JP2002091174A - 画像形成方法および画像形成装置 - Google Patents
画像形成方法および画像形成装置Info
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Abstract
転写可能な画像形成方法及び装置を提供する。 【解決手段】 液体現像剤を用いて現像した現像画像か
ら液体キャリアを除去して得られるトナー画像を記録媒
体(14)に転写する前に、トナー画像に光照射(9)して反
射光量を測定(10)し、反射光量によってトナー画像の液
体キャリアの除去が適切であるか否かを判断して液体キ
ャリアの除去を調整する。
Description
て画像を形成する画像形成方法及び画像形成装置に関
し、特に、電子写真技術により形成される画像が良好に
転写されるように、動作設定を簡便に調節できる画像形
成方法及び画像形成装置に関する。
分類すると、固体現像剤を用いる乾式現像によるものと
液体現像剤を用いる湿式(液体)現像によるものとに分
けることができる。従来の電子写真技術では、湿式現像
はいくつかの本質的な問題点により実用的には不利と考
えられ、そのため、電子写真技術による画像形成の分野
は、長い間、乾式現像の独壇場となっていた。
像では実現できない利点もある。具体的には、サブミク
ロンサイズの極めて微細なトナーを用いることが出来る
ため高画質を実現できること、少量のトナーで十分な画
像濃度が得られるため経済的であるうえに印刷(例えば
オフセット印刷)並みの質感を実現できること、比較的
低温でトナーを用紙に定着出来るため省エネルギーなら
びに高速出力を実現できることなどが挙げられる。この
ようなことから、近年、湿式現像による電子写真の価値
が見直され、実用化に向けて開発が進められている。
現像された可視像が余剰のキャリア溶媒を含んでいるた
め、良好な転写画像を得るためには、転写前にいかに多
くの余剰キャリアを取り除くかが大きな課題であった。
公平第4−46426号公報、特開平第4−1774号
公報には、余剰なキャリアを取り去る方法が開示され
る。これらの方法では、感光体に近接もしくは接触配置
したスクイズローラやブレードで現像画像上の余剰キャ
リア溶剤を掻き取った後、さらに残った余剰現像液を空
気の吹き付けで乾燥させる。しかし、実用的には、現像
画像の乾燥が不十分であると、残存溶剤によって転写画
像に乱れが生じ易く、転写不良も多く発生する。逆に乾
燥が進み過ぎても転写不良が発生し易く、転写前の現像
画像の乾燥状態を最適化するのは容易ではない。特に、
現像剤のトナー層の厚さが大きい場合には、転写画像の
乱れや転写不良が生じ易い。上記公報の提案においても
このような問題は解決されない。
は、図4に示すように、乾燥後の画像に再度溶剤を供給
する噴霧ノズル120を設けた装置を開示している。こ
れにおいては、感光体ドラム101上に帯電器102及
び露光装置によって形成された静電潜像は、現像ローラ
108を用いて現像した後にスクィズローラ109で残
存溶剤を掻き取り、セットローラ110でトナーを決着
させた後に乾燥手段112により乾燥する。乾燥したト
ナー画像は、溶剤タンク122から噴霧ノズル121に
送られる溶剤123の噴霧を受けた後に転写位置105
において転写ローラ111によって転写材107上に転
写される。
は、転写前に溶剤を供給する手段を組み込むために装置
の構成が複雑且つ大型になるという欠点がある。また、
現像画像の現像剤(トナー)の付着量は形成する画像の
色調及び濃度によって異なるから、当然、画像の場所に
よってトナーの付着量に差が生じ得る。従って、現像画
像から気化する溶剤の量及び乾燥度合も画像の場所によ
って異なるので、過乾燥を生じ易い厚みのある現像画像
に適した量の溶剤を全域に渡って供給すれば、他の薄い
部分の画像にとっては過剰供給になる。つまり、画像か
ら乾燥除去した溶剤の量に比べて供給される溶剤量が過
多になるのを画像全域にわたって防止するのは困難であ
る。故に、一旦過乾燥となった現像画像に対して上記公
報のような溶剤供給によって現像画像全域に渡って転写
に適した乾燥状態に調製することは困難である。
像形成においては、感光体上の現像画像の乾燥状態を把
握する実用的手段がなく、良好な転写を達成するために
必要である余剰キャリア溶媒の適度な除去を行うことが
困難であり、転写画像の乱れや転写不良による転写効率
の低下を生じるさせるという問題があった。
に、画像が転写に適した乾燥状態で転写されるように画
像形成システムの作動を制御可能な電子写真画像形成方
法及び装置を提供することを目的とする。
素を測定することによって転写に適した状態を検知し、
これに基づいて乾燥操作を調整することができ、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画像
形成方法及び装置を提供することを目的とする。
法は、液体キャリアとトナーとを含む液体現像剤を用い
て現像した現像画像から該液体キャリアを除去して得ら
れるトナー画像を記録媒体に転写する画像形成方法であ
って、該トナー画像に光照射して反射光量を測定し、該
反射光量によって該トナー画像の液体キャリアの除去が
適切であるか否かを判断して当該液体キャリアの除去を
調整することを要旨とする。
により静電潜像を現像する電子写真画像形成方法であ
り、該液体キャリアは空気乾燥により除去し、前記反射
光量の測定値が、液体キャリアの減少に従って減少して
極小値を示した後に増加するプロセスにおける極小値以
後の値に相当するように該液体キャリアの除去を調整す
ることが可能である。
録媒体に間接転写することができる。
ャリアとトナーとを含む液体現像剤を用いた現像により
現像画像を形成する現像システムと、該現像画像から該
液体キャリアを除去してトナー画像を得るキャリア除去
機構と、該トナー画像を記録媒体に転写する転写機構
と、当該液体キャリアの除去を調整して適切化するため
に、該トナー画像に光照射して、該トナー画像の液体キ
ャリアの除去が適切であるか否かの判断に用いる該トナ
ー画像の反射光量を測定する測定機構とを有することを
要旨とする。
により静電潜像を現像する電子写真による現像システム
であり、前記測定機構は、該液体キャリアの除去を調整
する時にのみ前記画像形成装置に備えられるように着脱
可能に設けることができる。
る画像形成は、形成する画像に対応した露光を帯電した
感光層表面に行い露光部分の電荷を消失させることによ
って静電潜像を感光層上に形成する工程と、絶縁性液体
(有機溶媒)からなるキャリアに電荷を持ったトナーが
分散した液体現像剤つまり現像液を感光層表面に供給す
ることによりトナーで静電潜像を現像する工程と、不要
なキャリアを除去する工程と、現像された画像を感光層
から記録媒体(紙等)へ転写する工程とにより達成され
る。カラー電子写真の場合には、これらの全工程をイエ
ロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック
(Bk)の4色各々について繰り返すか、あるいは、静
電潜像の形成、現像及び不要キャリアの除去を各色につ
いて行って感光層上にフルカラーの画像を形成した後に
転写工程をする。
に形成された画像の転写直前の状態によって異なり、本
願発明者らは、画像の転写に適した状態を把握するため
に、現像画像の測定によって得られる物性値及び画像の
転写効率について様々な実験を行った。その結果、現像
画像の反射光量と画像の転写効率とに関連性を見出し
た。これを利用すると、画像の反射光量の測定により画
像が転写に適した状態にあるか否かを判断することが可
能であり、転写に適した状態で画像を転写するように画
像形成システムを調整することができる。
現像した後に、感光体を一定流速の空気で乾燥させる
と、時間の経過に従って画像の乾燥が進む。この時の画
像の反射光量を測定して経時変化を調べると、反射光量
は、初期には急激に減少する(以下、減少期と称する。
図3のAを参照)が、この後増加に転じ(極小期と称す
る。図3のBを参照)、緩やかに増加して(増加期と称
する。図3のCを参照)ほぼ一定値を示す(漸近期と称
する。図3のDを参照)ようになる。この画像の転写を
行って、画像の乾燥時間と転写効率との関係を求める
と、減少期の画像では転写不良が多く転写効率は低い
が、極小期に近づくにつれて転写効率が上昇し、増加期
に入ると転写効率は高いレベルに維持され、転写効率が
90%以上の良好な転写が可能である。漸近期に入って
も高い転写効率は維持されるが、過度に長時間の乾燥を
続けると画像は転写不良を生じる。
存在する状態にあり、極小期の画像は、トナー層上の溶
媒が消失した状態、増加期及び漸近期の画像は、トナー
層内部に含まれる溶媒が減少する状態にあり、トナー層
上の溶媒の減少により反射光量が低下した後、トナー層
内の溶媒の減少によって乾燥トナーの反射光量に近づく
と考えられる。トナー層上に存在する溶媒は、転写の妨
げになり易いので、トナー層上の溶媒が消失するまで乾
燥することにより高い転写効率が得られる。
を測定する光の波長を変えても同様に観察される。故
に、上記に従って予め現像画像の反射光量曲線を求め、
転写直前の画像が曲線の極小期以後の状態、好ましくは
増加期の状態にあるように、反射光量の測定値を用いて
画像乾燥システムを調整することによって、転写効率を
高く設定することができる。
期間は、画像の諸条件(トナーの性質等)や転写形態に
よって異なり、本質的に転写効率が低い直接転写の場合
よりも間接転写の場合の方が長い。このようなことか
ら、反射光量が増加期の値になるように調製すると、信
頼性が高い。
反射光量の測定値は被照射部における平均値として得ら
れるが、前述したものと同様の変化を示し、極小期以後
の状態、特に増加期の状態において、良好な転写特性が
得られる。
ている領域が大部分を占めているような画像パターンで
は、漸近期において反射光量が近づく値(漸近値と称す
る)よりも幾分低めの値を示す(=増加期の値を示す)
ように、乾燥能力及び時間を設定して転写することによ
り良好な転写画像が得られる。例えば、最大濃度の画像
パターンを4色の液体現像剤を重ねて現像したトナー画
像の反射光量を測定して反射光量曲線を得ておき、反射
光量の極小値を0%、漸近値を100%として、転写直
前画像の反射光量が70%程度となるように乾燥力及び
乾燥時間を設定すると、最大濃度の画像を良好に転写す
ることができ、もちろん濃度の小さい画像の転写効率も
高い。
反射光量が極小期から増加期の値になるように乾燥状態
を調整することにより、安定した良好な転写特性を有す
る高画質の画像を常に形成することが可能となる。
る操作は、乾燥のみによって行うと長時間を有するの
で、感光体に近接または接触して配置されるスクィージ
や吸収部材によって残存溶媒の一部を除去した後に、乾
燥機構によって更に溶媒を除去して上述のような良好な
転写特性が得られる範囲の反射光量を示す状態まで乾燥
すると効率的であり、乾燥機構による気化の調整の自由
度も大きくなる。又、乾燥度の調節が容易になり、省エ
ネルギーの点でも有利である。
によって形成された画像を直接転写すると、用紙表面の
凹凸に起因する電界変動による転写ムラや用紙の電気特
性のばらつきによる転写不良が生じ易い。このため、ア
ート紙などの平面が平滑な記録媒体を用いる必要が生じ
る。これに対し、中間転写ローラ等の転写媒体を用いて
画像を一旦転写媒体上に保持し、圧力及び/又は熱を画
像に与えながら記録媒体に転写すると、オフセット効果
により転写効率が向上して転写不良を防ぐことができ、
さらに高画質の画像が得られ易い。これに伴い、前述の
反射光量曲線における転写効率の高い期間も直接転写の
場合より長くなり、間接転写条件によって漸近期におけ
る転写効率の高い期間も変化する。
の実施形態を参照して、本発明を更に詳細に説明する。
尚、同一または同等の機能を有する部材または部分につ
いては同一符号を付し、同様の作用の繰り返しとなる説
明は省略するものとする。
一実施形態を示す概略構成図であるこの電子写真画像形
成装置1は、潜像を形成・保持する感光層を外周面に有
する感光体2と、感光層を均一に帯電させる帯電器3
Y,3M,3C,3Bkと、形成する画像に対応した静
電潜像を感光層に形成するための露光装置4Y,4M,
4C,4Bkと、液体現像剤を感光層上に供給して静電
潜像を現像する現像器5Y,5M,5C,5Bkと、感
光体上の余剰溶媒の一部を除去するための液体除去部材
6と、現像画像に含まれる溶媒を気化するための乾燥機
構7と、気化溶媒を回収するための溶媒回収装置8と、
照射器9と、受光センサ10と、転写ローラ11及び加
圧ローラ12と、これらを収容するハウジング13とを
有する。
有機系もしくはアモルファスシリコン系等の材料で感光
層が設けられており、コロナ帯電もしくはスコロトロン
帯電等による帯電器3Yによって均一に帯電された後、
露光装置4Yからイエロー画像用に画像変調されたレー
ザビーム又はLED等による露光を受け、露光部分の電
荷が消失して感光層表面に静電潜像が形成される。この
後、液体現像剤を収納する現像器5から感光層に現像剤
が供給され、液体現像剤に含まれる電荷を持ったトナー
が静電潜像の電荷部分または非電荷部分に集中し、静電
潜像の可視像化つまり現像が行われてイエローのトナー
画像が形成される。現像器5Yには感光体2と僅かな隙
間(20〜50μm程度)を開けて配置されるスクィー
ジローラによって感光層上の余剰のキャリア溶媒の大部
分が取り除かれる。
装置4M,4C,4Bk及び現像器5M,5C,5Bk
により、上記と同様の操作をマジェンタ、シアン及びブ
ラックの画像について繰り返すことにより、フルカラー
のトナー画像が感光体2上に形成される。単色画像の場
合は、これらの部材及びその操作の繰り返しは省略され
る。
おり、これは液体除去部材5によって除去され、更に乾
燥機構6によって残留溶媒が気化する。液体除去部材5
としては、シリコーンゴム等の親油性材料で形成される
ローラを感光体と接触配置して用いることができる。あ
るいは、溶剤に吸収性を示すスポンジ様の部材を用いて
もよい。乾燥機構は、空気を感光体2表面に吹き付ける
ノズルを備え、必要に応じて空気の流量及び温度を調整
することができる。感光体2上から気化する溶媒は、溶
媒回収装置8によって回収され、乾燥後の画像は転写ロ
ーラ11に転写された後、加圧ローラ12によって紙な
どの記録媒体14上に圧着される。転写ローラ11の表
面の粘着性は感光体2の表面より高くなるように構成材
料を設定する。転写ローラ11上のトナー画像に熱を加
えることにより記録媒材への転写がより良好になる。転
写後、感光体2の表面はクリーナ15によりクリーニン
グされる。
のトナー画像が転写に適した状態にあるかを判断するた
めに、転写前のトナー画像に光照射を行うための照射器
9と、トナー画像からの反射光を検出するためのセンサ
10を備えている。これらを用いて、前述したように、
トナー画像の反射光量を調べて、転写前のトナー画像が
極小期以後、好ましくは増加期、にあるように乾燥機構
7を調節する。照射器9の例としては、例えば半導体レ
ーザ等のレーザ照射器等が挙げられるが、これに限ら
ず、感光体2の感光に使用する露光器の照射波長領域に
吸収の少ない光源であれば使用可能であり、センサ10
についても、照射器9の照射波長域で使用可能なもので
あればよい。
まれている上記の電子写真画像形成装置1は、トナー画
像の状態を常時調べることができるので、更にセンサ1
0と接続する制御手段を用いることにより乾燥機構の調
整を自動制御することが可能である。この場合、可視像
の乾燥状態を検知し、乾燥機構の出力にフィードバック
することが可能となるので、複数の乾燥機構(吹き付け
ノズル)と複数組の照射器及び光量センサとを交互に各
現像剤の現像後に配置すると、更に正確な調整が可能に
なり、極めて精度の高い画像が要求される分野での使用
に適している。又、液体除去部材6と乾燥機構7の間に
設置し、液体除去部材を通過した乾燥状態を検知して、
乾燥機構の出力にフィードバックすることも可能であ
る。
う場合は、乾燥機構の調整は保守点検時のみに特定して
行うことも可能である。このような場合、画像形成装置
は、通常は照射器9及び光量センサ10を設置する必要
がない。従って、図2に示すように、照射器及び光量セ
ンサのない電子写真画像形成装置20の使用前又は保守
点検時などの必要時において一時的に照射器9’及び光
量センサ10’を設置して、良好な転写特性が得られる
ように乾燥機構7の調整を行う事も可能である。照射器
9’及び光量センサ10’を点検用カートリッジ21と
して構成すると、保守点検の作業も容易になる。
転写効率との関係は、電子印刷に限らず、液体キャリア
にトナーが分散した液体現像剤を用いる画像について共
通して見られるので、電子写真による画像形成だけでな
く、他のタイプの画像形成においても、本発明に従って
トナー画像の反射光量を用いて乾燥状態の判断を行うこ
とができる。
性樹脂に着色用顔料(イエロー)及び帯電制御剤が添加
された樹脂組成物を粒子化して、平均粒径0.2μm程
度の樹脂粒子を調製し、石油系絶縁性溶媒(商品名アイ
ソバーL、エクソン社製)に樹脂粒子を分散してイエロ
ーの液体トナーを作成した。
の電子写真画像形成装置20に照射器9’及びセンサ1
0’を取付けて、以下の操作を行った。
せ、感光体表面に液体トナーで現像を行った。感光体上
の可視像は、現像直後に感光体2と接触配置されたシリ
コーンゴム製ローラからなる液体除去部材6により余剰
溶媒の一部が除去された後、乾燥機構7として感光体2
に近接配置されたエアナイフから風量0.4m3/min
の乾燥空気を吹き付けて強制的に余剰現像液を蒸発させ
た。転写ローラ11の転写が起こらないように制御し
て、照射器9’から波長780nmのレーザ光を照射し、
現像直後から可視像の反射光量をセンサで測定した。現
像後からの感光体の回転数と画像からの反射光量との関
係を調べた結果を図2に示す。図2の縦軸は、反射光量
に対応するセンサの出力電圧で示し、横軸は、感光体が
回転した回数を示す。
た後に転写が行われるように転写ローラ11を制御して
用紙14(普通紙)に転写した。この時の転写ローラ1
1は、60℃に保持し全荷重を50kgに設定し、加圧ロ
ーラ12は80℃に保持し全荷重を50kgに設定した。
用紙14に転写された画像の転写効率を調べ、転写効率
が90〜100%である場合を「転写良好」、80〜9
0%を「一部転写ムラ発生」、80%以下を「転写不
良」と評価し、現像後から転写までの感光体回転数と転
写効率との関係を図3に重ねて示す。
射光量は、余剰現像液の蒸発に伴って反射光量が低下
し、一旦極小値を示した後、再び上昇し、一定値に漸次
近づいていくことが解る。図中の領域Aは、固体成分の
積層体表面の高さよりも余剰現像液が過剰に存在する状
態で、極小値B近傍は、積層体高さと現像液面の高さが
近い状態で、領域Cはさらに現像液の蒸発が進んだ状態
に相当し、増加に転じた光量曲線が漸近する値は完全に
乾燥した時の反射光量値である。又、図から明かなよう
に、反射光量値が領域C、即ち極小値以後の範囲にある
時、良好な転写画像が得られる。
ルカラーの画像形成において、上記と同様に、画像の反
射光量及び転写効率を調べた。その結果、画像の反射光
量は図2と同様の変化を示し、反射光量が極小値から漸
近値の範囲の状態で良好な転写特性が得られることが分
かった。但し、反射光量はレーザ光の被照射部の平均値
として得られていることから、出力電圧の範囲に多少の
増減はある。
が厚い領域が可視像の大部分を占めているような画像パ
ターンでは、反射光量が漸近値より幾分低めの値の状態
になるように設定して転写することにより、良好な転写
画像が得られた。
用いて、実施例1と同様の操作により、予め4色のトナ
ー液を重ねて現像した可視像の反射光量を測定してお
き、この画像から得られた反射光量における極小値の出
力電圧を0%、漸近値の出力電圧を100%として、転
写直前画像の反射光量の出力が70%となるように、シ
リコーンゴム製ローラの回転速度及びエアナイフの吹き
付け風量を設定した。
のトナーを重ねた最大濃度の画像パターンを現像し、乾
燥後の画像を用紙に転写したところ、画像の転写効率は
95%であった。更に、上記設定のまま、全領域が単色
トナーで濃度の小さい画像パターンを現像し、乾燥後の
画像を用紙に転写したところ、画像の転写効率は100
%であった。従って、いずれの場合も良好な転写特性が
得られることが解る。
液体現像剤を用いて形成される画像を記録媒体へ高い効
率で転写することが可能であり、転写の信頼性が高く高
画質の画像を形成できる画像形成装置の提供が可能とな
る。
示す概略構成図。
を示す概略構成図。
するためのグラフ。
図。
Claims (5)
- 【請求項1】 液体キャリアとトナーとを含む液体現像
剤を用いて現像した現像画像から該液体キャリアを除去
して得られるトナー画像を記録媒体に転写する画像形成
方法であって、該トナー画像に光照射して反射光量を測
定し、該反射光量によって該トナー画像の液体キャリア
の除去が適切であるか否かを判断して当該液体キャリア
の除去を調整することを特徴とする画像形成方法。 - 【請求項2】 前記画像形成方法は、電荷をもったトナ
ーにより静電潜像を現像する電子写真画像形成方法であ
り、該液体キャリアは空気乾燥により除去し、前記反射
光量の測定値が、液体キャリアの減少に従って減少して
極小値を示した後に増加するプロセスにおける極小値以
後の値に相当するように該液体キャリアの除去を調整す
ることを特徴とする請求項1記載の画像形成方法。 - 【請求項3】 前記トナー画像は、転写ローラを介して
記録媒体に間接転写される請求項1又は2に記載の画像
形成方法。 - 【請求項4】 液体キャリアとトナーとを含む液体現像
剤を用いた現像により現像画像を形成する現像システム
と、該現像画像から該液体キャリアを除去してトナー画
像を得るキャリア除去機構と、該トナー画像を記録媒体
に転写する転写機構と、当該液体キャリアの除去を調整
して適切化するために、該トナー画像に光照射して、該
トナー画像の液体キャリアの除去が適切であるか否かの
判断に用いる該トナー画像の反射光量を測定する測定機
構とを有することを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項5】 前記現像システムは、電荷をもったトナ
ーにより静電潜像を現像する電子写真による現像システ
ムであり、前記測定機構は、該液体キャリアの除去を調
整する時にのみ前記画像形成装置に備えられるように着
脱可能に設けられる請求項4記載の画像形成装置。
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JP2000278491A JP4004008B2 (ja) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | 画像形成装置の液体キャリア除去量設定方法 |
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