(57)【要約】【課題】  トナー像に付着した液体キャリアの除去に、ローラ吸収方式を採ると、潜像保持体上のトナー像に多孔体ローラを押圧して十分なニップ部を形成する必要があるので、多孔体ローラへのトナー像の転写が発生してトナー像が薄くなることがあった。また、多孔体ローラへ転写したトナーが潜像保持体へ再転写してゴーストが発生することがあった。また、送風乾燥方式を採ると、短時間で乾燥させねばならない場合、潜像保持体に当てる風の速度を速める必要があり、潜像保持体上のトナー像が吹き飛ばされて画像流れやかぶりなどが発生することがあった。【解決手段】  トナー像に補助粒子を付与して、トナー像中の固形分比率を高める。【選択図】図１
2006251021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像保持体と、
前記静電潜像保持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
前記静電潜像保持体に形成された前記静電潜像を、トナーおよび液体キャリアを有する現像液を用いて現像しトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像に粒子を付与して、前記トナー像中の固形分比率を高める粒子付与手段と、
前記固形分比率が高められた前記トナー像を転写媒体へ転写する転写手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記粒子付与手段は、前記粒子を前記トナー像に吹き付ける吹付装置であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記粒子は、可視光を透過する樹脂からなることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記粒子は、前記トナー像と共に前記静電潜像保持体から前記転写媒体へ転写されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記粒子は、前記トナーに用いる樹脂で形成されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記粒子は、多孔体粒子であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記粒子付与手段は、前記静電潜像保持体との間に形成する電界によって前記粒子を前記トナー像に付与することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記トナー像に付与した前記粒子を前記転写前に除去する除去手段を備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記除去手段は、前記粒子を吹き飛ばすブロワであることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記粒子は、磁性を有し、
前記除去手段は、前記粒子を磁気的に吸引することを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１１】
静電潜像保持体に静電潜像を形成するステップと、
前記静電潜像保持体に形成された前記静電潜像を、トナーおよび液体キャリアを有する現像液を用いて現像しトナー像を形成するステップと、
前記トナー像に粒子を付与して、前記トナー像中の固形分比率を高めるステップと、
前記粒子が付与された前記トナー像を転写媒体へ転写するステップと
を有することを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー及び液体キャリアを有する現像液を使用する画像形成装置および画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現像液を用いた電子写真記録装置は、サブミクロンサイズの極めて微細なトナーを用いることができるためオフセット印刷並みの高画質を実現できること、少量のトナーで十分な画像濃度が得られるためコピーコストを低減できること、比較的低温でトナーを記録紙に定着できるため省エネルギーを実現できることなど、乾式電子写真記録装置では実現できない利点を有しており、近年その価値が見直されつつある。
【０００３】
現像液を用いた電子写真記録装置の転写方式としては、例えば、特許文献１に記載された、せん断力を利用するものがある。この方式では、トナー像にせん断力を付与し、転写性を向上させている。
【０００４】
十分なせん断力をトナー像に及ぼすためには、潜像保持体上に形成されたトナー像およびトナー像の近傍に残存する余剰キャリア液を除去し、トナー同士の凝集力を強めることが必要となる。
【０００５】
余剰キャリア液除去方法として、ローラ吸収方式（例えば特許文献１参照）や送風乾燥方式（例えば特許文献２参照）が知られている。
【０００６】
ローラ吸収方式では、ローラ外面に形成した多孔体ローラを潜像保持体に接触させてニップ（接触領域）を形成し、キャリア液を吸収する。送風乾燥方式では、トナー像が形成された潜像保持体に風を当てて、キャリア液を蒸発させる。
【特許文献１】特開平１１−２４９４４５号公報
【特許文献２】特開２００２−２７８３０２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ローラ吸収方式では、潜像保持体上のトナー像に多孔体ローラを押圧して十分なニップ部を形成する必要があるので、多孔体ローラへのトナー像の転写が発生してトナー像が薄くなることがあった。また、多孔体ローラへ転写したトナーが潜像保持体へ再転写してゴーストが発生することがあった。
【０００８】
送風乾燥方式では、短時間で乾燥させねばならない場合、潜像保持体に当てる風の速度を速める必要があり、潜像保持体上のトナー像が吹き飛ばされて画像流れやかぶりなどが発生することがあった。
【０００９】
本発明は、より画像の乱れが発生しにくい余剰キャリア液除去の手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、静電潜像保持体と、前記静電潜像保持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像保持体に形成された前記静電潜像を、トナーおよび液体キャリアを有する現像液を用いて現像しトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像に粒子を付与して、前記トナー像中の固形分比率を高める粒子付与手段と、前記固形分比率が高められた前記トナー像を転写媒体へ転写する転写手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００１１】
また、本発明は、静電潜像保持体に静電潜像を形成するステップと、前記静電潜像保持体に形成された前記静電潜像を、トナーおよび液体キャリアを有する現像液を用いて現像しトナー像を形成するステップと、前記トナー像に粒子を付与して、前記トナー像中の固形分比率を高めるステップと、前記粒子が付与された前記トナー像を転写媒体へ転写するステップとを有する画像形成方法を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
これによって、画像の乱れを抑えた上で余剰キャリア液を除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１の実施の形態）
図１は本実施の形態の画像形成装置１の構成図である。
【００１４】
画像形成装置１は、静電潜像保持体としての感光体１０、帯電器としての帯電装置２０、露光器としての露光装置３０、現像器としての現像装置４０、スクイーズ装置５０、乾燥装置６０、中間転写体７０、感光体クリーニング装置８０、除電装置９０、転写装置１００を備える。
【００１５】
感光体１０は、円筒形で導電性である感光体基体の曲面上に、１０〜４０μｍ厚の有機系もしくはアモルファスシリコン系の感光層を設けたものである。感光層の最表面には離型層を設け、トナーが固着するのを防止することが好ましい。
【００１６】
帯電装置２０は、感光体１０に１〜２ｍｍのギャップを介して対向し、感光体１０を一様に帯電させる。
【００１７】
露光装置３０は、帯電装置２０が一様に帯電させた感光体１０に、画像情報に基づいて変調可能なレーザを露光して静電潜像を形成させる。
【００１８】
現像装置４０は、露光装置３０が形成した静電潜像を、液体キャリア及びトナーを有する現像液を用いて現像し、感光体１０にトナー像を形成する。現像装置４０への現像液の供給や排出は、図示しないポンプおよび液循環系によって行われる。
【００１９】
スクイーズ装置５０は、スクイーズローラ５２を備え、現像装置４０がトナー像を形成した感光体１０に付着している液体キャリアを搾り取る。
【００２０】
乾燥装置６０は、感光体１０およびそこに形成されたトナー像に補助粒子を供給し、感光体１０に形成されたトナー像中の、トナーと補助粒子を併せた固形分に対する液体キャリアの量を相対的に低下させる、すなわちトナー像中の固形分比率を高める。本実施の形態の乾燥装置５０は、補助粒子を感光体１０およびそこに形成されたトナー像へ吹き付ける吹付装置６０２を備える。
【００２１】
中間転写体７０は、内部に加熱手段を有し、感光体１０へ押し付けられる。感光体１０のトナー像は、中間転写体７０との接触部の熱および圧力によって転写される。
【００２２】
感光体クリーニング装置８０は、中間転写体７０へトナー像を転写した後に感光体１０に残留するトナーを除去する。
【００２３】
除電装置９０は、感光体クリーニング装置８０がトナーを除去した感光体１０を一様に除電する。
【００２４】
転写装置１００は、中間転写体７０へ所定の大きさの力で押し付けられている。転写装置１００の表面は高温となり、この表面と中間転写体７０の接触部の圧力とによって、用紙１１０へ中間転写体７０上のトナー像を転写させ定着させる。
【００２５】
現像液は、液体キャリアとしての炭化水素系絶縁性溶媒の中に、アクリル系のポリマーをバインダ樹脂として使用しており約４５℃のガラス転移点を持つ、顔料成分を含有した平均粒径０．８μｍの粒子をトナーとして分散させたものである。本実施の形態のトナーは液体キャリアに分散した状態では正極性に帯電する。
【００２６】
以上説明した構成の本実施の形態の画像形成装置１の動作について、図２のフローチャートを用いて説明する。
【００２７】
まず、除電装置９０によって一様に除電された、回転している感光体１０を、帯電装置２０が一様に帯電させる（ステップ１０１）。本実施の形態では、感光体１０は約＋８００Ｖに帯電する。
【００２８】
次に、帯電装置２０が一様に帯電させた感光体１０に、露光装置３０がレーザを露光して静電潜像を形成させる（ステップ１０２）。本実施の形態では、感光体１０の露光された部分は約＋２００Ｖとなる。
【００２９】
次に、感光体１０に露光装置３０が形成した静電潜像を、現像装置４０が現像液で現像して、感光体１０にトナー像を形成する（ステップ１０３）。本実施の形態では、現像ローラ４２は感光体１０に対してウィズ方向（接触部で感光体１０の表面の移動方向と同じ方向に、現像ローラ４２の表面が移動するような回転方向）に、約２倍の周速度で回転する。また現像ローラ４２には約＋６００Ｖの電圧が印加される。感光体１０の表面の、現像ローラ４２によってトナー像が形成された部分は約＋３００Ｖとなる。
【００３０】
次に、感光体１０に形成されたトナー像に付着している液体キャリアおよび感光体１０のトナー像が形成された以外の部分に付着している現像液をスクイーズ装置５０が搾り取る（ステップ１０４）。本実施の形態では、スクイーズローラ５２は感光体１０に対してアゲンスト方向（接触部で感光体１０の表面の移動方向と逆方向に、現像ローラ４２の表面が移動するような回転方向）に約２〜５倍の周速度で回転する。また、スクイーズローラ５２には現像ローラ４２と同じく約６００Ｖのバイアス電圧が印加され、正帯電しているトナーを感光体１０へと押し付ける作用を生じる。そのため、流体的な絞り効果が作用して、主にトナー像の表層部にある溶媒が除去される。この結果、１μｍ以上ある液膜の厚みは、０．５μｍ以下になる。
【００３１】
次に、スクイーズ装置５０が液体キャリアを搾り取った後のトナー像に、乾燥装置６０が補助粒子を供給する。
【００３２】
（ステップ１０５）。
【００３３】
次に、感光体１０上の乾燥されたトナー像が、感光体１０に押し付けられる中間転写体７０へ転写される（ステップ１０６）。
【００３４】
次に、転写装置１００が中間転写体７０上のトナー像を転写装置１００と中間転写体７０の接触部を通過する用紙１１０へ転写する（ステップ１０７）。
【００３５】
次に、感光体クリーニング装置８０が、感光体１０に残留したトナーを除去して（ステップ１０８）、動作が完了する。
【００３６】
以上説明した本実施の形態の画像形成装置１の乾燥装置６０が感光体１０およびそこに形成されたトナー像に付与する補助粒子の構成および効果について、図３および図４を用いて説明する。
【００３７】
本実施の形態では補助粒子は、転写されるトナー像の色味を乱さぬよう可視光を透過する樹脂で形成され、中間転写体７０へトナー像と共に転写され得る粒子である。場合によっては帯電制御剤やワックスといった添加物を含むものであってもよい。補助粒子は、トナー像と共に中間転写体７０へ十分に転写されるように、好ましくはトナーに用いる樹脂からなり、さらにトナーに付与された外添剤を同様に添加することが望ましい。
【００３８】
図３は、スクイーズ装置５０が液体キャリアを搾り取った後のトナー像を示す。トナー像の内外には液体キャリアが大量に残留しており、このままではトナー像は感光体１０から中間転写体７０へ正常に転写しない。
【００３９】
この状態で補助粒子を供給すると、図４のように、トナーと補助粒子を併せた固形分に対して液体キャリアの量が相対的に低下、すなわちトナー像中の固形分比率が高まり、感光体１０から中間転写体７０へ良好に転写され得る状態となる。従来はトナー像内部に残留した液体キャリアをも除去せねば転写良好な乾燥率を得られずトナー像に外力を与えることがあったが、本方式では、補助粒子を供給するだけなので、乾燥するための装置は必ずしも接触させる必要はなく、トナー像に外力を及ぼさずに済むため、トナー像の乱れを低減することができる。
【００４０】
なお、本実施の形態のように感光体１０のトナー像が中間転写体７０との接触部の熱および圧力によって転写される構成では、トナーと補助粒子を併せた固形分の量に対して液体キャリアの量がおよそ５重量％以下となるように補助粒子を供給することでより良好な転写が期待できる。
【００４１】
以上のように、感光体１０およびそこに形成されたトナー像に補助粒子を付与することによって、ローラ吸収方式や送風乾燥方式よりも画像の乱れを抑えた上で、トナー像を良好に転写できる乾燥率まで乾燥させることができる。
【００４２】
なお、補助粒子は乾燥していてもよいが、トナー像部分から補助粒子を供給した部分への液体キャリアの移動によってトナー像が乱れないように、予めある程度の液体キャリアで湿らせておいてもよい。
【００４３】
（第２の実施の形態）
本実施の形態の補助粒子について説明する。上記実施の形態と同様の点については説明を省略する。
【００４４】
本実施の形態の補助粒子は、補助粒子は可視光を透過する樹脂の多孔体粒子である。場合によっては帯電制御剤やワックスといった添加物を含むものであってもよい。中間転写体７０へトナー像と共に転写され得る粒子であり、トナーに用いる樹脂で形成することが望ましく、さらにトナーに加えられた外添剤を同様に添加することが望ましい。
【００４５】
樹脂の多孔体粒子は、スクイーズ装置５０が液体キャリアを搾り取った後のトナー像に供給されるとトナー像やその周囲の液体キャリアを吸収する。樹脂の多孔体粒子が吸収する作用によって、感光体表面近傍やトナー像内部からも液体キャリアが吸い出されるため、トナー像中の液体キャリアの分布が感光体表面近傍やトナー像内部に偏り、トナーと補助粒子を併せた固形分の比率が局所的に低いところができるのを緩和することができる。
【００４６】
さらに、液体キャリアを吸収した樹脂の多孔体粒子は膨潤軟化するため、中間転写体７０への転写効率の更なる向上を望むことができる。
【００４７】
（第３の実施の形態）
図５を用いて本実施の形態の乾燥装置６０について説明する。上記実施の形態と同様の点については説明を省略する。
【００４８】
本実施の形態の乾燥装置５０は、本実施の形態の乾燥装置５０は、補助粒子帯電装置６０４、補助粒子ケース６０６、補助粒子供給ローラ６０８を備える。
【００４９】
補助粒子帯電装置６０４は例えば補助粒子と接触して摩擦し、補助粒子を帯電させる。これは例えばコロナ放電によって帯電させるものであってもよい。
【００５０】
補助粒子ケース６０６は、補助粒子を保持する。補助粒子ケース６０６が保持する補助粒子は、補助粒子帯電装置６０４によって帯電される。
【００５１】
補助粒子供給ローラ６０８は、感光体１０と離間しており、感光体１０との間に電界を形成する。補助粒子供給ローラ６０８は金属軸６１０の外周面にシリコンゴムなどの合成樹脂などで形成された樹脂層６１２を有する。金属軸６１０は図示しない電源装置と接続され、樹脂層６１２と共に所定の電位に保たれる。
【００５２】
本実施の形態では、補助粒子供給ローラ６０８は約＋１０００Ｖの電位に保たれ、乾燥感光体１０に対してウィズ方向に等速回転する。また、補助粒子は補助粒子帯電装置６０４によって正帯電される。このような電位および帯電の状態とすることで、補助粒子供給ローラ６０８から、約＋８００Ｖに帯電された非トナー像形成部分と約＋３００Ｖとなったトナー像形成部分がある感光体１０へ向かう電界が形成され、この電界によって補助粒子が供給される。
【００５３】
このように、感光体１０との間に電界を形成する手段を設けることで、感光体１０およびそこに形成されたトナー像に接触せずに補助粒子を付与することができる。その結果、ローラ吸収方式や送風乾燥方式よりも画像の乱れを抑えた上で、トナー像を良好に転写できる乾燥率まで乾燥させることができる。
【００５４】
（第４の実施の形態）
図６を用いて本実施の形態の補助粒子および乾燥装置６０について説明する。上記実施の形態と同様の点については説明を省略する。
【００５５】
本実施の形態の補助粒子は、可視光を透過しない、例えばゼオライトやキョーリード（協和化学工業株式会社製。商品名）といった多孔体粒子である。場合によってはこれら粒子に帯電制御剤やワックスといったものを添加したものであってもよい。
【００５６】
多孔体粒子は、スクイーズ装置５０が液体キャリアを搾り取った後のトナー像に供給されるとトナー像やその周囲の液体キャリアを吸収する。樹脂の多孔体粒子が吸収する作用によって、感光体表面近傍やトナー像内部からも液体キャリアが吸い出されるため、トナー像中の液体キャリアの分布が感光体表面近傍やトナー像内部に偏り、トナーと補助粒子を併せた固形分の比率が局所的に低いところができるのを緩和することができる。
【００５７】
また、本実施の形態の乾燥装置６０は、吹付装置６０２とブロワ７０２を備える。
【００５８】
吹付装置６０２は、補助粒子を感光体１０およびそこに形成されたトナー像へ補助粒子を吹き付ける。
【００５９】
ブロワ７０２は、感光体１０に供給され液体キャリアを吸収した補助粒子を吹き飛ばす。
【００６０】
感光体１０へ供給された補助粒子は、液体キャリアを吸収した後に、中間転写体７０へトナー像とともに転写されないように、ブロワによって感光体１０から吹き飛ばされ除去される。
【００６１】
このように、可視光を透過しない補助粒子を用いても、ローラ吸収方式や送風乾燥方式よりも画像の乱れを抑えた上で、トナー像を良好に転写できる乾燥率まで乾燥させることができる。
【００６２】
なお、本実施の形態では吹付装置６０２を用いて補助粒子を吹き付けるので、ローラやブラシなどのようにトナー像に直接接触することがなく、トナー像の乱れを抑制することができる。
【００６３】
また、ブロワ７０２を用いて補助粒子を除去するので、ローラやブラシなどのようにトナー像に直接接触することがなく、トナー像の乱れを抑制することができる。
【００６４】
（第５の実施の形態）
図７を用いて本実施の形態の補助粒子および乾燥装置６０について説明する。上記実施の形態と同様の点については説明を省略する。
【００６５】
本実施の形態の補助粒子は磁性を有する多孔質粒子である。場合によってはこの粒子に帯電制御剤やワックスといったものを添加したものであってもよい。
【００６６】
多孔体粒子は、スクイーズ装置５０が液体キャリアを搾り取った後のトナー像に供給されるとトナー像やその周囲の液体キャリアを吸収する。樹脂の多孔体粒子が吸収する作用によって、感光体表面近傍やトナー像内部からも液体キャリアが吸い出されるため、トナー像中の液体キャリアの分布が感光体表面近傍やトナー像内部に偏り、トナーと補助粒子を併せた固形分の比率が局所的に低いところができるのを緩和することができる。
【００６７】
また、本実施の形態の乾燥装置６０は、感光体１０に供給され液体キャリアを吸収した補助粒子を吸着する磁気吸引装置７０４を備える。
【００６８】
本実施の形態の磁気吸引装置７０４は、スリーブローラ７０６、磁気ローラ７０８、ブレード７１０を備える。
【００６９】
スリーブローラ７０６は、感光体１０に対してウィズ方向に回転する、ステンレスなどの金属製中空ローラである。
【００７０】
磁気ローラ７０８は、スリーブローラ７０６の内部で感光体１０とはアゲンスト方向に回転する。
【００７１】
ブレード７１０はスリーブローラ７０６に当接し、スリーブローラ７０６に付着した補助粒子を除去する。
【００７２】
磁気ローラ７０８によって磁性を有する補助粒子は磁気的に吸引され、感光体１０から除去される。トナーは磁性を有しないので、トナー像が乱れることがない。
【００７３】
このように、補助粒子に磁性を持たせ、感光体１０およびそこに形成されたトナー像に付与した補助粒子を磁気的に除去する構成とすれば、ローラ吸収方式や送風乾燥方式よりも画像の乱れを抑えた上で、トナー像を良好に転写できる乾燥率まで乾燥させることができる。
【００７４】
なお、上記実施の形態ではドラム状の感光体を用いるとして説明したが、例えば表面に感光層を形成したシートを剛体ドラムに固定したものや、弾性を有する環状ベルトの表面に感光体層を形成したものを用いることもできる。
【００７５】
また、上記実施の形態ではモノクロの画像形成装置として説明したが、カラーの画像形成装置であれば４色のトナー像を形成するためトナー像がより厚くなるためトナー像が脆くなりやすく、さらにそれに付着含有される液体キャリアの量も多いことから、本発明を適用すればより画像の乱れの少ないトナー像乾燥が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】第１の実施の形態の画像形成装置の構成図。
【図２】第１の実施の形態の動作についてのフローチャート。
【図３】第１の実施の形態のスクイーズ装置が液体キャリアを搾り取った後のトナー像の周辺を示す概念図。
【図４】第１の実施の形態の補助粒子を供給した後のトナー像の周辺を示す概念図。
【図５】第３の実施の形態の乾燥装置の構成図。
【図６】第４の実施の形態の乾燥装置の構成図。
【図７】第５の実施の形態の乾燥装置の構成図。
【符号の説明】
【００７７】
１・・・画像形成装置
１０・・・感光体
２０・・・帯電装置
３０・・・露光装置
４０・・・現像装置
４２・・・現像ローラ
５０・・・スクイーズ装置
５２・・・スクイーズローラ
６０・・・乾燥装置
７０・・・中間転写体
８０・・・クリーニング装置
９０・・・除電装置
１００・・・転写装置
１１０・・・用紙
６０２・・・吹付装置
６０４・・・補助粒子帯電装置
６０８・・・補助粒子供給ローラ
６１０・・・金属軸
６１２・・・樹脂層
７０２・・・ブロワ
７０４・・・磁気吸引装置
７０６・・・スリーブローラ
７０８・・・磁気ローラ
７１０・・・ブレード
【図１】
2006251021.tif 000003
【図２】
2006251021.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2006251021.tif 000007
【図６】
2006251021.tif 000008
【図７】
2006251021.tif 000009