JP2009042430A - 液体現像装置及びこれを搭載した画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】残留液体現像剤に起因する画像不良の発生を防止でき、且つ液体現像剤を効率良く回収して、低ランニングコストで稼働させることが可能な液体現像装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置１の液体現像装置５０は、感光体ドラム２１表面に形成した静電潜像を液体現像剤Ｄで現像する現像ローラ５２と、現像ローラ５２表面をクリーニングするクリーニング部材として、現像ローラ５２と供給ローラ５７との接触箇所の現像ローラ回転方向上流側、且つ、現像ローラ５２と感光体ドラム２１との接触箇所の現像ローラ回転方向下流側に、ブラシローラ５３を備えるとともに、このブラシローラ５３に接触し、ブラシローラ５３に付着した液体現像剤Ｄをクリーニングする板状部材５４を備える。これにより、ブラシローラ５３に付着した、トナー粒子を含む液体現像剤Ｄの回収率が上昇し、ブラシローラ５３による現像ローラ５２表面のクリーニング性能も向上する。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機やプリンタに代表される画像形成装置に適用可能な液体現像装置に関する。また、この液体現像装置を搭載した画像形成装置に関する。

複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体として感光体ドラムが広く用いられている。感光体ドラムを用いた一般的な画像形成動作は以下のようである。感光体ドラムの表面は帯電装置により所定電位で一様に帯電せしめられ、そこに露光装置のＬＥＤ光等を照射することにより部分的に電位が光減衰して原稿画像の静電潜像が形成される。この静電潜像を現像装置で現像することにより、感光体ドラム表面にトナー像が形成される。そして、このトナー像は、感光体ドラムと転写部材とを接触、或いは近接させて構成した転写領域に用紙を挿通する時に、用紙に転写される。

静電潜像を現像する方法としては、乾式現像方式と、湿式現像方式とが存在する。このうち湿式現像方式では、液体現像剤が使用される。液体現像剤は、絶縁性液体、すなわち電気的に中性の溶媒であるキャリア液に、トナー粒子が高濃度で分散するように調整されている。そして、湿式画像形成装置は、液体現像装置を搭載しており、感光体ドラム上に形成された静電潜像を、液体現像装置の現像剤担持体である現像ローラから供給する液体現像剤によって現像する。

このような液体現像剤を用いた画像形成装置においては、現像後、多量の液体現像剤が現像ローラ表面に付着したまま残留してしまうことがある。この現像ローラ表面に付着した残留液体現像剤は、次の新たな画像形成の障害となるので、そのクリーニングが必要となる。このような目的で用いられるクリーニング方法としては、現像ローラ表面にクリーニングローラを押し付けることによって残留液体現像剤を移動させて回収する方法や、現像ローラ表面にクリーニングブレードを接触させて残留液体現像剤を掻き取る方法、或いはこれらの方法を組み合わせたクリーニング方法が広く知られている。

しかしながら、クリーニングローラやクリーニングブレードなどのように、クリーニング部材を現像ローラに強く押し付けて残留液体現像剤を移動させたり、掻き取ったりする方法では、液体現像剤が堆積した箇所に意図しない大きな圧力が掛かる恐れがある。また、特に比較的高い粘度を有する液体現像剤の場合には、高速で回転する現像ローラ表面にクリーニング部材を接触させると、ダイラタンシー（ｄｉｌａｔａｎｃｙ）と呼ばれる現象が生じることがある。ダイラタンシーとは、ゆっくりと傾けるなどすると液体のように自由に流れるが、箸等で急激に攪拌すると極めて硬くなるという現象である。このような理由により、クリーニングローラやクリーニングブレードなどを使用すると、キャリア液中のトナー粒子を、却って現像ローラ表面に凝集、固化させてしまう可能性がある。

現像ローラ表面における残留液体現像剤の固化は、その後の画像形成への悪影響に加えて、現像剤の再利用に対しても悪影響を及ぼす。一般的に液体現像装置においては、現像後に現像ローラに残留する液体現像剤の量が非常に多く、これをそのまま廃棄することはランニングコストの面から非常に不経済である。したがって、現像ローラ表面のクリーニングによって回収した残留液体現像剤を再利用することが、その後の画像形成のために現像ローラ表面を好適な状態に維持するのとともに重要な課題となっている。したがって、現像ローラ表面の残留液体現像剤のクリーニング過程において、クリーニング性能を安定的に発揮しつつ、現像剤を再利用可能な状態で高効率に回収することが望まれる。

そこで、そのような課題を解決すべく、クリーニングローラやクリーニングブレード等のようにクリーニング部材を現像ローラに強く押し付けることなく、現像ローラ表面の残留液体現像剤を除去する方法が提案され、その一例を特許文献１に見ることができる。特許文献１に記載された液体現像装置は、現像ローラ表面に付着した残留液体現像剤をクリーニングするために、ブラシローラを備え、このブラシローラにより現像ローラ表面をクリーニングするようにしている。
特開平１０−３０１３９８号公報（第４−５頁、図２）

特許文献１に記載された液体現像装置のように、ブラシローラを用いて現像ローラ表面に付着した残留液体現像剤をクリーニングすると、液体現像剤を効率的に除去、回収することが可能であり、キャリア液中のトナー粒子が現像ローラ表面で凝集、固化することを防止できる。しかしながら、このようなブラシローラによる液体現像剤の回収方法では、現像ローラ表面から除去したトナー粒子が、ブラシローラに付着したままになり、回収して再利用することが困難になる恐れがある。特に、ブラシの根元部分にトナー粒子が凝集する可能性があり、トナー粒子の回収率が低下するとともに、その後のブラシローラによる現像ローラ表面のクリーニングにも悪影響を及ぼす恐れがある。このようにして、液体現像剤の再利用性が損なわれ、ランニングコストが増大する恐れがあり、さらに静電潜像の現像に不具合が発生する可能性がある。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、像担持体表面に形成した静電潜像を液体現像剤で現像する液体現像装置において、現像後、現像剤担持体表面に付着した残留液体現像剤に対して好適なクリーニングを遂行し、残留液体現像剤に起因する画像不良の発生を防止することができ、且つ液体現像剤を、再利用性を損なうことなく効率良く回収し、低ランニングコストで稼働させることが可能な液体現像装置を提供することを目的とする。また、このような液体現像装置を搭載した高性能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、像担持体表面に形成した静電潜像に、絶縁性液体中にトナーを分散させた液体現像剤を供給して現像する現像剤担持体と、この現像剤担持体に液体現像剤を供給する供給ローラと、現像後、現像剤担持体表面をクリーニングするクリーニング部材とを備えた液体現像装置において、前記クリーニング部材として、前記現像剤担持体と前記供給ローラとの接触箇所の現像剤担持体回転方向上流側、且つ、現像剤担持体と前記像担持体との接触箇所の現像剤担持体回転方向下流側に、ブラシローラを備えるとともに、このブラシローラに接触し、ブラシローラに付着した液体現像剤をクリーニングする板状部材を備えることとした。

また、上記構成の液体現像装置において、前記板状部材は、可撓性材料で構成されていることとした。

また、上記構成の液体現像装置において、前記板状部材は、液体現像剤が通過する穴を有することとした。

また、上記構成の液体現像装置において、前記板状部材は、その表面に、フッ素系コーティングを有することとした。

また、上記構成の液体現像装置において、前記板状部材は、前記ブラシローラと接触するその先端部が、丸みを帯びるように形成されていることとした。

また本発明では、上記液体現像装置を画像形成装置に搭載することとした。

本発明の構成によれば、像担持体表面に形成した静電潜像に液体現像剤を供給して現像する現像剤担持体と、この現像剤担持体に液体現像剤を供給する供給ローラと、現像後、現像剤担持体表面をクリーニングするクリーニング部材とを備えた液体現像装置において、クリーニング部材として、現像剤担持体と供給ローラとの接触箇所の現像剤担持体回転方向上流側、且つ、現像剤担持体と像担持体との接触箇所の現像剤担持体回転方向下流側に、ブラシローラを備えるとともに、このブラシローラに接触し、ブラシローラに付着した液体現像剤をクリーニングする板状部材を備えることとしたので、ブラシローラに付着したトナー粒子を、板状部材でこそぎ落とすことができる。さらにこの板状部材で、ブラシの根元部分のトナー粒子も回収することが可能である。これにより、トナー粒子を含む液体現像剤の回収率が上昇し、ブラシローラによる現像剤担持体表面のクリーニング性能も向上する。したがって、現像後、現像剤担持体表面に付着した残留液体現像剤に対して好適なクリーニングを遂行することができ、残留液体現像剤に起因する画像不良の発生を防止することが可能である。且つ液体現像剤を、再利用性を損なうことなく効率良く回収し、低ランニングコストで稼働させることが可能な液体現像装置を得ることができる。

また、前記板状部材は、可撓性材料で構成されていることとしたので、ブラシローラと板状部材との接触時の、ブラシローラのブラシが板状部材から受ける衝撃を緩和することができる。これは、板状部材が、ブラシローラのブラシと接触することによりしなることで、板状部材とブラシローラのブラシとの接触によって生じる圧力を吸収するためである。これにより、板状部材との接触に起因するブラシローラの損耗を低減させることが可能である。したがって、ブラシローラの経年変化による劣化の進行を抑制することができ、液体現像剤の回収作用の、早期の低下を防止することが可能である。また、ブラシローラの寿命が延びるので、ランニングコストの低減を図ることができる。

また、前記板状部材は、液体現像剤が通過する穴を有することとしたので、板状部材表面において液体現像剤が移動し易くなる。これにより、ブラシローラから回収した液体現像剤が、板状部材表面に滞留するのを防止することができ、さらにブラシローラに再付着するのを防止することが可能である。したがって、現像剤担持体表面に付着した残留液体現像剤に対して、クリーニング性能を向上させることができるのとともに、液体現像剤の再利用性を高め、より一層低ランニングコストで液体現像装置を稼働させることが可能となる。

また、前記板状部材は、その表面に、フッ素系コーティングを有することとしたので、液体現像剤が板状部材表面に付着し難くすることができる。これにより、液体現像剤は板状部材表面においてさらに移動し易くなり、液体現像剤の、板状部材表面での滞留及びブラシローラへの再付着を防止する作用を一層高めることが可能になる。したがって、現像剤担持体表面に付着した残留液体現像剤に対して、クリーニング性能及び液体現像剤の再利用性をさらに向上させることができる。

また、前記板状部材は、ブラシローラと接触するその先端部が、丸みを帯びるように形成されていることとしたので、板状部材の先端部との接触に起因するブラシ繊維の切断を防止することが可能である。したがって、ブラシローラの劣化の進行を抑制することができ、液体現像剤の回収作用の低下を防止することが可能である。また、ブラシローラの寿命がさらに延びるので、ランニングコストの低減を図ることができる。

また本発明では、上記液体現像装置を画像形成装置に搭載することとしたので、液体現像装置の現像剤担持体表面に付着した残留液体現像剤に対して好適なクリーニングを遂行し、残留液体現像剤に起因する画像不良の発生を防止することができ、且つ液体現像剤を、再利用性を損なうことなく効率良く回収し、低ランニングコストで稼働させることが可能な高性能な画像形成装置を得ることができる。

以下、本発明の実施形態を図１〜図７に基づき説明する。

最初に、本発明の第１の実施形態に係る液体現像装置を搭載した画像形成装置について、図１を用いてその構造の概略を説明しつつ、画像形成動作の概略を説明する。図１は画像形成装置の模型的垂直断面正面図である。この画像形成装置は、中間転写ベルトを用いてトナー像を用紙に転写するカラー印刷タイプのものである。

図１に示すように、画像形成装置１の本体２の内部下方には、給紙カセット３が配置されている。給紙カセット３の内部には、印刷前のカットペーパーなどの用紙Ｐが積まれて収容されている。そして、この用紙Ｐは、図１において給紙カセット３の左上方に向けて、１枚ずつ分離されて送り出される。給紙カセット３は、本体２の前面側から水平に引き出すことが可能である。

本体２の内部であって、給紙カセット３の左方には、用紙搬送部４が備えられている。給紙カセット３から送り出された用紙Ｐは、用紙搬送部４により本体２の側面に沿って垂直上方に搬送され、二次転写部４０に到達する。

給紙カセット３上方であって、本体２の上下方向略中央部には計４箇所の画像形成部２０が、さらにそれら各画像形成部２０の上方には中間転写体を無端ベルトの形で用いた中間転写ベルト５が備えられている。中間転写ベルト５は、複数のローラに巻き掛けられて支持され、図示しない駆動装置により図１において時計方向に回転する。

４箇所の画像形成部２０は、図１に示すように、中間転写ベルト５の回転方向に沿って、回転方向上流側から下流側に向けて一列にして配置された所謂タンデム方式である。４箇所の画像形成部２０とは、上流側から順に、シアン用の画像形成部２０Ｃ、マゼンタ用の画像形成部２０Ｍ、イエロー用の画像形成部２０Ｙ、及びブラック用の画像形成部２０Ｂである。

これらの画像形成部２０は、絶縁性液体中にトナーを分散させた液体現像剤を用いてトナー像を形成するものであり、後述する液体現像剤補給装置により現像剤が各画像形成部２０に補給される。そして、画像形成部２０では、外部コンピュータ（図示せず）から受信した文字や図形、模様等の画像データに基づいて静電潜像が形成され、この静電潜像は液体現像剤を用いて現像される。なお、以下の説明において、特に限定する必要がある場合を除き、「Ｃ」「Ｍ」「Ｙ」「Ｂ」の識別記号は省略するものとする。

各画像形成部２０の上方には、中間転写ベルト５を隔てて、一次転写ローラ３１が設けられた一次転写部３０が備えられている。一次転写ローラ３１は、図１において上下方向に移動可能であって、必要に応じて中間転写ベルト５を介して画像形成部２０に圧接して一次転写ニップ部を形成し、また離間する。この一次転写ニップ部において、画像形成部２０で形成されたトナー像が中間転写ベルト５表面に転写される。そして、中間転写ベルト５の回転とともに所定のタイミングで各画像形成部２０のトナー像が中間転写ベルト５に順次転写されることにより、中間転写ベルト５表面にはシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたフルカラートナー像が形成される。

中間転写ベルト５が用紙搬送路に懸かる箇所には、二次転写部４０が配置されている。二次転写部４０は、二次転写ローラ４１を備えている。中間転写ベルト５表面のトナー像は、用紙搬送部４によって同期をとって送られてきた用紙Ｐに、中間転写ベルト５と二次転写ローラ４１とが圧接して形成される二次転写ニップ部にて転写される。

二次転写後、中間転写ベルト５表面に残留するトナーは、中間転写ベルト５に対してシアン用画像形成部２０Ｃの回転方向上流側に設けられた中間転写ベルト５用のクリーニング装置６によってクリーニング、回収される。

二次転写部４０の上方には、定着部７が備えられている。二次転写部４０にて未定着トナー像を担持した用紙Ｐは、定着部７へと送られ、熱ローラと加圧ローラとによりトナー像が加熱、加圧されて定着される。定着部７から排出された用紙Ｐは、本体２の上面に備えられた用紙排出部８に排出される。用紙排出部８は、本体２の上面に、印刷済みの用紙Ｐを外部から取り出し可能な位置に設けられている。

続いて、画像形成装置１の画像形成部２０周辺の詳細な構成について、図２を用いて説明する。図２は、画像形成部周辺を示す垂直断面部分拡大図である。なお、４色の各画像形成部２０は構造が共通するので、前述のように「Ｃ」「Ｍ」「Ｙ」「Ｂ」の識別記号は省略するものとする。また、図２中の破線矢印は、各回転部材の回転方向を示す。

図２に示すように、画像形成部２０には、その中心に像担持体である感光体ドラム２１が備えられている。そして、感光体ドラム２１の近傍には、その回転方向に沿って順に、帯電装置２２、露光装置２３、液体現像装置５０、ドラム用クリーニング装置９０、及び除電装置２４が配置されている。一次転写部３０は、感光体ドラム２１の回転方向に沿って、現像装置５０とドラム用クリーニング装置９０との間に設けられている。

感光体ドラム２１は、画像形成装置１内の用紙搬送方向と直角をなす用紙幅方向、すなわち図２の紙面奥行き方向に延び、その軸線方向を水平にして配置されている。感光体ドラム２１は、アルミニウム等により構成される導電性ローラ状基体の外側に、アモルファスシリコンの感光層を設けた無機感光体のドラムで、直径が３０ｍｍである。感光体ドラム２１は、図示しない駆動装置によって、その周速度が用紙搬送速度（例えば２１０ｍｍ／ｓｅｃ）とほぼ同じになるように回転せしめられている。

帯電装置２２は、コロナ放電帯電器を用いたスコロトロン帯電装置である。なお、同じくコロナ放電帯電器を用いたコロトロン帯電装置であっても構わない。この帯電装置２２により、感光体ドラム２１の表面が所定の極性及び電位で一様に帯電せしめられる。

露光装置２３は、感光体ドラム２１の回転方向に沿って、帯電装置２２の下流側に配置されている。露光装置２３は、帯電装置２２によってその表面が一様に帯電した感光体ドラム２１に、外部コンピュータから受信した画像データに基づいて光を照射することにより、照射部分の電位を光減衰させて原稿画像の静電潜像を形成する。露光装置２３としては、ＬＰＨ（ＬＥＤ ＰＲＩＮＴ ＨＥＡＤ）や、ＬＳＵ（レーザスキャニングユニット）などを用いることができる。

液体現像装置５０は、前述のように、絶縁性液体中にトナーを分散させた液体現像剤を用いてトナー像を形成するものである。液体現像装置５０には、そのハウジング５１の内部であって感光体ドラム２１の近傍に、現像剤担持体である現像ローラ５２が設けられている。現像ローラ５２には、感光体ドラム２１の帯電極性と同極性の現像バイアスが印加される。この現像ローラ５２に印加した現像バイアスと感光ドラム２１の静電潜像の電位との差により、トナーが光減衰した感光体ドラム２１表面に移動することで、静電潜像が現像される。なお、この液体現像装置５０の詳細な構成については後述する。

一次転写部３０には、中間転写ベルト５を介して感光体ドラム２１に接触する一次転写ローラ３１が設けられている。一次転写ローラ３１は、図示しないアームに支持され、図２において上下方向に移動可能である。一次転写ローラ３１は所定のタイミングで下方に移動して中間転写ベルト５に接触し、これに従って中間転写ベルト５が押し下げられて感光体ドラム２１に接触して一次転写ニップ部が形成される。一次転写ローラ３１が上方に移動すると、中間転写ベルト５は感光体ドラム２１から離間する。一次転写ローラ３１は、駆動装置を有することなく、中間転写ベルト５に接触することによって、中間転写ベルト５の回転に従って回転する。また、一次転写ローラ３１には、必要に応じて、感光体ドラム２１やトナーの帯電極性とは異なる極性の一次転写バイアスが印加される。

ドラム用クリーニング装置９０は、そのハウジング９１の内部に、クリーニング部材であるクリーニングローラ９２、クリーニングブレード９３、及び排出スクリュー９４を備えている。クリーニングローラ９２及びクリーニングブレード９３は、図示しない付勢手段により感光体ドラム２１に対して所定の力で押し付けられて設けられ、感光体ドラム２１表面のトナー像が中間転写ベルト５に一次転写された後、感光体ドラム２１表面に残留したトナーを除去してクリーニングする。感光体ドラム２１表面から除去されたトナーは、重力の作用や、クリーニングローラ９２の回転に従って排出スクリュー９４の方へと送られ、排出スクリュー９４によりハウジング９１の外部へと搬送される。

除電装置２４は、感光体ドラム２１の回転方向に沿って、ドラム用クリーニング装置９０のさらに下流側に配置されている。除電装置２４は、ＬＥＤ（発光ダイオード）の除電光を感光体ドラム２１に照射することにより、その表面の帯電電荷を除去し、次回の画像形成動作時における帯電工程のための準備を整える。ＬＥＤの代わりに、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）光源、蛍光灯などを用いることもできる。

続いて、本発明の液体現像装置５０の構成、及び現像動作について、図２に加えて、図３〜図５を用いて詳細に説明する。図３は液体現像装置の現像ローラ及び供給ローラ周辺を示す垂直断面部分拡大図、図４はブラシローラに接触する板状部材の全体斜視図、図５は図４に示す板状部材の部分拡大斜視図である。なお、図３中の破線矢印は、各回転部材の回転方向を示す。

ここで、液体現像装置５０の説明に先立って、この液体現像装置５０に液体現像剤を補給する液体現像剤補給装置の構成について、図２に加えて、図６を用いて説明する。図６は、液体現像剤補給装置の構成図である。

液体現像装置５０で使用される液体現像剤は、非極性の絶縁性液体であるキャリア液の中に、プラスに帯電する微細な樹脂からなるトナー粒子（粒径約１μｍ）を分散、混濁させたものである。静電潜像の現像に利用される、このような液体現像剤は、トナー液とキャリア液との２つの液体を混合して濃度調整することにより構成される。トナー液とは、液体現像剤を濃縮してトナー粒子の濃度を高めた液体である。キャリア液とは、シリコンオイル等からなる電気的中性の非極性の溶媒である。

なお、液体現像剤の粘度は、回転式粘度測定法を採用したアントンパール社製粘弾性測定装置（Ｐｈｙｓｉｃａ ＭＣＲ−３０１）により、室温２０°Ｃの環境下、回転速度２０００回転／秒において、５０ｍＰａ・ｓ以上である。

図６に示すように、液体現像剤補給装置７０は、キャリア液コンテナ７１、４台のトナー液コンテナ７２、及び複数のパイプによって構成されている。４台のトナー液コンテナ７２とは、シアン用のトナー液コンテナ７２Ｃ、マゼンタ用のトナー液コンテナ７２Ｍ、イエロー用のトナー液コンテナ７２Ｙ、及びブラック用のトナー液コンテナ７２Ｂである。なお、４色のトナー液の補給経路は構造が共通するので、共通する部材には同一の符号を付し、図６中、及び以下の説明において特に限定する必要がある場合を除き、「Ｃ」「Ｍ」「Ｙ」「Ｂ」の識別記号は省略するものとする。

キャリア液コンテナ７１には、キャリア液ＣＬが貯留され、パイプ７３が接続されている。パイプ７３は、キャリア液コンテナ７１の近傍で４本に分岐し、その各々の下流端が４箇所の各画像形成部２０の、液体現像装置５０の現像剤タンク６１に接続している。パイプ７３の分岐箇所の下流には、液量を調節するためのポンプ７４が設けられている。

４台のトナー液コンテナ７２には、各々、各色のトナー液ＴＬが貯留されている。また、トナー液コンテナ７２には、トナー液ＴＬの濃度を一様にして沈殿等を防止するための攪拌ローター７５が設けられ、パイプ７６が接続されている。パイプ７６の下流端は、液体現像装置５０の現像剤タンク６１に接続している。パイプ７６の途中には、液量を調節するためのポンプ７７が設けられている。

現像剤タンク６１内の液体現像剤Ｄのトナー濃度は、図２に示すトナー濃度センサ７８により検知されている。例えばトナー濃度センサ７８がトナー濃度低下を検知した時、図６に示すポンプ７７を駆動して、トナー液ＴＬを、トナー液コンテナ７２からパイプ７６を通して圧送し、現像剤タンク６１に補給する。また、必要に応じてポンプ７４を駆動し、キャリア液ＣＬもキャリア液コンテナ７１からパイプ７３を通して補給し、現像剤タンク６１内の液体現像剤Ｄと混合して適正な濃度に調整、維持する。

現像剤タンク６１内の液体現像剤Ｄの液位は、図２に示す液位センサ７９により検知されている。液位センサ７９が液位低下を検知した時、図６に示すポンプ７４及びポンプ７７を駆動し、パイプ７３及びパイプ７６を通してキャリア液ＣＬとトナー液ＴＬとを現像剤タンク６１に補給する。そして、現像剤タンク６１内の液体現像剤Ｄと混合して適正な濃度に調整しつつ、適正な液位を維持する。

一方、各画像形成部２０のドラム用クリーニング装置９０は、液体現像装置５０の現像剤タンク６１とパイプ８０で接続されている。ドラム用クリーニング装置９０によって感光体ドラム２１表面から掻き取られた残留トナー（トナー粒子）は、パイプ８０を通して現像剤タンク６１に戻される。

また、図６に示すベルト用クリーニング装置６は、廃液タンク８１とパイプ８２で接続されている。ベルト用クリーニング装置６によって中間転写ベルト５表面から掻き取られた残留トナーは、パイプ８２を通して廃液タンク８１に送られる。

そして、図２に示すように、液体現像装置５０は、そのハウジング５１の内部に、現像ローラ５２、クリーニング部材であるブラシローラ５３、板状部材５４、回収タンク５５、供給ローラ５７、ドクタブレード５８、汲み上げローラ５９、攪拌スクリュー６０、及び現像剤タンク６１を備えている。

液体現像剤Ｄは、先に図６を用いて説明した液体現像剤補給装置７０によって補給され、液体現像装置５０の最下部に設けられた現像剤タンク６１に貯留されている。この現像剤タンク６１内には、液体現像剤Ｄに浸かる形で、２本の攪拌スクリュー６０が設けられている。液体現像剤Ｄは、濃度を一様にして沈殿等を防止するために、攪拌スクリュー６０によって適宜攪拌、循環されている。

攪拌スクリュー６０の上方には、汲み上げローラ５９が設けられている。汲み上げローラ５９は、その一部が液体現像剤Ｄに浸かる形で配置されている。そして、汲み上げローラ５９は、現像剤タンク６０内の液体現像剤Ｄを汲み上げ、その上方に配置された供給ローラ５７に受け渡す役目を果たす。

供給ローラ５７は、現像剤担持体である現像ローラ５２のすぐ下方に配置され、現像ローラ５２に接触するように設けられている。供給ローラ５７は、現像ローラ５２との接触箇所に対してその回転方向上流側に、ドクタブレード５８を接触させて備えている。このドクタブレード５８により、供給ローラ５７は、汲み上げローラ５９から受け取った液体現像剤Ｄを、その表面で均一な薄層にして現像ローラ５２に供給する。

現像ローラ５２は、感光体ドラム２１の近傍に設けられ、感光体ドラム２１の帯電極性と同極性であってプラスの現像バイアスが印加される。これにより、現像ローラ５２表面の液体現像剤Ｄ中に分散するトナー粒子は、現像ローラ５２に印加した現像バイアスと感光ドラム２１の静電潜像の電位との差により、感光体ドラム２１表面の静電潜像の、露光装置２３によって光減衰された箇所に移動せしめられる。このようにして、現像ローラ５２は、供給ローラ５７で供給された液体現像剤Ｄにより、感光体ドラム２１表面の静電潜像をトナー像に現像する。

現像後、現像ローラ５２表面には、現像に使用されなかったトナー粒子を含有する液体現像剤Ｄが残留する。

現像ローラ５２は、図３に示すように、感光体ドラム２１と近接する箇所に対してその回転方向下流側に、すなわち供給ローラ５７との接触箇所に対してその回転方向上流側に、クリーニング部材としてブラシローラ５３を接触させて備えている。現像ローラ５２とブラシローラ５３とが接触することによりニップが形成されるが、その回転方向に対するニップ幅は１ｍｍである。

ブラシローラ５３のブラシの材料としては、ナイロン、ポリエステル、アクリル、レーヨンなどの各種合成樹脂繊維が適用可能であるが、ここでは導電性レーヨンが用いられている。ブラシ繊維への導電性の付与については、内部に抵抗調整剤を混練して紡糸したり、表面に導電剤を付着処理したりすることで達成される。ブラシ繊維の繊度に関しては、１００本の単繊維が１束になっており、この１束が３００デニールである。ブラシ繊維の植毛密度は、１平方インチ当たり単繊維１５万本である。ブラシ繊維の長さは４ｍｍで、断面形状としては円形のほか、扁平な形状なども用いることができる。

また、ブラシローラ５３には、必要に応じて、液体現像剤Ｄ中に分散するトナー粒子の帯電極性と逆極性であってマイナスのクリーニングバイアスが印加される。これにより、ブラシローラ５３は、現像ローラ５２表面に残留する液体現像剤Ｄのクリーニングにおいて、特にトナー粒子を引き付け易くなる。

さらに、ブラシローラ５３は、現像ローラ５２との接触箇所における表面が、現像ローラ５２表面と異なる方向に移動する向きに、現像ローラ５２の回転速度とは異なる回転速度で回転する。ブラシローラ５３の回転速度は、現像ローラ５２の回転速度の１．１倍〜２．０倍程度が好ましい。

ブラシローラ５３の近傍には、図３に示すように、ブラシローラ５３に接触して板状部材５４が配置されている。板状部材５４は、ブラシローラ５３の軸線と平行に、ブラシローラ５３とほぼ同じ長さで延びている。板状部材５４は、例えばばね用ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４ＣＳＰ−１／２Ｈ）の薄板といった可撓性材料で構成され、その表面にフッ素系樹脂によるコーティングが施されている。フッ素系樹脂としてはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）やＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、またはこれらの混合物を適宜用いることができる。また、コーティング厚は２０μｍ程度が好ましい。

また、板状部材５４は、図４及び図５に示すようにその中間箇所が折り曲げられ、図３に示すようにブラシローラ５３と接触する平面部５４ａが水平に対して傾斜するように構成されている。この平面部５４には、図４及び図５に示すように、液体現像剤Ｄが通過することが可能な複数の穴５４ｂが設けられている。さらに、板状部材５４の、ブラシローラ５３と接触するその先端部５４ｃは、図５に示すように、ヘミング曲げ加工によって丸みを帯びるように形成されている。

板状部材５４には、必要に応じて、トナー粒子の帯電極性と逆極性であってマイナスの、ブラシローラ５３とは電位差が異なる回収バイアスが印加される。これにより、板状部材５４は、ブラシローラ５３表面のトナー粒子を回収し易くなる。

ブラシローラ５３及び板状部材５４の下方には、回収タンク５５が備えられている。現像ローラ５２表面、さらにブラシローラ５３表面をクリーニングして回収した液体現像剤Ｄは、回収タンク５５に回収される。回収タンク５５内に回収した液体現像剤Ｄは、図示しないパイプを通して現像剤タンク６１に戻される。

なお、上記構成要素のうち、供給ローラ５７は、図３に示すように、現像剤担持体である現像ローラ５２との接触箇所における表面が、現像ローラ５２表面と異なる方向に移動する向きに回転する。すなわち現像ローラ５２と供給ローラ５７は、図３において双方とも時計方向に回転する。

これにより、現像ローラ５２と供給ローラ５７との接触箇所において、図３に示す領域Ａで現像ローラ５２表面に新しい液体現像剤Ｄを供給しつつ、現像後の、ブラシローラ５３で完全にクリーニング、回収しきれなかった残留液体現像剤Ｄを、図３に示す領域Ｂで供給ローラ５７を利用して掻き取るようにして除去し、回収することができる。供給ローラ５７で回収した液体現像剤Ｄは、そのまま次に供給される液体現像剤Ｄとして利用されるか、或いは供給ローラ５７及び汲み上げローラ５９を伝って現像剤タンク６１に戻される。

また、供給ローラ５７は、現像ローラ５２との接触箇所における表面が、現像ローラ５２表面と異なる方向に移動する向きに、現像ローラ５２の回転速度とは異なる回転速度で回転する。供給ローラ５７の周速度は、現像ローラ５２の周速度の１．２倍〜１．５倍であることが好ましい。

これにより、現像ローラ５２と供給ローラとの回転速度の差により、これらの部材の接触箇所において、双方の表面間に適度な摩擦力を発生させることができる。したがって、現像ローラ５２表面に付着した、ブラシローラ５３で完全にクリーニング、回収しきれなかった残留液体現像剤Ｄを除去する作用が向上する。

このようにして、液体現像装置５０において、現像剤担持体である現像ローラ５２の表面をクリーニングするクリーニング部材として、現像ローラ５２と供給ローラ５７との接触箇所の現像ローラ回転方向上流側、且つ、現像ローラ５２と感光体ドラム２１との接触箇所の現像ローラ回転方向下流側に、ブラシローラ５３を備えるとともに、このブラシローラ５３に接触し、ブラシローラ５３に付着した液体現像剤Ｄをクリーニングする板状部材５４を備えているので、ブラシローラ５３に付着したトナー粒子を、板状部材５４でこそぎ落とすことができる。さらにこの板状部材５４で、ブラシの根元部分のトナー粒子も回収することが可能である。これにより、トナー粒子を含む液体現像剤Ｄの回収率が上昇し、ブラシローラ５３による現像ローラ５２表面のクリーニング性能も向上する。したがって、現像後、現像ローラ５２表面に付着した残留液体現像剤Ｄに対して好適なクリーニングを遂行することができ、残留液体現像剤Ｄに起因する画像不良の発生を防止することが可能である。且つ液体現像剤Ｄを、再利用性を損なうことなく効率良く回収し、低ランニングコストで稼働させることが可能な液体現像装置５０を得ることができる。

また、板状部材５４は、可撓性材料で構成されているので、ブラシローラ５３と板状部材５４との接触時の、ブラシローラ５３のブラシが板状部材５４から受ける衝撃を緩和することができる。これは、板状部材５４が、ブラシローラ５３のブラシと接触することによりしなることで、板状部材５４とブラシローラ５３のブラシとの接触によって生じる圧力を吸収するためである。これにより、板状部材５４との接触に起因するブラシローラ５３の損耗を低減させることが可能である。したがって、ブラシローラ５３の経年変化による劣化の進行を抑制することができ、液体現像剤Ｄの回収作用の、早期の低下を防止することが可能である。また、ブラシローラ５３の寿命が延びるので、ランニングコストの低減を図ることができる。

そして、板状部材５４は、液体現像剤Ｄが通過する穴５４ｂを有するので、板状部材５４表面において液体現像剤Ｄが移動し易くなる。これにより、ブラシローラ５３から回収した液体現像剤Ｄが、板状部材５４表面に滞留するのを防止することができ、さらにブラシローラ５３に再付着するのを防止することが可能である。したがって、現像ローラ５２表面に付着した残留液体現像剤Ｄに対して、クリーニング性能を向上させることができるのとともに、液体現像剤Ｄの再利用性を高め、より一層低ランニングコストで液体現像装置５０を稼働させることが可能となる。

また、板状部材５４は、その表面に、フッ素系コーティングを有するので、液体現像剤Ｄが板状部材５４表面に付着し難くすることができる。これにより、液体現像剤Ｄは板状部材５４表面においてさらに移動し易くなり、液体現像剤Ｄの、板状部材５４表面での滞留及びブラシローラ５３への再付着を防止する作用を一層高めることが可能になる。したがって、現像ローラ５２表面に付着した残留液体現像剤Ｄに対して、クリーニング性能及び液体現像剤Ｄの再利用性をさらに向上させることができる。

さらに、板状部材５４は、ブラシローラ５３と接触するその先端部５４ｃが、丸みを帯びるように形成されているので、板状部材５４の先端部５４ｃとの接触に起因するブラシ繊維の切断を防止することが可能である。したがって、ブラシローラ５３の劣化の進行を抑制することができ、液体現像剤Ｄの回収作用の低下を防止することが可能である。また、ブラシローラ５３の寿命がさらに延びるので、ランニングコストの低減を図ることができる。

また本発明では、上記液体現像装置５０を画像形成装置１に搭載したので、液体現像装置５０の現像ローラ５２表面に付着した残留液体現像剤Ｄに対して好適なクリーニングを遂行し、残留液体現像剤Ｄに起因する画像不良の発生を防止することができ、且つ液体現像剤Ｄを、再利用性を損なうことなく効率良く回収し、低ランニングコストで稼働させることが可能な高性能な画像形成装置１を得ることができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る液体現像装置の詳細な構成について、図７を用いて説明する。図７は、液体現像装置のブラシローラに接触する板状部材の部分拡大斜視図である。なお、この実施形態の基本的な構成は、図１〜図６を用いて説明した前記第１の実施形態と同じであるので、第１の実施形態と共通する構成については図面の記載、及びその説明を省略するものとする。

第２の実施形態に係る液体現像装置５０は、図７に示すように、合成樹脂で構成された板状部材５６を備えている。板状部材５６の平面部５６ａには、液体現像剤Ｄが通過することが可能な複数の穴５６ｂが設けられている。そして、板状部材５６の、ブラシローラ５３と接触するその先端部５６ｃは、樹脂成型時、或いはその後の切削加工などによって丸みを帯びるように形成されている。

このような板状部材５６であっても、前記第１の実施形態の場合と同様に、板状部材５６の先端部５６ｃとの接触に起因するブラシ繊維の切断を防止することが可能である。したがって、ブラシローラ５３の劣化の進行を抑制することができ、液体現像剤Ｄの回収作用の低下を防止することが可能である。また、ブラシローラ５３の寿命がさらに延びるので、ランニングコストの低減を図ることができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

例えば、上記実施形態では、画像形成装置１は、中間転写体として無端状の中間転写ベルト５を備えるカラー印刷用の画像形成装置であるが、中間転写体を用いることのない、ブラックトナーのみを使用したモノクロ印刷用の画像形成装置であっても構わない。

本発明は、画像形成装置に適用可能な液体現像装置全般において利用可能である。

本発明の第１の実施形態に係る液体現像装置を搭載した画像形成装置の模型的垂直断面正面図である。 図１の画像形成装置の画像形成部周辺を示す垂直断面部分拡大図である。 図２の液体現像装置の現像ローラ及び供給ローラ周辺を示す垂直断面部分拡大図である。 図３に示すブラシローラに接触する板状部材の全体斜視図である。 図４に示す板状部材の部分拡大斜視図である。 図１に示す画像形成装置の液体現像剤補給装置の構成図である。 本発明の第２の実施形態に係る液体現像装置に備えられた板状部材の部分拡大斜視図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
５ 中間転写ベルト
２０ 画像形成部
２１ 感光体ドラム（像担持体）
５０ 液体現像装置
５２ 現像ローラ（現像剤担持体）
５３ ブラシローラ（クリーニング部材）
５４、５６ 板状部材
５４ｂ、５６ｂ 穴
５４ｃ、５６ｃ 先端部
５５ 回収タンク
５７ 供給ローラ
６１ 現像剤タンク
７０ 液体現像剤補給装置
Ｄ 液体現像剤
ＣＬ キャリア液
ＴＬ トナー液

Claims (6)

1. 像担持体表面に形成した静電潜像に、絶縁性液体中にトナーを分散させた液体現像剤を供給して現像する現像剤担持体と、この現像剤担持体に液体現像剤を供給する供給ローラと、現像後、現像剤担持体表面をクリーニングするクリーニング部材とを備えた液体現像装置において、
   前記クリーニング部材として、前記現像剤担持体と前記供給ローラとの接触箇所の現像剤担持体回転方向上流側、且つ、現像剤担持体と前記像担持体との接触箇所の現像剤担持体回転方向下流側に、ブラシローラを備えるとともに、このブラシローラに接触し、ブラシローラに付着した液体現像剤をクリーニングする板状部材を備えることを特徴とする液体現像装置。
2. 前記板状部材は、可撓性材料で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体現像装置。
3. 前記板状部材は、液体現像剤が通過する穴を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体現像装置。
4. 前記板状部材は、その表面に、フッ素系コーティングを有することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の液体現像装置。
5. 前記板状部材は、前記ブラシローラと接触するその先端部が、丸みを帯びるように形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の液体現像装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の液体現像装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。

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