JPH11272083A

JPH11272083A - 湿式電子写真装置

Info

Publication number: JPH11272083A
Application number: JP6959898A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Nakajima; 豊中島; Akihiko Inamoto; 彰彦稲本; Shigenori Uesugi; 茂紀上杉; Satoru Moto; 悟本; Motoharu Ichida; 元治市田; Masanao Takahata; 昌尚高畠; Shigeji Okano; 茂治岡野; Yasukazu Takeda; 靖一竹田
Original assignee: PFU Ltd
Current assignee: PFU Ltd
Priority date: 1998-03-19
Filing date: 1998-03-19
Publication date: 1999-10-08

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、不揮発性を示す高粘度で高濃度の液
体トナーを液体現像液として用いる構成を採るときにあ
って、液体トナーのリサイクル機能を持つ新たな湿式電
子写真装置の提供を目的とする。【解決手段】本発明の湿式電子写真装置は、静電潜像の
形成される感光体１０と、その表面にプリウェット液の
膜を塗布するプリウェット装置１３と、液体現像液のト
ナー粒子を感光体１０に付着させる現像ローラ４０と、
供給される液体現像液を現像ローラ４０の表面に塗布す
るアプリケータローラ４１、４２とを備えている。本発
明は、さらに、現像ローラ４０の表面に残存する液体現
像液を、希釈濃度の液体トナーとして回収する回収手段
を備え、回収した希釈濃度の液体トナーと、前記所定の
濃度以上の高濃度でトナー粒子を分散させた高濃度液体
トナーとを所定の割合で混合して、所定の濃度を有する
液体トナーを再生し、該再生された液体トナーを液体現
像液として再使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、不揮発性を示す高
粘度で高濃度の液体トナーを用いる湿式電子写真装置に
関し、特に、現像器へのトナー補給量を制御することの
できる湿式電子写真装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】感光体（感光ドラム）に静電潜像を生成
し、それにトナーを付着させて、紙などに転写して定着
する電子写真装置では、粉体トナーを用いる乾式のもの
が広く用いられている。

【０００３】しかし、粉体トナーは、トナーが飛散する
という問題点があるとともに、トナー粒子が７〜１０μ
ｍと大きいことから解像度が悪いという問題点がある。
そこで、高い解像度が必要となる場合には、液体トナー
を用いる湿式のものが用いられる。液体トナーは、トナ
ー粒子が１μｍ程度と小さいとともに、帯電量が大きい
ことでトナー画像の乱れが起きにくく、高い解像度を実
現できるからである。

【０００４】従来の湿式の電子写真装置では、現像液と
して、有機溶剤にトナーを１〜２％の割合で混ぜた低粘
度の液体トナーを用いていた。しかしながら、このよう
な現像液は、人体に危害を与える有機溶剤を用いるとと
もに、トナー濃度が低いことでそれを大量に用いること
から、環境問題を引き起こすという大きな問題点をかか
えていた。

【０００５】このようなことを背景にして、国際公開番
号「ＷＯ９５／０８７９２」で、シリコンオイルなどに
高濃度のトナーを分散させることで構成される高粘度で
高濃度の現像液を用いる湿式の電子写真装置の発明が開
示された。

【０００６】この液体トナーを用いると、人体に危害を
与えるという問題点が発生しないとともに、トナー濃度
が高いことから、大量の現像液を使用しないで済むとい
う利点がある。

【０００７】このような不揮発性を示す高粘度で高濃度
の液体トナーを用いる場合、液体トナーをリサイクルし
ていくという機能を備えると、非常に便利なものとな
る。一般に、粉体トナーを用いる乾式の電子写真装置で
は、原理的には粉体トナーをリサイクルするという考え
方は必要ない。粉体トナーは希釈されることはないから
である。すなわち、乾式の電子写真装置では、現像ロー
ラに対して、ブレードを使って摩擦帯電しつつ粉体トナ
ーを供給することで、感光体にトナーを供給していくと
ともに、感光体に転写された現像ローラ部分に対して粉
体トナーを補給していくという処理を行うだけである。

【０００８】これに対して、液体トナーを用いる湿式の
電子写真装置において液体トナーをリサイクルして再利
用する場合、液体トナーが希釈されることから、液体ト
ナーの固形分とキャリアの比率が変化するため、回収し
た液体トナーをそのままでは使用することができない。

【０００９】国際公開番号「ＷＯ９５／０８７９２」で
も、従来技術の延長に従って、液体トナーをリサイクル
していくという構成は採っていない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事情に
鑑みてなされたものであって、不揮発性を示す高粘度で
高濃度の液体トナーを用いる構成を採るときにあって、
回収した希釈液体トナーを所定濃度の液体トナーに再生
するように現像器へのトナー補給量を制御するリサイク
ル機能を持つ新たな湿式電子写真装置の提供を目的とす
る。

【００１１】また、本発明は、現像器へのトナー補給量
を制御する際に、トナー粒子の消費量を知り、かつこの
補給量を決定し、これによって、トナー濃度が変化する
ことなく安定した画像を提供することを目的としてい
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】図２に、本発明の湿式電
子写真装置の全体構成が示されている。感光体１０は、
帯電装置１１により約７００Ｖに帯電させられた後、露
光装置１２によって露光されて、露光部分の電位が約１
００Ｖとなる静電潜像が形成される。

【００１３】プリウェット装置１３は、２.5ｃＳｔ程度
の粘度乃至はキャリアと同じ２０ｃＳｔ程度の粘度を持
つシリコンオイルを４〜５μｍの厚さで感光体１０の表
面に塗布する。

【００１４】現像装置１４は、イエロー／マゼンタ／シ
アン／ブラックに対応付けて設けられ、感光体に対して
バイアスされて、トナー粘度が４００〜４０００ｍＰａ
・Ｓで、キャリア粘度が２０ｃＳｔを持つ、不揮発性を
示す高粘度で高濃度の液体トナーを液体現像液として用
いる。この現像液の供給は、アプリケータローラによっ
て、トナー溜まりから薄く延ばしながら搬送していくこ
とでおこなわれ、それによって、現像ローラに２〜３μ
ｍの厚さのトナー層が形成され、次に、正に帯電してい
るそのトナーを感光体１０との間の電界に従って、感光
体１０に供給することで、約１００Ｖに帯電されている
感光体１０の露光部分にトナーを付着させる。

【００１５】そして、回収手段が現像ローラの表面に残
存する液体現像液を、希釈濃度の液体トナーとして回収
し、再生手段が、この回収した希釈濃度の液体トナー
と、前記所定の濃度以上の高濃度でトナー粒子を分散さ
せた高濃度液体トナーとを所定の割合で混合して、液体
現像液として前記所定の濃度を有する液体トナーを再生
し、この再生された液体トナーを前記液体現像液として
使用する。

【００１６】また、前記液体トナーを再生する手段は、
印字データに基づき印字デューティを計算する手段と、
該計算手段よりの印字デューティ及び現像効率に基づき
液体トナー消費分を計算して、キャリア及びトナー粒子
の補給量を決定する手段から構成される。

【００１７】また、前記回収した希釈濃度の液体トナー
と混合される高濃度液体トナーは、トナー粒子とキャリ
アが別々に供給することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態に従って本発明
を詳細に説明する。なお、本発明は、不揮発性を示す高
粘度で高濃度の液体トナーを液体現像液として用いるも
のであるが、液体トナーは、液体キャリア（オイル）中
に顔料などのトナー粒子を分散させたものである。

【００１９】図２に、本発明を具備する湿式電子写真装
置の全体構成を図示する。この図に示すように、本発明
の湿式電子写真装置は、感光体１０と、帯電装置１１
と、露光装置１２と、プリウェット装置１３と、現像装
置１４と、中間転写体１５と、ブレード１６と、除電装
置１７と、加熱装置１８と、加圧ローラ１９とを備え
る。

【００２０】帯電装置１１は、感光体１０を約７００Ｖ
に帯電させる。露光装置１２は、７８０ｎｍの波長を持
つレーザ光を使って感光体１０を露光することで、露光
部分の電位が約１００Ｖとなる静電潜像を感光体１０に
形成する。

【００２１】プリウェット装置１３は、２.5ｃＳｔ程度
の粘度乃至はキャリアと同じ２０ｃＳｔ程度の粘度を持
つシリコンオイルを４〜５μｍの厚さで感光体１０の表
面に塗布する。ここで、プリウェット装置１３は、露光
装置１２により実行される露光処理の前でプリウェット
処理を実行することもあるが、露光処理の後でプリウェ
ット処理を実行することもある。

【００２２】現像装置１４は、イエロー／マゼンタ／シ
アン／ブラックに対応付けて設けられ、約４００Ｖにバ
イアスされて、図３に示すように、トナー粘度が４００
〜４０００ｍＰａ・Ｓで、キャリア粘度が２０ｃＳｔを
持つ液体トナーを、アプリケータローラ４１及び４２を
使ってトナー溜まりから薄く延ばしながら搬送していく
ことで現像ローラ４０に２〜３μｍの厚さのトナー層を
形成して、感光体１０との間の電界に従って、正に帯電
しているそのトナーを感光体１０に供給することで、約
１００Ｖに帯電される感光体１０の露光部分にトナーを
付着させる。

【００２３】プリウェット装置１３の塗布するプリウェ
ット層に従って、感光体１０の非露光部分には、トナー
が付着されることが防止できるようになる。中間転写体
１５は、約−８００Ｖにバイアスされて、感光体１０と
の間の電界に従って、感光体１０に付着されたトナーを
転写する。この中間転写体１５は、先ず最初に、感光体
１０に付着されるイエローのトナーを転写し、続いて、
感光体１０に付着されるマゼンタのトナーを転写し、続
いて、感光体１０に付着されるシアンのトナーを転写
し、続いて、感光体１０に付着されるブラックのトナー
を転写することになる。

【００２４】ブレード１６は、感光体１０に残存するト
ナーやプリウェット液を取り除く。除電装置１７は、感
光体１０を除電する。加熱装置１８は、中間転写体１５
の表面を加熱することで中間転写体１５に付着されるト
ナーを溶融する。加圧ローラ１９は、加熱装置１８によ
り溶融された中間転写体１５のトナーを印刷媒体に定着
させる。このように、加熱装置１８及び加圧ローラ１９
を使い、印刷媒体を加熱しないで、中間転写体１５に付
着されるトナーを溶融して印刷媒体に定着させる構成を
採ることから、紙以外の印刷媒体も取り扱えることにな
る。

【００２５】図１は、現像剤を回収し、再利用する構成
を例示している。本発明の液体トナーは、絶縁性液体
（キャリア剤）の中に、固形粒子（顔料等）を分散させ
て生成されるものであり、その粘度は、１００〜１００
００ｍＰａ・Ｓの高粘度のものである。この液体トナー
を液体現像液として用いるために、１〜５０μm の薄層
にして現像ローラ４０上に塗布され現像ギャップ部に送
られる。

【００２６】現像ギャップ部を通過後現像ローラ４０上
に残留した液体現像液は、ブレード４５によって掻き取
られて溜まり部４３に溜められるが、これは、固形粒子
が感光体１０上に移動することで希釈され、さらにプリ
ウェットオイルの混入によっても希釈されたものとなっ
ている。

【００２７】この希釈された液体現像液は、ポンプ等を
用いてトナー溜まり４４に送られる。ここには、詳細は
後述する高濃度のトナーが供給されて、先の希釈トナー
と混合されて、所定値の濃度を有する液体トナーにな
る。この所定濃度の液体トナーは、この例においては、
ローラ４１、及びローラ４２によって構成されるアプリ
ケータにより、トナー溜まり４４から薄く引き延ばしつ
つ、現像ローラ４０に供給される。これによって、前述
したように現像が行われる。

【００２８】図４は、図１に示したトナー溜まり４４に
おける回収希釈トナーと高濃度トナーの混合を説明する
ための図である。固形分濃度が、例えば、２０％の液体
トナーが、液体現像液として液体電子写真プリンタにお
いて用いられており、このとき、液体トナーのキャリア
の減少は、略一定の１０％が消費され、かつ、固形分の
消費は、現像効率（現像ローラから感光体上に移動すべ
き固形分に対して実際に移動した固形分の割合）及び印
字デューティ（画像面積に対して印字されるべき面積の
割合）に依存していると仮定する。

【００２９】図４の（ａ）は、固形分が２０％でキャリ
アが８０％の、所定濃度（２０％）の液体トナーを示し
ている。このような液体トナーを液体現像液として液体
電子写真プリンタに用いて現像する場合、その画像部の
現像効率は通常約７０％であることがわかっている。。
この時、画像の印字デューティが、仮に５０％であると
したとき、（ｂ）に斜線部分で示すように、２０％の固
形分の内、印字デューティ５０％のさらに現像効率７０
％が消費されることになる。これによって、現像ローラ
のブレードで回収されたとき、キャリアは前述のように
１０％が消費され、かつ固形分は、当初の２０％のう
ち、１３％が回収されて、当初の７％が消費されたこと
になる。それ故、回収された液体トナーは、（ｃ）に示
すように、１６％に希釈された液体トナーとなってい
る。

【００３０】そこで、（ｄ）に示すように、この１６％
に希釈されたトナーに、例えば、５０％濃度の高濃度ト
ナーを補給する構成にした場合、使用したトナー量に対
して２割弱の量の高濃度トナーを補給することにより、
トナー溜まり４４のトナー濃度として、当初の２０％を
維持することが可能になる。

【００３１】このように、各色のトナーの固形分濃度、
画像部の現像効率が分かっている現像器を用いたプリン
タでは、各色毎に印字デューティを求めることができれ
ば、濃度の分かった高濃度トナーをトナー溜まり４４に
補給する量を求めることができる。また、前述した高濃
度トナーを補給する代わりに、キャリアと固形分のそれ
ぞれの消費分を別々に補給するよう構成することも可能
である。このようにしても、常に所定濃度の液体トナー
を維持することができる。

【００３２】図５は、本発明のトナー補給量を決定する
手段の概略構成図である。印字デューティ計算手段４６
は、印字デューティを求める手段として、ホスト側から
のデータをプリンタ側でラスタライズする場合はその時
に、また直接ビットマップデータを受信する場合はその
時点で、各色毎の印字デューティを印字前に計算する。
消費分計算手段４７は、各色毎の印字デューティ及び現
像効率に基づき、高濃度トナーを補給するものとして、
或いはキャリア、固形分を個別に補給するものとしてそ
の量を決定する。このため、液体トナー容器内に液体ト
ナーのキャリア、濃度比を検出するセンサを備えること
なく、トナー溜まりのトナー濃度を維持することができ
る。

【００３３】図６は、この印字動作を説明するためのフ
ローチャートである。ステップｓ１において、プリンタ
側では、ホスト側から印字データを受信する。そして、
ステップｓ２においてこの印字データをラスタライズす
る。或いは、前述のように、ホスト側より直接ビットマ
ップデータを受信するようにできる。ステップｓ３で
は、印字の前に、各色毎の印字デューティを計算し、各
色毎の高濃度トナー供給量を計算する。ステップｓ４に
おいて、印字し、ステップｓ５においては、先に計算し
た量の高濃度トナーを供給する。或いは、また、前述の
ように、キャリアと固形分のそれぞれの消費分を別々に
補給するよう構成することも可能である。

【００３４】

【発明の効果】本発明は、回収手段が現像ローラの表面
に残存する液体現像液を、希釈濃度の液体トナーとして
回収し、再生手段が、この回収した希釈濃度の液体トナ
ーと、前記所定の濃度以上の高濃度でトナー粒子を分散
させた高濃度液体トナーとを所定の割合で混合して、液
体現像液として前記所定の濃度を有する液体トナーを再
生し、この再生された液体トナーを前記液体現像液とし
て再使用するよう構成したことにより、不揮発性を示す
高粘度で高濃度の液体トナーを用いる構成を採るときに
あって、液体トナーのリサイクル機能を持つ新たな湿式
電子写真装置を提供することができる。

【００３５】また、本発明は、印字データに基づき印字
デューティを計算し、該計算した印字デューティ及び現
像効率に基づき液体トナー消費分を計算するよう構成し
たことにより、トナー濃度を直接検知することなく、ト
ナー粒子の消費量を知り、この補給量を決定することが
できる。これによって、印字毎にトナー溜まりのトナー
濃度が変化することなく安定した画像を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づき、現像剤を回収し、再利用する
構成を例示している。

【図２】本発明の湿式電子写真装置の全体構成図であ
る。

【図３】アプリケータローラ及び現像ローラの作用を説
明するための図である。

【図４】回収希釈トナーと高濃度トナーの混合を説明す
るための図である。

【図５】本発明のトナー補給量を決定する手段の概略構
成図である。

【図６】印字動作を説明するためのフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１０感光体（ドラム）１１帯電装置１２露光装置１３プリウェット装置１４現像装置１５中間転写体（ローラ）１６ブレード１７除電装置１８加熱装置１９加圧ローラ４０現像ローラ４１、４２アプリケータローラ４３溜まり部４４トナー溜まり４５ブレード４６印字デューティ計算手段４７消費分計算手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者上杉茂紀石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内 (72)発明者本悟石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内 (72)発明者市田元治石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内 (72)発明者高畠昌尚石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内 (72)発明者岡野茂治石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内 (72)発明者竹田靖一石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体キャリア中にトナー粒子を所定の濃
度で分散させた不揮発性を示す高粘度の液体トナーを液
体現像液として用いる湿式電子写真装置であって、静電潜像の形成される画像支持体と、前記画像支持体の表面に、プリウェット液の膜を塗布す
るプリウェット液塗布手段と、前記画像支持体上のプリウェット液の膜との２層構造を
維持するように前記画像支持体上に接触して液体現像液
を供給し、かつ前記画像支持体との間に生成される電界
に応じて、該液体現像液のトナー粒子を前記画像支持体
に付着させる現像ローラと、連接する複数の回転ローラから構成されて、供給される
液体現像液を該回転ローラで引き延ばしつつ表面に塗布
しながら搬送して、前記現像ローラの表面に塗布する現
像液塗布手段と、前記現像ローラの表面に残存する液体現像液を、希釈濃
度の液体トナーとして回収する回収手段と、この回収した希釈濃度の液体トナーと、前記所定の濃度
以上の高濃度でトナー粒子を分散させた高濃度液体トナ
ーとを所定の割合で混合して、液体現像液として前記所
定の濃度を有する液体トナーを再生する手段と、該再生された液体トナーを前記液体現像液として使用す
る手段とを備えることを、特徴とする湿式電子写真装置。
【請求項２】前記液体トナーを再生する手段は、印字
データに基づき印字デューティを計算する手段と、該計
算手段よりの印字デューティ及び現像効率に基づき液体
トナー消費分を計算して、キャリア及びトナー粒子の補
給量を決定する手段から成る請求項１に記載の湿式電子
写真装置。
【請求項３】前記印字デューティの計算は、受信した
印字データをラスタライズするときに行うものである請
求項２に記載の湿式電子写真装置。
【請求項４】前記印字デューティの計算は、受信した
ビットマップデータに基づき行うものである請求項２に
記載の湿式電子写真装置。
【請求項５】前記回収した希釈濃度の液体トナーと混
合される高濃度液体トナーは、トナー粒子とキャリアが
別々に供給される請求項１に記載の湿式電子写真装置。