JP2003255715A

JP2003255715A - 液体トナーを用いる電子写真装置

Info

Publication number: JP2003255715A
Application number: JP2002052632A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Shibata; 英明柴田; Satoru Moto; 悟本; Kazushi Terajima; 一志寺嶋; Masanao Takahata; 昌尚高畠; Tatsuo Nozaki; 達夫野崎; Norihiro Yamasaku; 則博山作; Eiji Yamaguchi; 栄治山口
Original assignee: PFU Ltd
Current assignee: PFU Ltd
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2003-09-10

Abstract

(57)【要約】【課題】転写部での画像乱れや定着部での溶融不良を
改善するために、画像支持体上の固形分比率を小さくし
てしまうプリウェット液を必要とせず、かつ、転写部に
おけるトナー固形分比率をトナー粒子が電気泳動可能な
状態で、できるだけ大きくする。【解決手段】本発明は、不揮発性を示す液体トナーを
用いる。この液体トナーは、層にして現像ローラ１上に
供給される。この液体トナー層は、感光ドラム３に転写
することにより感光ドラム３上に形成された静電潜像を
現像する。その際、現像ローラ１上において、液体トナ
ー層に含まれるトナー粒子を凝集させるトナー凝集手段
（導電性ブレード２）が備えられる。また、感光ドラム
３上の現像後の位置にキャリア液を除去しながらトナー
粒子を再凝集させるためのキャリア除去ローラ９を備
え、これは、感光ドラム３に対して同速に接触させられ
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、不揮発性を示す液
体トナーを用いる電子写真装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像支持体に静電潜像を生成し、それに
トナーを付着させて中間転写体や紙などに転写して定着
する電子写真装置において、不揮発性の高粘度で高濃度
の液体トナーを現像液として用いる場合の現像方法とし
て、画像支持体に形成される静電潜像の非露光部分に液
体トナーが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、画像支持体に対して、シリコーンオイルな
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
方法が提案されている（特開平7−271107参照）。

【０００３】しかし、プリウェット液を使用するため
に、液体トナーのキャリア液以外にも過剰なオイルが存
在することになり、このため、定着におけるトナー層の
溶融に影響を与えたり、転写時のニツプ出口でトナー層
の破壊分離により、リビュレッツ（リブ）と呼ばれるま
だら模様が発生して画像を乱したりする。

【０００４】液体トナーに、揮発性キャリア液を用いる
場合には、転写前段部において、熱等により容易にオイ
ル分を気化させて少なくできるが、不揮発性キャリア液
を用いる場合には、気化させることはできないため、転
写部においての固形分比率を何らかの方法を用いて大き
くする必要がある。

【０００５】そこで、過剰のプリウェット液やキャリア
液から成るオイル分を取り除くために、画像支持体上の
現像後の位置や中間転写体上にキャリア除去機構を備え
ることが行われている（特開2000−250319、或いは特開
2000−56573参照）。しかし、現像剤以外にプリウェッ
ト液を必要とするために、見かけ上画像支持体上での固
形分比率が小さくなるため、キャリア除去機構を配置し
ても十分なキャリア液を取り除くことができず、そのた
めそれを補うためにキャリア除去機構を複数並べるな
ど、構造が複雑化していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】プリウェット処理を必
要としなければ、画像支持体からの転写前における液体
トナーの固形分比率をある程度は大きくすることが可能
であり、これによって、ニツプ出口のトナーの破壊分離
による画像乱れを防ぐことができる。また、同時に印刷
媒体への転写、定着において不揮発性キャリア液による
媒体の漏れ、定着不良を防ぐことができる。

【０００７】本発明は、係る観点に基づき、不揮発性を
示す高粘度の液体トナーを用いた電子写真装置におい
て、転写部での画像乱れや定着部での溶融不良を改善す
るために、画像支持体上の固形分比率を小さくしてしま
うプリウェット液を必要とせず、かつ、その上で転写部
におけるトナー固形分比率をトナー粒子が電気泳動可能
な状態で、できるだけ大きくすることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の液体トナーを用
いる電子写真装置は、トナー粒子を含むキャリア液から
成る不揮発性を示す液体トナーを用いる。この液体トナ
ーは、層にして現像液担持体上に供給される。現像液担
持体上の液体トナー層は、現像バイアス電圧に基づき画
像支持体に転写することにより画像支持体上に形成され
た静電潜像を現像する。その際、現像液担持体上におい
て、液体トナー層に含まれるトナー粒子を凝集させるト
ナー凝集手段が備えられる。また、画像支持体上の現像
後の位置にキャリア液を除去しながらトナー粒子を再凝
集させるためのキャリア除去手段を備え、このキャリア
除去手段は、画像支持体に対して同速に接触させられ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、例示に基づき、本発明を説
明する。図１は、液体トナーを用いる電子写真装置を例
示する図である。本発明は、不揮発性を示す高粘度、高
濃度の液体トナーを用いる。例えば、キャリアとして不
揮発性のシリコーンオイルを用い、その粘度は10cSt〜2
00cStで、このシリコーンオイル中に樹脂と顔料からな
る平均粒径0.5〜3μｍ程度のトナー粒子が5〜30％程度
の比率、望ましくは10〜25％の比率で分散している不揮
発性液体トナーを用いる。

【００１０】画像支持体（感光ドラム３）には、図示し
たように現像液担持体（現像ローラ１）及びキャリアを
除去しトナーを凝集するキャリア除去手段（キャリア除
去ローラ９）が当接する外に、この感光ドラム３を帯電
させるための帯電器（図示省略）、露光ユニット（図示
省略）等が備えられる。感光ドラム３は図示しない帯電
器によって帯電され、図示しない露光機構によって、選
択的に画像部の電位を帯電電位から露光電位に変化させ
られる。これによって、感光ドラム３上には、静電潜像
が形成される。また、感光ドラム３とトナーの組み合わ
せ次第では選択的に非画像部を露光することもできる。

【００１１】一方現像ローラ１上には、トナー層がトナ
ー供給機構（トナー供給ローラ１４）によって形成され
る。そして、このトナー層内のトナー粒子は、現像ロー
ラ１に印加された現像バイアス電圧Ｖdと感光ドラム３
上の露光電位との間の電位差によって、現像ローラ１か
ら感光ドラム３上に転写される。これによって、感光ド
ラム３上の静電潜像が現像されたことになる。現像後に
現像ローラ上に残っているトナーは、ブレード１２によ
り回収される。

【００１２】感光ドラム３に付着されたトナー画像は、
それに当接する中間転写体（図示省略）にバイアス電圧
を印加することにより転写される。中間転写体上に転写
されたトナー画像は、その後印刷媒体に転写され、かつ
定着されることになる。或いは、感光ドラム３から直接
印刷媒体へ転写されることもある。また、図示しないそ
の他の現像ユニットを複数並べることでカラー画像を実
現することができる。

【００１３】図示の構成は、現像ローラ１上の液体トナ
ーを凝集させるトナー凝集手段として、バイアス電圧Ｖ
bを印加した導電性ブレード（或いはフィルム）２を有
している。この導電性のブレードは、適度な弾性を有し
ている、例えば導電性ゴム材により構成されて、前述し
たような高粘性の液体トナーを、所定量通過させるのに
十分な圧力で、ブレード端面が現像ローラに対して、図
示したように順方向に接触させられる。

【００１４】導電性ブレードには、現像バイアス電圧Ｖ
dを超える電圧Ｖb、例えば、現像ローラ１に印加されて
いる＋５００Ｖの現像バイアス電圧Ｖdに対して、＋１
０００Ｖのバイアス電圧Ｖbを印加することができる。
このバイアス電圧Ｖbによって、バイアス印加後の現像
ローラ上においては、トナー粒子が現像ローラ表面近
く、即ちトナー層の下層側に移動し、その結果として、
キャリア液が、トナー層の表面側に移動することにな
る。言い換えると、現像ローラ上のトナー層表面側にお
いては、液体トナーに含まれているトナー粒子が疎にな
る状態が形成される。このような現像ローラ上のトナー
層が、感光ドラム３に接触して現像するときに、感光ド
ラム３上に直接接触することになるのは、現像ローラ１
上のトナー層の表面側のトナー粒子が疎のキャリア液で
ある。

【００１５】このようなトナー凝集手段によって、現像
ローラ上のトナー層の下層側のトナー粒子層と、上層側
のキャリア層に分離して、非画像部のノイズを低減する
ことができる。これによって、感光ドラム３上において
は、液体トナー固形分比率を大きくすることはできる
が、定着におけるトナー層の溶融に与える影響や、転写
時のニツプ出口でのトナー層の破壊分離に対しては、依
然液体トナーの固形分比率は低い。

【００１６】そこで、本発明では、現像された後の感光
ドラム上のトナー粒子を再凝集させ、同時に過剰なキャ
リア液を除去する、キャリア除去手段を感光ドラム上に
備え、液体トナーの固形分比率をさらに大きくする。

【００１７】そのため、感光ドラム３上の現像後の位置
において、キャリア液を除去しながらトナー粒子を再凝
集させるためのキャリア除去手段（キャリア除去ローラ
９）を有している。キャリア除去手段は、抵抗値が中抵
抗（10⁶Ω以上）で、硬度がJIS A30°〜60°の、フィル
ムを被覆したスポンジやゴム等を用いた弾性ローラを、
感光ドラム３に対して表面速度を同方向、同速度で接触
させる構成とすることができる。同方向、同速度で回転
することにより、画像を乱さずに液体トナーの外層部の
キャリア液を取り除くことができる。キャリア除去ロー
ラ９上に取り除かれたキャリア液は、さらにブレード１
３により回収される。

【００１８】そして、トナー粒子を再凝集させるため
に、キャリア除去手段には、現像バイアスVdと同等、も
しくはそれ以上のバイアスVcr、例えば２kVを印加す
る。これによって、キャリア液内にあるトナー粒子は、
感光ドラム面側で再凝集され、またその外層にはキャリ
ア液のみが存在し、そのキャリア液をそのローラの回転
により除去する。

【００１９】バイアスを印加してトナーを再擬集するこ
とにより、キャリア除去ローラによるトナー粒子の巻き
上がりを防ぐだけではなく、転写時において画像細線部
でも転写効率を向上させ、破壊分離によるリビュレッツ
もより抑制される。

【００２０】このように、キャリア除去手段を用いるこ
とにより、感光ドラム３上の液体トナー固形分比率を大
きくすることができるが、ただし、感光ドラム３上の液
体トナー固形分比率をあまり大きくしすぎると、電気泳
動が不完全となり、転写効率が悪くなるため注意が必要
である。好ましくは転写前部で60％以下が好ましい。

【００２１】図２は、図１に例示した液体トナーを用い
る電子写真装置とは別の例を示す図である。図示の装置
において、キャリア除去手段として、導電性のベルト１
０を有している。ベルト１０の弾性により、感光ドラム
３に対して弱付圧で、ベルト１０の腹部（ベルトを支持
するローラとローラの間の部分）で接触させる。そし
て、前述の例と同様にバイアス電圧Ｖcrが印加される。

【００２２】図３は、本発明のさらに別の電子写真装置
の例を示す図である。図示の例において、現像ローラ１
上のトナー凝集手段として、図１及び図２に例示したよ
うな導電性ブレードに代えて、導電性ローラ１１が用い
られる。この導電性ローラ１１にも同様に、現像バイア
スＶdを超えるバイアスＶbが印加されると共に、現像ロ
ーラ１に対して接触回転させられる。また、その回転方
向は、現像ローラ１に対して逆回転（接触する両表面が
逆方向に移動する方向の回転）させることもできる。こ
のような逆回転により、ニップ出口でのリブレットが低
下する。

【００２３】図４は、トナーリサイクルを説明するため
の図である。キャリア除去ローラ９からブレード１３を
介して回収したキャリア液は、光学式濃度計などを備え
た液体トナーリサイクル装置に戻される。液体トナーリ
サイクル装置は、現像ローラ１からブレード１２を介し
て回収した使用済みの液体トナーの濃度に応じて、高濃
度液体トナー或いは希釈キャリア液、若しくはその両方
を混合することにより所定濃度の液体トナーを再生して
いるが、キャリア除去ローラ９から回収したキャリア液
は、希釈用オイルの一部として再利用することができ
る。これにより希釈キャリア液や廃液を少量に抑えるこ
とができる。

【００２４】図５は、本発明の電子写真装置のさらに別
の例を示す図である。例示の構成は、図１に例示した構
成に加えて、それと同様に構成しかつバイアスを印加し
たキャリア除去ローラ９を、中間転写体７上にも備えて
いる。このキャリア除去ローラ９は、中間転写体７上で
感光ドラム３からの転写後で印刷媒体への転写位置より
も前に配置される。これにより、仮に中間転写体上にも
過剰のキャリア液がある場合に更なるキャリア除去を行
い、用紙への転写や定着による画像乱れを防ぎ、定着に
おけるトナー溶融を容易にさせることができる。

【００２５】

【実施例】図１に例示した構成において、固形分比率1
2.5％の液体トナーを使用して実験を行った。まず、現
像ローラ１上においてトナー凝集手段を用いることな
く、プリウェット手段を有さない図示の構成により現像
を行うと、非画像部にかぶりと呼ばれる地汚れが顕著化
する。しかし、前述したようにプリウェット手段を用い
ると感光ドラム３上の見かけのトナー固形分比率が小さ
くなってしまい、感光ドラム３から中間転写体７や用紙
への転写の際に、ニツプ出口でのトナー層破壊分離によ
り画像が乱れてしまう。

【００２６】そこで、次に、現像ローラ１上にトナー凝
集装置を備えて実験した。帯電したトナーは現像ローラ
１の表面側（トナー下層側）に移動するため、液体トナ
ーがトナー粒子層とキャリア層の２層になり、このキャ
リア層が従来技術のプリウェット液と同等の役割を果た
し、非画像部でのトナー粒子と感光ドラムの接触を防ぎ
ノイズを低減することができた。

【００２７】この２層の状態で現像を行うと、トナー凝
集手段によりトナー粒子が凝集しているために、画像部
では、ほぼ100％のトナー粒子が感光ドラム３へ現像さ
れる。対照的にトナー凝集手段を使用しない場合には、
現像バイアスにも依るが現像効率は75％にとどまる。現
像効率の差は、感光ドラム３上の液体トナーの固形分比
率に影響する。当然、プリウェット液を使用しないた
め、現像効率が高いほど、感光ドラム上の固形分比率が
高い。実験によると、トナー凝集手段を使用すると、固
形分比率12.5％の液体トナーが、現像後の感光ドラム３
上では23％と大きくなった。

【００２８】しかし、この固形分比率はまだ十分に高い
とはいえず、これを、感光ドラム上にキャリア除去手段
を用いることにより、電気泳動が不完全とならない60％
以下の所定比率にまで高めることが可能になった。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、現像液担持体上において、液
体トナー層に含まれるトナー粒子を凝集させるトナー凝
集手段を備え、また、画像支持体上の現像後の位置にキ
ャリア液を除去しながらトナー粒子を再凝集させるため
のキャリア除去手段を備えることにより、画像支持体上
の固形分比率を小さくしてしまうプリウェット液を必要
とせずに、転写部におけるトナー固形分比率をトナー粒
子が電気泳動可能な状態でできるだけ大きくすることが
可能になり、これによって、転写部での画像乱れや定着
部での溶融不良を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】液体トナーを用いる電子写真装置を例示する図
である。

【図２】図１に例示した液体トナーを用いる電子写真装
置とは別の第２の例を示す図である。

【図３】本発明のさらに別の電子写真装置の第３の例を
示す図である。

【図４】トナーリサイクルを説明するための図である。

【図５】本発明の電子写真装置のさらに別の第４の例を
示す図である。

【符号の説明】

１現像ローラ２導電性ブレード（或いはフィルム）３感光ドラム７中間転写体９キャリア除去ローラ１０ベルト１１導電性ローラ１２，１３ブレード１４トナー供給ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者寺嶋一志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)発明者野崎達夫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)発明者山作則博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)発明者山口栄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Ｆターム(参考） 2H074 AA03 AA41 BB41 BB43 BB50 BB54 BB58 BB72 CC28 2H200 GA23 GA43 GA52 GA56 JC02 JC12 LB02 LB03 LB08 LB09 LB13 LB15 LB17 LB33 LB35 LB36 LB37 LB38 MA03 MA04 MB06 MC02 NA02 NA09 3J103 AA02 AA51 BA41 FA18 GA02 GA52 GA57 GA58 GA60 HA03 HA12 HA53

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー粒子を含むキャリア液から成る不
揮発性を示す液体トナーを層にして現像液担持体上に供
給し、かつ該現像液担持体上のこの液体トナー層を現像
バイアス電圧に基づき画像支持体に転写することにより
画像支持体上に形成された静電潜像を現像する電子写真
装置において、前記現像液担持体上の液体トナー層に含まれるトナー粒
子を凝集させるトナー凝集手段と、前記画像支持体上の現像後の位置においてキャリア液を
除去しながらトナー粒子を再凝集させるためのキャリア
除去手段とを備え、前記キャリア除去手段は、画像支持体に対して同速に接
触させることから成る液体トナーを用いる電子写真装
置。
【請求項２】前記キャリア除去手段として、抵抗値が
10⁶Ω以上で硬度がJIS A30°〜60°のフィルムを被覆し
たスポンジやゴム等を用いた弾性ローラを用いて構成し
た請求項１に記載の液体トナーを用いる電子写真装置。
【請求項３】前記キャリア除去手段は、導電性のベル
ト構造を有している請求項１に記載の液体トナーを用い
る電子写真装置。
【請求項４】前記キャリア除去手段には、現像バイア
ス電圧と同等、もしくはそれ以上のバイアス電圧が印加
される請求項１〜３のいずれかに記載の液体トナーを用
いる電子写真装置。
【請求項５】前記トナー凝集手段として、導電性のブ
レード或いはフィルムを前記現像担持体に接触させ、現
像バイアス電圧を超えるバイアス電圧を印加した請求項
１に記載の液体トナーを用いる電子写真装置。
【請求項６】前記トナー凝集手段として、導電性ロー
ラを前記現像担持体に接触回転させ、現像バイアス電圧
を超えるバイアス電圧を印加する請求項１に記載の液体
トナーを用いる電子写真装置。
【請求項７】前記キャリア除去手段において回収した
キャリア液を、トナーリサイクル装置に希釈用オイルと
して再利用する請求項１に記載の液体トナーを用いる電
子写真装置。
【請求項８】さらに中間転写体を備え、かつ該中間転
写体上に、前記キャリア除去手段と同様構成の別のキャ
リア除去手段を、画像支持体からの転写後で印刷媒体へ
の転写位置よりも前に配置した請求項１に記載の液体ト
ナーを用いる電子写真装置。