JP3380051B2 - 湿式画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミ
リ、プリンターなどの湿式画像形成装置に係り、詳しく
は、電子写真プロセスなどにより潜像が形成された潜像
担持体の表面に、現像装置により液体現像剤を供給して
該潜像を顕像化した後に、現像を転写材に転写する湿式
画像形成装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】一般に、電子写真プロセスを用いた湿式
画像形成装置としては、潜像担持体に感光体を用いるも
のが知られている。しかし、感光体には温度が低くなる
ことにより、残留電位が上昇するなど、特性値が変化す
るものがある。この変化が出力画像に大きく影響するた
め、その対策として、感光体の温度が低いときには必要
最低温度以上になるように加熱するなど、感光体の温度
制御装置に関する発明が多数出願されている。 【０００３】また温度により感光体の特性が変化してい
るのを前提として変化後の感光体特性においても良好な
画像を形成し得るように、感光体の温度を検出し、検出
温度に基づいて画像形成の諸条件を調整する方法も提案
されている。更に、この感光体の温度を直接検出するの
に代え、感光体と接触して感光体とほぼ同一の温度にさ
れる現像液の温度を検出して、上記諸条件を調整するこ
とも提案されている（例えば、特開平１ー１６７７８０
号公報参照）。 【０００４】また、液体現像装置を用いて感光体などの
潜像担持体に形成した画像を転写材に転写して画像を得
る湿式画像形成装置では、転写に最低必要な量のキャリ
ア液を残して、余剰なキャリア液をスクイズすることが
行われている。余剰なキャリア液をスクイズする具体的
な方法としては、スクイズロ−ラやコロナ放電器などで
構成される余剰液除去手段を潜像担持体の表面に対して
所定間隔をとって対向配置し、スクイズロ−ラを潜像担
持体との対向領域において潜像担持体の方向と逆の方向
に回転させたり、スクイズロ−ラに所定のバイアス電圧
を印加したり、コロナ放電器によりトナ−と同極性のイ
オンを発生させて該イオンを潜像担持体へ照射したりす
る方法が知られている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】ところが、感光体の特
性が変化しないかあるいは変化した特性に応じて画像形
成条件を調整したとしても、機内温度により画像品質が
低下するという不具合が発生するという問題点を発見し
た。 【０００６】そこで、原因を鋭意検討したところ、上記
スクイズ後にも潜像担持体の表面に付着したまま転写領
域に搬送される現像液の膜厚が、現像液の温度によって
異なることに起因していることが判った。具体的には温
度が高くなるほど転写領域に搬送される現像液の膜厚が
薄くなり、転写不良による画像濃度の低下が生じた。こ
れは現像液の膜厚の不足で、電気泳動による転写率が低
下したためと考えられる。逆に、温度が低くなるほど潜
像担持体上の現像液の膜厚が厚くなり、画像流れや画像
濃度の低下が生じた。これは現像液の膜厚が厚く現像液
の付着量が過剰で、潜像担持体上に形成されるトナ−像
を転写する際の電界強度が弱くなり、潜像担持体上のト
ナ−をキャリア中の電気泳動によって転写材に吸引する
力が弱くなるためと考えられる。 【０００７】また、上記湿式画像形成装置であって、転
写ベルトを用いて転写材を搬送しながら転写する転写装
置を有するものにおいては、感光体の特性が変化しない
かあるいは変化した特性に応じて画像形成条件を調整し
たとしても、機内温度が低いときに、転写材における搬
送方向先端の部分にトナー汚れが生じることがあり、機
内温度が低いほどトナー汚れの度合いが増すという問題
点を発見した。 【０００８】そこで、原因を鋭意検討したところ、前述
のように現像液の温度が比較的低いときに、比較的厚い
膜厚で多量に潜像担持体の表面に付着して転写領域に搬
送される現像液が、図４に示すように、転写ベルト４と
感光体ドラム１との接触部に現像液の溜り１９を形成
し、この現像液溜り１９に転写ベルト４上の転写材５が
進入する際にその先端部に現像液溜り１９の現像液が吸
収され、該先端部にトナ−汚れを生じさせていることが
判った。 【０００９】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、温度などの変化によ
り現像液の膜厚が変わっても、潜像担持体上のトナ−像
を転写材に良好に転写できる湿式画像形成装置を提供す
ることである。 【００１０】 【００１１】 【００１２】【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するた
め、 請求項１の湿式画像形成装置は、潜像が形成された
潜像担持体の表面に、現像装置により液体現像剤を供給
して該潜像を顕像化した後に、転写電界を用いる静電転
写方式の転写装置により該顕像を転写材に転写する湿式
画像形成装置において、該現像装置で現像に使用される
現像液の温度を測定する温度測定器と、実験で求められ
た温度と現像液膜の厚みとの関係及び現像液膜の厚み毎
の適正な転写電界を形成するため該転写装置に供給され
る転写電流又は転写電圧の関係、並びに、該温度測定器
の測定結果に基づいて該転写電流又は転写電圧を調整す
る制御手段とを設けたことを特徴とするものである。 【００１３】 【００１４】 【００１５】 【００１６】 【００１７】 【００１８】 【００１９】 【００２０】請求項１の湿式画像形成装置においては、
実験で求めておいた温度と現像液膜の厚みとの関係及び
現像液膜の厚み毎の適正な転写電界を形成するため該転
写装置に供給される転写電流又は転写電圧の関係、並び
に、該温度測定器の測定結果に基づいて該転写電流又は
転写電圧を調整する。 【００２１】 【００２２】 【００２３】 【００２４】 【００２５】 【００２６】 【実施例】 〔実施例１〕以下、本発明を湿式画像形成装置である電
子写真複写機（以下、複写機という）に適用した実施例
について説明する。図１は本実施例に係る複写機の概略
断面図である。まず本図を用いて複写機全体の概略につ
いて説明する。潜像担持体である感光体ドラム１は、複
写時には図示されていない駆動装置により一定速度で矢
印方向ａに回転駆動され、コロナ放電機からなる帯電チ
ャージャ２により均一に帯電された後、感光体ドラム１
上を図示されていない露光装置により画像信号に基づい
て変調されたレ−ザ−光３が走査し、原稿像が投影され
て、その露光光により静電潜像が形成され、図示しない
イレ−サにより作像領域外が除電される。感光体ドラム
１上の静電潜像は現像装置によりトナ−像として顕像化
され、このトナ−像は、図示されていない給紙装置から
送り込まれ、転写材搬送装置としての転写ベルト４に静
電的に吸着させて搬送した転写材としての転写紙５に、
転写チャージャ（転写チャ−ジャに代え、転写電極や転
写ロ−ラを用いてもよい）６からなる転写装置によって
転写される。感光体ドラム１は転写紙５の分離後に、ク
リ−ニング装置であるクリ−ニングユニット７により残
留トナ−が除去され、除電ランプからなる除電器８によ
り残留電位が除去されて、次の複写に備える。 【００２７】上記湿式現像装置は、感光体ドラム１の側
方に配置され、かつ、現像容器に回動自在に支持されて
いてそれぞれ矢印方向ｂ、ｃに駆動される現像ロ−ラ９
及びスクイズロ−ラ１０などを備えた現像器１１と、該
現像器で使用される現像液、具体的にはキャリア液中に
トナーが分散された現像液を収容する現像液タンク１２
とからなっている。現像器１１内の現像ロ−ラ９は感光
体ドラム１の表面と微小間隔を置いて対向するように位
置決めされている。現像ロ−ラ９は図示しない駆動装置
により矢印ｂのように感光体ドラム１と逆方向に、かつ
感光体ドラム１より速い周速で駆動され、上記スクイズ
ロ−ラ１０は図示しない駆動装置により矢印ｃのように
感光体ドラム１と同方向に、所定の周速で駆動される。
各ロ−ラには、それぞれの基端縁部を現像容器に固定さ
れたスクレ−パ−１３、１４の先端縁部がそれぞれ当接
させられている。そして、この現像器の現像ローラ９上
に、ポンプにより汲み上げられた現像液タンク１２から
の現像液が供給され、かつ現像に使用されなかった現像
液が現像器１１内から現像液タンク１２に回収されるこ
とにより、現像器１１と現像液タンク１２との間で現像
液が循環されている。 【００２８】現像容器内に供給された現像液は、図示し
ないバッファ−においてロ−ラ軸方向に振り分けられて
スクレ−パ−１３と現像ロ−ラ９とで形成される現像液
溜り部に滞留した後、現像ロ−ラ９の回転によって感光
体ドラム１表面に供給され、感光体ドラム１表面に形成
されている静電潜像を可視像化する。現像ロ−ラ９表面
に付着している現像液はスクレ−パ−１３によって掻き
落とされる。現像ロ−ラ９によって供給された現像液
は、液膜として感光体ドラム１表面に付着して転写位置
に向けて移動する。そして、スクイズロ−ラ１０によっ
て余剰の現像液が除去されて適当な厚さの液膜に制御さ
れた後に転写領域に搬送される。この感光体ドラム１上
の液膜はスクイズロ−ラ１０と感光体ドラム１とのギャ
ップなどの機械条件などにより変えることができる。な
お、本実施例では感光体ドラム１とスクイズロ−ラ１０
とのギャップは約６０μｍであり、感光体ドラム１は７
５mm/secの線速で回転している。 【００２９】なお、この複写機は、上記感光体ドラム１
上方には、該感光体ドラム１と同様に転写ベルト４の表
面に対向する図示を省略した感光体ドラムが複数配設さ
れ、各感光体ドラムの周囲には、上記感光体ドラム１と
同様に、クリ−ニングユニット、帯電チャージャ、露光
装置、イレーサ、現像装置、転写チャージャなどが配設
され、各現像装置には互いに異なる色の現像液が収容さ
れている。これにより、上記転写ベルト４による転写紙
搬送方向で最も上流側に配設された上記感光体からのト
ナー像転写につづき、順次、同方向下流側に配設された
感光体ドラムから各色トナー像が、転写紙５に転写さ
れ、これにより、カラ−画像を形成するようになってい
る。カラー画像が形成された転写紙は、転写ベルト４か
ら分離され、図示を省略した乾燥装置で乾燥された後に
機外に排出される。 【００３０】次に、本実施例において、温度などの変化
により感光体ドラム１表面に付着して転写領域に搬送さ
れる現像液の膜厚が変わっても、感光体ドラム１上のト
ナー像を転写紙５に良好に転写できるようにするための
構成について説明する。本実施例の複写機は、現像液の
膜厚が変わっても、感光体ドラム１上のトナー像を転写
紙５に良好に転写できるように、上記現像装置を通過し
て転写領域に搬送される感光体ドラム１上の現像液の膜
厚を測定し、測定した膜厚に応じて転写チャージャ６に
供給する電流を制御する。この液膜測定のため、図示の
例では現像装置と転写部との間で感光体ドラム１の表面
に対向するように表面電位計１５が配設されている。こ
の表面電位計１５がマイクロプロセッサなどからなる制
御部１６に接続され、また該制御部１６に転写電流可変
の転写チャージャ６用の電源回路１７も接続されてい
る。 【００３１】そして、上記制御部１６内の図示を省略し
た記憶装置には、表面電位計１５の出力と、該出力に対
応した適正な転写電流値との対応関係に関するデータが
例えばデータテーブルの形で記憶され、かつ、該関係及
び表面電位計１５の出力を用いて上記転写用電源回路１
７の制御値を切り換える制御プログラムが記憶されてい
る。 【００３２】ここで、上記対応関係に関するデータは、
例えば次のような実験によりあらかじめ求めておく。す
なわち、所定の表面電位の感光体ドラム１上に形成する
現像液の膜厚を異ならせ、この膜厚が形成される感光体
ドラム１の対向面に設けた表面電位計１５によって、各
膜厚毎に該現像液膜を介して感光体ドラム１の電位を測
定するとともに、その膜厚において良好な転写を行える
転写チャ−ジャ６用の転写電流又は転写電圧を求める。
この測定表面電位と、それに対応する適正な転写電界を
得るための転写電流値又は転写電圧値との関係を、例え
ばデータテーブルの形で記憶させておく。 【００３３】また、上記対応関係に関する制御プログラ
ムとしては、除電器８で除電され、かつ帯電チャ−ジャ
２による帯電を受けてない感光体表面部分、又は除電器
８による除電、帯電チャージャ２による帯電、及び露光
装置による露光３のすべてを受けている感光体表面部
分、つまり感光体ドラム１の地肌部（白部）相当の電位
部分を形成し、該表面部分を作動中の現像器を通過させ
て現像液を付着させた後に表面電位計１５に対向させ
て、この対向時の表面電位計１５の出力と、上記データ
テーブルなどの形で記憶されている関係とを用いて、転
写電流可変の転写チャージャ６用の電源回路１７の制御
値を切り換える制御プログラムを用いることができる。 【００３４】以上の構成において、本実施例の湿式画像
形成装置では、表面電位計１５によって測定された電位
に基づき転写電流可変の転写チャージャ６用の電源回路
１７を制御して良好な転写が行える転写電流又は転写電
圧を転写チャージャ６に供給するよう調整するので、温
度などの変化により感光体ドラム１表面に付着して転写
領域に搬送される現像液の膜厚が変わっても、感光体ド
ラム１上のトナー像を転写紙５に良好に転写することが
できる。 【００３５】なお、感光体ドラム１は疲労により一様な
電位が低下する傾向があるので、この疲労を表面電位を
測定することによって検出し、疲労を補うために帯電チ
ャージャ−２の電圧または電流を上げたり、現像バイア
スを下げたりする方法が知られている。本実施例におけ
る表面電位計１５は、現像液が付着していない感光体ド
ラム１表面部分を測定することにより、現像液膜に影響
されずに感光体表面電位を測定することも可能であるの
で、所定の疲労検出用の電位状態にした感光体表面部分
を、不作動にした現像器１１を通過させた後に上記表面
電位計１５に対向させ、該表面部分の検出結果を上記疲
労検出に使用しても良い。 【００３６】以上の実施例においては、感光体ドラム１
に付着して転写領域に搬送される現像液の膜厚を表面電
位計１５などからなる膜厚測定器で測定したが、これに
代え、現像装置で使用される現像液の温度から上記膜厚
を推測して、その膜厚に応じた適正な転写電流又は転写
電圧を転写チャージャ６に供給するようにして良い。 【００３７】例えば、図２は、図１の複写機における現
像液の温度と感光体ドラム１に形成されるスクイズ後の
現像液の膜厚との関係を、同膜厚を縦軸に取り、同温度
を横軸に取って示すグラフである。特性線ａは感光体ド
ラム１表面の線速Ｖｐに対するスクイズローラ表面の線
速Ｖｒの線速比Ｖｒ／Ｖｐが３．０の場合、特性線ｂは
同線速比Ｖｒ／Ｖｐが２．５の場合、特性線ｃは同線速
比Ｖｒ／Ｖｐが２．０の場合の実験結果を示す（感光体
ドラムの線速は７５mm/sec）。各線速比においても、い
ずれも現像液の温度が高くなるほど液膜が薄くなる一定
の傾向があることが判る。そこで、実際に複写機に採用
する線速比において、上記温度と上記膜厚との一定の関
係をあらかじめ実験など求めておくことにより、上記温
度の検出から上記膜厚を推定することができる。よっ
て、各膜厚毎に、その膜厚で適正な転写電界を形成する
ための転写電流又は転写電圧もあらかじめ実験などによ
り求めておけば、上記温度を測定することにより、適正
な転写電界を形成するための転写電流又は転写電圧を決
定することができる。また、上記温度と、その温度で適
正な転写電界を形成するための転写電流又は転写電圧と
の関係をあらかじめ実験などにより求めておけば、上記
温度を測定することにより、直接適正な転写電流又は転
写電圧を決定することができる。 【００３８】そして、例えば図１に示すように、上記現
像液で使用する現像液の温度を、例えば現像液タンク１
２内で測定する温度測定器１８を、該現像液タンク１２
に付設し、この温度測定器１８を、転写電流可変の転写
チャージャ６用の電源回路１７が接続された制御部１６
に接続し、上記実施例と同様、該制御部１６の記憶装置
に測定温度と適正転写電流との関係に関するデータテー
ブルや、測定温度及び該データテーブルを用いて上記転
写用電源回路１７の制御値を切り換える制御プログラム
を記憶させておくと、適宜転写電流の切換え制御を行う
ことができる。 【００３９】〔実施例２〕次に、本発明の他の実施例に
係る複写機について説明する。本実施例の複写機は、転
写ベルト４を用いて転写紙５を感光体ドラム１表面に接
触させて転写紙５にトナー像を転写するにあたり、図４
に示すような転写ベルト４と感光体ドラム１との接触部
に形成されるトナー溜り１９により、許容範囲を越えた
転写紙５先端部のトナ−汚れが生じないようにするもの
である。図３は本実施例に係る複写機の概略断面図であ
る。この複写機の概略は、前述の図１の複写機と同様で
あるので、同一部材に同一の符号を付して説明を省略す
る。 【００４０】この複写機においては、前述の図２のグラ
フに示すように現像液の温度が低くなりすぎて転写領域
に搬送される現像液の膜厚が厚くなりすぎる結果、図４
に示すような感光体ドラム１と転写ベルト４の接触部の
現像液溜り１９が大きくなりすぎて、上記転写紙５先端
部のトナー汚れが発生するのを防止するため、現像液タ
ンク１２内に収容する現像液の温度を測定する温度測定
器１８を設け、また、現像装置内に温度を調節するため
のヒータ２０を設けてある。そしてマイクロプロセッサ
などからなる制御部１６の記憶装置に、あらかじめ実験
などにより求めておいた上記接触部の現像液溜り１９が
転写紙５先端部に許容できない程のトナ−汚れを生じさ
せる程度になってしまう現像液の温度の下限値を下回ら
ない一定の範囲内に維持されるように必要に応じて上記
ヒータ２０を作動させるヒータ制御プログラムを記憶さ
せておく。この感度制御の範囲の上限としては、例えば
前述の温度の上昇し過ぎによる現像液膜厚の減少で画質
低下が生じない上限温度を用いることができる。 【００４１】本実施例の複写機においては、現像液タン
ク１２内の現像液温度を温度測定器１８で測定し、現像
液タンク１２内の現像液を加熱するヒータ２０を必要に
応じて作動させて、現像液タンク１２内の現像液の温度
を、上記温度範囲内に制御するので、転写紙５先端部の
トナー汚れが許容範囲を越えず、かつ、転写領域に搬送
される現像液不足による画質低下も生じない。 【００４２】なお、上記接触部の現像液溜り１９が転写
紙５先端部に許容できない程のトナ−汚れを生じさせる
程度になってしまう現像液の温度の下限値よりも、転写
領域に搬送される現像液膜厚が大きすぎて、画像流れな
どが生じはじめる現像液温度の方が高温である場合に
は、該現像液温度を上記温度制御範囲の下限値として用
いることが望ましい。これによれば、転写紙５先端部の
トナー汚れなどを防止できるとともに、上記画像流れも
防止できる。 【００４３】以上の実施例２の複写機においては、現像
液タンク１２内に収容されている現像液の温度を測定
し、かつ該タンク１２内の現像液をヒータ２０で加熱す
るようにしたが、これに代え、図３に示すように感光体
ドラム１の温度を測定する温度測定器を例えば感光体ド
ラム１内に設け、かつ、該感光体ドラム１を加熱するヒ
ータ２１を例えば感光体ドラム１内に設け、これらによ
り、感光体ドラム１の温度を、所定の温度範囲内に制御
し、該感光体ドラム１に供給されながら、現像器１１と
現像液タンク１２との間を循環する現像液の温度を所定
温度に制御するようにしても良い。この場合には、現像
ローラ９により感光体ドラム１に供給され該感光体ドラ
ム１に付着してスクイズローラ１０との対向部まで搬送
される現像液を、感光体ドラム１を介して直接加熱する
ので、スクイズローラ１０通過後の現像液の膜厚を直接
的に管理できる。 【００４４】更に、現像液タンク１２についての温度測
定及び加熱と、感光体ドラム１についての感度測定及び
加熱との両方を、互いに同一の温度を狙いの制御温度に
して行っても良い。これによれば、現像液タンク１２内
における現像液の温度と感光体ドラム１表面上、特にス
クイズ時の現像液の温度との間のバラツキを最小にでき
るので、スクイズ後の感光体ドラム１表面の現像液膜厚
を良好に管理できる。また現像液タンク１２と感光体ド
ラム１の両方にヒータ１８、２１を設けたので、複写機
のメイン電源投入後のウォーミングアップ中に両ヒータ
１８、２１を作動させることにより、所定のスクイズ後
現像液膜を実現できる装置状態に立ち上げることができ
る。 【００４５】 【００４６】 【００４７】【発明の効果】 請求項１の湿式画像形成装置によれば、
現像液の温度を測定し、実験で求められた温度と現像液
膜の厚みとの関係及び現像液膜の厚み毎の適正な転写電
界を形成するため該転写装置に供給される転写電流又は
転写電圧の関係、並びに、該温度測定器の測定結果に基
づいて該転写電流又は転写電界を調整するので、現像液
温度により転写領域に搬送される潜像担持体上の現像液
の膜厚が変化した場合にも、適正な転写電界を形成して
良好な画像を得ることができる。 【００４８】 【００４９】

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施例に係る複写機の概略断面図。 【図２】本発明の他の実施例に係る複写機の概略断面
図。 【図３】現像液の温度と感光体ドラムに形成される液膜
の厚さとの関係を示すグラフ。 【図４】従来の複写機における不具合の説明図。 【符号の説明】 １ 感光体ドラム ２ 帯電チャ−ジャ ３ 露光レ−ザ−光 ４ 転写ベルト ５ 転写紙 ６ 転写チャ−ジャ ７ クリ−ニングユニット ８ 除電ランプ ９ 現像ロ−ラ １０ スクイズロ−ラ １１ 現像器 １２ 現像タンク １３ スクレ−パ− １４ スクレ−パ− １５ 表面電位計 １６ 制御部 １７ 転写チャ−ジャ電源 １８ 現像液温度測定器 １９ 現像液溜り ２０ ヒ−タ ２１ ヒ−タ

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】潜像が形成された潜像担持体の表面に、現
   像装置により液体現像剤を供給して該潜像を顕像化した
   後に、転写電界を用いる静電転写方式の転写装置により
   該顕像を転写材に転写する湿式画像形成装置において、 該現像装置で現像に使用される現像液の温度を測定する
   温度測定器と、実験で求められた温度と現像液膜の厚み
   との関係及び現像液膜の厚み毎の適正な転写電界を形成
   するため該転写装置に供給される転写電流又は転写電圧
   の関係、並びに、該温度測定器の測定結果に基づいて該
   転写電流又は転写電界を調整する制御手段とを設けたこ
   とを特徴とする湿式画像形成装置。