JP4816881B2 - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、感光体に形成された静電潜像を、キャリア液中にトナー粒子を分散させた液体トナーにより現像する画像形成装置及び画像形成方法に関する。

従来、現像ローラ上に液体トナーの薄膜を形成し、該薄膜中のキャリア液とトナー粒子とが、現像ローラとニップ部を形成する感光体上の潜像の画像部に静電的に転移して現像を行う画像形成装置においては、高濃度・高粘性の液体トナーを用いる場合、感光体と現像ローラとのニップ部を通過する感光体上の非画像部にトナー粒子が付着し、かぶりトナーとなって残留してしまい、画像にかぶりを生じる問題があった。

この問題を解決するために、感光体上に除去ローラを設け、該除去ローラにバイアスを印可することで、感光体上のかぶりトナーや余剰キャリア液を回収する画像形成装置が提案されている。（特許文献１）
図１１及び図１２により従来の画像形成装置の概略を説明する。

図１１において、１０１は感光体、１０２は帯電部、１０３は露光部、１０４は現像装置、１０５は転写装置、１０６は除去ローラを示す。感光体１０１は図示しない駆動手段によって一定速度で回転駆動される。そして、帯電部１０２により帯電された後、露光部１０３により静電潜像が感光体１０１の外周表面上に担持される。その後、静電潜像は現像装置１０４で現像され、転写装置１０５により転写紙に転写される。除去ローラ１０６は、現像装置１０４の一部として感光体１０１にトナー層を挟んで押圧して設けられ、感光体１０１にかぶりトナーとして残った非画像部のトナーの一部を電界により除去するためのものである。

図１２は感光体１０１，除去ローラ１０６、画像部トナー層表面及び非画像部表面の電位設定例を示すものである。現像後のトナー層からトナーを除去ローラ１０６に移動させないように、除去ローラ１０６には感光体１０１上の画像部トナー層表面電位に近い又はそれ以上のバイアス電圧が印可されている。そのため、画像部では感光体１０１上のトナー粒子が回収されずキャリア液のみが回収される。そして、非画像部では感光体１０１上の非画像部表面電位とバイアス電圧による電位との差によって生じる電界により、浮遊しているかぶりトナーを除去ローラ１０６に移動させる。これにより、キャリア液とともにかぶりトナーが回収される。
特開２００２−２８７５１７号公報

高濃度・高粘性の液体トナーを用いる画像形成装置で、現像ローラと感光体とが接触している接触現像システムでは、感光体上の非画像部にかぶりトナーが付着してしまう場合がある。前記従来技術のように除去ローラを設けてかぶりトナーや余剰キャリア液を回収する方式においては、非画像部の多い画像を印刷した場合に該除去ローラでのかぶりトナー回収量が多くなる。回収液がトナー粒子を含むことにより、キャリア液だけが回収される場合と比較して高粘度で流動性の悪いものになる。

一方で、液体トナーを用いた画像形成装置においては、各回収部で回収された回収液をリサイクルし再び印刷に用いる場合がある。前記従来技術の除去ローラの回収液をリサイクルするためには、回収液を回収タンクや供給先へ搬送する必要がある。この際、装置の小型化・簡易化を考慮すると、ポンプなどによる強制搬送ではなく、回収液を重力のみで搬送することが好ましい。重力搬送の場合、キャリア液のみであれば流動性が良好であり、問題なく搬送することが可能であるが、トナー粒子を含む場合、トナー粒子が配管等にトラップされやすく、これが蓄積することで長時間の運転では目詰まりを起こしてしまうといった課題がある。以下に理由を示すように、前記課題は高濃度液体トナーに限らず、低濃度液体トナーであっても生じるものである。

図１３は立体斥力による分散を示す図、図１４ａは固形分濃度約２５％のトナー固形分の状態を示す図、図１４ｂは固形分濃度約４％のトナー固形分の状態を示す図である。高粘度、高濃度液体トナーの分散は粒子に付着した分散剤がキャリア液中に伸び、立体的な斥力を発生させ、粒子同士の接触を防ぐことで成り立っている。このため、通常使用時の高濃度状態であれば、図１４ａのように粒子同士は均一な距離を保ち、マクロ的に見ると一様な濃度の液が形成される。

ところが、スクイーズローラで回収されるかぶりトナーのように濃度が低下した状態では、粒子同士は分散剤による立体斥力が有効になる距離まで近づいてしまうので、図１４ｂのように偏析した状態となる。さらに、キャリア液とトナー固形分の比重がそれぞれ約０．８４と０．９０と異なることから、偏析した粒子は沈殿しやすく、配管中にトラップされやすい。

本発明は上記課題を解決し、感光体上のキャリア液回収部材でほぼキャリア液のみの流動性が良好な液を回収し、これによりトラップされたトナー粒子を押し流し、トナー粒子が蓄積しないようにすることを目的とする。

本発明の画像形成装置は、感光体と、露光部と、前記感光体と接触して、固形分とキャリア液とを含む液体トナーで潜像を現像する現像ローラ、および前記現像ローラに供給する液体トナーを貯留するトナー容器を有する現像部と、前記現像ローラにより前記感光体に現像された像のキャリア液を回収する感光体キャリア液回収部材と、前記感光体キャリア液回収部材でキャリア液が回収された前記像が転写される中間転写体と、前記像を前記中間転写体に転写した前記感光体をクリーニングする感光体クリーニング部材と、印刷動作終了後に、前記中間転写体を前記感光体から離間させ、前記露光部により紙上画像濃度が１．０以上となる潜像を形成し、前記現像ローラで現像した後に現像された像に当接して前記感光体キャリア液回収部材でキャリア液を回収し、キャリア液が回収された前記像を感光体クリーニング部材でクリーニングし、クリーニング後駆動を停止させるシーケンスを実行させる制御部と、を有することを特徴とする。

また、前記紙上画像濃度１．０以上の潜像は、前記感光体の画像領域全幅で形成される。

また、前記感光体キャリア液回収部材で回収されたキャリア液と、トナータンクに貯留された液体トナーと、キャリア液タンクに貯留されたキャリア液とが供給されて液体トナーの固形分濃度を調整する濃度調整部を有し、前記濃度調整部で固形分濃度が調整された液体トナーを前記トナー容器に供給する。

また、前記現像ローラの液体トナーを回収する現像ローラクリーニング液回収部と、前記現像ローラクリーニング液回収部で回収された液体トナーを第１の固形分濃度の液と前記第１の固形分濃度の液よりも固形分濃度の高い第２の固形分濃度の液とに分離する分離部と、前記分離部で分離された前記第１の固形分濃度の液及び前記感光体キャリア液回収部材で回収された液を貯留する貯留槽と、を有し、前記濃度調整部は、前記貯留槽の液および前記第２の固形分濃度の液が搬送される。

さらに、本発明の画像形成方法は、露光部で感光体に形成された潜像を液体トナーで現像し、現像された感光体のキャリア液を感光体キャリア液回収部材で回収し、キャリア液を回収された像を中間転写体に転写する装置で印刷動作を行う印刷工程と、前記印刷工程を終了させた後、前記中間転写体を前記感光体から離間させ、前記露光部により紙上画像濃度１．０以上の潜像を前記感光体に形成する工程と、前記紙上画像濃度が１．０以上となる潜像を液体トナーで現像する工程と、前記潜像が現像された像を担持する前記感光体のキャリア液を前記感光体キャリア液回収部材で回収する工程と、前記感光体キャリア液回収部材で回収された前記感光体をクリーニングする工程と、前記装置を停止させる工程と、を有することを特徴とする。

また、前記印刷工程で、現像ローラに印加される現像ローラバイアスよりも、印刷終了後、現像ローラに印加される現像ローラバイアスを大きくする。

本発明の画像形成装置は、感光体と、露光部と、前記感光体と接触して、固形分とキャリア液とを含む液体トナーで潜像を現像する現像ローラ、および前記現像ローラに供給する液体トナーを貯留するトナー容器を有する現像部と、前記現像ローラにより前記感光体に現像された像のキャリア液を回収する感光体キャリア液回収部材と、前記感光体キャリア液回収部材でキャリア液が回収された前記像が転写される中間転写体と、前記像を前記中間転写体に転写した前記感光体をクリーニングする感光体クリーニング部材と、印刷動作終了後に、前記中間転写体を前記感光体から離間させ、前記露光部により紙上画像濃度が１．０以上となる潜像を形成し、前記現像ローラで現像した後に現像された像に当接して前記感光体キャリア液回収部材でキャリア液を回収し、キャリア液が回収された前記像を感光体クリーニング部材でクリーニングし、クリーニング後駆動を停止させるシーケンスを実行させる制御部と、を有するので、感光体上のキャリア液回収部材でほぼキャリア液のみの流動性が良好な液が回収され、これによりトラップされたトナー粒子が押し流され、トナー粒子が蓄積することがなくなる。また、印刷動作中に回収されたトナー粒子を押し流すことができる。さらに、印刷が行われない停止時にシーケンスを設けることで印刷動作の弊害とならない。また、感光体へ現像されたトナー粒子は中間転写体へと転写されず感光体ブレードで回収されるので用紙を無駄に使用することがない。

また、印刷工程で、現像ローラに印加される現像ローラバイアスよりも、印刷終了後、現像ローラに印加される現像ローラバイアスを大きくするので、長時間の運転により現像ローラ表面に部分的に付着していたトナー粒子が感光体へと現像され、現像ローラ表面がきれいにリセットできる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明に係る画像形成装置の全体構成図である。１は画像形成装置、２は現像装置、２Ｙはイエロー現像ユニット、２Ｍはマゼンタ現像ユニット、２Ｃはシアン現像ユニット、２Ｋはブラック現像ユニット、６０は中間転写ユニット、６１は中間転写ベルト、６２は中間転写ベルトローラ、６３は１次転写ローラ、７０は２次転写ユニット、７１は２次転写ローラを示す。

現像装置２は４つの現像ユニットとしてイエロー現像ユニット２Ｙ、マゼンタ現像ユニット２Ｍ、シアン現像ユニット２Ｃ、ブラック現像ユニット２Ｋを有する。各現像ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋでは、それぞれイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの現像剤としての液体トナーによって各色の潜像形成、現像が行われる。なお、現像装置２の詳細な構造は後述する。

中間転写ユニット６０は、無端ベルト状の中間転写ベルト６１と、中間転写ベルト６１を張架した二つの中間転写ベルトローラ６２と、中間転写ベルト６１の内側で現像装置２と対向する位置に配置した１次転写ローラ６３とを有する。中間転写ユニット６０は、現像装置２で現像された各色のトナー像を中間転写ベルト６１の表面に転写するものである。中間転写ベルト６１は二つの中間転写ベルトローラ６２のうち一方のローラにより駆動され、回転する。

中間転写ユニット６０の中間転写ベルト６１の直線部に沿って、それぞれ各色の現像ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋが中間転写ベルト６１の回転方向上流側から色Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順に配設されている。もちろん、これらの現像ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは図示以外のどのような順序で配設することもできる。 このように構成された画像形成装置１では、まずブラックＫの現像ユニット２Ｋにおいて静電潜像が現像されて中間転写ベルト６１の表面にブラックＫのトナー像が転写される。次いで、シアンＣの現像ユニット２Ｃにおいて静電潜像が現像されて中間転写ベルト６１の表面のブラックＫのトナー像の上にシアンＣのトナー像が重ねて転写される。同様にして、マゼンタＭの現像ユニット２Ｍにおいて静電潜像が現像されて中間転写ベルト６１の表面にマゼンタＭのトナー像が重ねて転写され、更に、イエローＹの現像ユニット２Ｙにおいて静電潜像が現像されて中間転写ベルト６１の表面にイエローＹのトナー像が重ねて転写される。その後、中間転写ベルト６１に転写された各色トナー像が合わせられ、カラーのトナー像として、２次転写ユニット７０の２次転写ローラ７１によって用紙に転写され印刷される。

次に図２を用いて現像装置２について説明する。画像形成装置１において、現像装置２はイエロー現像ユニット２Ｙ、マゼンタ現像ユニット２Ｍ、シアン現像ユニット２Ｃ、ブラック現像ユニット２Ｋを有する。各現像ユニットの構造は同一なので、ここではブラック現像ユニット２Ｋで代表して説明する。

図２は、ブラック現像ユニット２Ｋを示す図である。２Ｋはブラック現像ユニット、３はトナー供給部、４はトナー供給ローラ、５はトナー規制ブレード、６は現像トナー容器、７は現像部、８は現像ローラ、９は現像ローラブレード、１０は現像ローラクリーニング液回収部、１１は均し部、１２は均し手段を構成する均しローラ、１３は均し手段クリーニング部材を構成する均しローラブレード、１４は均し手段クリーニング液回収部、１５は感光部、１６は感光体、１７は感光体クリーニング部材を構成する感光体ブレード、１８は感光体クリーニング液回収部、１９は帯電部、２０は露光部、２１は感光体キャリア液回収部を構成するスクイーズ部、２２は感光体キャリア液回収手段を構成するスクイーズローラ、２３は感光体キャリア液回収手段クリーニング部材を構成するスクイーズローラブレード、２４は感光体キャリア液回収手段クリーニング液回収部を構成するスクイーズローラクリーニング液回収部を示す。

トナー供給部３は、トナー供給ローラ４、トナー規制ブレード５及び現像トナー容器６を有する。トナー供給ローラ４は、円筒状の部材であり、図２の正面からみて時計方向に回転し、表面に微細且つ一様に螺旋状の溝を形成したアニロックローラである。溝の寸法は、溝ピッチが約１３０μｍ、溝深さが約３０μｍである。図３はトナー供給ローラ４の斜視図、図４はトナー供給ローラ４の溝ピッチと溝深さを表す図を示す。

トナー規制ブレード５は、トナー供給ローラ４の表面に当接するウレタンゴム等からなるゴム部と、該ゴム部を支持する金属等の板で構成され、トナー供給ローラ４に残存する液体トナーを掻き落として除去するためのものである。図５はトナー規制ブレード５がトナー量を規制している図を示す。

図２は、ブラック現像ユニット２Ｋを示す図である。２Ｋはブラック現像ユニット、３はトナー供給部、４はトナー供給ローラ、５はトナー規制ブレード、６はトナー容器としての現像トナー容器、７は現像部、８は現像ローラ、９は現像ローラブレード、１０は現像ローラクリーニング液回収部、１１は均し部、１２は均し手段を構成する均しローラ、１３は均し手段クリーニング部材を構成する均しローラブレード、１４は均し手段クリーニング液回収部、１５は感光部、１６は感光体、１７は感光体クリーニング部材を構成する感光体ブレード、１８は感光体クリーニング液回収部、１９は帯電部、２０は露光部、２１は感光体キャリア液回収部を構成するスクイーズ部、２２は感光体キャリア液回収部材を構成するスクイーズローラ、２３は感光体キャリア液回収手段クリーニング部材を構成するスクイーズローラブレード、２４は感光体キャリア液回収手段クリーニング液回収部を構成するスクイーズローラクリーニング液回収部を示す。

現像部７は、現像ローラ８、現像ローラブレード９及び現像ローラクリーニング液回収部１０を有する。現像ローラ８は、幅約３２０ｍｍの円筒状の部材であり、中心軸を中心に図２の正面からみて反時計方向に回転する。該現像ローラは鉄等金属製の内芯の外周部に、導電性ウレタンゴム等の弾性体と樹脂層やゴム層を備えたものである。現像ローラブレード９は現像ローラ８の表面に当接するゴム等で構成され、現像ローラ８に残存する液体トナーを掻き落として除去するためのものである。現像ローラクリーニング液回収部１０は現像ローラブレード９が掻き落とした液体トナーを貯留するタンク等の容器である。

均し部１１は、均しローラ１２、均しローラブレード１３及び均しローラクリーニング液回収部１４を有する。均しローラ１２は、円筒状の部材であり、中心軸を中心に回転し、金属ローラの表層に導電性の樹脂層やゴム層を備えた構造が好適である。回転方向は、本実施例においては現像ローラ８と反対方向としてあるが、現像ローラ８の外周速に対して速度差を設け、従動方向に回転する構成としてもよい。均しローラブレード１３は均しローラ１２の表面に当接するゴム等で構成され、均しローラ１２に残存する液体トナーを掻き落として除去するためのものである。均しローラクリーニング液回収部１４は均しローラブレード１３が掻き落とした液体トナーを貯留するタンク等の容器である。

なお、本実施形態では均し手段として均しローラ１２を使用したが、コロナ帯電器を使用しても良い。その際は均しローラブレード１３及び均しローラクリーニング液回収部１４は設ける必要がない。また、均し部１１全体を設けなくてもよい。

感光部１５は、感光体１６、感光体ブレード１７、感光体クリーニング液回収部１８を有する。感光体１６は、現像ローラ８の幅約３２０ｍｍより広く、外周面に感光層が形成された円筒状の部材であり、中心軸を中心に回転する。本実施形態では矢印で示すように時計回りに回転する。該感光体１６は、有機感光体又はアモルファスシリコン感光体で構成される。感光体ブレード１７は、感光体１６の表面に当接され、ゴム製で、感光体１６に残存する液体トナーを掻き落として除去するためのものである。感光体クリーニング液回収部１８は、感光体ブレード１７が掻き落とした液体トナーを貯留するタンク等の容器である。

帯電部１９及び露光部２０は、感光体１６と現像ローラ８とのニップ部上流に設けられている。帯電部１９は、図示しない電源装置から液体トナー帯電極性と同極性のバイアスを印可され、感光体１６に当接して帯電させる部分であり、露光部２０は、レーザを照射することによって、帯電された感光体１６上に潜像を形成する部分である。

スクイーズ部２１は、スクイーズローラ２２、スクイーズローラブレード２３及びスクイーズローラクリーニング液回収部２４を有する。スクイーズローラ２２は、感光体１６と現像ローラ８とのニップ部下流に設置され、現像ローラ８の幅約３２０ｍｍよりも幅広な円筒状の部材であり、中心軸を中心に感光体１６と逆方向に回転し、金属製芯金の表面に導電性ウレタンゴム等の弾性部材とフッ素樹脂製表層を配した弾性ローラが好適である。スクイーズローラブレード２３は、スクイーズローラ２２の表面に当接され、ゴム製で、スクイーズローラ２２に残存する液体トナーを掻き落として除去するためのものである。スクイーズローラクリーニング液回収部２４は、スクイーズローラブレード２３が掻き落とした液体トナーを貯留するタンク等の容器である。

なお、本実施例では感光体キャリア液回収部材としてスクイーズローラを使用したが、これに限られるものではない。

次に、現像装置２の通常印刷動作を説明する。トナー供給部３において、トナー供給ローラ４は中心軸回りに回転することによって、現像トナー容器６に貯留している液体トナーを汲み上げる。トナー規制ブレード５は、トナー供給ローラ４の表面に当接し、トナー供給ローラ４の表面に形成された溝内の液体トナーを残しその他の余分な液体トナーを掻き取って、現像ローラ８に供給する液体トナー量を規制する。本実施形態では、現像ローラ８へ塗布される液体トナーの膜厚が約６μｍとなるように定量化する。トナー規制ブレード５に掻き取られた液体トナーは重力によって現像トナー容器６に落下し戻される。トナー規制ブレード５に掻き取られなかった液体トナーは、トナー供給ローラ４の表面の凹凸の溝内に収容されており、現像ローラ８に圧接することで、現像ローラ８の表面に塗布される。トナー供給ローラ４には約＋４００Ｖが印可されている。

現像部７において、現像ローラ８は幅約３２０ｍｍであり、周方向の表面速度は約２５０ｍｍ／ｓで回転している。トナー供給ローラ４に液体トナーを塗布された現像ローラ８は、トナー供給ローラ４とのニップ部下流で均し部１１の均しローラ１２に当接する。現像ローラ８には約＋４００Ｖのバイアスが印可されており、均しローラ１２には、現像ローラ８より高く、液体トナーの帯電極性と同極性のバイアスが印可されている。本実施形態では約＋８００Ｖのバイアスが印可されている。

このため現像ローラ８上のトナー粒子は均しローラ１２とのニップ部を通過する際に、現像ローラ８側に移動し、均しローラ１２に付着する液体トナーのトナー固形分濃度は２５％以下となり、現像ローラ８に付着する液体トナーのトナー固形分濃度は２５％以上となる。したがって、現像ローラ８上でトナー粒子同士が緩やかに結合され、トナーの移動がすばやくなり、画像濃度が向上し、トナー供給ローラ４の溝に対応した模様の消去と、液体トナー膜厚の均一化が行われ、トナーが担持される。次に均しローラ１２とのニップ部を通過した現像ローラ８は、感光体１６と当接する。

なお、均しローラブレード１３は、均しローラ１２と現像ローラ８とのニップ部下流で均しローラ１２の表面に当接し、均しローラ１２の表面に付着した余分な液体トナーを掻き取り、該液体トナーは重力によって均しローラクリーニング液回収部１４に落下し回収される。

感光部１５において、感光体１６は、現像ローラ８とのニップ部上流で帯電部１９によりコロナ帯電器のワイヤに約＋５．５ｋＶを印可することにより表面を約＋６００Ｖに帯電させた後、露光部２０により画像部の電位が約＋２５Ｖとなるように潜像を形成する。現像ローラ８と感光体１６とが当接するニップ部では、現像ローラ８に印可されたバイアス約＋４００Ｖと、感光体１６上の潜像で形成される現像ローラ８に印可されたバイアスより低い画像部約＋２５Ｖ、現像ローラ８に印可されたバイアスより高い非画像部約＋６００Ｖの電界に従い、選択的に感光体１６上の画像部にトナー粒子が移動し、現像ローラ８と同じ幅の潜像を形成する。ただし、非画像部においてもかぶりトナーが発生し、若干のトナー粒子が付着している。また、キャリア液は電界の影響を受けないため、現像ローラ８と感光体１６とのニップ部出口で分離して、現像ローラ８と感光体１６との両方に付着する。

なお、現像ローラブレード９は、感光体１６とのニップ部下流で現像ローラ８の表面に当接し、現像ローラ８の表面に付着した余分な液体トナーを掻き取り、該液体トナーは重力によって現像ローラクリーニング液回収部１０に落下し回収される。

現像ローラ８とのニップ部通過後の感光体１６は、画像部が約＋１５０Ｖ、非画像部が約＋５５０Ｖ程度の表面電位でスクイーズローラ２２と当接する。スクイーズローラ２２には画像部と非画像部との間のバイアスである約＋３００Ｖが印可されており、画像部に対しては、トナー粒子を感光体１６に押し付ける方向の電界が発生するため、スクイーズローラ２２にトナー粒子は回収されず、感光体１６に付着した状態で残存し、電界の影響を受けないキャリア液は感光体１６とスクイーズローラ２２とのニップ部出口で分離する。非画像部に対しては、かぶりトナーをスクイーズローラ２２に回収する方向の電界が発生するため、スクイーズローラ２２にかぶりトナーが回収され、電界の影響を受けないキャリア液は感光体１６とスクイーズローラ２２とのニップ部出口で分離する。

なお、スクイーズローラ２２で回収され表面に付着した余分なかぶりトナーを含むキャリア液は、感光体１６とのニップ部下流で、スクイーズローラ２２の表面に当接するスクイーズローラブレード２３に掻き取られ、該かぶりトナーを含むキャリア液は重力によってスクイーズローラクリーニング液回収部２４に落下し回収される。

スクイーズローラ２２とのニップ部を通過した感光体１６は、非画像部にトナー粒子が付着していないきれいな画像が形成され、中間転写ベルト６１を介して１次転写バックアップローラ６３とニップ部を形成する。１次転写バックアップローラ６３には、トナー粒子の帯電特性と逆極性の約−２００Ｖが印可されており、感光体１６上のトナー粒子は中間転写ベルト６１に１次転写され、感光体１６にはキャリア液のみが残る。感光体１６上に残ったキャリア液は、中間転写ベルト６１を介した１次転写バックアップローラ６３とニップ部下流で、感光体１６の表面に当接する感光体ブレード１７が掻き取り、該キャリア液は重力によって感光体クリーニング液回収部１８に落下し回収される。

次にスクイーズローラクリーニング液回収部２４及び現像ローラクリーニング液回収部１０に回収された液体トナーのリサイクル機構の２つの実施形態を説明する。

図６は、リサイクル機構の第１の実施形態を示す図である。２５はリサイクル部、２６はトナータンク、２７は第１ポンプ、２８はキャリア液タンク、２９は第１バルブ、３０は濃度調整槽、３１はアジテータ、３２は第２ポンプを示す。

トナータンク２６は、固形分濃度約３５％の高濃度補給用トナーを貯留しているタンクであり、配管と第１ポンプ２７を介して濃度調整槽３０に連結されている。第１ポンプ２７は、トナータンク２６から高濃度補給用トナーを濃度調整槽３０に供給するためのポンプである。キャリア液タンク２８は、液体トナーのキャリア液を貯留しているタンクであり、配管と第１バルブ２９を介して濃度調整槽３０に連結されている。第１バルブ２９はキャリア液を供給する際に開閉するバルブである。

濃度調整槽３０は、スクイーズローラクリーニング液回収部２４に回収された液体トナーと、現像ローラクリーニング液回収部１０に回収された液体トナーと、
トナータンク２６から供給される高濃度トナーと、キャリア液タンク２８から供給されるキャリア液とを貯留し、濃度を調整するタンク等である。なお、本実施形態では現像ローラクリーニング液回収部１０と兼用しているが、別体のものでもよい。

アジテータ３１は、濃度調整槽３０内の液体トナーを連続的に撹拌する部材である。第２ポンプ３２は、濃度調整槽３０で調整された液体トナーを現像トナー容器６に供給するためのポンプである。

次に、リサイクル機構の第１の実施形態の作動を説明する。スクイーズローラクリーニング液回収部２４に回収された液体トナーは、配管を通って濃度調整槽３０へ重力搬送される。また、現像ローラブレード９で現像ローラ８から掻き取った液体トナーも濃度調整槽３０へ重力搬送される。回収された液体トナーは濃度調整槽３０内のアジテータ３１により連続的に撹拌されている。濃度調整槽３０内の液体トナーは図示しない濃度測定機構により、随時濃度が測定されている。濃度調整槽３０内の液体トナーは、濃度測定の結果に伴い、トナータンク２６内の高濃度トナー又はキャリア液タンク２８内のキャリア液が適宜加えられ、約２５％に調整される。約２５％に調整された液体トナーは必要に応じて現像トナー容器６に第２ポンプ３２で供給される。

ここで、濃度調整槽３０に高濃度トナーが供給される場合とは、画像率が多い高濃度画像を多く印刷することでトナー粒子の消費量が多くなり、現像ローラブレード９でトナー粒子があまり回収されず、濃度調整槽３０内の液体トナーが低濃度となる場合である。また、濃度調整槽３０にキャリア液が供給される場合とは、画像率が数％程度の低濃度画像を多く印刷することでトナー粒子の消費量が少なくなり、現像ローラブレード９で高濃度のトナーが回収され、濃度調整槽３０内の液体トナーは高濃度となる場合である。

なお、感光体１６上に残ったキャリア液は、感光体１６と中間転写ベルト６１を介した１次転写バックアップローラ６３とのニップ部下流で、感光体ブレード１７により回収される。そのため、この回収液には、逆転写などにより異なる色のトナー粒子が混入することがあるので、該回収液はリサイクルを行わずに廃棄する。

図７は、リサイクル機構の第２の実施形態を示す図である。２５はリサイクル部、２６はトナータンク、２７は第１ポンプ、２８はキャリア液タンク、２９は第１バルブ、３０は濃度調整部としての濃度調整槽、３１はアジテータ、３２は第２ポンプ、３３は第３ポンプ、３４は分離部としての分離装置、３５は貯留槽としての低濃度液槽、３６は第２バルブを示す。第１の実施形態と共通の部材には共通の符号を付与しており、説明は省略する。

第３ポンプ３３は、現像ローラクリーニング液回収部１０に回収された液体トナーを分離装置３４に供給するためのポンプである。分離装置３４は現像ローラクリーニング液回収部１０で回収された液体トナーを高濃度液と低濃度液に分離する装置であり、詳細な構造は後述する。低濃度液槽３５はキャリア液タンク２８、スクイーズローラクリーニング液回収部２４及び分離装置３４と連結されており、低濃度液体トナーを貯留させている。第２バルブ３６は、低濃度液槽３５と濃度調整槽３０との間に設けられたバルブである。

図８は分離装置の構造を示す図である。３７はモータ、３８はメッシュを示す。分離装置３３は、トナー粒子の比重が約０．９０であるのに対し、キャリア液の比重が０．８４である違いを利用して遠心力により分離するものである。分離装置３４はモータ３７により例えば５０００ｒｐｍ程度の高速で回転される。この状態で現像ローラクリーニング液回収部１０に回収された液体トナーは第３ポンプ３３で分離装置３４に送り込まれる。分離装置３４に送り込まれた液体トナーは第３ポンプ３３の力で上方へと進みながら、遠心力により外側に第２の固形分濃度である高濃度トナー液、内側に第１の固形分濃度である低濃度トナー液と分離していく。この際、分離装置３４内に設置される複数のメッシュ３８が回転による液面変動を抑制することで、良好な分離効果が得られる。最上部まで達した液体トナーは、高濃度液と低濃度液に分離された状態で、高濃度液は濃度調整槽３０に、低濃度液は低濃度液槽３５に排出される。

次に、リサイクル機構の第２の実施形態の作動を説明する。スクイーズローラクリーニング液回収部２４に回収された液体トナーは、配管を通って低濃度液槽３５へ重力搬送される。現像ローラブレード９で現像ローラ８から掻き取った液体トナーは第３ポンプ３３及び分離装置３４を通って低濃度液は低濃度液槽３５へ、高濃度液は濃度調整槽３０へ搬送される。キャリア液タンク２８は第１バルブ２９を介して低濃度液槽３５に連結されており、低濃度液槽３５内の低濃度液が不足した場合には必要に応じてキャリア液タンク２８から低濃度液槽３５に適宜キャリア液を供給する。

濃度調整槽３０内の液体トナーはアジテータ３１により連続的に撹拌されている。濃度調整槽３０内の液体トナーは図示しない濃度測定機構により、随時濃度が測定されている。濃度調整槽３０内の液体トナーは、濃度測定の結果に伴い、トナータンク２６内の高濃度トナー又は低濃度液槽３５内の低濃度液が適宜加えられ、約２５％に調整される。約２５％に調整された液体トナーは必要に応じて現像トナー容器６に第２ポンプ３２で供給される。

次に本発明の実施形態の液体トナーつまり防止シーケンスを説明する。本発明の実施形態では、図示しない制御部により、通常印刷動作の停止時又は終了時に、液体トナーつまり防止シーケンスを開始するよう制御する。まず、通常印刷動作と同様に、トナー供給ローラ４が現像ローラ８へ液体トナーを供給する。次に、感光体１６は、帯電部１９で帯電され、露光部２０に露光され、潜像を形成する。

続いて、感光体１６は現像ローラ８とのニップ部でベタ画像又は有効画像領域全幅で１００％ソリッド画像を紙送り方向に約２００ｍｍ分（Ａ４横送り１頁分）、現像ローラ８の直径を約２０ｍｍとして約３周分の画像部を形成する。この時、現像ローラバイアスは約＋６００Ｖに設定してあり、現像ローラ８の表面に付着していたトナー粒子が通常よりも感光体１６へと移動しやすくなる。

次に、感光体１６は現像ローラ８とのニップ部下流で、スクイーズローラ２２とのニップ部を形成する。感光体１６とスクイーズローラ２２とのニップ部において、感光体１６に現像された画像部には、トナー粒子を感光体１６に押し付ける方向の電界が発生するため、スクイーズローラ２２にトナー粒子はほとんど回収されず、ほぼキャリア液のみの流動性が良好な液が回収され、重力により落下し、スクイーズローラクリーニング液回収部２４には、ほぼキャリア液のみが貯留する。

したがって、スクイーズローラクリーニング液回収部２４から濃度調整槽３０又は低濃度液槽３５へ連結された配管等には、ほぼキャリア液のみが流れることになり、トラップされたトナー粒子が押し流され、配管、バルブ又はポンプ等にトナー粒子が蓄積することがなくなり、つまりを防止することができる。

液体トナーつまり防止シーケンス中は、感光体１６と中間転写ベルト６１とは離間され、感光体１６上に現像されたベタ画像のトナー粒子は中間転写ベルト６１に転写されず、感光体ブレード１７により回収されるので、無駄に転写する必要がない。

図９はベタ画像パターンを示す図である。ベタ画像とは、１００％ソリッドのデータを印刷する必要はなく、紙上画像濃度が１．０以上となり、有効画像領域全幅で１オン１オフの格子状の一様な画像パターンであればかまわない。上記画像濃度は、ＧｒｅｔａｇＭａｃｂｅｔｈ社製濃度測定装置ＳｐｅｃｔｒｏＥｙｅを用いて濃度測定基準ＡＮＳＩ−Ａ、光源Ｄ５０、視野角２度の設定でイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫに対してそれぞれ単色の濃度を測定した。

図１０は、シアンＣのトナーを用いて画像率が異なる一様な画像パターンを印刷して、紙上画像濃度と該画像パターン印刷時にスクイーズローラで回収されるトナー固形分濃度との関係を調べた結果を示す。紙上画像濃度が１．０以上のパターンであればスクイーズローラ回収液にはトナー固形分はほとんど含まれず、ほぼキャリアのみの流動性に優れる液が回収されることがわかる。ここで、トナー固形分濃度は、トナー液２ｇを濾紙（アドバンテック東洋Ｎｏ２）上に配置し、ＩＳＯＰＥＲ−Ｇ１００ｇにてキャリアを流した後、一昼夜吸引乾燥させ、濾紙上に残った固形分の重量（ｘ）を測定することで固形分濃度（ｘ／２）を算出する。

上記実施形態のシーケンスを行うことにより、感光体上のスクイーズローラ２２ではほぼキャリア液のみの流動性が良好な液が回収され、これによりスクイーズローラクリーニング液回収部２４から濃度調整槽３０又は低濃度液槽３５へ連結された配管、バルブ、ポンプ等にトラップされたトナー粒子が押し流され、配管、バルブ、ポンプ等にトナー粒子が蓄積することがなくなる。

また、シーケンスを印刷動作停止時又は終了時に行うことにより、印刷動作中に回収されたトナー粒子を押し流すことができる。また、印刷が行われない停止時にシーケンスを設けることで印刷動作の弊害とならない。

また、シーケンス中に現像ローラバイアスを通常印刷時より大きく設定することで、長時間の運転により現像ローラ８表面に部分的に付着していたトナー粒子が感光体１６へと現像され、現像ローラ８表面がきれいにリセットできる。

さらに、シーケンス中、感光体１６と中間転写体６１とを離間することにより、感光体１６へ現像されたトナー粒子は中間転写体６１へと転写されず感光体ブレード１７で回収されるので無駄な転写をする必要がない。

本発明の画像形成装置を示す図 現像ユニットを示す図 トナー供給ローラの斜視図 トナー供給ローラの溝ピッチと溝深さを表す図 トナー規制ブレードがトナー量を規制する図 液体トナーリサイクル機構の第１実施形態を示す図 液体トナーリサイクル機構の第２実施形態を示す図 分離装置を示す図 ベタ印刷パターンを示す図 画像濃度とスクイーズローラ回収液のトナー濃度の関係を示す図 従来の画像形成装置を示す図 従来の画像形成装置の電位設定例を示す図 トナーの立体斥力による分散を示す図、 スクイーズローラ回収液のトナー固形分の状態を示す図

符号の説明

１…画像形成装置、２…現像装置、３…トナー供給部、４…トナー供給ローラ、５…トナー規制ブレード、６…現像トナー容器、７…現像部、８…現像ローラ、９…現像ローラブレード、１０…現像ローラクリーニング液回収部、１１…均し部、１２…均しローラ、１３…均しローラブレード、１４…均しローラクリーニング液回収部、１５…感光部、１６…感光体、１７…感光体ブレード、１８…感光体クリーニング液回収部、１９…帯電部、２０…露光部、２１…スクイーズ部、２２…スクイーズローラ、２３…スクイーズローラブレード、２４…スクイーズローラクリーニング液回収部、２５…リサイクル部、２６…トナータンク、２７…第１ポンプ、２８…キャリア液タンク、２９…第１バルブ、３０…濃度調整槽、３１…アジテータ、３２…第２ポンプ、３３…第３ポンプ、３４…分離装置、３５…低濃度液槽、３６…第２バルブ、３７…モータ、３８…メッシュ、６０…中間転写ユニット、６１…中間転写ベルト、６２…中間転写ベルトローラ、６３…１次転写ローラ、７０…２次転写ユニット、７１…２次転写ローラ

Claims (6)

1. 感光体と、
   露光部と、
   前記感光体と接触して、固形分とキャリア液とを含む液体トナーで潜像を現像する現像ローラ、および前記現像ローラに供給する液体トナーを貯留するトナー容器を有する現像部と、
   前記現像ローラにより前記感光体に現像された像のキャリア液を回収する感光体キャリア液回収部材と、
   前記感光体キャリア液回収部材でキャリア液が回収された前記像が転写される中間転写体と、
   前記像を前記中間転写体に転写した前記感光体をクリーニングする感光体クリーニング部材と、
   印刷動作終了後に、前記中間転写体を前記感光体から離間させ、前記露光部により紙上画像濃度が１．０以上となる潜像を形成し、前記現像ローラで現像した後に現像された像に当接して前記感光体キャリア液回収部材でキャリア液を回収し、キャリア液が回収された前記像を感光体クリーニング部材でクリーニングし、クリーニング後駆動を停止させるシーケンスを実行させる制御部と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記紙上画像濃度１．０以上の潜像は、前記感光体の画像領域全幅で形成される請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記感光体キャリア液回収部材で回収されたキャリア液と、トナータンクに貯留された液体トナーと、キャリア液タンクに貯留されたキャリア液とが供給されて液体トナーの固形分濃度を調整する濃度調整部を有し、
   前記濃度調整部で固形分濃度が調整された液体トナーを前記トナー容器に供給する請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記現像ローラの液体トナーを回収する現像ローラクリーニング液回収部と、
   前記現像ローラクリーニング液回収部で回収された液体トナーを第１の固形分濃度の液と前記第１の固形分濃度の液よりも固形分濃度の高い第２の固形分濃度の液とに分離する分離部と、
   前記分離部で分離された前記第１の固形分濃度の液及び前記感光体キャリア液回収部材で回収された液を貯留する貯留槽と、を有し、
   前記濃度調整部は、前記貯留槽の液および前記第２の固形分濃度の液が搬送される
   請求項３に記載の画像形成装置。
5. 露光部で感光体に形成された潜像を液体トナーで現像し、現像された感光体のキャリア液を感光体キャリア液回収部材で回収し、キャリア液を回収された像を中間転写体に転写する装置で印刷動作を行う印刷工程と、
   前記印刷工程を終了させた後、前記中間転写体を前記感光体から離間させ、前記露光部により紙上画像濃度１．０以上の潜像を前記感光体に形成する工程と、
   前記紙上画像濃度が１．０以上となる潜像を液体トナーで現像する工程と、
   前記潜像が現像された像を担持する前記感光体のキャリア液を前記感光体キャリア液回収部材で回収する工程と、
   前記感光体キャリア液回収部材で回収された前記感光体をクリーニングする工程と、
   前記装置を停止させる工程と、
   を有することを特徴とする画像形成方法。
6. 前記印刷工程で、現像ローラに印加される現像ローラバイアスよりも、印刷終了後、現像ローラに印加される現像ローラバイアスを大きくする請求項５に記載の画像形成方法。

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