JP2000259000A

JP2000259000A - 液体現像装置

Info

Publication number: JP2000259000A
Application number: JP11060976A
Authority: JP
Inventors: Seijitsu Oka; 青日大岡; Koichi Tsunemi; 宏一常見; Yasushi Matsune; 泰真常
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-03-09
Filing date: 1999-03-09
Publication date: 2000-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】ＩＯＩプロセスにおいて、液体現像剤に用いる
トナーのように低Ｔｇで粒径が小さく、分散媒の影響に
より半溶解状態にある場合は、現像後幾度も印加される
電界の作用によりトナー粒子が充填・自着していき、潜
像保持体に密着したトナーフィルムを形成するようにな
る。これが可視像の潜像保持体から潜像保持体あるいは
中間転写媒体への転写不良を招いていた。【解決手段】潜像保持体１表面に現像器4-1 および現
像器4-2 により２種以上の液体現像剤を現像し、この現
像された現像像を中間転写媒体６に一括転写する湿式現
像装置において、現像器4-1 の現像能力を低くすること
で中間転写媒体への転写効率を高くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体現像剤を用い
た液体現像方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】数色のトナーを用いて画像を形成するカ
ラー電子写真記録法の紙への転写方法には、１個の潜
像保持体を用いて（潜像形成→現像→潜像保持体あるい
は中間転写媒体への転写）を各色ごとに行なう方法、
４個の潜像保持体を用いて（潜像形成→現像）を同時に
行ない、その後に順次潜像保持体あるいは中間転写媒体
へ転写する方法など幾つかの種類が考案されているが、
潜像保持体上に数色のトナーを重複して現像し、その後
一括に潜像保持体あるいは中間転写媒体に転写する方法
（Image on Imageプロセス, 以下ＩＯＩプロセスと呼
ぶ）は、装置の小型化、高精度の色重ねなどの点で有利
である。このＩＯＩプロセスを用いた場合、最初に現像
されたトナーほど転写体（潜像保持体あるいは中間転写
媒体）への転写の際に転写不良を引き起こす要因となっ
ていた。さらに、転写不良により、潜像保持体上に残留
した可視化像のクリーニング機構が複雑・大型化する傾
向にあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のＩＯＩプロセスにおいては、転写不良が生じ、これと
同時に、潜像保持体上に残留した可視化像のクリーニン
グ機構が複雑・大型化する傾向にあった。

【０００４】本発明は、ＩＯＩ転写プロセスを用いた液
体現像装置において、常に良好な転写特性と高画質の画
像出力を実現できる電子写真装置を提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本願第１の発明は、潜像
保持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記静
電潜像に順次重ねて第１、第２の液体現像剤を電界印加
により複数回供給して可視像化する第１、第２の現像器
と、前記複数種の液体現像剤により形成された可視化像
を転写体上に転写する転写手段を有する液体現像装置で
あって、現像器の現像能力Ａを、液体現像剤のゼータ電
位の絶対値、現像印加電界の絶対値および現像時間の積
としたとき、前記第１の現像器の現像能力はその後に行
なわれる前記第２の現像器の現像能力より小さいことを
特徴とする液体現像装置である。

【０００６】本願第２の発明は、前記第１の現像器の現
像能力Ａが１×１０⁵ mV・V・s/m＜Ａ＜１×１０⁸ mV・V・s/m であることを特徴とする請求項１に記載の液体現像装置
である。

【０００７】本願第３の発明は、前記第１の現像器およ
び第２の現像器に用いられる液体現像剤中のトナー粒子
のトナー用樹脂のガラス転移点Ｔｇが現像時における潜
像保持体表面温度以下であることを特徴とする請求項１
に記載の液体現像装置である。

【０００８】本願第４の発明は、前記転写手段は、圧力
転写であることを特徴とする請求項１記載の液体現像装
置である。本願第５の発明は、潜像保持体上に静電潜像
を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像に順次重ねて
第１、第２の液体現像剤を電界印加により複数回供給し
て可視像化する第１、第２の現像器と、前記複数種の液
体現像剤により形成された可視化像を転写体上に転写す
る転写手段を有する液体現像装置であって、第１の液体
現像剤のみ画像形成した時の画像流れが、０．３ｍｍ以
上１．０ｍｍ以下であることを特徴とする液体現像装置
である。

【０００９】本願第６の発明は、前記第２の液体現像剤
のみを画像形成した時の画像流れが、０．２ｍｍ以下で
あることを特徴とする液体現像装置である。従来のＩＯ
Ｉプロセスを採用した場合、液体現像剤に用いるトナー
粒子のように低Ｔｇで粒径が小さく、分散媒の影響によ
り半溶解状態にある場合は、現像後幾度も印加される電
界の作用によりトナー粒子が潜像保持体側へ充填・自着
していき、潜像保持体に密着したトナーフィルムを形成
するようになる。本発明者らは、これが可視化像の潜像
保持体から記録媒体あるいは中間転写媒体への転写不良
を招いていることに着目した。

【００１０】すなわち本願発明は、現像後に電圧印加さ
れる回数の多い、先に現像される第１の液体現像剤を現
像する第１の現像器の現像能力を小さくし、トナーのフ
ィルム化を抑制することで、第１の液体現像剤の潜像保
持体への付着力を弱め、ひいては転写不良を低減させよ
うというものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】図面を用いて、以下に本発明を説
明する。図１は、本発明の実施形態の一例を示す液体現
像装置の該略図である。図中、感光体層を表面に有する
潜像保持体１は、第１の帯電器2-1 により帯電された
後、第１の露光手段により露光することにより、露光部
と未露光部とからなる静電潜像が形成される。この静電
潜像は、第１の現像器4-1 により第１の現像がなされ
る。現像器4-1 は、第１の液体現像剤を収納する容器
と、潜像保持体１と非接触で対向するように配置され、
現像電圧が印加された現像電極とを有し、現像電極と潜
像保持体との間に第１の液体現像剤を搬送し現像を行な
う。

【００１２】さらに、静電潜像保持体は第１の液体現像
剤による画像の上から、第１の現像と同様にして、第２
の帯電手段2-2 、第２の露光手段3-2 、第２の現像器4-
2 により第２の液体現像剤が現像され、必要に応じ、第
３、第４の現像が為される。

【００１３】このようにして潜像保持体表面に形成され
た複数の液体現像剤からなる像は、中間転写媒体６へ一
括して転写され、引続き紙などの記録媒体８へ転写され
る。前記液体現像剤は、アイソパーやノルパーなどの非
極性溶媒と、この非極性溶媒に分散されたトナー粒子と
からなる。

【００１４】本発明に係る液体現像剤のゼータ電位は、
非極性溶媒の比誘電率や、トナー粒子の帯電特性によっ
て調整できる。例えば金属石鹸などの帯電付与剤の添加
量や、トナー粒子を構成する樹脂の酸価を調整すれば良
い。

【００１５】液体現像剤のゼータ電位は７５ｍＶ以上、
１５０ｍＶ以下とすることが望ましく、この値よりも低
いとトナー粒子の泳動速度が十分でないため、高速プロ
セスにおいて満足できる画像濃度が得られない。また、
高すぎると少数のトナー粒子によって潜像電荷が中和さ
れてしまうため、満足できる画像濃度が得られない。

【００１６】前記潜像保持体１は、通常電子写真装置に
使用される感光体であれば特に限定されず、例えば導電
性基体の上に有機系もしくはアモルファスシリコン系の
感光層を設けた感光体ドラムなどを使用することができ
る。

【００１７】この感光体ドラムの直径は、９５〜１９０
ｍｍφのものを使用することが望ましい。このドラムの
直径に応じて得られる最大画像が決定されるため、９５
ｍｍφ以上とすることが望ましい。また、ドラム直径が
９５ｍｍφより小さいと、画像形成プロセスを高速化す
る際に、回転速度が大きくなり、回転速度の制御が困難
になる。なお、このドラムの周速度は２０〜２４０ｍｍ
／ｓに通常設定される。ドラムの直径が大きいと、回転
軸とのぶれにより、後述する現像電極との隔制御が困難
になる。

【００１８】前記帯電器は、感光体ドラムを帯電できる
ものであればよく、例えばコロナ帯電器や、スコロトロ
ン帯電器などを用い、通常５００〜１０００Ｖ程度に帯
電される。

【００１９】露光手段は、例えばレーザビームなどによ
り行ない、最大濃度の画像部を０〜３００V 程度の電圧
にさせる。現像器は、ローラ式の現像電極（現像ロー
ラ）を使用し、これを回転させることで、現像剤容器中
の液体現像剤を潜像保持体と対向する位置に搬送するこ
とが可能となる。現像ローラに印加される電圧は潜像保
持体の画像部電位と、非画像部の電位との間の電位に設
定される。具体的には、最大濃度の画像部と現像ローラ
に印加される電圧の差（現像電位差）が２００〜５００
V に設定すれば良い。

【００２０】現像ローラ表面と、潜像保持体表面との間
隔（ギャップ）は通常１０〜２００μｍ程度に設定され
る。本発明に係る現像電界とは、（現像電位差）／（ギ
ャップ）で示される。したがって、潜像保持体への帯電
量、露光手段による露光量、現像ローラに印加する電圧
の設定、あるいはギャップ制御によって現像電界を調整
することが可能である。

【００２１】本発明に係る現像時間とは、液体現像剤が
現像に供される時間であり、現像領域の幅（ニップ）を
静電潜像が通過する時間である。したがって、現像時間
は（ニップ幅）／（現像時間は静電潜像保持体の表面速
度）で示される。図２は、ニップ幅を説明するための図
である。例えば回転する感光体ドラム表面に現像電極を
対向させた場合においては、現像領域は液体現像剤が潜
像保持体に接触する幅を指す。

【００２２】本発明に係る現像器の現像能力Ａは、液体
現像剤のゼータ電位の絶対値、現像電界および現像時間
の積で決定される。第１の現像器の現像能力Ａ1 は、１
×１０⁵ ｍＶ・Ｖ・ｓ／ｍ＜Ａ1 ＜１×１０⁸ ｍＶ・Ｖ
・ｓ／ｍに設定することが望ましい。Ａ1 がこの範囲よ
りも大きいと、潜像保持体に対する第１の液体現像剤の
付着力が大きくなりすぎ転写不良を起こす可能性が有
り、小さいと、画像流れが顕著になる。

【００２３】現像能力を、画像流れで表現すれば、第１
の現像器を用いて得られる画像流れの幅が、０．５ｍｍ
以上、１．０ｍｍ以下とすることが望ましい。第２の現
像器の現像能力は、２×１０⁵ ｍＶ・Ｖ・ｓ／ｍ＜Ａ2
＜２×１０⁸ｍＶ・Ｖ・ｓ／ｍにすることが望ましい。
Ａ2 が大きすぎると、Ａ1 と同様に転写不良が生じる恐
れが有り、小さすぎると第２の液体現像剤の不要な流れ
が生じる。

【００２４】このようにして潜像保持体表面に形成され
た複数の液体現像剤からなる像は、図１においては転写
媒体である中間転写媒体６へ一括して転写され、引続き
紙などの記録媒体８へ転写されている。潜像保持体１か
ら中間転写媒体６への転写、及び中間転写媒体６から用
紙などの記録媒体１０への転写においては、いずれも電
界による転写かもしくは圧力（および必要に応じ熱）に
よる転写のいずれかを用いることができる。また、別の
転写方法として、潜像保持体１から中間転写媒体を用い
ず、紙などの記録媒体を転写体とし、直接記録媒体１０
へ転写することもでき、この場合においても電界転写お
よび圧力転写を選択することができる。

【００２５】本発明においては、第１の液体現像剤が潜
像保持体に強く付着するのを防いでいるために、上記い
ずれの転写方式を用いても、より確実に第１の液体現像
剤を含め中間転写媒体あるいは転写媒体へ転写すること
が可能である。

【００２６】すなわち静電力を用いた転写の場合、静電
潜像保持体表面の第１の液体現像剤を中間転写媒体ある
いは転写媒体へ転写する際の電界を小さくすることがで
きる。

【００２７】このように、第１の液体現像剤の潜像保持
体への付着力が弱まると、画像流れが生じる恐れがる。
この時の画像流れは０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下にな
るようにすればよく、また、第２の液体現像剤の画像流
れは０．２ｍｍ以下となるように設定することが望まし
い。

【００２８】一方圧力を用いて転写する方式について
は、本発明は特に有効である。圧力を用いて転写する場
合、潜像保持体表面に形成された液体現像剤からなる像
は、潜像保持体に対するトナー粒子の付着力（粘着力な
ど）に対し、転写媒体（あるいは中間転写媒体）に対す
る付着力を大きくすることで転写を可能にしているが、
第１の液体現像剤は、第２の液体現像剤成分のトナー粒
子を介して転写されるため、転写媒体との付着力を高め
ることが困難であり、本発明のように、第１の現像器の
現像能力を小さくすることにより初めて良好な転写を行
なうことが可能となる。

【００２９】上述のように、ＩＯＩプロセスを採用した
画像形成装置を用いた場合、最初に現像されたトナー粒
子にはその後、他の各色トナーを現像するための潜像保
持体に対する帯電バイアスや現像バイアス、さらには潜
像保持体上の可視化像の流れを軽減させるためのセット
バイアスにより、潜像保持体に押し付けられる方向の電
界が印加されることになる。かつ、ガラス転移点Ｔｇが
現像時における潜像保持体表面温度以下であり、粘性に
より自着するような樹脂を用いたトナー粒子の場合、こ
の作用により最初に現像されたトナー程、より潜像保持
体に強く接着され、転写体（潜像保持体あるいは中間転
写媒体）への転写の際に転写不良を引き起こす要因とな
っていた。

【００３０】本発明は、前記第１の現像器の前記現像能
力を前記第２の現像器の現像能力よりも小さく設定する
ことにより、トナー像の潜像保持体からの離型性を従来
技術に比べて改善させることを可能にする。

【００３１】

【実施例】図１に示すような装置を用いて本実施例を行
なった。潜像保持体として、アルミニウム製のドラム表
面に特別な離型層を設けない有機感光体からなる感光体
層を形成した直径１５０ｍｍφの感光体ドラムを使用
し、プロセス速度を８０ｍｍ／ｓとした。帯電器はそれ
ぞれコロナ帯電器を用い、感光体ドラム表面を８００Ｖ
に帯電させるように、露光手段はレーザービームにより
露光部の電位が１５０Ｖになるように設定し、感光体ド
ラム表面に静電潜像を形成した。現像器は第１の現像器
と第２の現像器を使用し、第３、第４の現像器は使用し
なかった。第１、第２の現像器に使用した現像ローラ
は、それぞれ１７ｍｍφのローラ式電極を用い、感光体
ドラム表面とのギャップを１５０μｍとした。ローラ式
電極に印加する電圧は５００Ｖとした。

【００３２】次に、現像剤容器に液体現像剤を充填し、
現像ローラのみを回転させ、感光体ドラムと液体現像剤
との接触幅を測定したところ、ニップ幅は５ｍｍであっ
た。液体現像剤としては、非極性溶媒としてアイソパー
Ｌ（エクソン社製）を用い、トナー粒子にはガラス転移
点Ｔｇが３０℃のメタクリル酸メチル−アクリル酸ブチ
ル共重合体を用いたマゼンタの第1 の液体現像剤と、シ
アンの第2 の液体現像剤を金属石鹸の量を変化させて現
像を行なったところ、金属石鹸の量を液体現像剤中の不
揮発分に対して１０ｗｔ％以上含有させた時に画像流れ
が０．２ｍｍ以下に抑えることが可能となった。その時
の液体現像剤のゼータ電位をゼータ電位計（MATEC APPL
IED SCIENCES社製、ESA-9800）で測定したところ、それ
ぞれ２５℃において１００ｍＶであった。一方第1 の液
体現像剤中の金属石鹸を８ｗｔ％にしたところ、ゼータ
電位は８０ｍＶであり、画像流れは０．６ｍｍであっ
た。

【００３３】なお、画像流れの測定は、次のようにして
行った。まず前述の装置・条件にて１０×１０ｍｍの正
方形ベタ画像を潜像保持体上に形成させる。この画像を
粘着テープで転写のこりが生じないように剥ぎ取り、光
学濃度を測定した。このとき、画像流れの始点、すなわ
ち正方形のエッジ部から、画像部濃度の１０％の濃度を
有する領域までの距離を画像流れとして測定した。

【００３４】すなわち、本実施例においてゼータ電位１
００ｍＶの液体現像剤を使用した場合においては、現像
器の現像能力Ａは１．５×１０⁷ （ｍＶ・Ｖ・ｓ／ｍ）
であり、ゼータ電位８０ｍＶの液体現像剤を使用した場
合においては１．２×１０⁷（ｍＶ・Ｖ・ｓ／ｍ）であ
る。

【００３５】まず、第１の液体現像剤としてゼータ電位
８０ｍＶのマゼンタのものを、第２の液体現像剤として
ゼータ電位１００ｍＶのシアンのものを使用して画像形
成したところ、潜像保持体から中間転写媒体への転写効
率は１００％であり、画像流れの少ないシャープな画像
が得られた。

【００３６】比較のために、第１の液体現像剤としてゼ
ータ電位１００ｍＶのものを使用したところ、第２の液
体現像剤の転写効率は１００％であったが、第１の液体
現像剤の転写効率は７０％であった。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば高
効率の転写と高画質の転写画像を安定して得ることがで
きる電子写真装置が得られる。また、転写効率の良好な
転写プロセスの実現により、液体現像装置を実用化する
上で大きなハードルとなる、感光体や中間転写媒体のク
リーニング装置を排除あるいは簡素化することが可能と
なり、装置の小型化の点で有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子写真装置の実施例を示す全体断面
図

【図２】本願第２の発明に係る電子写真装置の現像部断
面図

【符号の説明】

１・・・潜像保持体２・・・帯電器３・・・レーザ露光４・・・現像器５・・・転写装置６・・・中間転写媒体７・・・加圧ローラ８・・・用紙２１・・・潜像保持体２２・・・現像ローラ２３・・・液体現像剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者真常泰神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内Ｆターム(参考） 2H030 AD01 BB02 BB23 BB27 BB34 BB42 2H032 AA14 AA15 BA04 BA08 CA04 2H069 CA03 CA27 DA01 DA02 FA04 2H074 AA03 AA41 CC28 EE07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】潜像保持体上に静電潜像を形成する潜像
形成手段と、前記静電潜像に順次重ねて第１、第２の液
体現像剤を電界印加により複数回供給して可視像化する
第１、第２の現像器と、前記複数種の液体現像剤により
形成された可視化像を転写体上に転写する転写手段を有
する液体現像装置であって、現像器の現像能力Ａを、液
体現像剤のゼータ電位の絶対値、現像印加電界の絶対値
および現像時間の積としたとき、前記第１の現像器の現
像能力はその後に行なわれる前記第２の現像器の現像能
力より小さいことを特徴とする液体現像装置。
【請求項２】前記第１の現像器の現像能力Ａが１×１０⁵ mV・V・s/m＜Ａ＜１×１０⁸ mV・V・s/m であることを特徴とする請求項１に記載の液体現像装
置。
【請求項３】前記第１の現像器および第２の現像器に
用いられる液体現像剤中のトナー粒子のトナー用樹脂の
ガラス転移点Ｔｇが現像時における潜像保持体表面温度
以下であることを特徴とする請求項１に記載の液体現像
装置。
【請求項４】前記転写手段は、圧力転写であることを
特徴とする請求項１記載の液体現像装置。
【請求項５】潜像保持体上に静電潜像を形成する潜像
形成手段と、前記静電潜像に順次重ねて第１、第２の液
体現像剤を電界印加により複数回供給して可視像化する
第１、第２の現像器と、前記複数種の液体現像剤により
形成された可視化像を転写体上に転写する転写手段を有
する液体現像装置であって、第１の液体現像剤のみ画像形成した時の画像流れが、
０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることを特徴とする
液体現像装置。
【請求項６】前記第２の液体現像剤のみを画像形成し
た時の画像流れが、０．２ｍｍ以下であることを特徴と
する液体現像装置。