DE69526499T2

DE69526499T2 - Verfahren und gerät zur flüssigentwicklung eines elektrostatischen latenten bildes

Info

Publication number: DE69526499T2
Application number: DE69526499T
Authority: DE
Inventors: Masahiko Itaya; Tsutomu Sasaki
Original assignee: Research Laboratories of Australia Pty Ltd
Current assignee: Research Laboratories of Australia Pty Ltd
Priority date: 1994-01-10
Filing date: 1995-01-10
Publication date: 2003-01-09
Anticipated expiration: 2015-01-11
Also published as: EP0760494A1; WO1995018993A1; EP0760494A4; EP0760494B1; DE69526499D1; ATE216785T1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Flüssigentwicklung und eine Vorrichtung zur Flüssigentwicklung, die ein flüssiges Entwicklungsmittel verwenden, um aus elektrostatischen latenten Bildern, die durch Elektrophotographie, elektrostatische Aufzeichnung, Ionographie oder andere Verfahren gebildet wurden, sichtbare Bilder zu machen.
In der Vorrichtung zur Flüssigentwicklung des Standes der Technik werden auf dem Bildträgerteil gebildete elektrostatische latente Bilder durch Toner, der aus geladenen Entwicklungspartikeln bestehet, zu sichtbaren Bildern gemacht. Verschiedene Verfahren werden verwendet, um das flüssige Entwicklungsmittel auf die Oberfläche der latenten Bilder auf dem Bildträgerteil aufzubringen. Zum Beispiel kann eine Entwicklungswalze als Entwicklungsmittelträgerteil verwendet werden, wobei die Oberfläche der Walze Vertiefungen und Überhöhungen aufweist, so daß das flüssige Entwicklungsmittel in den Vertiefungen gehalten wird und auf das Bildträgerteil aufgebracht wird. Alternativ wird eine Schwammwalze als Entwicklungsmittelträgerteil verwendet. Die Schwammwalze wird gegen das Bildträgerteil gedrückt, so daß das flüssige Entwicklungsmittel, das von der Schwammwalze aufgesaugt wurde, auf das Bildträgerteil aufgebracht wird. In einem anderen Verfahren wird das Bildträgerteil in den Entwicklungsmitteltank eingetaucht, in dem das flüssige Entwicklungsmittel gespeichert ist, so daß das flüssige Entwicklungsmittel direkt auf das Bildträgerteil ohne Verwendung eines Entwicklungsmittelträgerteils aufgebracht wird.
Das flüssige Entwicklungsmittel mit niedriger Viskosität, das üblicherweise in elektrostatischen Aufzeichnungs- und ähnlichen Vorrichtungen des Standes der Technik verwendet wird, besteht aus IsoparG (eingetragene Marke der Exxon Corporation), einem organischen Lösungsmittel, in das Toner mit einem Verhältnis von etwa 1 bis 2% gemischt ist. Es ist wünschenswert, ein höher konzentriertes flüssiges Entwicklungsmittel als das, was in den Vorrichtungen des Standes der Technik verwendet wird, zu verwenden und die Flüchtigkeit des Lösungsmittels zu verringern, um die Herstellung einer sichereren und kleineren Vorrichtung zur Flüssigentwicklung zu ermöglichen, wobei jedoch diese Art von Vorrichtung nicht im Stand der Technik gefunden werden kann. Des weiteren war das ideale Verfahren zum Aufbringen von flüssigem Entwicklungsmittel auf die Oberfläche des latenten Bildes auf dem Bildträgerteil bisher unbekannt, wenn ein hochkonzentriertes und hochviskoses flüssiges Entwicklungsmittel (ein flüssiges Entwicklungsmittel mit einer hohen Viskosität von 100 bis 10000 mPa.s, in dem Toner mit hohen Konzentrationen in der nicht-leitenden Flüssigkeit verteilt ist) verwendet wird, das stärker an dem Bildträgerteil haftet.
Die EP-A-0 240 615 offenbart ein elektrophoretisches Verfahren und eine elektrophoretische Vorrichtung, in denen Toner über eine Auftragswalze, die durch einen Zwischenraum beabstandet ist, aufgebracht wird. Die JP-A-53 117 426 beschreibt ein Entwicklungsgerät für einen Diazo-Naßkopierer, in dem wenig Entwicklungsflüssigkeit ohne Rückgriff auf ein Kontrollblatt aufgebracht werden kann. Die JP-A-05 080 650 offenbart eine zusammengesetzte Walze, die eine leitende Schaumschicht aufweist, die vollständig aus einer Zweischichtenstruktur gebildet ist, und eine halbleitende nicht schaumartige Schicht bildet, die an ihrem äußeren Umfang einen bestimmten volumetrischen Widerstand aufweist. Die EP-A-0 323 252 offenbart eine Vorrichtung zum Herstellen eines elektrophotographischen latenten Bildes, wobei eine elastische, elektrisch leitende Walze aus einer elastischen Walzenbasis und einer flexiblen Leitschicht verwendet wird. Die JP-A-01 250 976 beschreibt ein Gerät zur Herstellung eines elektrostatischen Bildes, wobei eine Flüssigkeit aufgebracht wird, die nicht mit dem flüssigen Toner benetzbar ist, und als Ergebnis kommt der Toner nicht in Kontakt mit dem photosensitiven Körper, sondern haftet an der undurchlässigen Flüssigkeit, die vor dem Entwickeln aufgebracht wurde. Die WO-A-93 01531 offenbart eine Vorrichtung zur Entwicklung eines latenten Bildes, die eine Entwicklungswalze aufweist, die eine Beschichtung mit einem Elastomer aufweisen kann.
Das Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Flüssigentwicklung und eine Vorrichtung zur Flüssigentwicklung zur Verfügung zu stellen, die ein hochkonzentriertes und hochviskoses flüssiges Entwicklungsmittel zur Entwicklung von elektrostatischen latenten Bildern verwenden und die das Anhaften von Toner an Nicht-Bildteilen auf dem Bildträgerteil verhindern und dadurch Bildungenauigkeiten verhindern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Flüssigentwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes zur Verfügung gestellt, wobei ein aus geladenen Entwicklungspartikeln bestehender Toner verwendet wird, um elektrostatische latente Bilder zu entwickeln, die auf einem Bildträgerteil gebildet werden, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:
Bilden einer dünnen Schicht eines hochviskosen flüssigen Entwicklungsmittels auf einem elastischen zylindrischen Entwicklungsmittelträgerteil, wobei das Entwicklungsmittel eine Viskosität von 100 bis 10000 mPa.s aufweist, in welchem der Toner in einer nicht-leitenden Flüssigkeit mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,1 bis 5 um mit einer Konzentration von 5 bis 40 Gew.-% verteilt ist,
Rotieren des Entwicklungsmittelträgerteils in Antriebsrichtung bezüglich des Bildträgerteils und gleichzeitiges In-Kontakt-Bringen der flüssigen Entwicklungsmittelschicht auf dem Entwicklungsmittelträgerteil mit dem Bildträgerteil, wobei dadurch das flüssige Entwicklungsmittel auf die Oberfläche des latenten Bildes auf dem Bildträgerteil aufgebracht wird,
gekennzeichnet durch Walzen mit einem etwas geringeren äußeren Durchmesser als der äußere Durchmesser des Entwicklungsmittelträgerteils, die an beiden Enden des Entwicklungsmittelträgerteils derart vorgesehen sind, daß die Walzen das Bildträgerteil berühren und dadurch die Kontaktkraft des Entwicklungsmittelträgerteils gegen das Bildträgerteil einstellen.
Die bevorzugte Dicke der Schicht des flüssigen Entwicklungsmittels auf dem Entwicklungsmittelträgerteil liegt zwischen 5 und 40 um. Der wünschenswerte Härtegrad für das Entwicklungsmittelträgerteil liegt zwischen 5 und 60 Grad JIS- A.
Es ist wünschenswert, daß die Oberfläche zumindest des Entwicklungsmittelträgerteils aus einem leitenden Material gebildet ist, das das oben genannte flüssige Entwicklungsmittel nicht absorbiert.
Das Innere des Entwicklungsmittelträgerteils kann ein schaumartiges Material sein.
Zusätzlich ist es wünschenswert, daß das Verfahren der Erfindung zur Flüssigentwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes auch einen Vorbefeuchtungsprozeß vorsieht, bei dem eine chemisch inaktive dielektrische vorbefeuchtende Flüssigkeit, die gute Ablöseeigenschaften aufweist, vor dem Entwicklungsprozeß auf das Bildträgerteil aufgebracht wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Flüssigentwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes wird das elastische zylindrische Entwicklungsmittelträgerteil in Antriebsrichtung bezüglich des Bildträgerteils rotiert und gleichzeitig wird die flüssige Entwicklungsmittelschicht auf dem Entwicklungsmittelträgerteil in Kontakt mit dem Bildträgerteil gebracht, wodurch eine elastische Deformation des Entwicklungsmittelträgerteils im Entwicklungsbereich erzeugt wird. Dies ermöglicht es, daß die Kontaktkraft verteilt wird, wenn die flüssige Entwicklungsmittelschicht auf dem Entwicklungsmittelträgerteil das Bildträgerteil berührt. Dadurch verhindert das Verfahren ein übermäßiges Anpressen der flüssigen Entwicklungsmittelschicht im Entwicklungsbereich auf das Entwicklungsmittelträgerteil, wodurch das Anhaften des Toners an Nicht-Bildteilen des Bildträgerteils verhindert wird und Bildungenauigkeiten verhindert werden. Da außerdem der Toner mit einer hohen Konzentration verteilt ist und nur eine dünne Flüssigkeitsschicht für den Entwicklungsprozeß verwendet wird, kann das Flüssigkeitsvolumen viel niedriger sein als für flüssige Entwicklungsmittel mit niedriger Konzentration, die im Stand der Technik verwendet werden. Es sei angemerkt, daß, wenn die Viskosität des flüssigen Entwicklungsmittels 10000 mPa.s überschreitet, ist es schwierig, den Toner in die nichtleitende Flüssigkeit zu mischen und die Herstellung des flüssigen Entwicklungsmittels wird schwierig. Daher sind Flüssigentwicklungsmittel mit Viskositäten über 10000 mPa.s aus Kostengründen unpraktisch. Wenn die Viskosität des flüssigen Entwicklungsmittels niedriger als 100 mPa.s ist, ist die Tonerkonzentration niedrig und verteilt sich schlecht. Daher kann eine dünne Schicht von Entwicklungsflüssigkeit nicht für den Entwicklungsprozeß verwendet werden. Die Schicht des flüssigen Entwicklungsmittels kann dünn sein, wenn die Tonerkonzentration hoch ist, jedoch ist eine dicke Schicht erforderlich, wenn die Konzentration niedrig ist. Außerdem muß die Schicht dünn sein, wenn die Viskosität hoch ist. Wenn die Schicht mehr als 40 um ist, hat sich herausgestellt, daß der Toner übermäßig haftet und dadurch Bildrauschen erzeugt. Wenn die Schicht weniger als 5 um ist, könnten die ausgefüllten Teile der Bilder nicht gleichmäßig gedruckt werden. Ein Entwicklungsmittelträgerteil mit einer Härte von weniger als 5 Grad JIS-A kann zu weich sein und kann nicht einfach eine feste Form beibehalten. Ein Entwicklungsmittelträgerteil mit einer Härte von mehr als 60 Grad JIS-A kann zu hart sein, wodurch es notwendig wird, das Entwicklungsmittelträgerteil derart anzubringen, daß ein exakter Spalt zwischen dem Entwicklungsmittelträgerteil und dem Bildträgerteil gebildet wird, wenn die Schicht aus flüssigem Entwicklungsmittel auf dem Entwicklungsmittelträgerteil in Kontakt mit dem Bildträgerteil gebracht wird, so daß die Schicht aus flüssigem Entwicklungsmittel nicht übermäßig angepreßt wird. Diese Anforderung macht das Anbringen des Entwicklungsmittelträgerteils kompliziert.
Indem an beiden Enden des Entwicklungsmittelträgerteils Walzen vorgesehen sind, die einen äußeren Durchmesser aufweisen, der etwas geringer ist als der äußere Durchmesser des Entwicklungsmittelträgerteils, so daß die Walzen das Bildträgerteil berühren und dadurch die Kontaktkraft des Entwicklungsmittelträgerteils gegen das Bildträgerteil einstellen, kann der Kontaktdruck, wenn die Schicht aus flüssigem Entwicklungsmittel auf dem Entwicklungsmittelträgerteil das Bildträgerteil berührt, auf einfache Weise kontrolliert werden.
Zusätzlich kann die Oberfläche zumindest des Entwicklungsmittelträgerteils aus einem leitenden Material gebildet werden, das das flüssige Entwicklungsmittel nicht absorbiert. In diesem Fall absorbiert das Entwicklungsmittelträgerteil das flüssige Entwicklungsmittel nicht oder gibt es nicht ab, wenn der Kontakt zwischen der Schicht aus flüssigem Entwicklungsmittel auf dem Entwicklungsmittelträgerteil und dem Bildträgerteil eine elastische Deformation des Entwicklungsmittelträgerteils hervorruft. Dies verhindert eine Störung der flüssigen Entwicklungsmittelschicht.
Die Verwendung von schaumartigem Material innerhalb des Entwicklungsmittelträgerteils macht es verhältnismäßig einfach, ein Entwicklungsmittelträgerteil zu erhalten, das den gewünschten Härtewert aufweist.
Zusätzlich kann ein Vorbefeuchtungsprozeß vor dem Entwicklungsprozeß vorgesehen sein, der eine vorbefeuchtende Flüssigkeit anwendet, die eine chemisch inaktive dielektrische Flüssigkeit mit guten Ablöseeigenschaften darstellt. In diesem Fall erlaubt der Gebrauch eines elastischen Entwicklungsmittelträgerteils dieser Erfindung, daß eine Zwei- Schichten-Struktur beibehalten wird für die flüssige Entwicklungsmittelschicht auf dem Entwicklungsmittelträgerteil im Entwicklungsbereich und die vorbefeuchtende Flüssigkeitsschicht auf dem Bildträgerteil während die beiden Schichten sich berühren. Als Ergebnis können die Haftung des Toners an den Nicht-Bildteilen auf dem Bildträgerteil und das Auftreten von Bildungenauigkeiten effektiver verhindert werden, da die flüssige Entwicklungsmittelschicht die Oberfläche des Bildträgerteils durch das Medium der vorbefeuchtenden Flüssigkeitsschicht berührt.
Eine vorbefeuchtende Flüssigkeit mit guten Ablöseeigenschaften und guten Isoliereigenschaften kann durch eine Flüssigkeit erhalten werden, bei der die Viskosität zwischen 0,5 und 5 mPa.s liegt, der elektrische Widerstand 10¹² Ω cm oder mehr ist, der Siedepunkt zwischen 100 und 250ºC liegt und die Oberflächenspannung 21 dyne/cm oder weniger ist. Da die vorbefeuchtende Flüssigkeit durch das Papier oder ein anderes Medium während des Transferprozesses absorbiert wird, muß die Flüssigkeit während dem Fixieren verdampft werden. Entsprechend ist eine Viskosität zwischen 0,5 und 5 mPa.s wünschenswert, da diese leicht verdampft. Wenn die Viskosität größer als 5 mPa.s ist, verdampft die Flüssigkeit nicht leicht. Wenn die Viskosität weniger als 0,5 mPa.s ist, wird die Flüssigkeit stark flüchtig und gesetzliche Beschränkungen bezüglich gefährlicher Substanzen kommen zur Anwendung, was die Flüssigkeit ungeeignet macht. Wenn der Siedepunkt der vorbefeuchtenden Flüssigkeit weniger als 100ºC ist, treten größere Mengen an Dampf auf. Dies verursacht Probleme bezüglich Speichermethoden für die vorbefeuchtende Flüssigkeit, erfordert eine eng abgedichtete Struktur für die gesamte Vorrichtung und macht es schwierig, die Arbeitsumgebung zu verbessern. Wenn der Siedepunkt höher als 250ºC ist, kräuselt sich das Papier während der Fixierung und daher kann die vorbefeuchtende Flüssigkeit nicht verwendet werden. Zusätzlich sind große Mengen Energie zum Heizen nötig, was die Kosten erhöht. Wenn der elektrische Widerstand niedriger als 10¹² Ω cm ist, verschlechtert sich die Isoliereigenschaft und die Flüssigkeit kann nicht als vorbefeuchtende Flüssigkeit verwendet werden. Daher ist es erwünscht, daß der elektrische Widerstandswert so hoch wie möglich ist. Wenn die Oberflächenspannung größer als 21 dyne/cm ist, verschlechtert sich die Benetzbarkeit und die Kontaktqualität mit dem flüssigen Entwicklungsmittel verschlechtert sich. Entsprechend ist es erwünscht, daß der Oberflächenspannungswert so niedrig wie möglich ist.
Ein hochviskoses flüssiges Entwicklungsmittel für das erfindungsgemäße Verfahren zur Flüssigentwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes kann durch den Gebrauch eines flüssigen Entwicklungsmittels erhalten werden, in dem die Viskosität der nicht-leitenden Flüssigkeit zwischen 0,5 und 1000 mPa.s liegt, der elektrische Widerstand 10¹² Ω cm oder mehr ist, die Oberflächenspannung 21 dyne/cm oder weniger ist und der Siedepunkt bei 100ºC oder mehr liegt. Da die Schicht aus flüssigem Entwicklungsmittel, die auf der Oberfläche des Entwicklungsmittelträgerteils gebildet wird, dünn ist, kann das flüssige Entwicklungsmittel nur extrem kleine Menge von nichtleitender Flüssigkeit enthalten. Das bedeutet, daß die Menge nicht-leitender Flüssigkeit, die in dem flüssigen Entwicklungsmittel enthalten ist, das auf die Oberfläche des latenten Bildes auf dem Bildträgerteil aufgebracht ist, auch extrem gering ist. Da nur sehr geringe Mengen nicht-leitender Flüssigkeit von dem Papier oder einem anderen Medium während des Transferprozesses absorbiert werden, treten die Probleme nicht auf, die durch das Anhaften der nicht-leitenden Flüssigkeit auf dem Papier oder einem anderen Medium verursacht werden können, wenn die Viskosität 1000 mPa.s oder weniger ist. Die Flüssigkeit wird jedoch stärker flüchtig, wenn die Viskosität niedriger als 0,5 mPa.s ist. Daher ist eine besondere Behandlung als gefährliche Substanz nötig, was die Flüssigkeit bei diesen Viskositäten ungeeignet macht. Wenn der Siedepunkt der nicht-leitenden Flüssigkeit niedriger als 100ºC ist, treten größere Mengen an Dampf auf. Das verursacht Probleme hinsichtlich der Aufbewahrungsverfahren für das Entwicklungsmittel, erfordert eine eng abgedichtete Struktur für die gesamte Vorrichtung macht es schwierig, die Arbeitsumgebung zu verbessern. Wenn der elektrische Widerstand niedriger als 10¹² Ω cm ist, verschlechtern sich die Isoliereigenschaften. Dies verursacht Tonerleitfähigkeitsprobleme, die den Gebrauch der Flüssigkeit als Entwicklungsmittel verhindern. Dabei ist es erwünscht, daß der elektrische Widerstandswert so hoch wie möglich ist. Wenn die Oberflächenspannung größer als 21 dyne/cm ist, verschlechtert sich die Benetzbarkeit und die Kontaktqualität mit der vorbefeuchtenden Flüssigkeit verschlechtert sich. Entsprechend ist es erwünscht, daß der Oberflächenspannungswert so niedrig wie möglich ist.
Ein flüssiges Entwicklungsmittel, in dem der Toner mit einer hohen Konzentration in einer nicht-leitenden Flüssigkeit verteilt ist, kann durch Verwendung von Toner mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,1 bis 5 um bei Konzentrationen von 5 bis 40% erhalten werden. Die Auflösung verbessert sich grob umgekehrt proportional zur Größe des Tonerpartikeldurchmessers. Normalerweise existiert der Toner auf dem gedruckten Papier als Ansammlungen von 5 bis 10 Schichten. Daher verschlechtert sich die Auflösung, wenn der durchschnittliche Partikeldurchmesser des Toners über 5 um ist. Wenn der durchschnittliche Partikeldurchmesser des Toners weniger als 0,1 um ist, ist die physikalische Haftkraft groß und der Toner löst sich nicht leicht während des Transfers ab.

Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 ist ein Überblick über die Struktur der Vorrichtung zur Flüssigentwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes der ersten Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 2 ist eine Schrägansicht, die die vorbefeuchtende Vorrichtung skizziert, die von der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung zur Flüssigentwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes verwendet werden kann.
Fig. 3 zeigt den Betrieb der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung zur Flüssigentwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes.
Fig. 4 zeigt den Betrieb der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung der vorbefeuchtenden Flüssigkeit.
Fig. 5 erläutert den Fluß der vorbefeuchtenden Flüssigkeit, wenn das Zufuhrelement der vorbefeuchtenden Flüssigkeit in Kontakt mit dem photosensitiven Teil ist.
Fig. 6 zeigt den gesamten Entwicklungsprozeß.
Fig. 7 zeigt Einzelheiten des Kontaktprozesses.
Fig. 8 zeigt Einzelheiten des Tonermigrationsprozesses.
Fig. 9 zeigt den Trennprozeß an Nicht-Bildteilen.
Fig. 10 zeigt den Trennprozeß an Bildteilen.
Fig. 11 zeigt die Bedeutung des Aufbringens des flüssigen Entwicklungsmittels als eine dünne Schicht.
Fig. 12 zeigt den harten Kontakt zwischen einer Entwicklungswalze und einem photosensitiven Teil.
Fig. 13 zeigt den weichen Kontakt der von dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird.
Fig. 14 zeigt Beispiele von Modifikationen der in Fig. 2 gezeigten vorbefeuchtenden Vorrichtung.
Fig. 15 zeigt einen Überblick einer Entwicklungsvorrichtung, die von einer in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung zur Flüssigentwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes verwendet werden kann.
Fig. 16 zeigt einen Überblick über die Entwicklungswalze die von der in Fig. 15 gezeigten Entwicklungsvorrichtung verwendet wird.
Fig. 17 zeigt das Verfahren zum Herstellen eines Kontakts zwischen dem photosensitiven Teil und der Entwicklungswalze.
Fig. 18 zeigt ein Beispiel von Modifikationen der in Fig. 15 gezeigten Entwicklungsvorrichtung.
Fig. 19 zeigt ein anderes Beispiel von Modifikationen der in Fig. 15 gezeigten Entwicklungsvorrichtung.
Fig. 20 ist eine Übersicht der Struktur der Vorrichtung zur Flüssigentwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Die erste Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
Fig. 1 ist ein Überblick über die Struktur der Vorrichtung zur Flüssigentwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 ist eine Schrägansicht, die eine vorbefeuchtende Vorrichtung skizziert, die von der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung zur Flüssigentwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes verwendet werden kann, Fig. 3 erläutert den Betrieb der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung zur Flüssigentwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes, Fig. 4 erläutert den Betrieb der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung der vorbefeuchtenden Flüssigkeit, Fig. 5 zeigt den Fluß der vorbefeuchtenden Flüssigkeit, wenn das Zufuhrelement der vorbefeuchtenden Flüssigkeit im Kontakt mit dem photosensitiven Teil ist, Fig. 15 zeigt einen Überblick einer Entwicklungsvorrichtung, die von der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung zur Flüssigentwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes verwendet werden kann, Fig. 16 zeigt einen Überblick der Entwicklungswalze, die von der in Fig. 15 gezeigten Entwicklungsvorrichtung verwendet wird, und Fig. 17 erläutert das Verfahren zur Herstellung eines Kontakts zwischen dem photosensitiven Teil und der Entwicklungswalze.
Die Vorrichtung zur Flüssigentwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes der ersten Ausführungsform, gezeigt in Fig. 1, ist versehen mit einem photosensitiven Teil 10, das das Bildträgerteil ist, einer vorbefeuchtenden Vorrichtung 20, die vorbefeuchtende Flüssigkeit auf das photosensitive Teil 10 aufbringt, einer Aufladevorrichtung 30, die dem photosensitiven Teil 10 eine elektrische Ladung gibt, einer Belichtungsvorrichtung 40, die das Bild auf dem photosensitiven Teil 10 belichtet, einer Entwicklungsvorrichtung 50, die aus einem elektrostatischen latenten Bild ein sichtbares Bild macht, indem sie Toner auf die Teile des photosensitiven Teils 10 aufbringt, wo das elektrostatische latente Bild gebildet wird, einer Transfervorrichtung 60, die den Toner auf dem photosensitiven Teil 10 zu dem vorgeschriebenen Papier überträgt, und einer Säuberungsvorrichtung 70, die Toner entfernt, der an dem photosensitiven Teil 10 haften geblieben ist.
Die bekannte Technologie, die im Stand der Technik für den elektrophotographischen Typ von Druckern verwendet wird, kann in den meisten Fällen für die Aufladevorrichtung 30, die Belichtungsvorrichtung 40, die Transfervorrichtung 60 und die Säuberungsvorrichtung 70 verwendet werden. Daher läßt die Erläuterung dieser Ausführungsform Erläuterungen für die obigen Vorrichtungstypen weg, erläutert aber die Hauptteile der Erfindung, und zwar die vorbefeuchtende Vorrichtung 20 und die Entwicklungsvorrichtung 50.
Die vorbefeuchtende Vorrichtung 20 dieser Ausführungsform, gezeigt in Fig. 2, ist versehen mit einem plattenförmigen Zufuhrelement 202 der vorbefeuchtenden Flüssigkeit, das etwa so lang ist wie die Breite des auf dem photosensitiven Teil 10 erzeugten Bildes, einem Gehäuse 204, das das Zufuhrelement 202 der vorbefeuchtenden Flüssigkeit aufnimmt, einem Tank 206, der die vorbefeuchtende Flüssigkeit 220 aufbewahrt, einer Pumpe 208, die die vorbefeuchtende Flüssigkeit 220, die in dem Tank 206 aufbewahrt ist, hochpumpt, Leitungsrohren 210a und 210b und einer positionsändernden Vorrichtung 212.
Ein kontinuierlich poröses Material, das eine dreidimensionale Maschenstruktur aufweist, in der die Poren kontinuierlich sind, sowie Bell-eta (eingetragene Marke von Kanebo, Ltd.), kann als Zufuhrelement 202 der vorbefeuchtenden Flüssigkeit verwendet werden. Die Menge der vorbefeuchtenden Flüssigkeit 220, die von Bell-eta aufbewahrt werden kann, ist auf die Kapazität der Poren begrenzt. Wenn die Zufuhr von vorbefeuchtender Flüssigkeit 220 die Kapazität der Poren übersteigt, kann vorbefeuchtende Flüssigkeit 220 gleichförmig in einer zur Flußrichtung der vorbefeuchtenden Flüssigkeit 220 senkrechten Richtung abgegeben werden. Die Seite des Gehäuses 204, die dem photosensitiven Teil 10 gegenüberliegt, ist versehen mit einer Öffnung 204a, die der unteren Seite des Zufuhrelements 202 der vorbefeuchtenden Flüssigkeit es ermöglicht, das photosensitive Teil 10 zu berühren, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Das Leitungsrohr 210a führt die vorbefeuchtende Flüssigkeit 220, die von der Pumpe 208 zur Zufuhrseite 202a des Zufuhrelements 202 der vorbefeuchtenden Flüssigkeit gepumpt wird. Es sei angemerkt, daß ein leerer Raum 204b zwischen dem Gehäuse 204 und der Zufuhrseite 202a des Zufuhrelements 202 der vorbefeuchtenden Flüssigkeit gebildet wird. Die vorbefeuchtende Flüssigkeit 220 häuft sich in dem leeren Raum 204b an, bevor sie von der Zufuhrseite 202a zugeführt wird. Das Leitungsrohr 210b führt die vorbefeuchtende Flüssigkeit 220, die von der Abgabeseite 202b des Elements 202 der vorbefeuchtenden Flüssigkeit zum Tank 206 abgegeben wird. Wenn ein externes Signal nicht eingegeben wird, hält die positionsändernde Vorrichtung 212 das Zufuhrelement 202 der vorbefeuchtenden Flüssigkeit in der beabstandeten Position vom photosensitiven Teil 10, wie in Fig. 4(A) gezeigt ist. Wenn ein externes Signal eingegeben ist, berührt das Zufuhrelement 202 der vorbefeuchtenden Flüssigkeit das photosensitive Teil 10, wie in Fig. 4(B) gezeigt ist.
Die Entwicklungsvorrichtung 50 der ersten Ausführungsform, gezeigt in Fig. 15, ist versehen mit einer Balgenpumpe 502, die das (später beschriebene) hochkonzentrierte und hochviskose flüssige Entwicklungsmittel 508 sowohl speichert als auch entleert, einem Abscheider 504, der das flüssige Entwicklungsmittel 508 aufbewahrt, das von der Balgenpumpe 502 abgegeben wird, einer Entwicklungswalze 506, die das Entwicklungsmittelträgerteil ist und so angeordnet ist, daß der untere Teil der Walze in das flüssige Entwicklungsmittel 508 eingetaucht ist, das in dem Abscheider 504 gespeichert ist, einer Regulierungswalze 510, die aus einem elastischen Material gebildet ist und die die Dicke des Films des flüssigen Entwicklungsmittels 508 reguliert, und einem Abstreifer 512, der das flüssige Entwicklungsmittel 508, das der Entwicklungswalze 506 anhaftet, abstreift.
Die Entwicklungswalze 506 ist etwa so lang wie die Breite des auf dem photosensitiven Teil 10 erzeugten Bildes und, wie in Fig. 16 gezeigt, umfaßt eine Kernstange 506a, die als ein starrer Körper aus Edelstahl oder ähnlichem gebildet ist, ein elastisches zylindrisches Element 506b, das um den Umfang der Kernstange 506a gebildet ist, und eine Oberflächenschicht 506c, die auf der Oberfläche des zylindrischen Elements 506b gebildet ist. Das elastische Material, das zum Bilden des zylindrischen Elements 506b verwendet wird, kann ein schaumartiges Material wie Polystyrol, Polyethylen, Polyurethan, Polyvinylchlorid oder NBR (Acrylnitril Butadien Gummi), oder ein Gummimaterial mit einem niedrigen Härtegrad so wie Silicongummi oder Urethangummi. Wenn jedoch Gummimaterialien gewöhnlich in ihrem elastischen deformierten Zustand über einen Zeitraum von Jahren verwendet werden, kann die Formänderung dauerhaft werden, so daß das Material nicht in seine ursprünglich zylindrischen Form zurückkehrt. Daher wird, wenn möglich, der Gebrauch von schaumartigem Material als elastisches Material, das das zylindrische Element 506b bildet, bevorzugt. Die Oberflächenschicht 506c wird aus einem leitenden Material gebildet, das nicht durch das Siliconöl anschwillt, das die Trägerflüssigkeit im flüssigen Entwicklungsmittel 508 (wird später beschrieben) ist. Es sei angemerkt, daß ein elektrischer Widerstandswert von etwa 10³ Ω cm für das leitende Material der Entwicklungswalze 506 erwünscht ist, um zu ermöglichen, daß eine elektrische Entwicklungsvorspannung angelegt wird. Es können verschiedene Verfahren zur Bildung der Oberflächenschicht 506c auf der Oberfläche des zylindrischen Elements 506b verwendet werden. Zum Beispiel kann eine Beschichtung aus einem synthetischen Gummiverbund, in dem leitende Partikel, wie Ruß, verteilt sind, auf der Oberfläche des zylindrischen Elements 506b gebildet werden. Oder das zylindrische Element 506b kann mit einem Schrumpfschlauch bedeckt werden und Wärme kann zum Schrumpfen des Schlauches angewendet werden. Alternativ kann ein elastisches Material in einen leitenden Schlauch eingegossen werden und der Schaumbildungsprozeß für das elastische Material kann innerhalb des Schlauches stattfinden, so daß das zylindrische Element 506b innerhalb der Oberflächenschicht 506c gebildet wird. Ein Harzschlauch, wie Polyimid, Polycarbonat oder Nylon können als leitender Schlauch verwendet werden, oder ein Nickel oder ein anderer Metallschlauch können verwendet werden. Ein Harzschlauch, wie Perfluoralkoxy-Harz (PFA) oder Polytetrafluorethylen (PTFE), kann als Schrumpfschlauch verwendet werden. Für die obigen Schläuche werden endlose Schläuche ohne Verbindungsstücke bevorzugt. Es sei angemerkt, daß die Oberflächenschicht 506c nicht auf der Oberfläche des zylindrischen Elements 506b gebildet werden muß, wenn das zylindrische Element 506b aus einem elastischen Material wie Urethangummi gebildet wird, das nicht durch Siliconöl anschwillt. Es ist jedoch notwendig, daß die Entwicklungswalze 506 den erforderlichen elektrischen Widerstandswert erhält, das ist etwa 10³ Ω cm, so daß eine elektrische Entwicklungsvorspannung angelegt werden kann. Dieser Wert kann durch Durchführen eines leitenden Prozesses auf der Oberfläche des zylindrischen Elements 506b erzielt werden oder durch Hinzufügen genauer leitender Partikel zu dem elastischen Material aus dem das zylindrische Element 506b gebildet wird.
Die Entwicklungswalze 506 ist wie in Fig. 15 gezeigt so angeordnet, daß sie das photosensitive Element 10 berührt, und rotiert in entgegengesetzter Richtung zur Rotationsrichtung des photosensitiven Elements 10, das ist in Antriebsrichtung bezüglich des photosensitiven Teils 10. Diese Rotation pumpt das im Abscheider 504 gespeicherte flüssige Entwicklungsmittel 508 hoch und trägt es zur Oberfläche des photosensitiven Teils 10. Die durch die Druckkraft der Entwicklungswalze 506 gegen das photosensitive Element 10 hervorgerufene elastische Deformation bildet wie in Fig. 15 gezeigt eine Walzenspaltbreite t. Es sei angemerkt, daß der bevorzugte Härtegrad für die Entwicklungswalze 506 zwischen 5 und 60 Grad JIS-A liegt. Wenn die Härte geringer als 5 Grad JIS-A ist, ist die Walze zu weich und hält nicht leicht die erforderliche Form. Wenn die Härte größer als 60 Grad JIS-A ist, ist die Walze zu hart und es wird notwendig, die Entwicklungswalze 506 derart anzubringen, daß ein exakter Spalt genau zwischen der Entwicklungswalze 506 und dem photosensitiven Teil 10 gebildet wird. Das ist notwendig, um den Zweischichtenzustand der flüssigen Entwicklungsmittelschicht auf der Entwicklungswalze 506 und der vorbefeuchtenden flüssigen Schicht auf dem photosensitiven Teil 10 aufrechtzuerhalten, wenn die beiden Schichten sich berühren, verkompliziert jedoch das Anbringen der Entwicklungswalze 506. Die durch die elastische Deformation der Entwicklungswalze 506 gebildete Walzenspaltbreite t wird entsprechend dem Verhältnis der Entwicklungszeitkonstanten, die aus der elektrischen Schaltung bestimmt wird und die von der Entwicklungswalze gebildete Kapazität einschließt, der Entwicklungsmittelschicht, dem photosensitiven Teil und der Widerstandskomponente festgesetzt. Es sei angemerkt, daß die Druckkraft der Entwicklungswalze 506 gegen das photosensitive Teil 10 wie in den Zeichnungen 17(A) und 17(B) gezeigt reguliert werden kann, indem druckbegrenzende Walzen 507 an beiden Enden der Entwicklungswalze 506b angeordnet werden, die das photosensitive Teil 10 berühren. Die Druckkraft kann dann durch Austauschen der druckbegrenzenden Walzen 507 für Walzen mit unterschiedlichen externen Durchmessern angepaßt werden. Die druckbegrenzenden Walzen 507 werden so ausgewählt, daß der äußere Durchmesser geringer ist als derjenige der Entwicklungswalze 506, jedoch größer als die Kompressionsgrenze der Entwicklungswalze.
Die Regulierungswalze 510 ist derart angeordnet, daß sie die Entwicklungswalze 506 berührt und in entgegengesetzter Richtung zur Rotationsrichtung der Entwicklungswalze 506 rotiert und dadurch die Dicke der Schicht des flüssigen Entwicklungsmittels 508 auf der Entwicklungswalze 506 reguliert und eine dünne Schicht von flüssigem Entwicklungsmittel auf der Entwicklungswalze 506 bildet. Von den Erfindern durchgeführte Experimente zeigten, daß gute Ergebnisse erzielt werden können, wenn die Regulierungswalze 510 etwa zweimal so schnell wie die Rotationsgeschwindigkeit der Entwicklungswalze 506 rotiert.
Die in der ersten Ausführungsform verwendeten Rohmaterialien zur Bildherstellung werden als nächstes erläutert. Das in der ersten Ausführungsform verwendete flüssige Entwicklungsmittel 508 umfaßt Toner und eine Trägerflüssigkeit. Der Toner umfaßt Expoxy oder ein ähnliches Harz als Binder, ein Mittel zur Kontrolle der elektrischen Ladung, das dem Toner eine bestimmte Ladung gibt, Farbpigment, ein Verteilungsmittel, das den Toner gleichförmig verteilt usw. Die Zusammensetzung des Toners ist im Prinzip dieselbe als die eines Toners, der in bekannten flüssigen Entwicklungsmitteln verwendet wird, jedoch wurden die Formeln für die Regulierung der elektrischen Ladungscharakteristiken und der Dispersion geändert, um für Siliconöl geeignet zu sein. Wenn der durchschnittliche Partikeldurchmesser des Toners reduziert wird, verbessert sich die Auflösung, jedoch erhöht sich auch die physikalische Haftkraft. Das macht es schwierig, den Toner während des Transfers abzulösen. Daher wird der durchschnittliche Partikeldurchmesser des in der ersten Ausführungsform verwendeten Toners derart reguliert, daß die meisten Partikel etwa 2 bis 4 um sind, um die Transferfähigkeit zu verbessern.
Die Viskosität des flüssigen Entwicklungsmittels wird durch die Arten und die Konzentrationen der verwendeten Trägerflüssigkeit, des Harzes, des Farbpigmentes, der Mittel zur Kontrolle der elektrischen Ladung und anderen Komponenten bestimmt. Für die erste Ausführungsform wurden verschiedene Viskositäten im Bereich von 50 bis 6000 mPa.s und verschiedene Tonerkonzentrationen im Bereich von 5 bis 40% getestet.
Eine Flüssigkeit mit einem hohen elektrischen Widerstand und einer niedrigen Viskosität, wie Dimethyl-Polysiloxanöl oder einem zyklischen Polydimethylsiloxanöl, wird als Trägerflüssigkeit verwendet. Es sei angemerkt, daß, da die auf dem Entwicklungsmittelträgerteil gebildete Schicht aus flüssigem Entwicklungsmittel als ein dünner Film ausgebildet ist, die in der Schicht des flüssigen Entwicklungsmittels enthaltene Trägerflüssigkeit nur eine extrem kleine Menge ist. Daher ist die in der Schicht aus flüssigem Entwicklungsmittel enthaltene Trägerflüssigkeitsmenge, die auf die Oberfläche des latenten Bildes auf dem photosensitiven Teil 10 aufgebracht ist, ebenso extrem gering. Als Ergebnis werden nur extrem geringe Mengen von Trägerflüssigkeit von dem Papier oder einem anderen Aufzeichnungsmedium während des Transfers absorbiert. Daher kann, wenn die Viskosität 1000 mPa.s oder weniger ist, die zurückbleibende Trägerflüssigkeit gewöhnlich nicht auf dem Papier oder einem anderen Aufzeichnungsmedium nach dem Fixieren gesehen werden. Von den Erfindern durchgeführte Experimente zeigten, daß nach der Fixierung zurückbleibende Trägerflüssigkeit auf dem Papier oder einem anderen Aufzeichnungsmedium nicht gesehen werden konnte, wenn entweder DC344 von Dow Corning Corporation of America mit einer Viskosität von 2,5 mPa.s oder DC345 von Dow Corning Corporation of America mit einer Viskosität von 6,5 mPa.s als Trägerflüssigkeit für die Bilddrucktests verwendet wurden. Die Entwicklungsvorrichtung muß jedoch aufgrund der hohen Flüchtigkeit dieser Flüssigkeiten eine eng abgedichtete Struktur aufweisen. Weitere Bilddrucktests wurden unter Verwendung von KF-96-20 von Shin-Etsu Silicone Co., Ltd. mit einer Viskosität von 20 mPa.s als Trägerflüssigkeit durchgeführt. Nach der Fixierung konnte die zurückbleibende Trägerflüssigkeit nicht auf dem Papier oder einem anderen Aufzeichnungsmedium gesehen werden und außerdem ist die Flüchtigkeit niedrig genug, daß die Entwicklungsvorrichtung nicht eine eng abgedichtete Struktur benötigt. DC344, DC345 und KF-96-20 sind alle im allgemeinen Gebrauch in kosmetischen Produkten, haben eine niedrige Toxizität und sind extrem sicher. Es gibt viele Arten von ähnlichen Trägerflüssigkeiten, wie KF9937 von Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.. Jede dieser Trägerflüssigkeiten kann ausgewählt werden, solange sie den elektrischen Widerstand, die Verdampfungscharakteristik, die Oberflächenspannung, die Sicherheit und andere Voraussetzungen erfüllen.
Von den Erfindern durchgeführte Experimente zeigten, daß Zerstäuben und Anhaften von Toneranhäufungen auftreten können, wenn die Oberflächenspannung zu groß ist. Experimente zeigten, daß Bildqualitätsprobleme leicht auftreten, wenn die Oberflächenspannung 21 dyne/cm oder größer ist.
Um Stabilitätsprobleme mit der elektrischen Ladung des Toners zu vermeiden, ist ein elektrischer Widerstandswert von 10¹&sup4; Ω cm oder mehr erwünscht und ein minimaler Wert von 10¹² Ω cm oder mehr ist erforderlich. Ein Beispiel innerhalb der Ergebnisse dieser Experimente mit DC345, das nicht teuer und leicht zu erhalten ist, ist in der Erläuterung der ersten Ausführungsform gegeben.
Eine Flüssigkeit, die keine Ungenauigkeiten in dem auf dem Bildträgerteil gebildeten elektrostatischen latenten Bild hervorruft, die während der Fixierung leicht verdampft und die kein Zerstäuben oder Anhaften von Toneranhäufungen hervorruft, ist als vorbefeuchtende Flüssigkeit erforderlich. Beispiele umfassen DC344, DC200-0.65, DC200-1.0 und DC200-2.0 von Dow Corning Corporation of America und KF96L-1 und KF9937 von Shin- Etsu Silicone Co., Ltd.. Im allgemeinen sollte ein Siliconöl, das leicht verdampft, ausgewählt werden.
Von den Erfindern durchgeführte Experimente zeigten, daß Entwickeln, Transfer und Fixieren trocknet die Flüssigkeit gut, wenn die Viskosität der Flüssigkeit im Bereich zwischen 0,5 und 3 mPa.s liegt. Bei Viskositäten zwischen etwa 5 und 6 mPa.s jedoch gibt es die Tendenz, daß sowohl Zeit als auch Wärme erforderlich sind, um die Flüssigkeit während der Fixierung zu trocknen. Eine Viskosität von 10 mPa.s wird normalerweise nicht verwendet, da zuviel Energie für das Trocknen erforderlich ist. Wenn die Viskosität 0,5 mPa.s oder weniger ist, wird die Flüssigkeit flüchtiger und ist nicht geeignet, da gesetzliche Beschränkungen bezüglich der Handhabung von gefährlichen Substanzen zur Anwendung kommen. Eine Flüssigkeit mit einem Siedepunkt von 250ºC oder weniger ist erwünscht, da das Papier durch die Anwendung von Wärme beeinträchtigt wird.
Die Oberflächenspannung sollte so niedrig wie möglich sein, um eine Haftkraft zwischen dem Entwicklungsmittel und dem Bildträgerteil zu vermeiden, um gute Ablöseeigenschaften zu erzielen und zu verhindern, daß das Bild unsauber wird, und um die Auflösung bei der Bildqualität zu verbessern. Von den Erfindern durchgeführte Experimente zeigten, daß die Grenze bei etwa 20 bis 21 dyne/cm ist und daß die Wahl eines darunterliegenden Wertes bevorzugt wird.
Wenn der elektrische Widerstand zu niedrig ist, entweicht die Ladung des latenten Bildes und das Bild verblaßt. Daher muß eine Flüssigkeit mit einem elektrischen Widerstand, der so hoch wie möglich ist, verwendet werden. Experimente zeigten, daß ein elektrischer Widerstand von etwa 10¹&sup4; Ω cm oder mehr erwünscht ist und ein minimaler Wert von 10¹² Ω cm erforderlich ist.
Als nächstes wird der Betrieb dieser Ausführungsform der Vorrichtung zur Flüssigentwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes erläutert. Als erstes bringt die vorbefeuchtende Vorrichtung 20 wie in Fig. 3(A) gezeigt die obige vorbefeuchtende Flüssigkeit 220 auf das photosensitive Teil 10 auf. Wenn ein externes Signal eingegeben ist, bringt die vorbefeuchtende Vorrichtung 20 das Zufuhrelement 202 der vorbefeuchtenden Flüssigkeit in Kontakt mit dem photosensitiven Teil 10. Die vorbefeuchtende Flüssigkeit 220 wird mittels einer Pumpe 208 innerhalb des Zufuhrelements 202 der vorbefeuchtenden Flüssigkeit kontinuierlich zirkuliert. Die vorbefeuchtende Flüssigkeit 220, die die Kapazität der Poren in der als Zufuhrelement 202 der vorbefeuchtenden Flüssigkeit verwendeten Bell-eta übersteigt, wird wie in Fig. 5 gezeigt, von der Auslaßseite 202b des Zufuhrelements 202 der vorbefeuchtenden Flüssigkeit und ebenso von der unteren Oberfläche des Zufuhrelements 202 der vorbefeuchtenden Flüssigkeit abgegeben. Dies ergibt eine gleichmäßige Aufbringung der vorbefeuchtenden Flüssigkeit auf das photosensitive Teil 10 ohne das photosensitive Teil 10 zu beschädigen.
Als nächstes wird wie in Fig. 3(B) gezeigt dem photosensitiven Teil 10, auf das die vorbefeuchtende Flüssigkeit 220 aufgebracht wurde, über ein elektrisches Teilentladungsgerät 302 (Koronaentladung) eine elektrische Ladung gegeben. Die elektrische Ladung wird durch Ionen getragen, die die Oberfläche des photosensitiven Teils 10 durch das Medium der Schicht der vorbefeuchtenden Flüssigkeit erreichen. Dann wird das Bild auf dem geladenen photosensitiven Teil 10 belichtet. Zum Beispiel belichtet ein Laserscanner das Bild und bildet ein elelektrostatisches latentes Bild auf der Oberfläche des photosensitiven Teils 10. Wie in Fig. 3(C) gezeigt ist, werden die Teile, die von dem Licht des Laserscanners getroffen werden, leitend und die elektrische Ladung wird abgeleitet. Die Teile, die nicht von dem Licht getroffen wurden, sind das geladene Bild und bleiben als elektrostatisches latentes Bild zurück.
Als nächstes macht die Entwicklungsvorrichtung 50 aus dem elektrostatischen latenten Bild ein sichtbares Bild. Das Flüssigentwicklungsmittel 508, das von der Balgenpumpe 502 abgegeben wurde und in dem Abscheider 504 gespeichert ist, wird durch die Entwicklungswalze 506 hochgepumpt, die Dicke der Schicht wird durch die Regulierungswalze 510 eingestellt, und eine dünne Schicht wird auf der Entwicklungswalze 506 gebildet. Die flüssige Entwicklungsmittelschicht, die auf der Entwicklungswalze 506 auf diese Art gebildet wird, wird wie in Fig. 3(D) gezeigt in die Nähe des auf der Oberfläche des photosensitiven Teils 10 gebildeten elektrostatischen latenten Bildes gebracht, wo die elektrostatische Kraft den geladenen Toner zum photosensitiven Teil 10 zieht. Es sei angemerkt, daß das flüssige Entwicklungsmittel 508, das im Abscheider 504 gespeichert ist, durch die Rotation der Entwicklungswalze 506 hin- und herbewegt wird.
Als nächstes transferiert die elektrostatische Kraft, die durch die Spannung hervorgerufen wird, die an die Transferwalze 602 der Transfervorrichtung 60 angelegt wurde, das Tonerbild vom photosensitiven Teil 10 wie in Fig. 3(E) gezeigt zum speziellen Papier 604. Dann fixiert, wie in Fig. 3(F) aber nicht in Fig. 1 gezeigt ist, der Fixierheizer 704, der mit der Fixierungswalze 702 der Fixierungsvorrichtung zur Verfügung gestellt wird, thermisch den Toner, der auf das Papier 604 transferiert wurde, und bindet ihn auf das Papier. Die Säuberungsvorrichtung 70 entfernt dann das flüssige Entwicklungsmittel 508, das auf dem photosensitiven Teil 10 zurückgeblieben ist. Nachdem die Ladungsentfernungsvorrichtung (nicht gezeigt) die Ladung auf dem photosensitiven Teil 10 neutralisiert, kann das photosensitive Teil wiederholt für den obigen Zyklus vom Vorbefeuchten bis zur Ladungsneutralisierung wiederverwendet werden.
Die Zeichnungen 6 bis 10 erläutern die Einzelheiten des Entwicklungsprozesses dieser Ausführungsform. Fig. 6 erläutert den gesamten Entwicklungsprozeß, Fig. 7 zeigt die Einzelheiten des Kontaktprozesses, Fig. 8 zeigt die Einzelheiten des Tonermigrationsprozesses, Fig. 9 zeigt den Trennprozeß an den Nicht-Bildteilen und Fig. 10 zeigt den Trennprozeß an den Bildteilen. Entgegen den Entwicklungsprozessen im Stand der Technik kann man an sich den Entwicklungsprozeß der ersten Ausführungsform vorstellen als bestehend aus den folgenden drei Prozessen, wie in Fig. 6 gezeigt: Der Kontaktprozeß, in dem die Entwicklungswalze nahe an das photosensitive Teil herankommt und das flüssige Entwicklungsmittel nahe an die Oberfläche des photosensitiven Teils herankommt; der Tonermigrationsprozeß, in dem die flüssige Entwicklungsmittelschicht und die vorbefeuchtende Flüssigkeitsschicht sich sanft kontaktieren und dadurch dem Toner es erlauben, zu migrieren; und der Trennprozeß, in dem die Entwicklungswalze sich von dem photosensitiven Teil trennt und der auf der Entwicklungswalze anhaftende Toner sich von dem auf dem photosensitiven Teil anhaftenden Toner trennt.
Die Entwicklungswalze 506 ist aus einem elastischen Element hergestellt. Dies ermöglicht es, daß die Kontaktkraft verteilt wird, wenn sich wie in Fig. 7 gezeigt ist, die flüssige Entwicklungsmittelschicht auf der Entwicklungswalze 506 und die vorbefeuchtende Flüssigkeitsschicht auf dem photosensitiven Teil 10 berühren. Daher bilden das hochviskose flüssige Entwicklungsmittel, das eine Trägerflüssigkeit und Toner umfaßt, und die vorbefeuchtende Flüssigkeit einen sanften Kontakt. Während des Kontaktprozesses, wird ein genauer Spalt (d) zwischen der Entwicklungswalze 506 und dem photosensitiven Teil 10 mittels der flüssigen Entwicklungsmittelschicht und der vorbefeuchtenden Flüssigkeitsschicht gebildet. Es sei angemerkt, daß etwas der vorbefeuchtenden Flüssigkeit, das die niedrigere Viskosität der beiden Flüssigkeiten besitzt, nach außen gedrückt wird und eine Flüssigkeitsbank aus vorbefeuchtender Flüssigkeit bildet.
Während des Tonermigrationsprozesses veranlaßt das elektrische Feld, daß zwischen der elektrischen Ladung auf dem photosensitiven Teil 10 und der Entwicklungswalze 506 gebildet wird, den Toner an den Bildteilen hauptsächlich aufgrund der Coulomb-Kraft dazu, wie in Fig. 8 gezeigt, zu der Oberfläche des latenten Bildes durch das Medium der vorbefeuchtenden Flüssigkeitsschicht zu migrieren. An den Nicht-Bildteilen, wird die Oberfläche des photosensitiven Teils 10 und die flüssige Entwicklungsmittelschicht im wesentlichen durch die vorbefeuchtende Flüssigkeitsschicht getrennt und daher haftet unnötiger Toner nicht auf der Oberfläche des photosensitiven Teils 10.
Während des Trennprozesses bleibt das flüssige Entwicklungsmittel im wesentlichen auf der Entwicklungswalze 506 wie in Fig. 9 gezeigt an den Nicht-Bildteilen zurück. Wenn sich die vorbefeuchtende Flüssigkeitsschicht und die flüssige Entwicklungsmittelschicht an ihrer Schnittstelle in zwei Schichten trennen, wird der Teil der vorbefeuchtenden Flüssigkeitsschicht, der die niedrigere Viskosität besitzt, zur flüssigen Entwicklungsmittelschicht transferiert, um die Trennung zu erzielen. Entsprechend kann der Trennpunkt für die beiden Schichten als ein Punkt innerhalb der vorbefeuchtenden Flüssigkeitsschicht gesehen werden. An den Bildteilen drückt der Toner, der auf die Oberfläche des photosensitiven Teils 10 migriert ist, die vorbefeuchtende Flüssigkeitsschicht weg, so daß die vorbefeuchtende Flüssigkeitsschicht über der Tonerschicht angeordnet ist, und die Trennung erfolgt wie in Fig. 10 gezeigt an einem Punkt innerhalb dieser vorbefeuchtenden Flüssigkeitsschicht. Ein Teil der Trägerflüssigkeit, die auf der Entwicklungswalze 506 zurückbleibt, nachdem der Toner migriert ist, und ein Teil der vorbefeuchtenden Flüssigkeit bilden eine Schicht. Die vorbefeuchtende Flüssigkeit, die auf dem photosensitiven Teil 10 zurückbleibt, kann auf einfache Weise während des nachfolgenden Transferprozesses durch die elektrostatische Kraft des Toners entfernt werden.
Fig. 11 erläutert die Bedeutung, daß das flüssige Entwicklungsmittel in Form eines dünnen Films vorliegt. Wenn die Schicht des flüssigen Entwicklungsmittels, die auf die Entwicklungswalze 506 aufgebracht ist, zu dick ist, verursacht die hohe Viskosität des flüssigen Entwicklungsmittels 508 eine übermäßige Tonerhaftung, was Bildrauschen erzeugt. Das liegt daran, daß wenn die elektrostatische Kraft einen Tonerbereich von der Entwicklungswalze 506 zur Oberfläche des photosensitiven Teils 10 bewegt, haftet der umgebende Toner an dem Tonerbereich und bildet eine Anhäufung, die sich zum photosensitiven Teil 10 zusammen mit dem Zieltonerbereich bewegt. Um die Bildung solcher Anhäufungen zu unterdrücken, muß der Wert der minimalen Schichtdicke der flüssigen Entwicklungsmittelschicht, die gute Entwicklungsergebnisse bringen wird, bestimmt werden.
Fig. 12 zeigt, wie ein harter Kontakt zwischen einem Entwicklungsmittelträgerteil und einem photosensitiven Teil gemacht wird und Fig. 13 erläutert den sanften Kontakt, der in dieser Ausführungsform erzielt wird. Wie oben erläutert, ist die Funktion der vorbefeuchtenden Flüssigkeitsschicht während des Entwicklungsprozesses von größter Bedeutung für die Bildherstellung in der ersten Ausführungsform. Entsprechend ist die Erhaltung der Zweilagenstruktur der vorbefeuchtenden Flüssigkeitsschicht und der flüssigen Entwicklungsmittelschicht eine wichtige Voraussetzung des Entwicklungsprozesses. Wenn das Entwicklungsmittelträgerteil und das photosensitive Teil wie in Fig. 12 gezeigt ist in harten Kontakt gebracht wird, kann die Zweilagenstruktur nicht erhalten werden. Daher wird in dieser Ausführungsform die elastische Entwicklungswalze 506 als das Entwicklungsmittelträgerteil verwendet, so daß die Druckkraft der Entwicklungswalze 506 gegen das photosensitive Teil 10 reguliert ist und die Kontaktkraft verteilt wird, wenn sich die flüssige Entwicklungsmittelschicht auf der Entwicklungswalze 506 und die vorbefeuchtende Flüssigkeitsschicht auf dem photosensitiven Teil 10 berühren. Ein genauer Spalt d wird wie in Fig. 13 gezeigt zwischen der Entwicklungswalze 506 und dem photosensitiven Teil 10 mittels der flüssigen Entwicklungsmittelschicht und der vorbefeuchtenden Flüssigkeitsschicht gebildet. Als Ergebnis können die flüssige Entwicklungsmittelschicht und die vorbefeuchtende Flüssigkeitsschicht dazu gebracht werden, sich im Entwicklungsbereich zu berühren, während eine Zweilagenstruktur aufrechterhalten wird, die es erlaubt, die beiden Schichten zueinander zu unterscheiden.
Als nächstes wird die Optimierung der flüssigen Entwicklungsmittelschichtdicke, der vorbefeuchtenden Schichtdicke und des Entwicklungsspalts erläutert. Die flüssige Entwicklungsmittelschicht muß dünn sein, wenn die Viskosität des flüssigen Entwicklungsmittels zwischen 50 und 100 mPa.s oder höher ist, und insbesondere wenn die Viskosität 500 mPa.s oder höher ist. Die ideale Schichtdicke ist gerade etwas dicker als die Schichtdicke, die die während der Entwicklung erforderliche Tonerentwicklungskapazität versorgen kann (das ist die Konzentration, wenn ein großer Bereich schwarz ist). Das liegt daran, daß, wenn ein hochviskoses flüssiges Entwicklungsmittel verwendet wird, der elektrostatisch selektierte Toner aufgrund der Viskosität der Flüssigkeit benachbarten Toner mit sich bringt, wenn er während dem Entwickeln zu dem photosensitiven Teil migriert. Dies resultiert im Anhaften von überflüssigem Toner und läßt die Bilder unrein werden. Die von den Erfindern durchgeführten Experimente betreffend Entwicklungsmittel mit hohen Tonerkonzentrationen zeigten, daß gute Bilder erzielt werden können, wenn Schichtdicken beginnend mit 5 um verwendet werden und wenn für vergleichsweise niedrige Tonerkonzentrationen bis zu etwa 40 um verwendet werden. Zusätzlich kann, wenn ein Entwicklungsmittel mit einer Tonerkonzentration von 20 bis 30% verwendet wird, eine gute Bildqualität erzielt werden, wenn Tonerschichtdicken von etwa 8 bis 20 um verwendet werden.
Der optimale Wert für die Dicke der vorbefeuchtenden Flüssigkeitsschicht hängt von der Viskosität und der Oberflächenspannung der ausgewählten vorbefeuchtenden Flüssigkeit ab. Wenn die Schicht zu dünn ist, haftet das hochviskose flüssige Entwicklungsmittel in einer unsystematischen Art an dem photosensitiven Teil an, was dazu führt, daß die Bilder unrein werden. Der optimale Wert kann bestätigt werden, wenn die Bilder sauberer werden, wenn die Menge der vorbefeuchtenden Flüssigkeit erhöht wird. Wenn die Menge der vorbefeuchtenden Flüssigkeit noch weiter erhöht wird, fließt die elektrische Ladung des latenten Bildes, was dazu führt, daß sich die Klarheit und Auflösung verschlechtert, der Toner sich während des Entwickelns verteilt und das Bild die Tendenz hat, zu verblassen. In Experimenten, in denen DC344 verwendet wurde, wurden gute Ergebnisse mit Dicken von 30 um oder weniger erzielt und noch bessere Ergebnisse mit Dicken von 20 um oder weniger. Mit Flüssigkeiten mit noch niedrigeren Viskositäten können gute Ergebnisse sowohl mit dünneren als auch mit dickeren Schichten erzielt werden. Der Bereich der optimalen Werte tendiert dazu, mit höher viskosen Flüssigkeiten schmäler zu sein.
Wie bei den Entwicklungsverfahren des Standes der Technik verbessern sich die Bildqualitätsattribute Auflösung und Gleichmäßigkeit der Dichte in ausgefüllten Teilen, wenn der Spalt zwischen dem photosensitiven Teil und der Entwicklungswalze kleiner gemacht wird. Wenn Pulverentwicklungsmittel verwendet werden, wird der für das Entwickeln zu verwendende Toner vom Entwicklungsmittelträgerteil oder Trägerpartikeln durch mechanische Einwirkung und elektrostatische Kraft befreit. In dem in der ersten Ausführungsform verwendeten hochviskosen flüssigen Entwicklungsmittel ist jedoch die Haftkraft zwischen den Tonerpartikeln zu stark, um diese Art des Entwickelns zu verwenden. Mit anderen Worten, das Entwickeln findet nicht durch das Medium eines Luftspalts zwischen der flüssigen Entwicklungsmittelschicht und dem photosensitiven Teil statt. Vielmehr ist ein Kontakt zwischen der Entwicklungswalze und der flüssigen Entwicklungsmittelschicht, der flüssigen Entwicklungsmittelschicht und der vorbefeuchtenden Flüssigkeitsschicht und der vorbefeuchtenden Flüssigkeitsschicht und dem photosensitiven Teil zwingend erforderlich. Daher darf der Entwicklungsspalt d nicht breiter als die Summe der Dicken der Entwicklungsmittelschicht und der vorbefeuchtenden Flüssigkeitsschicht sein, jedoch breit genug, um das Stören der Schichten zu verhindern. In dieser Ausführungsform wurde die Druckkraft der Entwicklungswalze 506 gegen das photosensitive Teil 10 in Übereinstimmung mit Unterschieden in der Härte der Entwicklungswalze 506, der Viskosität des Entwicklungsmittels und der Tonerkonzentration derart festgesetzt, daß, wenn sich die vorbefeuchtende Flüssigkeitsschicht auf dem photosensitiven Teil 10 und die flüssige Entwicklungsmittelschicht auf der Entwicklungswalze 506 berühren, der Spalt d von 8 um bis 50 um ist.
Die Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse von Bilddruckexperimenten, die unter den obigen Bedingungen durchgeführt wurden. Die Ergebnisse zeigen, daß die geeignetsten Viskositätsbereiche für das Entwicklungsmittel und die vorbefeuchtende Flüssigkeit in dem Entwicklungsverfahren der ersten Ausführungsform Viskositätswerte des Entwicklungsmittels von 100 mPa.s bis 6000 mPa.s und Viskositätswerte der vorbefeuchtenden Flüssigkeit von 0,5 bis 5 mPa.s sind. Die Bildqualität wird durch die Dicke der Schicht des flüssigen Entwicklungsmittels auf der Entwicklungswalze, die Dicke der vorbefeuchtenden Flüssigkeitsschicht, dem Entwicklungsspalt und anderen Faktoren beeinflußt, jedoch gelten, auch wenn die verschiedenen Entwicklungsbedingungen optimiert werden, die in Tabelle gezeigten grundsätzlichen Trends und die Testergebnisse bestätigen, daß die optimalen Charakteristiken für das flüssige Entwicklungsmittel in dem in Tabelle 1 gezeigten Bereich liegen. Die Dow Corning DC200 Serie wurde als das Siliconöl der vorbefeuchtenden Flüssigkeit verwendet und Dow Corning DC345 wurde als die Trägerflüssigkeit im Entwicklungsmittel verwendet. Tabelle 1
In der ersten Ausführungsform der Erfindung wird die elastische Entwicklungswalze 506 in Antriebsrichtung bezüglich des photosensitiven Teils 10 rotiert und gleichzeitig wird die Schicht des flüssigen Entwicklungsmittels auf der Entwicklungswalze 506 in Kontakt mit der Schicht der vorbefeuchtenden Flüssigkeit auf dem photosensitiven Teil 10 gebracht. Das produziert eine elastische Deformation der Entwicklungswalze 506 im Entwicklungsbereich und ermöglicht es, daß die Kontaktkraft verteilt wird, wenn die flüssige Entwicklungsmittelschicht auf der Entwicklungswalze 506 die vorbefeuchtende Flüssigkeitsschicht auf dem photosensitiven Teil 10 berührt. Als Ergebnis halten die flüssige Entwicklungsmittelschicht und die vorbefeuchtende Flüssigkeitsschicht eine Zweischichtenstruktur im Entwicklungsbereich bei. Dies verhindert übermäßiges Anpressen der flüssigen Entwicklungsmittelschicht, verhindert das Anhaften des Toners an den Nicht-Bildteilen auf dem photosensitiven Teil 10 und verhindert dadurch Bildungenauigkeiten.
Zusätzlich ist die Oberfläche der Entwicklungswalze 506 in der ersten Ausführungsform der Erfindung mit einer Oberflächenschicht 506c versehen. Diese Schicht wird von einem leitfähigen Material gebildet, das nicht durch das als Trägerflüssigkeit im flüssigen Entwicklungsmittel 508 verwendete Siliconöl veranlaßt wird, anzuschwellen. Dadurch wird das flüssige Entwicklungsmittel 508 nicht absorbiert oder freigegeben, wenn eine elastische Deformation der Entwicklungswalze 506 im Entwicklungsbereich auftritt, und eine Störung der vorbefeuchtenden Flüssigkeitsschicht auf dem photosensitiven Teil 10 kann verhindert werden. Auf diese Art kann das Auftreten von Ungenauigkeiten in den auf dem photosensitiven Teil 10 gebildeten Tonerbildern verhindert werden.
Des weiteren sind in der ersten Ausführungsform der Erfindung druckbegrenzende Walzen 507 an beiden Enden der Entwicklungswalze 506 derart vorgesehen, daß die druckbegrenzenden Walzen das photosensitive Teil 10 berühren. Der äußere Durchmesser der druckbegrenzenden Walzen 507 kann geändert werden, um die Kontaktkraft der Entwicklungswalze 506 gegen das photosensitive Teil 10 zu regulieren. Das ermöglicht eine einfache Verteilung des Kontaktdrucks, wenn die auf der Entwicklungswalze 506 gebildeten Schicht des flüssigen Entwicklungsmittels die auf dem photosensitiven Teil 10 gebildete Schicht der vorbefeuchtenden Flüssigkeit berührt.
Zusätzlich wird in der ersten Ausführungsform der Erfindung Siliconöl als Trägerflüssigkeit in dem flüssigen Entwicklungsmittel verwendet. Im Vergleich mit Trägerflüssigkeiten des Standes der Technik hat Siliconöl die unten beschriebenen Vorteile.
In den flüssigen Entwicklungsmitteln des Standes der Technik wird gewöhnlich IsoparG (eingetragene Marke der Exxon Corporation) als Trägerflüssigkeit verwendet. Da der Widerstandswert für Isopar nicht so hoch ist wie für Siliconöl, verschlechtern sich die Tonerladungseigenschaften, wenn die Tonerkonzentration erhöht wird, d. h. wenn der Abstand zwischen den Partikeln geringer wird. Entsprechend sind die Tonerkonzentrationsstufen in Isopar begrenzt. Im Gegensatz dazu hat das in dieser Ausführungsform verwendete Siliconöl einen ausreichend hohen Widerstandswert, um Erhöhungen der Tonerkonzentration zu ermöglichen. Im allgemeinen verteilt sich der Toner gut in Isopar und deshalb tendieren die Tonerpartikel dazu, sich gegenseitig abzustoßen, wenn die Tonerkonzentration 1 bis 2% ist, wodurch eine gleichmäßige Tonerverteilung ermöglicht wird. Im Gegensatz dazu verteilt sich der Toner in Siliconöl bei Konzentrationen von 1 bis 2% nicht gut und lagert sich leicht ab. Wenn jedoch die Tonerkonzentration auf eine Höhe von 5 bis 40% erhöht wird, wird der Toner eng gepackt und verteilt sich gleichmäßig. Daher wird ein hochviskoses flüssiges Entwicklungsmittel, in dem der Toner sehr dicht verteilt ist, in dieser Ausführungsform verwendet. Als Ergebnis kann das Volumen der Entwicklungsflüssigkeit im Vergleich zu flüssigen Entwicklungsmitteln niedriger Konzentration des Standes der Technik stark reduziert werden und eine Verringerung der Größe der Vorrichtung kann erzielt werden. Da des weiteren das in dieser Ausführungsform verwendete flüssige Entwicklungsmittel eine hochviskose Flüssigkeit ist, ist die Handhabung und Speicherung einfacher als mit flüssigen Entwicklungsmitteln niedriger Viskosität und Pulverentwicklungsmitteln des Standes der Technik.
Wie oben erwähnt ist das in den flüssigen Entwicklungsmitteln des Standes der Technik verwendete Isopar stark flüchtig und gibt einen unangenehmen Geruch ab. Das beeinflußt nachteilig die Arbeitsumgebung und ruft Umweltprobleme hervor. Im Gegensatz dazu ist das in dieser Ausführungsform verwendete Siliconöl eine sichere Flüssigkeit, wie durch seinen Gebrauch in kosmetischen Produkten implizit nachgewiesen ist, und ist geruchlos. Daher kann die Verwendung dieser Ausführungsform die Arbeitsumgebung verbessern und Umweltprobleme verhindern.
Wie bereits erläutert, wird eine Balgenpumpe 502 in der obigen Ausführungsform als Mittel zum Zuführen von flüssigem Entwicklungsmittel 508 zur Entwicklungswalze 506 verwendet, jedoch sei angemerkt, daß die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Eine Doppelzahnradpumpe 524 z. B. kann derart angeordnet werden, daß sie in das flüssige Entwicklungsmittel 508 eingetaucht ist, das im Tank 522 gespeichert ist, wie in der in Fig. 18 gezeigten Entwicklungsvorrichtung 52, und kann verwendet werden, um das flüssige Entwicklungsmittel 508, das im Tank 522 gespeichert ist, hochzupumpen, um das flüssige Entwicklungsmittel der Entwicklungswalze 506 zuzuführen.
Außerdem wurde die Verwendung einer Regulierungswalze 510 in der obigen Ausführungsform zum Bilden und Regulieren der Dicke einer dünnen Schicht des flüssigen Entwicklungsmittels 508, das auf die Entwicklungswalze 506 aufgebracht wurde, bereits erläutert, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Ein Regulierungsblatt 542 aus Gummi oder einem starren Material, kann z. B., wie in der in Fig. 19 gezeigten Entwicklungsvorrichtung 54, verwendet werden, um die Dicke einer dünnen Schicht des flüssigen Entwicklungsmittels 508, das auf die Entwicklungswalze 506 aufgebracht wurde, zu regulieren und sie zu bilden. Von den Erfindern durchgeführte Experimente zeigten, daß ein gleichförmiger dünner Film des Entwicklungsmittels durch ein Design gebildet werden kann, bei dem das Kontaktverfahren zwischen dem Regulierungsblatt 542 und der Entwicklungswalze 506 derart ist, daß sie sich in der Schleifrichtung berühren und das vordere Ende des Regulierungsblattes 542 hinter die Kontaktfläche des Regulierungsblattes und der Entwicklungswalze hinausragt.
In den obigen Erläuterungen der ersten Ausführungsform bringt die vorbefeuchtende Vorrichtung 20 die vorbefeuchtende Flüssigkeit 220 auf das photosensitive Teil 10 auf, bevor die Aufladevorrichtung 30 das photosensitive Teil 10 auflädt, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Die vorbefeuchtende Flüssigkeit 220 kann zu jeder Zeit bevor der Entwicklungsprozeß beginnt, aufgebracht werden.
Als nächstes wird die zweite Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf Fig. 20 erläutert.
Fig. 20 zeigt einen Überblick über die Struktur einer Vorrichtung zur Flüssigentwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes, welche die zweite Ausführungsform der Erfindung darstellt. Es sei angemerkt, daß den in Fig. 20 gezeigten Komponenten, die dieselbe Funktion haben wie die Komponenten in der ersten Ausführungsform, dieselben Bezugszahlen zugeordnet sind.
Die Vorrichtung zur Flüssigentwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes, die die in Fig. 20 gezeigte zweite Ausführungsform ist, ist versehen mit einem photosensitiven Teil 10, das das Bildträgerteil ist, einer vorbefeuchtenden Vorrichtung 20, die eine vorbefeuchtende Flüssigkeit auf das photosensitive Teil 10 aufbringt, einer Aufladevorrichtung 30, die eine elektrische Ladung auf das photosensitive Teil 10 gibt, einer Belichtungsvorrichtung 40, die das Bild auf dem photosensitiven Teil 10 belichtet, einer Entwicklungsvorrichtung 55, die durch Zuführen von Toner zu den Teilen auf dem photosensitiven Teil 10, auf denen das elektrostatische latente Bild gebildet wird, ein sichtbares Bild aus einem elektrostatischen latenten Bild macht, eine Transfervorrichtung 65, die den Toner auf dem photosensitiven Teil 10 zu dem vorgeschriebenen Papier transferiert und gleichzeitig den Toner auf dem Papier fixiert, eine Papierzufuhrvorrichtung 610, die das spezifizierte Papier zur Transfervorrichtung 65 bringt, eine Säuberungsvorrichtung 70, die den Toner, der auf dem photosensitiven Teil 10 haften geblieben ist, entfernt, und eine Ladungsentfernungsvorrichtung 80, die die Ladung auf dem elektrisch geladenen photosensitiven Teil 10 neutralisiert.
Die Teile der zweiten Ausführungsform der Vorrichtung zur Flüssigentwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes, die sich von der ersten Ausführungsform der Vorrichtung zur Flüssigentwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes unterscheiden, sind die Entwicklungsvorrichtung 55 und die Transfervorrichtung 65. Die anderen Teile sind entweder dieselben wie in der ersten Ausführungsform, oder die übliche Technologie, die in den elektrophotographischen Druckern des Standes der Technik verwendet werden, kann in den meisten Fällen verwendet werden. Deshalb werden Einzelheiten der Entwicklungsvorrichtung 55 und der Transfervorrichtung 65 der zweiten Ausführungsform erläutert, jedoch werden Erläuterungen für die anderen Teile weggelassen.
Die Entwicklungsvorrichtung 55 in der zweiten Ausführungsform ist mit einer Entwicklungswalze 556 versehen, die das Entwicklungsmittelträgerteil ist, einer Zufuhrvorrichtung, die flüssiges Entwicklungsmittel 506 auf die Entwicklungswalze 556 aufbringt, und einem Abstreichblatt 557, das den Überrest an flüssigem Entwicklungsmittel 508, der an der Entwicklungswalze 556 anhaftet, nach dem Entwickeln entfernt.
Die Zufuhrvorrichtung 56 ist mit vier Entwicklungskartuschen 56a, 56b, 56c und 56d (hier einfach mit Entwicklungskartuschen bezeichnet) auf einer rotierenden Achse 559 versehen. Jede Kartusche ist mit einem Tank 552 versehen, der das flüssige Entwicklungsmittel 508 speichert, einer Zufuhrwalze 552a, die an der Auslaßöffnung des Tanks 552 bereitgestellt ist, einer Transportwalze 554, die derart vorgesehen ist, daß sie die Zufuhrwalze 552a berührt, und einer Auftragungswalze 555, die derart vorgesehen ist, daß sie die Transportwalze 554 berührt. Das flüssige Entwicklungsmittel 508a im Tank 552 der Entwicklungskartusche 56a enthält gelben Toner, das flüssige Entwicklungsmittel 508b im Tank 552 der Entwicklungskartusche 56b enthält magentafarbenen Toner, das flüssige Entwicklungsmittel 508c im Tank 552 der Entwicklungskartusche 56c enthält zyanfarbenen Toner und das flüssige Entwicklungsmittel 508d im Tank 552 der Entwicklungskartusche 56d enthält schwarzen Toner. (Im folgenden werden alle flüssigen Entwicklungsmittel 508a bis 508d einfach mit flüssigem Entwicklungsmittel 508 bezeichnet.) Die Zufuhrvorrichtung 506 dreht die Rotationsachse 559, um die Entwicklungskartuschen zu drehen und dadurch die Auftragungswalze irgendeiner der Entwicklungskartuschen in Kontakt mit der Entwicklungswalze 556 zu bringen. Auf diese Art wird flüssiges Entwicklungsmittel 508, das Toner der gewünschten Farbe enthält, auf die Entwicklungswalze 556 aufgebracht.
Die Zufuhrwalze 552a wird in entgegengesetzter Richtung zur Rotationsrichtung der Transportwalze 554 rotiert, wodurch flüssiges Entwicklungsmittel 508 der Transportwalze 554 zugeführt wird. Die Transportwalze 554 wird in gegengesetzter Richtung zur Rotationsrichtung der Auftragungswalze 555 rotiert, wodurch das flüssige Entwicklungsmittel 508, das durch die Zufuhrwalze 552a der Auftragungswalze 555 zugeführt wurde, transportiert wird. Die Auftragungswalze 555 wird in entgegengesetzter Richtung zur Rotationsrichtung der Entwicklungswalze 556 rotiert, wodurch das flüssige Entwicklungsmittel 508, das durch die Transportwalze 554 zur Oberfläche der Entwicklungswalze 556 transportiert wurde, aufgebracht wird. Die Transportwalze 554 und die Auftragungswalze 555 werden verwendet, um flüssiges Entwicklungsmittel 508 der Entwicklungswalze 556 zuzuführen, da der Toner mit hoher Konzentration in dem flüssigen Entwicklungsmittel 508 verteilt ist, wodurch große Mengen von Entwicklungsmittel unnötig werden. Das bedeutet, daß geringe Mengen von flüssigem Entwicklungsmittel dünn und gleichmäßig auf die Oberfläche der Entwicklungswalze 556 aufgebracht werden müssen. Es sei angemerkt, daß eine oder mehr zusätzliche Transportwalzen, die flüssiges Entwicklungsmittel 508 transportieren, zwischen der Transportwalze 554 und der Auftragungswalze 555 vorgesehen werden können.
Die Entwicklungswalze 556 wird in entgegengesetzter Richtung zur Rotationsrichtung des photosensitiven Teils 10 rotiert und führt dadurch flüssiges Entwicklungsmittel 508 der Oberfläche des latenten Bildes auf dem photosensitiven Teil 10 zu. Die Elastizität und Leitfähigkeit der Entwicklungswalze 556 ist dieselbe wie für die Entwicklungswalze 506 in der ersten Ausführungsform. Daher wird eine ausführliche Erläuterung der Entwicklungswalze 556 weggelassen.
Die Transfervorrichtung 65 der zweiten Ausführungsform ist mit einem Zwischentransferband 652 versehen, das ein Zwischentransferteil ist, Antriebswalzen 654a, 654b und 654c, die den Rotationsantrieb für das Zwischentransferband 652 bereitstellen, Abstützwalzen 655a und 655b, die das Zwischentransferband 652 derart abstützen, daß ein Teil des Bandes das photosensitive Teil 10 berühren, einer Koronaentladungsvorrichtung 656, die dem Zwischentransferband 652 eine elektrische Ladung entgegengesetzter Polarität zum Toner gibt, und einer zweistufigen Transferwalze 653, die ein zweistufiges Transferteil ist und derart bereitgestellt ist, daß sie vom Zwischentransferband 652 wegbewegt werden kann.
Das Zwischentransferband 652 wird durch die Antriebswalzen 654a, 654b und 654c in entgegengesetzter Richtung zur Rotationsrichtung des photosensitiven Teils 10 rotiert. Ein flexibles Bandelement wird als Zwischentransferband 652 verwendet. Zum Beispiel kann ein Metallband wie ein nahtloses Nickelband, ein Harzband wie ein Polyimidfilmband oder PET- Filmband, oder ein Gummiband verwendet werden. Dies erlaubt es, daß der Kontaktdruck verteilt wird, wenn das Zwischentransferband 652 das auf dem photosensitiven Teil 10 gebildete Tonerbild berührt. Es sei angemerkt, daß, wenn ein Harz- oder Gummiband verwendet wird, ein leitender Prozeß für die Bandoberfläche oder das Hinzufügen von genauen leitenden Partikeln zum Bandmaterial erforderlich ist, um den gewünschten elektrischen Widerstandswert zu erzielen.
Eine Oberflächenschicht aus Teflon, Silicon oder einem anderen Material mit guten Ablöseeigenschaften wird auf dem Zwischentransferband 652 gebildet. Dies verschlechtert die physikalische Haftungsstärke zwischen dem Toner und dem Zwischentransferband 652 und erleichtert die Migration des Toners auf das Papier.
Die zweistufige Transferwalze 653 wird in entgegengesetzter Richtung zur Rotationsrichtung des Zwischentransferbandes 652 derart rotiert, daß das Papier, das durch die Papierzufuhrvorrichtung 610 geführt wird, zwischen dem Zwischentransferband 652 und der zweitstufigen Transferwalze 653 zugeführt wird. Zu dieser Zeit wird die zweistufige Transferwalze 653 durch das Medium des Papiers gegen das Zwischentransferband 652 gedrückt. Eine zweistufige Tränsfervorspannung wird der zweistufigen Transferwalze 653 hinzugefügt und das Tonerbild, das auf dem Zwischentransferband 652 gebildet ist, wird auf das Papier transferiert. Das Tonerbild wird dann durch die Fixiervorrichtung (nicht in der Zeichnung gezeigt) auf dem Papier fixiert. Es sei angemerkt, daß ein Fixierheizer innerhalb der Antriebswalze 654a bereitgestellt werden kann, um dem Toner auf den Zwischentransferband 652 Wärme derart hinzuzufügen, daß das auf dem Zwischentransferband 652 gebildete Tonerbild gleichzeitig fixiert wird, wenn es auf das Papier transferiert wird.
Fixierheizer können sowohl innerhalb der Antriebswalze 654a als auch der zweistufigen Transferwalze 653 vorgesehen werden.
Die Vorrichtung dieser Ausführungsform zur Flüssigentwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes verwendet eine Ladevorrichtung 30, um das photosensitive Teil 10 zu laden, verwendet dann eine Belichtungsvorrichtung 40, um das Bild auf dem photosensitiven Teil 10 zu belichten und das elektrostatische latente Bild zu bilden. Dann bringt die vorbefeuchtende Vorrichtung 20 die vorbefeuchtende Flüssigkeit 220 auf die Oberfläche des photosensitiven Teils 10 und die Entwicklungsvorrichtung 55 macht ein sichtbares Bild aus dem elektrostatischen latenten Bild, das auf dem photosensitiven Teil 10 gebildet ist. Das im Tank 552 gespeicherte flüssige Entwicklungsmittel 508 wird durch die Zufuhrwalze 552a der Transportwalze 554 zugeführt, durch die Transportwalze 554 zur Auftragungswalze 555 transportiert und dann durch die Auftragungswalze 555 auf die Entwicklungswalze 556 aufgebracht. Das flüssige Entwicklungsmittel 508, das auf diese Weise durch die Walzen zur Entwicklungswalze 556 transportiert wird, wird dünn und gleichmäßig auf die Entwicklungswalze 556 aufgebracht, um so einen dünnen Film auf der Entwicklungswalze 556 zu bilden. Die Zufuhrvorrichtung 506 rotiert die Rotationsachse 559, um die Entwicklungskartuschen zu drehen und dadurch die Auftragungswalze 555 irgendeiner der Entwicklungskartuschen 56a bis 56d in Kontakt mit der Entwicklungswalze 556 zu bringen. Auf diese Weise wird das flüssige Entwicklungsmittel 508, das entweder gelben, magentafarbenen, zyanfarbenen oder schwarzen Toner enthält, dünn und gleichmäßig auf die Entwicklungswalze 556 aufgebracht.
Als nächstes wird die flüssige Entwicklungsmittelschicht, die auf der Entwicklungswalze 556 gebildet ist, in Kontakt mit dem elektrostatischen latenten Bild, das auf der Oberfläche des photosensitiven Teils 10 gebildet ist, gebracht. Die elektrostatische Kraft veranlaßt den geladenen Toner, auf das photosensitive Teil 10 zu migrieren, um das Tonerbild zu bilden.
Dann führt die Transfervorrichtung 65 den Transfer der ersten Stufe durch, in dem das auf dem photosensitiven Teil 10 gebildete Tonerbild auf das Zwischentransferband 652 transferiert wird, das das Zwischentransferteil ist. In dem Transfer der ersten Stufe wird das auf dem photosensitiven Teil 10 gebildete Tonerbild dazu veranlaßt, zum Zwischentransferband 652 mittels der elektrostatischen Kraft zu migrieren, die zwischen dem auf dem photosensitiven Teil 10 gebildeten Tonerbild und dem Zwischentransferband 652 generiert wird, welchem durch die Koronaentladungsvorrichtung 656 eine Ladung entgegengesetzter Polarität zum Toner aufgegeben wurde. An diesem Punkt wird das auf dem photosensitiven Teil 10 zurückbleibende flüssige Entwicklungsmittel 508 durch die Säuberungsvorrichtung 70 entfernt und dann wird die Ladung durch die Ladungsentfernungsvorrichtung 80 neutralisiert. Dann werden die Entwicklungskartuschen derart gedreht, daß eine unterschiedliche Entwicklungskartusche die Entwicklungswalze 556 berührt und der obige Ablauf, vom Laden bis zur Ladungsentfernung wird wiederholt. Auf diese Weise werden gelbe, magentafarbene, zyanfarbene und schwarze Tonerbilder nacheinander transferiert und auf dem Zwischentransferband 652 überlagert, um auf dem Zwischentransferband 652 ein Tonerbild in Farbe zu bilden.
Als nächstes führt die Transfervorrichtung 65 den Transfer zweiter Stufe durch, indem das Farbbild, das auf dem Zwischentransferband 652 gebildet worden ist, auf das als Aufzeichnungsmedium verwendete Papier transferiert wird. Um diesen Transfer zweiter Stufe zu erreichen, wird das Farbtonerbild, das auf dem Zwischentransferband 652 gebildet worden ist, von der Oberflächenschicht des Zwischentransferbandes 652, das gute Ablöseeigenschaften hat, mittels der Druckkraft der zweistufigen Transferwalze 653 gegen das Zwischentransferband 652 und mittels der auf die zweistufige Transferwalze 653 hinzugefügten Vorspannung abgegeben und migriert auf das Papier, das zwischen dem Zwischentransferband 652 und der zweistufigen Transferwalze 653 durch die Papierzufuhrvorrichtung 610 zugeführt wird. Die nicht in der Zeichnung gezeigte Fixiervorrichtung fixiert dann thermisch das in dem Transfer zweiter Stufe transferierte Farbtonerbild und bindet es auf das Papier. Auf diese Art können Farbbilder auf dem Papier gebildet werden. Es sei angemerkt, daß, wenn ein Fixierheizer innerhalb der Antriebswalze 654a und/oder der zweistufigen Transferwalze 653 vorgesehen ist und Wärme auf den Toner auf dem Zwischentransferband 652 angewendet wird, kann das auf dem Zwischentransferband 652 gebildete Tonerbild auf das Papier transferiert werden und gleichzeitig fixiert werden.
In der zweiten Ausführungsform der Erfindung werden die farbigen flüssigen Entwicklungsmittel 508a bis 508d der Entwicklungswalze 556 von den mehrfachen Entwicklungskartuschen 56a bis 56d zugeführt, die derart gedreht werden, daß die Entwicklungskartusche, die die Entwicklungswalze 556 berührt, während des Entwickelns nacheinander umgeschaltet wird. Das bedeutet, daß nur ein Entwicklungsmittelträgerteil erforderlich ist und daher die Größe der Vorrichtung zur Flüssigentwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes reduziert werden kann.
In der obigen Beschreibung der zweiten Ausführungsform wurde eine Entwicklungsvorrichtung erläutert, in der die auf der rotierenden Achse 559 angebrachten Entwicklungskartuschen 56a bis 56d drehend bewegt werden, um nacheinander die Auftragungsswalze 555 der Entwicklungskartusche, die mit der Entwicklungswalze 556 in Kontakt ist, umzuschalten, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Jede Entwicklungsvorrichtung, die es erlaubt, daß Entwicklungskartuschen 56a bis 56d selektiv in Kontakt mit der Entwicklungswalze 556 gebracht werden, können verwendet werden. Zum Beispiel können die Entwicklungskartuschen 56a bis 56d parallel bewegt werden, um die Auftragungswalze 555 der Entwicklungskartusche, die mit der Entwicklungswalze 556 in Kontakt ist, umzuschalten.
In der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform wird eine Entwicklungsvorrichtung beschrieben, die versehen ist mit einer Entwicklungskartusche 56a, die der Entwicklungswalze 556 gelben Toner enthaltendes flüssiges Entwicklungsmittel 508a zuführt, einer Entwicklungskartusche 56b, die der Entwicklungswalze 556 magentafarbenen Toner enthaltendes flüssiges Entwicklungsmittel 508b zuführt, einer Entwicklungskartusche 56c, die der Entwicklungswalze 556 zyanfarbenen Toner enthaltendes flüssiges Entwicklungsmittel 508c zuführt, und einer Entwicklungskartusche 56d, die der Entwicklungswalze 556 schwarzen Toner enthaltendes flüssiges Entwicklungsmittel 508d zuführt, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Zwei oder drei Entwicklungskartuschen, die der Entwicklungswalze flüssiges Entwicklungsmittel, das die gewünschte Tonerfarbe enthält, zuführt, können, wenn erforderlich, für die Entwicklungsvorrichtung verwendet werden.
Weiter werden in der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform Entwicklungskartuschen einer Entwicklungsvorrichtung beschrieben, in denen das flüssige Entwicklungsmittel 508, das durch die Zufuhrwalze 552a der Transportwalze 554 zugeführt wird, zur Auftragungwalze 555 transportiert wird und dann durch die Auftragungswalze 555 aufgebracht wird, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Jede Entwicklungskartusche, in der eine Walze verwendet wird, um flüssiges Entwicklungsmittel 508 der Entwicklungswalze zuzuführen, kann verwendet werden. Außerdem ist die Verwendung einer Zufuhrwalze 552a nicht das einzige Mittel um flüssiges Entwicklungsmittel 508 der Transportwalze 554 zuzuführen. Eine Balgenpumpe z. B. kann verwendet werden, um das flüssige Entwicklungsmittel der Transportwalze 554 zuzuführen.
In der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform wird eine Entwicklungsvorrichtung beschrieben, in der ein Abstreifblatt 557 verwendet wird, um das der Entwicklungswalze 556 anhaftende flüssige Entwicklungsmittel 508 zu entfernen, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Eine Entwicklungsvorrichtung, in der eine Abstreifwalze derart positioniert ist, daß sie die Entwicklungswalze berührt, kann verwendet werden, um das der Entwicklungswalze anhaftende flüssige Entwicklungsmittel 508 zu entfernen.
Außerdem ist in der obigen Beschreibung der zweiten Ausführungsform eine Sequenz beschrieben, in der die Belichtungsvorrichtung 40 ein Bild belichtet, dann die vorbefeuchtende Vorrichtung 20 die vorbefeuchtende Flüssigkeit 220 auf das photosensitive Teil 10 aufbringt, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Die vorbefeuchtende Flüssigkeit 220 kann aufgebracht werden bevor der Entwicklungsprozeß beginnt.
In der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform wird eine Transfervorrichtung beschrieben, in der ein Transferprozeß erster Stufe das auf dem photosensitiven Teil 10 gebildete Tonerbild auf ein Zwischentransferteil transferiert, dann das Tonerbild, das durch diesen Transfer erster Stufe auf das Zwischentransferteil transferiert wurde, durch einen Transferprozeß zweiter Stufe auf das Aufzeichnungsmedium transferiert wird, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Jede Transfervorrichtung, die das auf dem photosensitiven Teil 10 gebildete Tonerbild auf das Aufzeichnungsmedium transferieren kann, kann verwendet werden. Außerdem wurde für den Transfer erster Stufe auf das Zwischentransferteil ein elektrostatischer Transfer beschrieben, jedoch kann ein anhaftendes Mittel und ein Hafttransfer verwendet werden.
Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Verschiedene Modifikationen sind innerhalb des Bereichs der angefügten Ansprüche möglich. Zum Beispiel wird in den oben beschriebenen Ausführungsformen eine vorbefeuchtende Vorrichtung beschrieben, in der die vorbefeuchtende Flüssigkeit 220 kontinuierlich innerhalb des Zufuhrelements 202 der vorbefeuchtenden Flüssigkeit zirkuliert, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Eine vorbefeuchtende Vorrichtung, in der die vorbefeuchtende Flüssigkeit dem Zufuhrelement der vorbefeuchtenden Flüssigkeit erst zum Zeitpunkt der Vorbefeuchtung zugeführt wird, kann verwendet werden.
Fig. 14 zeigt eine Modifikation der vorbefeuchtenden Vorrichtung in der Vorrichtung zur Flüssigentwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes der oben beschriebenen Ausführungsformen. Die in Fig. 14 gezeigte vorbefeuchtende Vorrichtung 20a ist versehen mit einem plattenförmigen Zufuhrelement 802 der vorbefeuchtenden Flüssigkeit, das etwa so lang ist wie die Breite des auf dem photosensitiven Teil 10 erzeugten Bildes, einem Gehäuse 804, das den Zufuhrrand 802a des Zufuhrelements 802 der vorbefeuchtenden Flüssigkeit aufnimmt, einem Tank 806, der die vorbefeuchtende Flüssigkeit 220 speichert, einer Pumpe 808, die, basierend auf einem externen Eingabesignal, die vorbefeuchtende Flüssigkeit 220, die in dem Tank 806 gespeichert ist, hochpumpt, einem Rohr 810 und einer (nicht dargestellten) Positionsänderungsvorrichtung. Das Rohr 810 führt die vorbefeuchtende Flüssigkeit 220, die durch die Pumpe 808 hochgepumpt wird, zum Zufuhrrand 802a des Zufuhrelements 802 der vorbefeuchtenden Flüssigkeit. Es sei angemerkt, daß ein leerer Raum zwischen dem Gehäuse 804 und dem Zufuhrrand 802a des Zufuhrelements 802 der vorbefeuchtenden Flüssigkeit gebildet wird. Die vorbefeuchtende Flüssigkeit 220 sammelt sich in diesem leeren Raum bevor sie vom Zufuhrrand 802a zugeführt wird. Die Positionsänderungsvorrichtung hält wie in Fig. 14(A) gezeigt das Zufuhrelement 802 der vorbefeuchtenden Flüssigkeit in der von dem photosensitiven Teil 10 beabstandeten Position, wenn ein externes Signal nicht eingegeben ist. Wenn ein externes Signal eingegeben ist, berührt wie in Fig. 14(B) gezeigt das Zufuhrelement 802 der vorbefeuchtenden Flüssigkeit das photosensitive Teil 10. Wenn ein externes Signal eingegeben ist, führt die vorbefeuchtende Vorrichtung 20a mittels einer Pumpe 208 die vorbefeuchtende Flüssigkeit 220 dem Zufuhrelement 802 der vorbefeuchtenden Flüssigkeit zu und bringt den Auslaßrand 802b des Zufuhrelements 802 der vorbefeuchtenden Flüssigkeit mittels der Positionsänderungsvorrichtung in Kontakt mit dem photosensitiven Teil 10. Die vorbefeuchtende Flüssigkeit 220, die die Kapazität der Poren in dem Bell-eta (eingetragene Marke von Kanebo, Ltd.), das als Zufuhrelement 802 der vorbefeuchtenden Flüssigkeit verwendet wird, übersteigt, wird von dem Auslaßrand 802b des Zufuhrelements 802 der vorbefeuchtenden Flüssigkeit abgegeben und auf das photosensitive Teil 10 aufgebracht. Auf diese Art kann eine gleichmäßige Dicke der vorbefeuchtenden Flüssigkeit ohne die Oberfläche des photosensitiven Teils zu beschädigen aufgebracht werden.
Es sei angemerkt, daß große Mengen vorbefeuchtender Flüssigkeit von dem Zufuhrelement der vorbefeuchtenden Flüssigkeit aufbewahrt werden können, wenn das Bell-eta (eingetragene Marke), das für das Zufuhrelement der vorbefeuchtenden Flüssigkeit verwendet wird, eine große Porenkapazität aufweist. Dies verursacht eine zeitliche Verzögerung zwischen dem Beginn der Zufuhr der vorbefeuchtenden Flüssigkeit zum Zufuhrelement der vorbefeuchtenden Flüssigkeit und dem Beginn der Aufbringung der vorbefeuchtenden Flüssigkeit auf die Oberfläche des photosensitiven Teils. Entsprechend ist es erwünscht, daß die Länge des Zufuhrelements 802 der vorbefeuchtenden Flüssigkeit in Flußrichtung der vorbefeuchtenden Flüssigkeit 220 so kurz wie möglich ist.
In den Beschreibungen der vorbefeuchtenden Vorrichtung der obigen Ausführungsformen wird die Verwendung eines Zufuhrelements einer vorbefeuchtenden Flüssigkeit beschrieben, das aus kontinuierlich porösem Schwammaterial gebildet ist, um die vorbefeuchtende Flüssigkeit auf die Oberfläche des photosensitiven Teils aufzubringen, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Jede vorbefeuchtende Vorrichtung, die gleichmäßig eine bestimmte Menge vorbefeuchtender Flüssigkeit auf die Oberfläche des photosensitiven Teils aufbringen kann, kann verwendet werden. Zum Beispiel kann die vorbefeuchtende Flüssigkeit von einer Vielzahl radialer Düsen abgeführt und aufgebracht werden, eine Schwammwalze kann verwendet werden, um die vorbefeuchtende Flüssigkeit aufzubringen, oder eine Gummiwalze kann verwendet werden, um die vorbefeuchtende Flüssigkeit aufzubringen.
Weiter wurde in den Beschreibungen der obigen Ausführungsformen die Verwendung von Siliconöl als Hauptkomponente der vorbefeuchtenden Flüssigkeit beschrieben, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Solange die vorbefeuchtende Flüssigkeit eine Viskosität von 0,5 bis 5 mPa.s, einen elektrischen Widerstand von 10¹² Ω cm oder mehr, einen Siedepunkt bis 100 bis 250ºC und eine Oberflächenspannung von 21 dyne/cm oder weniger aufweist, kann eine Flüssigkeit, die nicht Siliconöl als Hauptkomponente hat, verwendet werden. Außerdem ist eine vorbefeuchtende Vorrichtung nicht unbedingt notwendig, wenn die Oberfläche des Bildträgerteils mit einem Material, das gute Ablöseeigenschaften aufweist, beschichtet ist.
Für die obigen Ausführungsformen wurde eine Vorrichtung erläutert, die ein organisches photosensitives Teil als Bildträgerteil verwendet, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Das Bildträgerteil kann jedes der photosensitiven Teile sein, die mit dem Carlson-Verfahren verwendet werden, es kann von dem Typ sein, der mit ionographischen oder ähnlichen Verfahren verwendet wird, in denen eine isolierende Schicht auf einem leitenden Körper gebildet wird, der direkt das elektrostatische latente Bild bildet, oder es kann von der Art eines elektrostatischen Aufzeichnungspapiers sein, das in elektrostatischen Plottern verwendet wird.
Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Wenn die Dicke der Schicht des Entwicklungsmittels von 5 bis 40 um ist, kann die Viskosität des hochviskosen Entwicklungsmittels 10000 mPa.s sein. Gegenwärtig sind die Trägerflüssigkeit und der Toner schwer zu durchmischen, wenn ein hochviskoses Entwicklungsmittel eine Viskosität von 6000 mPa.s oder mehr aufweist. Daher werden solche Viskositäten aus Kostengründen für ungeeignet betrachtet. Es können jedoch Entwicklungsmittel mit Viskositäten über 6000 mPa.s verwendet werden, wenn sie billig erhalten werden können. Die Verwendung von Viskositäten über 10000 mPa.s ist nicht realistisch. Die Trägerflüssigkeit in dem flüssigen Entwicklungsmittel ist nicht beschränkt auf Siliconöl.

Industrieller Anwendungsbereich

In dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Flüssigentwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes wird das elastische zylindrische Entwicklungsmittelträgerteil in Antriebsrichtung bezüglich des Bildträgerteils rotiert und gleichzeitig wird die Schicht des flüssigen Entwicklungsmittels auf dem Entwicklungsmittelträgerteil in Kontakt mit dem Bildträgerteil gebracht, wodurch ermöglicht wird, daß die Kontaktkraft verteilt wird, wenn die flüssige Entwicklungsmittelschicht auf dem Entwicklungsmittelträgerteil das Bildträgerteil berührt. Daher verhindert dieses Verfahren das übermäßige Anpressen der flüssigen Entwicklungsmittelschicht im Entwicklungsbereich auf dem Entwicklungsmittelteil, wodurch das Anhaften des Toners an Nicht-Bildteilen auf dem Bildträgerteil verhindert wird und das Auftreten von Bildungenauigkeiten verhindert wird. Da der Toner außerdem mit einer hohen Konzentration verteilt ist und nur eine dünne Flüssigkeitsschicht für den Entwicklungsprozeß verwendet wird, stellt die Erfindung ein Verfahren zur Flüssigentwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes bereit, mit dem hochaufgelöste Bilder auf einfache Weise erzielt werden können, wobei eine Vorrichtung reduzierter Größe und ohne Abgabe von verschmutzenden Gasen verwendet wird.
Die Walzen mit einem etwas kleineren äußeren Durchmesser als der äußere Durchmesser des Entwicklungsmittelträgerteils, die an beiden Enden des Entwicklungsmittelträgerteils derart vorgesehen sind, daß die Walzen das Bildträgerteil berühren und dadurch die Kontaktkraft des Entwicklungsmittelträgerteils gegen das Bildträgerteil regulieren, können ein Verfahren zur Flüssigentwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes zur Verfügung stellen, das auf einfache Weise den Kontaktdruck reguliert, wenn die flüssige Entwicklungsmittelschicht auf dem Entwicklungsmittelträgerteil das Bildträgerteil berührt.
Wenn außerdem die Oberfläche zumindest des Entwicklungsmittelträgerteils aus einem leitenden Material gebildet ist, das das flüssige Entwicklungsmittel nicht absorbiert, absorbiert das Entwicklungsmittelträgerteil das flüssige Entwicklungsmittel nicht oder gibt es nicht ab, wenn eine elastische Deformation des Entwicklungsmittelträgerteils durch die flüssige Entwicklungsmittelschicht auf dem Entwicklungsmittelträgerteil, die das Bildträgerteil berührt, hervorgerufen wird, und Störungen der flüssigen Entwicklungsmittelschicht können verhindert werden. Auf diese Weise kann die Erfindung ein Verfahren zur Flüssigentwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes zur Verfügung stellen, das effektiver Bildungenauigkeiten verhindert.
Wenn ein schwammartiges Material innerhalb des Entwicklungsmittelträgerteils verwendet wird, stellt die Erfindung ein Verfahren zur Flüssigentwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes bereit, bei dem ein Entwicklungsmittelträgerteil, das den erwünschten Härtewert hat, vergleichsweise leicht erhalten werden kann.
Wenn außerdem ein vorbefeuchtender Prozeß vorgesehen ist, bei dem eine chemisch inaktive dielektrische Flüssigkeit, die gute Ablöseeigenschaften hat, als vorbefeuchtende Flüssigkeit aufgebracht wird bevor der Entwicklungsprozeß beginnt, ermöglicht es die Verwendung eines elastischen Materials für das Entwicklungsmittelträgerteil der Erfindung, daß eine Zweilagenstruktur im Entwicklungsbereich für die flüssige Entwicklungsmittelschicht auf dem Entwicklungsmittelträgerteil und die vorbefeuchtende Flüssigkeitsschicht auf dem Bildträgerteil aufrechterhalten wird, wenn die beiden Schichten sich berühren. Als Ergebnis berührt die flüssige Entwicklungsmittelschicht die Oberfläche des Bildträgertetils durch das Medium der vorbefeuchtenden Flüssigkeitsschicht. Daher kann die Erfindung ein Verfahren zur Flüssigentwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes bereitstellen, das effektiver das Anhaften von Toner auf Nicht-Bildteilen auf dem Bildträgerteil und das Auftreten von Bildungenauigkeiten verhindert.

Legende zu den Figuren:

Fig. 3:

Pre-wetting Vorbefeuchtung
Charging Laden
Exposure and formation of latent image Belichtung und Bildung des latenten Bildes
Light Licht
Image part Bildteil
Developing Entwickeln
Toner Toner
Transfer Transfer
High voltage source Hochspannungsquelle
Paper Papier
Fusing Fixieren

Fig. 4:

Rubber Gummi
Central axis Zentralachse

Fig. 6:

Separation process Trennprozeß
Toner migration process Tonermigrationsprozeß
Contact process Kontaktprozeß
Developing roller Entwicklungswalze
Photosensitive member photosensitives Teil

Fig. 7:

Developing roller Entwicklungswalze
Developing agent layer Entwicklungsmittelschicht
Liquid bank Flüssigkeitsbank
Pre-wet liquid layer vorbefeuchtende Flüssigkeitsschicht
Photosensitive member photosensitives Teil

Fig. 8:

Toner Toner
Non-image part Nicht-Bildteil
Image part Bildteil
Developing roller Entwicklungswalze
Developing agent Entwicklungsmittel
Pre-wet liquid Vorbefeuchtende Flüssigkeit
Photosensitive member Photosensitives Teil

Fig. 9:

Developing agent layer Entwicklungsmittelschicht
Developing roller Entwicklungswalze
Pre-wet liquid layer Vorbefeuchtende Flüssigkeitsschicht
Photosensitive member photosensitives Teil

Fig. 10:

Pre-wet liquid vorbefeuchtende Flüssigkeit
Carrier liquid Trägerflüssigkeit
Developing roller Entwicklungswalze
Pre-wet liquid layer vorbefeuchtende Flüssigkeitsschicht
Photosensitive member photosensitives Teil

Fig. 11:

Developing roller Entwicklungswalze
Developing agent layer Entwicklungsmittelschicht
Pre-wet liquid layer vorbefeuchtende Flüssigkeitsschicht
Photosensitive member photosensitives Teil

Fig. 12:

Developing agent bearing mamber Entwicklungsmittelträgerteil
Developing agent layer Entwicklungsmittelschicht
Pre-wet liquid layer vorbefeuchtende Flüssigkeitsschicht
Photosensitive member photosensitives Teil

Fig. 13:

Fig. 15:

Nip width Walzenspaltbreite
Pre-wet liquid layer vorbefeuchtende Flüssigkeitsschicht
Developing agent layer Entwicklungsmittelschicht

Fig. 16:

Surface layer Oberflächenschicht
Elastic material elastisches Material

Fig. 17:

Nip width regulated by pressure-limiting rollers Walzenspaltbreite, die durch pressure-limiting rollers druckbegrenzende Walzen reguliert wird

Claims

1. Verfahren zur Flüssigentwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes, wobei ein aus geladenen Entwicklungspartikeln bestehender Toner verwendet wird, um elektrostatische latente Bilder zu entwickeln, die auf einem Bildträgerteil (10) gebildet werden, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:

Bilden einer dünnen Schicht eines hochviskosen flüssigen Entwicklungsmittels auf einem elastischen zylindrischen Entwicklungsmittelträgerteil (506), wobei das Entwicklungsmittel eine Viskosität von 100 bis 10000 mPa.s aufweist, in welchem der Toner in einer nichtleitenden Flüssigkeit mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,1 bis 5 um mit einer Konzentration von 5 bis 40 Gew.-% verteilt ist,

Rotieren des Entwicklungsmittelträgerteils (506) in Antriebsrichtung bezüglich des Bildträgerteils (10) und gleichzeitiges Inkontaktbringen der flüssigen Entwicklungsmittelschicht auf dem Entwicklungsmittelträgerteil (506) mit dem Bildträgerteil (10), wobei dadurch das flüssige Entwicklungsmittel auf die Oberfläche des latenten Bildes auf dem Bildträgerteil aufgebracht wird,

gekennzeichnet durch Walzen (507) mit einem etwas geringeren äußeren Durchmesser als dem äußeren Durchmesser des Entwicklungsmittelträgerteils, die an beiden Enden des Entwicklungsmittelträgerteils vorgesehen sind, so daß die Walzen das Bildträgerteil berühren und dadurch die Kontaktkraft des Entwicklungsmittelträgerteils gegen das Bildträgerteil einstellen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Entwicklungsmittelträgerteil einen Härtewert von 5 bis 60 Grad JIS-A aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Oberfläche wenigstens des Entwicklungsmittelträgerteils aus einem leitenden Material gebildet ist, welches das flüssige Entwicklungsmittel nicht absorbiert.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Innere des Entwicklungsmittelträgerteils ein schaumartiges Material ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei vor dem Kontaktierungsschritt ein Vorbefeuchtungsschritt vorgesehen ist, um eine vorbefeuchtende Flüssigkeit, die eine chemisch inaktive dielektrische Flüssigkeit ist, die gute Ablöseeigenschaften aufweist, auf das Bildträgerteil aufzubringen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die vorbefeuchtende Flüssigkeit eine Viskosität von 0,5 bis 5 mPa.s, einen elektrischen Widerstand von 10¹² cm oder mehr, einen Siedepunkt von 100 bis 250ºC und eine Oberflächenspannung von 21 dyn/cm oder weniger aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Hauptkomponente der vorbefeuchtenden Flüssigkeit Silikonöl ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Dicke des hochviskosen flüssigen Entwicklungsmittels auf dem Entwicklungsmittelträgerteil so eingestellt wird, daß sie zwischen 5 und 40 um liegt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die nichtleitende Flüssigkeit des flüssigen Entwicklungsmittels eine Viskosität von 0,5 bis 1000 mPa.s, einen elektrischen Widerstand von 10 cm oder mehr, eine Oberflächenspannung von 21 dym/cm oder weniger und einen Siedepunkt von 100ºC oder mehr aufweist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei Silikonöl als die nichtleitende Flüssigkeit im flüssigen Entwicklungsmittel verwendet wird.

11. Vorrichtung zur Flüssigentwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes, wobei ein aus geladenen Entwicklungspartikeln bestehender Toner verwendet wird, um elektrostatische latente Bilder zu entwickeln, die auf einem Bildträgerteil (10) gebildet werden, mit:

einem Mittel zum Bilden einer dünnen Schicht eines hochviskosen flüssigen Entwicklungsmittels auf einem elastischen zylindrischen Entwicklungsmittelträgerteil (506), wobei das Entwicklungsmittel eine Viskosität von 100 bis 10000 mPa.s aufweist, in welchem der Toner in einer nicht-leitenden Flüssigkeit mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,1 bis 5 um mit einer Konzentration von 5 bis 40 Gew.-% verteilt ist, und

einem Mittel zum Rotieren des Entwicklungsmittelträgerteils (506) in Antriebsrichtung bezüglich des Bildträgerteils (10) und zum gleichzeitigen Inkontaktbringen der flüssigen Entwicklungsmittelschicht auf dem Entwicklungsmittelträgerteil mit dem Bildträgerteil, wobei dadurch das flüssige Entwicklungsmittel auf die Oberfläche des latenten Bildes auf dem Bildträgerteil aufgebracht wird, gekennzeichnet durch

einen Einstellmechanismus, der Walzen (507) mit einem etwas geringeren äußeren Durchmesser als dem äußeren Durchmesser des Entwicklungsmittelträgerteils (506) an beiden Enden des Entwicklungsmittelträgerteils aufweist, so daß die Walzen das Bildträgerteil berühren und dabei die Kontaktkraft des Entwicklungsmittelträgerteils gegen das Bildträgerteil einstellen.

12. Vorrichtung zum Flüssigentwickeln eines elektrostatischen latenten Bildes nach Anspruch 11, wobei das Entwicklungsmittelträgerteil einen Härtewert von 5 bis 60 Grad JIS-A aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Oberfläche wenigstens des Entwicklungsmittelträgerteils aus einem leitenden Material gebildet ist, welches das flüssige Entwicklungsmittel nicht absorbiert.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das Innere des Entwicklungsmittelträgerteils ein schaumartiges Material ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei ein Vorbefeuchtungsmittel (20) vorgesehen ist, um eine vorbefeuchtende Flüssigkeit, die eine chemisch inaktive dielektrische Flüssigkeit ist, die gute Ablöseeigenschaften aufweist, auf das Bildträgerteil (10) aufzubringen.