JPH03120558A - 湿式現像の画像形成装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、湿式現像の画像形成装置に関し、特に、静電
潜像を現像液で＠像する湿式現像方式の画像形成装置に
関する。

【従来の技術〕

この種の画像形成装置の現像液は、例えば特開昭５２−
１７４１９号公報、特開昭６１−１８０２４８号公報。

特開昭６３−４２４９号公報に開示されている。

また一般に、湿式複写機においては、良好な画像定着性
を得るために、従来より、現像液として、石油系脂肪族
炭化水素溶媒でなる担体液中に、着色剤と樹脂とを主成
分とするトナーを分散させたものが利用されている。即
ち、石油系脂肪族炭化水素溶媒として市販されている代
表的なものとしては、エッソスタンダード社製のアイソ
パー（Ｉｓｏｐａｒ）の名称でアイソパーＣ，Ｅ、Ｇ、
Ｈ，Ｋ。

Ｌ、Ｍが知られている。

そして、その−膜特性としては、高電気抵抗を有するこ
と（ＸＩＯ１０００以上）、低誘電率であること（Ｅ＝
３以下）、溶解力が小さいこと、臭いがほとんどなく透
明であること、皮膚の刺激性がなく無害であること、引
火性が低く（５０℃以上）熱的に安定であること、乾燥
が速いこと等が挙げられる。

また、それぞれのアイソパーについて、沸点と平均分子
量の関係を第１表に示す。

第１表 液体の現像剤すなわち現像液は、着色剤と分散樹脂とそ
の他少量の添加剤を上記担体液と共にボールケミル、ケ
デイミル等の手段で混練して濃縮トナーとし、これを適
量の担体液中に分散することで作ることができる。

しかしながら、今日、湿式複写機もＰＰＣ（Ｐｌａｉｎ
　Ｐａｐｅｒ　Ｃｏｐｙ）化が進み、更に高画像濃度が
要求され、転写紙上にトナーを多量に付着させることに
より、高画像濃度の要求に対応してきた。

ところが、トナーの付着量をアップすると定着性能が低
下するので、定着性能を向上させるためには定着装置の
定着ローラの温度をアップするか。

蒸発性能の良好な溶剤（例えば、アイソパーＨ２Ｇまた
は、Ｅもしくは混合したもの、）を使用する考えが採用
されてきた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、定着装置の定着ローラのヒータ温度をアップす
ると消費電力がアップするので、ユーザの使用可能な電
力容量の観点から、複写機に対する多種多様の周辺装置
の装着を制限する不具合が生じる。

一方、蒸発性能の良好な溶剤を使用すると、多数枚コピ
ーで溶剤ガスが複写機まわりに充満しユーザが異臭を感
じることになる。溶液単体では。

たいした臭気ではないものの定着で蒸発した溶剤ガスは
多量にコピーした時は、異臭が強くなる。

よって、換気のない部屋では有機溶剤であるため衛生上
好ましくないため、コピー速度などの制限を受ける等の
問題が発生する。

更に、蒸発特性が良好な溶剤は乾燥が速いために、現像
ユニットやクリーニングユニット内で未転写のトナーや
堆積した凝集トナーがヘドロ化し、長時間を経て乾燥が
進行すると、再分散が困難なフレーク状の大粒子（現像
に寄与しない）等が生成する。この大粒子は大きさ（１
〜５００μ）がトナー粒子の大きさ（０，５〜０．８μ
）に対して大きいので、現像ローラと感光体とのギャッ
プ（１００〜１５０μ）にはさまり、白スジや黒斑点等
の異常画像の原因となる。

本発明は、異臭の発生が少くかつ記録画像品質の劣化が
少い湿式現像の画像形成装置を提供することを目的とす
る。

（課題を解決するための手段〕 本発明は、電荷担持体（２１）、これに静電潜像を形成
する潜像形成手段（２２，１０））、および、静電潜像
を現像液で現像する湿式現像手段（６０）、を備える湿
式現像の画像形成装置において。

前記現像液は、沸点２１０℃以下のシロキサン構造を有
するシリコーンオイルでなる第１成分を５０容量％以上
と石油系脂肪族炭化水素でなる第２成分とを含む担体液
に、着色剤を含むトナーを分散したものとしたことを特
徴とする。

なお、上記カッコ内の記号は１図面に示し後述する実施
例の対応要素を示すものである。

〔作用〕

本発明の湿式現像の画像形成装置においては、現像液の
担体液が、蒸発性の低い特性を有し沸点２１０℃以下の
シロキサン構造を有するシリコーンオイルでなる第２成
分を５０容量％以上含むので、現像液が乾燥しにくくな
り、例えば現像液を抜き取ってそのまま長時間放置した
後でも、担体液が蒸発するニーとなく油滴のごとく残る
のでトナーの凝集が遅く、現像ユニットやクリーニング
ユニットにトナーが堆積して異常画像を引き起こすこと
がなく、またトナー濃度検出ユニットに付着し検出面を
汚し記録濃度に異常を発生させることもない。

ところが、シロキサン構造のシリコーンオイルは、一般
に比較的定着性が悪く良好な記録画像が得られない、と
いう難点があるが１本発明においては、現像液の担体液
に第２成分（石油系脂肪族炭化水素）を含み、これによ
って良好な画像定着性が得られるので定着性が格別に大
きく損なわれることがない。

〔実施例〕

第１図に本発明の一実施例である湿式現像の複写機を示
す、原稿は、圧板１１を開いてコンタクトガラス板１２
上に載置される。コンタクトガラス板１２の直下には、
光学走査系１０が設けられており、その下方に画像形成
ユニット２０が設けられている。コンタクトガラス板１
２上の原稿の下面すなわち複写しようとする画像が、光
学走査系１０の露光ランプ１３によって照明される１Ｍ
稿からの反射光は、第１ミラー１４．第２ミラー１５、
第３ミラー１６．レンズユニット１７および第４ミラー
１８を通り１画像形成ユニット２０に備わった感光体ド
ラム２１の表面に結像される。

光学走査系１０においては、露光ランプ１３及び第１ミ
ラー１４が図示しない第１キヤリツジに搭載されており
、第２ミラー１５および第３ミラー１６が第２キヤリツ
ジに搭載されている。第１キヤリツジ及び第２キヤリツ
ジは１図中の矢印Ａの方向にそれぞれ一定速度で走査駆
動される。第２キヤリツジの速度は第１キヤリツジの速
度の１／２になっている。従って、第１キヤリツジ及び
第２キヤリツジの移動に伴なって、コンタクトガラス板
１２上の原稿画像が順次に走査され、読取られた画像が
感光体ドラム２１上に結像される。

一方、画像形成ユニット２０においては、感光体ドラム
２１が図中の矢印の方向に一定速度で回転駆動される。

感光体ドラム２１の表面は、メインチャージャ２２によ
って−様な電位に荷電された後、前記光学走査系１０に
よって画像光の露を受けるので、その面に読取画像に対
応する電位分布、すなわち静電潜像、が形成される。こ
の静電潜像は、それに対して感光体ドラムの進行方向に
位置する現像ユニット６０を通る時に、現像液で可視化
される。すなわち、電位分布に応じて、感光体ドラム２
１の表面に現像液のトナーが吸着され、電位の高／低に
応じたトナー像が形成される。

給紙機構３０は、トナー像の形成に同期した所定のタイ
ミングで、−枚の転写紙（記録紙）を感光体ドラム２１
の表面に送り込む。この転写紙は、感光体ドラム２１上
のトナー像に重なって感光体ドラム２１の回転に伴なっ
て移動し、それが転写チャージャ２５を通る時に、感光
体ドラム２１のトナー像が転写紙に移る（転写）、転写
済の紙は。

分離ユニット２６によって感光体ドラム２１から剥離さ
れ、所定の経路を搬送されて定着ユニット５０に至る。

定着ユニット５０では、加圧と加熱によって転写紙上の
画像を転写紙に定着させる。

定着が終了した転写紙は、排紙ローラを通して排紙トレ
イに排出させる。

なお、画像形成ユニット２０においては、転写紙の分層
が終了した感光体ドラム２１の表面は、クリーニングユ
ニット７０でクリーニングされる。

すなわち感光体ドラム２１の表面に残留したトナー及び
紙粉等が除去される。

現像ユニット６０及びクリーニングユニット７０には、
それぞれ現像剤供給機構４０から、Ｔｌｌ像液が供給さ
れる。機構４０には、内部に現像液が満されたタンク４
１が備わっており、この中の現像液が、ポンプ４５によ
って汲み上げられ、供給パイプ４７を介して、＠像ユニ
ット６０及びクリーニングユニット７０に供給される。

タンク４１には、濃縮現像液が入った現像液容器４２と
希釈液が入った容器４３が装着されている。現像液の消
費に伴ってタンク４１内の液面が所定よりも低下すると
、自動的に希釈液容器４３の希釈液が容器４３からタン
ク４１に流れる。また、タンク４１内のＴｌｌｌｌ中の
トナー濃度が薄くなると、ソレノイド装Ｆ１１４４が付
勢される。ソレノイド装［４４が付勢された時には、現
像液容器４２の口が開かれて、′ａ縮現像液がタンク４
１に供給される。

画像形成ユニット２０及び現像液供給機構４０の詳細を
第２図に示す、現像ユニット６０内には、第１現像ロー
ラ６２．第２現像ローラ６３及びスクイズローラ６５が
回転自在に支持されている。

これらのローラは、導電体であり、感光体ドラム２１の
表面から極くわずか離れている。第１．第２現像ローラ
６２及び６３は反時計方向に、スクイズローラ６５は時
計方向にそれぞれ回転駆動される。これらのローラは、
感光体ドラム２１が回転している時には回転し、感光体
ドラム２１が停止する時には停止する。

現像液供給機構４０のタンク内の現像液は、ポンプ４５
及び供給パイプ４７ａを通り、＠ａユニット６０の上方
に設けられた供給口６１から現像ユニット内に注入され
る。第１．第２呪像ローラ６２．６３及びスクイズロー
ラ６５には、それぞれスクレーパ６４ａ、６４ｂ及び６
４ｃの自由端が接触している。スクレーパ６４ａ、６４
ｂ及び５４ｃは、各ローラの表面に付着している現像液
を掻き落すと共に、上方から流下する現像液をその上に
留める。各スクレーパ上に留まった現像液がローラの表
面を濡らす、第１．第２現像ローラ６２．６３表面の現
像液は、感光体ドラム２１の表面の電荷に吸引されて感
光体ドラム２１に移る。

スクイズローラ６５は、感光体ドラム２１表面の過剰な
液を除去する。現像ユニット６０内の下方に留まった現
像液は、自重によって排出口６６から回収パイプ４８ａ
を通って、現像液供給機構４０のタンク４１に回収され
る。

クリーニングユニット７０においては、スポンジ状の発
泡ローラ７３の表面とブレード７６の一端が感光体ドラ
ム２１の表面に当接しており、これらが感光体ドラム２
１表面の残留する現像液を掻き落とす。また１発泡ロー
ラ７３を押圧する形で配置された絞りローラ７４は、発
泡ローラ７３に泌み込んだ現像液を絞り取る。また、ク
リーニングユニット７０には、現像液供給機構４０から
、供給パイプ４７ｂを介して、クリーニング用の現像液
が供給される。この現像液は、クリーニングユニット上
方の供給ロア１から供給され、下方の排出ロア５から排
出され１回収パイプ４８ｂを通ってタンク４１に戻る。

つまり、実際に使用されずにユニット７０内に残留した
現像液は、タンク４１と現像ユニット６０との間、及び
タンク４１とクリーニングユニット７０との間を循環し
、再利用される。

なお、第２図において、２４はイレーザ、２７は除電ラ
ンプである。

ところで、現像液供給機構４０において循環される現像
液の一部分は、トナー濃度検出ユニット４６の内部を通
る。トナー濃度検出ユニット４６は、第４ａ図および第
４ｂ図に示すように僅かな間隙（０，５〜１　、０ｍｓ
程度）をあけて対向させた発光素子４６ａと受光素子４
６ｂを備えており、その間隙の部分を現像液ＦＬＤが通
るように構成されている。つまり、トナー検出ユニット
４６は、透過型の光学センサを構成しており、現像液の
光透過量つまりトナー濃度に応じたレベルの信号を発生
する。

濃度検出ユニット４６のトナー濃度検出信号は。

濃度制御ユニット８０に与えられる。濃度制御ユニット
８０は、所定の時間間隔で、トナー濃度信号を参照し、
それが所定濃度よりも薄い濃度を示すものであるときに
は、所定時間、ソレノイド装置４４を付勢し、現像液容
器４２の口を開いて内部の濃縮現像液をタンク４１に定
量補給する。この制御によって、現像液容器４２に濃縮
＠液液がある間、タンク４１内の現像液のトナー濃度が
所定の範囲に維持される。

第３図に、第１図の定着ユニット５０の具体的な構成を
示す、第３図を参照すると、転写紙３９の通過経路に沿
って、定着ローラ５１および加圧ローラ５３が設けられ
ている。定着ローラ５１の中心部には、ヒータ５２が内
蔵されている。加圧ローラ５３は、加圧ばね５５の力と
受ける加圧カム５４によって上向きの力を受け、転写紙
３９およびその上面に付着したトナー＊３９ａを定着ロ
ーラ５１に抑圧する。

ところで、この種の湿式複写機で使用される現像液は、
担体液中に着色剤と樹脂等を分散することにより構成さ
れ、担体液としては、例えば、エッソスタンダード社製
のアイソパー（Ｉｓｏｐａｒ）　Ｈ等の石油系脂肪族炭
火水素の溶媒が利用されている。

この種の担体液は、優れた定着性を有しているので、そ
れを利用することによって高品質の画像を記録すること
ができる。

しかしながら、この種の担体液は、比較的蒸発しやすい
特性を有しているために、この実施例のように現像液を
循環させて再利用する場合には、クリーニングユニット
７０の未転写トナーや現像ローラ６２，６３，６５に付
着しスクレーバ６４ａ。

６４ｂ、６４ｃで掻き落されるトナーは、大部分は元の
現像液中に戻され均一に分散されるが、残りの一部分の
トナーはヘドロ状になってユニット内に蓄積される。そ
のヘドロ状のトナーも、通常は、循環する液流によって
洗い流され現像タンク４１に回収されるが、長時間を経
過すると、ヘドロ状のトナーはユニット内のデッドスペ
ース（液流の流れの弱い部分）に堆積する０次に、複写
動作を長時間休止すると、その間にヘドロ状のトナーは
徐々に乾燥し、再分散が困難なフレーク状の大粒子等が
生成し、この大粒子が現像ローラ６２゜６３．６５と感
光体ドラム２１とのギャップにはさまり、白スジ等の画
像抜けや黒斑点等の異常画像を生じる。

また、複写機を移動する場合には、現像液が外にこぼれ
落ちないように、複写機内の現像液を予め抜き去る必要
がある。ところが、複写機を移動した後で現像タンク４
１に現像液を入れずにそのまま放置すると、第４ｂ図に
示すように、トナー検出ユニット４６の発光素子４６ａ
と受光素子４６ｂとの間の間隙に残留した現像液ＦＬＤ
が乾燥し、トナー検出ユニット４６の検出面に汚れとな
って付着する。この汚れは、現像液を注入した場合にも
容易には落ちず、トナー検出ユニット４６の受光レベル
を大幅に減衰させる。その結果、トナー検出ユニット４
６の検出濃度が正常時よりも大幅に高くなり、その誤っ
た検出濃度に基づいて濃度制御を継続すると、現像液濃
度が異常に低下し、記録濃度が低下する。

更に、定着工程でオフセットが発生しやすい。

即ち、転写紙上に転写されたトナー像の一部分が。

定着ローラ５１もしくは加圧ローラ５３に逆転写され、
記録画像に濃度低下や抜けを生じたり、ローラに付着し
たトナーが転写紙に再び転写される場合がある。この種
のオフセットを防止するために、−膜内には、定着器の
ローラ表面の材質として、オフセットが生じにくいシリ
コーンゴムを用い、更にローラ表面に、常時シリコーン
オイルを塗布するように構成している。しかしながら、
シリコーンゴムは耐熱性及び耐久性が比較的に低いため
、劣化の程度に応じて定期的に部品の交換をしなければ
ならない。またシリコーンオイルを塗付する必要がある
ために、定着器の構造が複雑化するのは避けられない。

上述の不都合を回避するために、この実施例においては
、現像液の担体液として、シロキサン構造を有するシリ
コーンオイルとアイソパーＨ（石油系脂肪族炭火水素）
との混合液を使用している。

即ち、シロキサン構造を有するシリコーンオイルは１石
油系脂肪族炭火水素に比べて蒸発性が低いので、それを
含有することによって現像液が乾燥しにくくなり、トナ
ーがフレーク状の粒子になるのを防止でき、トナー検出
ユニット４６にトナーの汚れが付着するのも防止できる
。また１石油系脂肪族炭火水素を含有するので、画像の
定着性が劣下するのを防止できる。更に、シロキサン構
造を有するシリコーンオイルは、それ自体が定着工程で
のオフセットの発生を防止するので、定着ローラ５１や
加圧ローラ５３にシリコーンゴム以外の材質を用いるこ
とができ、シリコーンオイルの塗布も省略できる。この
実施例では、定着ローラ５１、加圧ローラ５３および加
圧カム５４（内部はアルミニウム）の表面を、耐熱性お
よび耐久性の高いテフロン（デュポン社の登録商標：商
品名）で覆ってあり、また、シンコーンオイルを塗布す
る機構は定着ユニット５０では省略されている。

本発明においては、以下に示す実験の結果からシロキサ
ン構造を有するシリコーンオイルの中でも特に、沸点が
２１０℃以下の担体液で、しかも担体液に占める割合を
５０容量％以上とした担体液を使用した。

この実験においては、沸点の異なる数種類のシロキサン
構造を有するシリコーンオイルを石油系脂肪族炭火水素
（アイソパーＨ：エッソスタンダード社製）に１００対
０．５０対５０．２０対８０の割合で混合させた担体液
の臭気および定着性について調べたものであり、その結
果を第２表に示す。

なお、この第２表に示すデータを得た湿式複写機にはリ
コー製ＴＹＰＥ　ＣＴ−５０８５を使用し、定着装置の
条件としては通紙線速を２１０ｒｒｍ／ｓｅａ、ヒータ
を７００ｗ、定着ローラ表面温度１８０±１０℃とした
。

転写紙は、リコー製Ｔ”／ＰＥ　６２００を使用し７％
チャート面積でＡ−４サイズで連続通紙した。また、現
像液は、熱架橋性のトナー（特開昭６３−３０３３８２
号公報により開示）を各々の担体液にＩＱあたり１００
　ｇの割合で分散して構成した。

ＫＦ９６Ｌ−１，０，ＫＦ９６Ｌ−２，０，ＫＦ９６Ｌ
−５，０は、ジメチルシロキサン構造を有するシリコー
ンオイル。

にＦ２Ｏ３，ＫＦ９９５．　ＫＦ９９６は、環状シロキ
サン構造を有するシリコーンオイルであり、ともに信越
シリコーン社製品（商品名）である。ｌ５ｏｐａｒＥ、
　ｌ５ｏｐａｒＧ。

ｌ５ｏｐａｒＨは、エッソスタンダード社製品（商品名
）である。

数種類のシリコーンオイルは、特に定着性に寄与する沸
点が低いほど定着エネルギーが小さいとの予測によりア
イソパーの沸点の値を目安にして選択し検討したもので
ある。

臭気欄における１〜５の数字は、連続通紙１５分後の臭
気を３０ｒｒｌの無換気部屋において官能テストした臭
気の程度（ランク）を示し、無臭と感じる程度を５．わ
ずかに認識できる程度を４．明らかに感じる程度を３．
やや強いと感じる程度を２゜強いと感じる程度を１でそ
れぞれ表している。

゛まだ、定着性欄における記号は、排紙直後の画像をこ
すった時のスミアの程度（ランク）を示し。

微温九（スミア）がない時を記号０．わずかに微温れが
あるが許容レベルの時を記号Δ、像微温が顕著な時を記
号Ｘでそれぞれ表している。

第２表から臭気に関しては、実験番号１，２゜３の比較
（実験番号４，５．６の比較、実験番号７．８．９の比
較、実験番号１０．１１．１２の比較。

実験番号１３．１４．１５の比較、実験番号１６．１７
．１８の比較においてもそれぞれ同様）から、シロキサ
ン構造を有するシリコーンオイルを５０容量％以上混合
することにより、はとんど無臭になることがわかる。

また、定着性に関しては、実験番号１，４，７゜ｒｏ、
　１３．１６の比較（実験番号２．５．８．１１．１／
Ｉ。

１７の比較、実験番号３．６．９．１２．１５．１ｇの
比較においても同様）から沸点が２１０℃以下であれば
、定着ローラの温度が１８０℃でもほとんど蒸発し許容
レベルに達することがわかる。

以上の様に、シロキサン構造を有するシリコーンオイル
において、沸点２１０℃以下のものを担体液に少なくと
も５０容量％以上混合させることにより臭気がなく、シ
かも優れた定着性を得ることができる。

ここにおいて、例えば定着ローラ５１の温度を１８０℃
以上にし、供給熱量を増加させることによって、より高
沸点のものでも定着可能になるようにみえるが、定着ロ
ーラ５１の耐久性の低下、消費電力の増大、安全性の低
下等の問題があり望ましくない。

〔発明の効果〕

以上のとおり本発明によれば、蒸発性の低い特性を有し
沸点２１０℃以下のシロキサン構造を有するシリコーン
オイルを担体液の第１成分としているので、臭気の発生
が少くまた装置内の現像液を抜き取って長時間放置する
場合でも、残留トナーが乾燥しにくいため現像ユニット
やクリーニングユニットに堆積したり、トナー濃度検出
ユニットに付着し検出面を汚すことがない、従って、異
常画像を引き起こすことがなく、また記録濃度に異常を
発生させることもない、第２成分として石油系脂肪族炭
化水素を用いているので、これにより優れた画像定着特
性が得られ定着性が格別に損なわれることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の一実施例の機構部断面を示すブロッ
ク図である。 第２図は、第１図に示す現像ユニット６ｏの構成を示す
拡大断面図である。 第３図は、第１図に示す定着ユニット５０の構成を示す
拡大断面図である。 第４ａ図は、第２図に示すトナー濃度検出二ニット４６
の拡大斜視図である。 第４ｂ図は、第４ａ図に示すトナー濃度検出ユニットの
一部分の拡大正面図である。 ｌＯ：光学走査系　　　　　　　２０：画像形成ユニッ
ト２１：感光体ドラム（電荷担持体） ２２：メインチャージャ（２２，１０：潜像形成手（支
）２５：転写チャージャ　　　　　３０：給紙機構４０
：現像液供給機構　　　　　４１：タンク４２：現像液
容器　　　　　　４３：希釈液容器４４：ソレノイド装
置　　　　　４５：ポンプ４６：トナー濃度検出ユニッ
ト　５０：定着ユニット６０：現像ユニット（湿式呪像
手（支）６１：供給口　　　　　　　　　６２：第１現
像ローラ６３＝第２現像ローラ　　　　　６５ニスクイ
ズローラ６６：排出口　　　　　　　　　７０：クリー
ニングユニット７１：供給口　　　　　　　　　７３：
発泡ローラ７５：排出口　　　　　　　　　７６：ブレ
ード戸 ２ 図 声 図 １ 声４８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電荷担持体、これに記録画像対応の静電潜像を形成する
   潜像形成手段、および、静電潜像を現像液で現像する湿
   式現像手段、を備える湿式現像の画像形成装置において
   、 前記現像液は、沸点２１０℃以下のシロキサン構造を有
   するシリコーンオイルでなる第１成分を５０容量％以上
   と石油系脂肪族炭化水素でなる第２成分とを含む担体液
   に、着色剤を含むトナーを分散したものであることを特
   徴とする、湿式現像の画像形成装置。