JPH02284175A - 液体現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は液体現像装置に関し、特に複写機やプリンタな
どで用いられる静電像の現像装置に関する。

従来技術 従来、複写機やプリンタなどで用いられる電子写真や静
電記録、およびイオノグラフィなどの記録プロセスにお
いては、基本的に画像担体上に形成された静電潜像を着
色物で顕像化することにより記録物を得ている。

静電潜像の作り方としては一様に帯電された光導電性体
に露光する方法や、多針電極やイオン放出ゲートにより
誘電体上に潜像を形成する方法など各種の方法が提案さ
れている。

また、画像担体がそのまま最終記録媒体であるものや画
像担体から記録媒体へ顕像化されたパターンを転写する
ものなど各種のタイプのものがあるが、静電潜像を着色
物で顕像化するいわゆる現像プロセスはこれらの記録方
式に共通している。

現像方法には大きく分けて着色物として粉体トナーを用
いる乾式現像法と、液体トナーを用いる湿式現像法とが
ある。

乾式現像法では磁気力によってトナーを現像領域まで搬
送する磁気ブラシ現像法が現在広く用いられているが、
着色材として粉体のトナーを用いているためにトナーの
粉煙が発生し易く、装置内外を汚損するといった問題が
ある。

また、粉体トナー像を記録媒体に固着せしめるために、
熱や圧力を加える定着プロセスが不可欠であるといった
問題もある。

一方、湿式現像法においては高抵抗性の有機液体中に着
色粒子を分散させた液体現像剤に潜像媒体を浸し、着色
粒子の電気泳動により潜像を現像する方法が一般的であ
るが、本来現像されて欲しくない背景部に着色粒子が付
着して地汚れとなったり、あるいは分散媒の有機液体を
乾燥させる必要があるため、装置周辺の有機液体蒸気の
濃度が高くなるといった問題がある。

これらの問題を解決する液体現像方法として、米国特許
第４２０２６２０号公報に液体トナーの薄膜を画像担体
に接触しないように接近させることにより静電潜像を現
像する方法が提案されている。

すなわち、第４図に示すように、感光体１６が矢印Ｃの
方向に回転駆動されると、矢印りの方向に回転駆動され
るクリーナ７によるクリーニング処理が行われ、イレー
ザ５による除電処理が行われた後に、帯電器１８による
帯電処理が行われてから露光１００による露光処理が行
われる。

露光ｌＯＯによる露光処理により、感光体１６の露光部
の電位が下がって静電潜像が形成され、この静電潜像に
矢印Ｅの方向に回転駆動される現像スリーブ１７により
搬送される液体トナー１０が付着する。ここで、感光体
１６と現像スリーブ１７との間にはエアギャップが設け
られており、感光体１６と現像スリーブ１７とは接触し
て（Ａな０゜したがって、感光体１６と現像スリーブ１
７とによる現像プロセスは第５図（ａ）〜第５図（Ｃ）
に示すように行われる。つまり、現像スリーブ１７上の
液体トナー１０の薄膜が感光体１６に接近すると、静電
界によって液体トナー１０の薄膜から感光体１６に向か
って液体トナー１０の突起が成長し、感光体１６上の静
電潜像にのみ液体トナー１０が接触して付着するため、
地汚れがなく、余分な分散媒付着もない現像が行われる
。

しかしながら、上記のような方法では現像スリーブ１７
上の液体トナー１０の薄膜から成長する突起部を引出す
ためには、静電界を非常に強くしなければならなかった
。

実験結果によれば、液体トナー１０を液面から引出すた
めには液面と感光体１６との距離が０．３關以下、液体
トナー１０と感光体１６との間の電圧が３ＫＶ以上とい
う条件が必要であり、このときの静電界はｉｏに、、Ｖ
／關と非常に高く、この電界は大気圧下での気中放電が
生成される静電界である。

よって、第５図（ｂ）に示すような突起を形成するため
に必要な電界を得ようとすると、有害な気中放電を起こ
すという問題があり、電極間にかける電源のコストは電
圧が高いほど高くなるという問題があった。

また、液面と感光体１６との距離は上記のように決めら
れた値に相対精度よく保つ必要があるが、距離を小さく
するとその精度を保つことが困難であった。

さらに、液面と感光体１６との距離は液体トナー１０の
突起が感光体１６上の静電潜像に接触した後に液面と分
離されるために必要な距離（主に、液体の表面張力と突
起部分の体積で決まる）が短い場合には液面と感光体１
６との間に空気層がなくなり、目的以外の場所にも液体
トナー１０が界面張力によって付着する（以下この現象
をブリッジ現象と呼ぶ）という問題があった。

この液体トナー１０を液面から引出すために必要な液体
トナー１０の薄膜と感光体１６との間の距離、いわゆる
飛翔ギャップが十分に得られるようにするには、現像部
にて液体トナー１０に真電荷を与えるとよいが、これに
より大きな飛翔ギャップが得られる反面、露光部と液体
トナー１０との電位差（画像部の潜像電位差）と、未露
光部と液体トナー１０との電位差（非画像部の潜像電位
差）との差、すなわち露光部（画像部）と未露光部（非
画像部）との潜像電位差を十分にとらないと、液体トナ
ー１０の飛翔をコントロールできないという問題があっ
た。

発明の目的 本発明は上記のような従来のものの問題点を除去すべく
なされたもので、電極間にかける電源を気中放電電圧以
下とし、大きな飛翔ギャップを得ることができ、ブリッ
ジ現象を緩和するとともに、鮮明な現像結果を得ること
ができる液体現像装置の提供を目的とする。

発明の構成 本発明による液体現像装置は、画像担体を支持する高誘
電率の第１の画像担体支持部材と、前記画像担体を支持
する低誘電率の第２の画像担体支持部材と、液体トナー
を搬送する搬送担体と、前記画像担体上の現像領域近傍
に配置され、前記搬送担体を支持する低誘電率の第１の
搬送担体支持部材と、前記搬送担体を支持する高誘電率
の第２の搬送担体支持部材と、前記第２の搬送担体支持
部材近傍で前記搬送担体により搬送される前記液体トナ
ーに電荷を付与する帯電器とを有し、前記第１および第
２の画像担体支持部材により前記現像領域において未露
光部との電位差が大となった露光部に、前記帯電器によ
り電荷が付与され、前記第１および第２の搬送担体支持
部材により前記現像領域近傍において帯電電圧が大とな
った前記液体トナーを飛翔せしめるようにしたことを特
徴とする。

実施例 次に、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明の一実施例の構成を示す図である。図に
おいて、画像担体４は導電性素材（金属など）でできた
支持ロール１と、転写ロール２とにより支持されている
。

画像担体４は支持ロール１が矢印Ａの方向に回転駆動さ
れることによって移動し、この移動においてクリーナ７
によるクリーニング処理と、イレーザ５と帯電器８とに
よる第一の露光帯電処理と、露光１００と帯電器９とに
よる第二の露光帯電処理と、露光器６による露光処理と
が行われる。

その後に、画像担体４上の現像領域において、露光部に
搬送担体１４により搬送される液体トナー１０が付着す
る。

画像担体４上の現像領域において付着した液体トナー１
０は転写ロール２．３により、矢印ＢＯ。

Ｂｌの方向に搬送される記録用紙１５上に転写される。

搬送担体１４は誘電率の高い素材（金属など）でできた
支持ロール１１と、誘電率の低い素材でできた支持部材
１２とにより支持されており、支持部材１２は画像担体
４上の現像領域近傍に配置されている。

また、支持ロール１１の近傍には帯電器１３（たとえば
、コロナチャージャ）が配置されており、帯電器１３を
通過した搬送担・体１４上には液体トナー１０の薄膜が
形成される。

同時に、この液体トナー１０の薄膜は帯電器１３により
真電荷が付与され、均一に帯電した状態となる。このと
きの液体トナー１ｏの表面電位はせいぜい帯電器１３に
印加された電圧ｖｏ１ないしはそれ以下である。

帯電した状態の液体トナー１０が搬送担体１４によって
画像担体４上の現像領域近傍に搬送されると、現像領域
における搬送担体１４と液体トナー１０との静電容量が
支持ロール１１の近傍における搬送担体１４と液体トナ
ー１ｏとの静電容量よりも小さいので、液体トナー１０
の表面電位が上昇し、液体トナー１０が突起を形成する
ために必要な電界がこのとき得られる。

すなわち、帯電器１３の近傍で液体トナー１゜と搬送担
体１４との静電容量ＣＩをなるべく大きくとるような構
造とし、帯電器１３により液体トナー１０に単位面積あ
たりＱｌ　　［Ｃ］の電荷をのせると、液体トナー１０
のポテンシャルｖ１は、Ｖｌ　−Ｑｌ　／ＣＩ となる。

この状態から、液体トナー１０が電荷Ｑｌを保持したま
ま画像担体４上の現像領域近傍に搬送されるので、現像
領域における液体トナー１０と搬送担体１４との静電容
量Ｃ２をＣ１＞Ｃ２とすれば、現像領域における液体ト
ナー１０のポテンシャルｖ２は、 Ｖ２−Ｑｌ　／Ｃ２ で表せるので、Ｖ２　＞Ｖｌとなる。

よって、現像領域における液体トナー１０のポテンシャ
ルｖ２を帯電器１３の近傍における液体トナー１０のポ
テンシャルＶｌ　　（液体トナー１０の帯電電圧）より
も容易に高めることが可能となる。

これをエネルギ的にみれば、帯電器１３の近傍における
単位面積あたりの静電エネルギＥ１は、Ｅｌ　−Ｑｌ　
’　／２ＣＩ となり、現像領域における単位面積あたりの静電エネル
ギＥ２は、 Ｅ２−Ｑｌ　’　／２Ｃ２ となる。

よって、これらの静電エネルギＥ１．．Ｅ２のエネルギ
差ΔＥは、 ΔＥ−Ｅ２−Ｅｌ　＞０ となり、このエネルギ差ΔＥは液体トナー１０の搬送時
の力学的エネルギが変換されたものと考えられる。

この高められた静電エネルギΔＥは、液体トナー１０が
現像領域において画像担体４に近づいたときに突起を形
成するための変形のエネルギとして有効に働き、液体現
像に必要な条件を満足させることができる。

これにより、液体トナー１０が突起を形成するために必
要な現像時間を短くすることができるので、高速な現像
速度が得られ、プリンタなどの印字速度を向上させるこ
とができる。

画像担体４に液体トナー１０の突起が付着すると、液体
トナー１０の電荷によって画像担体４上の静電潜像の電
荷が埋められ、１ケ所に像形成が集中することなく、均
一画像濃度が得られる。

さらに、実効的に高い静電界が有害な気中放電を起さず
に得られ、この実効的に高い静電界により微細な突起を
形成することができ、細かい潜像も潰れることなく、忠
実に再現することができる。

ここで、液体トナー１０に真電荷を与えた場合、液体ト
ナー１０を飛翔させるかさせないかをコントロールする
ためには、画像担体４の露光部（画像部）と未露光部（
非画像部）との潜像電位差（静電潜像の電位差）を大き
くしなければならない。

たとえば、支持ロール１１（現像スリーブ）が１　ｍｍ
厚みのフェノール樹脂（比誘電率−５）ででき、５０μ
ｓのＰ　Ｅ　Ｔ　（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ　ｔｅｌ
ｐｈｔｈａｌａｔｅ）フィルムでできた搬送担体１４と
画像担体４とのエアギャップを１１１ｍとすると、帯電
器１３により搬送担体１４上９液体トナー１０に６００
ｖの表面電位を与えた場合、画像担体４の露光部と未露
光部との潜像電位差として１０ＫＶ程度必要となる。

これに対して、従来の画像担体で得られる静電潜像の電
位差はＩＫＶ程度であり、これでは液体トナー１０の飛
翔力をコントロールすることができない。

しかしながら、本発明の一実施例では露光領域における
静電容量と現像領域における静電容量とを変化させるこ
とにより未露光部の電位を増大させることができるので
、露光部と未露光部との潜像電位差を液体トナー１０の
飛翔に必要な電位差に増幅させることができ、画像担体
４の露光部の持つ静電潜像エネルギを増幅させることが
できる。

第２図は第１図の支持ロール１および画像担体４の部分
断面図である。図において、画像担体４は誘電性（絶縁
性）フィルム４１と、電荷輸送層４２とからなり、電荷
輸送層４２と支持ロール１との間には電荷発生層４３が
ある。

したがって、第一および第二の露光帯電処理と露光処理
とが行われる露光領域においては、画像担体４が支持ロ
ール１に密着してしており、現像領域においては画像担
体４が支持ロール１から離れるので、現像領域における
画像担体４の静電容量が露光領域における画像担体４の
静電容量よりも小さくなり、画像担体４の誘電性フィル
ム４１の表面電位は現像領域において飛躍的に増大する
。

第３図は第１図の画像担体４および搬送担体１４上にお
ける電位状態を示す図である。図においては、画像担体
４の表面電位が高静電容量の露光領域から低静電容量の
現像領域に移るにしたがって上昇し、搬送担体１４上の
液体トナー１０の表面電位が高静電容量の帯電領域から
低静電容量の現像領域に移るにしたがって上昇している
ことを示している。

よって、画像担体４の露光部と液体トナー１０との電位
差（露光部の／ＦＪ像電位差）ａｔと、未露光部と液体
トナー１０との電位差（未露光部の潜像電位差）ａ２と
の差を液体トナー１０の飛翔に必要な電位差に増幅させ
ることができ、液体トナー１０の飛翔力をコントロール
することができる。

このように、画像担体４の露光領域における静電容量と
現像領域における静電容量とを変化させて、現像領域に
おいて露光部と未露光部との電位差を大とし、搬送担体
１４の帯電領域における静電容量と現像領域における静
電容量とを変化させて、帯電器１３により電荷が付与さ
れた液体トナー１０の帯電電圧を現像領域近傍において
大とするようにすることによって、画像担体４と搬送担
体１４上の液体トナー１０との距離（飛翔ギャップ）を
大きくすることができ、画像担体４と液体トナー１０の
液面との間のブリッジ現象を緩和することが可能となる
。

また、気中放電を起さずに実効的に高い静電界を得るこ
とかで′き、すなわち電極と画像担体４とにかけるバイ
アス電圧を気中放電電圧以下に下げることができる。

さらに、液体トナー１０が突起を形成するために必要な
現像時間を短くすることができるので、高速な現像速度
が得られ、プリンタなどの印字速度を向上させることが
できる。

これとともに、１ケ所に像形成が集中することなく、均
一画像濃度が得られるので、黒ベタ部分においても印字
抜けのない均一な黒ベタを再現することができ、実効的
に高い静電界により微細な突起を形成することができる
ので、細かい静電潜像も潰れることなく、忠実に再現す
ることができる。

画像担体４においては露光部と未露光部との電位差を液
体トナー１０の飛翔に必要な電位差に増幅させることが
できるので、液体トナー１０の飛翔力をコントロールす
ることができる。

尚、本発明の一実施例では画像担体４の現像領域に何も
置かない空間を設け、誘電率の低い素材でできた支持部
材１２により搬送担体１４を画像担体４の現像領域近傍
において支持するようにしているが、現像領域において
画像担体４を誘電率の低い素材で支持し、画像担体４の
現像領域近傍における搬送担体１４の領域に何も置かな
い空間を設けてもよい。

また、画像担体４は現像領域において支持ロール１と離
れるようにしているが、画像担体４の誘電性フィルム４
１と電荷輸送層４２との距離を離す部材を配置してもよ
く、すなわち誘電性フィルム４１を囲む領域の形状によ
ってその静電容量が露光領域よりも現像領域で適度に少
なくなるように配置すればよく、これらに限定されない
。

発明の詳細 な説明したように本発明によれば、画像担体の露光領域
における静電容量と現像領域における静電容量とを変化
させて、現像領域において露光部と未露光部との電位差
を大となし、搬送担体の帯電領域における静電容量と現
像領域における静電容量とを変化させて、帯電領域にお
いて電荷が付与された液体トナーの帯電電圧を現像領域
近傍において大とするようにすることによって、電極間
にかける電源を気中放電電圧以下とし、大きな飛翔ギャ
ップを得ることができ、ブリッジ現象を緩和するととも
に、鮮明な現像結果を得ることができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す図、第２図は第
１図の支持ロールおよび画像担体の部分断面図、第３図
は第１図の画像担体および搬送担体上における電位状態
を示す図、第４図は従来例第５図は従来例の現像プロセ
ス の構成を示す図、 を示す図である。 主要部分の符号の説明 １・・・・・・支持ロール ２．３・・・・・・転写ロール ４・・・・・・画像担体 １０・・・・・・液体トナー １１・・・・・・支持ロール １２・・・・・・支持部材 １３・・・・・・帯電器 １４・・・・・・搬送担体 ４１・・・・・・誘電性フィルム ４２・・・・・・電荷輸送層 ４３・・・・・・電荷発生層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像担体を支持する高誘電率の第１の画像担体支
   持部材と、前記画像担体を支持する低誘電率の第２の画
   像担体支持部材と、液体トナーを搬送する搬送担体と、
   前記画像担体上の現像領域近傍に配置され、前記搬送担
   体を支持する低誘電率の第１の搬送担体支持部材と、前
   記搬送担体を支持する高誘電率の第２の搬送担体支持部
   材と、前記第２の搬送担体支持部材近傍で前記搬送担体
   により搬送される前記液体トナーに電荷を付与する帯電
   器とを有し、前記第１および第２の画像担体支持部材に
   より前記現像領域において未露光部との電位差が大とな
   った露光部に、前記帯電器により電荷が付与され、前記
   第１および第２の搬送担体支持部材により前記現像領域
   近傍において帯電電圧が大となった前記液体トナーを飛
   翔せしめるようにしたことを特徴とする液体現像装置。