(57)【要約】【課題】高品質画像が得られる現像ローラとトナー圧縮ローラとを近接配置した液体トナーを用いる画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】キャリア液にトナーを分散させた液体トナーを担持する現像ローラと、前記現像ローラにより現像される潜像が形成される感光体と、前記現像ローラの感光体への現像前の位置で前記現像ローラと近接配置され液体トナーを圧縮するトナー圧縮ローラとを備えた画像形成装置において、画像形成時に前記トナー圧縮ローラを非回転とし、非画像形成時に前記トナー圧縮ローラを回転する回転手段と、キャリア液を前記トナー圧縮ローラのトナー圧縮動作面に塗布する手段と、前記トナー圧縮ローラのトナー圧縮動作面をクリーニングするクリーニング手段とを備えることを特徴とする。【選択図】図２
2007171604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリア液にトナーを分散させた液体トナーを担持する現像ローラと、前記現像ローラにより現像される潜像が形成される感光体と、前記現像ローラの感光体への現像前の位置で前記現像ローラと近接配置され液体トナーを圧縮するトナー圧縮ローラとを備えた画像形成装置において、画像形成時に前記トナー圧縮ローラを非回転とし、非画像形成時に前記トナー圧縮ローラを回転する回転手段と、キャリア液を前記トナー圧縮ローラのトナー圧縮動作面に塗布する手段と、前記トナー圧縮ローラのトナー圧縮動作面をクリーニングするクリーニング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】
非画像形成時の前記トナー圧縮ローラの回転後、画像形成時の現像ローラと近接配置されるトナー圧縮ローラの位置が常に同じ位置になるように位置決めする手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記トナー圧縮ローラの両端部に現像ローラと当接するスペーサを配置し、画像形成時のスペーサ表面にキャリア液を塗布することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記トナー圧縮ローラのスペーサまたはトナー圧縮動作面に塗布されるキャリア液として、前記トナー圧縮ローラから回収されたキャリア液を使用することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャリア液中にトナーを分散させた液体トナーを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体トナーを用いた画像形成装置の従来技術として、特開２００２−２７８２９１号公報には、液体トナーを担持した現像ローラにより感光体上の潜像を現像する画像形成装置において、現像前の現像ローラの液体トナーを圧縮するためのトナー圧縮ローラを、現像ローラに対して当接または近接配置し、前記現像ローラとトナー圧縮ローラとに、それぞれ独立した電圧を印加し、トナー圧縮ローラの印加電圧＞現像ローラの印加電圧とすることにより、画像のカブリ、濃度ムラを防止し、高品質の画像を得るようにした画像形成装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−２７８２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来技術のトナー圧縮ローラは、画像形成時に現像ローラに対して回転動作するものであり、トナー圧縮ローラの回転振れの影響により、トナーのコンパクション状態が、トナー圧縮ローラの回転周期で変動して、画像上のバンディングに成りやすいという問題を有する。また、現像ローラとトナー圧縮ローラを非接触の近接配置とした場合、トナー圧縮ローラのトナー付着による画像品質の低下は避けることができるが、トナー圧縮ローラの回転振れ精度上、現像ローラとトナー圧縮ローラとのギャップを精確に保持できないため、トナー圧縮条件が変化し、適切なトナー圧縮ができず、高品質の画像が得られないという問題を有していた。
【０００４】
本発明は、前記課題を解決する、高品質画像が得られる現像ローラとトナー圧縮ローラとを近接配置した液体トナーを用いる画像形成装置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】
【０００５】
本第１発明は、前記課題を解決するために、キャリア液にトナーを分散させた液体トナーを担持する現像ローラと、前記現像ローラにより現像される潜像が形成される感光体と、前記現像ローラの感光体への現像前の位置で前記現像ローラと近接配置され液体トナーを圧縮するトナー圧縮ローラとを備えた画像形成装置において、画像形成時に前記トナー圧縮ローラを非回転とし、非画像形成時に前記トナー圧縮ローラを回転する回転手段と、キャリア液を前記トナー圧縮ローラのトナー圧縮動作面に塗布する手段と、前記トナー圧縮ローラのトナー圧縮動作面をクリーニングするクリーニング手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
本第２発明は、本第１発明の画像形成装置において、非画像形成時の前記トナー圧縮ローラの回転後、画像形成時の現像ローラと近接配置されるトナー圧縮ローラの位置が常に同じ位置になるように位置決めする手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
本第３発明は、本第１または第２発明の画像形成装置において、前記トナー圧縮ローラの両端部に現像ローラと当接するスペーサを配置し、画像形成時のスペーサ表面にキャリア液を塗布することを特徴とする。
【０００８】
本第４発明は、本第１〜第３発明のいずれかの画像形成装置において、前記トナー圧縮ローラのスペーサまたはトナー圧縮動作面に塗布されるキャリア液として、前記トナー圧縮ローラから回収されたキャリア液を使用することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本第１発明の構成により、画像形成時にトナー圧縮ローラは現像ローラに対して非接触、非回転であるため、回転に伴う振動や、ギャップのズレが発生することなく、適切な条件でのトナーのトナー圧縮ができ、非画像形成時にトナー圧縮ローラのトナー圧縮動作面にキャリア液を塗布しながら回転させクリーニングするので、画像形成時に適切な条件でトナーのトナー圧縮が可能となる。
本第２発明の構成により、画像形成図の現像ローラに対するトナー圧縮ローラの位置が常に同一位置になるので、ギャップ等のトナー圧縮の条件が変動することがなく、適切なトナーのトナー圧縮が可能となる。
本第３発明の構成により、現像ローラとトナー圧縮ローラとのギャップを精確に維持でき、画像形成時に停止状態のトナー圧縮ローラのスペーサと回転する現像ローラとの摺動面に供給されるキャリア液が潤滑剤として機能し、摺動に伴う振動の発生を防止し、適切なトナーのトナー圧縮が可能となる。
本第４発明の構成により、トナー圧縮ローラのスペーサ又はトナー圧縮動作面に塗布されるキャリア液を一番手近な場所から供給できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施の形態を図により説明する。図１は、本発明の実施形態の画像形成装置の主要構成を示す図である。
【００１１】
中間転写ベルト７０は、ベルト駆動ローラ８２、従動ローラ８５に張架されたエンドレスベルトであり、感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋと当接しながら回転駆動される。中間転写ベルト７０，一次転写バックアップローラ６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋ及び感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋとで構成された一次転写ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋにより、中間転写ベルト７０上に４色の液体トナーが順次重ねて転写され、フルカラー液体トナー像が形成される。
【００１２】
二次転写ユニット８０は、二次転写ローラ８１、中間転写ベルト駆動ローラ８２、二次転写ローラブレード８３、二次転写ローラクリーニング液回収部８４から構成され、中間転写ベルト７０上に形成された単色液体トナー像やフルカラー液体トナー像を紙当の記録媒体に転写する。
【００１３】
不図示の定着ユニットは、記録媒体上に転写された単色液体トナー像やフルカラー液体トナー像を記録媒体上に融着して永久像とするための装置である。
【００１４】
現像ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋは、それぞれ、イエロー（Ｙ）液体トナー、マゼンタ（Ｍ）液体トナー、シアン（Ｃ）液体トナー、ブラック（Ｋ）液体トナーで潜像を現像する機能を有している。
【００１５】
現像ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋは、概略、各液体トナーを貯蔵する現像トナー容器５３Ｙ、５３Ｍ、５３Ｃ、５３Ｋ、これら現像トナー容器から各液体トナーを現像ローラ５４Ｙ、５４Ｍ、５４Ｃ、５４Ｋに供給するトナー供給ローラ５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋ、感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋを帯電する帯電器３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ、帯電された感光体に静電潜像を形成する露光ユニット４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋから成る。
【００１６】
現像ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋの構成は同様であるので、以下、現像ユニット５０Ｋについて説明する。
【００１７】
図１に示すように、感光体２０Ｋの回転方向に沿って、主に帯電ユニット３０Ｋ、露光ユニット４０Ｋ、一次転写ユニット６０Ｋが配されている。感光体２０Ｋは、円筒状の基材とその外周面に形成された感光層を有し、中心軸を中心に回転可能であり、本実施形態においては、時計回りの回転をする。
【００１８】
帯電ユニット３０Ｋは、感光体２０Ｋを帯電するための装置である。露光ユニット４０Ｋは、半導体レーザ、ポリゴンミラー、Ｆ−θレンズ等を有しており、変調されたレーザを帯電された感光体２０Ｋ上に照射し潜像を形成する。
【００１９】
現像ユニット５０Ｋは、感光体２０Ｋ上に形成された潜像を、ブラック（Ｋ）液体トナーを用いて現像するための装置である。現像ユニット５０Ｋについては後述する。
【００２０】
一次転写ユニット６０Ｋは、感光体２０Ｋ上に形成されたブラック液体トナー像を中間転写ベルト７０に転写するための装置である。
【００２１】
図２は、現像ユニット５０Ｋの主要構成要素を示した断面図である。現像トナー容器５３Ｋは、感光体２０Ｋ上に形成された潜像を現像するための、ブラック液体トナーを収容する。本実施形態に用いる液体トナーは、熱可塑性樹脂中へ顔料等の着色剤を分散させた平均粒径１μｍの固形子を、有機溶媒、シリコンオイル、鉱物油又は食用油等の液体溶媒中に分散剤とともに添加し、トナー固形分濃度を約２５％とした高粘度（３０〜１００００ｍＰａ・ｓ程度）で、常温で不揮発性の液体トナーである。
【００２２】
現像トナー容器５３Ｋからは、トナー供給ローラ５１Ｋにより、現像ローラ５４Ｋへと液体トナーが供給される。トナー供給ローラ５１Ｋは、円筒状の部材であり、図２に示すように時計回りに回転し、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。
【００２３】
トナー規制ブレード５２Ｋは、トナー供給ローラ５１Ｋの表面に当接するウレタンゴム等からなるゴム部と、外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５１Ｋに残存する液体トナーを掻き落とし除去する。
【００２４】
現像ローラ５４Ｋは、円筒状の部材であり、中心軸を中心に図２に示すように反時計回りに回転する。該現像ローラ５４Ｋ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５４Ｋには、現像ローラブレード５８Ｋ、及び現像ローラクリーニング液回収部５９Ｋが設けられている。現像ローラブレード５８Ｋは、現像ローラ５４Ｋの表面に当接するゴム等で構成され、現像ローラ５４Ｋに残存する液体トナーを掻き落とし除去する。現像ローラクリーニング液回収部５９Ｋは、現像ローラブレード５８Ｋが掻き落とした液体トナーを貯留する容器である。
【００２５】
トナー圧縮ローラ５５Ｋは、円筒状の部材であり、金属ローラの表層に導電性の樹脂やゴム層を備えている。トナー圧縮ローラ５５Ｋには、現像ローラ５４Ｋとは別に電圧が印加され、両ローラ間に電位差を設けている。トナー圧縮ローラ５５Ｋは、現像ローラ５４Ｋに対して一定のギャップを保持して近接配置される。現像ローラ５４Ｋとトナー圧縮ローラ５５Ｋとの間のギャップ保持手段として、トナー圧縮ローラ５５Ｋの両端部付近にスペーサ１６（図３参照）を取り付ける。トナー圧縮ローラ５５Ｋは、画像形成時は非回転である。非画像形成時、駆動手段１７（図３参照）により回転する。また、トナー圧縮ローラ５５Ｋの駆動手段１７には、トナー圧縮ローラ５５Ｋと現像ローラ５４Ｋとが、画像形成時に常に同一位置になるように位置決め手段１８（図３参照）を備えている。トナー圧縮ローラブレード５６Ｋは、トナー圧縮ローラ５５Ｋの表面に当接するゴム等で構成され、非画像形成時にトナー圧縮ローラ５５Ｋが回転し、トナー圧縮ローラ５５Ｋに残存する液体トナーをクリーニングして除去する。トナー圧縮ローラクリーニング液回収部５７Ｋは、トナー圧縮ローラブレード５６Ｋが掻き落とした液体トナーを貯留する容器である。トナー圧縮ローラクリーニング液回収部５７Ｋには、非画像形成時に回転するトナー圧縮ローラ５５Ｋのトナー圧縮動作面にキャリア液を塗布するキャリア液塗布ローラ１５（図３参照）が配置される。また、トナー圧縮ローラクリーニング液回収部５７Ｋには、画像形成時に、スペーサ１６にキャリア液を塗布する塗布手段（図示せず）が配置される。
【００２６】
感光体２０Ｋは、現像ローラ５４Ｋの幅より広く、外周面に感光層が形成された円筒状の部材であり、中心軸を中心に図２に示すように時計回りで回転する。該感光体２０Ｋの感光層は、有機感光体又はアモルファスシリコン感光体等で構成される。
【００２７】
帯電器３０Ｋは、感光体２０Ｋと現像ローラ５４Ｋとのニップ部上流に設けられる。帯電器３０Ｋは、図示しない電源装置から液体トナーと同極性のバイアスを印加され、感光体２０Ｋを帯電する。帯電された感光体２０Ｋに、露光ユニット４０Ｋからレーザが照射され潜像が形成される。形成された潜像は、現像ローラ５４Ｋにより現像され、一次転写ユニット６０Ｋにおいて、中間転写ベルト７０に一次転写される。
【００２８】
次にこのような画像形成装置の動作について説明する。引き続き、現像ユニットは、４つの現像ユニットのうち現像ユニット５０Ｋを例にとり説明する。
【００２９】
現像トナー容器５３Ｋ中の液体トナーは、固形分濃度２５％で、粘度３０〜１００００ｍＰａ・ｓで、トナー粒子はプラスの電荷を有する。液体トナーは、トナー供給ローラ５１Ｋが回転することにより、現像トナー容器５３Ｋから汲み上げられる。トナー供給ローラ５１Ｋは、通常現像ローラ５４Ｋと連れ回り方向に、その表面速度が現像ローラ５４Ｋと同じくなるように回転する。現像ローラ５４Ｋの周速は、２００ｍｍ／ｓである。
トナー規制ブレード５２Ｋは、トナー規制ブレード５２Ｋは、トナー供給ローラ５１Ｋの表面に当接し、トナー供給ローラ５１Ｋの表面に形成された溝内の現像液を残し、その他の余分な現像液を掻き取り、現像ローラ５４Ｋに供給する液体トナー量を規制する。この規制によって、現像ローラ５４Ｋに塗布される液体トナーの膜厚は６μｍになるよう定量化する。トナー規制ブレード５２Ｋで掻き取った液体トナーは、重力によって現像トナー容器５３Ｋに落下する。
【００３０】
液体トナーが塗布された現像ローラ５４Ｋは、トナー供給ローラ５１Ｋとのニップ部下流でトナー圧縮ローラ５５Ｋに近接する。トナー圧縮ローラ５５Ｋは、画像形成時には非回転で、現像ローラ５４Ｋの印加電圧より高い電圧が印加される。このため、現像ローラ５４Ｋ上のトナーは、トナー圧縮ローラ５５Ｋとのニップを通過する際、現像ローラ５４Ｋ側に移動し、トナー圧縮ローラ５５Ｋにはほとんどトナー粒子を含まないキャリア液のみが回収される。これにより、トナー粒子同士が緩やかに結合され膜化された状態になる。その結果、現像部でのトナーの移動が素早くなり、画像濃度が向上する。
【００３１】
感光体２０Ｋは、アモルファスシリコンを用い、現像ローラ５４Ｋとのニップ部上流でコロナ帯電器３０Ｋのワイヤに約＋５．５ｋＶを印加することにより、表面を約＋６００Ｖに帯電する。帯電後、露光ユニット４０Ｋにより画像部の電位が＋２５Ｖとなるように潜像が形成される。現像ローラ５４Ｋと感光体２０Ｋとの間に形成される現像ニップ部では、現像ローラ５４Ｋに印加されているバイアス＋４００Ｖと感光体２０Ｋ上の潜像（画像部＋２５Ｖ、非画像部＋６００Ｖ）で形成される電界にしたがい、選択的にトナー粒子が感光体２０Ｋ上の画像部へと移動する。これにより、感光体２０Ｋ上にトナー画像が形成される。キャリア液は、電界の影響を受けないため、現像ローラ５４Ｋと感光体２０Ｋとの現像ニップ部出口で分離し、現像ローラ５４Ｋと感光体２０Ｋとの両方に付着する。
【００３２】
現像ニップ部を通過した感光体２０Ｋは、中間転写ベルト７０とのニップ部を通過し、一次転写が行われる。一次転写バックアップローラ６１Ｋには、トナー粒子の帯電特性と逆極性の約−２００Ｖの電圧が印加されており、感光体２０Ｋ上のトナー粒子は、中間転写ベルト７０に一次転写され、感光体２０Ｋにはキャリア液のみが残る。感光体２０Ｋ上に残ったキャリア液は、一次転写部下流の感光体ブレード２１Ｋにより掻き取られ、感光体クリーニング液回収部２２Ｋで回収される。
【００３３】
一次転写ユニット６０Ｋで中間転写ベルト７０上に一次転写されたトナー画像は、二次転写ユニット８０に向かう。二次転写ユニット８０の二次転写ローラ８１には、−１０００Ｖの電圧が印加され、中間転写ベルト駆動ローラ８２に０Ｖに保たれており、中間転写ベルト７０上のトナー粒子は、紙等の記録媒体に二次転写される。
【００３４】
図３及び図４により、本発明の特徴的構成であるトナー圧縮ローラ５５Ｋについて説明する。トナー圧縮ローラ５５Ｋは、その両端部にスペーサ１６が巻き付け配置される。スペーサ１６は、現像ローラ５４Ｋの両端部の非現像部に当接し、現像ローラ５４Ｋとトナー圧縮ローラ５５Ｋとの間にギャップを形成する。ギャップを精確に保持することで、適切なトナーのトナー圧縮が可能となる。
【００３５】
トナー圧縮ローラ５５Ｋは、画像形成時、つまりトナー圧縮動作時は、非回転状態する。トナー圧縮動作時、トナー圧縮ローラ５５Ｋが停止しているため、回転振れに起因するバンディング等の画像不良を抑制できる。また、トナー圧縮ローラ５５Ｋが停止しているため、現像ローラ５４Ｋとの間に必ず周速差が生じるため、トナー供給むらに起因する現像不良を解消することができる。
【００３６】
トナー圧縮動作時、現像ローラ５４Ｋは回転し、トナー圧縮ローラ５５Ｋは非回転であるため、トナー圧縮ローラ５５Ｋの両端部に配置されたスペーサ１６は、現像ローラ５４Ｋの両端部に当接し摺動する。スペーサ１６の表面に、トナー圧縮ローラクリーニング液回収部５７Ｋに配置された塗布手段（図示せず）によりキャリア液が塗布され、キャリア液が潤滑剤の機能を果たす。
【００３７】
近接配置のトナー圧縮ローラ５５Ｋを画像形成時停止した状態でトナー圧縮動作を継続すると、トナー圧縮ローラ５５Ｋのトナー圧縮動作表面にトナー粒子が付着し画像品質が漸次悪化してくる。そのため、非画像形成時、つまり非トナー圧縮動作時に、トナー圧縮ローラ５５Ｋのクリーニングのためにトナー圧縮ローラ５５Ｋを駆動モータ１７により回転させる。その際、トナー圧縮ローラクリーニング液回収部５７Ｋに配置されたキャリア液塗布ローラ１５により、トナー圧縮ローラ５５Ｋのトナー圧縮動作面にキャリア液を塗布する。キャリア液を塗布することで、トナー圧縮ローラブレード５６Ｋによるクリーニングが効率よく実施できる。
【００３８】
トナー圧縮ローラ５５Ｋのクリーニング終了後、トナー圧縮ローラ５５Ｋの回転を停止する。画像形成時にトナー圧縮ローラ５５Ｋは、停止状態でトナー圧縮動作を行うので、そのトナー圧縮動作面が現像ローラ５４Ｋに対して常に同じ位置とすることが、トナー圧縮条件を変動させないという観点から重要である。そのため、本発明においては、トナー圧縮ローラ５５Ｋの位置決め手段１８を備える。
【００３９】
図４（ａ）（ｂ）（ｃ）に、位置決め手段１８の実施形態を示す。図４（ａ）（ｂ）（ｃ）の実施形態では、トナー圧縮ローラ５５Ｋの端部の所定の位置に溝等を形成し、この溝に位置決め手段１８を係合して、トナー圧縮ローラ５５Ｋのトナー圧縮動作時の現像ローラ５４Ｋに対する位置を常に同じ位置に保持する。図に示される実施形態以外に、位置決め手段として、電磁ブレーキや、ステッピングモータの励磁通電等の手段を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態を示す図である。
【図２】本発明の実施形態を示す図である。
【図３】本発明の実施形態を示す図である。
【図４】（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１５：キャリア液塗布ローラ、１６：スペーサ、１７：駆動モータ、１８：位置決め手
段
２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ：感光体
２１Ｋ：感光体ブレード、２２Ｋ：感光体クリーニング液回収部
３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ：コロナ帯電器
４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋ：露光ユニット
５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋ：現像ユニット
５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋ：トナー供給ローラ
５３Ｙ、５３Ｍ、５３Ｃ、５３Ｋ：現像トナー容器
５４Ｙ、５４Ｍ、５４Ｃ、５４Ｋ：現像ローラ
５２Ｋ：トナー規制ブレード、５５Ｋ：トナー圧縮ローラ、５６Ｋ：トナー圧縮ローラブレード、５７Ｋ：トナー圧縮ローラクリーニング回収部、５８Ｋ：現像
ローラブレード、５９Ｋ：現像ローラクリーニング液回収部
６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋ：一次転写ユニット
６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋ：一次転写バックアップローラ
７０：中間転写ベルト
【図１】
2007171604.tif 000003
【図２】
2007171604.tif 000004
【図３】
2007171604.tif 000005
【図４】
2007171604.tif 000006