JPH09269669A - 現像液の濃度調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 湿式電子写真現像装置における現像液の濃度
を略一定に保って良好な現像画像品質を実現する。 【解決手段】 感光体３と対向する現像電極１６の対向
面１６ａと感光体３との間に形成される間隙Ｇに母液タ
ンク１３から現像液Ｌを循環的に供給して感光体３に形
成された電荷潜像を現像する湿式電子写真現像装置にお
ける現像液の濃度調整方法であって、湿式電子写真現像
装置が平均的な画像形成率を有する感光体３を現像する
際に消費されるトナーと希釈液との比率で現像液Ｌを希
釈して現像液Ｌの濃度を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、湿式電子写真現像
装置に関するものであり、特に現像プロセスに使用する
現像液の濃度を一定に保つための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】ここで一般的な電子写真法による画像形
成装置の一例を図１及び図２に基づいて説明する。図示
例の装置は、例えば高画質の印刷用の刷版やその校正刷
り（プルーフ）を作る時に用いられるものである。

【０００３】図中１は回転ドラムであり、この回転ドラ
ム１を回転させながら、これに感光体ロール２から引き
出した感光体３を巻き付ける。この回転ドラム１の周囲
には、その回転方向に沿ってコロナ放電帯電器４、プリ
ウエット器５、単数或いはカラー画像の場合には複数の
現像槽６、現像液をブローにより吹き寄せるスクイーズ
７、現像液を乾燥させる送風ファン８及び感光体３に残
留する電荷を除去する除電器９を順次配置している。回
転ドラム１に巻き付けられた感光体３は、コロナ放電帯
電器４により表面が均一に帯電され、この帯電された感
光体表面に、画像情報で変調されたレーザビームＬＢを
スキャンさせ、これを露光する。

【０００４】このレーザビームＬＢは、レーザダイオー
ド１０から画像情報で変調された状態で出力され、ポリ
ゴンミラー１１及び光学系１２を介して上記感光体表面
を露光する。感光体３は、一般にはＰＥＴ等の支持部材
上にアルミニウム等よりなる導電層と光導電性の層とを
積層して形成されており、上述のようにレーザビームＬ
Ｂを光導電性の層の表面に照射すると、光導電性の層の
その部位は導電性を生じ、アースされた導電層を介して
帯電電荷が放電される。このため、画像情報でレーザビ
ームを変調、すなわちオン／オフ制御することにより感
光体には帯電部と非帯電部、すなわち静電潜像が形成さ
れる。

【０００５】潜像の形成された感光体３はプリウエット
器５のプリウエット液でその表面が湿潤され、そして、
現像電極１６においてトナーを含む現像液Ｌ中を通過し
て現像が行なわれる。感光体３に付着した現像液Ｌはス
クイーズ７からのエアーで吹き寄せることにより除去さ
れ、更に、送風ファン８からの送風により感光体表面を
乾燥させて定着させる。１色プロセスの場合は、感光体
３は乾燥後、そのまま排出されるが、カラーの校正刷り
等、多色プロセスの場合には除電器９により感光体表面
の残留電位を除去し、上述したようなプロセスを各色
（Ｙ：イエロー、Ｍ：マジェンタ、Ｃ：シアン、Ｋ：ブ
ラック）に対応させて複数回繰り返して行なった後、排
出する。

【０００６】尚、図中１３は母液タンク及びポンプであ
り、図示しないホースにより各色用の現像液又は刷版用
の現像液を各現像槽６に循環的に供給する。また、１４
は一連の現像プロセスを制御するコントローラである。
図２に示すように現像槽６には、現像液Ｌを感光体３の
表面に供給する現像電極１６が回転ドラム表面に対向す
るように設けられている。即ち、この現像電極１６の回
転ドラム１と対向する面１６ａは回転ドラム１の半径と
略同一の半径（現像時に現像電極１６の面１６ａと回転
ドラム１に巻回された感光体３の面とが所定の間隔、例
えば０．５ミリ程度のギャップＧを介して略同心とな
る。）を有しており、現像時にはこの面１６ａと感光体
３との間に形成されたギャップＧに感光体３の帯電部と
逆極性の帯電電荷、色素（染料／顔料）、樹脂等よりな
るトナーを含む現像液Ｌが供給スリット１６ｂから供給
され、感光体３の表面が現像液中を通過することによ
り、感光体３の帯電部にトナーが付着して現像され、潜
像が可視化される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
湿式電子写真現像装置では現像を行うことにより現像液
中のトナー及び希釈液は消費される。このため、出力枚
数が増えていくことにより、初期に設定した母液タンク
内の現像液濃度は変化してしまうことがある。実効電
位、その他のプロセス条件を一定で出力を続けると、結
果として、この現像液の濃度（トナーと希釈液との比）
の変化は出力される感光体の現像濃度に変化を与えると
共に、以下の問題点が生じる。

【０００８】現像液の濃度が高い場合、本来トナーが付
着すべきでない白地の部分に余分のトナーが付着し汚れ
るという所謂かぶり現象が生じ易くなる。また、刷版出
力の場合、例えば現像液の濃度が低く、出力濃度が低い
（薄い）とハイライト部のトナーの現像濃度が不足し易
く、結果としてこの部分の耐刷性が低下するという問題
が生じる。更にまた、フルカラーの校正刷りを出力する
場合は、それぞれの色の濃度バランスがくずれると、色
調の変化となり、本来の色合いが出せない。このような
問題を解決するためには、一般に出力時に濃度を検出す
るなどして、現像液濃度を調整したりプロセス条件を調
整する方法がある。しかしながら、いずれも検出手段を
装置に装備したり、現像液濃度の調整手段、例えばコン
クトナー（現像液の濃い原液）または希釈液を補給する
手段を装備したり実効電位を、所定の濃度がでるように
自動的に調整する等の機能を付加する必要がある。従っ
て、一般に装置が高価となり、また、これらの機能を担
う部材を実装するための機械的なスペースも必要とな
り、装置が大型化してしまう。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願発明は、斯かる問題
に鑑みなされたものであり、大がかりな現像液の濃度調
整手段等を用いることなく、現像液の濃度を大略一定に
保ち良好な現像画像品質を得ることを目的とするもので
ある。即ち、本願発明は、「感光体と対向する現像電極
の対向面と該感光体との間に形成される間隙に母液タン
クから現像液を循環的に供給して該感光体に形成された
電荷潜像を現像する湿式電子写真現像装置における現像
液の濃度調整方法であって、該湿式電子写真現像装置が
平均的な画像形成率を有する該感光体を現像する際に消
費されるトナーと希釈液との比率で該現像液を希釈する
ことを特徴とする現像液の濃度調整方法。」を提供する
ものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】最初に現像プロセスによる現像液
の消耗について考察を行う。母液タンクに貯蔵されてい
る現像液について、簡便的に、画像形成により消費され
るトナー成分の量をＴ、トナーの希釈液の量をＬとして
分け、希釈率Ｒ（現像液濃度に相当）を以下の式（１）
のように定義する。

【数１】 同様に、１度の現像プロセスで消費される現像液を、画
像形成により消費されるトナー成分の量ΔＴと希釈液の
量ΔＬに分けて考える。ΔＬは、１度の現像プロセスに
おいて消費される希釈液の量であり、一定であると考え
られる。

【００１１】ΔＴは、ある目標濃度で感光体１枚分全面
着色（全面ベタ）で出力する時に消費されるトナーの量
ΔＴｍに対して、実際に出力される画像の画像形成部分
の比率Ｘ（トナーが付着し現像される部分の比率、以
下、「画像形成率」という。）により決まると考えられ
る。Ｘは、次式のように画像の種類により、一般に０
（白地のみ）から１（全面着色）の間の値を取る。

【数２】 ここで、１回プロセスを実行した後の現像液の希釈率
Ｒ’を示すと、

【数３】 現像プロセス実行後の希釈率Ｒ’が最初の希釈率Ｒに等
しい条件は、以下の条件である。

【数４】 以上から明かなように、現像液の消費量、特にトナーの
消費量は出力される画像により異なる。

【００１２】このため一般に、個々の出力で常にＲ’の
値をＲに一致させることはできない。但し、装置の出力
する画像についての平均の画像形成率をＸａ、これによ
るトナーの消費量をΔＴａとし、使用する現像液の希釈
率Ｒを以下のように設定しておけば、個々の画像出力に
おいてのトナーの消費はある程度ばらつくものの、平均
的に現像液の希釈率Ｒは一定に保たれることになる。

【数５】

【数６】 この場合、平均の画像形成率Ｘａは、あるる程度の枚数
の出力画像について測定することにより決定できる。一
般に、ＹＭＣＫの４色はそれぞれ目標濃度も異なり、平
均画像形成率も異なるため、各色用の現像液について希
釈率Ｒの値を個別に設定する必要がある。また、刷版出
力においても同様である。

【００１３】さてここで、出力される画像データの画像
形成率が平均の画像形成率Ｘａと異なる場合の希釈率の
変化を評価する。このため、最初に母液タンクに注入さ
れる現像液が、平均の画像形成率Ｘａの画像をＮ枚出力
できる量であるとし、画像形成率がＸｂの画像を、ｎ枚
連続出力することを考える。

【数７】

【数８】

【数９】

【数１０】 ここで、ｎとＮの関係を以下のように表現する。

【数１１】

【数１２】 これにより、元の希釈率Ｒからの誤差ΔＲ’は、次の式
で評価できる。

【数１３】 式（１３）は、ΔＲ’が正の時は現像液が元の希釈率よ
り濃くなり、ΔＲ’が負の時は、薄くなることを意味し
ている。

【００１４】式（１３）より、例えば平均の画像形成率
Ｘａが３０％、実際に出力する画像の画像形成率Ｘｂを
３５％（ΔＸ＝５％）とし、Ｎ／４枚まで連続出力した
場合（Ｎが４００枚であれば１００枚）、

【数１４】

【数１５】 希釈率の誤差は約５．６％程度（現像液は薄くなる）に
納まる。

【００１５】次に、この薄くなった現像液を元の希釈率
Ｒの現像液で、元の量まで補給する場合を考察する。使
用したｎ枚分の補充となるので、画像形成率の違いによ
るトナーの消費量の誤差分を無視すると、

【数１６】 ここで、式（１１）の関係より、

【数１７】 これにより、元の希釈率Ｒからの誤差ΔＲ”は、以下の
式で評価できる。

【数１８】 条件式（１４）より、

【数１９】 となる。

【００１６】当然ながら補充前より補充後の希釈率誤差
の方が小さくなり、現像液の希釈率は最初の希釈率Ｒに
近づく。いずれにしても上記の程度の誤差であればプロ
セス条件にもよるが、現像液濃度及び画像の現像濃度
は、ほぼ一定とみなせるオーダーである。実際の使用に
おいては、意図的に画像を固定しない限り、出力枚数が
増えるに従い、画像形成率の平均値はＸａに、画像形成
率の誤差ΔＸの平均値は０に、トナーの消費量の平均値
はΔＴａに、いずれも収束する筈であるからＮ、即ち母
液タンクの容量を充分大きく取っておけば、現像液濃度
及び現像濃度は実用上ほぼ一定に保たれることになる。

【００１７】さて、以上の説明では、１回のプロセスで
消費される希釈液の量をΔＬとした。本発明における装
置は、プリウエット液（希釈液と同一の液が使用され
る）で予め感光体を湿潤する。したがって、本発明にお
ける希釈液の消費量は、現像処理、スクイズ処理の後、
感光体面に残留し、乾燥プロセスで乾燥する希釈液の量
ΔＬｄと、プリウエット液として感光体表面に付着し現
像部の現像槽６に流れ落ちる液量ΔＬｐ（これは母液タ
ンク１３へ戻ることになる。）との差分となる。

【数２０】 従って、プリウエット液量ΔＬｐが多いと消費量は負と
なりプロセスを実行することにより希釈液が増加する
（現像液が薄まる）ことになる。トナーの平均消費量は
正なので、本発明の場合のΔＬは正の範囲で適用される
ことが前提条件となる。

【００１８】希釈液の消費は一般に出力される画像面積
に比例すると考えられるが、本発明のような湿式現像装
置の場合、プロセス終了時において現像電極１６が感光
体３から離れる際に、感光体表面に多くの現像液が付着
して残る。この現像液はかなりの量であり、エアースク
イズのみでは除去できないため、クリーニングペーパで
拭き取る構成を取っている。従って、実際に消費される
希釈液の量はクリーニングペーパで除去される固定的な
量と、残りの画像面積に対し比例する量とに分かれる。
希釈液の具体的な消費量は、画像の大きさやプロセス条
件にもよるが、Ａ３＋またはＡ３ワイド（いずれもＡ３
サイズに、カラー印刷時の位置合わせのマーク出力用の
余白を含んだ大きさ）のサイズの出力でプロセス１回に
つき数ｃｃのオーダーである。

【００１９】なお、現像液は母液タンク１３の残量を目
視により確認し適宜補給しても良いが、液量をセンサー
で検出するようにしておき、一定量まで液量が減ってき
たら装置からオペレータに警告を行い、その都度一定量
の現像液を補充する方法が良い。これにより、特に現像
液や出力画像の濃度検出なしで、また自動補給の機能が
なくても、かなりの長期にわたり一定濃度の出力を行う
ことができる。また、現像液中は電荷が分散された状態
となっており、現像液の濃度が高い程長期の安定を保て
る。したがって、現像液はできるだけ濃い状態（コンク
トナー）で保存し、使用の直前に希釈することが望まし
い。前述の補充も、装置の警告に対応して一定量づつ希
釈して補充する方法が良い。母液タンク１３に貯蔵した
現像液を比較的長期間に亘って使用するような場合は、
このようなトナーの電荷の寿命による濃度低下を考慮し
て、許容範囲内で現像液の濃度を若干濃いめに調整する
ことが効果的である。

【００２０】また、本発明は多色の出力装置についても
適用可能である。フルカラーの出力を行う場合、画像デ
ータを、例えばＹＭＣＫ（Ｙ：イエロー、Ｍ：マジェン
タ、Ｃ：シアン、Ｋ：ブラック）の４色に分版して、各
色に対応した現像液循環系を使用し、順にプロセスを実
行する。この場合、一般的に各色の目標濃度は異なり、
また平均の画像形成率も異なる。このため各現像液循環
系に対して画像形成率を測定し、各々個別に希釈率を設
定する必要がある。更にまた、本発明は刷版出力の装置
にも適用可能である。刷版の場合の平均の画像形成率
は、４色分版の画像を出力するため、４色分版における
各色の平均の画像形成率Ｘａの平均値と予想される。こ
れに対し、出力目標濃度は主に耐刷性を保証するための
固有のものであり、最終的な希釈率は、やはり個別に設
定する必要がある。

【００２１】

【発明の効果】以上、説明したように、湿式電子写真現
像装置が平均的な画像形成率を有する感光体を現像する
際に消費されるトナーと希釈液との比率で現像液を希釈
することにより、装置が現像液の濃度や出力画像の濃度
を検出して濃度を補正する機能を持たなくても、現像液
の補給を行うだけで、長期の使用にわたり現像液の濃度
を大略一定に保つことができる。このため、湿式電子写
真現像装置のハード構成を簡略化することができ、装置
のコストダウンを図ることができる。

【００２２】更にまた、現像液の濃度を大略一定に保て
るため、刷版の現像の場合においても、充分な耐刷性を
確保できるとともにカラープルーフの現像にあっては、
正確な色調の出力が可能になる。結果として、安価な装
置で、比較的簡単な操作により、長期に渡り高品位の画
像出力を安定して出力できる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子写真法による画像形成装置の概略構成を示
す模式図である。

【図２】電子写真法による画像形成装置の現像電極と回
転ドラムの関係を示す平面図である。

【符号の説明】

１ 回転ドラム ２ 感材ロール ３ 感光体 ４ コロナ放電帯電器 ５ プリウェット器 ６ 現像槽 ７ スクイーズ ８ 送風ファン ９ 除電器 １０ レーザダイオード １１ ポリゴンミラー １２ 光学系 １３ トナーポンプ １４ コントローラ １６ 現像電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体と対向する現像電極の対向面と該感
   光体との間に形成される間隙に母液タンクから現像液を
   循環的に供給して該感光体に形成された電荷潜像を現像
   する湿式電子写真現像装置における現像液の濃度調整方
   法であって、 該湿式電子写真現像装置が平均的な画像形成率を有する
   該感光体を現像する際に消費されるトナーと希釈液との
   比率で該現像液を希釈することを特徴とする現像液の濃
   度調整方法。