリーニング装置は、図１に示すＰＣクリーニング装置５において、クリーニング液給液部５１に代えて、クリーニング液貯蔵槽５８と、塗布ローラ５９Ａ，５９Ｂとを設けたものに相当する。塗布ローラ５９Ａは、クリーニングローラ５２と当接配置されて、従動回転可能に構成される。また、塗布ローラ５９Ｂは、塗布ローラ５９Ａと当接配置されて、従動回転可能に構成されるとともに、その一部がクリーニング液貯蔵槽５８に浸漬されるように構成される。

したがって、クリーニングローラ５２が回転すると、塗布ローラ５９Ａ，５９Ｂも連動して回転する。この回転運動によって、クリーニング液貯蔵槽５８に蓄えられたクリーニング液が塗布ローラ５９Ｂによって汲み上げられるとともに、塗布ローラ５９Ａによってクリーニングローラ５２の周面に供給される。

このような構成を採用することにより、クリーニングローラ５２に対してクリーニング液を直接塗布することができる。

＜本実施の形態の作用効果＞
本実施の形態によれば、像担持回転体と撹拌回転体であるクリーニングローラとの間に、過大な摩擦トルクが発生することが予想される場合には、給液モードが選択される。この給液モードでは、クリーニングローラが回転自在にされるとともに、像担持回転体とクリーニングローラとの接触面にクリーニング液が供給される。そして、像担持回転体とクリーニングローラとの接触面に十分に潤滑剤としてのクリーニング液が介在するようになると、動作は通常モードに変更され、通常のクリーニング動作が実行される。

このように、クリーニング装置が給液モードと通常モードとを選択可能に構成されることで、過大な摩擦トルクの発生によるクリーニングローラの破損を防止するとともに、像担持回転体に残留するトナーの効率的なクリーニングを行なうこともできる。その結果、像担持回転体およびその周辺の各部を汚損することがなく、各部の性能をより長期間にわたって正常な状態に維持できる。

また、本実施の形態によれば、像担持回転体に対して撹拌回転体であるクリーニングローラを当接配置したまま給液モードを実行できるので、像担持回転体からクリーニングローラを離して給液するような複雑な離隔機構を必要とせず、構成を簡素化できる。

また、像担持回転体とクリーニングローラとの接触面への給液方法としては、背景部画像を画像形成する場合と同様の方法で、像担持回転体の全幅に亘って現像液を塗布することにより行なう構成も考えられる。このような方法を採用する場合には、現像液を無駄に消費してしまうが、本実施の形態によれば、像担持回転体とクリーニングローラとの接触面にクリーニング液を直接的に供給するので、このような現像液の無駄な消費を回避できる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態に従う湿式画像形成装置の概略構成図である。 この発明の実施の形態に従うクリーニング液給液部の一例を示す外観図である。 この発明の実施の形態に従う湿式画像形成装置の制御装置の概略構成図である。 この発明の実施の形態に従う湿式画像形成装置における給液モードおよび通常モード実行時のタイミングチャートである。 この発明の実施の形態に従う湿式画像形成装置における通常モードのみ実行時のタイミングチャートである。 この発明の実施の形態に従う湿式画像形成装置の動作を実現するための処理手順を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態に従う湿式画像形成装置における実験結果の一例を示すグラフである。 この発明の実施の形態の第１変形例に従う湿式画像形成装置のクリーニング装置の概略構成図である。 この発明の実施の形態の第２変形例に従う湿式画像形成装置のクリーニング装置の概略構成図である。

符号の説明

１ 現像装置、２ 感光体（像担持回転体）、３ 中間転写体（像担持回転体）、４ 二次転写ローラ、５，６ クリーニング装置、７ 記録用紙、８ 制御装置、１１ 現像ローラ、１３ 現像槽、１４ 液量検出器、２１ 帯電装置、２５ 開閉検出器、５１，６１ クリーニング液給液部、５２，６２ クリーニングローラ（撹拌回転体）、５３，６３ クリーニング部材、５４，６４ モータ、５５，６５ クラッチ、５６，６６ 過負荷検出器、５７，５９Ａ，５９Ｂ 液塗布ローラ、５８ クリーニング液貯蔵槽、８１ 演算処理部、８２ 入力インタフェース、８３ 出力インタフェース、８４ 記憶部、８５ タイマ部。

Claims (7)

1. キャリア液にトナーを分散した液体現像剤を用いる湿式画像形成装置であって、
   前記液体現像剤から形成されたトナー像を担持するとともに、当該トナー像を被転写体に転写する像担持回転体と、
   前記被転写体への前記トナー像の転写後に前記像担持回転体の周面に残留したトナーをクリーニングするクリーニング装置とを備え、
   前記クリーニング装置は、
   前記像担持回転体と当接配置され、前記像担持回転体上に残留したトナーを撹拌する撹拌回転体と、
   少なくとも前記撹拌回転体の周面にクリーニング液を供給可能な給液機構とを含み、
   前記クリーニング装置は、少なくとも、前記撹拌回転体を前記像担持回転体の周速度とは異なる周速度で回転駆動する第１モードと、前記撹拌回転体を前記像担持回転体と速度差なしで回転させるとともに、前記給液機構から前記クリーニング液を供給する第２モードとを選択可能に構成され、
   前記第２モードでの動作は、前記撹拌回転体が前記像担持回転体と接触する位置に残留したトナーが存在しない期間において実行される、湿式画像形成装置。
2. 前記第２モードにおいて、前記撹拌回転体は前記像担持回転体に従動回転する、請求項１に記載の湿式画像形成装置。
3. 前記第１モードにおいて、前記撹拌回転体と前記像担持回転体の接触位置における前記撹拌回転体の回転方向は、前記像担持回転体の回転方向とは逆である、請求項１に記載の湿式画像形成装置。
4. 前記クリーニング装置は、前記湿式画像形成装置への電源供給開始直後に、前記第２モードで動作し、続いて前記第１モードでの動作に変更される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の湿式画像形成装置。
5. 前記クリーニング装置は、前記湿式画像形成装置に対するメンテナンスの実施を検出すると、当該メンテナンス直後に前記第２モードで動作し、続いて前記第１モードでの動作に変更される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の湿式画像形成装置。
6. 前記クリーニング装置は、前記撹拌回転体を駆動する駆動手段と過負荷検出手段とをさらに備え、前記過負荷検出手段が前記駆動手段から過負荷検出信号を受信すると、前記クリーニング装置は、前記第２モードで動作し、続いて前記第１モードでの動作に変更される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の湿式画像形成装置。
7. 前記クリーニング装置は、前記第２モードに設定されると、前記撹拌回転体の全周面にクリーニング液を供給するまでの期間は前記第２モードによる動作を継続する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の湿式画像形成装置。

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