JPH08137280A

JPH08137280A - 静電潜像の液体現像装置

Info

Publication number: JPH08137280A
Application number: JP30275994A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Sasaki; 努佐々木; Masahiko Itaya; 正彦板谷
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-11-11
Filing date: 1994-11-11
Publication date: 1996-05-31

Abstract

(57)【要約】【目的】画像支持体の潜像面に供給するトナーの濃度
を制御することができる高濃度高粘性の液体現像剤を用
いた静電潜像の液体現像装置を提供する。【構成】感光体１０上に形成された静電潜像をトナー
によって現像する静電潜像の液体現像装置であって、絶
縁性液体中にトナーが高濃度に分散された高粘度の液体
現像剤が塗布された現像ベルト５１０を、感光体１０の
回転方向と反対方向に回転させながら液体現像剤を介し
て感光体１０に接触させることにより、感光体１０の潜
像面にトナーを供給する現像装置５０と、感光体１０の
周速と現像ベルト５１０の周速との比率を変えることに
より、感光体１０の潜像面に供給するトナーの濃度を制
御するコントロール部とを具備することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真や静電記録、
イオノグラフィ等の方法で形成された静電潜像を、液体
現像剤を用いて可視像化する静電潜像の液体現像装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、静電潜像の液体現像装置で
は、画像支持体の潜像面に供給するトナーの濃度を制御
する方法として、現像剤支持体に印加する現像バイアス
電圧を制御する方法、または、画像支持体に供給する液
体現像剤の液量を制御する方法等が用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
静電記録装置等では、一般に有機溶剤であるIsoparG
（登録商標：Exxon 社製）にトナーを約１〜２％の割合
で混ぜた低粘性の液体現像剤が使用されている。このた
め、現像剤の供給量を換えても低粘性であることから画
像の乱れを生じることがなかった。しかし、画像支持体
への供給量が少量で薄層となる高濃度高粘性の液体現像
剤（絶縁性液体中にトナーが高濃度に分散された１００
〜１００００ｍＰａ・ｓの高粘性の液体現像剤）を用い
た場合、トナー粘度により画像支持体の潜像面に供給す
るトナーの厚みに最適値があるため、トナのー濃度を制
御する方法として、いかなる方法が好適であるのか明ら
かでない。

【０００４】

【目的】本発明は上記事情に基づいてなされたものであ
り、画像支持体の潜像面に供給するトナーの濃度を確実
に制御することができる高濃度高粘性の液体現像剤を用
いた静電潜像の液体現像装置を提供することを目的とす
るものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明の静電潜像の液体現像装置は、
画像支持体上に形成された静電潜像を、帯電した顕像化
粒子であるトナーによって現像する静電潜像の液体現像
装置であって、絶縁性液体中にトナーが高濃度に分散さ
れた１００〜１００００ｍＰａ・ｓの高粘度の液体現像
剤が塗布された現像剤支持体を、前記画像支持体の回転
方向と反対方向に回転させながら現像剤支持体上に薄層
に形成された前記液体現像剤を介して前記画像支持体に
接触させることにより、前記画像支持体の潜像面にトナ
ーを供給する現像手段と、前記画像支持体の周速と前記
現像剤支持体の周速との比率を変えることにより、前記
画像支持体の潜像面に供給するトナーの濃度を制御する
濃度制御手段と、を具備することを特徴とするものであ
る。

【０００６】請求項２記載の発明の静電潜像の液体現像
装置は、請求項１記載の発明において、前記濃度制御手
段が、前記液体現像剤の各色毎に前記比率と前記トナー
の濃度との関係を示すテーブルが記憶されたテーブル群
を有し、前記テーブル群の中から前記現像剤支持体上に
塗布された前記液体現像剤の色に対応するテーブルを選
択し、この選択したテーブルに基づいて前記比率を変え
ることにより、前記トナーの濃度を制御することを特徴
とするものである。

【０００７】請求項３記載の発明の静電潜像の液体現像
装置は、請求項１又は２記載の発明において、前記画像
支持体及び前記現像剤支持体のうち、少なくとも一方が
可撓性を有する部材で形成されていることを特徴とする
ものである。

【０００８】請求項４記載の発明の静電潜像の液体現像
装置は、請求項１，２又は３記載の発明において、前記
液体現像剤の絶縁性液体の粘度が０．５〜１０００ｍＰ
ａ・ｓ、電気抵抗が１０¹²Ωｃｍ以上、表面張力が２１
ｄｙｎｅ／ｃｍ以下、沸点が１００°Ｃ以上であること
を特徴とするものである。

【０００９】請求項５記載の発明の静電潜像の液体現像
装置は、請求項４記載の発明において、前記液体現像剤
がシリコンオイルを絶縁性液体として利用するものであ
ることを特徴とするものである。

【００１０】請求項６記載の発明の静電潜像の液体現像
装置は、請求項１，２，３，４又は５記載の発明におい
て、前記液体現像剤が平均粒径０．１〜５μｍのトナー
を５〜４０％の濃度で含むものであることを特徴とする
ものである。

【００１１】

【作用】請求項１記載の静電潜像の液体現像装置は、ト
ナーが高濃度に分散された液体現像剤を用いたことによ
り、従来の低濃度の液体現像剤を用いた場合に比べて、
液量をはるかに少なくすることができる。また、画像支
持体の周速と現像剤支持体の周速との比率を変えること
により、画像支持体への供給量が少量となる高濃度高粘
性の液体現像剤を用いた場合でも、画像支持体の潜像面
に供給するトナーの濃度を確実に制御することができ
る。尚、液体現像剤は、粘度が１００００ｍＰａ・ｓ以
上になると、絶縁性液体とトナーとの攪拌が難しくな
り、液体現像剤をどのようにして作るかが問題となる。
したがって、１００００ｍＰａ・ｓ以上の液体現像剤は
コスト的に見合わなくなり、現実的でなくなる。一方、
１００ｍＰａ・ｓ以下では、トナー濃度が低くなるとと
もに、トナーの分散性が悪くなるので、液体現像剤を薄
層にして現像することができなくなる。

【００１２】請求項２記載の静電潜像の液体現像装置
は、液体現像剤の各色毎に、画像支持体の周速と現像剤
支持体の周速との比率と、画像支持体の潜像面に供給さ
れるトナーの濃度との関係を示すテーブルが記憶された
テーブル群の中から、現像剤支持体上に塗布された液体
現像剤の色に対応するテーブルを選択し、この選択した
テーブルに基づいて画像支持体の周速と現像剤支持体の
周速との比率を変えることにより、画像支持体の潜像面
に供給するトナーの濃度を制御する。これにより、カラ
ー化に対応した静電潜像の液体現像装置においても、所
望の色について所望の画像濃度が得られるように、画像
支持体の潜像面に供給されるトナーの濃度を各色毎に確
実に制御することができる。

【００１３】請求項３記載の静電潜像の液体現像装置
は、画像支持体及び現像剤支持体のうち、少なくとも一
方を可撓性を有する部材で形成したことにより、液体現
像剤を介して現像剤支持体と画像支持体とが接触する際
の接触圧力を分散させることができるので、現像剤支持
体上の液体現像剤層が押しつぶされるのを防止すること
ができ、これにより、画像支持体上に形成されるトナー
像に乱れが生じるのを防止することができる。

【００１４】請求項４記載の静電潜像の液体現像装置
は、絶縁性液体に前記特性のものを用いたことにより、
高粘度の液体現像剤を得ることができる。尚、現像剤支
持体上の液体現像剤は薄層状に形成されるため、液体現
像剤層中に含まれる絶縁性液体もきわめて少量である。
このため、画像支持体に供給される液体現像剤中に含ま
れる絶縁性液体もきわめて少量であり、したがって、転
写時に紙等に吸収される絶縁性液体はきわめて少量とな
るので、粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下であれば絶縁性
液体の紙等への付着の問題は特に生じない。しかし、粘
度が０．５ｍＰａ・ｓ以下であると揮発性が高くなるの
で、危険物扱いとなり適当でない。絶縁性液体は沸点が
１００°Ｃ以下であると、蒸発量が多くなるので現像剤
の保存方法に問題があり、装置全体を密閉構造にしなけ
ればならず、また作業環境を改善することも難しくな
る。電気抵抗は１０¹²Ωｃｍ以下になると、絶縁性が悪
くなり、トナーの導電性の問題が起こり現像剤として使
用できなくなる。したがって、電気抵抗はできるだけ高
い値が望ましい。表面張力は２１ｄｙｎｅ／ｃｍ以上に
なると、濡れ性が悪くなる。したがって、表面張力は、
できるだけ低い値が望ましい。

【００１５】請求項５記載の静電潜像の液体現像装置
は、絶縁性液体がシリコンオイルを主成分としたもので
あることにより、請求項４記載の特性を有する絶縁性液
体を得ることができる。

【００１６】請求項６記載の静電潜像の液体現像装置
は、液体現像剤が平均粒径０．１〜５μｍのトナーを５
〜４０％の濃度で含むものであることにより、絶縁性液
体中にトナーが高濃度に分散された液体現像剤を得るこ
とができる。また、トナーの粒径の大きさに略反比例し
て、解像度が良くなる。通常、トナーは、プリントアウ
トされた紙上で５〜１０個位の固まりとなって、存在し
ているので、トナーの平均粒径が５μｍ以上になると、
解像度が悪くなる。一方、トナーの平均粒径が０．１μ
ｍ以下になると、物理的な付着力が強くなり、転写の際
にトナーを剥がし難くなる。

【００１７】

【実施例】以下に本発明の一実施例を図１乃至図４を参
照して説明する。図１は本発明の一実施例である静電潜
像の液体現像装置の概略構成図、図２は図１に示す静電
潜像の液体現像装置の動作を説明するための図、図３は
感光体の周速と現像ベルトの周速との比率と、画像濃度
との関係を示す図、図４はモータ及びコントロール部の
概略ブロック図である。

【００１８】本発明の一実施例である静電潜像の液体現
像装置１は、図１に示すように、画像支持体である感光
体１０と、感光体１０上にプリウェット液を塗布するプ
リウェット装置２０と、感光体１０を帯電させる帯電装
置３０と、感光体１０上に像を露光する露光装置４０
と、感光体１０の静電潜像が形成された部分に液体現像
剤を供給することにより静電潜像を顕像化する現像装置
５０と、感光体１０上のトナーを所定の紙Ｐに転写する
と共に定着させる転写装置６０と、感光体１０上に残留
した液体現像剤を除去するクリーニング装置７０と、図
示されていないが帯電された感光体１０を除電する除電
装置を備えている。

【００１９】帯電装置３０、露光装置４０、クリーニン
グ装置７０、および除電装置については従来の電子写真
式プリンタに用いられている従来技術をほとんどの場合
について流用することができる。したがって、本実施例
では、上記の各装置の説明を省略して、本発明の主要部
であるプリウェット装置２０、現像装置５０及び転写装
置６０について説明する。

【００２０】プリウェット装置２０に要求される機能
は、一定のプリウェット液を感光体１０上に均一に塗布
することである。その目的のためには、スポンジ状のも
のによりプリウェット液を塗布する方法、感光体１０の
幅方向に並んだ複数のノズルからプリウェット液を吐出
する方法、スポンジローラ等によりプリウェット液を塗
布する方法等、他の目的でコーティングする方法を用い
ることができる。本発明者等は種々の方法を試みて、上
記の方法が可能であることを確認したが、最も簡便で性
能の良い方法として、ベルイータ（登録商標：カネボウ
（株））を用いてプリウェット液を塗布する方法があ
る。ベルイータは、気孔が連続した立体網目構造を有す
る連続多孔質体であり、気孔の体積分だけプリウェット
液を保持することができる。また、気孔の体積を越える
プリウェット液が供給されたときには、プリウェット液
を表面から均一に放出することができる。尚、本実施例
では感光体１０との当接面が略半円状のものを用いた。

【００２１】現像装置５０は、現像部５１と、塗布部５
２とにより構成される。現像部５１は、現像剤支持体で
ある現像ベルト５１０と、現像ベルト５１０を回転駆動
すると共に現像ベルト５１０の一部を感光体１０に当接
させるようにして保持する駆動ローラ５１２ａ，５１２
ｂと、現像ベルト５１０上に残留する液体現像剤を除去
する掻き取りブレード５１４と、図１には図示されてい
ないが、図４に示すように、駆動ローラ５１２ａ，５１
２ｂを回転駆動するモータ５１６と、を備えている。モ
ータ５１６は、図４に示すように、濃度制御手段である
コントロール部５１８により動作が制御される。塗布部
５２は、現像ベルト５１０の表面に液体現像剤を塗布す
る塗布装置５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄを備えてい
る。

【００２２】塗布装置５２ａ〜５２ｄは、液体現像剤を
貯蔵すると共に放出するベローズポンプ５２０と、ベロ
ーズポンプ５２０から放出された液体現像剤を現像ベル
ト５１０に搬送する複数の搬送ローラ５２２ａ，５２２
ｂ，５２２ｃ，５２２ｄと、図示されていないが、搬送
ローラ５２２ａを現像ベルト５１０に離接する離接装置
とを備えている。塗布装置５２ａのベローズポンプ５２
０ａにはイエローのトナーを含む液体現像剤が、塗布装
置５２ｂのベローズポンプ５２０ｂにはマゼンダのトナ
ーを含む液体現像剤が、塗布装置５２ｃのベローズポン
プ５２０ｃにはシアンのトナーを含む液体現像剤が、そ
して、塗布装置５２ｄのベローズポンプ５２０ｄにはブ
ラックのトナーを含む液体現像剤がそれぞれ貯蔵されて
いる。

【００２３】現像ベルト５１０は、モータ５１６によっ
て回転駆動された駆動ローラ５１２ａにより、感光体１
０の回転方向と反対方向に回転する。現像ベルト５１０
には、シームレスのニッケルベルト、ポリイミドベルト
のような樹脂ベルト等の可撓性を有するベルト部材が用
いられる。尚、現像ベルト５１０は現像バイアスを印加
できるものでなければならない。したがって、樹脂ベル
トを用いる場合には、ベルト表面を導電加工するか、ベ
ルト材質に導電性微粒子を添加するなどして電気抵抗値
を下げる必要がある。

【００２４】コントロール部５１８は、制御部５１８ａ
と、テーブル群５１８ｂとを有する。テーブル群５１８
ｂには、液体現像剤に含まれるトナーのイエロー、マゼ
ンダ、シアン及びブラックの各色毎に、図３に示すよう
な、感光体１０の周速と現像ベルト５１０の周速との比
率（現像ベルト５１０の周速／感光体１０の周速）と、
画像濃度O.D.（オプティカル・デンシティ）との関係を
示すテーブルが記憶されている。ここで、感光体１０の
周速とは、感光体１０の表面の移動速度、現像ベルト５
１０の周速とは、現像ベルト５１０の移動速度である。
また、画像濃度は、感光体１０の潜像面に供給されるト
ナーの濃度と比例する。液体現像剤に含まれるトナーの
各色毎にテーブルを用意したのは、色によって感光体１
０の周速と現像ベルト５１０の周速との比率と、画像濃
度との関係が多少異なるからである。尚、同じ色であっ
ても、液体現像剤中に含まれるトナーの濃度が異なる場
合は、感光体１０の周速と現像ベルト５１０の周速との
比率と、画像濃度との関係が異なるので、トナーの濃度
に応じてテーブルを用意する必要がある。制御部５１８
ａは、テーブル群５１８ｂの中から現像ベルト５１０に
塗布される液体現像剤のトナーの色に対応するテーブル
を選択し、この選択したテーブルに基づき、予め入力さ
れたオペレータの指示に従ってモータ５１６の回転速度
を制御することにより、現像ベルト５１０の周速を変え
る。これにより、感光体１０の周速と現像ベルト５１０
の周速との比率を変え、所望の色について所望の画像濃
度が得られる。尚、本実施例では、感光体１０の周速を
６０ｍｍ／ｓｅｃに固定している。

【００２５】転写装置６０は、中間転写体である中間転
写ベルト６１０と、中間転写ベルト６１０を回転駆動す
ると共に中間転写ベルト６１０の一部を感光体１０に当
接させるようにして保持する駆動ローラ６１２ａ，６１
２ｂ，６１２ｃと、中間転写ベルト６１０と離接可能な
二次転写ローラ６１４と、中間転写ベルト６１０上に残
留するトナーを除去する掻き取りブレード６１６とを備
える。

【００２６】中間転写ベルト６１０は、駆動ローラ６１
２ａ，６１２ｂ，６１２ｃによって感光体１０の回転方
向と反対方向に回転駆動される。二次転写ローラ６１４
は、紙Ｐを介して中間転写ベルト６１０に押圧される。
駆動ローラ６１２ｃの内部には、中間転写ベルト６１０
上のトナー像を加熱する定着ヒータ６１８が設けられて
いる。

【００２７】次に、本発明の一実施例に用いた画像形成
用資材について説明する。本実施例に用いた液体現像剤
は、エポキシ等のバインダーとなるレジン、トナーに所
定の電荷を与える荷電制御剤、着色顔料、トナーを均一
に分散させる分散剤等からなるトナーと、キャリア液と
からなる。トナーの構成は、従来の液体現像剤に用いら
れてきたものと基本的には同様であるが、帯電特性及び
分散性の調整のためそれらの処方はシリコンオイルに適
合するよう変更してある。トナーの平均粒径は、小さい
程、解像度がよくなるが、粒径が小さいと物理的接着力
が大きくなり転写する際に、はがし難くなる。このた
め、本実施例ではトナーの平均粒径は、転写性の向上を
目的として２〜４μｍあたりに中心が来るように調整し
てある。

【００２８】液体現像剤の粘性は、用いるキャリア液、
レジン、着色顔料、荷電制御剤などおよびそれらの濃度
により決まる。本実施例では、粘度を５０〜６０００ｍ
Ｐａ・ｓ、トナー濃度を５〜４０％の範囲で変化させて
実験した。

【００２９】キャリア液は、高電気抵抗を示すジメチル
ポリシロキサンオイル、環状ポリジメチルシロキサンオ
イル等の低粘度のものを用いる。尚、現像ベルト５１０
上に形成される液体現像剤層は薄層状に形成されるた
め、液体現像剤層中に含まれるキャリア液はきわめて少
量である。したがって、感光体１０の潜像面に供給され
る液体現像剤中に含まれるキャリア液もきわめて少量と
なるので、転写時に紙等に吸収されるキャリア液はきわ
めて少量となる。このため、粘度が１０００ｍＰａ・ｓ
以下であれば定着後に残留するキャリア液は、ほとんど
見られない。

【００３０】本発明者等の実験によれば、キャリア液に
粘度が２．５ｍＰａ・ｓである米国ダウコーニング社の
ＤＣ３４４を用いて出画実験を行ったときは、定着後に
紙上に残留するキャリア液は見られなかった。しかし、
揮発性が高いため、現像装置を密閉構造にする必要が生
じた。また、キャリア液に粘度が６．５ｍＰａ・ｓであ
る米国ダウコーニング社のＤＣ３４５を用いて出画実験
を行ったときは、ＤＣ３４４を用いて出画実験を行った
ときと同様に、定着後に紙上に残留するキャリア液は見
られなかった。しかし、揮発性が高いため、現像装置を
密閉構造にする必要が生じた。さらに、キャリア液に粘
度が２０ｍＰａ・ｓである信越シリコン社のＫＦ−９６
−２０を用いて出画実験を行ったときは、定着後に紙上
に残留するキャリア液は見られなかった。また、揮発性
がそれほど高くないので、現像装置を密閉構造にする必
要は生じなかった。ＤＣ３４４，ＤＣ３４５及びＫＦ−
９６−２０は、一般的に化粧品に用いられるもので毒性
等の安全性は高い。キャリア液については、信越シリコ
ン社のＫＦ９９３７等他に多くの種類があり、電気抵
抗、蒸発特性、表面張力、安全性等が満たされていれば
いずれを選択してもよい。

【００３１】また、本発明者等が行った実験では、表面
張力が大きい場合にはかぶりやトナーの塊が感光体１０
に付着することがあり、実験的には２１ｄｙｎｅ／ｃｍ
以上では画質に問題が起こりやすいことが分かった。

【００３２】電気抵抗値としては、トナーの帯電安定性
の問題があり、１０¹⁴Ωｃｍ以上が望ましい。最低限１
０¹²Ωｃｍ以上は必要である。本実施例の説明では、こ
れらの実験結果に鑑み、価格が低く入手の容易なＤＣ３
４５を用いた例を示す。

【００３３】プリウェット液は、感光体１０上に形成さ
れた静電潜像を乱すことなく、定着時に容易に蒸発し、
かぶりやトナーの塊が感光体１０に付着しないものであ
ることが要求される。例としては、米国ダウコーニング
社のＤＣ３４４，ＤＣ２００−０．６５，−１．０，−
２．０、信越シリコン社のＫＦ９６Ｌ−１，ＫＦ９９３
７等が挙げられる。一般的に、蒸発性の高いシリコンオ
イルを選択する必要がある。

【００３４】本発明者等の行った実験では、液粘度が
０．５〜３ｍＰａ・ｓの範囲で問題なく現像、転写、定
着による液の乾燥が行われたが、５ｍＰａ・ｓから６ｍ
Ｐａ・ｓ程度ではやや定着時の液の乾燥に時間と温度が
必要になる傾向が見られた。１０ｍＰａ・ｓでは乾燥に
要するエネルギーが大きくなり過ぎ一般的ではない。ま
た、０．５ｍＰａ・ｓ以下であると揮発性が高くなるの
で、危険物扱いとなり適当でない。また、紙への加熱の
影響もあり、沸点は、２５０°Ｃ以下のものである必要
がある。

【００３５】表面張力は、液体現像剤と感光体１０との
付着力をなくし、離型性をよくして画像の汚れ、かぶり
を防ぎ、また画質の解像力、かぶりを向上させるため、
できるだけ低いものがよい。本発明者等の実験によれ
ば、２０〜２１ｄｙｎｅ／ｃｍ程度が限界でこれより低
いものを選択する必要がある。

【００３６】電気抵抗は、低い場合、絶縁性が悪くなり
電荷をリークしてしまう。従って、できるだけ高いもの
を使用する必要がある。実験的には１０¹⁴Ωｃｍ程度以
上が望ましい。最低限１０¹²Ωｃｍは必要である。

【００３７】次に、図１に示す静電潜像の現像装置１の
動作について説明する。先ず、図２（Ａ）に示すよう
に、帯電装置３０により感光体１０を帯電する。一般に
帯電装置３０には、コロナ放電器が用いられる。次に、
帯電した感光体１０上に像を露光する。例えば、レーザ
ースキャナーにより像を露光して感光体１０の表面に静
電潜像を形成する。図２（Ｂ）に示すようにレーザース
キャナーの光が当たった部分は、導電化するので電荷が
消失し、光の当たらなかった部分は電荷の像である静電
潜像として残る。

【００３８】次に、図２（Ｃ）に示すように、プリウェ
ット装置２０により感光体１０上に前述したプリウェッ
ト液を塗布する。

【００３９】次に、現像装置５０により静電潜像を顕像
化する。ベローズポンプ５２０から放出された液体現像
剤は、複数の搬送ローラ５２２ａ〜５２２ｄを介して現
像ベルト５１０の表面に薄くムラなく塗布される。これ
により、現像ベルト５１０上に液体現像剤の薄層を形成
する。現像装置５０は、図示されていない離接装置によ
り、いずれかの塗布装置５２ａ〜５２ｂを現像ベルト５
１０に当接する。これにより、現像ベルト５１０上にイ
エロー、マゼンダ、シアン及びブラックのうちいずれか
のトナーを含む液体現像剤を薄くムラなく塗布すること
ができる。

【００４０】次に、現像ベルト５１０上に形成された液
体現像剤層を、図２（Ｄ）に示すように、感光体１０の
表面に形成された静電潜像に近接させて、静電気力によ
り、帯電したトナーを感光体１０の潜像面上に移動す
る。これにより、感光体１０上にトナー像を形成する。
尚、感光体１０の潜像面に供給するトナーの濃度は、感
光体１０の周速と現像ベルト５１０の周速との比率を変
えることにより制御することができる。本実施例では、
前述したように、図４に示す制御部５１８ａは、テーブ
ル群５１８ｂの中から現像ベルト５１０に塗布された液
体現像剤のトナーの色に対応するテーブルを選択し、こ
の選択したテーブルに基づき、予め入力されたオペレー
タの指示に従ってモータ５１６の回転速度を制御するこ
とにより、現像ベルト５１０の周速を変える。これによ
り、感光体１０の周速と現像ベルト５１０の周速との比
率を変え、所望の色について所望の画像濃度、すなわ
ち、感光体１０の潜像面に供給するトナーの濃度が得ら
れる。

【００４１】次に、図２（Ｅ）に示すように、転写装置
６０により感光体１０上に形成されたトナー像を中間転
写ベルト６１０上に一次転写する。一方、感光体１０
は、クリーニング装置７０により感光体１０上に残留し
た液体現像剤が除去され、その後、図示されていない除
電装置により除電される。そして、図示されていない離
接手段によって現像ベルト５１０に当接する塗布装置５
２ａ〜５２ｄを切り換えた後、再び上記の帯電から除電
までのサイクルを繰り返すことにより、中間転写ベルト
６１０上にイエロー、マゼンダ、シアン及びブラックの
トナー像を次々と重ねて転写する。これにより、中間転
写ベルト６１０上にカラー化に対応したトナー像を形成
する。

【００４２】次に、図２（Ｆ）に示すように、転写装置
６０により中間転写ベルト６１０上に形成されたカラー
化に対応したトナー像を紙Ｐに二次転写すると同時に定
着させる。中間転写ベルト６１０上に形成されたカラー
化に対応したトナー像は、二次転写ローラ６１４の中間
転写ベルト６１０への押圧力及び定着ヒータ６１８によ
る熱により、紙Ｐ上に移動し二次転写されると同時に熱
的に溶融し定着する。これにより、紙Ｐ上にカラー画像
を形成する。

【００４３】図５乃至図９は本発明の一実施例の現像過
程について詳細に説明するための図であり、図５は現像
過程の全体を説明するための図、図６は接近過程の様子
を示す図、図７はトナー移動過程の様子を示す図、図８
は非画像部の分離過程の様子を示す図、図９は画像部の
分離過程の様子を示す図である。従来の現像過程と異な
り、本実施例の現像過程は、図５に示すように、現像ベ
ルト５１０が感光体１０に接近して液体現像剤が感光体
１０の表面に接近する接近過程と、液体現像剤層とプリ
ウェット液層とがソフトコンタクトしてトナーが移動す
るトナー移動過程と、現像ベルト５１０が感光体１０か
ら離れて現像ベルト５１０に付着するトナーと感光体１
０に付着するトナーとに分離される分離過程との３つの
過程から成り立っていると考えられる。

【００４４】接近過程では、現像ベルト５１０を可撓性
を有するベルト部材で構成したことにより、図６に示す
ように、現像ベルト５１０上の液体現像剤層と感光体１
０上のプリウェット層とが接触する際の接触圧力が分散
され、キャリア液とトナーからなる高粘度の液体現像剤
とプリウェット液とはソフトコンタクトされる。これに
より粘度の低いプリウェット液は前後に若干押し出され
てプリウェット液の液溜りが生ずる。

【００４５】トナー移動過程においては、図７に示すよ
うに、画像部では、現像ベルト５１０上のトナーが、感
光体１０上の電荷と現像ベルト５１０との間に形成され
る電界によって、主にクーロン力により、プリウェット
液層を通過して潜像面に移動する。一方、非画像部で
は、現像ベルト５１０上のトナーは、感光体１０の表面
と液体現像剤層とがプリウェット液層により分離されて
いるので、感光体１０の表面に移動しない。

【００４６】分離過程においては、非画像部では、図８
に示すように、液体現像剤は現像ベルト５１０上に残留
する。プリウェット液層と液体現像剤層との界面では２
つの層が分離する際に、粘度の低いプリウェット液層の
一部が液体現像剤層に転移して分離する。したがって、
２つの層の分離点は、プリウェット液層の内部にあると
考えられる。一方、画像部では、図９に示すように、感
光体１０の表面に移動したトナーがプリウェット液層を
押しのけるため、プリウェット液層はトナー層の上に位
置し、プリウェット液層の内部で分離する。現像ベルト
５１０上には、トナーが移動した後に残るキャリア液の
一部とプリウェット液の一部が層を形成する。

【００４７】図１０は液体現像剤を薄層化したことの意
義を説明するための図である。現像ベルト５１０上に塗
布された液体現像剤層が厚すぎると、液体現像剤の粘度
が高いので、静電気力によって現像ベルト５１０から感
光体１０の表面に移動しようとするトナー群が、その周
りに位置するトナーに対して粘性を断ち切れずにクラス
ターを形成して、感光体１０の表面に移動する。このた
め、トナーが過剰に移動し、感光体１０上に形成された
トナー像に乱れが生じて画像ノイズが発生する。このク
ラスターの発生を抑えるために、液体現像剤層の層厚を
現像が十分にできる最小限の値に抑える必要がある。

【００４８】図１１は金属等の剛体で形成された現像支
持体である剛体ローラと感光体１０とをハードコンタク
トさせたようすを示す図であり、図１２は本実施例のソ
フトコンタクトを説明するための図である。図１１に示
すように、剛体ローラと感光体１０とをハードコンタク
トさせると、プリウェット液層及び液体現像剤層が押し
つぶされて感光体１０上に形成されたトナー像に乱れが
生じ、画像ノイズが発生する。このため、本実施例で
は、図１２に示すように、現像剤支持体として可撓性を
有するベルト部材で構成された現像ベルト５１０を用
い、感光体１０上のプリウェット液層と現像ベルト５１
０上の液体現像剤層とが接触する際の接触圧力を分散さ
せることにより、液体現像剤層が押しつぶされないよう
にしている。

【００４９】次に、現像ベルト５１０上の液体現像剤層
の層厚、感光体１０上のプリウェット液層の層厚につい
て説明する。現像ベルト５１０上の液体現像剤層の層厚
は、液体現像剤の粘性が５０〜１００ｍＰａ・ｓ以上の
ものについては、特に５００ｍＰａ・ｓ以上のものにつ
いては、薄くする必要がある。理想的には、現像時に要
求されるトナー現像量（すなわち、ベタ黒を出したとき
の濃度）を満たす層厚より若干厚目が良い。これは、粘
度の高い液体現像剤を用いた場合、現像時に、静電気的
に選択されたトナーが液の粘性により余計なトナーを引
き連れて感光体１０上に移動してしまうため、感光体１
０上に形成されたトナー像に乱れが生じるからである。
本発明者等の実験では、トナー濃度の高い液体現像剤に
ついては約５μｍの層厚で、また、トナー濃度の低いも
のについては約４０μｍの層厚で良好な画像が得られ
た。特に、トナー濃度２０〜３０％の液体現像剤を用い
た場合、液体現像剤の層厚が８〜２０μｍで良好な画質
が得られた。

【００５０】感光体１０上のプリウェット液層の層厚
は、選択されたプリウェット液の粘度、表面張力により
最適値が存在する。薄過ぎる場合には、現像ベルト５１
０上のトナーが感光体１０上に不規則に移動して感光体
１０上に形成されるトナー像に乱れが生じる。プリウェ
ット液の量を増やしていくに従って、トナー像の乱れは
改善されて、最適値が確認される。更に量を増やしてい
くと、感光体１０上のトナーが流れて、感光体１０上の
トナー像がぼける傾向を示す。ＤＣ３４４を用いた実験
では、３０μｍ以下、特に２０μｍ以下の厚みで良好な
結果を得られた。これより粘性の低いものについては、
この結果より薄めでも、厚目でも良い結果を得られる。
しかしながら、高粘度のものに関しては、最適値は範囲
が狭くなる傾向にある。

【００５１】上述の条件下で画出し実験をおこなった結
果、本実施例の静電潜像の現像装置に最適な液体現像剤
及びプリウェット液の粘性に関する範囲は、液体現像剤
が１００ｍＰａ・ｓから６０００ｍＰａ・ｓ、プリウェ
ット液が０．５ｍＰａ・ｓから５ｍＰａ・ｓの間である
ことが分かった。尚、プリウェット液のシリコンオイル
には、ダウコーニング社製のＤＣ２００シリーズを用
い、また現像液のキャリア液には、同社製のＤＣ３４５
を用いた。

【００５２】本実施例によれば、液体現像剤のキャリア
液としてシリコンオイルを用いたことにより、従来のも
のに比べて以下に述べる利点を有する。

【００５３】従来の液体現像剤は、一般にキャリア液と
してIsoparG （登録商標：Exxon 社製）を用いている。
このIsoparは、シリコンオイルほど抵抗値が高くないの
で、トナー濃度を濃くすると、即ち粒子間距離が小さく
なると、トナーの帯電性が悪くなる。したがって、Isop
arの場合は、トナー濃度に限界がある。これに対して、
本実施例で用いたシリコンオイルは、抵抗値が十分に大
きいので、トナー濃度を濃くすることができる。また、
一般にIsoparの場合、トナーの分散状態が良く、したが
って、トナー濃度が１〜２％でも、トナー同士が反発し
あうので、均一にトナーが分散している。これに対し
て、シリコンオイルは、トナー濃度が１〜２％の場合、
分散性が良くなく、じきに沈殿してしまう。しかし、ト
ナー濃度を５〜４０％にすると、密に詰まった状態とな
り、安定して分散する。このため、本実施例では、トナ
ーが高密度に分散された高粘度の液体現像剤を使用して
いる。これにより、従来の低濃度の液体現像剤に比べ
て、現像液の液量を大幅に低減することができ、装置の
小型化を図ることができる。更に、本実施例の液体現像
剤は高粘度の液体であるので、保管や取り扱いの点で
も、従来の低粘度の液体現像剤や粉体現像剤に比べて容
易になる。

【００５４】従来の液体現像剤で用いていたIsoparは、
前述のように、揮発性が高く、しかも悪臭を放つので、
作業環境を悪化させるだけでなく、公害を起こすという
問題があった。これに対して本実施例で用いているシリ
コンオイルは、化粧品用として用いられていることから
も明らかなように、安全な液体であり、また無臭である
ので、本実施例によれば、作業環境を改善することがで
き、また公害の問題も発生しない。

【００５５】また、本実施例によれば、感光体１０の周
速と現像ベルト５１０の周速との比率を変えることによ
り、感光体１０の潜像面に供給するトナーの濃度を制御
するので、感光体１０への供給量が少量となる高濃度高
粘性の液体現像剤を用いた場合でも、感光体１０の潜像
面に供給するトナーの濃度を確実に制御することができ
る。

【００５６】さらに、本実施例によれば、液体現像剤中
に含まれるトナーのイエロー、マゼンダ、シアン及びブ
ラックの各色毎に、感光体１０の周速と現像ベルト５１
０の周速との比率と、画像濃度との関係を示すテーブル
が記憶されたテーブル群５１８ｂの中から、現像ベルト
５１０上に塗布された液体現像剤のトナーの色に対応す
るテーブルを選択し、この選択したテーブルに基づいて
現像ベルト５１０の周速を制御する制御部５１８ａを設
けたことにより、所望の色について所望の画像濃度が得
られるように、感光体１０の周速と現像ベルト５１０の
周速との比率を変えることができる。

【００５７】加えて、本実施例によれば、現像剤支持体
として、可撓性を有するベルト部材で形成された現像ベ
ルト５１０を用いたことにより、液体現像剤を介して現
像ベルト５１０と感光体１０とが接触する際の接触圧力
を分散させることができるので、現像ベルト５１０上の
液体現像剤層が押しつぶされるのを防止することがで
き、これにより、感光体１０上に形成されるトナー像に
乱れが生じ、画像ノイズが発生するのを防止することが
できる。

【００５８】本発明は上記の実施例に限定されるもので
はなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
たとえば、上記の実施例では、画像支持体として、有機
感光体１０を用いた場合について説明したが、本発明は
これに限定されるものではない。画像支持体は、カール
ソン法で用いる各種感光体、あるいはイオノグラフィ等
の静電潜像を直接形成する導体上に絶縁体層を形成した
もの、静電プロッタのような静電記録紙でもよい。

【００５９】また、上記の実施例では、露光装置４０に
より帯電した感光体１０上に像を露光し、その後、プリ
ウェット装置２０により感光体１０上にプリウェット液
を塗布するものについて説明したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、プリウェット液の塗布は、現像
工程に先立って行われるものであればよい。また、たと
えば、画像支持体の表面に離型性を有する材料をコーテ
ィングしたものであれば、画像支持体の表面にプリウェ
ット液を塗布する必要はない。

【００６０】さらに、上記の実施例では、塗布装置とし
て、複数の搬送ローラ５２２ａ〜５２２ｄを介して現像
ベルト５１０上に液体現像剤を塗布したものについて説
明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、現
像ベルト５１０上に薄層の液体現像剤層を形成すること
ができるものであればどのような方法によるものであっ
てもよい。たとえば、現像ベルト５１０上に塗布された
液体現像剤をゴム又は剛体のブレードによって層厚を規
制することにより、現像ベルト５１０上に薄層の液体現
像剤層を形成するものでもよい。また、イエローのトナ
ーを含む液体現像剤を現像ベルト５１０に塗布する塗布
装置５２ａと、マゼンダのトナーを含む液体現像剤を現
像ベルト５１０に塗布する塗布装置５２ｂと、シアンの
トナーを含む液体現像剤を現像ベルト５１０に塗布する
塗布装置５２ｃと、ブラックのトナーを含む液体現像剤
を現像ベルト５１０に塗布する塗布装置５２ｄとを備え
るものについて説明したが、本発明はこれに限定される
ものではない。所望の色のトナーを含む液体現像剤を現
像ベルト５１０上に塗布する塗布装置を必要に応じて少
なくとも一個設けたものであればよい。

【００６１】また、上記の実施例では、現像剤支持体と
して可撓性を有するベルト部材で構成された現像ベルト
５１０を用いたものについて説明したが、本発明はこれ
に限定されるものではない。現像剤支持体は、導電性を
有し、弾性部材で形成された弾性ローラ、金属等の剛体
ローラでもよい。但し、現像剤支持体として剛体ローラ
を用いる場合、剛体ローラ上に形成された液体現像剤層
を押しつぶすことなく剛体ローラと画像支持体とを接触
させるため、画像支持体に可撓性を有するベルト部材で
構成された画像支持体ベルトを用いるか、または、剛体
ローラと画像支持体との間に微小なギャップ即ち間隔が
形成されるようにして剛体ローラを設置する必要があ
る。

【００６２】さらに、上記の実施例では、感光体１０の
周速を一定とし、現像ベルト５１０の周速を変えること
により、感光体１０の周速と現像ベルト５１０の周速と
の比率を変えるものについて説明したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、感光体１０の周速を変える
ことにより、あるいは、感光体１０及び現像ベルト５１
０の周速を変えることにより、感光体１０の周速と現像
ベルト５１０の周速との比率を変えるものであってもよ
い。

【００６３】また、上記の実施例では、転写装置とし
て、感光体１０上に形成されたトナー像を中間転写体で
ある中間転写ベルト６１０上に一次転写した後、中間転
写ベルト６１０上に一次転写されたトナー像を紙Ｐ上に
二次転写することにより、紙Ｐ上に画像を形成するもの
について説明したが、本発明はこれに限定されるもので
はない。転写装置は、画像支持体上に形成されたトナー
像を記録媒体に転写することができるものであればよ
く、たとえば、モノクロ用の液体現像装置では、画像支
持体上に形成されたトナー像を中間転写体上に一次転写
することなく記録媒体上に直接転写するものであっても
よい。

【００６４】また、本発明は上記の実施例に限定される
ものではなく、液体現像剤の層厚が５〜４０μｍであれ
ば、液体現像剤の粘度は１００００ｍＰａ・ｓであって
も良い。現状では、６０００ｍＰａ・ｓ以上の高粘度の
現像剤は、キャリア液とトナーとの攪拌が難しくなるの
で、コスト的にあわなくなると考えるが、安価に入手で
きるようになれば、６０００ｍＰａ・ｓ以上でもよい。
但し、粘度が１００００ｍＰａ・ｓを越えるものは、現
実的でなくなる。また、液体現像剤のキャリア液はシリ
コンオイルに限定されない。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、トナーが高濃度に分散された高粘度の液体現
像剤を薄層にして現像したことにより、高解像度で小型
化が容易であり、しかも低公害化が可能であり、また、
画像支持体の周速と現像剤支持体の周速との比率を変え
ることにより、画像支持体への供給量が少量となる高濃
度高粘性の液体現像剤を用いた場合でも、画像支持体の
潜像面に供給するトナーの濃度を確実に制御することが
できる静電潜像の液体現像装置を提供することができ
る。

【００６６】請求項２記載の発明によれば、液体現像剤
の各色毎に用意されたテーブルが記憶されたテーブル群
の中から、現像剤支持体上に塗布された液体現像剤の色
に対応するテーブルを選択し、この選択したテーブルに
基づいて画像支持体の周速と現像剤支持体の周速との比
率を変えることにより、画像支持体の潜像面に供給する
トナーの濃度を制御するので、カラー化に対応した静電
潜像の液体現像装置においても、所望の色について所望
の画像濃度が得られるように、画像支持体の潜像面に供
給するトナーの濃度を各色毎に確実に制御することがで
きる静電潜像の液体現像装置を提供することができる。

【００６７】請求項３記載の発明によれば、画像支持体
及び現像剤支持体のうち少なくとも一方を可撓性を有す
る部材で形成したことにより、液体現像剤を介して現像
剤支持体と画像支持体とが接触する際の接触圧力を分散
させることができるので、現像剤支持体上の液体現像剤
層が押しつぶされるのを防止することができ、これによ
り、画像支持体上に形成されるトナー像に乱れが生じ、
画像ノイズが発生するのを防止することができる静電潜
像の液体現像装置を提供することができる。

【００６８】請求項４記載の発明によれば、前記の構成
としたことにより、請求項１記載の発明の効果に加え
て、液体現像剤の濡れ性がよい静電潜像の液体現像装置
を提供することができる。

【００６９】請求項５記載の発明によれば、前記の構成
としたことにより、請求項４記載の発明の効果に加え
て、公害が少なく、作業環境の改善を図ることができる
静電潜像の液体現像装置を提供することができる。

【００７０】請求項６記載の発明によれば、前記の構成
としたことにより、請求項１記載の発明の効果に加え
て、転写の際にトナーを剥がしやすくなる静電潜像の液
体現像装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である静電潜像の液体現像装
置の概略構成図である。

【図２】図１に示す静電潜像の液体現像装置の動作を説
明するための図である。

【図３】感光体の周速と現像ベルトの周速との比率と、
画像濃度との関係を示す図である。

【図４】モータ及びコントロール部の概略ブロック図で
ある。

【図５】現像過程の全体を説明するための図である。

【図６】接近過程のようすを示す図である。

【図７】トナー移動過程のようすを示す図である。

【図８】非画像部の分離過程を示す図である。

【図９】画像部の分離過程を示す図である。

【図１０】液体現像剤を薄層化したことの意義を説明す
るための図である。

【図１１】現像ローラと感光体とをハードコンタクトさ
せたようすを示す図である。

【図１２】本実施例である静電潜像の液体現像装置のソ
フトコンタクトを説明するための図である。

【符号の説明】

１０感光体２０プリウェット装置３０帯電装置４０露光装置５０現像装置５１現像部５２塗布部５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ塗布装置６０転写装置７０クリーニング装置５１０現像ベルト５１２ａ，５１２ｂ，６１２ａ，６１２ｂ，６１２ｃ
駆動ローラ５１４，６１６掻き取りブレード５２０ベローズポンプ５１６モータ５１８コントロール部５１８ａ制御部５１８ｂテーブル群５２２ａ，５２２ｂ，５２２ｃ，５２２ｄ搬送ロー
ラ６１４二次転写ローラ６１８ヒータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像支持体上に形成された静電潜像を、
帯電した顕像化粒子であるトナーによって現像する静電
潜像の液体現像装置であって、絶縁性液体中にトナーが高濃度に分散された１００〜１
００００ｍＰａ・ｓの高粘度の液体現像剤が塗布された
現像剤支持体を、前記画像支持体の回転方向と反対方向
に回転させながら現像剤支持体上に薄層に形成された前
記液体現像剤を介して前記画像支持体に接触させること
により、前記画像支持体の潜像面にトナーを供給する現
像手段と、前記画像支持体の周速と前記現像剤支持体の周速との比
率を変えることにより、前記画像支持体の潜像面に供給
するトナーの濃度を制御する濃度制御手段と、を具備することを特徴とする静電潜像の液体現像装置。
【請求項２】前記濃度制御手段は、前記液体現像剤の
各色毎に前記比率と前記トナーの濃度との関係を示すテ
ーブルが記憶されたテーブル群を有し、前記テーブル群
の中から前記現像剤支持体上に塗布された前記液体現像
剤の色に対応するテーブルを選択し、この選択したテー
ブルに基づいて前記比率を変えることにより、前記トナ
ーの濃度を制御することを特徴とする請求項１記載の静
電潜像の液体現像装置。
【請求項３】前記画像支持体及び前記現像剤支持体の
うち、少なくとも一方が可撓性を有する部材で形成され
ていることを特徴とする請求項１又は２記載の静電潜像
の液体現像装置。
【請求項４】前記液体現像剤は、絶縁性液体の粘度が
０．５〜１０００ｍＰａ・ｓ、電気抵抗が１０¹²Ωｃｍ
以上、表面張力が２１ｄｙｎｅ／ｃｍ以下、沸点が１０
０°Ｃ以上であることを特徴とする請求項１，２又は３
記載の静電潜像の液体現像装置。
【請求項５】前記液体現像剤は、シリコンオイルを絶
縁性液体として利用するものであることを特徴とする請
求項４記載の静電潜像の液体現像装置。
【請求項６】前記液体現像剤は、平均粒径０．１〜５
μｍのトナーを５〜４０％の濃度で含むものであること
を特徴とする請求項１，２，３，４又は５記載の静電潜
像の液体現像装置。