JP2000056575A

JP2000056575A - 湿式電子写真装置

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Publication number: JP2000056575A
Application number: JP22118198A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Nakajima; 豊中島; Akihiko Inamoto; 彰彦稲本; Satoru Moto; 悟本; Masanao Takahata; 昌尚高畠; Motoharu Ichida; 元治市田; Shigeji Okano; 茂治岡野; Yasukazu Takeda; 靖一竹田; Shigenori Uesugi; 茂紀上杉
Original assignee: PFU Ltd
Current assignee: PFU Ltd
Priority date: 1998-08-05
Filing date: 1998-08-05
Publication date: 2000-02-25
Anticipated expiration: 2018-08-05
Also published as: JP3871170B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、不揮発性を示す高粘度で高濃度の液
体トナーを用いる構成を採るときにあって、プリウエッ
トオイルとして、不揮発性オイルを使用可能にし、さら
には、プリウエットオイルを液体トナーのキャリアオイ
ルと同一のものを使用することを目的としている。【解決手段】本発明の感光体１０は、帯電装置１１によ
り帯電させられた後、露光装置１２によって露光され
て、静電潜像が形成される。プリウエット装置１３は、
液体トナーのキャリアオイルと同一のシリコーンオイル
を４〜１０μｍの厚さで感光体１０の表面に塗布する。
現像装置１４の現像ローラは、感光体１０との間に生成
される電界に応じて、該液体現像液のトナー粒子を前記
感光体に付着させる。感光体１０上の現像後の位置、或
いは中間転写体１５に転写された後の位置に、オイル除
去機構２１が設けられて、転写の際にトナー粒子と共に
画像支持体から中間転写体に移動した過剰のプリウエッ
ト及び現像トナー層中のキャリアから成るオイルを除去
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、不揮発性を示す高
粘度で高濃度の液体トナーを用いる湿式電子写真装置に
関し、特に感光体から中間転写体に移動するプリウエッ
ト液及びキャリアオイルの処理の向上を図った湿式電子
写真装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】感光体（感光ドラム）に静電潜像を生成
し、それにトナーを付着させて、紙などに転写して定着
する電子写真装置では、粉体トナーを用いる乾式のもの
が広く用いられている。

【０００３】しかし、粉体トナーは、トナーが飛散する
という問題点があるとともに、トナー粒子が７〜１０μ
ｍと大きいことから解像度が悪いという問題点がある。

【０００４】そこで、高い解像度が必要となる場合に
は、液体トナーを用いる湿式のものが用いられる。液体
トナーは、トナー粒子が１μｍ程度と小さいとともに、
帯電量が大きいことでトナー画像の乱れが起きにくく、
高い解像度を実現できるからである。

【０００５】従来の湿式の電子写真装置では、現像液と
して、有機溶剤にトナーを１〜２％の割合で混ぜた低粘
度の液体トナーを用いていた。しかしながら、このよう
な現像液は、人体に危害を与える有機溶剤を用いるとと
もに、トナー濃度が低いことでそれを大量に用いること
から、環境問題を引き起こすという大きな問題点をかか
えていた。

【０００６】このようなことを背景にして、国際公開番
号「ＷＯ９５／０８７９２」で、シリコーンオイルなど
に高濃度のトナーを分散させることで構成される高粘度
で高濃度の現像液を用いる湿式電子写真装置の発明が開
示された。ここに示された液体現像では、予め静電潜像
が支持された画像支持体上にプリウエットオイルを塗布
した上で、現像ベルト等の可撓性を有する現像液支持体
と接触させることで、良好な画像が得られることが開示
されている。しかしながら、国際公開番号「ＷＯ９５／
０８７９２」によれば、プリウエットに使用されるべき
オイルは粘度０．５〜５．０mPa ・ S とされており、実
用上は揮発性オイルとしている。その理由は、紙に残留
したオイルの揮発が遅くなると、そのための不具合が発
生するからである。つまり、定着時での加熱によって大
気中に揮発させることを前提とするプロセスといえる。

【０００７】このプロセスは、シリコーンオイル自体が
人体及び環境に対し安全である物質であるといっても、
基本的に積極的な揮発を伴うことにより、装置の使用環
境を制限せざるを得ない。或いは、装置を完全な密閉構
造とし、揮発性成分を回収し、冷却液化する機構を装置
内に備えざるを得ない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事情に
鑑みてなされたものであって、不揮発性を示す高粘度で
高濃度の液体トナーを用いる構成を採るときにあって、
プリウエットオイルとして、不揮発性オイルを使用可能
にし、さらには、プリウエットオイルを液体トナーのキ
ャリアオイルと同一のものを使用することを目的として
いる。

【０００９】また、回収トナーを再利用する際には、液
体トナーからプリウエットオイルを分離する必要性を無
くして、トナー固形分の濃度調整のみで簡単に再利用す
ることを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の画像支持体、即
ち、感光体１０は、帯電装置１１により帯電させられた
後、露光装置１２によって露光されて、静電潜像が形成
される。プリウエット装置１３は、１０〜５００ｃＳｔ
程度の粘度を持ち、液体トナーのキャリア液と同じ種類
の絶縁性液体である、例えば、シリコーンオイルを４〜
１０μｍの厚さで感光体１０の表面に塗布する。

【００１１】現像装置１４は、イエロー／マゼンタ／シ
アン／ブラックに対応付けて設けられ、トナーみかけ粘
度が１０〜５００ｍＰａ・Ｓで、キャリア粘度が１０〜
５００ｃＳｔを持つ、不揮発性を示す高粘度で高濃度の
液体トナーを液体現像液として用いる。現像ローラは、
液体現像液を前記感光体上に供給し、かつ前記感光体と
の間に生成される電界に応じて、該液体現像液のトナー
粒子を前記感光体に付着させる。

【００１２】中間転写体１５は、感光体１０との間の電
界に従って、感光体１０に付着されたトナーを、イエロ
ー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に転写する。感光
体１０上の現像後の位置、或いは中間転写体１５に転写
された後の位置に、オイル除去機構２１が設けられて、
転写の際にトナー粒子と共に画像支持体から中間転写体
に移動した過剰のプリウエット及び現像トナー層中のキ
ャリアから成るオイルを除去する。前述のように、プリ
ウエット及びキャリアに同じ種類の絶縁性液体を用いた
ことにより、両者を分離することなく、濃度を調整する
のみで再利用を図ることができる。

【００１３】加圧ローラ１９は、加熱装置１８により溶
融された中間転写体１５のトナーを印刷媒体に定着させ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態に従って本発明
を詳細に説明する。なお、本発明は、不揮発性を示す高
粘度で高濃度の液体トナーを液体現像液として用いるも
のであるが、液体トナーは、液体キャリア（オイル）中
に顔料などのトナー粒子を分散させたものである。

【００１５】図１に、本発明を具備する湿式電子写真装
置の全体構成を図示する。

【００１６】この図に示すように、本発明の湿式電子写
真装置は、感光体１０と、帯電装置１１と、露光装置１
２と、プリウエット装置１３と、現像装置１４と、中間
転写体１５と、ブレード１６と、除電装置１７と、加熱
装置１８と、加圧ローラ１９と、除去ローラ２０とを備
える。

【００１７】帯電装置１１は、感光体１０を約７００Ｖ
に帯電させる。露光装置１２は、７８０ｎｍの波長を持
つレーザ光を使って感光体１０を露光することで、露光
部分の電位が約１００Ｖとなる静電潜像を感光体１０に
形成する。

【００１８】プリウエット装置１３は、１０〜５００ｃ
Ｓｔ程度の粘度を持つシリコーンオイルを４〜１０μｍ
の厚さで感光体１０の表面に塗布する。ここで、プリウ
エット装置１３は、露光装置１２により実行される露光
処理の前でプリウエット処理を実行することもあるが、
露光処理の後でプリウエット処理を実行することもあ
る。このプリウエット処理により塗布されるプリウエッ
ト層に従って、図４に示すように、感光体の非露光部分
に、トナーが付着されることを防止できるようになる。
本発明において、このプリウエットは、液体トナーのキ
ャリア液と同一種類の絶縁性液体であり、その粘度は、
キャリア液と同等或いはそれよりも低いものを用いる。

【００１９】現像装置１４は、イエロー／マゼンタ／シ
アン／ブラックに対応付けて設けられ、約４００Ｖにバ
イアスされて、トナーみかけ粘度が１００〜５００ｍＰ
ａ・Ｓで、キャリア粘度が１０〜５００ｃＳｔを持つ液
体トナーを、現像液塗布手段を構成する一連のアプリケ
ータローラを使ってトナー溜まりから薄く延ばしながら
搬送していくことで現像ローラに４〜５μｍの厚さのト
ナー層を形成する。現像ローラは、感光体１０との間の
電界に従って、正に帯電しているそのトナーを感光体１
０に供給することで、約１００Ｖに帯電される感光体１
０の露光部分（あるいは未露光部分）にトナーを付着さ
せる。

【００２０】中間転写体１５は、約−８００Ｖにバイア
スされて、感光体１０との間の電界に従って、感光体１
０に付着されたトナーを転写する。この中間転写体１５
は、先ず最初に、感光体１０に付着されるイエローのト
ナーを転写し、続いて、感光体１０に付着されるマゼン
タのトナーを転写し、続いて、感光体１０に付着される
シアンのトナーを転写し、続いて、感光体１０に付着さ
れるブラックのトナーを転写することになる。

【００２１】中間転写体１５が、感光体１０との間の電
界に従って、感光体１０に付着されたトナー粒子を転写
するとき、トナー粒子と共に感光体１０から中間転写体
１５に移動する過剰のプリウエット及び現像トナー層中
のキャリアから成るオイルを除去する必要がある。感光
体表面の露光部分及び非露光部分に対応して、中間転写
体１５の表面には、トナー粒子が付着し、また付着しな
い。中間転写体１５の表面から遠い側には、プリウエッ
ト液、及び液体現像液キャリアのみであって、トナー粒
子が存在しないのが理想である。この中間転写体表面か
ら遠い側の過剰のプリウエット液、及びキャリアは除去
する必要がある。

【００２２】そのため、図１に例示した湿式電子写真装
置においては、中間転写体１５に転写後、加熱装置１８
の前の位置に、オイル除去機構２１が設けられている。
このオイル除去機構２１は、中間転写体１５に接触し
て、過剰のプリウエット液、及び過剰のキャリアを除去
する除去ローラ２４、及びこの除去ローラ２４からプリ
ウエット液及びキャリアを掻き取るためのブレード２３
及び液溜め２２から構成されている。なお、この除去ロ
ーラ２４は、常時中間転写体１５に接触させることも、
或いは、全ての色のトナーを転写した後に１度のみ接触
させることも可能である。これによって、過剰のプリウ
エット液及びキャリアを回収し、再利用するよう構成す
ることができる。

【００２３】ブレード１６は、感光体１０に残存するト
ナーやプリウエット液を取り除く。除電装置１７は、感
光体１０を除電する。

【００２４】加熱装置１８は、中間転写体１５の表面を
加熱することで中間転写体１５に付着されるトナーを溶
融する。加圧ローラ１９は、加熱装置１８により溶融さ
れた中間転写体１５のトナーを印刷媒体に定着させる。
このように、加熱装置１８及び加圧ローラ１９を使い、
印刷媒体を加熱しないで、中間転写体１５に付着される
トナーを溶融して印刷媒体に定着させる構成を採ると、
紙以外の印刷媒体も取り扱えることになる。

【００２５】加熱装置１８による加熱は、先ず最初に、
感光体１０に付着されるイエローのトナーを転写し、続
いて、マゼンタ、シアン、ブラックの全てのトナーを転
写した後に、行われることになる。言い換えると、中間
転写体１５上のトナーは、加熱前に、感光体と中間転写
体の接触部を通過することが生じる。このとき、過剰の
プリウエット液及びキャリアは、感光体と中間転写体の
接触部に運ばれたときそこに溜まり、流れて、画像を乱
すことになる。また、過剰のプリウエット液或いはキャ
リア液は、定着におけるトナー層の加熱、溶融に影響を
与える。さらに、過剰のプリウエット液を除去すること
により、そこに浮遊していて、かぶりの原因となるトナ
ー粒子を除去することができる。

【００２６】図２は、過剰のプリウエット及び現像トナ
ー層中のキャリアを除去するオイル除去機構２１を感光
体１０上に設けた例を示している。例示のオイル除去機
構２１は、図１を参照して例示した場合とは、取付位置
のみを異にして、感光体１０上の現像後の位置であっ
て、中間転写体１５に接触する前の位置に設けられてい
る。これによっても、感光体１０に接触して、同様に、
過剰のプリウエット液、及び過剰のキャリアを回収し、
再利用するよう構成することができる。

【００２７】図３は、このオイル除去機構の一例の詳細
な構成を示している。除去ローラ２４は、ソフトな弾性
を有するものであり、そして、この除去ローラ２４に付
着したオイルを取り除くために、例えばウレタンゴムか
らなるブレードを、図示のように除去ローラ２４の回転
方向に対向するカウンタ方向に接触させている。

【００２８】このような除去ローラ２４の例として、金
属ステンレスのまわりに備えたスポンジローラ、例えば
導電性発泡スポンジ状ウレタン上に、例えば３０ミクロ
ンの導電性ＰＦＡフィルムのチューブを被覆した構造が
用いられ、これによって、画像品質を損なうことなくソ
フトに接触させつつ、約４０％のオイルを除去すること
ができた。

【００２９】また、この除去ローラ２４は、トナー粒子
を引き寄せないようにバイアスを印加し、現像トナー層
を中間転写体表面に凝集させることができる。例えば、
この印加バイアスは、＋帯電トナーで中間転写体１５に
−５００Ｖの電圧を印加しているならば、除去ローラ２
４に＋３ｋＶの電圧を印加する。このようにして、中間
転写体上のオイルのみを除去することができる。

【００３０】図５は、上記のようなオイル除去機構２１
と共に用いるのに適した中間転写体構成の一例を示して
いる。ここでローラ構成として例示した中間転写ローラ
は、その中央に、アルミニウム等の金属によって構成さ
れる剛体のドラムが設けられている。このドラムは、感
光体のトナー像を中間転写体上に静電気の力で転写する
ために軸等から電圧を印加できるように導電性を有して
おり、また、転写されたトナーを紙などの媒体上に溶融
転写するのに必要な圧力を加えるための硬度を有してい
る。このドラムの上に、導電性でかつ耐熱性を有した弾
性体層と、導電性、耐熱性、剥離性、そして、望ましく
は耐シリコーンオイル性を有する表面層が設けられる。

【００３１】このような構成によって、全体的には熱容
量が小さくなり、供給熱量を低減することができる一
方、表面温度を容易に高くすることができる。また、熱
容量が小さいことにより、紙などの媒体に溶融トナーを
転写した後の冷却性が良く、感光体を不必要に加熱する
ということはなくなる。

【００３２】或いは、図６に示すように、表面層とし
て、１０〜５０μm 程度の耐熱性かつ導電性のフィル
ム、導電ポリイミドにフロロシリコーンゴムをコートし
たものとすることができる。これによって、中間転写体
は、一次転写の感光体との接触においては、導電性シリ
コーンスポンジの弾性とフロロシリコーンゴムの弾性に
よって弾性体として機能する一方、ヒートベルトやバッ
クアップローラとの接触においては、スポンジ部分が十
分につぶれアルミローラの剛性が現れるため、十分な加
圧がなされる。

【００３３】

【実施例】(1) 液体トナーとして、東レ・ダウコーニン
グ社製のシリコーンオイルＳＨ２００−２０ｃＳｔに平
均粒径１μｍのトナー粒子を２０％ｗｔ含有したものを
使用した。またこれには、分散安定剤、帯電制御剤等の
添加剤が加えられている。この分散安定剤の含有量によ
って液体トナーの粘度が変化する。ここでの粘度はずり
速度５００〜３０００／ｓ程度の範囲で粘度カーブが一
定になったポイントの粘度を指している。プリウエット
は、例えば東レ・ダウコーニング社製のシリコーンオイ
ルで揮発性のＳＨ３４４（２．５ｃＳｔ）と不揮発性の
ＳＨ２００−２０ｃＳｔを使用した。これら２つのプリ
ウエットを感光体上に４〜５μm 塗布し、現像結果を比
較した。

【００３４】液体現像では、トナーの電気泳動で現像が
進行すると言われている。従って、キャリアオイル、プ
リウエットの粘度が上昇すると、現像におけるトナーの
移動速度が遅くなり、濃度の低下が予想されたが、結果
を比較すると、表１に示すように、キャリア液と同一粘
度のプリウエット２０ｃＳｔを用いた場合に、画像濃度
が高く、印字品質も良い結果となった。

【００３５】この明確な原因はつかめていないが、プリウエット粘度
の変化から、電気泳動によるトナーの移動から誘電泳動
（分極転写）のトナーの移動へと変化したためと考えて
いる。また、プリウエットの厚さを厚くしていくと電気
泳動によるトナーの移動が強くなることも観察された。
プロセス速度、現像時間により変化はするが、プリウエ
ット厚１０μm 間では十分な画像濃度が得られる。

【００３６】(2) 次に、液体トナーのキャリア粘度を１
００ｃＳｔに変えて現像を行ったところ画像濃度は同様
に1.2 以上を得られた。しかし、分散安定剤の含有量を
変化させた結果、液体トナーの粘度が６００mPa.s 以上
になったとき極端な濃度の低下が発生した。また、液体
トナーの粘度が１００mPa.s 以下になったときかぶりが
発生した。これは、現像ニップ部でトナー層とプリウエ
ット層が挟まれた状態で現像電界中に置かれたとき、ト
ナーの粘度が高すぎると電界による静電引力でトナーを
画像部に引き付けることができない。また、トナーの粘
度が低すぎると現像ニップ部でのダイナミックなトナー
層の硬さが不足してニップ部に流れ込むプリウエット或
いはニップ部出口で液体層が分離するときのプリウエッ
トの粘性による抵抗にまけてトナー層が乱され、非画像
部にトナーが付着することが生じる。トナー粘性が１０
０〜５００mPa.s の範囲で良好な画像結果が得られた。

【００３７】

【発明の効果】本発明は、不揮発性を示す高粘度で高濃
度の液体トナーを液体現像液として用いる際に、プリウ
エット液として不揮発性のものを使用することにより、
装置の使用環境を制限したり、或いは、装置を完全な密
閉構造として揮発性成分を回収し、冷却液化する機構を
備える必要もなく、安全に回収することができる。

【００３８】また、本発明は、プリウエット液として、
液体トナーのキャリア液と同じ種類の絶縁性液体を用い
たことにより、回収トナーを再利用する際には、液体ト
ナーからプリウエットオイルを分離する必要性を無くし
て、トナー固形分の濃度調整のみで簡単に再利用するこ
とができる。

【００３９】また、本発明は、プリウエットとして高粘
度のものを用いることにより、画像濃度が高く、印字品
質も良い結果を得ることができる。

【００４０】また、本発明は、感光体又は中間転写体上
において、過剰のプリウエット及び現像トナー層中の過
剰のキャリア液を除去することができる。これによっ
て、過剰のプリウエット液及びキャリアが、感光体と中
間転写体の接触部に運ばれて、そこに溜まり、流れて、
画像を乱すことはなくなる。また、過剰のプリウエット
液或いはキャリア液が、定着におけるトナー層の加熱、
溶融に影響を与えることもなくなる。さらに、過剰のプ
リウエット液を除去することにより、そこに浮遊してい
て、かぶりの原因となるトナー粒子を除去することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の湿式電子写真装置の全体構成図であ
る。

【図２】過剰のプリウエット及び現像トナー層中のキャ
リアを除去するオイル除去機構を感光体上に設けた例を
示している。

【図３】オイル除去機構の一例の詳細な構成を示してい
る。

【図４】感光体の非露光部分にトナーが付着されること
を防止するプリウエット層の作用を説明するための図で
ある。

【図５】オイル除去機構と共に用いるのに適している中
間転写体構成の一例を示している。

【図６】オイル除去機構と共に用いるのに適している中
間転写体構成の別の例を示している。

【符号の説明】

１０感光体（ドラム）１１帯電装置１２露光装置１３プリウエット装置１４現像装置１５中間転写体（ローラ）１６ブレード１７除電装置１８加熱装置１９加圧ローラ２１オイル除去機構２２液溜め２３ブレード２４除去ローラ

フロントページの続き (72)発明者本悟石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内 (72)発明者高畠昌尚石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内 (72)発明者市田元治石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内 (72)発明者岡野茂治石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内 (72)発明者竹田靖一石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内 (72)発明者上杉茂紀石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内Ｆターム(参考） 2H032 BA04 BA08 2H074 AA03 BB42 BB61 EE07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】不揮発性を示す高粘度で高濃度の液体ト
ナーを液体現像液として用い、かつ静電潜像の形成され
る画像支持体と、前記画像支持体の表面に、プリウエッ
ト液の膜を塗布するプリウエット液塗布手段と、前記画
像支持体に接触して、液体現像液としての液体トナーを
前記画像支持体に供給し、前記画像支持体との間に生成
される電界に応じて画像支持体の露光部分あるいは未露
光部分にトナー粒子を付着する現像手段と、前記画像支
持体に付着するトナー粒子を、前記画像支持体との間に
生成される電界に応じて転写する中間転写体と、該中間
転写体に当接しつつ回転して、印刷媒体を前記中間転写
体に加圧しながら搬送する加圧ローラとを備える湿式電
子写真装置において、前記プリウエット液として、前記液体トナーのキャリア
液と同じ種類の絶縁性液体を用いたことを特徴とする湿
式電子写真装置。
【請求項２】前記現像後、印刷媒体へ転写される前の位
置において、前記画像支持体或いは中間転写体に当接し
て回転する絶縁性液体除去ローラを設けたことを特徴と
する請求項１に記載の湿式電子写真装置。
【請求項３】前記絶縁性液体は、粘度が１０〜５００mP
a.s のシリコーンオイルであり、かつプリウエット層厚
を４μm 以上１０μm 以下としたことを特徴とする請求
項１又は２に記載の湿式電子写真装置。
【請求項４】前記液体現像液は、みかけ粘度が１００〜
５００mPa.s の範囲であることを特徴とする請求項１〜
３のいずれかに記載の湿式電子写真装置。