JP3727796B2 - Wet electrophotographic equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、不揮発性を示す高粘度で高濃度の液体トナーを用いる湿式電子写真装置に関し、特に、中間転写体上においてトナー画像を乱すことなく、キャリアを除去し、かつ複数色のトナー画像を重ね合わせることのできる湿式電子写真装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
感光体(ドラム)に静電潜像を生成し、それにトナー粒子を付着させて、紙などに転写して定着する電子写真装置では、粉体トナーを用いる乾式のものが広く用いられている。しかし、粉体トナーは、トナーが飛散するという問題点があるとともに、トナー粒子が7〜10μmと大きいことから解像度が悪いという問題点がある。
【0003】
そこで、高い解像度が必要となる場合には、液体トナーを用いる湿式のものが用いられる。液体トナーは、トナー粒子が1μm程度と小さいとともに、帯電量が大きいことでトナー画像の乱れが起きにくく、高い解像度を実現できるからである。
【0004】
従来の湿式の電子写真装置では、現像液として、有機溶剤にトナー粒子を1〜2%の割合で混ぜた低粘度の液体トナーを用いていた。しかしながら、このような現像液は、人体に危害を与える有機溶剤を用いるとともに、トナー粒子濃度が低いことでそれを大量に用いることから、環境問題を引き起こすという大きな問題点をかかえていた。
【0005】
このようなことを背景にして、国際公開番号「WO95/08792」で、シリコーンオイルなどに高濃度のトナー粒子を分散させることで構成される高粘度で高濃度の現像液を用いる湿式の電子写真装置の発明が開示された。この液体トナーを用いると、人体に危害を与えるという問題点が発生しないとともに、トナー粒子濃度が高いことから、大量の現像液を使用しないで済むという利点がある。
【0006】
一方、感光体の静電潜像に付着されるトナー粒子を印刷媒体に定着させる方法として、中間転写体を用いずに、感光体に付着されるトナー粒子を直接印刷媒体に転写させるという方法もあるが、中間転写体を使って、感光体に付着されるトナー粒子を中間転写体に静電転写させ、その中間転写体を加熱することでそのトナー粒子を溶融させて印刷媒体に粘着転写し、定着させることが行われている。この方法は、印刷媒体を1回だけ中間転写体の所を通過させればよいという長所があり、カラー画像を扱うときに広く用いられている。
【0007】
従来、一般的電子写真装置において中間転写体を用いて印刷媒体へ転写及び定着するには、
1.中間転写体から印刷媒体へのトナー画像の静電転写
2.定着ユニットによる熱圧力定着
の2ステップで行うのが一般的であった。しかし、高品質な画像を得るために画像に対する接触回数を減らしたい、シンプルな構造にしたいなどの要望から、転写と同時に定着してしまう溶融転写方式という考えがあった。これは、中間転写体から印刷媒体へ溶融したトナー画像を転写して定着させることで、転写と定着を一度に行うものである。
【0008】
図14は、高粘度で高濃度の現像液を用いる湿式の電子写真装置の従来の構成を示している。このような湿式の電子写真装置に、この溶融転写方式を適用する場合、そのプロセスは以下の流れになる。
【0009】
1.一次転写:感光体10から中間転写体15へのトナー画像の静電転写
2.キャリア除去:キャリア除去ローラ18によるキャリアオイル及びプリウエットオイルの除去
3.加熱溶融:中間転写体内部の熱源によるトナーの加熱溶融
4.溶融転写:溶融状態のトナーの中間転写体15から印刷媒体への粘着力による転写
5.クリーニング:中間転写体上の残留トナーのクリーニング
カラー印刷、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックトナーの印刷の場合は、上記1から3を、4回繰り返し、トナー画像の重ね合わせをした後に、上記4,5のプロセスを行う。
【0010】
このような構成では、以下のことが問題となっている。
【0011】
・中間転写体15が常時加熱されているため、感光体10が加熱され、感光特性劣化が生じる。
【0012】
・キャリア除去時において、トナー画像は加熱溶融状態になっているため、キャリア除去ローラ18への粘着力により、トナー画像が乱れ、画質劣化が生じる。
【0013】
・トナー画像の重ね合わせ時、既に静電転写されたトナー画像は加熱溶融状態にあり、感光体との接触の際、画像が乱れ画質劣化が生じる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、不揮発性を示す高粘度で高濃度の液体トナーを用いる構成を採るときにあって、中間転写体の加熱が感光体に影響せず、それ故、感光特性の劣化を生じることのない新たな湿式電子写真装置を提供することを目的とする。
【0015】
また、本発明は、キャリア除去によって、トナー画像を乱し画質劣化を生じることのない新たな湿式電子写真装置を提供することを目的とする。
【0016】
また、本発明は、中間転写体上でのトナー画像の重ね合わせ時、既に静電転写されているトナー画質を乱し画質劣化を生じることのない新たな湿式電子写真装置を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像支持体、即ち、感光体10は、帯電装置11により帯電させられた後、露光装置12によって露光されて、静電潜像が形成される。プリウエット装置13は、シリコーンオイル等から成るプリウエットオイルを感光体10の表面に塗布する。
【0018】
現像装置14は、イエロー/マゼンタ/シアン/ブラックに対応付けて設けられ、不揮発性を示す高粘度で高濃度の液体トナーを液体現像液として用いる。この現像液の供給は、正に帯電しているそのトナーを感光体10との間の電界に従って、感光体10に供給することで、帯電されている感光体10の露光又は非露光部分にトナー粒子を付着させる。
【0019】
中間転写ベルト24は、バイアスされて、感光体10との間の電界に従って、感光体10に付着されたトナーを、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に転写する。この中間転写ベルト24に当接しつつ回転して、印刷媒体を加熱ローラ25と共に中間転写ベルト24に加圧しながら搬送するバックアップローラ20とが備えられる。このように、本発明の中間転写体は、中間転写ベルト24から構成される。
【0020】
この中間転写ベルト24は、感光体10に当接した後の位置において過剰のキャリア及びプリウエット液を除去するためのキャリア除去ローラ18と、印刷媒体に溶融転写を行う前の位置で該中間転写ベルト24上のトナー画像を加熱溶融するための加熱手段(加熱ローラ25)と、感光体に当接する前の位置でトナー画像を冷却するための冷却手段(冷却ローラ23)とを備えている。このようにして、中間転写ベルト24の一回転の中で加熱しかつ冷却するサイクルが成り立っている。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態に従って本発明を詳細に説明する。なお、本発明は、不揮発性を示す高粘度で高濃度の液体トナーを液体現像液として用いるものであるが、液体トナーは、液体キャリア(オイル)中に熱可塑性樹脂と顔料などのトナー粒子を分散させたものである。
【0022】
図1に、本発明を具備する湿式電子写真装置の全体構成を図示する。この図に示すように、本発明の湿式電子写真装置は、感光体10と、帯電装置11と、露光装置12と、プリウエット装置13と、現像装置14と、中間転写体(中間転写ベルト24)及びその駆動機構と、ブレード16と、除電装置17と、バックアップローラ20とを備える。帯電装置11は、感光体10を約700Vに帯電させる。露光装置12は、780nmの波長を持つレーザ光を使って感光体10を露光することで、露光部分の電位が約100Vとなる静電潜像を感光体10に形成する。
【0023】
プリウエット装置13は、2.5 cSt〜20cSt程度の粘度を持つシリコーンオイルを4〜5μmの厚さで感光体10の表面に塗布する。ここで、プリウエット装置13は、露光装置12により実行される露光処理の前でプリウエット処理を実行することもあるが、露光処理の後でプリウエット処理を実行することもある。
【0024】
現像装置14は、イエロー/マゼンタ/シアン/ブラックに対応付けて設けられ、約400Vにバイアスされて、トナー粘度が400〜4000mPa・Sで、キャリア粘度が20cStを持つ液体トナーを、複数のアプリケータローラを使ってトナー溜まりから薄く延ばしながら搬送していくことで現像ローラに2〜3μmの厚さのトナー層を形成する。現像ローラは、感光体10との間の電界に従って、正に帯電しているそのトナー粒子を感光体10に供給することで、約100Vに帯電される感光体10の露光部分あるいは未露光部分にトナー粒子を付着させる。その際、プリウエット装置13の塗布するプリウエット層に従って、感光体10の非露光部分に、トナー粒子が付着されることが防止できるようになる。
【0025】
ブレード16は、感光体10に残存するトナーやプリウエット液を取り除く。除電装置17は、感光体10を除電する。
【0026】
中間転写ベルト24は、約−500Vにバイアスされて、感光体10との間の電界に従って、感光体10に付着されたトナー粒子を転写する。4つの色のトナー粒子がそれぞれ、感光体10から、中間転写ベルト24に、全部で4回の転写をする。例えば、先ず最初に、感光体10に付着されるイエローのトナー粒子を転写し、続いて、感光体10に付着されるマゼンタのトナー粒子を転写し、続いて、感光体10に付着されるシアンのトナー粒子を転写し、続いて、感光体10に付着されるブラックのトナー粒子を転写することになる。その後、中間転写ベルト24に転写されたトナー粒子は加熱され、かつ、紙などの印刷媒体に1回で溶融転写される。このとき、バックアップローラ20は、溶融されたトナー粒子を印刷用紙等の媒体に定着させるように加熱ローラ25に当接して加圧する。
【0027】
本発明の中間転写ベルト24は、複数のテンションローラ26,27,加熱機構を有する加熱ローラ25,及び冷却ローラ23の上に巻き掛けられている。中間転写ベルト24の駆動は、いずれのローラによっても可能であるが、例えば、加熱ローラ25に駆動機構を備えることができる。この加熱ローラ25は、内部に有するハロゲンランプ等の熱源により加熱することのできるアルミローラによって構成することができる。中間転写ベルト24の感光体10との当接位置と、加熱ローラ25との間において、中間転写ベルト24の表面に当接するキャリア除去ローラ18が設けられている。キャリア除去ローラ18は、例えば、+3KVにバイアスされて、過剰なキャリアだけでなく、プリウエット液も除去する。
【0028】
中間転写ベルト24の内側からキャリア除去ローラ18に対抗して当接する導電ローラ19を設けることができる。この導電ローラ19を接地することで、キャリア除去ローラ18とこの導電ローラ19の中間転写ベルト24を介した接触面にのみキャリア除去ローラ18による電界が形成されるため、静電転写、溶融転写といった他のプロセスに対して電気的な影響を与えることなくキャリア除去ローラ18にバイアスを印加することができる。また、このキャリア除去ローラ18と導電ローラ19は、図13に示すように、それぞれローラの両端にローラ径にほぼ等しいスペーサを有することができ、このスペーサ同士で両ローラは位置決めされる。そして、両ローラは、ギアにより契合され、プロセス速度に等しい速さで駆動される。これによって、キャリア除去ローラ18は中間転写ベルト24に対して安定した接触が得られ、画像を乱すことがないキャリア除去が可能となる。
【0029】
本発明の中間転写ベルト24は、例えば、その加熱機構(加熱ローラ25)により中間転写ベルト表面を150℃に加熱する一方、冷却装置(例えば冷却ローラ)の有する冷却機能により中間転写ベルト24は、40℃にまで冷却するようなサイクルが繰り返される。
【0030】
図2は、本発明の中間転写ベルト24の中間転写プロセスを例示する図である。
【0031】
ステップST1 :感光体10から中間転写ベルト24上にトナー画像が静電転写される。
【0032】
ステップST2 :トナーと同極性に帯電したキャリア除去ローラ18によってキャリアやプリウエットが除去され、同時にトナー画像は電気的に凝集させられる。
【0033】
ステップST3 :加熱ローラ25へのベルト巻き掛け部分で、ベルトを介してトナー画像は加熱溶融される。ベルトが加熱ローラ25に接してから印刷媒体と接触するまでにトナーが溶融状態になっている。
【0034】
ステップST4 :2色以上のカラー印刷の場合、全ての色について、完了したか否かが判断され、全て完了の時は、ステップST6 に進み、さもなければ、ステップST5 に進む。
【0035】
ステップST5 :中間転写ベルト24はトナー画像ごと冷却装置によって冷却される。溶融したトナーは一体化した状態で凝固し、残存キャリア分はトナー画像の上に浮き出た状態になっている。
【0036】
この冷却された状態で、次のトナー画像の静電転写のために、ステップST1 に戻り、重ね合わせが行われる。このとき、先のトナー画像は凝固しているため、画像の乱れは生じない。
【0037】
そして、同様に、ステップST2 で、先のトナーの浮き上がったキャリアと、次のトナーのキャリアがキャリア除去ローラ18によって除去される。
【0038】
ステップST6 :以上のステップを全色について繰り返した後、バックアップローラ20が接触し、溶融転写が行われる。
【0039】
図1に示すように、冷却装置として用いられる冷却ローラ23は、例えばアルミ等の熱伝導性の高い材料をパイプ状に構成したものを用いることができる。また、図3に示すように、パイプ内の空気を吐き出すための空冷ファン31を備えて、冷却効果を高めることができる。或いは、パイプ状構成内部に冷却水を循環させることにより冷却効果を高めることができる。
【0040】
また、図4に示すように、パイプ状構成の内面に冷却フィン32を備えて、冷却ローラの放熱効果を高めることができる。さらに、この冷却フィン32をらせん状にすることにより、冷却ローラが回転することで空気の流れをつくり、空気冷却能力を高めることができる。
【0041】
さらに、冷却ファンを用いて、冷却ローラ23の外面のベルトの巻き掛けしていない部分を冷却することができる。或いは、図5に示すように、冷却ファン33により、直接中間転写ベルト24を冷却することができる。
【0042】
図6は、本発明において用いられる中間転写ベルト24の構成を例示している。
【0043】
中間転写ベルトには、
・ベルトの熱膨張や軟化による画像の変形を防ぐ、耐熱性、低熱膨張率
・ベルト駆動負荷に耐え得る強度
・電気特性やトナーの剥離特性
といった特性が要求される。これらの特性を満たした中間転写ベルトとして、導電性の樹脂ベルトにフッ素系の導電性の表面コートをしたもの、例えば、図6に示すように、50μm の厚さの導電性ポリイミドに、20μm の厚さの導電性のPTFEをコートしたものを用いることができる。このように薄いベルトを用いるのは、中間転写ベルトの熱容量を小さくして、加熱〜冷却サイクルを効率良く行うためである。
【0044】
図7は、加熱ローラ25に対するベルト接触時間と、ベルト表面温度との関係を示す図である。加熱ローラ25による中間転写ベルト24の加熱は、加熱ローラの発熱量を抑え効率的に加熱を行う必要があり、また、安定した加熱温度を得る必要がある。これは、中間転写ベルトと加熱ローラとの巻き掛け量を、ベルト表面温度が飽和するまで、十分にとることによって達成できる。
【0045】
例えば、ベルト温度を120℃に設定したい場合、ヒータ温度を十分に高くし(例えば200℃)、ベルトと加熱ローラの接触時間を制御することでも得られるが、ヒータの発熱量は非効率的であり、また加熱温度も初期温度や環境温度に左右され、不安定となる。図7に示すように、40μm のベルトの場合であれば、加熱ローラとの巻き掛け時間を60ms以上にすることで、或いは75μm のベルトの場合であれば、120ms以上にすることで、ベルト温度は飽和状態となり、効率的かつ安定なベルト温度を得られる。
【0046】
図8は、加熱後に冷却をしてからキャリア除去をする通常のシーケンスを示す図である。c、m、y、kは、それぞれ、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックを示している。これら4つの色のトナーが、順次、感光体から中間転写ベルトに一次転写され、加熱溶融され、冷却される。キャリア除去は、図1から理解できるように、一次転写後、加熱溶融される前に行われる。最初のキャリア除去は、シアントナーが一次転写した後に行われる。このシアントナーは、続いて、加熱溶融され、そして冷却される。そして、この上に、マゼンタトナーが重ね合わされる。第2回目のキャリア除去は、この状態で行われ、以下、同様に処理される。最後の色であるブラックトナーが加熱溶融された後、再度、冷却し、かつキャリア除去するために、中間転写ベルトはさらに一周する。そして、最後のキャリア除去した後、5回目の加熱溶融をすると同時に、印刷媒体に転写される。このように、4色のトナーに対して、中間転写ベルトは5周することになる。
【0047】
図9は、図8と同様な図であるが、最終トナー像に対する冷却及びキャリア除去を省略したものである。最後の色であるブラックトナーが重ね合わせられ、その状態でキャリア除去され、加熱溶融された後、通常行われる冷却及びキャリア除去を省略して、直ちに印刷媒体に転写するものである。この最後の加熱溶融及びキャリア除去の省略は、印刷媒体の種類に応じて行うことができる。印刷媒体が、キャリア吸収性の良いものであれば、例えばユーザ選択によって省略することができる。或いは、特に吸収性の悪いOHP用のポリエステル等の印刷媒体に対しては、さらに、もう一周或いはそれ以上サイクルさせて、冷却し、キャリア除去をさせることができる。
【0048】
また、この最後の加熱溶融及びキャリア除去の省略は、印字内容の種類に応じて行うことができる。印字デューティの大小に応じて、或いは画像データとテキストデータのいずれであるのか応じて、決定することができ、例えば、印字デューティが大きいか、写真又は画像の場合は、省略しないようにすることができる。
【0049】
例えば、中間転写ベルト24の周長が500mmで250mm/secのプロセス速度を有している場合、4色共に加熱冷却後キャリア除去を行った場合、連続印字シーケンスでは10sec/paper、即ち、6ppmとなる。4色目のキャリア除去を省略した場合は8sec/paper、即ち7.5ppmの印字速度で制御することができる。
【0050】
最後の色であるブラックトナーが重ね合わせられ、加熱溶融された後に、さらにサイクルさせる場合、これは、冷却し、かつキャリア除去のために行うものであって、感光体からの一次転写は行われない。この間、中間転写ベルト24と感光体10の接触を退避させる機構を備えることができる。これは、例えば、図1のテンションローラ27を、図中下方に移動させることにより行うことができる。これによって、感光体の熱劣化と画像への感光体の接触による乱れを防ぐことができる。
【0051】
上記のように、感光体からの一次転写を行うことなく、サイクルさせている間、感光体10をコロナ帯電等により帯電状態にして、キャリア除去ローラ18と同様に機能させることにより感光体10によっても中間転写ベルト24上の過剰なキャリアを除去することができると共に、感光体10との接触による画像の劣化を最小限にすることができる。
【0052】
加熱温度或いは冷却温度が安定していないと、溶融転写の品質を維持することができない。このため、最初の印刷をする前の印字前動作として、中間転写ベルト24は加熱冷却サイクルで駆動される。例えば、サーミスタを用いて中間転写ベルト24の温度を測定することにより、加熱後温度、又は冷却後温度、或いはその両方を管理して、所定の温度になった後に、最初の一枚目を印刷することにより、毎回の印刷の溶融転写の品質を安定に維持することができる。
【0053】
前述のように、本発明の装置は、中間転写ベルト24の回転毎に冷却サイクルを持つため、モノクロ印刷でも感光体10への熱負荷は通常のフルカラー印刷と同じである。それ故、中間転写ベルト24の一回転のサイクル中で、前半と後半を分けて現像器を切り替えることが可能なプロセスを持つことで、感光体10への熱劣化を最小限に抑えながら、中間転写ベルト24のサイズの半分の大きさの媒体への印刷時に、中間転写ベルト24の前半、後半の片方をモノクロ印刷として、そちら側だけは一回の現像で印刷媒体までの転写を行い、もう片側でフルカラー印刷を行いながら、モノクロの印刷を4枚作成することができる。
【0054】
図10は、フルサイズの印刷媒体に対する通常のフルカラー印刷のシーケンスを例示する図である。シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの順に、感光体が露光され、現像され、中間転写ベルト24に一次転写され、そして、全ての色が重ね合わせられた後、印刷媒体に転写されることを示している。
【0055】
図11は、中間転写ベルト24のサイズの半分の大きさの媒体に対して、前半にフルカラーの印刷を行う一方、その後半部分で、4枚のモノクロ印刷を混在して行うシーケンスを示している。これによって、フルカラーの印刷物が7.5ppm、モノクロが30ppmで印刷可能となる。
【0056】
本発明の装置は、このように混在印刷が可能であるので、カラーページとモノクロページが混在する印刷命令を受けた場合、最速な印刷を行うように印刷の順序を入れ替えることができる。例えば、モノクロの印刷物とカラーの印刷物を分けて、どちらかからまとめて印刷することができるし、或いは、モノクロ4ページとカラー1ページにまとめて印刷することができる。
【0057】
半分のサイズの印刷媒体に対する印刷要求が奇数枚の場合、端数となる1枚のみの印字シーケンスでは、現像領域のみでなくプリウエットの塗布領域も印字画像領域のみとすることにより、プリウエットの消費を抑制することができる。
【0058】
中間転写ベルト24上の重ね合わせ基準位置を、前半と後半の2つの領域に対してそれぞれ持ち、重ね合わせの精度をそれぞれの画像において別々に管理することができる。この基準位置は、中間転写ベルト24に切り欠き、光反射性のマーキング、凸部等を備えてセンサーで検出することができる。
【0059】
図12は、フルカラーとワンポイントカラーの混在印刷のシーケンスを例示する図である。中間転写ベルト24のサイズの半分の大きさの媒体に対して、前半と後半の片方が、シアン、マゼンタ、イエローのいずれかのトナーでのワンポイントカラー印刷物であった場合、フルカラー画像をもう一方の領域で印刷しながら中間転写ベルト24を2回転で1枚ずつ、ワンポイントカラー印刷物を印字することができる。図示の例では、その前半部分で、c、m、y、kのフルカラー印刷を行う一方、その後半部分で、c、kと、c、kの2枚のワンポイントカラー印刷が行われている。
【0060】
【発明の効果】
本発明は、不揮発性を示す高粘度で高濃度の液体トナーを液体現像液として用いる湿式電子写真装置において、中間転写ベルトに、キャリア除去手段と、中間転写ベルト上のトナー画像を加熱溶融するための加熱手段と、トナー画像を冷却するための冷却手段とを備え、中間転写ベルト一回転の中で加熱しかつ冷却するサイクルが成り立つように構成したことにより、中間転写体(ベルト)の加熱が感光体に影響せず、それ故、感光特性の劣化を生じることがない。
【0061】
また、本発明は、キャリア除去によって、トナー画像を乱し画質劣化を生じることがない。
【0062】
さらに、本発明は、中間転写体上でのトナー画像の重ね合わせ時、既に静電転写されているトナー画質を乱し画質劣化を生じることがないという効果を生じる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の湿式電子写真装置の全体構成図である。
【図2】本発明の中間転写ベルトの中間転写プロセスを例示する図である。
【図3】中間転写ベルトの冷却構成を例示する図である。
【図4】中間転写ベルトの冷却構成を例示する別の図である。
【図5】中間転写ベルトの冷却構成を例示するさらに別の図である。
【図6】本発明において用いられる中間転写ベルトの構成を例示する図である。
【図7】加熱ローラに対するベルト接触時間と、ベルト表面温度との関係を示す図である。
【図8】加熱後に冷却をしてからキャリア除去をする通常のシーケンスを示す図である。
【図9】図8と同様な図であるが、最終トナー像に対する冷却及びキャリア除去を省略したものである。
【図10】フルサイズの印刷媒体に対する通常のフルカラー印刷のシーケンスを例示する図である。
【図11】中間転写ベルトのサイズの半分の大きさの媒体に対して、フルカラーの印刷と4枚のモノクロ印刷を混在して行うシーケンスを例示する図である。
【図12】フルカラーとワンポイントカラーの混在印刷のシーケンスを例示する図である。
【図13】キャリア除去ローラに対抗して当接する導電ローラの配置を例示する図である。
【図14】高粘度で高濃度の現像液を用いる湿式の電子写真装置の従来の構成を示す図である。
【符号の説明】
10 感光体(ドラム)
11 帯電装置
12 露光装置
13 プリウエット装置
14 現像装置
15 中間転写体(ローラ)
16 ブレード
17 除電装置
18 キャリア除去ローラ
19 導電ローラ
20 バックアップローラ
23 冷却ローラ
24 中間転写ベルト
25 加熱ローラ
26 テンションローラ
27 テンションローラ
31 空冷ファン
32 冷却フィン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wet electrophotographic apparatus using a liquid toner having a high viscosity and high concentration that exhibits non-volatility, and in particular, removes a carrier without disturbing the toner image on an intermediate transfer member, and forms a toner image of a plurality of colors. The present invention relates to a wet electrophotographic apparatus that can be superimposed.
[0002]
[Prior art]
Electrophotographic apparatuses that generate an electrostatic latent image on a photoconductor (drum), attach toner particles to the photoreceptor, and transfer and fix it on paper or the like are widely used as dry types using powder toner. However, the powder toner has a problem that the toner is scattered and a problem that the resolution is poor because the toner particles are as large as 7 to 10 μm.
[0003]
Therefore, when high resolution is required, a wet type using liquid toner is used. This is because the liquid toner has toner particles as small as about 1 μm and a large charge amount, so that the toner image is hardly disturbed and high resolution can be realized.
[0004]
In a conventional wet electrophotographic apparatus, a low-viscosity liquid toner in which toner particles are mixed in an organic solvent at a ratio of 1 to 2% is used as a developing solution. However, such a developer has a great problem of causing an environmental problem because it uses an organic solvent that is harmful to human bodies and uses a large amount of toner due to its low toner particle concentration.
[0005]
Against this backdrop, wet electrophotography using a high-viscosity and high-concentration developer composed by dispersing high-concentration toner particles in silicone oil or the like under International Publication Number “WO95 / 08792” An apparatus invention has been disclosed. When this liquid toner is used, there is an advantage that there is no problem of harming the human body and there is no need to use a large amount of developer because the toner particle concentration is high.
[0006]
On the other hand, as a method for fixing the toner particles attached to the electrostatic latent image on the photosensitive member to the printing medium, there is also a method in which the toner particles attached to the photosensitive member are directly transferred to the printing medium without using an intermediate transfer member. However, using an intermediate transfer member, the toner particles adhering to the photosensitive member are electrostatically transferred to the intermediate transfer member, and the intermediate transfer member is heated to melt the toner particles and adhesively transfer to the printing medium. It is done to fix. This method has the advantage that the print medium needs to be passed through the intermediate transfer member only once, and is widely used when handling color images.
[0007]
Conventionally, transfer and fixing to a printing medium using an intermediate transfer member in a general electrophotographic apparatus,
1. Electrostatic transfer of toner image from intermediate transfer member to printing medium
2. Thermal pressure fixing by fixing unit
The two steps were generally performed. However, in order to obtain a high-quality image, there has been a concept of a melt transfer method in which fixing is performed at the same time as the transfer because of a desire to reduce the number of times of contact with the image or a simple structure. In this method, transfer and fixing are performed at a time by transferring and fixing a melted toner image from an intermediate transfer member to a printing medium.
[0008]
FIG. 14 shows a conventional configuration of a wet electrophotographic apparatus using a high viscosity and high concentration developer. When this melt transfer method is applied to such a wet electrophotographic apparatus, the process is as follows.
[0009]
1. Primary transfer: electrostatic transfer of toner image from
2. Carrier removal: removal of carrier oil and pre-wet oil by the
3. Heating and melting: Heat melting of the toner by the heat source inside the intermediate transfer member
4. Melt transfer: Transfer of molten toner from the
5. Cleaning: Cleaning of residual toner on the intermediate transfer member
In the case of color printing, for example, printing of yellow, magenta, cyan, and black toner,
[0010]
In such a configuration, the following is a problem.
[0011]
Since the
[0012]
At the time of carrier removal, since the toner image is in a heat-melted state, the toner image is disturbed by the adhesive force to the
[0013]
When the toner images are superimposed, the toner images that have already been electrostatically transferred are in a heated and melted state, and the images are disturbed and contact with the photoconductor, resulting in deterioration of image quality.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of such circumstances, and has a configuration in which a liquid toner having high viscosity and high density that exhibits non-volatility is employed, and heating of the intermediate transfer member does not affect the photosensitive member. Therefore, it is an object of the present invention to provide a new wet electrophotographic apparatus that does not cause deterioration of photosensitive characteristics.
[0015]
Another object of the present invention is to provide a new wet electrophotographic apparatus that does not disturb the toner image and cause deterioration in image quality due to carrier removal.
[0016]
It is another object of the present invention to provide a new wet electrophotographic apparatus that does not deteriorate the image quality of toner already electrostatically transferred and cause deterioration in image quality when toner images are superimposed on an intermediate transfer member. And
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The image support of the present invention, that is, the
[0018]
The developing
[0019]
The
[0020]
The
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail according to embodiments. In the present invention, a high-viscosity and high-concentration liquid toner that exhibits non-volatility is used as a liquid developer. However, the liquid toner contains toner particles such as a thermoplastic resin and a pigment in a liquid carrier (oil). It is dispersed.
[0022]
FIG. 1 illustrates the overall configuration of a wet electrophotographic apparatus including the present invention. As shown in this figure, the wet electrophotographic apparatus of the present invention includes a
[0023]
The
[0024]
The developing
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
A
[0029]
The
[0030]
FIG. 2 is a diagram illustrating an intermediate transfer process of the
[0031]
Step ST1: A toner image is electrostatically transferred from the
[0032]
Step ST2: The carrier and pre-wet are removed by the
[0033]
Step ST3: The toner image is heated and melted through the belt at the belt winding portion around the
[0034]
Step ST4: In the case of color printing of two or more colors, it is determined whether or not all colors have been completed. When all the colors are completed, the process proceeds to step ST6, and otherwise, the process proceeds to step ST5.
[0035]
Step ST5: The
[0036]
In this cooled state, the process returns to step ST1 to perform superposition for electrostatic transfer of the next toner image. At this time, since the previous toner image is solidified, the image is not disturbed.
[0037]
Similarly, in step ST2, the carrier from which the previous toner has been lifted and the carrier for the next toner are removed by the
[0038]
Step ST6: After the above steps are repeated for all colors, the
[0039]
As shown in FIG. 1, the cooling
[0040]
Moreover, as shown in FIG. 4, the cooling
[0041]
Furthermore, the part which the belt of the outer surface of the cooling
[0042]
FIG. 6 illustrates the configuration of the
[0043]
In the intermediate transfer belt,
-Heat resistance and low coefficient of thermal expansion to prevent image deformation due to thermal expansion and softening of the belt
・ Strength that can withstand belt drive load
・ Electrical properties and toner release properties
These characteristics are required. As an intermediate transfer belt satisfying these characteristics, a conductive resin belt coated with a fluorine-based conductive surface coat, for example, as shown in FIG. 6, a conductive polyimide having a thickness of 50 μm is coated with 20 μm. A film coated with a conductive PTFE having a thickness can be used. The reason for using such a thin belt is to reduce the heat capacity of the intermediate transfer belt and efficiently perform the heating to cooling cycle.
[0044]
FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between the belt contact time with respect to the
[0045]
For example, when it is desired to set the belt temperature to 120 ° C., the heater temperature can be increased sufficiently (for example, 200 ° C.) and the contact time between the belt and the heating roller can be controlled. However, the heating value of the heater is inefficient. Also, the heating temperature depends on the initial temperature and the environmental temperature, and becomes unstable. As shown in FIG. 7, in the case of a 40 μm belt, the wrapping time with the heating roller is set to 60 ms or more, or in the case of a 75 μm belt, the belt temperature is set to 120 ms or more. Becomes saturated, and an efficient and stable belt temperature can be obtained.
[0046]
FIG. 8 is a diagram showing a normal sequence in which the carrier is removed after cooling after heating. c, m, y, and k represent cyan, magenta, yellow, and black, respectively. These four color toners are sequentially transferred from the photosensitive member to the intermediate transfer belt, heated, melted, and cooled. As can be understood from FIG. 1, the carrier removal is performed after the primary transfer and before being melted by heating. The first carrier removal is performed after the primary transfer of the cyan toner. This cyan toner is subsequently heated and melted and cooled. Then, magenta toner is superimposed on this. The second carrier removal is performed in this state, and the same processing is performed thereafter. After the black toner, which is the last color, is heated and melted, the intermediate transfer belt makes one more round in order to cool again and remove the carrier. Then, after removing the last carrier, it is transferred to the printing medium at the same time as the fifth heat melting. In this way, the intermediate transfer belt makes five turns for the four color toners.
[0047]
FIG. 9 is a view similar to FIG. 8, but omits cooling and carrier removal for the final toner image. The black toner, which is the last color, is superposed, and the carrier is removed in that state and heated and melted. Then, the usual cooling and carrier removal are omitted, and the toner is immediately transferred to the printing medium. The omission of the final heat melting and carrier removal can be performed according to the type of print medium. If the print medium has good carrier absorbability, it can be omitted by user selection, for example. Alternatively, a printing medium such as polyester for OHP having particularly poor absorbability can be further cycled one more time or more to be cooled and carrier removed.
[0048]
Further, the omission of the final heat melting and carrier removal can be performed according to the type of print content. It can be determined according to the size of the print duty or whether it is image data or text data. For example, if the print duty is large or a photo or image, it is not to be omitted. it can.
[0049]
For example, when the peripheral length of the
[0050]
When the black toner, which is the last color, is overlaid, heated and melted, and further cycled, this is done for cooling and carrier removal, and the primary transfer from the photoreceptor is performed. Absent. During this time, a mechanism for retracting the contact between the
[0051]
As described above, the
[0052]
If the heating temperature or cooling temperature is not stable, the quality of the melt transfer cannot be maintained. For this reason, the
[0053]
As described above, since the apparatus of the present invention has a cooling cycle for each rotation of the
[0054]
FIG. 10 is a diagram illustrating a normal full-color printing sequence for a full-size print medium. Indicate that cyan, magenta, yellow and black are exposed, developed, primary transferred to
[0055]
FIG. 11 shows a sequence in which full-color printing is performed in the first half of a medium that is half the size of the
[0056]
Since the apparatus of the present invention can perform mixed printing in this way, when receiving a print command in which color pages and monochrome pages are mixed, the printing order can be changed so as to perform the fastest printing. For example, a monochrome print and a color print can be divided and printed from either one, or can be printed together on four monochrome pages and one color page.
[0057]
If the print request for half-size print media is an odd number, the print sequence of only one fraction, which is a fraction, consumes the pre-wet by not only the development area but also the pre-wet application area as the print image area only. Can be suppressed.
[0058]
A registration reference position on the
[0059]
FIG. 12 is a diagram illustrating a mixed printing sequence of full color and one-point color. If the medium of the size of the
[0060]
【The invention's effect】
The present invention is a wet electrophotographic apparatus using a liquid toner having a high viscosity and high concentration that exhibits non-volatility as a liquid developer. The heating means and the cooling means for cooling the toner image are configured so that a cycle of heating and cooling in one rotation of the intermediate transfer belt is established, so that the intermediate transfer member (belt) can be heated. It does not affect the photosensitive member, and therefore does not cause deterioration of photosensitive characteristics.
[0061]
Further, according to the present invention, the toner image is not disturbed and the image quality is not deteriorated by the carrier removal.
[0062]
Further, the present invention produces an effect that, when the toner images are superimposed on the intermediate transfer member, the image quality of the toner already electrostatically transferred is not disturbed and the image quality is not deteriorated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a wet electrophotographic apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an intermediate transfer process of the intermediate transfer belt of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a cooling configuration of an intermediate transfer belt.
FIG. 4 is another diagram illustrating the cooling configuration of the intermediate transfer belt.
FIG. 5 is still another example illustrating the cooling configuration of the intermediate transfer belt.
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of an intermediate transfer belt used in the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a belt contact time with respect to a heating roller and a belt surface temperature.
FIG. 8 is a diagram showing a normal sequence in which carriers are removed after cooling after heating.
FIG. 9 is a view similar to FIG. 8, but omits cooling and carrier removal for the final toner image.
FIG. 10 is a diagram illustrating a normal full-color printing sequence for a full-size print medium.
FIG. 11 is a diagram illustrating a sequence in which full-color printing and four monochrome printing are mixed for a medium having a size half the size of the intermediate transfer belt.
FIG. 12 is a diagram illustrating a mixed printing sequence of full color and one-point color.
FIG. 13 is a diagram illustrating the arrangement of conductive rollers that abut against the carrier removal roller.
FIG. 14 is a diagram showing a conventional configuration of a wet electrophotographic apparatus using a high-viscosity and high-concentration developer.
[Explanation of symbols]
10 Photoconductor (Drum)
11 Charging device
12 Exposure equipment
13 Prewetting device
14 Development device
15 Intermediate transfer member (roller)
16 blades
17 Static eliminator
18 Carrier removal roller
19 Conductive roller
20 Backup roller
23 Cooling roller
24 Intermediate transfer belt
25 Heating roller
26 Tension roller
27 Tension roller
31 Air cooling fan
32 Cooling fins
Claims (7)
静電潜像の形成される画像支持体と、該画像支持体に接触して画像支持体にトナー粒子を付着する現像手段と、前記画像支持体に付着するトナー粒子を、該画像支持体との間に生成される電界に応じて転写して複数色のトナー像を重ね合わせる中間転写体と、該中間転写体に当接しつつ回転して、印刷媒体を該中間転写体に加圧しながら搬送するバックアップローラとを備える湿式電子写真装置において、
前記中間転写体は、中間転写ベルトから成り、
該中間転写ベルトは、感光体に当接した後の位置においてキャリア或いはプリウエット液を除去するためのキャリア除去手段と、印刷媒体に溶融転写を行う前の位置で該中間転写ベルト上のトナー画像を加熱溶融するための加熱手段と、感光体に当接する前の位置でトナー画像を冷却するための冷却手段とを備え、
中間転写ベルト一回転の中で加熱しかつ冷却する加熱冷却サイクルが成り立っており、
前記感光体より中間転写ベルトに一次転写された複数色のトナー像について一色ずつ順次加熱前のキャリア除去、加熱溶融、冷却し、そして、前記複数色の内の最後の色のトナーが加熱溶融された後、中間転写ベルトをさらに一周して、再度、冷却し、かつ加熱冷却後のキャリア除去する手段と、前記最後の色のトナー像に対する冷却及び加熱冷却後のキャリア除去を省略して、印刷サイクルを短縮する手段とを、選択可能に構成した、
ことを特徴とする湿式電子写真装置。A liquid toner having a high viscosity and high concentration that exhibits non-volatility is used as a liquid developer, and
An image support on which an electrostatic latent image is formed, a developing unit that contacts the image support and attaches toner particles to the image support, and a toner particle that adheres to the image support An intermediate transfer member that transfers in accordance with the electric field generated between them and superimposes a plurality of color toner images, and rotates while contacting the intermediate transfer member to convey the print medium while applying pressure to the intermediate transfer member. In a wet electrophotographic apparatus comprising a backup roller that
The intermediate transfer member comprises an intermediate transfer belt,
The intermediate transfer belt includes a carrier removing unit for removing the carrier or the prewetting liquid at a position after contact with the photosensitive member, and a toner image on the intermediate transfer belt at a position before the melt transfer to the printing medium. A heating unit for heating and melting the toner, and a cooling unit for cooling the toner image at a position before contacting the photosensitive member,
A heating / cooling cycle that heats and cools in one rotation of the intermediate transfer belt is established,
The plurality of color toner images primarily transferred from the photoconductor to the intermediate transfer belt are sequentially removed one by one before removing the carrier before heating, melting and cooling, and the last color toner of the plurality of colors is heated and melted. After that, the intermediate transfer belt is further rotated, cooled again, and the means for removing the carrier after heating and cooling, and the removal of the carrier for the last color toner image after cooling and heating and cooling are omitted. The means for shortening the cycle is configured to be selectable,
A wet electrophotographic apparatus characterized by the above.
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