JPH11327311A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 転写チリの発生を防止し、かつ複雑な制御や
高価な装置を用いず高画質な画像を得ることができる画
像形成装置を提供すること。 【解決手段】 現像ベルト４１上に液体現像剤を用いて
感光体１０表面上の静電潜像をトナー像とする湿式現像
装置４０と、該感光体１０上に形成されたトナー像が転
写される中間転写ベルト５０とを備え、液体現像剤とし
て粘度２０ｍＰａ・ｓ以上のものを用い、該中間転写ベ
ルト５０として体積抵抗が１０³Ωcm以下のものを用い
た。これにより、液体現像剤中にトナーが保持されるの
で、転写チリの発生を防止することができ、かつ、電荷
注入や放電イオン付着による該中間転写ベルト５０表面
の帯電を防ぐので、除電装置を設ける必要がなくなる。
したがって、転写チリの発生を防止し、かつ複雑な制御
や高価な装置を用いずに、高画質な画像を得ることがで
きる。

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、プリンター、
ファクシミリなどの画像形成装置に係り、詳しくは湿式
現像装置と中間転写体を備えた画像形成装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像形成装置に採用される現像装
置は、粉体トナー等からなる乾式現像剤を用いる乾式現
像装置と、液体キャリア中にトナーが分散されてなる現
像液を用いる湿式現像装置とがあり、それぞれの特徴を
生かした技術が一般的に知られている。湿式現像装置に
ついては、絶縁性液体中にトナーを分散させた液体現像
剤のトナー濃度を高めに設定した高濃度・高粘度の液体
現像剤を用いることが提案されている（特開平７−２０
９９２２号公報、特開平７−２３９６１５号公報）。例
えば、特開平７−２０９９２２号公報では、「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方法であ
って、導電性を有する現像剤支持体上に塗布された絶縁
性液体中にトナーが高濃度に分散された１００〜１００
００ｍＰａ・ｓの高粘度の液体現像剤を前記画像支持体
に接触させることにより、前記画像支持体の潜像面に前
記液体現像剤を供給する現像工程を備えることを特徴と
する静電潜像の液体現像方法」が提案されている。

【０００３】また、従来、中間転写体を用いた画像形成
装置においては、像担持体上に形成されたトナー像を中
間転写体上に重ね合わせて転写する一次転写と、該中間
転写体上の重ね合わせたトナー像を転写材に一括転写す
る二次転写とが行われている。上述したように像担持体
上に形成されたトナー像を中間転写体上に重ね合わせる
ことができるので、カラー画像を転写材に形成するカラ
ー画像形成装置であって、乾式現像装置を用いたもので
は広く応用されている。

【０００４】ところで、上記乾式現像装置を用いた画像
形成装置では、上記中間転写体として低抵抗の材質を使
用した場合、特に、上記像担持体から該中間転写体への
転写（一次転写）の際、該中間転写体に付加された電荷
が動きやすいため、トナー保持力が弱くなり、傾向とし
て、トナーがドット部以外に散ってしまい、いわゆる転
写チリが発生しやすい。転写チリが発生すると、該像担
持体上に形成されたトナー像（可視像）が本来転写され
るべき位置に転写されないので、その結果、画像がぼけ
てしまい、特に細線部分での画像のシャープさを損なわ
せてしまう。

【０００５】このため、乾式現像装置を用いた画像形成
装置では、転写チリの発生を防止するために、一般的
に、体積抵抗が１０⁶Ωcm以上（望ましくは１０⁸〜１０
⁹Ωcm）の高抵抗層を有する中間転写体が用いられてい
る。これにより、中間転写体に付加された電荷が動きに
くくなるため、トナー保持力が強くなり、ぼけ画像は発
生しにくくなる。

【０００６】ところが、上記のような高抵抗層を有する
中間転写体を用いると、複数色（たとえば４色）のトナ
ー像を重ね合わせる一次転写を行う場合、一次転写の各
色のトナー像の転写が行われる度ごとに一次転写電荷付
与手段から中間転写体裏面に所定極性（たとえば正）の
電荷が付与されるので、中間転写体表面には、像担持体
からこの電荷と逆極性の電荷が注入される。また、像担
持体と中間転写体との剥離過程で生じる剥離放電による
イオンのうち上記一次転写電荷とは逆極性のイオンが中
間転写体表面に付着する。このような電荷注入や放電イ
オン付着による中間転写体表面の一次転写電荷と逆極性
の帯電量は、一次転写の回数に応じて大きくなってい
く。そのため、該中間転写体上の各色トナー間で該中間
転写体への付着力に差が生じ、一次転写回数の多い第１
色目及び第２色目のトナー像に二次転写時に転写ムラが
発生することがある。そこで、中間転写体表面の過剰な
帯電量を減少させてその表面電位を減少させると共に、
中間転写体上のトナーの過剰な帯電量を減少させて各色
トナー像間でトナーの付着力の差を縮小させるために、
中間転写体表面が所定電位となるように過剰帯電を除電
することが提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
提案によると、除電手段を設けたりする必要があるた
め、装置の制御機構が複雑になるばかりでなく、装置の
小型化、低コスト化が難しいという問題がある。

【０００８】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的は、転写チリの発生を防止し、かつ複
雑な制御や高価な装置を用いず高画質な画像を得ること
ができる画像形成装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の画像形成装置は、現像剤担持体上に液
体現像剤の薄膜を形成し、該現像剤担持体上の液体現像
剤層と像担持体表面とを接触させて該表面上の静電潜像
をトナー像とする湿式現像装置と、該像担持体上に形成
されたトナー像が転写される中間転写体とを備えた画像
形成装置において、上記液体現像剤として、粘度が２０
ｍＰａ・ｓ以上のものを用い、上記中間転写体として、
体積抵抗が１０³Ωcm以下のものを用いることを特徴と
するものである。

【００１０】なお、上記液体現像剤は、粘度が低すぎる
と、現像剤のトナー保持力が落ちるため転写チリが発生
するおそれがあり、粘度が高すぎると、キャリア液中ト
ナーの電気泳動の速度が低下し転写時間が長くなるとい
う問題がある。したがって、上記液体現像剤の粘度とし
ては、好ましくは２０〜２０００ｍＰａ・ｓ程度のもの
であり、さらに好ましくは１００〜５００ｍＰａ・ｓ程
度のものである。

【００１１】また、上記中間転写体の体積抵抗の下限値
としては１０¹Ωcm程度であるが、体積抵抗が低すぎる
と、トナー像にムラが発生したり、感光体にきずがある
場合には感光体に対してダメージを与える恐れがあるの
で、それらを考慮して定めれば良い。

【００１２】この画像形成装置においては、粘度が２０
ｍＰａ・ｓ以上の液体現像剤と体積抵抗が１０³Ωcm以
下の中間転写体とを用いることにより、液体現像剤中に
トナーが保持されるので、転写チリの発生を防止するこ
とができ、かつ、電荷注入や放電イオン付着による中間
転写体表面の帯電を防ぐので、除電装置を必要としな
い。

【００１３】請求項２の画像形成装置は、請求項１の画
像形成装置において、上記中間転写体と上記像担持体と
の接触幅が、少なくとも、現像後における該像担持体上
のトナーの移動に最低必要な時間ｔ［ｓｅｃ］と作像速
度ｖ［ｍ／ｓｅｖ］を掛け合わせた値よりも長いことを
特徴とするものである。

【００１４】この画像形成装置においては、上記中間転
写体と上記像担持体との接触幅を、少なくとも、現像後
における該像担持体上のトナーの移動に最低必要な時間
ｔ［ｓｅｃ］と作像速度ｖ［ｍ／ｓｅｖ］を掛け合わせ
た値よりも長くすることで、該像担持体上のトナー像を
完全に該中間転写体上へ転写することができる。

【００１５】請求項３の画像形成装置は、請求項１の画
像形成装置において、上記中間転写体上に形成されたト
ナー像のうち、少なくとも同一の転写材に転写すべきト
ナー像については、上記像担持体から上記中間転写体へ
の一次転写と、該中間転写体から転写材への二次転写と
を同時に行わないことを特徴とするものである。

【００１６】この画像形成装置においては、上記中間転
写体上に形成されたトナー像のうち、少なくとも同一の
転写材に転写すべきトナー像については、上記像担持体
から上記中間転写体への一次転写と、該中間転写体から
転写材への二次転写とを同時に行わないので、二次転写
電流が一次転写側に流れ込むのを防ぐことができる。

【００１７】請求項４の画像形成装置は、請求項１の画
像形成装置において、少なくとも上記中間転写体から転
写材への二次転写の最中には、該中間転写体と上記像担
持体が接触しないことを特徴とするものである。

【００１８】この画像形成装置においては、少なくとも
上記中間転写体から転写材への二次転写の最中には、該
中間転写体と上記像担持体が接触しないので、二次転写
電流が一次転写側に流れ込むのを防ぐことができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を画像形成装置であ
る電子写真複写機（以下、複写機という）に適用した一
実施形態について説明する。図１は本実施形態に係る複
写機の概略構成図である。像担持体としての感光体ドラ
ム（以下、感光体という）１０の回りには、帯電装置と
しての帯電ローラ２０、露光装置３０、湿式現像装置４
０、中間転写体としての中間転写ベルト５０、該感光体
１０のクリーニングブレードを有するクリーニング装置
６０、除電装置としての除電ランプ７０とが配設されて
いる。そして、該中間転写ベルト５０に対向し、最終転
写材としての転写紙１００に現像像を転写するための転
写手段として転写ローラ８０と該中間転写ベルトのクリ
ーニングブレードを有するクリーニング装置９０も配設
されている。

【００２０】上記湿式現像装置４０は、現像剤担持体と
しての現像ベルト４１と、液体現像剤（以下、現像剤と
いう）を溜める現像タンク４２と、下部を該現像タンク
４２内の現像剤に浸漬するように配設された汲み上げロ
ーラ４３と、該汲み上げローラ４３から汲み上げられた
現像剤を薄層化して現像ベルト４１に塗布する塗布ロー
ラ４４とから構成されている。上記現像ベルト４１は、
複数のベルトローラに張り渡され、感光体１０との接触
部では矢印方向に該感光体１０とほぼ同速で移動する。

【００２１】次に、本実施形態に係る複写機の動作につ
いて説明する。図１において、感光体１０を矢印方向に
回転駆動しながら帯電ローラ２０により一様帯電した
後、露光装置３０により図示しない光学系で原稿からの
反射光を結像投影して該感光体１０上に静電潜像を形成
する。この静電潜像は、湿式現像装置４０により現像さ
れ、顕像としてのトナー像が形成される。現像ベルト４
１上の現像剤薄層は、現像領域において感光体との接触
により薄層の状態で該ベルト４１から剥離し、感光体１
０上の潜像の形成されている部分に移行する。この湿式
現像装置４０により現像されたトナー像は、感光体１０
と等速移動している中間転写ベルト５０との当接部（一
次転写領域）にて中間転写ベルト５０の表面に転写され
る（一次転写）。フルカラーの場合は、この行程を３色
あるいは４色分繰り返し、中間転写ベルト２０にフルカ
ラー画像を形成する。中間転写ベルト５０に転写された
トナー像は、中間転写ベルト５０と、図示しない給紙部
から矢印方向に搬送された転写紙１００との当接部（二
次転写領域）にて転写紙１００上に一括転写される（二
次転写）。この後、トナー像が転写された転写紙１００
は、図示しない分離装置により中間転写ベルト５０から
分離され、図示しない定着装置で定着処理がなされた後
に装置から排紙される。一方、転写後の感光体１０は、
クリーニング装置６０よって未転写トナーが回収除去さ
れ、次の帯電に備えて除電ランプ７０により残留電荷が
除電される。

【００２２】次に、本実施形態に係る上記中間転写ベル
ト５０について説明する。本実施形態では、上記中間転
写ベルト５０に、体積抵抗が１０¹Ω・cm程度であるポ
リイミドやＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、Ｐ
ＶＤＦ樹脂などに導電性の物質（カーボンや金属粉等）
を一定割合で混入させ所定の導電性を持たせた無端ベル
ト（厚さ３０〜１５０μｍ）を用いている。二次転写性
を良くするために、該中間転写ベルト５０のトナー粒子
が付着する側をフッ素系、もしくはシリコン系の導電性
樹脂で１〜１０μｍ程度被覆して離型性を上げても良
い。このように、低抵抗の上記中間転写ベルト５０を用
いることで、該中間転写ベルト５０表面の帯電を防ぐこ
とができるので、高抵抗の中間転写体を有する従来の装
置に設けられていた除電装置を設ける必要がなくなる。

【００２３】ここで、上記実施形態における低抵抗の上
記中間転写ベルト５０を用いた場合には、該中間転写体
に付加された電荷が動きやすいため、トナー保持力が弱
くなり転写チリが発生する虞があるが、本実施形態にお
いては、後述するように高粘度の液体現像液を使用して
いるので、現像剤中にトナーが保持され、低抵抗の中間
転写体を用いた場合でも転写チリの発生を防止できる。

【００２４】次に、上記中間転写ベルト５０への転写バ
イアス電圧の印加方法ついて説明する。図１において、
該中間転写ベルト５０は、複数の懸架ローラ５１によっ
て懸架され、図示しないモータ等の駆動手段により矢印
方向に無端状に走行するように構成されている。この該
懸架ローラ５１の一部は、中間転写ベルトへ転写バイア
スを供給する転写バイアスローラとしての役目を兼ねて
おり、図示しない電源から所定の転写バイアス電圧が印
加される。ここで、図２で示すように、転写バイアスロ
ーラ５１aは、感光体１０と直接接触しない位置に設置
されても良い。また図３で示すように、感光体１０と転
写バイアスローラ５１aで中間転写ベルト５０を挟み込
むような配置にしても良い。

【００２５】なお、上記実施形態では、中間転写体とし
て無端状の中間転写ベルト５０を用いた例について説明
したが、本発明は、他の形状の中間転写体を用いるもの
にも適用することができる。例えば、ドラム状の中間転
写体にも適用できる。その場合、内部を導電性の部材で
構成し、一次転写バアイスをここから印加する。また、
上記感光体１０と該中間転写ドラムとの接触を安定に良
好に保つために、表層には弾性を有し（ＪＩＳ−Ａで硬
度７０度以下が望ましい）、エピクロロヒドリンゴムな
どの、それ自体に導通性を持つ物質か、もしくは絶縁性
の物質（例えばＮＢＲやウレタンゴム）に導電性物質
（例えばカーボンや金属の粉）を混入させ、所定の抵抗
値にしたものを用いる。

【００２６】また、本実施形態において、液体キャリア
としてジメチルシリコンオイル、粘度５００ｍＰa・ｓ
のものを用いたトナー重量比１５％の液体現像剤にて上
記の湿式現像装置で現像したところ、上記感光体１０へ
のトナーの現像率は１００％であり、該感光体１０上に
おける画像中のトナー固形分率は約２３％となった。現
像剤として見れば、画像部は重量比で６５％が該感光体
１０へ移動し、上記現像ベルト４１上にはキャリアのみ
が３５％残る。この現象はトナーの電気泳動である。こ
の後、該感光体１０から上記中間転写ベルト５０への一
次転写が行われるが、このときも同様にトナーの電気泳
動が生じ、該感光体１０上から該中間転写ベルト５０上
へトナーが泳動する。この移動により、該感光体１０上
で約２３％であった固形分率は更に高められ、該中間転
写ベルト５０上では３０％程度になる。

【００２７】一次転写においても、液体キャリア中の荷
電粒子であるトナー粒子は、電界の力を受けて液体キャ
リア中を泳動することにより上記感光体１０から上記中
間転写ベルト５０上へ移動するため、１００％のトナー
粒子の移動が終了するためにはある程度の時間が必要で
ある。図４はトナー粒子の移動にかかる時間を示した物
である。この値はトナーの種類、トナーの塗布の量、印
加される電界強度、トナーの濃度などによって異なる
が、代表的なものを示してある。１００％トナー粒子が
移動する時間をｔ［ｓｅｃ］とすれば、この作像系の動
作速度がｖ［ｍｍ／ｓｅｃ］の時、ｔ・ｖ［ｍｍ］の
間、該感光体１０と該中間転写ベルト５０が接触してい
なければ１００％のトナー粒子の移動は望めない。その
ため、本実施形態においては、該中間転写ベルト５０と
該感光体１０との接触幅をこれ以上に設定してある。

【００２８】また、本実施形態では、二次転写装置とし
て転写ローラを用いたが、紙と上記中間転写ベルト５０
を密着させた状態で電荷を付与できる電荷付与手段であ
ればどれでも構わない。

【００２９】また、二次転写も一次転写と同じく、トナ
ーと逆極性の電荷を紙裏面に供給することにより、トナ
ー粒子を紙側に引き寄せることで転写を行っている。そ
のため、本発明における低抵抗の中間転写体を用いた場
合には、二次転写を行うと、二次転写の電荷付与手段か
ら電流が該中間転写ベルト５０に流れ込み、一次転写の
条件を乱す恐れがある。その防止のために、本実施形態
では、同一の転写材に転写すべきトナー像においては、
一次転写と二次転写を同時に行わないようにしている。
具体的には、図５に示す例では、該中間転写ベルト上の
トナー像の始まりの位置をＡ、トナー像の終わりの位置
をＢとすると、Ｂ位置での一次転写が完了してからＡ位
置での二次転写が開始されるように、該中間転写ベルト
の周長を設定してある。また、図６に示す例では、一次
転写の完了後に、該中間転写ベルト５０を該感光体１０
から離間し、その後二次転写を開始するようにしてい
る。

【００３０】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、トナーが液体
現像液中に保持されるので転写チリの発生を防止し、か
つ、低抵抗の中間転写体を用いるので中間転写体表面の
帯電を防ぐことができる。したがって、除電装置を設け
る必要がないので、複雑な制御や高価な装置を用いず
に、高画質な画像を得ることができる。

【００３１】請求項２の発明によれば、上記中間転写体
と上記像担持体との接触幅を、少なくとも、現像後にお
ける該像担持体上のトナーの移動に最低必要な時間ｔ
［ｓｅｃ］と作像速度ｖ［ｍ／ｓｅｖ］を掛け合わせた
値よりも長くすることで、該像担持体上のトナー像を完
全に該中間転写体上へ転写することができるので、高画
質な画像を得ることができる。

【００３２】請求項３の発明によれば、上記中間転写体
上に形成されたトナー像のうち、少なくとも同一の転写
材に転写すべきトナー像については、上記像担持体から
上記中間転写体への一次転写と、該中間転写体から転写
材への二次転写とを同時に行わないので、二次転写電流
が一次転写側に流れ込むのを防ぐことができる。したが
って、二次転写電流により一次転写条件を乱すことな
く、高画質な画像を得ることができる。

【００３３】請求項４の発明によれば、少なくとも上記
中間転写体から転写材への二次転写の最中には、該中間
転写体と上記像担持体が接触しないので、二次転写電流
が一次転写側に流れ込むのを防ぐことができる。したが
って、二次転写電流により一次転写条件を乱すことな
く、高画質な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る複写機の概略構成を示す正面
図。

【図２】実施形態における中間転写ベルトへのバイアス
印加方法の一例を示す説明図。

【図３】実施形態における中間転写ベルトへのバイアス
印加方法の他の一例を示す説明図。

【図４】トナーの移動時間に対する転写効率の関係を示
すグラフ。

【図５】実施形態における中間転写ベルトの他の構成を
示す構成図。

【図６】実施形態における中間転写ベルトのさらに他の
構成を示す構成図。

【符号の説明】

１０ 感光体 ２０ 帯電ローラ ３０ 露光装置 ４０ 湿式現像装置 ４１ 現像ベルト ４２ 現像タンク ４３ 汲み上げローラ ４４ 塗布ローラ ５０ 中間転写ベルト ５１ 懸架ローラ ６０ クリーニング装置 ７０ 除電ランプ ８０ 転写ローラ ９０ クリーニング装置 １００ 転写紙

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】現像剤担持体上に液体現像剤を用いて像担
   持体表面上の静電潜像をトナー像とする湿式現像装置
   と、 該像担持体上に形成されたトナー像が転写される中間転
   写体とを備えた画像形成装置において、 上記液体現像剤として、粘度が２０ｍＰａ・ｓ以上のも
   のを用い、上記中間転写体として、体積抵抗が１０³Ωc
   m以下のものを用いることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】請求項１の画像形成装置において、 上記中間転写体と上記像担持体との接触幅が、少なくと
   も、現像後における該像担持体上のトナーの移動に最低
   必要な時間ｔ［ｓｅｃ］と作像速度ｖ［ｍ／ｓｅｖ］を
   掛け合わせた値よりも長いことを特徴とする画像形成装
   置。
3. 【請求項３】請求項１の画像形成装置において、 上記中間転写体上に形成されたトナー像のうち、少なく
   とも同一の転写材に転写すべきトナー像については、上
   記像担持体から上記中間転写体への一次転写と、該中間
   転写体から転写材への二次転写とを同時に行わないこと
   を特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】請求項１の画像形成装置において、 少なくとも上記中間転写体から転写材への二次転写の最
   中には、該中間転写体と上記像担持体が接触しないこと
   を特徴とする画像形成装置。