JP2000221808A

JP2000221808A - 湿式電子写真装置

Info

Publication number: JP2000221808A
Application number: JP11026958A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Nakajima; 豊中島; Akihiko Inamoto; 彰彦稲本; Shigenori Uesugi; 茂紀上杉; 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
Original assignee: PFU Ltd
Current assignee: PFU Ltd
Priority date: 1999-02-04
Filing date: 1999-02-04
Publication date: 2000-08-11

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、厳格な温度設定を必要とすることな
く、中間転写体からの限りなく１００％に近い転写効率
と、印刷媒体上での強固な定着強度を安定的に両立させ
て、中間転写体上のトナー画像を印刷媒体に溶融転写す
ることのできる新たな湿式電子写真装置を提供すること
を目的とする。【解決手段】本発明は、バックアップローラ２０が中間
転写体１５に当接した後の位置において、中間転写体表
面、その上のトナー、及び印刷媒体を冷却する手段を備
える。該冷却手段による冷却によってトナー凝集力を高
めて、前記中間転写体から印刷媒体を剥離する際に、印
刷媒体への良好な転写を達成することができる。

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、中間転写体からの高い転写効率と、強固な
定着強度を安定的に両立させてトナー粒子を印刷媒体上
に溶融転写することのできる湿式電子写真装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】感光体（ドラム）に静電潜像を生成し、
それにトナー粒子を付着させて、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。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
７〜１０μｍと大きいことから解像度が悪いという問題
点がある。

【０００３】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。

【０００４】従来の湿式の電子写真装置では、現像液と
して、有機溶剤にトナー粒子を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、トナー粒子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。

【０００５】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
に高濃度のトナー粒子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の電子写真装置の発
明が開示された。この液体トナーを用いると、人体に危
害を与えるという問題点が発生しないとともに、トナー
粒子濃度が高いことから、大量の現像液を使用しないで
済むという利点がある。

【０００６】一方、感光体の静電潜像に付着されるトナ
ー粒子を印刷媒体に定着させる方法として、中間転写体
を用いずに、感光体に付着されるトナー粒子を直接印刷
媒体に転写させるという方法もあるが、中間転写体を使
って、感光体に付着されるトナー粒子を中間転写体に静
電転写させ、その中間転写体を加熱することでそのトナ
ー粒子を溶融させて印刷媒体に粘着転写し、定着させる
ことが行われている。この方法は、印刷媒体を１回だけ
中間転写体の所を通過させればよいという長所があり、
カラー画像を扱うときに広く用いられている。

【０００７】この中間転写体上のトナー画像を印刷媒体
に溶融転写するプロセスは、印刷媒体の抵抗値などの電
気的特性によらず、印刷媒体への転写と定着を同時に安
定的に行うことができる。しかし、かなり厳格な温度設
定が求められる。

【０００８】溶融転写部においては、1)熱可塑性樹脂と
顔料等から成るトナーが、中間転写体上で溶融状態にさ
れることからして、溶融トナーは中間転写体表面に対す
る粘着力(A) を有している。

【０００９】2)中間転写体上の溶融トナーは、印刷媒体
に圧接させて、粘着転写させるものであることからし
て、溶融トナーは印刷媒体に対する粘着力(B) を有して
いなければならない。

【００１０】3)印刷媒体に転写した際に中間転写体表面
に残トナーを発生しないためには、溶融したトナー相互
の間で凝集力(C) を有していなければならない。

【００１１】そして、上記関係を矛盾無く満足するため
には、凝集力(C) ＞粘着力(B) ＞粘着力(A) の大小関係
になければならない。このような溶融トナーの凝集力や
各表面との粘着力は、トナーの温度、各表面の表面エネ
ルギなどの化学的特性、各表面との密着度により影響を
受ける。また、機構的には溶融転写部での熱の流れや、
印刷媒体を中間転写体に圧接させるバックアップローラ
の条件等に依存する。

【００１２】このように、溶融転写プロセスは、印刷媒
体への転写と定着を同時に行う工程であり、両工程にそ
れぞれ求められるトナーの溶融状態を満足する必要があ
る。しかし、一般的には強固な「定着」に適するトナー
状態は、”溶融状態（粘性を有する）”である。但し、
トナーが”溶融”するとトナー間の凝集力（破断に対す
る抵抗力）は低下するため、印刷媒体への「転写」にと
っては中間転写体表面への残トナーが発生しやすく、必
ずしも適正ではない。そのため、良好な「転写」と「定
着」を達成する溶融転写プロセスには、トナーの溶融特
性にも依るが、かなり厳格な温度設定が要求される。

【００１３】

【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、厳格な温度設定を必要とすることなく、中間転写体
からの限りなく１００％に近い転写効率と、印刷媒体上
での強固な定着強度を安定的に両立させて、中間転写体
上のトナー画像を印刷媒体に溶融転写することのできる
新たな湿式電子写真装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【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、シリコーンオイル等
から成るプリウエットオイルを感光体１０の表面に塗布
する。

【００１５】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、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。この現像液の供給は、正に帯電しているそのトナー
を感光体１０との間の電界に従って、感光体１０に供給
することで、帯電されている感光体１０の露光又は非露
光部分にトナー粒子を付着させる。

【００１６】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。この
中間転写体１５に当接しつつ回転して、印刷媒体を中間
転写体１５に加圧しながら搬送するバックアップローラ
２０とが備えられる。

【００１７】このバックアップローラ２０が中間転写体
１５に当接した後の位置において、中間転写体表面、そ
の上のトナー、及び印刷媒体を冷却する手段が備えられ
る。該冷却手段による冷却によってトナー凝集力を高め
て、前記中間転写体から印刷媒体を剥離する際に、印刷
媒体への良好な転写を達成することができる。

【００１８】この中間転写体はローラ構成にして、前記
冷却手段は、バックアップローラ２０の後部において空
冷用の送風をする空冷手段から成り、さらに該空冷手段
の後部の位置に別のローラを配置して印刷媒体を中間転
写体から剥離することができる。

【００１９】また、中間転写体を、加熱ローラ２５及び
テンションローラ２６，２７の上に張り渡された中間転
写ベルト２４から構成して、前記冷却手段は、該加熱ロ
ーラ２５に当接するバックアップローラ２０にも中間転
写ベルト２４を巻き掛けるようにすることによりバック
アップローラ２０側に放熱を促す手段から構成すること
ができる。

【００２０】

【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
に熱可塑性樹脂と顔料などのトナー粒子を分散させたも
のである。

【００２１】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。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１２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、バックアップローラ２０と、剥離部ローラ２
１と、送風口２２とを備える。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、７８
０ｎｍ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。

【００２２】プリウエット装置１３は、2.5 ｃＳｔ〜２
０ｃＳｔ程度の粘度を持つシリコーンオイルを４〜５μ
ｍ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。

【００２３】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、トナー粘度が４００〜４０００ｍＰａ・
Ｓで、キャリア粘度が２０ｃＳｔを持つ液体トナーを、
複数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２〜３
μｍ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
ナー粒子を感光体１０に供給することで、約１００Ｖに
帯電される感光体１０の露光部分あるいは未露光部分に
トナー粒子を付着させる。その際、プリウエット装置１
３の塗布するプリウエット層に従って、感光体１０の非
露光部分に、トナー粒子が付着されることが防止できる
ようになる。

【００２４】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粒子を転写する。この中間転写体
１５は、例えば、先ず最初に、感光体１０に付着される
イエローのトナー粒子を転写し、続いて、感光体１０に
付着されるマゼンタのトナー粒子を転写し、続いて、感
光体１０に付着されるシアンのトナー粒子を転写し、続
いて、感光体１０に付着されるブラックのトナー粒子を
転写することになる。

【００２５】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。

【００２６】バックアップローラ２０と、剥離部ローラ
２１と、送風口２２とは、詳細は図２を参照して後述す
る本発明の特徴とする溶融転写部を構成している。この
溶融転写部において、中間転写体１５に付着されるトナ
ー粒子を溶融すると共に、溶融された中間転写体１５の
トナー粒子を印刷用紙等の媒体に定着させる。

【００２７】図２は、図１に例示した中間転写体１５上
のトナー粒子の加熱溶融及び印刷媒体への定着について
さらに詳細に説明する図である。

【００２８】４つの色のトナー粒子がそれぞれ、感光体
１０から、ローラ（ドラム）構成のものとして例示した
中間転写体１５に、全部で４回の転写をした後に、中間
転写体１５に転写されたトナー粒子は加熱され、かつ、
紙などの印刷媒体に１回で溶融転写される。本発明の溶
融転写プロセスは、印刷媒体に溶融転写した後、冷却後
に印刷媒体を剥離することに特徴がある。

【００２９】図２に示すように、中間転写体上で加熱さ
れたトナー粒子は、給紙される印刷媒体を介してバック
アップローラに当接する溶融転写部にもたらされる。中
間転写体上のトナー粒子は、この溶融転写部にもたらさ
れる以前に、通常の手段でもって加熱溶融されている。
例えば、内部にハロゲンランプ等から成る熱源を、中間
転写体内部に備えて中間転写体全体を常時加熱するか、
或いはこのような熱源を内部に有するヒートローラー
を、中間転写体１５の外部において、中間転写体１５に
従動回転させることにより、部分的に加熱することがで
きる。或いは、中間転写体の外部より、赤外線ランプ等
の放射熱源を用いて部分的に加熱することができる。

【００３０】このようにして加熱溶融されたトナー粒子
は、印刷媒体を介してバックアップローラに当接する溶
融転写部で、定着が行われる。用紙等の印刷媒体は、微
視的に見れば平滑ではなく凹凸があるが、トナー粒子が
この凹凸内に十分に浸透した場合に良好な定着が行われ
たことになる。本発明は、前述したように良好な定着の
みの観点から最適の加熱溶融温度を選択することができ
る。中間転写体上のトナー粒子が印刷媒体上に定着の
後、印刷媒体は、中間転写体上から剥離することなく、
まず冷却が行われる。これは、図２に例示したように、
送風口２２から冷却用の空気を吹き付けることによっ
て、中間転写体表面、トナー、印刷媒体を冷却すること
で行うことができる。これによって、トナー凝集力を高
めて、印刷媒体への良好な転写を達成することができ
る。その後、中間転写体１５は、印刷媒体剥離部におい
て、印刷媒体の送り方向を変えるように剥離部ローラ２
１に当接させることにより印刷媒体が剥離される。

【００３１】一般的にいって、良好な「定着」のために
は、比較的温度が高く、トナーの溶融粘度が低い方が好
ましい。他方、良好な「転写」のためには、比較的温度
が低く、トナーの溶融粘度が高い方が好ましい。また、
「転写」は、印刷媒体への十分な密着（粘着）が得られ
ているという条件の下では、中間転写体と印刷媒体（ト
ナー）が剥離する瞬間の剥離温度に影響される。

【００３２】本発明は、中間転写体から印刷媒体トナー
の剥離時に、トナーと印刷媒体の温度を溶融転写時の温
度より低下させ、溶融転写とは独立して温度を最適に設
定することにより、溶融トナーの凝集力を高めたもので
ある。

【００３３】図２において、中間転写体１５は、ローラ
構成として例示したが、ベルト構成にすることもでき
る。図３は、中間転写体としてベルト構成にした場合を
例示している。中間転写ベルト２４が、２つのテンショ
ンローラ２６，２７と１つの加熱ローラ２５の上に張り
渡されている。加熱ローラ２５は、内部にハロゲンラン
プなどの熱源を有していて、その上の中間転写ベルト２
４上のトナー粒子を溶融加熱するものである。この中間
転写ベルト２４上の溶融加熱トナー粒子は、印刷媒体を
介してバックアップローラ２０に当接する溶融転写部に
至り、ここで、定着が行われる。

【００３４】その後も、加熱ローラ２５とテンションロ
ーラ２６の間に張り渡された中間転写ベルト２４が、そ
の間で、バックアップローラ２０によって内側に凹まさ
れるように配置することにより、即ち、中間転写ベルト
２４をバックアップローラ２０に巻き掛けるような位置
関係に、加熱ローラ２５、テンションローラ２６、及び
バックアップローラ２０を配置することにより、トナー
粒子や印刷媒体からバックアップローラ２０側への放熱
を促し、印刷媒体剥離時の温度を下げることができる。
さらに、バックアップローラ２０をパイプローラとして
内部から空冷することで、さらなる放熱効果が期待でき
る。

【００３５】このようなバックアップローラ２０は印刷
媒体を介しての加熱ローラ２５との当接部においては、
通常のバックアップローラとして機能する一方、中間転
写ベルト２４をバックアップローラ２０に巻き掛けるこ
とにより放熱を促すと共に、印刷媒体を剥離部までガイ
ドし、そこで剥離するものである。

【００３６】

【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湿式電子写真
装置において、バックアップローラが中間転写体に当接
した後の位置において、中間転写体表面、その上のトナ
ー、及び印刷媒体を冷却することにより、トナー凝集力
を高めて、中間転写体から印刷媒体を剥離する際に、印
刷媒体への良好な転写を達成することが可能になる。

【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】図１に例示した中間転写体上のトナー粒子の加
熱溶融及び印刷媒体への定着及び転写についてさらに詳
細に説明する図である。

【図３】中間転写体としてベルト構成にした場合の中間
転写体上のトナー粒子の加熱溶融及び印刷媒体への定着
及び転写を例示する図である。

【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２０バックアップローラ２１剥離部ローラ２２送風口２４中間転写ベルト２５加熱ローラ２６テンションローラ２７テンションローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (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Ｆターム(参考） 2H030 AD01 AD04 BB23 BB27 BB42 BB46 2H032 AA14 AA15 BA04 BA08 BA09 BA21 BA23 DA11 2H074 AA03 AA41 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、該画像支持体に接
触して画像支持体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、該画像支持体
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、印刷媒体を該
中間転写体に加圧しながら搬送するバックアップローラ
とを備える湿式電子写真装置において、前記バックアップローラが前記中間転写体に当接した後
の位置において、中間転写体表面、その上のトナー、及
び印刷媒体を冷却する手段を備え、該冷却手段による冷却によってトナー凝集力を高めて、
前記中間転写体から印刷媒体を剥離する際に、印刷媒体
への良好な転写を達成する、ことを特徴とする湿式電子写真装置。
【請求項２】前記中間転写体がローラ構成であり、かつ
前記冷却手段が、前記バックアップローラの後部におい
て空冷用の送風をする空冷手段から成り、さらに該空冷
手段の後部の位置に印刷媒体を中間転写体から剥離する
ためのローラを配置した請求項１に記載の湿式電子写真
装置。
【請求項３】前記中間転写体が、加熱ローラ及びガイド
ローラの上に張り渡された中間転写ベルトから成り、か
つ前記冷却手段が、該加熱ローラに前記中間転写ベルト
及び印刷媒体を介して当接するバックアップローラにも
前記中間転写ベルトを巻き掛けることによりバックアッ
プローラ側に放熱を促す手段から成る請求項１に記載の
湿式電子写真装置。