WO2019087887A1

WO2019087887A1 - 画像形成装置

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Publication number: WO2019087887A1
Application number: PCT/JP2018/039440
Authority: WO
Inventors: 良太藤岡; 修平 ▲高▼橋; 哲平永田; 康樹神森
Original assignee: キヤノン株式会社
Priority date: 2017-11-02
Filing date: 2018-10-24
Publication date: 2019-05-09
Also published as: JP2019086595A

Abstract

感光体（１３）上の静電潜像を液体現像剤によりトナー像に現像する現像装置（１６）と、感光体（１３）のトナー像が転写される中間転写体（２０）と、中間転写体（２０）のトナー像を記録材に転写する転写部材（２１）と、感光体（１３）に残る液体現像剤を回収する感光体清掃部（１９）と、転写部材（２１）に残る液体現像剤を回収する転写部材清掃部（２７）と、液体現像剤からトナーとキャリア液とを分離する分離装置（３７）と、液体現像剤を収容する収容容器（３５）と、感光体清掃部（１９）により回収された液体現像剤を分離装置（３７）に搬送可能に、感光体清掃部（１９）と分離装置（３７）とを接続する分離用搬送路（１９０）と、転写部材清掃部（２７）により回収された液体現像剤を分離装置（３７）を介さずに収容容器（３５）に搬送可能に、転写部材清掃部（２７）と収容容器（３５）とを接続する回収用搬送路（２７０）と、を備える。

Description

画像形成装置

　本発明は、液体現像剤を用いて画像を形成する電子写真方式の画像形成装置に関する。

　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では、感光ドラムや中間転写ローラなどから画像形成工程で使用されなかった液体現像剤を回収し、再利用することが行われている。従来では、トナー像の転写後に感光ドラム、中間転写ローラ、転写ローラなどから回収した液体現像剤を分離装置に搬送し、分離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させて、分離したキャリア液を再利用する処理が行われている（特許文献１）。

特開２０１６－２２４１３２号公報

　ところで、記録材としての紙に接触してトナー像を紙に転写する転写ローラ等から回収されるキャリア液には、紙粉などの異物が混入しやすい。そのため、分離後のキャリア液に紙粉等が混入する虞が生ずる。

　本発明は、上述の問題に鑑みてなされ、キャリア液を再利用する構成であっても、再利用するキャリア液への異物の混入を低減することができる画像形成装置の提供を目的とする。

　本発明に係る画像形成装置は、感光体と、前記感光体に形成された静電潜像をトナーとキャリア液とからなる液体現像剤によりトナー像に現像する現像装置と、前記感光体からトナー像が一次転写される中間転写体と、前記中間転写体に一次転写されたトナー像を記録材に二次転写する転写部材と、一次転写後に前記感光体上に残る液体現像剤を回収する感光体清掃部と、二次転写後に前記転写部材上に残る液体現像剤を回収する転写部材清掃部と、液体現像剤からトナーとキャリア液とを分離する分離装置と、液体現像剤を収容する収容容器と、前記感光体清掃部により回収された液体現像剤を前記分離装置に搬送可能に、前記感光体清掃部と前記分離装置とを接続する分離用搬送路と、前記転写部材清掃部により回収された液体現像剤を前記分離装置を介さずに前記収容容器に搬送可能に、前記転写部材清掃部と前記収容容器とを接続する回収用搬送路と、を備える。

　本発明の一態様によれば、キャリア液を再利用する構成であっても、再利用するキャリア液への異物の混入を低減することができる。

　本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。

本実施形態の画像形成装置を示す概略構成図。第一実施形態の画像形成装置における液体現像剤の搬送経路を示す模式図。分離抽出装置を示す外観斜視図。分離抽出装置の一部を切断して示す斜視図。分離抽出装置の一部を示す断面図。図５のＡ部を拡大して示す拡大図。本実施形態の画像形成装置における、累計の画像形成枚数と液体現像剤中の紙粉蓄積量との関係を示すグラフ。第二実施形態の画像形成装置における液体現像剤の搬送経路を示す模式図。従来の画像形成装置における、累計の画像形成枚数と液体現像剤中の紙粉蓄積量との関係を示すグラフ。液体現像剤中の紙粉含有量と、キャリア液に紙粉を混ぜた場合に生じる光沢差との関係を示すグラフ。紫外線硬化型の液体現像剤中の紙粉含有量と、キャリア液に紙粉を混ぜた場合にキャリア液を硬化させるのに必要な露光エネルギーとの関係を示すグラフ。紫外線硬化型の液体現像剤を用いた従来の画像形成装置における、累計の画像形成枚数と液体現像剤中の紙粉蓄積量との関係を示すグラフ。

＜第一実施形態＞
［画像形成装置］
　本実施形態の画像形成装置について説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の構成について、図１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）にトナー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ている。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、現像器１６、ドラムクリーナ１９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る。この静電潜像は、現像器１６によりトナー像として現像される。本実施形態の場合、現像装置としての現像器１６には、分散媒であるキャリア液に分散質である粉体のトナーを分散させた液体現像剤Ｄが収容されており、この液体現像剤Ｄを用いて現像を行う。

　液体現像剤Ｄは、混合器としてのミキサ３１において、キャリア液ＣにトナーＴを所定の比率で混合、分散させて生成され、現像器１６へ供給される。補給用のキャリア液Ｃはキャリア容器としてのキャリアタンク３２に、補給用のトナーＴはトナー容器としてのトナータンク３３にそれぞれ収容されている。そして、ミキサ３１内のキャリア液ＣとトナーＴの混合状態に応じて、それぞれのタンクからキャリア液Ｃ又はトナーＴがミキサ３１へ供給される。ミキサ３１は、不図示のモータにより駆動される攪拌羽根が収容されており、供給されたキャリア液とトナーＴとを攪拌することで混合し、キャリア液中にトナーを分散させている。なお、本実施形態の場合、ミキサ３１の容量は現像液重量に換算して約２０００ｇである。

　ミキサ３１から現像器１６へ供給された液体現像剤Ｄは、現像器１６の供給区画１６ａにおいてコートローラ１７によって、現像ローラ１８にコートされ（供給され）、現像に使用される。現像ローラ１８は、表面に液体現像剤を担持して搬送し、感光ドラム１３上に形成された静電潜像をトナーで現像する。現像後に現像ローラ１８に残留したキャリア液ＣとトナーＴは、現像器１６の回収区画１６ｂへ回収される。ここで、コートローラ１７から現像ローラ１８への液体現像剤Ｄのコート、及び、現像ローラ１８から感光ドラム１３上の静電潜像への現像は、それぞれ電界を用いて行う。

　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（感光体上）に残る液体現像剤（トナーＴとキャリア液Ｃ）はドラムクリーナ１９によって回収される。感光体清掃部としてのドラムクリーナ１９は、例えばゴムからなるブレード状の部材で構成されて、線圧３０（ｇ／ｃｍ）で感光ドラム１３に当接される。なお、中間転写ローラ２０と転写ローラ２１とは、少なくとも何れかが無端状のベルトであってもよい。

　カセット１１ａ、１１ｂに収容された記録材Ｓは、搬送ローラなどにより構成される給送部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合わせて、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、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を定着する。トナー像が定着した記録材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。ただし、液体現像剤Ｄとして紫外線硬化型の液体現像剤を使用する場合、定着装置２５は紫外線光（ＵＶ光）を照射して液体現像剤を硬化させる。キャリア液が硬化することで、記録材Ｓ上にトナーが定着される。

　中間転写体としての中間転写ローラ２０と、転写部材としての転写ローラ２１にはそれぞれ、中間転写ローラクリーナ２６、転写部材清掃部としての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（トナーＴとキャリア液Ｃ）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（トナーＴとキャリア液Ｃ）を回収する。本実施形態においては、中間転写ローラクリーナ２６及び転写ローラクリーナ２７はいずれもゴムからなるブレード状の部材で構成され、線圧３０（ｇ／ｃｍ）で中間転写ローラ２０と転写ローラ２１にそれぞれ当接される。ただし、中間転写ローラ２０と転写ローラ２１に残留した液体現像剤（主にトナーＴ）を回収する方式はこれに限られない。例えばローラ状の部材を当接させ、中間転写ローラ２０上（中間転写体上）、転写ローラ２１上（転写部材上）のトナーＴを電界によって剥離する方式であってもよい。

［液体現像剤］
　次に、液体現像剤Ｄについて説明する。本実施形態の画像形成装置１００で用いる液体現像剤Ｄとしては、従来から使用されている液体現像剤を使用してもよいが、紫外線硬化型の液体現像剤Ｄを用いてもよい。そこで、紫外線硬化型の液体現像剤Ｄについて説明する。

　液体現像剤Ｄは、カチオン重合性液状モノマー、光重合開始剤、カチオン重合性液状モノマーに不溶なトナー粒子を含む紫外線硬化型液体現像剤である。また、カチオン重合性液状モノマーがビニルエーテル化合物であり、光重合開始剤が、次の一般式（１）で表される化合物である。

　トナー粒子は、色を発する色材をトナー樹脂で内包している。また、トナー樹脂と色材とともに、帯電制御剤等、他の材料を含有してもよい。トナー粒子の製造方法としては、色材を分散させ、樹脂を徐々に重合内包させるコアシェルベーションや、樹脂等を溶融させ、色材を樹脂内部へ内包させる内粉砕法などの公知技術を用いてもよい。トナー樹脂は、エポキシ、スチレンアクリル系等を用いている。色を発する色材は、一般有機無機顔料でよい。また、製造上、トナー分散性を高めるため、分散剤を用いているが、シナジストも可能である。

　他方、キャリア液である硬化性液体は、トナー表面の電荷をもたせる荷電制御剤と、紫外線である紫外線（ＵＶ）照射で酸を発生する光重合剤、さらに酸により結合するモノマーで構成されている。モノマーは、カチオン重合反応により、ポリマー化するビニルエーテル化合物である。また、光重合剤とは別に、増感剤を含有してもよい。光重合により、保存性が低下するため、カチオン重合禁止剤を１０～５０００ｐｐｍ入れてもよい。他に、帯電制御補助剤、他添加材等を用いる場合もある。

　この現像剤の紫外線硬化剤(モノマー)は、ビニルエーテル基が一つある一官能モノマー（式２）が約１０％(重量％)とビニルエーテル基が二つある二官能モノマー（式３）を約９０％混合したものである。

　光重合開始剤としては下記の（式４）で表されるものを０．１％混合している。この光重合開始剤を用いることにより、良好な定着を可能しつつも、イオン性の光酸発生剤を用いる場合と異なり、高抵抗な液体現像剤が得られる。

　なお、カチオン重合性液状モノマーが、ジシクロペンタジエンビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、トリシクロデカンビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、２－エチル－１，３－ヘキサンジオールジビニルエーテル、２，４－ジエチル－１，５－ペンタンジオールジビニルエーテル、２－ブチル－２－エチル－１，３－プロパンジオールジビニルエーテル、ネオペンチルグリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル及び１，２－デカンジオールジビニルエーテルからなる群より選ばれる化合物であることが望ましい。

　更に、帯電制御剤としては、公知のものが利用できる。具体的な化合物としては、亜麻仁油、大豆油などの油脂；アルキド樹脂、ハロゲン重合体、芳香族ポリカルボン酸、酸性基含有水溶性染料、芳香族ポリアミンの酸化縮合物、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸ニッケル、ナフテン酸鉄、ナフテン酸亜鉛、オクチル酸コバルト、オクチル酸ニッケル、オクチル酸亜鉛、ドデシル酸コバルト、ドデシル酸ニッケル、ドデシル酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、２－エチルヘキサン酸コバルトなどの金属石鹸類；石油系スルホン酸金属塩、スルホコハク酸エステルの金属塩などのスルホン酸金属塩類；レシチンなどの燐脂質；ｔ－ブチルサリチル酸金属錯体などのサリチル酸金属塩類；ポリビニルピロリドン樹脂、ポリアミド樹脂、スルホン酸含有樹脂、ヒドロキシ安息香酸誘導体などが挙げられる。

［液体現像剤の搬送］
　次に、本実施形態における液体現像剤Ｄの搬送について、図２を用いて説明する。まず、上述のようにドラムクリーナ１９で回収した液体現像剤は、第一分離抽出装置３７及び第二分離抽出装置３４に送られる。なお、現像後に現像ローラ１８上に残留し、現像器１６の回収区画１６ｂへ回収した液体現像剤は、ミキサ３１に戻されるが、第一分離抽出装置３７、第二分離抽出装置３４に搬送するようにしてもよい。

　他方、中間転写ローラクリーナ２６で回収した液体現像剤は、収容容器としての廃液収容容器３５に廃液Ｗとして収容される。また、本実施形態において、転写ローラクリーナ２７で回収した液体現像剤は、量が少量であるため、そのまま転写ローラクリーナ２７に保持するものとしている。ただし、後述する第二実施形態のように（図８参照）、転写ローラクリーナ２７で回収した液体現像剤が廃液収容容器３５に廃液Ｗとして収容される構成であってもよい。なお、廃液収容容器３５は、画像形成装置１００の装置本体１００ａ（図１参照）に対し交換自在に設けられていてよい。その場合、廃液収容容器３５に収容された廃液Ｗが所定量を超えると、ユーザに対し廃液収容容器３５の交換を報知できるようにすると好ましい。

　分離装置としての第一分離抽出装置３７は、詳しくは後述するが、キャリア液とトナーとを分離する際に、キャリア液と、トナー及び紙粉などの異物を含み得る廃液Ｗとを分離する。分離された廃液Ｗは、廃液収容容器３５に回収される。

　第二分離抽出装置３４は、詳しくは後述するが、第一分離抽出装置３７で分離、抽出されたキャリア液中から、トナー以外でキャリア液中の不要な成分を分離する。具体的には、キャリア液中に含まれる体積抵抗率の低い物質（低抵抗キャリア）が挙げられる。上述のようにキャリア液を形成する物質中には荷電制御剤が含まれており、低抵抗キャリアの成分としては主に荷電制御剤である。ここで、荷電制御剤の体積抵抗率は、一例として、１．０Ｅ＋９Ωｃｍである。なお、荷電制御剤を含まないキャリア液の体積抵抗率は、１．０Ｅ＋１２Ωｃｍである。

　液体現像剤Ｄの搬送について、より具体的に説明する。キャリアタンク３２とトナータンク３３からミキサ３１への輸送管には、それぞれ、電磁弁４１，４２が設けられている。電磁弁４１，４２は、ミキサ３１へのキャリア液ＣとトナーＴの供給量を調整する。ミキサ３１からは、液体現像剤供給部としてのポンプ４４を用いて現像に必要な液体現像剤Ｄが現像器１６へ供給される。

　現像器１６の回収区画１６ｂへ回収した液体現像剤は、ポンプ４３によってミキサ３１に戻される。回収区画１６ｂで回収された液体現像剤は、現像などに使用されておらず殆ど劣化していないためである。

　図２に示すように、ドラムクリーナ１９と第一分離抽出装置３７とは、分離用搬送路としてのドラム回収液輸送管１９０によって互いに接続されている。ドラムクリーナ１９と第一分離抽出装置３７とがドラム回収液輸送管１９０によって接続されることで、ドラムクリーナ１９で回収された液体現像剤は第一分離抽出装置３７に搬送可能になっている。ドラムクリーナ１９で回収された液体現像剤は、ドラム回収液輸送管１９０の途中に設けられたポンプ４８によって第一分離抽出装置３７に搬送される。第一分離抽出装置３７で分離、抽出されたキャリア液（液体現像剤）は、電磁弁５１により第二分離抽出装置３４に搬送される。

　他方、本実施形態では、中間転写ローラクリーナ２６と廃液収容容器３５とは中転回収液輸送管２６０によって互いに接続されている。中間転写ローラクリーナ２６と廃液収容容器３５とが中転回収液輸送管２６０によって接続されることで、中間転写ローラクリーナ２６で回収された液体現像剤は廃液収容容器３５に搬送可能になっている。中間転写ローラクリーナ２６で回収される液体現像剤は、ドラムクリーナ１９で回収される液体現像剤に比較して少量であり、またトナー濃度（トナー及びキャリア液の合計重量に対するトナー重量の割合：ＴＤ比とも呼ぶ）や粘度が比較的に高い。そのため、中間転写ローラクリーナ２６で回収された液体現像剤は、中転回収液輸送管２６０内に設けられたスクリュー（不図示）等によって廃液収容容器３５に搬送される。勿論、これに限らず、中転回収液輸送管２６０の途中にポンプ（不図示）を設け、このポンプにより搬送可能としてもよい。

　第一分離抽出装置３７、第二分離抽出装置３４で分離されたキャリア液は再利用可能であり、再利用するために、キャリア供給部としての電磁弁４５によってキャリアタンク３２へ搬送される。他方、第一分離抽出装置３７で分離された廃液Ｗ（主にトナー）は再利用が難しいため、排出用搬送路としての廃液輸送管３７０に設けられた電磁弁４７によって廃液収容容器３５へ搬送される。また、第二分離抽出装置３４で分離された廃液Ｗ（主に低抵抗キャリア）についても再利用が難しいため、第二分離抽出装置３４と廃液収容容器３５とを接続する輸送管に設けられた電磁弁５２によって廃液収容容器３５へ搬送される。

　次に、上述の第一分離抽出装置３７におけるトナーとキャリアの分離と、第二分離抽出装置３４におけるキャリア液の成分分離とについて、図３乃至図６を用いて説明する。本実施形態において、第一分離抽出装置３７は、電界を用いて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。第二分離抽出装置３４は、第一分離抽出装置３７で分離、抽出されたキャリア液中から、電界を用いて低抵抗キャリア（主に荷電制御剤）を分離、抽出する装置である。なお、第一分離抽出装置３７と第二分離抽出装置３４とは同じ構成であってよい。そこで、以下では、図３乃至図６を用いて第二分離抽出装置３４について説明し、第一分離抽出装置３７については同じ構成に対しカッコ書きで符号を付し、作用が異なる部分について補足的に説明する。

　まず、第二分離抽出装置３４を設ける理由について説明する。キャリア液は再利用処理が繰り返されることにより、キャリア液中に体積抵抗率の低い物質（低抵抗キャリア）が蓄積する。すると、液体現像剤全体の抵抗が下がり、画像不良が発生する恐れがある。特に、ベタ画像（感光ドラムの画像形成可能領域の全面に形成したトナー像であり、画像比率（印字率）が１００％の場合を言う）のような高濃度の画像を形成した場合、出力画像に占めるキャリア液の割合が少ないため、特に抵抗が下がり易い。本実施形態では、このようなキャリア液の体積抵抗率の低下を抑制すべく、第二分離抽出装置３４を設けている。

　第一分離抽出装置３７で分離されたキャリア液（液体現像剤）は、図３及び図４に矢印で示すように、第二分離抽出装置３４の入口３４ｂから液体収容容器３４６内に搬送される。そして、液体収容容器３４６内のバッファ容器３４８（図４参照）に供給される。本実施形態では、バッファ容器３４８を第二分離抽出装置３４に備えさせているが、容器単体で設けてもよい。バッファ容器３４８に供給されたキャリア液は、ポンプ３４ｃにより搬送され、フィルタ３４ｄを通過する。

　フィルタ３４ｄを通過したキャリア液は、図４に示すように、供給トレイ３４６ａに投入される。なお、第二分離抽出装置３４では、フィルタ３４ｄを省略して、第一分離抽出装置３７で分離、抽出されたキャリア液を直接、供給トレイ３４６ａに投入するようにしてもよい。供給トレイ３４６ａに投入されたキャリア液は、第二分離抽出装置３４において低抵抗キャリア（主に荷電制御剤）と高抵抗キャリアに分けられる。そして、抽出された低抵抗キャリアは廃液収容容器３５に送られ、抽出された高抵抗キャリア（キャリア液）はキャリアタンク３２へ搬送される。

　図４及び図５に示すように、液体収容容器３４６内には、コート電極部材３４１、導電性の電極ローラ３４２、回収装置３５０などが配置されている。コート電極部材３４１と電極ローラ３４２とで、その間を液体現像剤が通過可能な１対の第二電極を構成し、電極ローラ３４２が片側の第二電極３４２ａを、コート電極部材３４１が他側の第二電極３４１ａを、それぞれ有する。液体収容容器３４６は、キャリア液を収容可能な容器であって、上述の供給トレイ３４６ａと、後述するように再利用可能となったキャリア液が排出される排出部３４６ｂと、廃液となった液体現像剤の回収部３５４とを有している。

　電極ローラ３４２は、例えば中実ステンレスによって外径がφ４０ｍｍに形成された芯金表層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。電極ローラ３４２は、不図示の駆動モータによって外部から駆動が入力され、所定方向（図４、図５の矢印方向）に回転する。本実施形態では、駆動モータの回転速度は２０００ｒｐｍとしている。そして、電極ローラ３４２は、駆動モータの回転を減速させて、例えば４００ｒｐｍの回転速度で回転する。

　コート電極部材３４１は、図５及び図６に示すように、電極ローラ３４２の一部と第二隙間としての隙間３４７を介して配置される。隙間３４７の電極ローラ３４２の回転方向上流端部３４７ａには、供給トレイ３４６ａが接続されている。そして、上述のように供給トレイ３４６ａに投入されたキャリア液は、上流端部３４７ａから隙間３４７内に供給される。隙間３４７の電極ローラ３４２の回転軸線方向両端部は封止されており、隙間３４７に供給されたキャリア液は、電極ローラ３４２の回転に伴って隙間３４７内を回転方向下流側に搬送される。隙間３４７の電極ローラ３４２の回転方向下流端部３４７ｂには、排出部３４６ｂが接続されている（図６参照）。そして、隙間３４７を通過したキャリア液が排出部３４６ｂから輸送管３４６ｃを介してキャリアタンク３２に送られる（図２参照）。

　上述のように、電極ローラ３４２と隙間３４７を介して配置されるコート電極部材３４１は、少なくとも液体が通過する部分３４１ｘの表面が導電性素材によって形成されていている。また、コート電極部材３４１は、例えば中実ステンレスによって幅４００ｍｍに形成されている。また、液体が通過する部分３４１ｘは、電極ローラ３４２の一部を収容する形状を有し、この部分３４１ｘの電極ローラ３４２と対向する面は、電極ローラ３４２の表面と所定距離（即ち、隙間３４７）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０．２ｍｍである。本実施形態の場合、上述のようにドラムクリーナ１９で回収され、供給トレイ３４６ａから隙間３４７に供給されたキャリア液は、この隙間３４７を通過することで、低抵抗キャリアと高抵抗キャリアとに分離される。

　回収装置３５０は、電極ローラ３４２の回転方向に関してコート電極部材３４１の下流側に位置し、電極ローラ３４２に担持された低抵抗キャリアを回収する。回収装置３５０は、回収ローラ３５１と、ブレード部材３５２と、不図示の電圧印加装置とを有する。

　回収ローラ３５１は、例えば中実ステンレスによって外径がφ２０に形成された導電性のローラであり、電極ローラ３４２に当接するように配置されている。そして、回収ローラ３５１は、電極ローラ３４２に接触して、図４、図５の矢印方向に従動回転する。なお、回収ローラ３５１の回転速度は、例えば８００ｒｐｍである。

［第一分離抽出装置の補足説明］
　上述のようにドラムクリーナ１９で回収された液体現像剤は、図４及び図５に矢印で示すように、第一分離抽出装置３７の入口３７ｂから液体収容容器３７６内に搬送される。そして、液体収容容器３７６内のバッファ容器３７８に供給される。バッファ容器３７８に供給された液体現像剤は、ポンプ３７ｃにより搬送され、フィルタ３７ｄを通過する。

　フィルタ３７ｄを通過した液体現像剤は、図４に示すように、供給トレイ３７６ａに投入される。詳しくは後述するように、供給トレイ３７６ａに投入された液体現像剤は、第一分離抽出装置３７においてトナーとキャリア液に分けられる。そして、抽出されたトナーは廃液収容容器３５に送られ、抽出されたキャリア液は、上述のように第二分離抽出装置３４へ搬送される。

　図４及び図５に示すように、液体収容容器３７６内には、コート電極部材３７１、導電性の電極ローラ３７２、トナー回収装置３８０などが配置されている。コート電極部材３７１と電極ローラ３７２とで、その間を液体現像剤が通過可能な１対の第一電極を構成し、電極ローラ３７２が片側の第一電極３７２ａを、コート電極部材３７１が他側の第一電極３７１ａを、それぞれ有する。液体収容容器３７６は、液体現像剤を収容可能な容器であって、上述の供給トレイ３７６ａと、キャリア液が排出される排出部３７６ｂと、廃液となった液体現像剤の回収部３８４とを有している。

　電極ローラ３７２は、不図示の駆動モータによって外部から駆動が入力され、所定方向（図４、図５の矢印方向）に回転する。本実施形態では、駆動モータの回転速度は２０００ｒｐｍとしている。なお、第二分離抽出装置３４の電極ローラ３４２と第一分離抽出装置３７の電極ローラ３７２とを駆動する駆動モータは、同じであっても別であってもよい。

　コート電極部材３７１は、図５及び図６に示すように、電極ローラ３７２の一部と第一隙間としての隙間３７７を介して配置される。隙間３７７の電極ローラ３４２の回転方向上流端部３７７ａには、供給トレイ３７６ａが接続されている。そして、上述のように供給トレイ３７６ａに投入された液体現像剤は、上流端部３７７ａから隙間３７７内に供給される。隙間３７７に供給された液体現像剤は、電極ローラ３７２の回転に伴って隙間３７７内を回転方向下流側に搬送される。隙間３７７の電極ローラ３７２の回転方向下流端部３７７ｂには、排出部３７６ｂが接続されている（図４参照）。そして、隙間３７７を通過した液体現像剤が排出部３７６ｂから輸送管３７６ｃを介して第二分離抽出装置３４に送られる（図２、図４参照）。

　上述のように、電極ローラ３７２と隙間３７７を介して配置されるコート電極部材３７１は、少なくとも液体が通過する部分３７１ｘの表面が導電性素材によって形成されていている。コート電極部材３７１と電極ローラ３７２との間には、不図示の高圧電源によってトナーが電極ローラ３４２側に移動する電界が生じるように電圧が印加される。即ち、隙間３７７には、トナーが電極ローラ３７２に引き寄せられるような電界が生じるような電圧が印加されている。

　本実施形態では、荷電制御剤によりトナーがマイナス帯電するため、例えば電極ローラ３７２にマイナス３００Ｖ、コート電極部材３７１にマイナス１０００Ｖが印加される。この結果、液体現像剤が隙間３７７を通過している間に、トナーが電極ローラ３７２に担持され、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、隙間３７７の下流端部３７７ｂに接続される排出部３７６ｂに排出される。

　トナー回収装置３８０は、電極ローラ３７２の回転方向に関してコート電極部材３７１の下流側に位置し、電極ローラ３７２に担持されたトナーを回収する。トナー回収装置３８０は、回収ローラ３８１とブレード部材３８２とを有する。

　回収ローラ３８１は、電極ローラ３７２に向けて付勢され、電極ローラ３７２に当接する。そして、回収ローラ３８１は電極ローラ３７２に当接して、図４、図５の矢印方向に従動回転する。電極ローラ３７２及び回収ローラ３８１は互いに略平行に配置され、回転軸線方向両端部が液体収容容器３７６に回転自在に支持されている。回収ローラ３８１と電極ローラ３７２との間には、不図示の高圧電源によって回収ローラ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、例えば電極ローラ３７２にマイナス３００Ｖ、回収ローラ３８１にマイナス２００Ｖが印加される。これにより、電極ローラ３７２に担持され、回収ローラ３８１まで搬送されたトナーが、電極ローラ３７２から回収ローラ３８１に移動する。

　ブレード部材３８２は、回収ローラ３８１に接触して回収ローラ上のトナーを掻き取る。ブレード部材３８２は、電極ローラ３７２と回収ローラ３８１とが接触している位置に対して回収ローラ３８１の回転方向下流側で、回収ローラ３８１に対してカウンター方向に接触するように配置されている。上述のように電極ローラ３７２から回収ローラ３８１に移動したトナーは、ブレード部材３８２により掻き取られ、回収部３８４に送られる。回収部３８４により回収されたトナーは、上述したように、廃液収容容器３５に送られる。

　なお、第一分離抽出装置３７は、トナーとキャリア液との分離、抽出が行われれば、第二分離抽出装置３４と異なる構成であってもよい。

　ところで、上述したように、第一分離抽出装置３７、第二分離抽出装置３４では、電気泳動によって電気的に正負の極性を有するトナー、あるいはキャリア液中の成分（主に荷電制御剤）を分離している。ただし、液体現像剤に炭酸カルシウムやタルク等の成分が含まれている場合、第一分離抽出装置３７及び第二分離抽出装置３４ではこれら炭酸カルシウムやタルクを分離させるのが難しい。

　即ち、トナー画像を形成する記録材Ｓが紙である場合、紙には白地部を形成する填料として、炭酸カルシウムやタルク（マグネシウムなどの金属化合物）が含まれている。これら炭酸カルシウムやタルクの含有比率は、紙の種類によって異なる。また、記録材Ｓがロール紙でなく裁断された形状のカット紙である場合には特に紙端部に紙粉が発生しやすく、カット紙に直接接触する中間転写ローラクリーナ２６に、紙粉などの異物が付着しやすい。それ故、中間転写ローラクリーナ２６により回収された液体現像剤には、紙粉が比較的に多く混入され得る。そして、二次転写に伴う強電界を経た液体現像剤中の炭酸カルシウムやタルクは電気的に正負いずれの極性も取り得るため、第一分離抽出装置３７及び第二分離抽出装置３４ではキャリア液から炭酸カルシウムやタルクを分離することが難しい。

　従来の画像形成装置では、中間転写ローラクリーナ２６により回収されたキャリア液、つまりは炭酸カルシウムやタルク等の成分を比較的に高い割合で含有し変質した可能性があるキャリア液は、第一分離抽出装置３７に搬送されていた。しかし、上述したように、第一分離抽出装置３７（及び第二分離抽出装置３４）ではキャリア液から炭酸カルシウムやタルクを分離させるのが難しく、変質したキャリア液が再利用されることがあった。変質したキャリア液が再利用された場合、定着後の記録材上のトナー像の色味や光沢などが変わる、紫外線光の照射による硬化性が低下することによりトナーが記録材に定着し難くなるなどの不都合が生じ得る。

　上記したキャリア液の変質の度合いは、キャリア液中に含まれる紙粉の蓄積量（紙粉蓄積量）によって変わる。そこで、キャリア液中の紙粉蓄積量について説明する。ミキサ３１内において通紙Ｎ枚目におけるキャリア液中の紙粉蓄積量をＸ（Ｎ）、現像ローラ１８により現像に供される記録材一枚当たりのキャリア消費量を「ａ」、記録材一枚当たりの紙粉発生量を「ｐ」とする。これらの単位はグラム（ｇ）であり、また記録材ＳはＡ４カット紙である。そして、発生した紙粉は、中間転写ローラクリーナ２６により全て回収されるものとする。また、ミキサ３１内のキャリア液の総量を「Ａ」とし、現像ローラ１８で記録材一枚当たりに消費した分のキャリア液が新品のキャリア液で常に補充されるものとする。さらに、中間転写ローラクリーナ２６で回収された紙粉はミキサ３１内で均等に分散され、そのキャリア液が次の記録材Ｓにトナー像を形成する際に用いられるものとする。この場合、通紙Ｎ枚目におけるキャリア液中の紙粉蓄積量Ｘ（Ｎ）は、以下の式（１）で表すことができる。
Ｘ（Ｎ）＝Ｘ（Ｎ－１）－（ａ／Ａ）×Ｘ（Ｎ－１）＋ｐ　・・・（式１）

　式（１）において、右辺第一項「Ｘ（Ｎ－１）」は、記録材Ｓの（Ｎ－１）枚目におけるキャリア液中の紙粉蓄積量を表す。右辺第二項「（ａ／Ａ）×Ｘ（Ｎ－１）」は、（Ｎ－１）枚目までにキャリア液中に蓄積された紙粉のうち、Ｎ枚目のトナー像の形成時にミキサ３１外へ排出される紙粉量を表す。また、右辺第三項「ｐ」は上記した通り、記録材一枚当たりの紙粉発生量を表す。

　ここで、現像ローラ１８により現像に供される記録材一枚当たりのキャリア量を「０．０５ｇ」、記録材一枚当たりにドラムクリーナ１９内とミキサ３１内にあるキャリア液は「２０００ｇ」、記録材一枚当たりの紙粉発生量を「２．０×１０^－４ｇ」とする。図９に、中間転写ローラクリーナ２６により回収されたキャリア液が第一分離抽出装置３７に搬送される従来の画像形成装置における、累計の画像形成枚数（耐久枚数）とキャリア液中の紙粉蓄積量Ｘ（ｎ）との関係を示す。

　図１０に、紙粉（詳しくはその成分中にタルクを含む）をキャリア液に混ぜた場合における、液中の紙粉含有量と定着後のトナー像の画質変化（具体的には光沢）との関係を示す。図１０において、横軸はキャリア液に対する紙粉含有量（ｗ％）を示し、縦軸は画質変化を光沢差（Δグロス）で示している。光沢を計測する光沢計には、日本電色工業製の光沢計「ＰＧ‐ＩＩ」を用いた。一般的に、光沢は光沢差「２°」以上で、ユーザは画像低下を認識し得る。そこで、ここでは光沢差「２°」を画質低下の境界値としている（図１０中に点線で示す）。図１０から理解できるように、紙粉含有量が「０．２ｗ％」、ここではキャリア液中に含まれる紙粉の重量にして「４ｇ」を超えると、光沢差が「２°」を超えて画質低下が顕著になる。

　ミキサ３１と現像器１６との間で「２０００ｇ（２リットル）」の液体現像剤が循環されており、記録材一枚ごとに「１．０×１０^－４ｇ」の紙粉が中間転写ローラクリーナ２６により回収されるものとする。従来の画像形成装置の場合、光沢差が「２°」を超える重量（４ｇ）の紙粉がキャリア液中に含まれるのは、図９に示すように、累計の画像形成枚数（耐久枚数）が約２．７万枚を超えてからである。このように、従来の画像形成装置では、４ｇを超える紙粉がキャリア液に含まれると、光沢差が「２°」以上となって画質低下を生じさせ得る。これに対し、画像形成装置では、適切に画像を形成することが可能な記録材Ｓの枚数（耐用枚数などと呼ばれる）として例えば約１００万枚を想定している。それ故に、従来の画像形成装置の場合には、約２．７万枚の記録材Ｓに画像形成する毎に液体現像剤を入れ替える必要があり、液体現像剤の入れ替えに伴うランニングコストが増えるし、またユーザの手間がかかる。

　上記点に鑑みて、本実施形態では、上述したように、中間転写ローラクリーナ２６で回収した液体現像剤を廃液収容容器３５に搬送可能なように、中間転写ローラクリーナ２６と廃液収容容器３５とを中転回収液輸送管２６０によって接続している。即ち、中間転写ローラクリーナ２６で回収した液体現像剤を第一分離抽出装置３７でなく、廃液収容容器３５に搬送する。こうすると、上記の光沢差が「２°」を超える重量の紙粉がキャリア液中に含まれるまでにかかる耐久枚数を、従来に比較して増やすことができるようになる。以下、この点について説明する。

　図７に、本実施形態の画像形成装置１００における累計の画像形成枚数（耐久枚数）とキャリア液中の紙粉蓄積量との関係を示す。本実施形態の場合、ほとんどの紙粉は主に中間転写ローラクリーナ２６により液体現像剤と共に回収され、液体現像剤と共に廃液収容容器３５に搬送されることから、第一分離抽出装置３７に到達しない。ただし、ドラムクリーナ１９により回収される液体現像剤に、非常に僅かな量の紙粉が混入し得る。ドラムクリーナ１９で回収した液体現像剤は第一分離抽出装置３７に搬送されることから、図７に示すように、耐久枚数に応じてキャリア液中に含まれる紙粉蓄積量は一定量（ここでは０．０８ｇ）まで増加する。この場合、１００万枚という耐用枚数を経過した時点でも、紙粉蓄積量が「約０．０８ｇ」に抑制される。つまり、光沢差が「２°」以上となって画質低下を生じさせ得る「４ｇ」まで、紙粉蓄積量は達しない。このように、本実施形態の画像形成装置１００では、耐用枚数を経過しても光沢差が「２°」を超える重量の紙粉がキャリア液中に含まれることがない。従って、液体現像剤の入れ替えを行う必要がない。

　また、本実施形態の場合、定着装置２５（図１参照）は搬送ベルト２４により搬送される記録材Ｓに二次転写されたトナー像に対し、例えば「１０～２０ｍＪ」の紫外線光（ＵＶ光）を照射してキャリア液を硬化させ、記録材Ｓにトナー像を定着させている。なお、本実施形態の場合、定着装置２５による紫外線光の出力上限は「２０ｍＪ」とする。また、紫外線光の照射によりキャリア液を硬化させるのに必要な露光エネルギーは「８ｍＪ」以上である。

　キャリア液を硬化させるのに必要な露光エネルギーは、キャリア液の状態変化によって変わる。図１１に、紫外線硬化型の液体現像剤中の紙粉含有量と、キャリア液に紙粉（詳しくはタルク）を混ぜた場合にキャリア液を硬化させるのに必要な露光エネルギーとの関係を示す。図１１に示すように、液中の紙粉含有量（ｗ％）が増えるにつれて、キャリア液を硬化させるのに必要な露光エネルギーは増していく。本実施形態の場合、キャリア液を硬化させるのに必要な露光エネルギーが「２０ｍＪ」以上になると、出力上限を超えてしまい、キャリア液を硬化させることができず、トナー像を記録材Ｓに定着させることが難しくなる。そこで、ここでは露光エネルギー「２０ｍＪ」を定着可否の境界値としている（図１１中に点線で示す）。

　図１１から理解できるように、本実施形態の場合、紙粉含有量が「０．３ｗ％」、ここではキャリア液中に含まれる紙粉の重量にして「６ｇ」を超えると、キャリア液を硬化させるのに必要な露光エネルギーが「２０ｍＪ」を超え、定着が難しくなる。これは、キャリア液中に含まれるタルク（マグネシウム等の金属イオン）がキャリア液に含まれるモノマーの硬化反応を阻害するからである。

　従来の画像形成装置の場合、露光エネルギーが「２０ｍＪ」を超える重量（６ｇ）の紙粉がキャリア液中に含まれるのは、図１２に示すように、累計の画像形成枚数（耐久枚数）が約５．２万枚を超えてからである。このように、従来の画像形成装置では、６ｇを超える紙粉がキャリア液に含まれると、露光エネルギーが「２０ｍＪ」超え、紫外線光照射による定着が難しくなる。

　これに対し、本実施形態の画像形成装置１００では、図７に示したように、耐久枚数に応じてキャリア液中に含まれる紙粉蓄積量は一定量（ここでは０．０８ｇ）まで増加するが、１００万枚を経過した時点でも、紙粉蓄積量が「約０．０８ｇ」に抑制される。つまり、露光エネルギーが「２０ｍＪ」超えて紫外線光照射による定着が難しくなる「６ｇ」まで、紙粉蓄積量は達しない。このように、本実施形態の画像形成装置１００では、耐用枚数を経過しても紫外線光の照射による定着が難しくなる量の紙粉がキャリア液中に含まれることがない。従って、液体現像剤の入れ替えを行う必要がない。

　以上のように、本実施形態では、ドラムクリーナ１９と第一分離抽出装置３７とがドラム回収液輸送管１９０によって互いに接続されるのに対して、中間転写ローラクリーナ２６と廃液収容容器３５とが中転回収液輸送管２６０によって互いに接続されている。この場合、ドラムクリーナ１９で回収された液体現像剤は第一分離抽出装置３７によりトナーとキャリア液とに分離され、分離されたキャリア液は再利用される。他方、中間転写ローラクリーナ２６で回収された液体現像剤は廃液収容容器３５に搬送されるので、第一分離抽出装置３７によりトナーとキャリア液とに分離されることがない。即ち、紙粉を多く含んだ液体現像剤が第一分離抽出装置３７により分離されないので、紙粉を多く含むことで成分が変質したキャリア液を再利用することがない。こうして、本実施形態では再利用するキャリア液の変質を抑制できるので、もって従来よりも長くに亘って液体現像剤を繰り返し利用できる、という効果が得られる。そして、従来よりも長くに亘って液体現像剤を繰り返し利用できれば、液体現像剤の入れ替えに伴うランニングコストを抑制でき、またユーザの手間を減らすことができる。

＜第二実施形態＞
　上述した第一実施形態では、転写ローラクリーナ２７で回収した液体現像剤はそのまま転写ローラクリーナ２７に保持するものとしたがこれに限られず、転写ローラクリーナ２７で回収した液体現像剤を廃液収容容器３５に搬送する構成であってもよい。こうした第二実施形態について、図８を用いて説明する。以下では、紫外線硬化型の液体現像剤を用いる場合を例に説明する。なお、上述した第一実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を簡略又は省略する。

　図８に示すように、本実施形態では、転写ローラクリーナ２７と廃液収容容器３５とが回収用搬送路としての二転回収液輸送管２７０によって互いに接続される。転写ローラクリーナ２７と廃液収容容器３５とが二転回収液輸送管２７０によって接続されることで、転写ローラクリーナ２７で回収された液体現像剤は廃液収容容器３５に搬送可能になっている。転写ローラクリーナ２７で回収された液体現像剤は、二転回収液輸送管２７０内に設けられたスクリュー（不図示）等によって廃液収容容器３５に搬送される。あるいは、二転回収液輸送管２７０の途中にポンプ（不図示）を設け、このポンプにより搬送可能としてもよい。

＜他の実施形態＞
　なお、液体現像剤の搬送は、ポンプを用いる以外に、例えば、自重落下で搬送できる場合はポンプを設けず自重を用いた搬送方式としてもよい。

　本画像形成装置は、特に液体現像剤を用いるものに用いて好適である。

　本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。

１３…感光体（感光ドラム）、１６…現像装置（現像器）、１９…感光体清掃部（ドラムクリーナ）、２０…中間転写体（中間転写ローラ）、２１…転写部材（転写ローラ）、２５…定着装置、２７…転写部材清掃部（転写ローラクリーナ）、３１…混合器（ミキサ）、３２…キャリア容器（キャリアタンク）、３３…トナー容器（トナータンク）、３５…収容容器（廃液収容容器）、３７…分離装置（第一分離抽出装置）、４５…キャリア供給部（電磁弁）、１００…画像形成装置、１００ａ…装置本体、１９０…分離用搬送路（ドラム回収液輸送管）、２７０…回収用搬送路（二転回収液輸送管）、３７０…排出用搬送路（廃液輸送管）

Claims

　感光体と、
　前記感光体に形成された静電潜像をトナーとキャリア液とからなる液体現像剤によりトナー像に現像する現像装置と、
　前記感光体からトナー像が一次転写される中間転写体と、
　前記中間転写体に一次転写されたトナー像を記録材に二次転写する転写部材と、
　一次転写後に前記感光体上に残る液体現像剤を回収する感光体清掃部と、
　二次転写後に前記転写部材上に残る液体現像剤を回収する転写部材清掃部と、
　液体現像剤からトナーとキャリア液とを分離する分離装置と、
　液体現像剤を収容する収容容器と、
　前記感光体清掃部により回収された液体現像剤を前記分離装置に搬送可能に、前記感光体清掃部と前記分離装置とを接続する分離用搬送路と、
　前記転写部材清掃部により回収された液体現像剤を前記分離装置を介さずに前記収容容器に搬送可能に、前記転写部材清掃部と前記収容容器とを接続する回収用搬送路と、を備える、画像形成装置。
　前記分離装置により液体現像剤から分離されたトナーを前記収容容器に搬送可能に、前記分離装置と前記収容容器とを接続する排出用搬送路を備える、
　請求項１に記載の画像形成装置。
　トナーを収容するトナー容器と、
　キャリア液を収容するキャリア容器と、
　液体現像剤を収容し、前記トナー容器から供給されたトナーと、前記キャリア容器から供給されたキャリア液とを混合、分散する混合器と、
　前記キャリア容器に、前記分離装置で液体現像剤からトナーを分離したキャリア液を供給するキャリア供給部と、を備える、
　請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
　前記収容容器は、装置本体に対し交換自在に設けられている、
　請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
　二次転写後に前記中間転写体上に残る液体現像剤を回収する中間転写体清掃部と、を有し、前記中間転写体清掃部により回収された液体現像剤は前記分離装置を介さずに前記収容容器に搬送される、
　請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
　前記分離装置により分離されたトナーは前記収容容器に搬送される、
　請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。