JP2828704B2 - 湿式現像のカラー画像形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真法によるカラー画像形成に関し、
更に詳しくは、各色液体現像剤による顕像を重ね転写す
る湿式現像のカラー画像形成方法に関する。

〔従来の技術〕

電子写真によるカラー画像の形成法としては、色分解
情報にもとずいて形成された静電潜像に対しても乾式現
像剤を適用する乾式カラー電子写真法と、液体現像剤を
適用する湿式カラー電子写真法とがあるが、後者の湿式
法は乾式法に比べ、トナー粒経が極めて小さい（乾式約
10μm,湿式約１μｍ以下）ため解像力，トナー透明性な
どに優れ、高品質なカラー画像を得ることができる。

しかし、この高精細トナー像が得られるのは感光体上
に直接画像を形成する場合の話であって、湿式トナー像
を転写紙上に忠実に転写するには困難を伴なう。そこで
米国特許第4,600,699号明細書に提示のカラー画像形成
法では、表面に熱可塑性誘電体層を設けた感光体上に直
接フルカラートナー像を得て乾燥した後、これに転写紙
を重ねて熱圧ロールを通過することで熱可塑性誘電体層
ごと転写する。すなわち、表面に離型層を介して熱可塑
性誘電体層を設けた感光体上に〔帯電→露光→現像→乾
燥〕を１サイクルとしてこれを多色現像液について繰り
返し、最終的に感光体上にフルカラーの乾燥された湿式
トナー像を得て、これに転写紙を重ねて熱圧ロールを通
すことで、離型層部分から剥離して熱可塑性誘電体層ご
と転写してカラー像を得る。

また他の方法として特開昭61−205954号公報に、表面
剥型性感光体上に直接フルカラートナー像を得て乾燥し
た後、このトナー像上又は転写紙上に樹脂液を塗布し
て、この樹脂の粘着力でトナー像を転写する方法があ
る。すなわち、エレクトログラフィ多色トナー像離型性
表面を有する感光体上に〔帯電→露光→現像→乾燥〕の
サイクルを多色現像液について繰り返し、感光体上にフ
ルカラーの乾燥された湿式トナー像を得て、これに樹脂
剤を塗布した転写紙を重ねるか、または、樹脂液を塗布
した転写紙を重ねることによって離型性表面から剥離転
写して、トナー像を転写紙上樹脂層中に封入する。

前記米国特許第4,600,669号明細書に提示のカラー画
像形成方法では、感光体が繰返し使用不可能で１回ごと
消耗するという欠点を有している。前記特開昭61−2059
54号公報のカラー画像形成法は、感光体の繰り返し使用
は可能であるが、現像剤以外に転写用の樹脂液を使うた
め、装置の複雑化や樹脂液のべたつきなどその操作性や
機器保守に多くの問題点がある。

米国特許第4,547,061号明細書には、〔潜像形成→現
像→転写紙プリウェット→転写→乾燥〕のサイクルを３
〜４色のカラー記録のそれぞれについて繰返すフルカラ
ー記録方法が開示されているが、１色ごとにプリウェッ
トし、それを乾燥するため、溶剤消費量が多く、また乾
燥によって転写紙に寸法変化を招き色ずれを生じ易いこ
と、各色トナーが相溶しないため乾式トナーの場合と同
様に色再現性が乏しいこと、更に、定着及び色再現性改
良のために樹脂液のオーバコートを要するなど、画質及
び装置の複雑化などに難点がある。

そこで、感光体上に色分解情報にもとづいて形成され
た静電潜像を各々補色のカラー液体現像剤で現像し、余
剰現像剤を除去後このトナー像を転写紙上へ順次重ね転
写してカラー画像を得る湿式現像のカラー画像形成方法
が提案されている。そのトナー像の転写原理は、現像で
の場合と同様に転写（又は現像）電界によって液体キャ
リア中をトナー粒子が電気泳動することで成されること
から、転写時には感光体と転写紙との間が適度なキャリ
ア液で満されている必要があり、これが不足の場合は、
部分的な転写ぬけや像乱れを生じ、また過多の場合に
は、転写紙に転写されて排出する現像液量が多く不経済
ばかりでなく、転写時に受ける静電的及び機械的圧力に
よってトナー像の潰れ，流れ，にじみ等、画質劣化を招
く。したがって湿式法で湿ったままのトナー像を転写す
るためには感光体上の余剰現像液を除去し、現像液消費
量を最少限にとどめて、しかも画質劣化を招かないよう
最適化をはかる必要がある。特にトナー像を重ね転写し
てカラー像を得る場合には、第１色目は最適化できて
も、第２色目以降の転写像の画質劣化は免れず高品質な
カラー像を得るのが困難であった。

これは、転写紙表面の現像液での濡れ度合の差に起因
し、第１色目の転写時は転写紙は、未だ現像液によって
濡らされていないのに対し、第２色目以降では、前のサ
イクルで転写された現像液が残存しており、これが第２
色目以降の転写に対して、現像液過多の状態を作り画質
劣化を招く。

そこで、転写紙上に転写する現像液量は感光体上のそ
れに依存するのでこれを制御するためのリバースローラ
を用いることを本発明者等が提案した（特開昭63−2577
72号公報）。感光体とリバースローラの間のギャップに
より第３図に示すように転写紙への現像液の付着量が変
わり、また、リバースローラの回転速度によっても第４
図に示すように転写紙への現像液の付着量が変わるの
で、第１色目とそれ以降のバランスをとるために、第１
色目を比較的多く、第２色目以降を極力絞るように、リ
バースローラによって転写紙への各現像液の付着量を調
整して、第１色の転写ぬけや像乱れを防止しかつ第２色
以下の現像液過多による画質劣化を防止する。

〔発明が解決しようとする課題〕

感光体とリバースローラのギャップは極く小さいの
で、その調整機構は非常に高精度な調整を行なうものと
なり、機構コストが高くなると共に調整作業に労力がか
かる。

本発明は、転写用樹脂液の不要な液体現像によるトナ
ー像を忠実に転写紙に転写する方法の改良に係り、感光
体上に高精細に形成されたトナー像を画質劣化を招くこ
となく忠実に転写紙に転写することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、感光体上に色分解情報にもとずいて形成さ
れた静電潜像を各々補色のカラー液体現像剤で現像し、
余剰現像剤を除去後このトナー像を転写紙上へ順次重ね
転写してカラー画像を得る湿式現像のカラー画像形成方
法において、少なくとも転写紙に第１番に転写する顕像
を与えるカラー液体現像剤のキャリア液にその表面張力
を減ずる液体を含み、トナー像転写に先立って、静電潜
像の形成なしに感光体表面をそのカラー液体現像剤で濡
らし、更に、コロナ放電を施した後にこれを転写紙に移
して転写紙を濡らすことを特徴とする。

転写紙をプリウェットする方法としては、表面張力を
減ずる液体例えばシリコーンオイルで予め転写紙を濡ら
して転写部に給紙する方法があるが、カラー現像剤とは
別にプリウェット液用容器および塗布器を要すこと、プ
リウェット量の調整及び濡れた転写紙の搬送が困難など
の問題があるので、本発明の好ましい実施例では、プリ
ウェット液をトナー粒子を含む現像液で兼用し、またプ
リウェット液の転写紙への供給を、感光体を介して行
う。

この現像液を用いて感光体を介してプリウェットする
具体的方法としては、作像系が正規現像か反転現像かに
よって若干異なる。例えば、 （Ａ）正規現像系では感光体を除電器で完全に除電後、
帯電及び画像露光せずにキャリア液としてシリコーンオ
イルを含む現像剤で、現像電極をアース又は逆バイアス
印加状態で作動させて、感光体上へのトナー粒子の付着
を防止しつついわゆる「空現像」を行い、リバースロー
ラにて感光体上キャリア液残量を調節した後、コロナ放
電を施しそして転写部において転写電界を印加して感光
体と転写紙の密着性を維持して感光体上キャリア液膜を
転写紙に均一転写してプリウェットする。

（Ｂ）反転現像系では、感光体上に一様帯電を施し画像
露光なしでシリコーンオイルを含有する現像剤で、
（Ａ）と同様にトナー粒子泳動を起さない現像条件にて
「空現像」しリバースローラにて感光体上キャリア液量
を調整後、コロナ放電を施しそして転写紙に均一転写し
てプリウェットする。

〔作用〕

従来の現像剤用キャリア液体の表面張力は、常温にて
20〜25dyne/cmの値を示し、もともと低表面張力で転写
紙などを濡らし易い性質を有しているが、表面張力を減
ずる液体例えば、シリコーンオイルは約15dyne/cmと低
く、更に濡らし易い特性を示す。また、感光体表面の現
像液の表面張力は帯電することによって尚更低下するこ
とが知られている（例えば実開昭63−168461号公報）。
この場合、表面張力ｒは表面電位V,表面電荷Ｑおよび表
面積ｓとの間に、dr/dV＝−dQ/dsの関係があり、感光体
10をコンデンサモデルで模擬し、その容量をＣとする
と、Ｑ＝CVであるので、これを上式に代入して積分する
と、ｒ＝r₀−（1/2）・CV²となって、帯電によって表面
張力の低下を示す。

したがって、本願の発明のように現像液に表面張力を
減ずる液体例えば、シリコーンオイルをキャリア液の一
部として含有し、これによってプリウェットすることで
感光体上に薄い液膜を形成し、これをコロナ放電によっ
て帯電をすることにより更に表面張力が低下する現象に
よって、感光体上の薄い液膜は極めて均一に転写紙を濡
らしてプリウェットが容易になった。

また、シリコーンオイルも含有しない現像剤を用いた
り、転写前にコロナ放電処理を施さない、従来法におい
ては、第１色目とそれ以降のバランスをとるために、第
１色目を比較的多く、第２色目以降を極力絞り除去する
方法がとられていたが、本発明によると、プリウェット
された転写紙は、第１色目からトナー像の転写特性を促
すため第１色目の現像時から感光体上のキャリア液を最
小限にとどめても、忠実な転写像を得ることが可能とな
り、第１色目とそれ以降の感光体／リバースローラのギ
ャップ，リバースローラの回転数等の条件を変える必要
も解消できる。

現像液への表面張力を減ずる液体例えば、シリコーン
オイルの含有方法としては、各色均等に適用可能である
が、第１色目に含有させるだけで顕著な効果が認められ
る。これは第１色目に適用することで、転写紙に転写し
た現像液（キャリア）が第２色目以降についても低表面
張力特性を保持するためと考えられ、経済的にも有効で
ある。

適用できるシリコーンオイルの例としては、ジメチル
シリコーン（KF−96L 0.65cs,1cs,2cs,5cs:信越シリコ
ーン社製），フェニルメチルシリコーン（KF−56,KF−5
8:信越シリコーン社製），環状ジメチルポリシロキサン
（KF−994,KF−995:信越シリコーン社製）などが好適
で、これらをキャリア液として単独又は混合して現像液
に含有し、その含有量はキャリア液に対し５％以上好ま
しくは、10〜60％の範囲である。

また、感光体上の余剰現像液除去後に施すコロナ放電
処理は、トナー電荷と同極性の直流又はこの直流を重畳
した交流によるコロナ放電であってセレン系やａ−Si系
のように正帯電性感光体の正規現像像に対しては負極性
を含むコロナを、反転現像像に対しては正極性を含むコ
ロナを、またOPCのような負帯電感光体に対しては上記
セレンやａ−Siとは逆の関係の極性のコロナを用い、そ
の絶対値は10V以上、好ましくは20〜1000Vの範囲が好適
である。

本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下
の実施例の説明より明らかになろう。

〔実施例〕

第１図は、本発明を実施するカラー画像形成装置の一
例の主要部を示し、図中符号10はドラム状感光体で矢印
AR1方向に回転駆動される。感光体10のまわりにはチャ
ージャ12,現像ユニット14,コロナ帯電ユニット16,転写
ドラム18,除電器20,クリーニングユニット24が図のよう
に配置されている。画像露光は露光々Ｌによって、チャ
ージャ12と現像ユニット14の間で行われ、この画像露光
は、原稿画像の光学的な投影によって行っても良いが、
LEDアレイ,LCSアレイ,LDなどを用いた公知の光点走査書
き込みユニットによって行われる。

現像ユニット14は、４つの現像器14Y,14M,14C,14Bを
もち、これら４つの現像器は、それぞれイエロー，マゼ
ンタ，シアンおよび黒の現像液によって静電潜像の現像
を行う。これら現像器の働きを現像装置14Mを例にとっ
て説明するが、他の現像装置も全く同様に作用するもの
である。

第２図に示すように、現像装置14Mは、ポンプ141,ノ
ズル142,現像ローラ143,スクイズ用リバースローラ144
を有しており、現像に際しては、ポンプ141により現像
液145を吸い上げ、ノズル142を通して、現像ローラ143
の周面に均一に供給する。現像ローラ143は、感光体10
と同じ方向（回転方向は逆）に移動しつつ、供給された
現像液を、静電潜像に付着させて現像に供する。現像後
の感光体上の余剰現像液は、スクイズ用リバースローラ
144を感光体とは逆の方向（回転方向は同じ）に高速移
動することで除去される。

このように余剰現像液を除去された感光体は、転写前
にコロナ帯電ユニット16によってトナー電荷と同極性に
帯電処理されて、その感光体上トナー像は、第１図の矢
印Ａのように搬送されて誘電性フィルムによる転写ドラ
ム18の外周面に保持された転写紙Ｓに転写される。この
転写ドラム18は、誘電フィルムの内周面に導電性ゴムを
有しており、この導電性ゴムに現像剤トナー電荷とは逆
極性のバイアス電圧を印加することによって感光体上の
トナー像が転写紙Ｓに転写される。

転写後の感光体10は、除電器20により除電されるクリ
ーニングユニット24によってクリーニングされて次のサ
イクルに供される。

第２色目以降のサイクルを同様に繰り返すことによっ
てフルカラーのトナー像が転写された転写紙Ｓは、分離
詰19により転写ドラム18から分離され第１図に示す矢印
Ｂ方向に搬送されて定着装置（図示せず）に送られる。

次に、第１図に基づいて本発明の湿式カラー電子写真
法の実施例を説明する。

感光体10を矢印AR1方向に回転しつつチャージャ12に
よって感光体表面に−670Vの帯電を付与し、画像露光は
行わずに、現像器14Yを現像バイアス0Vにて動作させて
空現像を行い、リバースローラによって感光体ドラム10
表面のキャリア液膜を調整後、コロナ放電処理を施し、
転写紙Ｓ上にバイアス転写により転写した（プリウェッ
ト）。この場合現像器14Yの現像液のキャリア液として
は、石油系炭化水素（アイソパーH,粘度1.7cs,表面張力
22.6dyne/cm:エクソン社製）とジメチルシリコーンオイ
ル（KF−96L 1.5,粘度1.5cs,表面張力15.9dyne/cm:信越
シリコーン社製）との１対１の混合物を用い、これに樹
脂を含むトナーを分散した現像液を供給した。リバース
ローラ（144対応のもの）は感光体ドラム10に対して４
μｍのギャップとし、その回転数は150rpmとした。また
プリウェット液の転写条件としては、転写バイアスが＋
1.4KVで、転写紙Ｓ上に付着したプリウェット液量は40m
g/A4であった。

次いで、感光体ドラム10を、チャージャ12とは逆極性
の直流を重畳した交流チャージャ除電器20による除電
後、クリーニングユニット24によって僅かに残留するキ
ャリア液をクリーニングして画像形成に移った。すなわ
ち、感光体ドラム10を矢印AR1方向に回転しつつチャー
ジャ12によって感光体表面に−670Vの帯電を付与し、次
いで、イエロートナー用潜像を書き込み形成し、得られ
た静電潜像を現像器14Yによって現像バイアス−450Vで
現像して、リバースローラ（144対応のもの）によって
余剰現像液を除去後、転写前コロナ帯電ユニット16によ
って感光体ドラム10の表面電位として−670Vになる条件
にて帯電し、このイエロートナー像を、先にプリウェッ
トした転写紙Ｓ上に＋1.6KVでバイアス転写した。プリ
ウェット時と同じくリバースローラギャップ40μm,その
回転数150rpmであり、転写紙Ｓ上へのキャリア液付着量
も40mg/A4なる条件であった。

続いて、感光体10をチャージャ12とは逆の正極性の直
流電圧を重畳した交流コロナチャージャ除電器20によっ
て除電後クリーニングして、次のサイクルに移った。

上記イエロートナー像形成と同様に感光体に−670Vの
帯電を行ない書き込み装置によってマゼンタ用静電潜像
を形成後、現像器14Mを作動させて、現像及び転写を行
った。このマゼンタトナー像形成の場合、現像器14Mの
現像液のキャリア液は石油系炭化水素（アイソパーＨ）
のみとし、リバースローラのギャップはイエロー現像の
場合と全く同じで、マゼンタ現像液単色で転写バイアス
＋1.8KVで、転写紙Ｓへのキャリア液付着量は40mg/A4と
なる条件で行った。

除電及びクリーニングに続いてシアン用静電潜像を形
成し、マゼンタの場合と同様な、アイソパーＨのみのキ
ャリア液から成るシアン現像液で現像し、リバースロー
ラ条件も全く同じにして、転写バイアス＋2.0KVで、キ
ャリア液付着量は、40mg/A4なる条件で行った。

更に同様にして黒トナー現像し、転写バイアス＋2.2K
Vにて転写を行った後に、４色のトナー像を転写した転
写紙Ｓを分離爪19によって分離してとり出して見たとこ
ろ、転写ぬけや、画像潰れなどの画質劣化が全くなく、
感光体上トナー像が忠実に転写された高濃度で高精細な
カラー像が得られた。

比較のために、第１色目のイエロー現像剤用キャリア
液をアイソパーＨのみにし、かつ第１色目の転写前コロ
ナ処理をなしにした以外、他の条件を全く同一にして、
上記と同様なサイクルを繰り返してカラー像を作成した
ところ、転写ぬけや、画像潰れなどが点在して見苦しい
と同時に相対的に濃度が低い画像となった。

もう１つの比較として、第１色目のイエロー現像用キ
ャリア液をアイソパーＨのみにした以外、他の条件を全
く同一にして第１色目の転写前コロナ処理を施して、上
記と同様なサイクルを繰り返してカラー像を作成したと
ころ、イエロートナー像の転写不良によると考えられ
る、むらが点在するカラー画像であった。

〔発明の効果〕

以上のように、少なくとも転写紙に第１番目に転写す
る顕像を与えるカラー液体現像剤のキャリア液にその表
面張力を減ずる液体を含み、トナー像転写に先立って、
静電潜像の形成なしに感光体表面をそのカラー液体現像
剤で濡らし、更に、コロナ放電を施した後にこれを転写
紙に移して転写紙を濡らすことによって、 （１）プリウェット液の低表面張力が、更に低下して、
転写紙の濡れ特性を改良するために、第１色目から転写
紙へのキャリア液体成分の転写が容易である。

（２）表面張力を減ずる液体が、第１色目のみならず第
２色目以降の転写に際しても良好な転写性を維持するた
め、多数回トナーを転写するカラー画像形成に有効であ
る。

（３）表面張力を減ずる液体を含むキャリア液は、極め
て濡れ易いため、感光体上のこの液膜は極めて少量でも
転写紙に均一液膜として転移し易い。

（４）（３）と同様に、キャリア液の転写時及びトナー
像転写時に消費するキャリア液量が微量で、しかも良好
な転写像が得られることから、経済的な効果がある。

（５）従来のように第１色目と第２色目以降の感光体上
現像液量を変える必要がなく、リバースローラギャップ
および又はリバースローラ回転数など部品及び制御等の
共通化がはかれ、簡便化及びコストダウンに寄与でき
る。

（６）トナー像の転写に先立って転写紙へ転移するキャ
リア液体を、現像液と兼用で使うため、別の容器あるい
は装置が不要となり、装置の簡素化，低コスト化がはか
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施する装置構成の一例を示すブロ
ック図であり、第２図は、第１図に示す現像ユニット14
の一部の詳細を示す拡大ブロック図である。 第３図は、第２図に示す感光体10とリバースローラ144
の間のギャップと、転写紙に与えられる現像液の量の関
係を示すグラフ、第４図はリバースローラ144の回転速
度と現像液の量の関係を示すグラフである。 10:感光体、12:帯電器 14:現像ユニット、14Y〜14B:各色現像器 16:コロナ帯電ユニット、18:転写ドラム 19:分離爪、20:除電器 24:クリーニングユニット、S:転写紙 L:潜像形成用の露光、141:ポンプ 142:ノズル、143:現像ローラ 144:リバースローラ、145:現像液

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山中 美枝 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 昭63−257778（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−31824（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 13/10 G03G 15/10 - 15/10 117 G03G 13/01 G03G 15/01 - 15/01 117

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体上に色分解情報にもとずいて形成さ
   れた静電潜像を各々補色のカラー液体現像剤で現像し、
   余剰現像剤を除去後このトナー像を転写紙上へ順次重ね
   転写してカラー画像を得る湿式現像のカラー画像形成方
   法において、 少なくとも転写紙に第１番に転写する顕像を与えるカラ
   ー液体現像剤のキャリア液にその表面張力を減ずる液体
   を含み、トナー像転写に先立って、静電潜像の形成なし
   に感光体表面をそのカラー液体現像剤で濡らし、更に、
   コロナ放電を施した後にこれを転写紙に移して転写紙を
   濡らすことを特徴とする湿式現像のカラー画像形成方
   法。
2. 【請求項２】カラー液体現像剤の表面張力を減ずる液体
   はシリコーンオイルである前記特許請求の範囲第（１）
   項記載の、湿式現像のカラー画像形成方法。