JP2656366B2 - 湿式電子写真現像装置の補充液補充方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、画像露光されて静電潜像が形成された感光
材料の感光面へ液体トナーを供給して、静電潜像を顕像
化する湿式電子写真現像装置の補充液補充方法に関す
る。

［従来技術］ 従来、帯電された後に画像露光されて静電潜像が形成
された感光材料、例えばELPマスター（ZnOとバインダー
からなる光導電層が、防水及び導電処理された支持体上
に積層された感光体）に液体トナー（トナー粒子、荷電
調節剤、分散媒等で形成される現像液）を供給して、マ
スター上に形成された静電潜像を顕像化して感光材料を
現像する湿式電子写真現像装置が提案されている。

この湿式電子写真現像装置には、現像部が配設され、
互いに近接した２枚の金属板からなる電極（感光材料の
感光面に対応する金属板を「現像電極」、感光材料の裏
面側に対向する金属板を「背面電極」という）を設け
て、これらの電極間に電圧を印加またはこれらの電極を
短絡し、これらの電極間への液体トナーを流しながら上
記マスターを通過させて現像していた。

上記電極間を通過するマスターへ液体トナーを供給す
ると、液体トナー中に含有するトナー粒子がマスター上
の静電潜像を形成する潜像電荷へ付着して静電潜像が顕
像化される。

ところが、現像部は開放状態、すなわち、外気と連通
されているため、液体トナーの蒸発量が多い。このた
め、同じ量の感光材料を現像処理しても連続して処理す
る場合と、間欠に処理する場合とでトナー濃度が変化
し、安定した現像処理が行えないことがある。

このため、現像部を密閉し液体トナーの蒸発量を低減
した構造が提案されている（一例として特願平１−2297
58号）。これによれば、液体トナーの蒸発を防止するこ
とができ、感光材料の搬送路中にあるしぼりローラの乾
燥も抑えることができる。従って、液体トナー濃度の変
化をある程度抑えることができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、現像部はその構造上、感光材料の搬送
路が必要であり、完全密閉することは困難であり、若干
量の蒸発は否めない。また、感光材料に電着されたトナ
ー及び感光材料に付着して持ち運ばれる液体トナーがあ
るため、仮に完全密閉したとしても、液体トナーの濃度
は処理量に応じて変化することになる。

本発明は上記事実を考慮し、現像部を密閉し、かつ適
正濃度の補充液を補充することにより、安定した現像処
理を行うことができる湿式電子写真現像装置の補充液補
充方法を得ることが目的である。

［課題を解決するための手段］ 請求項（１）記載の発明は、現像電極と背面電極との
間に挿入され帯電・露光された感光材料へ電着させて現
像処理させるための液体トナーを貯留する貯留槽と、感
光材料の搬送路を含み前記貯留槽を密閉する密閉手段
と、を有する湿式電子写真装置に用いられ、前記貯留槽
内へ補充液を補充するための湿式電子写真装置の補充液
補充方法であって、前記現像処理される平均的な感光材
料の面積をＷ×ｌ、単位面積当たりに電着するトナー量
をＡ、感光材料が持ち出す液体トナー量をＢ、感光材料
の面積に対する画像面積率をＸ、処理通の液体トナー中
のキヤリア液体蒸発量をＣ、処理速度をＶ、現像処理中
の搬送路長をＬとし、 で示される濃度の補充液を、前記貯留槽内の液体の液体
トナー量の減量分補充することを特徴としている。

請求項（２）に記載の発明は、請求項（１）に記載の
発明において、前記背面電極が前記感光材料の感光面と
は反対面と接触されることを特徴としている。

［作用］ 請求項（１）に記載の発明によれば、現像電極と背面
電極との間に形成された通過部を液体トナーが供給され
た状態で感光材料が通過することによって画像露光され
て形成された静電潜像が顕像化される。

液体トナーが貯留された貯留槽は密閉手段で密閉さ
れ、この密閉された内方へ感光材料の搬送路が設けられ
ているので、液体トナーを密閉された空間内で循環させ
ることができ、液体トナーの蒸発を抑止することができ
る。ところで、この密閉空間は、感光材料の搬入口及び
排出口が必然的に存在するため、完全密閉することは困
難である。このため、若干ではあるが液体トナーの蒸発
は生じることになる。また、現像処理を継続するにつれ
感光材料への電着によりトナー粒子は減少し、かつ液体
トナーも感光材料と共に持ち運ばれるため、常に一定の
液体トナー濃度を維持することはできない。このため本
発明では、下記式により演算された濃度の補充液を予め
用意しておき、この補充液を貯留槽内の液体トナーの減
量分補充する。

但し、 Ｗ×l:現像処理される感光材料の平均面積、 A:単位画像面当たりに電着するトナー量、 B:感光材料に付着している液体トナー量、 X:感光材料の面積に対する画像面積率、 C:処理中の液体トナーのキヤリア液体蒸発量、 V:処理速度、 L:現像処理中の搬送路長、 である。

これにより、貯留槽を完全に密閉できなくても液体ト
ナーの蒸発分を補充すると共にその装置の適正な濃度の
補充液を補充することができるので、安定した現像処理
を行うことができる。

請求項（２）に記載の発明では、感光材料が現像電極
と背面電極との間を通過の際には、感光材料の感光面と
は反対側である裏面が背面電極と当接された状態で摺動
させている。これにより、現像効率を向上し、さらに背
面電極の汚れを防止することができる。

［実施例］ 第１図には本発明に係る湿式電子写真現像装置が適用
された湿式電子写真装置10の実施例が示されている。第
３図は湿式電子写真装置10の概略を示す側面図である。

第３図に示されるように、湿式電子写真装置10は断面
形状が矩形状に形成されて、外周がカバー11で覆われて
いる。この湿式電子写真装置10は、底部四隅に脚部13が
取り付けられており、この脚部13によって床上に設置さ
れる。また脚部13の近傍にはキャスタ15が取り付けられ
ており、この湿式電子写真装置10に移動時に使用され
る。

第３図に示されるように、湿式電子写真装置10のカバ
ー11で覆われた内部には、上部にロール状に巻き取られ
た感光材料である長尺状の感光体（以下「マスター」と
いう）12が装填される給紙部14が設けられている。

本実施例で使用されるマスター12は第４図に示される
ように、紙製の支持体34上に導電防水層36と、中間層38
を挟んで感光層（ZnO）40が積層されている。また支持
体34の裏面側にも導電防水層42設けられている。支持体
34の厚みは約150μｍ、感光層40の厚みは約10μｍに設
定されている。また防水導電層の表面抵抗値は10⁸〜10
¹⁰Ωのものが使用されている。第３図には２個のロール
状のマスター12A、12Bが示されており、これらはサイズ
（幅寸法）が異なっている。

給紙部14の側部には給紙部14から引き出されたマスタ
ー12の表面を帯電する帯電部16が配置されている。さら
に帯電部16の側部及び下部には露光部18が配置されてい
る。また帯電部16と給紙部14との間で、マスター12の搬
送路の途中にはカツタ30が配設されており、給紙部14か
ら所定の長さに引き出されたマスター12が切断されて、
所定の長さにされる。

露光部18には露光台46が立設されている。この露光台
46に表面には複数の吸着孔が形成されており、図示しな
い負圧供給手段から負圧が供給される。この露光台46上
へは、帯電部16で表面が帯電され、所定の長さに切断さ
れたマスター12が搬送されて、吸着される。また露光部
18には原稿台26上に載置された原稿へ光を照射する露光
ランプ48と、この露光ランプ48から原稿へ照射された光
を露光台46へ反射するミラー50が配置されており、原稿
台26とミラー50との間にはレンズ52が配置されている。

これにより原稿台26上に載置された原稿の画像へ、露
光ランプ48から光が照射され、その反射光がレンズ52、
ミラー50を介して露光台46上のマスター12へ照射され
て、マスター12が画像露光される。

露光部18の下部には現像部20が配置されている。この
現像部20は第１図及び第２図に示されるように現像ボツ
クス53が配置されている。この現像ボツクス53は、液体
トナーを貯留する貯留槽152と、この貯留槽152の上方開
口を閉止する密閉手段としての蓋体154とで構成され、
内方空間を有する箱型形状とされている。このため、現
像ボツクス53の内方空間はほぼ密閉状態が保たれてい
る。貯留槽152には、液体レベルセンサ156が取付けられ
ている。また、貯留槽152には、その上流壁158にマスタ
ー12を内方空間へ案内するためのスリツト状の挿入口16
0が設けられている。また、下流壁162には、マスター12
を内方空間から排出する排出口164が設けられている。

排出口164は、マスター12の搬送路に沿ってスリツト
状の貫通孔168が設けられた密閉手段の一部を構成する
ブロツク170が取付けられている。このブロツク170の天
板172は、図示しない駆動手段の駆動力でピン176を中心
に回転駆動され排出口164を開閉可能としている。

ここで、現像ボツクス53はほぼ密閉状態であることを
示したが、マスター12の挿入口160及び排出口164は常に
閉止させておくことは出来ず、若干ではあるが貯留槽15
2の液体トナーが蒸発することになる。

この貯留槽152内には、電極支持枠54が配設され、貯
留槽152の内側面に設けられたリブ182上に載置されてい
る。電極支持枠54の対向する側壁56、58間には前記挿入
口160に対応して搬送ローラ60が配置されており、回転
軸の両端部が側壁56、58へそれぞれ回転可能に支持され
ている。回転軸の側壁56側に歯車62、スプロケツトホイ
ール64が固着されている。

また側壁56に支持された回転軸の端部は貯留槽152の
側壁を貫通して突出しており、先端部にはスプロケツト
ホイール66が固着されている。このスプロケツト66には
モータ184（第１図参照）の駆動軸に固着されたスプロ
ケツトホイール間にチエン68が巻掛けられており、モー
タ184の回転駆動力が伝達されて、搬送ローラ60が回転
する。

搬送ローラ60の上部には搬送ローラ70が当接配置され
ている。この搬送ローラ70の回転軸の両端部は図示しな
い軸受を介して側壁56、58へ支持されている。この搬送
ローラ70の回転軸の側壁56側には歯車74が固着されてお
り、搬送ローラ60の固着された歯車62と噛み合ってい
る。これにより搬送ローラ60へ伝達された回転駆動力が
搬送ローラ70へ伝達される。

また搬送ローラ60の反対側すなわちマスター12の出口
側には搬送ローラ対76が側壁56、58間へ掛け渡されてい
る。この搬送ローラ対76は搬送ローラ60、搬送ローラ70
より低い位置に配置されている。搬送ローラ対76の下側
のローラの側壁56側の端部にはスプロケツトホイール78
が固着されている。このスプロケツトホイール78にはス
プロケツトホイール64との間にチエン80が巻き掛けられ
ている。これにより搬送ローラ60へ伝達された回転駆動
力が搬送ローラ対76へ伝達される。搬送ローラ60及び串
形ローラ70間には露光部18から搬送されたマスター12が
挿入され、搬送ローラ対76へ向け斜め下方へ送り出され
る。

搬送ローラ60及び搬送ローラ70と搬送ローラ対76間に
は現像電極82及び背面電極84が配置されている。これら
の現像電極82及び背面電極84は搬送ローラ対76側端部が
下方へ位置するように傾斜している。またこれらの現像
電極82及び背面電極84間には隙間86が形成されており、
この隙間86を搬送ローラ60及び搬送ローラ70間から送り
出されたマスター12が斜めに下方へ向かって通過し、搬
送ローラ対76間へ挿入される。

現像電極82は金属製のプレートが形成されており、マ
スター12の感光面側に対応してマスター12の搬送路の上
部に位置している。また背面電極84はマスター12の導電
防水層42側に対応してマスター12の搬送路の下部に位置
している。

背面電極84は電極支持体54内に収容される背面プレー
ト90の中央部に形成された矩形孔90Aに収容されてい
る。矩形孔90Aの周縁における四隅には装置下方へ向け
て雄ねじ110が突出されている。背面電極84は支持プレ
ート112に貼付けられている。支持プレート112はその四
隅における前記雄ねじ110と対応する位置に円孔114が設
けられている。ここで、雄ねじ110が円孔114を貫通し、
ナツト116と螺合されることにより、支持プレート112は
背面プレート90へ固定される構成である。

背面プレート90は、マスター12の搬入口側が現像電極
82と離反する方向へ若干屈曲され、の屈曲部にマスター
12を現像電極82と背面電極84との間へ受け入れる案内板
118が貼付けられている。この案内板118と背面電極84と
は面一とされている。

背面電極84は、発泡金属板で形成されている。この発
泡金属板（背面電極84）は第５図に示されるように、複
数の連続気泡を持った金属板で、表裏面が凹凸形状とな
っている。

第１図に示されるように発泡金属板（背面電極84）は
現像電極82と短絡されている。これにより帯電されたマ
スター12が現像電運極82と背面電極84との隙間86間を通
過すると静電誘導により現像電極82と背面電極84との間
に電界が生じ、それぞれの電極に逆極性の電荷が誘導さ
れる。また、必要により、現像電極82と背面電極84との
間にバイアス電圧を印加してもよい。

第２図に示される如く、現像電極82と搬送ローラ70と
の間には液体トナー供給ボツクス92が側壁54、56間に配
置されている。この液体トナー供給ボツクス92は管路91
で貯留槽152（第１図参照）と連通されており、管路91
の途中には供給ポンプ95が配置されている。この供給ポ
ンプ95の作動によって貯留槽152に貯留されている液体
トナーが液体トナー供給ボツクス92へ供給される。

液体トナー供給ボツクス92にはマスター12の幅方向へ
沿って現像電極82と背面電極84との間へ向けて開口する
液体トナー吐出口が形成されている。この液体トナー吐
出口からは液体トナーが現像電極82とマスター12の感光
面との間へ吐出され、斜めに搬送されるマスター12の表
面へ供給される。また、供給された液体トナーは、自重
により再度貯留槽152へと流れ落ち、この結果液体トナ
ーは循環利用される。

また、貯留槽152には、管路186を介して補充液タンク
188と連通されている。管路186の中間部にはポンプ190
が介在されており、このポンプ190が駆動されることに
より補充液タンク188内の補充液が貯留槽152へと供給さ
れるようになっている。

補充液タンク188内の補充液の濃度は、以下の各パラ
メータ（Ｖ、Ｗ、ｌ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｘ、Ｌ）を用いて演
算されており（前記発明の作用の項で示した（１）式参
照）、この演算結果に基づいて調液された補充液が予め
貯留されている。

これらのパラメータは適用される湿式電子写真装置10
により予め設定されるものであり、以下にそれぞれにつ
いて説明する。

Ｖ・・・搬送速度（m/hour） 適用される湿式電子写真装置10のマスター12の搬送速
度である。

Ｗ（ｍ）、ｌ（ｍ）・・・マスター12のサイズ 通常、同一の湿式電子写真装置10の製版するマスター
12のサイズは一定のことが多いが、マスター12を適用す
る印刷機によって若干サイズが変化するため、使用量を
考慮した平均的なサイズを採用する。

Ａ・・・単位画像面積当たりの電着トナー量（g/
m²） 一定電荷を保持した画像部単位面積当たりに付着する
トナー粒子量であり、トナーの性質によって決まる量の
ため、トナーが決まればトナー濃度が一定であれば一定
の値となる。

Ｂ・・・トナーの持ち出し量（g/m²） マスター12が現像されてしばられた後、マスター12の
表面及び裏面に付着しているウエツトトナー量であり、
マスター12、トナー、しぼり装置（図示省略）が決定す
ると一定の値となる。

Ｃ・・・処理中の蒸発量（g/hour） マスター12が通過しているときに、単位時間当たりに
蒸発するトナー中の蒸発成分（キヤリア液体）の量であ
り、周囲の雰囲気温度を一定とすれば一定値となる。な
お、マスター12が通過していないときの蒸発は０ではな
いが、本実施例のように蓋154等で密閉していれば非常
に小さく、無視することができる。

Ｘ・・・画像面積率 湿式電子写真装置10により製版する画像は文字が多
く、通常は４〜８％程度である。そこで、通常の製版の
場合は６％程度の一定値とすればよい。但し、画像面積
が大きく変わるものを連続して製版する場合は変更する
必要がある。

Ｌ・・・現像ボツクス53の挿入口160から排出口164
までのマスター12が搬送される経路の長さである。

本実施例では、液面レベルセンサ156によって貯留槽1
52内の液体トナーの液面が所定以下となったときに、ポ
ンプ190が作動され、上記演算によって予め設定された
濃度の補充液が所定量補充される構成となっている。

第３図に示されるように現像部20の側方には定着部22
が配置されている。この定着部22には現像部20側に搬送
ローラ対94が配置されている。この搬送ローラ対94間へ
は現像部20から送り出されたマスター12が挿入される。

また定着部22にはマスター12の出口側に搬送ローラ対
94より高い位置に搬送ローラ対96が配置されている。ま
た搬送ローラ対96と搬送ローラ対94間にはガイド98が、
搬送ローラ対96側端部が搬送ローラ対94側端部より高く
なるように斜め上方に傾斜して配置されている。またガ
イド98の上方には２個のランプ100が配置されている。

これにより搬送ローラ対94から送り出されてガイド98
に案内されて斜め上方に搬送されるマスター12はランプ
100によって加熱されて定着される。

搬送ローラ対96側の装置の外方には集積部24が配置さ
れている。この集積部24には搬送ローラ対96が送り出さ
れたマスター12が集積される。

次に本実施例の作用を説明する。

給紙部14へ装填されたマスター12は帯電部16へ引き出
されて表面が均一に帯電されながら、露光部18の露光台
46へ送られる。所定の長さすなわち、マスター12が露光
台46上に収まる長さになるとカツタ30によって切断され
た所定の長さとされる。

所定の長さに切断されて露光台46へ送られたマスター
12は露光台46へ吸着される。この状態から、原稿台26へ
載置された図示しない原稿の画像へ露光ランプ48の光が
照射され、この反射光がレンズ52、ミラー50を介してマ
スター12上へ照射される。これにより露光台46上のマス
ター12が画像露光され、表面に静電潜像が形成される。

ここで、ポンプ95が作動され、貯留槽152に貯留され
ている液体トナーがトナー供給ボツクス92へと搬送され
る。また、静電潜像が形成されたマスター12は現像部20
の搬送ローラ60と搬送ローラ70間へ挿入され、現像電極
82と背面電極84との隙間86へ挿入される。マスター12が
現像電極82と背面電極84の間へ挿入され、液体トナー供
給ボツクス82から液体トナーがマスター12の表面へ供給
される。

現像電極82と背面電極84との間に挿入されたマスター
12の裏面側は発泡金属板（背面電極84）が当接摺動しな
がら搬送ローラ対76間へ向けて斜め下方へ搬送される。

マスター12が現像電極82と背面電極84との間を通過す
ると、静電誘導によって現像電極82とマスター12の表面
に電界が生じる。この電界の中で液体トナー中のプラス
に帯電されたトナー粒子がマスター12の表面に形成され
たマイナス電荷による静電潜像へ付着し、静電潜像がト
ナー粒子によって顕像化される。

発泡金属（背面電極84）全体が導電体であり、この凸
部とマスター12の背面側とが当接しているので、マスタ
ー12の背面側のプラスの電荷は、背面電極から注入され
たマイナス電荷により中和する。このように、発泡金属
板からマスター12の背面側へ接触により直接電荷が注入
されるので、背面電極84へのトナー粒子の付着量が低減
される。また、背面電極84とマスター12とは常に電気的
に導電状態が保持され、マスター12の感光面へのトナー
の付着量を均一にすることが出来、マスター12の濃度を
略均一にすることが出来る。

現像処理が終了すると、天板172を回動させてスリッ
ト168を開口する。これにより、静電潜像が顕像化され
たマスター12は定着部22へと送られる。ここで、天板17
2が再度反対方向へ回動され、スリット168は閉止され
る。

マスター12の表面に付着して像を形成するトナーを加
熱して定着する。定着部22で定着された後のマスター12
は集積部24へ集積される。

貯留槽152の液体トナーが所定のレベル以下となった
場合は、補充液を補充する必要があると判断され、ポン
プ190を作動させる。ここで、貯留槽152の液体トナーの
液体レベルが所定レベルとなるとポンプ190は停止され
る。

ここで、補充液は、一定の濃度に設定されている。す
なわち、予め適用される湿式電子写真装置10によって上
述の各パラメータが決定され、このパラメータに基づい
て（１）式で濃度が演算され、この演算結果の濃度の補
充液が補充タンク188内に貯留される。従って、常に適
当な濃度の補充液を補充させることができ、安定した現
像を行うことができる。

このように本実施例では、貯留槽152を蓋154によりほ
ぼ密閉状態とし、液体トナーの蒸発を極力防止するよう
にしたので、仕上がり画像を安定させることができる。
また、最小限必要な開口である挿入口160及び排出口164
からの蒸発量やマスター12が持ち運ぶ液体トナー量にお
いても、最適な濃度に設定された補充液を補充するよう
にしたので、マスター12を間欠的に処理しても、連続処
理しても画質が変化することなく、安定した画像記録を
行うことができる。

なお、本実施例では背面電極84をマスター12の裏面へ
接触させ、直接給電する構造としたが、背面電極をマス
ター12とは離反させて現像して、貯留部152の密閉及び
補充液の濃度調整のみでも安定した画像記録を行うこと
ができる。

また、本実施例では背面電極84に発泡金属を用いた
が、導電性のゴムに複数の突起を設け、この突起の先端
でマスター12を支持するようにしてもよく、さらに、背
面電極を網状としてもよい。

さらに、本実施例では予め設定された濃度の補充液を
減量分補充するようにしたが、濃い濃度の補充液とキヤ
リア液体とを別個の槽に貯留しておき、必要に応じてこ
れらを所定の比率で混合させ、貯留槽152へ搬送するよ
うにしてもよい。また、母液と濃縮された補充液とを用
意しておき、これらを所定の比率で混合させて補充液と
してもよい。比率の設定は処理状態や周囲の環境等に基
づいて変更するように制御してもよい。

［発明の効果］ 以上説明した如く本発明に係る湿式電子写真現像装置
の補充液補充方法は、現像部を密閉し、かつ適正濃度の
補充液を補充することにより、安定した現像処理を行う
ことができるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る湿式電子写真現像装置の現像部を
示す側面図、第２図は電極支持体及びその周辺の分解斜
視図、第３図は本発明が適用された湿式電子写真装置の
全体構造を示す概略図、第４図はマスターを示す断面
図、第５図は背面電極（発泡金属）の断面図である。 10……湿式電子写真装置、 12……感光体（マスター）、 20……現像部、 32……液体トナー、 82……現像電極、 84……背面電極（発泡金属板）、 152……貯留槽、 154……蓋、 188……補充タンク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−90664（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−7353（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−120634（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】現像電極と背面電極との間に挿入され帯電
   ・露光された感光材料へ電着させて現像処理させるため
   の液体トナーを貯留する貯留槽と、感光材料の搬送路を
   含み前記貯留槽を密閉する密閉手段と、を有する湿式電
   子写真装置に用いられ、前記貯留槽内へ補充液を補充す
   るための湿式電子写真装置の補充液補充方法であって、
   前記現像処理される平均的な感光材料の面積をＷ×ｌ、
   単位面積当たりに電着するトナー量をＡ、感光材料が持
   ち出す液体トナー量をＢ、感光材料の面積に対する画像
   面積率をＸ、処理中の液体トナー中のキヤリア液体蒸発
   量をＣ、処理速度をＶ、現像処理中の搬送路長をＬと
   し、 で示される濃度の補充液を、前記貯留槽内の液体トナー
   量の減量分補充することを特徴とした湿式電子写真装置
   の補充液補充方法。
2. 【請求項２】前記背面電極が前記感光材料の感光面とは
   反対面と接触されることを特徴とする請求項（１）記載
   の湿式電子写真現像装置の補充液補充方法。