JP2011039278A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像ローラの表面に食い込んだ状態で配置される解除ローラを有する複数の画像形成ユニットを備えた画像形成装置において、装置全体の回転トルクを低減する。
【解決手段】画像形成装置は、キャリア液にトナー粒子を混合させてなる現像液ＤＬを担持しながら回転する現像ローラ５６と、現像ローラ５６に担持された現像液ＤＬに含まれるトナー粒子を現像ローラ５６の表面に凝集させてトナー粒子層ＴＬを形成するコロナ放電器５７と、現像ローラ５６と摺接して、現像ローラ５６上の現像液ＤＬを掻き取るクリーニングブレード５８と、現像ローラ５６の表面に食い込んだ状態で現像ローラ５６と同一方向に回転して現像ローラ５６上のトナー粒子の凝集を解除する解除ローラ５９とを有する複数の画像形成ユニット５０を備えている。各画像形成ユニット５０は、現像ローラ５６に対する解除ローラ５９の食い込み量が他の画像形成ユニット５０とは異なっている。
【選択図】図６

Description

本発明は、キャリア液にトナー粒子（現像剤粒子）を混合させてなる現像液により画像形成を行う画像形成装置に関する。

一般に、キャリア液にトナー粒子を混合させてなる現像液により画像形成を行う画像形成装置では、現像ローラに担持された現像液は、一部が感光体に供給されてトナー像を形成し、現像ローラ上に残ったものがクリーニングブレードなどで回収されて再利用または廃棄される。

このような画像形成装置では、感光体上の静電潜像にトナー粒子を均一に供給するため、現像ローラに担持された現像液に電荷を飛ばすなどして、現像液中のトナー粒子を現像ローラの表面に凝集させている。そのため、現像ローラ上に残った現像液をクリーニングブレードで回収するときに、凝集したトナー粒子がクリーニングブレードの先端などで固まることがあった。

そこで、これを解決するために、現像ローラの回転方向におけるクリーニングブレードの上流側に、現像ローラの表面の移動方向と逆方向となるように回転しながら現像ローラに摺接する解除ローラを設け、回収前にトナー粒子の凝集を解除する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−３０７１９号公報（図１６）

ところで、前記したような解除ローラは、現像ローラに対してより強く押し付ける（食い込ませる）ように配置することでトナー粒子の凝集の解除が容易となる。しかしながら、解除ローラを現像ローラに深く食い込ませることで、解除ローラが抵抗となって、現像ローラの回転トルクが大きくなるという問題が生じる。

特に、カラー画像を形成する画像形成装置のように、複数の現像ローラを備える構成では、各現像ローラの回転トルクが大きくなることで、装置全体としての回転トルクが増大し、駆動源であるモータなどに大きな負荷がかかったり、騒音が発生したりするおそれが生じる。また、場合によっては、負荷に対応するためにモータを大型化する必要が生じるので、これに伴って消費電力の増大やモータ駆動音の増大などを招くおそれも生じる。

そこで、本発明は、現像ローラの表面に食い込んだ状態で配置される解除ローラを有する複数の画像形成ユニットを備えた画像形成装置において、装置全体の回転トルクを低減することを目的とする。

前記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、キャリア液に現像剤粒子を混合させてなる現像液により画像形成を行う画像形成装置であって、現像液を担持しながら回転する現像ローラと、前記現像ローラに担持された現像液に含まれる現像剤粒子を前記現像ローラの表面に凝集させる凝集手段と、前記現像ローラと摺接して、前記現像ローラ上の現像液を掻き取るクリーニング部材と、前記現像ローラの回転方向における前記クリーニング部材より上流側かつ前記凝集手段と対面する位置より下流側に配置され、前記現像ローラの表面に食い込んだ状態で前記現像ローラと同一方向に回転して前記現像ローラ上の現像剤粒子の凝集を解除する解除ローラとを有する複数の画像形成ユニットを備え、前記複数の画像形成ユニットのうち少なくとも１つは、現像ローラに対する解除ローラの食い込み量が他の画像形成ユニットとは異なることを特徴とする。

このように構成された画像形成装置によれば、複数の画像形成ユニットのうち少なくとも１つは、現像ローラに対する解除ローラの食い込み量が他の画像形成ユニットとは異なるので、画像形成ユニットごとに最適な食い込み量を設定することができる。ここで、トナー粒子は、各色の顔料、荷電制御剤などの成分や量が完全に同一ではなく、粒子径や帯電特性、キャリア液に混合させたときの粘度などが色ごとに異なるので、凝集条件を完全にそろえることが困難である。そこで、前記した画像形成装置によれば、例えば、現像ローラに強く凝集される色のトナー粒子を使用する画像形成ユニットでは解除ローラの食い込み量を大きくし、それ以外の画像形成ユニットでは解除ローラの食い込み量を小さくすることができるので、装置全体の駆動に必要とされる回転トルクを低減することが可能となる。

本発明の画像形成装置によれば、複数の画像形成ユニットのうち少なくとも１つは、現像ローラに対する解除ローラの食い込み量が他の画像形成ユニットとは異なるので、画像形成ユニットごとに最適な食い込み量を設定することができ、装置全体の駆動に必要とされる回転トルクを低減することが可能となる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例としてのカラープリンタの概略構成を示す図である。 画像形成ユニットの拡大図である。 現像液に含まれるトナー粒子の凝集の説明図（ａ）と、（ａ）の場合より放電ワイヤに印加する電圧を大きくした場合の説明図（ｂ）である。 解除ローラの作用の説明図である。 解除ローラの食い込み量の説明図である。 カラープリンタにおける各解除ローラの食い込み量と画像形成ユニットの配列を示す模式図である。 現像ローラ、感光体ドラムおよび中間転写ベルト上に形成されるキャリア液層の厚さの説明図である。 画像形成ユニットの配列順と、現像ローラ、感光体ドラムおよび中間転写ベルト上に形成されるキャリア液層の厚さを示すテーブル（ａ）〜（ｄ）である。

＜カラープリンタの全体構成＞
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明において、方向は、画像形成装置の一例としてのカラープリンタ１を使用するユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１における右側を「前」、左側を「後」とし、手前側を「左」、奥側を「右」とする。また、図１における上下方向を「上下」とする。

図１に示すように、カラープリンタ１は、現像液ＤＬにより画像形成を行う装置であり、本体筐体１０内に、給紙ユニット３０と、４つのＬＥＤユニット４０と、４つ（複数）の画像形成ユニット５０と、転写ユニット６０と、定着ユニット７０とを主に備えている。なお、本実施形態の現像液ＤＬは、正帯電性のトナー粒子Ｔ（現像剤粒子）を不揮発性のキャリア液Ｃに混合したものである（図３参照）。

給紙ユニット３０は、本体筐体１０内の下部に設けられており、用紙Ｓを収容する給紙トレイ３１と、給紙トレイ３１から用紙Ｓを転写位置Ｐ（中間転写ベルト６３と２次転写ローラ６５とのニップ位置）に搬送する給紙機構３２とを主に備えている。給紙トレイ３１内の用紙Ｓは、給紙機構３２によって１枚ずつ分離されて転写位置Ｐに搬送される。

ＬＥＤユニット４０は、感光体ドラム５１の下方に対向して配置されており、先端に図示しない複数の発光部（ＬＥＤ）が感光体ドラム５１の軸方向（左右方向）に配列されている。このＬＥＤユニット４０は、画像データに基づいて発光部を明滅させることで、帯電器５２により一様に帯電された感光体ドラム５１の表面を露光し、感光体ドラム５１上に画像データに基づく静電潜像を形成する。

画像形成ユニット５０は、給紙ユニット３０の上方で前後に並んで配置されており、感光体ドラム５１と、帯電器５２と、現像液ＤＬを貯溜する貯溜部５３と、供給ローラ５４と、中間ローラ５５と、現像ローラ５６とを主に備えている。画像形成ユニット５０の詳細な構成については後述する。

貯溜部５３内の現像液ＤＬは、供給ローラ５４および中間ローラ５５を介して現像ローラ５６に供給され、現像ローラ５６の表面に担持される。現像ローラ５６の表面に担持された現像液ＤＬ（トナー粒子Ｔ）は、現像ローラ５６から感光体ドラム５１上の静電潜像に供給される。これにより、静電潜像が可視像化されて感光体ドラム５１上にトナー像が形成される。

転写ユニット６０は、画像形成ユニット５０の上方に設けられており、駆動ローラ６１と、従動ローラ６２と、駆動ローラ６１および従動ローラ６２の間に張設され、各感光体ドラム５１に対面して配置された無端状の中間転写ベルト６３（中間転写体）と、中間転写ベルト６３を介して感光体ドラム５１と対向配置された４つの１次転写ローラ６４と、中間転写ベルト６３を介して駆動ローラ６１と対向配置された２次転写ローラ６５とを主に備えている。

各感光体ドラム５１上に形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト６３上に順次重ね合わせて転写される。そして、給紙ユニット３０から搬送された用紙Ｓが、中間転写ベルト６３と２次転写ローラ６５との間（転写位置Ｐ）を通過することで、中間転写ベルト６３上のトナー像が用紙Ｓに転写される。

定着ユニット７０は、転写ユニット６０の後側上方に設けられ、加熱ローラ７１と、加熱ローラ７１と対向配置されて加熱ローラ７１を押圧する加圧ローラ７２とを主に備えている。トナー像が転写された用紙Ｓは、加熱ローラ７１と加圧ローラ７２との間を通過することでトナー像が熱定着され、排出ローラ７３により排紙トレイ１２上に排出される。

＜画像形成ユニットの詳細構成＞
次に、画像形成ユニット５０の各部の詳細な構成について説明する。なお、各画像形成ユニット５０は、貯溜部５３に貯溜される現像液ＤＬ中のトナー粒子Ｔの色が相違するのみであり、構成は略同一である。

図２に示すように、画像形成ユニット５０は、前記した感光体ドラム５１、帯電器５２、貯溜部５３、供給ローラ５４、中間ローラ５５および現像ローラ５６のほか、凝集手段の一例としてのコロナ放電器５７と、クリーニング部材の一例としてのクリーニングブレード５８と、解除ローラ５９とをさらに備えている。

感光体ドラム５１は、導電性を有する円筒状のドラム本体の表面（外周面）に感光層が形成されて構成されており、現像ローラ５６の回転方向における解除ローラ５９より上流側かつコロナ放電器５７と対面する位置より下流側に配置されている。中間転写ベルト６３に供給されずに感光体ドラム５１上に残った現像液ＤＬは、回収ブレード５１Ｂによって掻き取られて回収され、図示しない廃現像液タンクに貯溜される。

帯電器５２は、感光体ドラム５１と接触しないように所定間隔を隔てて対向して配置され、感光体ドラム５１に電荷を飛ばすことによって感光体ドラム５１の表面を一様に帯電させるように構成されている。

貯溜部５３は、現像液ＤＬの濃度（キャリア液Ｃに対するトナー粒子Ｔの重量比率）を調整する公知の濃度調整部８０から供給された現像液ＤＬを貯溜している。

供給ローラ５４は、回転することで、貯溜部５３に貯留された現像液ＤＬを表面に担持して中間ローラ５５に供給する金属製のローラである。

中間ローラ５５は、表面に形成された溝に所定量の現像液ＤＬを担持可能に構成された金属製のローラである。このような中間ローラ５５を介して現像ローラ５６に現像液ＤＬを供給することで、現像ローラ５６への現像液ＤＬの供給量を均一に保つことができる。中間ローラ５５には、現像液ＤＬを擦り切る液量規制ブレード５５Ｂが摺接している。

現像ローラ５６は、中間ローラ５５から供給された現像液ＤＬを表面に担持しながら回転し、現像液ＤＬ（トナー粒子Ｔ）を感光体ドラム５１に供給するローラである。この現像ローラ５６（少なくともローラ部分の表面）は、解除ローラ５９より柔らかいウレタンゴムなどから形成されている。

図３（ａ）に示すように、コロナ放電器５７は、現像ローラ５６と接触しないように所定間隔を隔てて対向して配置され、現像ローラ５６の軸方向に沿って張設された放電ワイヤ５７Ａを主に備えている。このコロナ放電器５７は、放電ワイヤ５７Ａに電圧が印加されることでコロナ放電を発生させ、現像ローラ５６の表面に担持された現像液ＤＬに電荷を飛ばして現像液ＤＬに含まれるトナー粒子Ｔを現像ローラ５６の表面に向けて押し付けるように凝集させる。

これにより、現像ローラ５６の表面に担持された現像液ＤＬがトナー粒子Ｔの濃度（重量比率）が高いトナー粒子高濃度層と、トナー粒子Ｔの濃度が低いトナー粒子低濃度層とに分離される。なお、以下においては、説明の便宜のため、トナー粒子高濃度層をトナー粒子層ＴＬといい、トナー粒子低濃度層をキャリア液層ＣＬというが、いずれの層も、トナー粒子Ｔの重量比率が異なるだけでトナー粒子Ｔがキャリア液Ｃに混合されていることに変わりはない（図３では、キャリア液層ＣＬに含まれるトナー粒子Ｔの図示を省略している）。

図２に戻り、クリーニングブレード５８は、回転する現像ローラ５６に摺接して現像ローラ５６上の現像液ＤＬを掻き取って回収する部材である。回収された現像液ＤＬは、濃度調整部８０に戻されて再利用される。

解除ローラ５９は、金属製のローラであり、現像ローラ５６の回転方向におけるクリーニングブレード５８より上流側かつコロナ放電器５７と対面する位置（感光体ドラム５１と接触する位置）より下流側において、現像ローラ５６の表面に食い込んだ状態で配置されている。この解除ローラ５９は、現像ローラ５６と同一方向に回転しながら現像ローラ５６に摺接して、現像ローラ５６上のトナー粒子Ｔの凝集を解除する。

具体的には、図４に示すように、感光体ドラム５１に供給されずに現像ローラ５６上に残ったトナー粒子Ｔ（現像液ＤＬ）は、解除ローラ５９と衝突する。このとき、現像ローラ５６と解除ローラ５９との互いの対向面が逆方向に移動して強く擦れ合うことで、現像ローラ５６の表面に凝集しているトナー粒子Ｔの一部が解除ローラ５９によって掻き取られ、凝集が解除されてキャリア液Ｃ中に再び分散される。

また、凝集しているトナー粒子Ｔの残りの一部は、解除ローラ５９の表面に付着する。その後、解除ローラ５９の表面に付着したトナー粒子Ｔは、現像ローラ５６に衝突して掻き取られたり、現像ローラ５６と解除ローラ５９との間をすり抜けたトナー粒子Ｔと衝突したりすることで凝集が解除され、キャリア液Ｃ中に再び分散される。

このように現像ローラ５６上のトナー粒子Ｔの凝集が解除されることで、トナー粒子Ｔがクリーニングブレード５８の先端などで固まることが抑制されるので、現像液ＤＬをクリーニングブレード５８で良好に回収することができるようになる。

このような解除ローラ５９は、現像ローラ５６に対する食い込み量を大きくすることで、トナー粒子Ｔの凝集を容易に解除することができる。ここで、解除ローラ５９の食い込み量（Ｄ）とは、図５に示すように、解除ローラ５９を現像ローラ５６に押し付ける（食い込ませる）ことによって現像ローラ５６の表面が凹んで、解除ローラ５９が現像ローラ５６に入り込んだ量（Ａ１とＡ２との距離）をいうものとする。

図６に模式的に示すように、本実施形態では、各画像形成ユニット５０は、現像ローラ５６に対する解除ローラ５９の食い込み量が他の画像形成ユニット５０と異なっている。具体的には、４つの画像形成ユニット５０は、コロナ放電器５７の凝集力が大きい画像形成ユニット５０ほど、現像ローラ５６に対する解除ローラ５９の食い込み量が大きくなっている。

ここで、「凝集力が大きい」とは、トナー粒子Ｔを現像ローラ５６の表面に凝集させる能力が大きいことを意味し、具体的には、放電ワイヤ５７Ａに印加される電圧が大きいことを意味する。図３（ｂ）に示すように、放電ワイヤ５７Ａに印加される電圧が大きくなると、現像ローラ５６の表面に担持された現像液ＤＬに与えられる電荷量が大きくなるので、トナー粒子Ｔを現像ローラ５６の表面に向けて強く凝集させることができる。これによって、トナー粒子層ＴＬの厚さは、放電ワイヤ５７Ａに印加される電圧が小さい場合（図３（ａ）参照）と比較して薄くなる（なお、トナー粒子層ＴＬの厚さが薄くなった結果、相対的にキャリア液層ＣＬの厚さは厚くなる。）。

したがって、図６に示すように、４つの画像形成ユニット５０は、現像ローラ５６上のトナー粒子層ＴＬの厚さが薄いものほど、解除ローラ５９の食い込み量が大きく設定されている。具体的には、より前側（中間転写ベルト６３の進行方向の上流側）に配置された画像形成ユニット５０ほど、解除ローラ５９の食い込み量が大きく設定されている。

前記したように、解除ローラ５９は、食い込み量を大きくすることでトナー粒子Ｔの凝集を容易に解除することができるので、現像ローラ５６上のトナー粒子層ＴＬの厚さが薄い（トナー粒子Ｔを強く凝集させるコロナ放電器５７を有する）画像形成ユニット５０ほど食い込み量を大きくすることで、より確実にトナー粒子Ｔの凝集を解除することが可能となる。

なお、解除ローラ５９の食い込み量を異なるようにする手段としては、例えば、各画像形成ユニット５０を、ユニットごとに現像ローラ５６と解除ローラ５９との軸間距離を変えて製造したり、ユニットごとに現像ローラ５６に対して解除ローラ５９を押し付けるバネのバネ圧を変えて製造したりしてもよい。また、各画像形成ユニット５０は共通部品として製造し、現像ローラ５６と解除ローラ５９との軸間距離を変更可能な構成を設けたり、現像ローラ５６に対して解除ローラ５９を押し付けるバネのバネ圧を変更可能な構成を設けたりして、それらを調整することで食い込み量が異なるようにしてもよい。

以上説明した本実施形態のカラープリンタ１によれば、各画像形成ユニット５０は、現像ローラ５６に対する解除ローラ５９の食い込み量が他の画像形成ユニット５０と異なるので、画像形成ユニット５０ごとに最適な食い込み量を設定することができる。これにより、例えば、各画像形成ユニット５０において、各解除ローラ５９の食い込み量をトナー粒子Ｔの凝集を解除可能な最小値に設定することで、装置全体の駆動に必要とされる回転トルクを低減することができる。その結果、モータなどの駆動源にかかる負荷を低減して装置寿命を延ばしたり、騒音の発生を抑制したりすることが可能となる。また、負荷の低減によりモータなどの小型化が可能となり、カラープリンタ１の消費電力や動作音などを抑制することができる。

また、本実施形態では、４つの画像形成ユニット５０は、コロナ放電器５７の凝集力が大きい画像形成ユニット５０ほど食い込み量が大きいので、各解除ローラ５９の食い込み量を前記したような最小値に設定しつつ、確実にトナー粒子Ｔの凝集を解除することが可能となる。これにより、装置全体の駆動に必要とされる回転トルクを軽減することができるとともに、クリーニングブレード５８による現像液ＤＬの良好な回収を可能とすることができる。

なお、図６では、説明の便宜のため、トナー粒子層ＴＬやキャリア液層ＣＬの厚さおよび解除ローラ５９の食い込み量を強調して図示している。また、図６では、感光体ドラム５１および中間転写ベルト６３に形成されるトナー粒子層の図示を省略しているが、トナー粒子層ＴＬ（トナー粒子Ｔ）は、現像ローラ５６上から感光体ドラム５１上の露光部（レーザ光によって露光された部分）に転写され、さらに中間転写ベルト６３上に転写される。

＜画像形成ユニットの配列順＞
次に、本実施形態における画像形成ユニット５０の配列順について説明する。
本願発明者等は、図７（トナー粒子層は図示省略）に示すように、（１）感光体ドラム５１上に形成されるキャリア液層ＣＬの厚さＣ₂が、現像ローラ５６上のキャリア液層ＣＬの厚さＣ_１のおよそ半分となること（Ｃ_２＝Ｃ_１／２）、および、（２）トナー像が転写された後の中間転写ベルト６３上に形成されるキャリア液層ＣＬの厚さＣ_４が、トナー像が転写される直前の中間転写ベルト６３上のキャリア液層ＣＬの厚さＣ_３と、感光体ドラム５１上のキャリア液層ＣＬの厚さＣ_２との和のおよそ半分となること（Ｃ_４＝（Ｃ_３＋Ｃ₂）／２）を、実験事実として見出している。

これによると、複数の画像形成ユニット５０を配列する場合、図８（ａ）に示すように、現像ローラ５６上のキャリア液層ＣＬの厚さが厚い画像形成ユニット５０から順にトナー像を中間転写ベルト６３に転写するように配列することで、それ以外の配列（図８（ｂ）〜（ｄ）参照）と比較して、すべてのトナー像が転写された後の中間転写ベルト６３上のキャリア液層ＣＬの厚さを薄くすることが可能となる。その結果、転写位置Ｐ（図１参照）で中間転写ベルト６３から用紙Ｓに移動するキャリア液Ｃの量を減らすことができるので、用紙Ｓに転写されたトナー像の定着性を向上させることができる。

そこで、本実施形態においても、４つの画像形成ユニット５０は、現像ローラ５６上のキャリア液層ＣＬの厚さが厚いものから順に、トナー像を中間転写ベルト６３に転写するように配列されている。

具体的には、図１および図６に示すように、現像ローラ５６上のキャリア液層ＣＬの厚さが最も厚い画像形成ユニット５０Ａが、転写位置Ｐを起点として図示右回り方向に回転する中間転写ベルト６３に対して、最初にトナー像を転写するように最も前側に配置されている。次いで、現像ローラ５６上のキャリア液層ＣＬの厚さが２番目に厚い画像形成ユニット５０Ｂが前側から２番目に、現像ローラ５６上のキャリア液層ＣＬの厚さが３番目に厚い画像形成ユニット５０Ｃが前側から３番目に配置されている。そして、現像ローラ５６上のキャリア液層ＣＬの厚さが最も薄い画像形成ユニット５０Ｄが、中間転写ベルト６３に対して最後にトナー像を転写するように最も後側に配置されている。

ここで、図３（ａ），（ｂ）に示すように、現像ローラ５６上のキャリア液層ＣＬの厚さが厚いときは、トナー粒子Ｔが現像ローラ５６の表面に強く凝集しているときなので、トナー粒子層ＴＬの厚さは相対的に薄くなっている。また、現像ローラ５６上のキャリア液層ＣＬの厚さが薄いときは、トナー粒子Ｔが現像ローラ５６の表面にそれほど強く凝集していないときなので、トナー粒子層ＴＬの厚さは相対的に厚くなっている。

したがって、言い換えると、４つの画像形成ユニット５０は、現像ローラ５６上のトナー粒子層ＴＬの厚さが薄いものから順に、トナー像を中間転写ベルト６３に転写するように配列されている（トナー粒子層ＴＬの厚さが薄いものほど、より前側に配置されている）。そして、本実施形態では、現像ローラ５６上のトナー粒子層ＴＬの厚さが薄い（コロナ放電器５７の凝集力が大きい）画像形成ユニット５０ほど、現像ローラ５６に対する解除ローラ５９の食い込み量が大きくなっている。

以上より、画像形成ユニット５０の配列順を解除ローラ５９の食い込み量との関係で述べると、４つの画像形成ユニット５０は、現像ローラ５６に対する解除ローラ５９の食い込み量が大きいものから順に、トナー像を中間転写ベルト６３に転写するように配列されている（食い込み量が大きいものほど、より前側に配置されている）。

このように４つの画像形成ユニット５０（５０Ａ〜５０Ｄ）を配列したカラープリンタ１によれば、装置全体の駆動に必要とされる回転トルクを低減することができるとともに、さらに、用紙Ｓに移動するキャリア液Ｃの量を減らすことができるので、トナー像の定着性を向上させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

前記実施形態では、４つの画像形成ユニット５０は、コロナ放電器５７（凝集手段）の凝集力が大きい（現像ローラ上のトナー粒子層ＴＬの厚さが薄い）ものほど、現像ローラ５６に対する解除ローラ５９の食い込み量を大きくしていたが、これに限定されるものではない。例えば、トナー粒子は、各色の顔料、荷電制御剤などの成分や量の違いから、粒子径や帯電特性、キャリア液に混合させたときの粘度などが色ごとに異なるので、凝集条件が完全には一致しないことがある。したがって、トナー粒子自身の凝集力の違いにより、凝集手段の凝集力が同じであっても、他のトナー粒子より現像ローラの表面に強く凝集されてトナー粒子層の厚さが薄くなることがある。そこで、複数の画像形成ユニットは、現像液に含まれるトナー粒子の凝集力が大きいものほど、現像ローラに対する解除ローラの食い込み量を大きくしてもよい。言い換えると、現像ローラの表面により強く凝集されるトナー粒子を含む現像液を使用する画像形成ユニットほど、現像ローラに対する解除ローラの食い込み量を大きくしてもよい。これによれば、例えば、現像ローラに強く凝集される色のトナー粒子を使用する画像形成ユニットでは解除ローラの食い込み量を大きくし、それ以外の画像形成ユニットでは解除ローラの食い込み量を小さくすることができるので、装置全体の駆動に必要とされる回転トルクを低減することが可能となる。

前記実施形態では、４つの画像形成ユニット５０は、解除ローラ５９の食い込み量が互いに異なっていたが、これに限定されるものではない。例えば、４つの画像形成ユニット５０のうち、１つの解除ローラ５９の食い込み量だけが他の３つの画像形成ユニット５０と異なっていてもよい。また、４つの画像形成ユニット５０のうち、２つの食い込み量が大きく、残り２つの画像形成ユニット５０の食い込み量が小さくなっていてもよい。さらに、４つの画像形成ユニット５０のうち、１つの食い込み量が大きく、他の１つの食い込み量が小さく、残り２つの食い込み量が前記した２つの中間程度となっていてもよい。

前記実施形態では、凝集手段として、現像ローラ５６と接触しないように所定間隔を隔てて対向して配置されたコロナ放電器５７を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、現像ローラに接触した状態で回転し、電圧が印加されることで現像ローラの表面に担持された現像液に電荷を飛ばすローラなどであってもよい。

前記実施形態では、中間転写体として中間転写ベルト６３を例示したが、これに限定されず、例えば、ローラ状の中間転写体などであってもよい。

前記実施形態では、画像形成装置としてカラープリンタ１を例示したが、これに限定されず、例えば、複写機や複合機などであってもよい。また、前記実施形態では、正帯電性のトナー粒子Ｔを使用する装置を例示したが、これに限定されず、負帯電性のトナー粒子を使用する装置に本発明を適用することもできる。

次に、現像液に含まれるトナー粒子が現像ローラの表面に強く凝集される条件において、現像ローラに対する解除ローラの食い込み量を大きくすることで、トナー粒子の凝集を解除することができることを証明した実験例について説明する。

本実験は、図２に示すような構成の画像形成ユニットを用いて、以下に示す条件で、白ベタ印字（感光体ドラムを露光しないで行う印字）を実行し、このときのクリーニングブレードの先端付近の現像液の様子を観察した。その結果を表１に示す。

［実験条件］
（１）現像ローラ
材質 ：ウレタンゴム
直径 ：２２ｍｍ
現像バイアス ：６００Ｖ
回転速度 ：１８０ｍｍ／ｓｅｃ
（２）コロナ放電器
印加電流 ：１５．０μＡ（凝集力が小さい条件）
：２２．４μＡ（凝集力が大きい条件）
（３）解除ローラ（電圧は印加しない。）
材質 ：ステンレス
直径 ：８ｍｍ
回転速度 ：１８０ｍｍ／ｓｅｃ
食い込み量 ：１１０μｍ、１３０μｍまたは２３０μｍ
（４）現像液
トナー粒子濃度 ：３５％（重量比）

なお、表１において、「○」は、回収された現像液がクリーニングブレード上を良好に流れていたことを意味し、「×」は、現像液がクリーニングブレードの先端付近で溜まることがあったことを意味する。

表１に示すように、コロナ放電器の凝集力が小さい（トナー粒子の凝集が弱い）条件では、いずれの食い込み量の場合でも、現像液はクリーニングブレード上を良好に流れていた。これにより、トナー粒子の凝集が弱い条件では、食い込み量が最も小さい１１０μｍの場合でも、トナー粒子の凝集が解除されることが確認された。

一方、コロナ放電器の凝集力が大きい（トナー粒子の凝集が強い）条件では、食い込み量が小さい場合（１１０μｍ，１３０μｍ）には、クリーニングブレードの先端に現像液が溜まることがあったが、食い込み量を大きくした場合（２３０μｍ）には、現像液がクリーニングブレード上を良好に流れていた。これにより、トナー粒子の凝集が強い条件であっても、解除ローラの食い込み量を大きくすることで、トナー粒子の凝集が解除可能となることが確認された。

１ カラープリンタ
５０ 画像形成ユニット
５１ 感光体ドラム
５６ 現像ローラ
５７ コロナ放電器
５８ クリーニングブレード
５９ 解除ローラ
６３ 中間転写ベルト
Ｃ キャリア液
ＤＬ 現像液
Ｔ トナー粒子

Claims (3)

1. キャリア液に現像剤粒子を混合させてなる現像液により画像形成を行う画像形成装置であって、
   現像液を担持しながら回転する現像ローラと、前記現像ローラに担持された現像液に含まれる現像剤粒子を前記現像ローラの表面に凝集させる凝集手段と、前記現像ローラと摺接して、前記現像ローラ上の現像液を掻き取るクリーニング部材と、前記現像ローラの回転方向における前記クリーニング部材より上流側かつ前記凝集手段と対面する位置より下流側に配置され、前記現像ローラの表面に食い込んだ状態で前記現像ローラと同一方向に回転して前記現像ローラ上の現像剤粒子の凝集を解除する解除ローラとを有する複数の画像形成ユニットを備え、
   前記複数の画像形成ユニットのうち少なくとも１つは、現像ローラに対する解除ローラの食い込み量が他の画像形成ユニットとは異なることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記複数の画像形成ユニットは、前記凝集手段の凝集力が大きいものほど、現像ローラに対する解除ローラの食い込み量が大きいことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記複数の画像形成ユニットにそれぞれ設けられ、前記現像ローラの回転方向における前記解除ローラより上流側かつ前記凝集手段と対面する位置より下流側に配置されて前記現像ローラから供給された現像剤粒子により現像剤像が形成される感光体ドラムと、
   前記各感光体ドラムに対面して配置され、前記感光体ドラム上の現像剤像が転写される中間転写体とを備え、
   前記複数の画像形成ユニットは、現像ローラに対する解除ローラの食い込み量が大きいものから順に、現像剤像を前記中間転写体に転写するように配列されたことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。

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