JP7086733B2 - 現像装置及び分離抽出装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体現像剤により画像を形成する電子写真方式の画像形成装置に用いて好適な現像剤供給装置を備えた現像装置及び分離抽出装置に関する。

従来から、トナーとキャリア液とを含む液体現像剤を用いて画像を形成する画像形成装置が知られている。液体現像剤を用いる画像形成装置の場合、液体現像剤がミキサから現像装置に供給され現像に供される。現像装置では、感光ドラムの表面に形成された静電潜像を、回転する現像ローラに担持された液体現像剤によりトナー像に現像する。現像ローラに担持される液体現像剤は、現像ローラと当接する供給ローラによって供給される（特許文献１）。供給ローラは供給ノズルから供給される液体現像剤を担持し回転して、現像ローラとの間に形成される当接部（ニップ部）で現像ローラに液体現像剤を供給する。

また、液体現像剤を用いる画像形成装置では、感光ドラムや中間転写ローラなどから回収した液体現像剤を分離抽出装置に搬送し、分離抽出装置により液体現像剤中のトナーとキャリア液とを分離して、キャリア液を再利用できるようにしている。分離抽出装置では、回収した液体現像剤が供給ローラに担持され、供給ローラと当接するトナー回収ローラに供給ローラから液体現像剤が供給される。そして、回転するトナー回収ローラに担持された液体現像剤に電界がかけられると、液体現像剤中のトナーとキャリア液とが分離、抽出される。

特許文献１に記載の装置の場合、上述したように、現像ローラ（あるいは分離ローラ、以下同じ）と当接する供給ローラから液体現像剤が供給される。詳しくは、供給ローラに担持された液体現像剤が供給ローラ側と現像ローラ側とになきわかれるので、供給ローラに担持された液体現像剤のうちの約２分の１程度が現像ローラ側に移動する。

特開２０１０－１２８２８７号公報

ところで、画像形成装置では、高速化つまりは単位時間当たりに画像形成可能な記録材の枚数を増やすために、感光ドラムや中間転写ローラの回転速度（所謂プロセススピード）を上げるようにしている。昨今では液体現像剤を用いる画像形成装置においても高速化が望まれており、そのためには、供給ローラ及び現像ローラの回転速度を上げて、単位時間当たりに現像ローラへ供給する液体現像剤の供給量を増やす必要がある。しかしながら、上述の特許文献１に記載の装置の場合、現像ローラに対し供給ローラからなきわかれた液体現像剤が供給されることに起因して、液体現像剤は効率よく現像ローラへ供給され難い。そのため、例え供給ローラ及び現像ローラの回転速度を上げたとしても、現像ローラに十分な量の液体現像剤を供給することが難しかった。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされ、液体現像剤を担持して回転する供給ローラから現像ローラや分離ローラ等に対し液体現像剤を効率的に供給できる現像剤供給装置を備えた現像装置及び分離抽出装置の提供を目的とする。

本発明の一実施形態に係る現像装置は、回転する回転体にトナーとキャリア液とを含む液体現像剤を供給する現像剤供給装置であって、前記回転体に非接触に配置され、液体現像剤を担持して回転する現像剤担持回転体と、前記現像剤担持回転体に当接し前記現像剤担持回転体上の液体現像剤を掻き取る掻き取り部と、前記掻き取り部により掻き取られた液体現像剤を前記回転体に向けて案内する案内部とを有する案内部材と、を有する現像剤供給装置と、前記現像剤供給装置から供給された液体現像剤を担持して回転し、電圧の印加により感光体に形成された静電潜像を液体現像剤によりトナー像に現像する現像ローラと、を備え、前記回転体は、前記現像ローラである、ことを特徴とする。
本発明の一実施形態に係る分離抽出装置は、回転する回転体にトナーとキャリア液とを含む液体現像剤を供給する現像剤供給装置であって、前記回転体に非接触に配置され、液体現像剤を担持して回転する現像剤担持回転体と、前記現像剤担持回転体に当接し前記現像剤担持回転体上の液体現像剤を掻き取る掻き取り部と、前記掻き取り部により掻き取られた液体現像剤を前記回転体に向けて案内する案内部とを有する案内部材と、を有する現像剤供給装置と、前記現像剤供給装置から供給された液体現像剤を担持して回転し、電圧の印加により液体現像剤をトナーとキャリア液とに分離する分離ローラと、を備え、前記回転体は、前記分離ローラである、ことを特徴とする。

本発明によれば、液体現像剤を担持して回転する現像剤担持回転体から回転体に対し、液体現像剤を効率的に供給することが簡易な構成により実現できる。

本実施形態の現像剤供給装置を用いて好適な画像形成装置を示す概略構成図。 現像装置を示す断面図。 分離抽出装置を示す断面図。 図３に示した分離抽出装置の一部を示し、（ａ）はブレード部材の配置について説明する図、（ｂ）は電極部材との隙間について説明する図。

［画像形成装置］
まず、本実施形態の現像剤供給装置を用いて好適な画像形成装置について、図１及び図２を用いて説明する。図１に示す画像形成装置１００は、記録材Ｓ（用紙、ＯＨＰシートなどのシート材など）に画像を形成する電子写真方式のデジタルプリンタである。画像形成装置１００は、画像信号に基づいて動作し、カセット１１ａ、１１ｂから順次搬送される記録材Ｓに、画像形成部１２で形成したトナー像を転写し、その後、定着することで画像を得る。画像信号は、不図示のスキャナやパーソナルコンピュータなどの外部端末などから画像形成装置１００に送られる。画像形成装置１００は、不図示の制御部によって動作が制御される。

画像形成部１２は、感光体としての感光ドラム１３、帯電器１４、レーザ露光装置１５、現像装置１６等を備えている。帯電器１４により表面が帯電された感光ドラム１３上に、画像信号に応じてレーザ露光装置１５からレーザ光Ｅが照射され、感光ドラム１３上に静電潜像が形成されている。即ち、帯電器１４は感光ドラム１３の表面をトナーと同極性の帯電電位（暗部電位とも呼ぶ、例えば－５００Ｖ）に帯電し、レーザ露光装置１５は感光ドラム１３の表面に露光部電位（明部電位とも呼ぶ、例えば－１００Ｖ）で静電潜像を形成する。静電潜像は、現像装置１６によりトナー像に現像される。本実施形態の場合、現像装置１６は、キャリア液に粒子状のトナーを分散させた液体現像剤を用いて現像を行う。液体現像剤は、従来から使用されている液体現像剤を用いてよい。

液体現像剤は、混合器としてのミキサ３１において、キャリア液にトナーを所定比率（例えば５±０．５％）で混合、分散させて生成され、現像装置１６へ供給される。そして、現像に伴いトナーは消費され、また劣化したキャリア液は排出されることから、トナーとキャリア液とがミキサ３１に補充されるようになっている。補給用キャリア液はキャリアタンク３２に、補給用トナーはトナータンク３３にそれぞれ収容されている。そして、ミキサ３１内における液体現像剤のトナー濃度や液量に応じて、トナータンク３３から補給用トナーが、キャリアタンク３２から補給用キャリア液がミキサ３１へ供給される。ミキサ３１は供給されたキャリア液とトナーとを撹拌し混合することで、キャリア液中にトナーを分散させる。なお、補給用トナーは、トナー濃度が上記した所定比率よりも高い濃度（例えば５０±１％）の液体現像剤である。

ミキサ３１から現像装置１６へ供給された液体現像剤は、現像装置１６内において現像剤供給装置５０により現像ローラ１７にコートされ（供給され）、現像に使用される。現像ローラ１７は表面に液体現像剤を担持して回転し、感光ドラム１３上に形成された静電潜像を液体現像剤によりトナー像に現像する。後述するように、現像ローラ１７による感光ドラム１３上の静電潜像の現像は電界を用いて行われる。現像装置１６及び現像剤供給装置５０については後述する（図２参照）。なお、現像後に現像ローラ１７に残留する液体現像剤は、現像装置１６の回収区画１６ｂへ回収される。

感光ドラム１３上に形成されたトナー像は、電界を用いて中間転写ローラ２０に一次転写され、中間転写ローラ２０と転写ローラ２１とで形成されたニップ部（二次転写部）へ搬送される。中間転写ローラ２０への一次転写後に感光ドラム１３上に残る液体現像剤はドラムクリーナ１８によって回収される。

カセット１１ａ、１１ｂに収容された記録材Ｓは、搬送ローラなどで構成されている給送部２２ａ、２２ｂによりレジスト搬送部２３へ向けて搬送される。レジスト搬送部２３は、中間転写ローラ２０に転写されたトナー像のタイミングにあわせて、中間転写ローラ２０と転写ローラ２１とのニップ部へ記録材Ｓを搬送する。

中間転写ローラ２０と転写ローラ２１とのニップ部では、通過する記録材Ｓにトナー像が二次転写される。トナー像が転写された記録材Ｓは、搬送ベルト２４によって定着装置２５へ搬送され、記録材Ｓに転写されたトナー像が定着される。トナー像が定着された記録材Ｓは、機外へ排出され、画像工程が完了する。本実施形態では、定着装置２５は熱定着方式が採用される。この方式の場合、定着装置２５は記録材Ｓを上下から挟み且つお互いに圧で押し合う２つのローラを有し、この２つのローラはその表面温度が約２００℃に維持される。これによって、所定のプロセススピード（例えば、６００ｍｍ／ｓ）で搬送される記録材Ｓの表面は、トナーが溶融するガラス転移点である６０℃以上の温度に維持される。トナーが溶融することで、記録材Ｓ上にトナーが定着される。

中間転写ローラ２０と、転写ローラ２１にはそれぞれ、中間転写ローラクリーナ２６、転写ローラクリーナ２７が設けられる。中間転写ローラクリーナ２６は、中間転写ローラ２０から二次転写後に中間転写ローラ２０に残る液体現像剤を回収する。転写ローラクリーナ２７は、転写ローラ２１から二次転写後に転写ローラ２１に残る液体現像剤を回収する。

次に、画像形成装置１００における液体現像剤の搬送について説明する。キャリアタンク３２やトナータンク３３とミキサ３１とを繋ぐ送液管（例えば、パイプや送液チューブなど）には、それぞれ、キャリア混合器用ポンプとしてのキャリア供給ポンプ４１と、トナー混合器用ポンプとしてのトナー供給ポンプ４２が設けられている。キャリア供給ポンプ４１とトナー供給ポンプ４２はそれぞれ、ミキサ３１へ供給する補給用キャリア液の補給量や補給用トナーの補給量を調整する。ミキサ３１では、不図示のトナー濃度センサによって検出される液体現像剤のトナー濃度を所定比率（例えば５±０．５％）に調整すべく、液体現像剤の濃度調整が行われる。例えばトナー濃度が所定比率よりも高い場合には、キャリアタンク３２から補給用キャリア液がミキサ３１に供給され、トナー濃度が所定比率よりも低い場合には、トナータンク３３から補給用トナーがミキサ３１に供給される。これにより、ミキサ３１内の液体現像剤のトナー濃度は所定比率に調整される。

ミキサ３１からは、現像剤供給ポンプ４３により現像に必要な液体現像剤が現像装置１６へ供給される。現像装置１６には不図示の剤量検出装置が設けられ、剤量検出装置は現像装置１６内の液体現像剤の量を検出する。現像装置１６への液体現像剤の供給は、剤量検出装置の検出値が所定値（例えば２００ｍｌ）以上となるように行われる。そして、現像後に現像ローラ１７上に残留し、現像装置１６の回収区画１６ｂへ回収された液体現像剤は、循環ポンプ４４によってミキサ３１へ戻される。あるいは、現像装置１６の回収区画１６ｂへ回収された液体現像剤は、分離抽出装置７０に戻されてもよい。

ドラムクリーナ１８、中間転写ローラクリーナ２６、転写ローラクリーナ２７などで回収された液体現像剤は、不図示のポンプによって分離抽出装置７０に搬送される。分離抽出装置７０は、電圧の印加により液体現像剤をトナーとキャリア液とに分離し、キャリア液とトナーとを別々に抽出する装置である。即ち、ドラムクリーナ１８などで回収された液体現像剤は分離抽出装置７０に搬送され、分離抽出装置７０によってキャリア液と、トナーや紙粉等の不純物が混在した廃液とに分離される。分離抽出装置７０によって分離されたキャリア液は例えばミキサ３１などに戻されて再利用され、廃液は廃液回収容器（後述する図３参照）に搬送されて廃棄される。

［現像装置］
次に、現像装置１６について図２を用いて説明する。現像装置１６は、ケーシングを形成する現像容器１６ａ、現像ローラ１７、現像剤供給装置５０、電極セグメント６０、スクイズローラ６１、クリーニングローラ６２、クリーニングブレード６３を有する。なお、以下の説明において特に断りのない限り、上流側、下流側とはそれぞれ、現像ローラ１７の回転方向上流側、現像ローラ１７の回転方向下流側のことを言う。

図２に示すように、現像容器１６ａは感光ドラム１３に対向した一部分が開口し、この開口部から一部が露出するようにして現像ローラ１７が現像容器１６ａに回転可能に設けられている。回転体としての現像ローラ１７は例えば直径４２ｍｍの円筒状に形成され、感光ドラム１３との対向面において感光ドラム１３と同一方向に回転される（図中矢印ａ、ｂ参照）。現像ローラ１７としては、例えばアルミニウムやステンレス鋼などの金属製の内芯の外周部に、厚さ５ｍｍ程度の導電性ポリマーなどの弾性体層が形成されたものが用いられる。

現像ローラ１７の感光ドラム１３との対向面の反対側には、成膜電極としての電極セグメント６０が現像ローラ１７との間に所定間隔（例えば０．４ｍｍ）の隙間（以下、成膜ＧＡＰと呼ぶ）を空けて対向配置されている。電極セグメント６０の上流側には現像剤供給装置５０が配置され、液体現像剤は現像剤供給装置５０から現像ローラ１７に供給される。現像剤供給装置５０から供給された液体現像剤は、現像ローラ１７の回転力によって成膜ＧＡＰを通過する。即ち、液体現像剤が電極セグメント６０の上流側から成膜ＧＡＰに案内されるように、現像剤供給装置５０は液体現像剤を現像ローラ１７に供給する。現像剤供給装置５０については、後述する。

電極セグメント６０は、不図示の電源により例えば「－５００Ｖ」の電圧（成膜バイアスと呼ぶ）が印加されることによって現像ローラ１７との間に電界を発生させる。この電界に従って、成膜ＧＡＰを通過する液体現像剤中のトナーが現像ローラ１７側に寄せられる。即ち、電極セグメント６０は現像ローラ１７に担持された液体現像剤を成膜し、電圧の印加により現像ローラ１７側（現像ローラ側）にトナーを移動させる。

電極セグメント６０の下流側には、スクイズローラ６１が配置されている。スクイズローラ６１は金属製の円筒形の部材であり、例えばステンレス鋼で直径１６ｍｍに形成されている。スクイズローラ６１は現像ローラ１７に当接してニップ部Ｎ１を形成し、現像ローラ１７の回転に従動して回転する。そのため、成膜ＧＡＰを通過した液体現像剤は、スクイズローラ６１のニップ部Ｎ１を通過する。現像ローラ１７に担持された液体現像剤はニップ部Ｎ１の通過後、現像ローラ１７側とスクイズローラ６１側とになきわかれる。その際に、現像ローラ１７に担持された液体現像剤のうち、現像ローラ１７側に寄せられたより多くのトナーを含んだ液体現像剤が現像ローラ１７側に残り、ほぼキャリア液である残りの液体現像剤がスクイズローラ６１側に移動される。そうするために、スクイズローラ６１には、不図示の電源により例えば「－３５０Ｖ」の電圧（濃縮バイアスと呼ぶ）が印加される。なお、ニップ部Ｎ１を通過しない液体現像剤は、電極セグメント６０の上面に沿って現像容器１６ａの底に流れ落ち、排出口からミキサ３１（図１参照）に戻される。

現像ローラ１７は、感光ドラム１３に当接して現像ニップ部Ｎ２を形成する。現像ローラ１７には感光ドラム１３に当接した状態で、不図示の電源により例えば「－３００Ｖ」の電圧（現像バイアスと呼ぶ）が印加される。この場合、現像ローラ１７に担持されてニップ部Ｎ１を通過し現像ニップ部Ｎ２へと搬送された液体現像剤により、感光ドラム１３上の静電潜像がトナー像に現像される。即ち、現像ニップ部Ｎ２に搬送された液体現像剤中のトナーが、現像バイアスの印加に応じて発生する電界によって感光ドラム１３上の静電潜像に対応して選択的に付着される（所謂、電気泳動）。

現像後に現像ローラ１７上に残る液体現像剤は、クリーニングローラ６２によって回収されることで再利用される。クリーニングローラ６２は金属からなる円筒形の部材であり、例えばステンレス鋼で直径１６ｍｍに形成されている。クリーニングローラ６２は、現像ローラ１７の回転方向に関して現像ニップ部Ｎ２と現像剤供給装置５０との間に配置され、現像ローラ１７に当接位置で当接されている。クリーニングローラ６２は、現像ローラ１７上に残るトナーを電界を用いて電気的に回収する。即ち、クリーニングローラ６２には、不図示の電源により例えば「－１５０Ｖ」の電圧（クリーニングバイアスと呼ぶ）が印加される。すると、現像ローラ１７上に残るトナーがキャリア液を介してクリーニングローラ６２に移動する。こうして、クリーニングローラ６２は、現像後に現像ローラ１７上に残るトナーを液体現像剤と共に回収する。

クリーニングローラ６２に移動したトナーは、キャリア液と共にクリーニングブレード６３により除去される。クリーニングブレード６３は、クリーニングローラ６２の回転軸線方向（長手方向）に延設された例えばステンレス鋼などの金属製の板状部材に、自由端としての樹脂やゴム製の当接部材がクリーニングローラ６２側に設けられている。クリーニングブレード６３は、クリーニングローラ６２の回転方向に関し現像ローラ１７との当接位置よりも下流側でクリーニングローラ６２に当接している。クリーニングブレード６３は、クリーニングローラ６２に当接することでクリーニングローラ６２上のトナーをキャリア液とともに除去する。本実施形態の場合、例えばクリーニングブレード６３の当接部材の厚み（先端の厚み）は０．１ｍｍで、当接部材の長さ（自由長）は８ｍｍである。クリーニングブレード６３により除去されたトナーは、キャリア液と共に重力に従って現像容器１６ａの底に向かって流れ落ち、排出口からミキサ３１（図１参照）に戻される。

［現像剤供給装置］
続いて、現像剤供給装置５０について説明する。図２に示すように、現像剤供給装置５０は、供給ローラ５１と、案内ブレード５２と、現像剤貯留トレイ５３とを有する。貯留部としての現像剤貯留トレイ５３は、現像ローラ１７に供給する液体現像剤を一時的に貯留する。現像剤貯留トレイ５３には、供給ローラ５１が汲み上げ可能な量の液体現像剤が貯留される。即ち、現像剤貯留トレイ５３には、現像剤貯留トレイ５３における液体現像剤の液面高さが供給ローラ５１によって汲み上げ可能な高さとなるように、ミキサ３１（図１参照）から液体現像剤が供給される。

供給ローラ５１は例えばステンレス鋼などの金属により円筒状に形成され、現像剤貯留トレイ５３に貯留された液体現像剤に、外周面の一部が浸かるようにして現像剤貯留トレイ５３内に回転自在に設けられている。現像剤担持回転体としての供給ローラ５１は、不図示のモータによって回転されることによって現像剤貯留トレイ５３から液体現像剤を汲み上げ、汲み上げた液体現像剤を担持して回転し得る。本実施形態の場合、供給ローラ５１は現像ローラ１７と非接触に対向配置され、現像ローラ１７との対向面において現像ローラ１７と反対方向に回転される（図中矢印ｂ、ｃ参照）。なお、ミキサ３１から現像剤貯留トレイ５３に供給される液体現像剤の液量は、供給ローラ５１によって現像剤貯留トレイ５３から汲み上げられる液量よりも多くてよい。その場合、現像剤貯留トレイ５３から溢れた液体現像剤は、重力に従って現像容器１６ａの底に向かって流れ落ち、排出口からミキサ３１に戻される。

本実施形態の場合、供給ローラ５１は現像ローラ１７と非接触に離間配置される。そこで、現像剤貯留トレイ５３から汲み上げた液体現像剤を供給ローラ５１から現像ローラ１７に供給するために、案内部材としての案内ブレード５２が供給ローラ５１と現像ローラ１７とを架け渡すようにして設けられている。案内ブレード５２は、供給ローラ５１の回転軸線方向（長手方向）に延設された例えばステンレス鋼などの金属製の板状部材であり、掻き取り部５２ａと案内部５２ｂとを有する。掻き取り部５２ａは供給ローラ５１に当接位置ｗで当接することで、供給ローラ５１に担持されている液体現像剤を掻き取る。本実施形態の場合、案内ブレード５２は、掻き取り部５２ａが供給ローラ５１の回転方向に対し逆方向（カウンタ方向）から供給ローラ５１に当接するように配置されている。カウンタ方向とは、案内ブレード５２における供給ローラ５１に当接する掻き取り部５２ａ側の先端の向かう方向が、供給ローラ５１の回転方向に沿う接線方向と逆方向になる方向である。具体的に、案内ブレード５２は供給ローラ５１に対し、掻き取り部５２ａを通る直線ｋと、当接位置ｗにおける供給ローラ５１の接線であって供給ローラ５１の回転方向下流側の直線ｊとでなす角度θが鋭角となるカウンタ方向から当接する。

案内ブレード５２は、液体現像剤を電極セグメント６０の上流側に案内する。掻き取り部５２ａにより掻き取られた液体現像剤は、掻き取り部５２ａから案内部５２ｂを伝って現像ローラ１７に供給される。言い換えれば、案内部５２ｂは掻き取り部５２ａにより掻き取られた液体現像剤を現像ローラ１７に向けて案内する。案内部５２ｂは、現像ローラ１７に当接されていない。本実施形態では、掻き取り部５２ａと案内部５２ｂとが一体形成されており、掻き取り部５２ａにより長手方向で均一に掻き取られた液体現像剤が、案内部５２ｂの上面を伝い現像ローラ１７に供給される。この際に、液体現像剤が案内部５２ｂにより現像ローラ１７と電極セグメント６０との隙間（成膜ＧＡＰ）に案内されると、現像ローラ１７に対し液体現像剤を効果的に供給できる。これに鑑み、案内部５２ｂは現像ローラ１７に当接されることなく、案内ブレード５２の案内部５２ｂ側の先端が成膜ＧＡＰの上流側の入口近傍に位置づけられるのが好ましい。

さらには、現像ローラ１７において、成膜ＧＡＰにおける現像ローラ１７の回転軸線方向の両端部は、液体現像剤が漏れないように封止されている。それ故、案内ブレード５２により成膜ＧＡＰに案内された液体現像剤は、現像ローラ１７の回転に伴って成膜ＧＡＰ内を下流側に搬送される。そして、案内ブレード５２により案内される液体現像剤の一部は、成膜ＧＡＰに侵入しない。その場合、成膜ＧＡＰから溢れた液体現像剤は、重力に従って現像容器１６ａの底に向かって流れ落ち、排出口からミキサ３１に戻される。

なお、案内ブレード５２は、長手方向長さが供給ローラ５１における液体現像剤を担持可能な供給ローラ５１の長手方向長さと同等以上であると好ましい。そうすると、案内ブレード５２は、供給ローラ５１から液体現像剤を長手方向に均一に掻き取れるので、液体現像剤が成膜ＧＡＰに確実に供給される。また、供給ローラ５１や案内ブレード５２はステンレス鋼を用いたものに限らず、供給ローラ５１に担持された液体現像剤を無駄なく効率的に掻き取ることができれば、どのようなものであってもよい。例えば、供給ローラ５１は金属製の芯金の外周にゴムや樹脂を有するものであってもよいし、案内ブレード５２はゴムや樹脂で形成された板状部材であってもよい。

以上のように、本実施形態では、現像剤供給装置５０において回転する供給ローラ５１に液体現像剤を担持させ、その供給ローラ５１から液体現像剤を掻き取る案内ブレード５２によって、現像ローラ１７に対し液体現像剤が供給される。供給ローラ５１と現像ローラ１７とは非接触に離間配置されていることから、案内ブレード５２は離間されている供給ローラ５１と現像ローラ１７との間を架け渡すように設けられ、供給ローラ５１から現像ローラ１７へ液体現像剤を案内する。本実施形態では、供給ローラ５１に担持された液体現像剤の一部がなきわかれて現像ローラ１７に供給されるわけでなく、あくまでも案内ブレード５２によって掻き取られた液体現像剤が現像ローラ１７に供給される。案内ブレード５２は、供給ローラ５１に担持された液体現像剤のほとんどを掻き取ることができ、また長手方向において均一に掻き取ることができる。したがって、案内ブレード５２による現像ローラ１７への液体現像剤の供給は、なきわかれによる液体現像剤の供給に比較して、より効率的に液体現像剤を供給できる。これにより、供給ローラ５１及び現像ローラ１７の回転速度を上げれば、単位時間当たりに現像ローラ１７へ供給する液体現像剤の供給量を増やすことが容易になる。

［分離抽出装置］
上述した説明では、本実施形態の現像剤供給装置５０を現像装置１６に適用した場合を例に説明したが、上述した現像剤供給装置５０は現像装置１６に適用することに限られず、分離抽出装置７０に適用してもよい。そこで、現像剤供給装置５０を分離抽出装置７０に適用した場合について、図１を参照しながら図３乃至図４（ｂ）を用いて説明する。なお、以下では、現像装置１６に適用した場合と同様の構成については同じ符号を付し、説明及び図示を省略又は簡略にする。また、以下の説明において特に断りのない限り、上流側、下流側とはそれぞれ、分離ローラ７１の回転方向上流側、分離ローラ７１の回転方向下流側のことを言う。

本実施形態の分離抽出装置７０の構成について説明する。図３に示すように、本実施形態の分離抽出装置７０は、現像剤供給装置５０の他に、分離ローラ７１、成膜電極としての電極セグメント６０、キャリア液回収容器８４、トナー回収装置８０を有する。

回転体としての分離ローラ７１は、例えばステンレス鋼によって外径がφ４０ｍｍに形成された芯金の外周に、ウレタンゴム弾性層を一体成型により形成した導電性のローラである。分離ローラ７１は不図示のモータによって駆動が入力され、所定の回転方向（図３の矢印ｄ方向）に回転される。電極セグメント６０は、分離ローラ７１と隙間を介して配置される。分離ローラ７１と隙間を介して配置される電極セグメント６０は、少なくとも液体現像剤が通過する部分の表面が導電性素材によって形成されている。電極セグメント６０は例えばステンレス鋼によって形成され、液体現像剤が通過する部分が分離ローラ７１の一部に対向する形状を有し、分離ローラ７１と対向する面は、分離ローラ７１の表面と所定距離（即ち、隙間）を保つように湾曲した形状となっている。この所定距離は、例えば０．２～０．８ｍｍ程度である。

電極セグメント６０と分離ローラ７１とには不図示の電源によって、電極セグメント６０と分離ローラ７１との隙間を通過する液体現像剤中のトナーが分離ローラ７１側（分離ローラ側）に寄せられる電界を発生させるべく、電圧が印加される。本実施形態の場合、例えば分離ローラ７１には「－３００Ｖ」、電極セグメント６０には「－１０００Ｖ」の電圧がそれぞれ印加される。その結果、液体現像剤が隙間を通過している間に、トナーが分離ローラ７１側に寄せられる。隙間を通過後、分離ローラ７１に担持されている液体現像剤の一部が重力に従って分離ローラ７１から離れる。その際に、分離ローラ７１に担持された液体現像剤のうち、より多くのトナーを含んだ液体現像剤（廃液）が分離ローラ７１側に残り、ほぼキャリア液である残りの液体現像剤が分離ローラ７１から離れる。こうして、トナーとキャリア液とが分離される。分離されたキャリア液は、キャリア液回収容器８４に排出されて、キャリア液回収容器８４から例えばミキサ３１などに戻されて再利用される。

他方、隙間の通過後に分離ローラ７１側に残る廃液はトナー回収装置８０によって回収される。トナー回収装置８０は電極セグメント６０の下流側に配置され、分離ローラ７１に担持された液体現像剤（以下、廃液と呼ぶ）を回収する。トナー回収装置８０は、回収ローラ８１と、ブレード部材８２と、廃液回収容器８３とを有する。

回収ローラ８１は、例えば中実ステンレスによって外径がφ２０ｍｍに形成された導電性のローラであり、分離ローラ７１に当接するように配置されている。そして、回収ローラ８１は分離ローラ７１に当接し、分離ローラ７１との対向面において分離ローラ７１の回転方向と同一方向（図３の矢印ｅ方向）に従動回転する。分離ローラ７１と回収ローラ８１とには不図示の電源によって、回収ローラ８１と分離ローラ７１との間に、回収ローラ８１側にトナーが移動する電界が生じるように電圧が印加される。本実施形態では、例えば分離ローラ７１には「－３００Ｖ」、回収ローラ８１には「－２００Ｖ」の電圧が印加される。これにより、分離ローラ７１に担持され回収ローラ８１まで搬送された廃液中のトナーがキャリア液と共に、分離ローラ７１から回収ローラ８１に移動される。

ブレード部材８２は、回収ローラ８１に接触して回収ローラ８１から廃液を除去する。ブレード部材８２により除去された廃液は、廃液回収容器８３に溜められた後に廃棄される。ブレード部材８２は、分離ローラ７１と回収ローラ８１との接触位置に対して回収ローラ８１の回転方向下流側で、回収ローラ８１に対してカウンタ方向に接触するように配置されている。カウンタ方向とは、ブレード部材８２の回収ローラ８１に接触する先端部分の向かう方向が、回収ローラ８１の回転方向に沿う接線方向と逆方向になる方向である。また、ブレード部材８２は、回収ローラ８１の回転軸線方向（長手方向）に沿って延びる板状部材であり、例えばステンレス鋼などが用いられる。なお、回収ローラ８１からトナーを含む廃液を除去するための部材は上記したブレード部材８２に限らず、例えばブラシなどであってもよい。

分離ローラ７１に液体現像剤を供給すべく、分離抽出装置７０においても上述した現像剤供給装置５０を適用可能である。既に説明した通り、現像剤供給装置５０は、供給ローラ５１と、案内ブレード５２と、現像剤貯留トレイ５３とを有する。ただし、分離抽出装置７０に適用した場合、現像剤貯留トレイ５３には、ドラムクリーナ１８、中間転写ローラクリーナ２６、転写ローラクリーナ２７など（図１参照）で回収された液体現像剤が貯留される。供給ローラ５１は、現像剤貯留トレイ５３に貯留された液体現像剤に外周面の一部が浸かるようにして回転自在に設けられている。供給ローラ５１は現像剤貯留トレイ５３から液体現像剤を汲み上げ、汲み上げた液体現像剤を担持して回転し得る。供給ローラ５１は分離ローラ７１と非接触に対向配置され、分離ローラ７１との対向面において分離ローラ７１と同一方向に回転される（図中矢印ｃ、ｄ参照）。

現像剤貯留トレイ５３から汲み上げた液体現像剤を供給ローラ５１から分離ローラ７１に供給するために、案内部材としての案内ブレード５２が供給ローラ５１と分離ローラ７１とを架け渡すようにして設けられている。案内ブレード５２は、掻き取り部５２ａと案内部５２ｂとを有する。掻き取り部５２ａは供給ローラ５１に当接位置ｗで当接することで、供給ローラ５１に担持されている供給ローラ５１上（現像剤担持回転体上）の液体現像剤を掻き取る。掻き取り部５２ａにより掻き取られた液体現像剤は、掻き取り部５２ａから案内部５２ｂを伝って分離ローラ７１に供給される。即ち、掻き取り部５２ａにより長手方向で均一に掻き取られた液体現像剤が、案内部５２ｂの上面を伝い分離ローラ７１に供給される。

案内ブレード５２による分離ローラ７１における液体現像剤の案内位置について、図４（ａ）を用いて説明する。図４（ａ）に示すように、案内位置ｍは、分離ローラ７１の回転中心を通る水平線ｐよりも重力方向の上方で、且つ分離ローラ７１の回転中心を通る垂直線ｏから現像剤供給装置５０側の分離ローラ７１の最外径点の接線ｑまでの範囲７１ａであってよい。この場合には、電極セグメント６０が案内ブレード５２（詳しくは案内部５２ｂ側の先端）よりも重力方向下方に配置される。こうすると、案内位置ｍがばらついても、液体現像剤が分離ローラ７１の回転により電極セグメント６０との隙間に案内される。なお、案内ブレード５２が液体現像剤を案内する分離ローラ７１の案内位置ｍは、電極セグメント６０と分離ローラ７１との隙間の入口近傍が好ましい。即ち、案内ブレード５２は液体現像剤を分離ローラ７１と電極セグメント６０との隙間に案内するように、案内部５２ｂ側の先端が分離ローラ７１と電極セグメント６０との隙間の入口近傍に位置づけられるのがより好ましい。

ここで、分離抽出装置７０の停止時動作について、図３を参照して説明する。分離抽出装置７０による分離動作を停止する際には、供給ローラ５１から供給される液体現像剤と、電極セグメント６０と分離ローラ７１との隙間にある液体現像剤と、キャリア液回収後の廃液とがキャリア液回収容器８４に混入するのを防ぐ必要がある。そのために、まずは現像剤供給装置５０からの液体現像剤の供給動作を停止する。液体現像剤の供給動作を停止するには、供給ローラ５１の回転を停止する。供給ローラ５１の回転を停止すると、供給ローラ５１に担持されていた液体現像剤は、重力に従って供給ローラ５１の表面を流れ落ちる。そして、案内ブレード５２を伝って隙間に流れてきた液体現像剤を含めて、分離ローラ７１の回転に従い隙間から液体現像剤が排出され、且つ分離ローラ７１上の廃液が回収ローラ８１に回収されてから、分離ローラ７１及び回収ローラ８１の回転を停止する。こうすることにより、トナーとキャリア液を分離する前の液体現像剤や廃液がキャリア液回収容器８４に混入するのを防ぐことができる。

なお、図４（ｂ）に示すように、電極セグメント６０には分離ローラ７１との隙間の入口近傍に、案内ブレード５２に案内された液体現像剤を隙間に導くための現像剤誘導部６０１が形成されていてもよい。この場合、案内ブレード５２における案内部５２ｂ側の先端を隙間の近傍に厳密に位置づけなくても、案内ブレード５２によって隙間に確実に液体現像剤を案内することができる。そして、より確実に液体現像剤を隙間に案内するには、現像剤誘導部６０１の面積を大きくすればよい。ただし、現像剤誘導部６０１を大きくすればするほど、案内ブレード５２に案内された液体現像剤が現像剤誘導部６０１に溜まりやすくなる。それ故、現像剤誘導部６０１の面積を大きくし過ぎると、液体現像剤の供給を止めるべく供給ローラ５１を回転停止した際に、回転停止から現像剤誘導部６０１に溜まった液体現像剤の全てが流れ終わるまでにタイムラグが生じ得る。したがって、分離抽出装置７０による分離動作を停止する際には、さらに現像剤誘導部６０１に溜まった液体現像剤がなくなった状態で、分離ローラ７１及び回収ローラ８１の回転を停止する必要がある。そうしないと、上記したようなトナーとキャリア液を分離する前の液体現像剤や廃液がキャリア液回収容器８４に混入することを防止し難いからである。

以上のように、上述した現像剤供給装置５０は分離抽出装置７０に適用してもよい。そうした場合にも、案内ブレード５２による分離ローラ７１への液体現像剤の供給は、なきわかれによる液体現像剤の供給に比較して、より効率的に液体現像剤を供給できる、という効果が得られる。

１６…現像装置、１７…回転体（現像ローラ）、５０…現像剤供給装置、５１…現像剤担持回転体（供給ローラ）、５２…案内部材（案内ブレード）、５２ａ…掻き取り部、５２ｂ…案内部、５３…貯留部（現像剤貯留トレイ）、６０…成膜電極（電極セグメント）、７０…分離抽出装置、７１…回転体（分離ローラ）、６０１…現像剤誘導部

Claims (14)

1. 回転する回転体にトナーとキャリア液とを含む液体現像剤を供給する現像剤供給装置であって、前記回転体に非接触に配置され、液体現像剤を担持して回転する現像剤担持回転体と、前記現像剤担持回転体に当接し前記現像剤担持回転体上の液体現像剤を掻き取る掻き取り部と、前記掻き取り部により掻き取られた液体現像剤を前記回転体に向けて案内する案内部とを有する案内部材と、を有する現像剤供給装置と、
   前記現像剤供給装置から供給された液体現像剤を担持して回転し、電圧の印加により感光体に形成された静電潜像を液体現像剤によりトナー像に現像する現像ローラと、を備え、
   前記回転体は、前記現像ローラである、
   ことを特徴とする現像装置。
2. 前記現像ローラに対し隙間を空けて配置され、前記現像ローラに担持された液体現像剤を成膜し、電圧の印加により前記現像ローラ側にトナーを移動させる成膜電極を備え、
   前記案内部材は、前記現像ローラの回転方向に関し液体現像剤を前記成膜電極の上流側に案内する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記案内部材は、液体現像剤を前記現像ローラと前記成膜電極との隙間に案内する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
4. 前記案内部材は、前記掻き取り部と前記案内部とが一体形成された板状部材である、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の現像装置。
5. 前記掻き取り部は、当接位置における前記現像剤担持回転体の接線のうち、前記現像剤担持回転体の回転方向下流側でなす角度が鋭角となるように、前記現像剤担持回転体に当接している、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置。
6. 液体現像剤を貯留する貯留部を備え、
   前記現像剤担持回転体は、前記貯留部に貯留された液体現像剤を担持する、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の現像装置。
7. 回転する回転体にトナーとキャリア液とを含む液体現像剤を供給する現像剤供給装置であって、前記回転体に非接触に配置され、液体現像剤を担持して回転する現像剤担持回転体と、前記現像剤担持回転体に当接し前記現像剤担持回転体上の液体現像剤を掻き取る掻き取り部と、前記掻き取り部により掻き取られた液体現像剤を前記回転体に向けて案内する案内部とを有する案内部材と、を有する現像剤供給装置と、
   前記現像剤供給装置から供給された液体現像剤を担持して回転し、電圧の印加により液体現像剤をトナーとキャリア液とに分離する分離ローラと、を備え、
   前記回転体は、前記分離ローラである、
   ことを特徴とする分離抽出装置。
8. 前記分離ローラに対し隙間を空けて配置され、前記分離ローラに担持された液体現像剤を成膜し、電圧の印加により前記分離ローラ側にトナーを移動させる成膜電極を備え、
   前記案内部材は、前記分離ローラの回転方向に関し液体現像剤を前記成膜電極の上流側に案内する、
   ことを特徴とする請求項７に記載の分離抽出装置。
9. 前記案内部材は、液体現像剤を前記分離ローラと前記成膜電極との隙間に案内する、
   ことを特徴とする請求項８に記載の分離抽出装置。
10. 前記成膜電極は、前記回転方向の上流側に液体現像剤を前記隙間に導く現像剤誘導部を有し、
    前記案内部材は、液体現像剤を前記現像剤誘導部に案内する、
    ことを特徴とする請求項８に記載の分離抽出装置。
11. 前記成膜電極は、前記案内部材よりも重力方向下方に配置される、
    ことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の分離抽出装置。
12. 前記案内部材は、前記掻き取り部と前記案内部とが一体形成された板状部材である、
    ことを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の分離抽出装置。
13. 前記掻き取り部は、当接位置における前記現像剤担持回転体の接線のうち、前記現像剤担持回転体の回転方向下流側でなす角度が鋭角となるように、前記現像剤担持回転体に当接している、
    ことを特徴とする請求項７乃至１２のいずれか１項に記載の分離抽出装置。
14. 液体現像剤を貯留する貯留部を備え、
    前記現像剤担持回転体は、前記貯留部に貯留された液体現像剤を担持する、
    ことを特徴とする請求項７乃至１３のいずれか１項に記載の分離抽出装置。

Images