JP2000250319A

JP2000250319A - 湿式電子写真装置

Info

Publication number: JP2000250319A
Application number: JP11053473A
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: 1999-03-02
Filing date: 1999-03-02
Publication date: 2000-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、特に、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、現像
後、画像支持体上のトナー画像を均一に均しながら凝集
させ、転写時に発生するすじ状のむらを無くすと共に、
トナー画像中の不揮発性のシリコーンオイルの除去を行
うようにした新たな湿式電子写真装置の提供を目的とす
る。【解決手段】本発明は、感光体１０上の現像後の位置に
オイル除去機構２０を備えている。そのオイル除去ロー
ラ２２が、感光体１０に接触し、現像後の感光体１０上
の過剰のプリウェット液及びキャリア液を除去しなが
ら、トナーを再凝集させるため同速度で接触している。
そして、このオイル除去ローラ２２には、現像バイアス
を超える電圧が印加される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体トナーを用い
る湿式電子写真装置に関し、特に不揮発性を示す高粘度
で高濃度の液体トナー中の余剰のキャリア液を現像後に
除去するようにし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、キャリア
に常温で揮発性の高い溶剤を用いることで、加熱・溶融
中に余剰キャリアを空気中に揮発させていた。よって、
特別なキャリア除去装置を用いることなく、残留キャリ
アの問題を解決していた。しかし、揮発させた溶剤の有
毒性や発火性の問題があり、気化したキャリアを液化さ
せて回収するための巨大なキャリア回収装置で回収した
上で、さらに回収しきれない溶剤を含んだ空気は、専用
の換気ダクトで屋外に排気する必要があった。従って、
設置環境の制約と装置の巨大化による高価格化という大
きな問題があった。

【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。

【０００７】この不揮発性を示す高粘度で高濃度の液体
トナーを用いる場合、高粘度のトナーが、感光体に形成
される静電潜像の非露光部分に付着しないようにするた
めに、液体トナーを塗布する前に、感光体に対して、シ
リコンオイルなどのプリウェット液を塗布するというプ
リウェット処理を行うことになる。

【０００８】プリウェット液として、揮発性のシリコー
ンオイル等を用いた場合、現像において液体トナーの不
揮発性のキャリア液とプリウェット液の置換が行われ、
定着の際に定着器の熱によりトナー画像中のシリコーン
オイルを大気中に揮発させることになる。このため揮発
したオイルを回収する装置が必要になり、また現像ロー
ラ上、感光ドラム上から回収したトナーをリサイクルす
る場合、プリウェット液と液体トナーを分離する必要が
ある。

【０００９】このためプリウェット液をキャリア液と同
じ揮発性のシリコーンオイルとすることで、これらの問
題を回避することができる。しかし、一方でトナー画像
中に不揮発性のオイルが存在するため定着不良が生じる
こと、画像支持体上でのトナー画像の凝集が不足するこ
とから、現像時、或いは転写時に、トナー層の破壊分離
により画像中に細かなすじ上のむらが発生する。

【００１０】

【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、特に、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、現像後、画像支持体上のトナー画像を均一に均し
ながら凝集させ、転写時に発生するすじ状のむらを無く
すと共に、トナー画像中の不揮発性のシリコーンオイル
の除去を行うようにした新たな湿式電子写真装置の提供
を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の湿式電子写真装
置は、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。この電子写真装置は、静電潜像
の形成される感光体１０と、該感光体１０の表面に液体
トナーのキャリア液と同じ不揮発性の液体をプリウェッ
ト液として膜を塗布するプリウェット装置１３と、感光
体１０に接触して液体現像液としての液体トナーを感光
体１０に供給し、感光体１０との間に生成される電界に
応じて感光体１０にトナー粒子を付着する現像装置１４
と、感光体１０に付着するトナー粒子を転写する中間転
写体１５とを備えている。そして、オイル除去機構２０
が、感光体１０上の現像後の位置で、その感光体１０に
接触し、現像後の感光体１０上の過剰のプリウェット液
及びキャリア液を除去しながら、トナーを再凝集させる
ため、導電性部材、例えばオイル除去ローラ２２を同速
度で接触させている。この導電性部材には、現像バイア
スを超える電圧が印加される。

【００１２】このようなオイル除去機構２０により、現
像後、画像支持体上のトナー画像を均一に均しながら凝
集させると共に、トナー画像中のオイルの除去を行うこ
とができる。

【００１３】

【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。図１に、本発明の特徴とするオイル
除去機構を含む、湿式電子写真装置の全体構成を図示す
る。

【００１４】この図に示すように、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、
プリウェット装置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１
８と、加圧ローラ１９と、そして、オイル除去機構２０
とを備える。

【００１５】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。

【００１６】プリウェット装置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
ウェット装置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ェ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ェット処理を実行することも
ある。

【００１７】現像装置１４は、１つのみ図示している
が、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、例えば６００Ｖにバイアスされて（Ｖ
ｂ）、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２〜３μｍ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、プリウェット装置１３の塗布
するプリウェット層に従って、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。

【００１８】中間転写体１５は、約−５００Ｖ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。

【００１９】ブレード１６は、感光体１０に残存するト
ナーやプリウェット液を取り除く。除電装置１７は、感
光体１０を除電する。

【００２０】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こと
から、紙以外の印刷媒体も取り扱えることになる。

【００２１】オイル除去機構２０は、感光体１０上の現
像後の位置で、かつ中間転写体１５に当接する前の位置
に設けられる。このオイル除去機構２０は、バイアス電
圧が印加されかつ感光体１０上に当接するオイル除去ロ
ーラ２２と、該ローラ２２上に除去したオイルを掻き取
るためのワイパーブレード２３と、掻き取ったオイルを
入れるためのオイル溜め２４とから構成される。なお、
本発明は、プリウェット液及びキャリア液として同一の
液体、例えばシリコーンオイルを用いるが、本明細書で
用いる「オイル」なる用語は、このプリウェット液とキ
ャリア液を含めたものを意味している。

【００２２】オイル除去機構の無い状態で、感光体１０
上のトナー画像の凝集状態を観察したところ、液体中に
トナー粒子が分散・浮遊した状態になっていて、エアー
の吹き付けで容易に流れ、画像が乱れた。この状態で転
写を行ったところ、感光体１０と中間転写体のニップ出
口部で液体の破壊分離が生じ、現像時に発生する細かな
すじ状のむらとは別に、新たなすじ状のむらが発生し
た。

【００２３】これに対して、オイル除去機構２０を動作
させて、オイル除去ローラ２２を感光体１０上に、画像
を乱さないよう同速度で接触させ、現像バイアスを超え
るバイアス電圧を印加すると、感光体１０上のトナー像
のキャリア、プリウェットを除去できることが観察でき
た。ただ、このとき、オイル除去ローラの表面粗さＲｚ
＝１０μm のとき感光体１０上のトナー像は凝集はして
いるものの、オイル除去ローラの粗さ目がトナー像に発
生した。これは、オイル除去ローラ２２の表面粗さＲｚ
を、５μm 以下にすることにより、ローラ粗さ目を発生
させることなく、トナー像を凝集させることができた。
また、不揮発性の液体も３０％程度減少していることが
観察された。これにより転写時に生じるすじ状のむらの
発生を無くすことができた。

【００２４】オイル除去ローラが吸収した液体を除去す
るために、該オイル除去ローラに押圧され、オイルを絞
り出す絞りローラを備えることができる。さらに、この
絞りローラには、オイルを掻き取るためのブレードを備
えて、オイルを回収することができる。また、除去回収
した液体を、トナー粒子を除くろ紙等のフィルターを介
して、プリウェット装置へ循環させることができる。

【００２５】このオイル除去ローラ２２の硬度は柔らか
すぎると、トナー層、不揮発性液体の流体抵抗にまけ
て、ニップ間のギャップが開き、トナー層に十分な付圧
をかけることができない。また硬すぎると（ＪＩＳ硬度
９０度程度）、ローラ左右（ローラ軸方向）で当たりの
不安定さが生じ、トナー層に十分な付圧をかけることが
できない。ローラ硬度は、このような不都合の生じない
硬度範囲内に選択されなければならない。

【００２６】本発明は、正帯電トナーの場合、オイル除
去ローラ２２に対して、７００Ｖ〜数ＫＶのバイアス電
圧、例えば３ＫＶを印加することにより、画像の流れ、
ローラへのトナーの付着を防ぎ、より顕著なトナー像の
凝集を行うことができる。現像ローラは、７５０〜８０
０Ｖの帯電電位を越えることができないという制限があ
り、そのため、通常７００Ｖ以下で使用されているが、
それでは、トナー像の凝集を行うという観点では不十分
であるので、オイル除去ローラ２２に対するバイアス
は、トナー像を十分に凝集させるためにそれ以上の電圧
を印加する必要がある。

【００２７】また、オイル除去ローラ２２にバイアスを
印加した際に感光体１０或いはトナー粒子自体を不用意
に帯電させないようにすることが必要である。このため
には、ローラ抵抗値を適切な値に選択する必要がある。
オイル除去ローラ２２の抵抗値が低いと、感光体１０又
はトナー粒子が再帯電され、画像が乱れる。

【００２８】オイル除去ローラの抵抗値を１０⁸〜１０
¹¹Ω、電流値として１〜１０μA にすることによって、
例えば、ローラの抵抗値を１０¹⁰Ω程度とすることによ
って、転写時に画像の乱れが生じなくなった。

【００２９】オイル除去ローラ２２は、前述のように、
適度な硬度及び抵抗値を有する導電性の材質より選択さ
れる必要があり、その硬度はＪＩＳ−Ａ３０°〜６０°
の弾性ローラ、例えば導電性ウレタン系のローラを用い
ることができる。このようなローラに、圧力をかけなが
ら同速度で接触させることにより、感光体１０上のトナ
ー層に均一に接触付圧させることができる。

【００３０】また、オイル除去ローラ２２は、表面に１
００μｍ程度の液体吸収性フィルムを被覆した、例えば
導電性ウレタン系の、スポンジローラを内部ローラとす
ることにより、吸収した液体を保持する機能を持たせ、
かつ芯金部にメッシュ孔を備えることにより、その芯金
端部から液体を吸収し、回収することができる。

【００３１】このように、弾性ローラ表面に、表面粗さ
２μm 以下の導電性フィルムを被覆することにより、オ
イル除去ローラは、表面の平滑性を持たせることができ
る。このため、例えば厚さ１００μm のＰＦＡ、ポリイ
ミド等の導電性フィルムを用いることができる。また、
オイル除去ローラ表面に被覆するフィルムは、液体吸収
性の良いものとすることが望ましい。例えば、表面粗さ
Ｒｚ＝２μm 程度で液体吸収性の良いアート紙（抵抗値
１０¹⁰程度）等を被覆したローラを用いることができ
る。

【００３２】図２は、図１に示したローラ構成に代えて
ベルト構成にしたオイル除去機構の第二の例を示してい
る。ベルト構成にしても、前述のローラ構成と同様に機
能することに加えて、ベルトを張り渡す２つのローラ間
の、いわゆるベルトの腹部分で、ソフトに感光体１０に
接触させることができるため、トナー像を乱すことな
く、キャリア、プリウェットを除去する効果が向上す
る。このようなベルトとしては、表面粗さ２μm 以下の
導電性のベルトを用いることができ、これを接触させる
ことにより、感光体１０上のトナー画像を均一にソフト
に挟み込むようにして、トナーを再凝集させるために十
分なニップ幅にして、十分な時間を取ることが可能にな
る。

【００３３】図３は、さらに、ベルトを巻き取り方式に
したオイル除去機構の第三の例を示している。ベルト
は、例えばポリプロピレン等の液体吸収性の良い素材で
ロール状に巻いて、別途設けた巻き取りローラでベルト
を巻き取る構造にしたものである。２つのローラ間のベ
ルト腹部分を感光体１０に接触させることで、画像を乱
さないソフトな接触が可能となる。除去したオイルを処
理する必要がなく、ベルトを最後まで巻き取ったときに
は、新品又は再生したベルトと交換するのみで良く、取
り扱いが簡単になる。

【００３４】

【発明の効果】本発明は、感光体上の現像後の位置で、
その感光体に接触し、現像後の感光体上の過剰のプリウ
ェット液及びキャリア液を除去しながら、トナーを再凝
集させるための導電性部材、例えばオイル除去ローラを
同速度で接触させ、かつこの導電性部材には、現像バイ
アスを超える電圧を印加することにより、現像後、画像
支持体上のトナー画像を均一に均しながら凝集させ、転
写時に発生するすじ状のむらを無くすと共に、トナー画
像中の不揮発性のシリコーンオイルの除去を行うことが
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】図１に示したローラ構成に代えてベルト構成に
したオイル除去機構の第二の例を示している。

【図３】ベルトを巻き取り方式にしたオイル除去機構の
第三の例を示している。

【符号の説明】

１０感光体１１帯電装置１２露光装置１３プリウェット装置１４現像装置１５中間転写体１６ブレード１７除電装置１８加熱装置１９加圧ローラ２０オイル除去機構２２オイル除去ローラ２３ワイパーブレード２４オイル溜め２５オイル除去ベルト

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） 2H074 AA03 AA41 BB44 BB50 BB54 BB58 BB60 BB72

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る湿式電子写真装置であっ
て、静電潜像の形成される画像支持体と、該画像支持体の表
面に前記液体トナーのキャリア液と同じ不揮発性の液体
をプリウェット液として膜を塗布するプリウェット液塗
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
トナー粒子を中間転写体に転写する手段と、前記画像支
持体上の現像後の位置で、その画像支持体に接触し、現
像後の画像支持体上の過剰のプリウェット液及びキャリ
ア液を除去しながら、トナーを再凝集させるための導電
性部材を同速度で接触させ、現像バイアスを超える電圧
を印加する手段と、から成ることを特徴とする湿式電子写真装置。
【請求項２】前記導電性部材は、導電性の弾性ローラか
ら成る請求項１に記載の湿式電子写真装置。
【請求項３】前記弾性ローラは、硬度がＪＩＳ−Ａ３０
゜〜６０゜であり、かつその表面に表面粗さ２μm 以下
のフィルムを被覆した請求項２に記載の湿式電子写真装
置。
【請求項４】前記導電性部材は、表面粗さ２μm 以下の
導電性のベルトから成る請求項１に記載の湿式電子写真
装置。
【請求項５】前記弾性ローラは、抵抗値が１０⁸Ω以
上、電流値が１０μA以下である請求項２に記載の湿式
電子写真装置。
【請求項６】前記フィルムは、液体吸収性の良い素材か
ら成る請求項３に記載の湿式電子写真装置。
【請求項７】前記弾性ローラは、それに押圧当接して回
転し、該弾性ローラが吸収したプリウェット液及びキャ
リア液を絞り出す絞りローラを備えて、液体を回収する
請求項２に記載の湿式電子写真装置。
【請求項８】前記弾性ローラは、吸収したプリウェット
液及びキャリア液を保持するスポンジローラに液体吸収
性フィルムを被覆したものから成り、かつその芯金部に
メッシュ孔を有して、その芯金部から吸引することによ
りプリウェット液及びキャリア液を回収する請求項２に
記載の湿式電子写真装置。
【請求項９】吸収したプリウェット液及びキャリア液
を、フィルタを介して前記プリウェット液塗布手段に循
環させる手段を有する請求項７又は８に記載の湿式電子
写真装置。
【請求項１０】前記ベルトは、ロール状に巻かれた液体
吸収性素材から成り、別途設けた巻き取りローラで巻き
取り、該ベルトロールと巻き取りローラ間のベルト腹部
分を前記画像支持体に接触させる請求項４に記載の湿式
電子写真装置。