JPH10312112A - 湿式画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高濃度，高粘性の液体現像剤を使用して現像す
るとき、非画像部分の地汚れを確実に低減する。 【解決手段】現像手段５の液体現像剤の薄層を形成した
現像ベルト５１に現像バイアスとして交流電圧成分と時
間的に変動しない直流電圧成分とが合成された交番電圧
を印加し、交番電圧の交流成分で感光体ドラム１の静電
潜像の非画像部にトナ−が付着することを防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電子写真方式で
形成された静電潜像を液体現像剤を用いて顕像化する湿
式画像形成装置、特に非画像領域の地汚れの防止に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】高粘度，高濃度の液体現像剤を使って静
電潜像を可視化する画像形成装置が、例えば特開平７−
209922号公報や特開平７−239615号公報等に開示されて
いる。この画像形成装置は、図６に示すように、感光体
ドラム１は帯電ローラ２により均一に正帯電され、その
後プリウェット液塗布手段３のプリウェット液溜り３１
に貯えられた離型性を有し化学的に不活性な誘電特性の
液、例えばジメチルポリシロキサンオイル等のプリウェ
ット液３２をプリウェット液塗布ローラ群３３で感光体
ドラム１上に数μｍの均一な厚さで塗布し、プリウェッ
ト液３２を塗布した感光体ドラム１に書き込み光４で露
光して静電潜像を形成する。この静電潜像を形成すると
きに、感光体ドラム１表面の光の当たった部分は電荷が
消失し、光の当たらなかった部分は電荷が残り静電潜像
となる。この静電潜像を現像手段５で可視化する。

【０００３】現像手段５は、例えばジメチルポリシロキ
サンオイル等の絶縁性液体からなる現像液溶媒中に顕像
化粒子であるトナ−が高濃度に分散された高粘性の液体
現像剤で静電潜像を可視化するものであり、複数の回転
ロ−ラ５２，５３，５４に巻回された現像ベルト５１に
現像液溜り５５内の液体現像剤５６を現像液塗布ロ−ラ
群５７で塗布して液体現像剤５６の薄層を形成する。現
像ベルト５１はバイアス印加手段（不図示）により直流
バイアスが印加されている。また、現像領域で正常な画
像が形成されるように現像ベルト５１の表面移動速度は
感光体ドラム１の表面移動速度と等速にしてある。この
現像ベルト５１上の液体現像剤の薄層が感光体ドラム１
に近接して現像領域を通るとき、液体現像剤層に含まれ
る帯電したトナ−を静電気力により感光体ドラム１の画
像部分に移動して付着させて可視化する。また、感光体
ドラム１表面の電荷が消失した非画像部分と接触する液
体現像剤層に含まれるトナ−には静電気力が作用せず、
かつ感光体ドラム１表面と液体現像剤層がプリウェット
液層で分離しているから、非画像部分にはトナ−が付着
せず、地汚れを防止して画像が劣化することを防ぐ。感
光体ドラム１に形成されたトナー像はバイアスを印加さ
れた転写ローラ６により搬送されてきた転写紙７に転写
される。転写工程終了後の感光体ドラム１上の残留トナ
ーはクリーニングブレード８により除去され、感光体ド
ラム１上の残留電位が除電ランプ９により消去される。
現像領域を通過した現像ベルト５１上の残留トナーはベ
ルトクリ−ニングブレード５８により除去される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにトナ−が
高濃度に分散された高粘性の液体現像剤で感光体ドラム
上の静電潜像を可視化するときに、非画像部分の地汚れ
を防止するために感光体ドラムにプリウェット液を塗布
しているが、プリウェットを塗布しても地汚れを確実に
防止することができない場合がある。

【０００５】この発明はかかる短所を改善するためにな
されたものであり、高濃度，高粘性の液体現像剤で静電
潜像を可視化するときの非画像部分の地汚れを確実に防
止することができる湿式画像形成装置を得ることを目的
とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る湿式画像
形成装置は、感光体に形成された静電潜像を可視化する
前に誘電性を有し透明なプリウェット液を感光体上に塗
布してから、現像剤担持体に薄層で塗布した高濃度の液
体現像剤に含まれる帯電したトナーによって感光体の静
電潜像を現像して記録媒体に転写する湿式画像形成装置
において、現像剤担持体に交番電圧を印加して感光体の
静電潜像を現像することを特徴とする。

【０００７】上記現像剤担持体に印加する交番電圧の時
間平均電圧がトナーが感光体の静電潜像の画像領域に移
動するような極性になっていることが望ましい。

【０００８】そして上記現像剤担持体に印加する交番電
圧の最低電圧と最高電圧の変化幅である振幅電圧が少な
くとも感光体の画像領域と非画像領域の帯電電位差以
上、好ましくは２倍程度になっていると良い。

【０００９】また、上記現像剤担持体に印加する交番電
圧の交番周波数ｆ(Ｈｚ)と現像速度Ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）
の関係がｆ／Ｖ≧１で、かつ交番周波数ｆが１ｋＨｚ以
下であることが望ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】この発明の湿式画像形成装置は、
帯電ローラにより感光体ドラムを均一に帯電したのちプ
リウェット液塗布手段でプリウェット液を均一な厚さで
塗布する。このプリウェット液が塗布された感光体ドラ
ムを露光して静電潜像を形成し、静電潜像を現像手段で
可視化しトナ−像を形成する。形成したトナー像を転写
ローラにより転写紙に転写し、感光体ドラム上の残留ト
ナーはクリーニングブレードで除去し、感光体ドラム上
の残留電位が除電ランプにより消去する。

【００１１】現像手段は複数の回転ロ−ラに巻回され感
光体ドラムの表面移動速度と同じ表面移動速度で移動す
る現像ベルトを有し、現像ベルトには現像液塗布ロ−ラ
群により液体現像剤の薄層を形成し、液体現像剤により
感光体ドラムの静電潜像にトナ−を付着させて現像す
る。この現像ベルトには現像バイアスとして交流電圧成
分と時間的に変動しない直流電圧成分とが合成された交
番電圧を印加している。この現像ベルトに印加している
交番電圧の交流成分で感光体ドラムの静電潜像の非画像
部にトナ−が付着することを防ぎ地汚れを低減する。

【００１２】このように交番バイアスを現像ベルトに印
加するときに、直流成分をトナーが感光体ドラムの画像
部に移動するような極性にすることにより、交番バイア
スを印加したときに画像が乱れたり画像濃度が薄くなる
ことを防ぐ。

【００１３】また、現像ベルトに印加する交番バイアス
の交流成分の振幅を感光体ドラムの静電潜像の画像部と
非画像部の電位差以上にすることにより、非画像部に付
着するトナ−を減少させて地汚れを低減する。この交流
成分の振幅を感光体ドラムの静電潜像の画像部と非画像
部の電位差の２倍程度にすることにより、地汚れの少な
い安定した画像を形成することができる。

【００１４】さらに、現像ベルトに印加する交番バイア
スの交流成分の周波数を現像速度未満とすると濃度ムラ
が生じる。そこで交流成分の周波数ｆ(Ｈｚ）は現像速
度Ｖ(ｍｍ／ｓｅｃ)に対してｆ／Ｖ≧１にする。また、
交流成分の周波数をあまり高くすると交流成分の効果が
なくなる。そこで交番周波数を１ｋＨｚ以下にして、地
汚れのない良好な画像を得る。

【００１５】

【実施例】図１はこの発明の一実施例の構成図である。
図に示すように、湿式画像形成装置の画像形成・転写部
には時計方向に回転する感光体ドラム１に沿って配置さ
れた帯電ローラ２とプリウェット液塗布手段３と現像手
段５とセットロ−ラ１０と転写ローラ６とクリーニング
ブレード８及び除電ランプ９を有する。感光体ドラム１
は帯電ローラ２により均一に例えば正帯電されたのちプ
リウェット液塗布手段３でプリウェット液溜り３１に貯
えられた離型性を有し化学的に不活性な誘電特性の液、
例えばジメチルポリシロキサンオイル等で粘度が0.5〜1
000Ｐａ・Ｓ程度で電気抵抗が10¹²Ωｃｍ以上のプリウ
ェット液３２がプリウェット液塗布ローラ群３３で均一
な厚さで塗布される。このプリウェット液３２が塗布さ
れた感光体ドラム１に書き込み光４で露光して静電潜像
を形成する。この静電潜像を現像手段５で可視化しトナ
−像を形成し、形成したトナー像を所定の電圧が印加さ
れたセットロ−ラ１０で電気的に固めてから転写ローラ
６により転写紙７に転写する。感光体ドラム１上の残留
トナーはクリーニングブレード８で除去し、感光体ドラ
ム１上の残留電位は除電ランプ９で消去する。

【００１６】現像手段５は複数の回転ロ−ラ５２，５
３，５４に巻回され感光体ドラム１の表面移動速度と同
じ表面移動速度で反時計方向に移動する現像ベルト５１
と、現像液溜り５５内の液体現像剤５６を現像ベルト５
１に塗布して液体現像剤５６の薄層を形成する現像液塗
布ロ−ラ群５７及びベルトクリ−ニングブレード５８と
を有する。現像ベルト５１には交番バイアス印加手段５
９により現像バイアスとして交番電圧が印加されてい
る。ここで交番電圧とは交流電圧成分と時間的に変動し
ない直流電圧成分とが合成された電圧をいい、現像ベル
ト５１に印加する交番電圧は正弦波に限らず三角波，鋸
波，矩形波等のいずれでも良い。

【００１７】現像ベルト５１に交番バイアス印加手段５
９から交番電圧を印加する方法としては、現像ベルト５
１として抵抗値の低い材質を使用している場合には、感
光体ドラム１と接する現像領域から少々距離が遠いとこ
ろから交番電圧を印加しても実効電圧は減衰しにくいの
で、図１に示すように、現像ベルト５１を巻き回した回
転ロ−ラ５３を導電性材料で形成し、その軸心に交番バ
イアス印加手段５９から交番電圧を印加したり、図２の
（ａ）に示すように、現像ベルト５１の現像領域の上流
側でバイアスロ−ラ６０により交番電圧を印加する。ま
た、現像ベルト５１の電気抵抗が大きく、回転ロ−ラ５
３や現像領域の上流側のバイアスロ−ラ６０から交番電
圧を印加すると電圧の損失が大きくなる場合には、図２
の（ｂ）に示すように、バイアスロ−ラ６０を現像領域
の現像ベルト５１の裏側に設けて交番電圧を印加する。

【００１８】このように現像ベルト５１に直流成分と交
流成分が混ざった交番電圧を印加することにより、感光
体ドラム１の静電潜像を現像するときに、非画像部にト
ナ−が付着することを防止して地汚れを低減できること
を確認した。

【００１９】例えば現像ベルト５１としてポリイミド樹
脂にカーボンを配合した電気抵抗が10¹Ω・ｃｍ以下の
ものを使用し、回転ロ−ラ５３に直流電圧を印加した場
合と交番電圧を印加した場合の感光体ドラム１の静電潜
像を液体現像剤５６で現像し、現像した画像を転写紙に
転写したときの非画像部と画像部の光学濃度の変化を調
べた結果を図３に示す。図３において、Ａは現像ベルト
５１に直流バイアスだけを印加したときの非画像部の光
学濃度、Ｂは現像ベルト５１に直流電圧と交流電圧を合
成した交番バイアスを印加したときの非画像部の光学濃
度、Ｃは現像ベルト５１に直流バイアスだけを印加した
ときの画像部の光学濃度、Ｄは現像ベルト５１に直流電
圧と交流電圧の交番バイアスを印加したときの画像部の
光学濃度を示す。また、感光体ドラム１の非画像部は約
700Ｖに帯電し、画像部は０〜100Ｖ程度に帯電してお
り、現像ベルト５１に印加する交番バイアスは交流成分
の振幅を1500Ｖ、周波数を100Ｈｚと一定にして直流バ
イアスを可変して現像した。

【００２０】通常、現像ベルト５１に現像バイアスとし
て直流バイアスのみを印加するときは、直流バイアスが
＋150Ｖ程度で現像が開始され、感光体ドラム１上の画
像部にトナーが移動する。このとき直流バイアスだけを
印加した場合の非画像部の光学濃度と転写紙の地肌の光
学濃度との差は約0.04であったのに対して交番バイアス
を印加した場合は約0.02であった。そして直流バイアス
を大きくしても、図３のＣ，Ｄに示すように画像部の光
学濃度は大きくは変化しないが、Ａに示すように、直流
バイアスだけを印加したときの非画像部の光学濃度は次
第に増加し、地汚れが多くなっていく。これに対して交
番バイアスを印加したときの非画像部の光学濃度は直流
バイアスを400Ｖ程度に増やしてもほとんど変化がな
く、直流バイアスだけを印加した場合と比べて地汚れを
大幅に減少することができた。このように交番バイアス
を現像ベルト５１に印加するときに、直流成分をトナー
が感光体ドラム１の画像部に移動するような極性にする
ことにより、交番バイアスを印加したとき、直流バイア
スを400Ｖ程度に増やしても画像が乱れたり、画像濃度
が薄くなることは見られなかった。

【００２１】次ぎに交番バイアスの直流成分を＋150Ｖ
の一定として、交流成分の周波数を100Ｈｚとして振幅
を変えて静電潜像を現像したときの非画像部の光学濃度
の変化を調べた結果を図４に示す。図４において、Ｅは
直流バイアスだけのときの非画像部の光学濃度、Ｆは転
写紙の地肌の光学濃度、Ｇは交流成分の振幅だけを変え
たときに非画像部の光学濃度である。図４に示すよう
に、交流成分の振幅を大きくするにしたがって非画像部
の光学濃度が低下し地汚れが減少する。この非画像部の
光学濃度の低下の程度は、交流成分の振幅が700Ｖ程度
まではほぼ直線的に低下し、700Ｖ程度から1500Ｖ程度
なでは徐々に低下し、1500Ｖ程度をより大きくなると非
画像部の光学濃度はほぼ一定になる。このとき感光体ド
ラム１の静電潜像の画像部と非画像部の電位差は約700
Ｖであることから、地汚れを解消するためには交流成分
の振幅を感光体ドラム１の静電潜像の画像部と非画像部
の電位差以上にすると良い。また交流成分の振幅をある
一定限度以上にしても非画像部の光学濃度はほぼ一定に
なり、この限度は1500Ｖ程度と感光体ドラム１の静電潜
像の画像部と非画像部の電位差の２倍程度である。そこ
で交流成分の振幅を感光体ドラム１の静電潜像の画像部
と非画像部の電位差の２倍程度にすることにより、地汚
れの少ない安定した画像を形成することができる。

【００２２】次ぎに、交番バイアスの直流成分を＋150
Ｖの一定とし、現像ベルト５１に印加する交番バイアス
の交流成分の振幅を感光体ドラム１の静電潜像の画像部
と非画像部の電位差の約２倍の1500Ｖ一定として周波数
を変えて静電潜像を現像したときの非画像部の光学濃度
の変化を調べた結果を図５に示す。図５において、Ｅは
直流バイアスだけのときの非画像部の光学濃度、Ｈは交
流成分の周波数だけを変えたときに非画像部の光学濃度
である。図５は現像速度すなわち感光体ドラム１の移動
速度を100ｍｍ／ｓｅｃで行なったが、交流成分の周波
数が100Ｈｚ未満になると形成した画像に交流成分の周
波数に比例した濃度ムラが生じてしまった。そして交流
成分の周波数が100Ｈｚ以上になると、形成した画像の
濃度ムラは肉眼で確認できないレベルとなった。また、
交流成分の周波数が１ｋＨｚを超えると非画像部の光学
濃度が増加し10ｋＨｚ程度になると現像ベルト５１に直
流バイアスだけを印加する場合と変わらなくなった。そ
こで交流成分の周波数ｆ(Ｈｚ)は現像速度Ｖ(ｍｍ／ｓ
ｅｃ)に対してｆ／Ｖ≧１で、かつ交番周波数ｆを１ｋ
Ｈｚ以下にすることが良好な画像を得るために望まし
い。

【００２３】なお、上記実施例は現像手段５に現像ベル
ト５１を使用した場合について説明したが、現像ロ−ラ
を有する現像手段にも同様に適用することができる。

【００２４】

【発明の効果】この発明は以上説明したように、現像バ
イアスとして交流電圧成分と時間的に変動しない直流電
圧成分とを合成した交番電圧を印加し、交番電圧の交流
成分で感光体の静電潜像の非画像部にトナ−が付着する
ことを防ぐようにしたから、地汚れのない良質な画像を
形成することができる。

【００２５】また、交番バイアスを現像バイアスとして
印加するときに、直流成分をトナーが感光体の画像部に
移動するような極性にすることにより、交番バイアスを
印加したときに画像が乱れたり画像濃度が薄くなること
を防ぐことができる。

【００２６】また、現像バイアスとして印加する交番バ
イアスの交流成分の振幅を感光体の静電潜像の画像部と
非画像部の電位差以上にすることにより、非画像部に付
着するトナ−を減少させて地汚れを低減することができ
る。さらに交流成分の振幅を感光体の静電潜像の画像部
と非画像部の電位差の２倍程度にすることにより、地汚
れの少ない安定した画像を形成することができる。

【００２７】さらに、現像バイアスとして印加する交番
バイアスの交流成分の周波数ｆ(Ｈｚ）を現像速度Ｖ(ｍ
ｍ／ｓｅｃ)に対してｆ／Ｖ≧１とし、かつ１ｋＨｚ以
下にすることにより、地汚れのない良好な画像を安定し
て得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の構成図である。

【図２】現像手段の他の構成図である。

【図３】直流バイアスに対する画像部と非画像部の光学
濃度変化特性図である。

【図４】交流成分の振幅に対する画像部と非画像部の光
学濃度変化特性図である。

【図５】交流成分の周波数に対する画像部と非画像部の
光学濃度変化特性図である。

【図６】従来例の構成図である。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ２ 帯電ローラ ３ プリウェット液塗布手段 ５ 現像手段 ６ 転写ローラ ５１ 現像ベルト ５９ 交番バイアス印加手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体に形成された静電潜像を可視化す
   る前に誘電性を有し透明なプリウェット液を像担持体上
   に塗布してから、現像剤担持体に薄層で塗布した高濃度
   の液体現像剤に含まれる帯電したトナーによって感光体
   の静電潜像を現像して記録媒体に転写する湿式画像形成
   装置において、 現像剤担持体に交番電圧を印加して感光体の静電潜像を
   現像することを特徴とする湿式画像形成装置。
2. 【請求項２】 上記現像剤担持体に印加する交番電圧の
   時間平均電圧がトナーが感光体の静電潜像の画像領域に
   移動するような極性になっている請求項１記載の湿式画
   像形成装置。
3. 【請求項３】 上記現像剤担持体に印加する交番電圧の
   最低電圧と最高電圧の変化幅である振幅電圧が少なくと
   も感光体の画像領域と非画像領域の帯電電位差以上、好
   ましくは２倍程度になっている請求項２記載の湿式画像
   形成装置。
4. 【請求項４】 上記現像剤担持体に印加する交番電圧の
   交番周波数ｆ(Ｈｚ)と現像速度Ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）の関
   係がｆ／Ｖ≧１で、かつ交番周波数ｆが１ｋＨｚ以下で
   ある請求項３記載の湿式画像形成装置。