JP2001100534A - 静電潜像の液体現像装置 - Google Patents

静電潜像の液体現像装置

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JP2001100534A
JP2001100534A JP27971499A JP27971499A JP2001100534A JP 2001100534 A JP2001100534 A JP 2001100534A JP 27971499 A JP27971499 A JP 27971499A JP 27971499 A JP27971499 A JP 27971499A JP 2001100534 A JP2001100534 A JP 2001100534A
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Osamu Tajima
修 田島
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Victor Company of Japan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像支持体に高粘度の現像液を均一に制御し
て供給する。 【解決手段】 ドクターブレード531の作用で現像ロ
ーラ510の凹所511内あるいは溝内のみに現像液5
40を充填した現像ローラ510をプリウエット被膜1
1を形成した感光体11に接触させて感光体11の潜像
面にプリウエット被膜11を介して所定量の現像液54
0を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像支持体に高粘
度の現像液を均一に制御して供給することができる静電
潜像の液体現像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】高粘度の液体現像剤で静電潜像を現像す
る静電潜像の液体現像装置が特開平7−152254号
公報に開示されている。
【0003】図7は従来の静電潜像の液体現像装置を示
した図、図8は図7に示した現像装置を拡大して示した
図である。
【0004】図7に示した従来の静電潜像の液体現像装
置は特開平7−152254号公報に開示されているも
のであり、ここでは簡略に説明すると、画像支持体であ
る感光体110と、感光体110上にプリウェット被膜
を塗布するプリウェット装置120と、感光体110を
帯電させる帯電装置130と、感光体110上に像を露
光する露光装置140と、感光体110の静電潜像が形
成された部分にトナーを供給することにより静電潜像を
顕像化する現像装置150と、感光体110上のトナー
を所定の紙に転写する転写装置160と、感光体110
上に付着したトナーを除去するクリーニング装置170
とを備えている。
【0005】ここで、図8に拡大して示した如く、本発
明と関連のある現像装置150は、シート状の部材によ
り円筒状に形成されて現像剤層151を支持する現像ベ
ルト152と、現像ベルト152に内設されてこの現像
ベルト152をスプロケット153aにより回転駆動す
る駆動ローラ153と、感光体110が配置されている
位置とは逆側の位置から駆動ローラ153の両端部に現
像ベルト152を介して接触させることにより、現像ベ
ルト152と感光体110とが接触する側において、現
像ベルト152と駆動ローラ153との間に空間部15
4を形成する案内部材であるガイド部材155と、液体
現像剤156を貯蔵すると共に、現像ベルト152と駆
動ローラ153とが接触する側の現像ベルト152上に
液体現像剤層151を供給するベローズポンプ157
と、現像ベルト152に供給された液体現像剤層151
の層厚を調整する規制ローラ158と、現像ベルト15
2に付着した液体現像剤層151を掻き取る掻き取りブ
レード159とを備えている。 そして、現像ベルト1
52を感光体110に撓ませて接触させて、この現像ベ
ルト152上に塗布した高粘度の液体現像剤層151を
感光体110上の潜像面にプリウエット層121を介し
て供給している
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来の静電潜像の液体現像装置では、高粘度の液体現像剤
156を用いて感光体110上の潜像面にプリウエット
層121を介して静電潜像を現像することができるもの
の、現像ベルト152上に高粘度の現像剤層151を支
持して、規制ローラ158により現像剤層151の層厚
を調整しているため、現像剤層151の厚さの制御が不
充分であることで印画濃度の不適正、濃度ムラ等が発生
し易く、また、単純な面接触では高粘度インクの厚さを
極薄く制御することは困難であり、印刷インクほどの高
粘度現像液の使用は不可能である。更に、現像ベルト1
52に付着した液体現像剤層151を掻き取る掻き取り
ブレード159は、現像ベルト152が感光体110に
接触する接触点よりも下流に設けているので、余剰の現
像剤層151が感光体110側に供給されるなどの危険
性も起こり易い。
【0007】そこで、画像支持体に高粘度の現像液を均
一に制御して供給することができる静電潜像の液体現像
装置が望まれている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
てなされたものであり、第1の発明は、回転自在な画像
支持体上に形成された静電潜像を帯電した顕像化粒子で
あるトナーによって現像する静電潜像の液体現像装置で
あって、前記画像支持体上に化学的に不活性なプリウエ
ット被膜を形成するプリウエット手段と、外周面に前記
静電潜像の画素よりも直径の小さい凹所あるいは幅の狭
い溝を多数設け、且つ、前記画像支持体に圧接して回転
する現像液支持体と、前記プリウエット被膜と親和性の
ある誘電体液中に高い濃度でトナーを混練した高粘度の
現像液を前記現像液支持体側に供給する現像液供給手段
と、前記画像支持体と前記現像液支持体とが接触する接
触点よりも上流側に設けられ、前記現像液支持体に供給
された現像液のうち前記凹所内あるいは前記溝内の現像
液のみを残すように該現像液支持体の表面より現像液を
掻き落とすドクターブレードと、前記ドクターブレード
の作用で前記現像液支持体の凹所内あるいは溝内のみに
前記現像液を充填した該現像液支持体を前記プリウエッ
ト被膜を形成した前記画像支持体に接触させて該現像液
支持体の潜像面に該プリウエット被膜を介して所定量の
前記現像液を供給する現像手段とを具備することを特徴
とする静電潜像の液体現像装置である。
【0009】また、第2の発明は、上記した第1の発明
の静電潜像の液体現像装置において、前記現像液支持体
は、金属あるいはプラスチックあるいはゴム製で導電性
を有する円筒体の外周面に所定の広さ、深さの凹所ある
いは溝を多数設けたことを特徴とするものである。
【0010】また、第3の発明は、上記した第1の発明
の静電潜像の液体現像装置において、前記現像液支持体
は、金属あるいはプラスチックあるいはゴム製で導電性
を有して可撓性のある円筒体の外周面に所定の広さ、深
さの凹所あるいは溝を多数設けたことを特徴とするもの
である。
【0011】また、第4の発明は、上記した第1至第3
のいずれかの発明の静電潜像の液体現像装置において、
前記現像液支持体の凹所の直径あるいは溝の幅は静電潜
像画素寸法の1/3以下、深さは1〜5μmとしたこと
を特徴とするものである。
【0012】また、第5の発明は、上記した第1乃至第
4のいずれかの発明の静電潜像の液体現像装置におい
て、前記現像液体は平均粒子径0.01〜2μmのトナ
ーを10〜70%の重量比率で含むことを特徴とするも
のである。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に本発明に係る静電潜像の液
体現像装置の一実施例を図1乃至図6を参照して詳細に
説明する。
【0014】図1は本発明に係る静電潜像の液体現像装
置を示した図、図2(a)〜(c)は図1に示した現像
ローラの凹所を示した平面図、図3は現像ローラと供給
ローラとの接触点近傍を拡大して示した図、図4はドク
ターブレードによる現像液掻き落し動作の詳細を拡大し
て示した図、図5は現像ローラによる感光体上の電荷潜
像を現像する部分を拡大して示した図、図6は感光体上
の現像液を受像紙へ転写する状態を拡大して示した図で
ある。
【0015】本発明に係る静電潜像の液体現像装置の現
像ローラは、グラビア印刷などに適用される版胴と類似
したものであり、画像支持体に高粘度現像液を均一に制
御して供給するものである。
【0016】図1に示した本発明に係る静電潜像の液体
現像装置において、10は画像支持体である感光体であ
り、この感光体10は矢印A方向に回転自在に設けられ
ている。20はプリウエット装置であり、化学的に不活
性な誘電体液であるシリコンオイルを含浸させた厚い不
織布である。上記プリウエット装置20は、感光体10
側に押圧されて感光体10にシリコンオイルの薄いプリ
ウエット被膜11(図5)を形成する。30は帯電装置
であり、感光体10の表面をすべて帯電する。40は露
光装置であり、記録すべき陰画画像信号に応じて感光体
10を照射して照射点の帯電を無くする。50は本発明
の要部となる現像装置である。60は転写用のゴム製ロ
ーラであり、このゴム製ローラ60により受像紙70を
感光体10に押圧して受像紙70を矢印B方向に移送す
る。
【0017】ここで上記した各構成部材のうちで本発明
の要部となる現像装置50は、感光体10に軽く圧接
し、回転自在な感光体10に対して従動して矢印C方向
に回転する現像液支持体となる現像ローラ510と、更
に現像ローラ510に従動して矢印D方向に回転する供
給ローラ520と、ケース530とこのケース530中
に蓄えられた現像液540よりなる。
【0018】上記した現像ローラは、金属あるいはプラ
スチックあるいはゴム製で導電性を有する円筒体の外周
面に、後述する所定の広さ、深さの凹所あるいは溝が多
数設けられているものである。尚、現像ローラに代えて
可撓性のあるベルトなどの巻回体の外周面に、所定の広
さ、深さの凹所あるいは溝を多数設けても良い。
【0019】また、上記した現像液540は、シリコン
オイルのプリウエット被膜11と親和性のある誘電体液
中に高い濃度でトナーを混練した高粘度の現像液であ
り、即ち、平均粒子径0.01〜2μmの微細な着色粒
子(トナー)をシリコンオイルと混練したものである。
この際、現像液540中の着色粒子の重量%は10%〜
70%で粘度は10〜10000mPa・sと印刷イン
クのように粘性の高いものである。また、現像液540
中の着色粒子は前述の帯電装置30による電荷とは逆極
性の電荷が付与されている。
【0020】また、現像ローラ510の表面には多数の
凹所511が形成されている。この際、図2に示した如
く、現像ローラ510の表面に形成したは多数の凹所5
11は、(a),(b)のように円形でも良いし、ある
いは、(c)のように連続的な凹状の溝でも良い。そし
て、現像ローラ510の表面に形成した多数の凹所51
1の直径又は凹状の溝の幅は静電潜像画素寸法の1/3
以下で例えば5〜10μm、深さは例えば1〜5μmで
ある。
【0021】図1に戻り、現像ローラ510はケース5
30に回転自在に取りつけられている。この現像ローラ
510は感光体10に所定の圧力で押圧され、且つ、感
光体10と周速が等しくなるよう矢印C方向に回転して
いる。一方、供給ローラ520は現像ローラ510に所
定の圧力で接するように設けられている。現像液540
が消費されて液面が下がっても供給ローラ520の一部
は現像液540に浸るようにされている。供給ローラ5
20が現像ローラ510と同期して矢印D方向に回転す
ると粘性の高い現像液540は供給ローラ520に沿っ
て厚い層541を形成して現像ローラ510側に引き上
げられて、厚い層541が現像ローラ510との間に練
りこまれる。この時、現像ローラ510の凹所511内
に厚い層541中の現像液540が充填される。ここ
で、図3に拡大して示した如く、現像ローラ510と供
給ローラ520とが接触する接触点部位は、現像液54
0による厚い層541が現像ローラ510の凹所511
内に押し込まれ、接触点を越えた時にそれぞれのローラ
510,520に略等しい厚さの層542と543を形
成し分離される。
【0022】再び図1に戻り、ケース530の上方には
現像ローラ510に接近してドクターブレード531が
設けられており、且つ、ドクターブレード531は感光
体10と現像ローラ510とが接触する接触点よりも上
流側に設けられている。ここで、図4に拡大して示した
如く、ドクターブレード531は現像ローラ510の表
面から現像液層543を掻き落し、現像ローラ510の
凹所511内の現像液540のみを残す。そして、ドク
ターブレード531によって掻き落とされた現像液層5
43はケース530内の現像液540に回収される。
【0023】上記した現像ローラ510の凹所511は
グラビア版製造と同じくステンレス等の鏡面仕上金属ロ
ーラにフォトリソグラフィ・エッチング技術で作る。ま
た、ドクターブレード531は固いゴムのブレードであ
る。
【0024】次に、図5に拡大して示した如く、現像ロ
ーラ510と感光体10とが接触する際に、感光体10
には前述したプリウエット装置20(図1)により極薄
いシリコンオイルのプリウエット皮膜11が形成されて
いる。また、感光体10上で前述した露光装置40(図
1)によって露光されなかった部分は電荷が所々残され
ている。また、現像ローラ510の凹所511内には、
前述したように現像液540が充填されている。そし
て、感光体10と現像ローラ510とが接触する接触点
近傍では、現像ローラ510の凹所511内に充填され
た現像液540が電荷12に接近すると現像液540a
は電荷に引き寄せられる。この際、シリコンオイルのプ
リウエット皮膜11と現像液540中のシリコンオイル
とは同質なので両者の境界は直ちに貼着状態になる。そ
して、感光体10と現像ローラ510が離れる寸前で、
電荷12に対応する現像ローラ510の凹所511内の
現像液540bは電荷12にひきつけられ、この後、感
光体10と現像ローラ510とが完全に離れると感光体
10側に現像液540cが残されて感光体10上で電荷
潜像が現像される。また、感光体10上に電荷がない部
分では、現像ローラ510の凹所511の現像液保持力
がシリコンオイル層11と現像液540中のシリコンオ
イル親和力よりも大きいので境界で剥離して、現像ロー
ラの凹所511内に現像液540dが残される。この
際、現像ローラ510は導電体であることが望ましい。
尚、現像ローラ510は電気的に浮いているのが良い。
また、現像ローラ510は帯電しない様に図示しない放
電電極、放電ブラシ等を備えておくと良い。これは、現
像液540中の荷電着色粒子と現像ローラ510との間
で引き付け、反発、放電等の作用を起こさないようにす
るためである。このようにして現像液540の感光体1
0への静電潜像への転写と非画像部への移行防止が安定
して行われる。
【0025】次に、図6に拡大して示した如く、感光体
10に残された現像液540cは転写ローラ60との間
に挟持された受像紙70に押圧貼着される。そして、感
光体10に残された現像液540cは普通紙の繊維間へ
の押し込みと絡みによる保持力あるいは乾燥した平滑な
アート紙への貼着力で保持され、電荷12とプリウエッ
ト被膜11による感光体10の保持力を凌ぐので受像紙
70への転写が完成する。
【0026】次に、以上説明した現像液転写の過程をま
とめておく。 供給ローラ520に厚い層の現像液層541を形成…
現像液の粘性による。 現像ローラ510の凹所511への現像液の充填…供
給ローラの押圧力による押し込み ドクターブレード531による現像ローラ510から
の現像液層543の掻き落とし 感光体10上に形成したシリコンオイルのプリウエッ
ト被膜11と凹所511内の現像液の親和 感光体10上の電荷12による現像ローラ510の凹
所511内の現像液の吸着 感光体10に電荷12の無い部分…現像ローラ510
の凹所511内の現像液保持力>の親和力により感光
体10に現像液乗り移らない。 受像紙70への転写―感光体10上の現像液保持力
(電荷クーロン力およびシリコンオイル親和力)<普通
紙の繊維への押し込み、あるいはコート紙の乾燥平滑面
への現像液粘着力 ここで、感光体10上で非帯電部への現像液移行を抑え
るためにはシリコンオイルのプリウエット被膜11が薄
いほどよい。これは、現像液540中の着色粒子がプリ
ウエット被膜11に溶け込む可能性が低くなるからであ
る。また、感光体10と現像ローラ510の押圧力が低
くてもプリウエッ被膜11が薄ければ帯電部の吸着クー
ロン力が大きく作用し現像が確実に行われる。また、プ
リウエット被膜11と現像液540中のシリコンオイル
の分子量を異なるものとしておくと互いに混ざり合う速
度が下がるので着色粒子が非現像部へ移行することを抑
えられる。このようにして地汚れの無い、明確な転写が
行われる。
【0027】次に、現像ローラ510に形成した多数の
凹所511は以下の効果を持つ。感光体10への現像
液転写量を所定の正確な値に維持するので濃度過剰、濃
度不足の無い正確で望ましい階調の印刷ができる。 過剰な現像液540がないので地汚れのないきれいな
印刷ができる。 現像ローラ510の凹所511による現像液保持力で
シリコンオイルのプリウエット被膜11が薄くても感光
体10の非帯電部への吸着を防止できる。 高粘の度現像液540で所定の極めて薄い現像液層を
形成できるのでグラビア印刷と同様の美しい滲みのない
印写が普通紙に実現できる。 同じく吸収性のないアート紙への貼着も良好であり欠
陥のない美しい印写ができる。 感光体10上にシリコンオイルのプリウエット被膜1
1を薄く形成できるので受像紙への油滲みがない。
【0028】また、現像ローラ510の凹所511に関
して以下の工夫が可能である。 現像ローラ510の凹所側壁に抜き勾配を設けられ
る。これによって望ましい現像液の保持力が実現でき
る。また、現像液練りこみのとき空気を逃がしやすく感
光体10への転写で凹所511隅への現像液のこびり付
きも減るので正確な印写ができる。 図2(c)のように溝型の連続した凹所511も可能
である。この凹所511に現像液を練りこむとき空気を
逃がしやすい利点がある。
【0029】次に、印刷ドット寸法(感光体非帯電部寸
法)と現像ローラ510の凹所寸法との関連を図2を用
いて述べる。
【0030】図2(a)に示した(イ)、(ロは)凹所
3個相当の直径を有す印刷ドットである。印刷ドットと
凹所の重畳した部分のインクが転写されるときイの転写
量を1.00とすればロのそれは0.913であり、濃
度変動は−0.79dBである。このレベルの変動は一
般に人には感じられない。(ハ)はその中間である。無
数のドットで構成される画像ではドットの分布はランダ
ムでありこの影響はさらに弱められ感知されない。ま
た、(ニ)、(ホ)の様に最小ドットが凹所4ピッチ相
当となればさらに影響は減る。また、図2(b)に示す
ように凹所511を同じピッチの千鳥配置をすると印刷
ドットに含まれる凹所面積は1.09から1.14倍と
なり、最大最小比率も0.964(−0.27dB)へ
向上する。このようにすると印刷濃度の確保がより容易
となる。また、図2(c)に示すように凹所511を凹
状の溝にすることで印刷ドットへのインク供給量は増加
し均一性も増す。
【0031】また、アート紙等の受像紙70への転写で
は感光体10上の現像液堆積は紙と感光体10とによっ
て押しつぶされるがシリコンオイルのプリウエット被膜
11の圧縮逃げ、現像液540の堆積間の空間への逃げ
によって現像液堆積は平滑化され光沢のある高濃度印字
ができる。
【0032】本実施例の現像ローラ510はステンレス
製の円柱であるが、感光体10も硬い円柱であるため、
両円柱の真直度はプリウエット被膜厚さの精度を要す。
ステンレス現像ローラを母型とした弾性のあるプラスチ
ックあるいはゴムで成形したものを現像ローラ510と
すれば形状精度が劣っても感光体10に対する接触は確
実なものとなる。
【0033】材質のプラスチック、ゴムはドクターブレ
ード531の圧接・走行に耐える硬さを必要とする。
【0034】可撓性のあるプラスチックあるいはゴムの
円筒体面に所定形状、配置の凹所あるいは溝を成形した
円筒体を平行配置されたプーリー間に張架した現像液支
持体も感光体への確実な接触を維持できる。
【0035】図1では現像ローラ510の凹所511に
残された非転写現像液はそのまま再び感光体10に対す
るが、感光体10の下流に常時全面帯電ローラによる不
使用現像液の回収を行うのが良い。現像ローラ510に
現像液が長期に留まると固化する恐れがある。
【0036】
【発明の効果】以上詳述した本発明に係る静電潜像の液
体現像装置によると、以下の効果がある。 感光体への現像液転写量を所定の正確な値に維持する
ので濃度過剰、濃度不足の無い正確で望ましい階調の印
刷ができる。 過剰な現像液がないので地汚れのないきれいな印刷が
できる。 現像ローラの凹所による現像液保持力でシリコンオイ
ルのプリウエット被膜が薄くても感光体非帯電部への吸
着を防止できる。 高粘度現像液で所定の極めて薄い現像液層を形成でき
るのでグラビア印刷と同様の美しい滲みのない印写が普
通紙に実現できる。 同じく吸収性のないアート紙への貼着も良好であり欠
陥のない美しい印写ができる。 感光体上にシリコンオイルのプリウエット被膜を薄く
形成できるので受像紙への油滲みがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る静電潜像の液体現像装置を示した
図である。
【図2】(a)〜(c)は図1に示した現像ローラの凹
所を示した平面図である。
【図3】現像ローラと供給ローラとの接触点近傍を拡大
して示した図である。
【図4】ドクターブレードによる現像液掻き落し動作の
詳細を拡大して示した図である。
【図5】現像ローラによる感光体上の電荷潜像を現像す
る部分を拡大して示した図である。
【図6】感光体上の現像液を受像紙へ転写する状態を拡
大して示した図である。
【図7】従来の静電潜像の液体現像装置を示した図であ
る。
【図8】図7に示した現像装置を拡大して示した図であ
る。
【符号の説明】
10 画像支持体(感光体) 11 プリウエット被膜 20 プリウエット装置 30 帯電装置 40 露光装置 50 現像装置 510 現像液支持体(現像ローラ) 511 凹所 520 供給ローラ 530 ケース 531 ドクターブレード 540 現像液

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転自在な画像支持体上に形成された静電
    潜像を帯電した顕像化粒子であるトナーによって現像す
    る静電潜像の液体現像装置であって、 前記画像支持体上に化学的に不活性なプリウエット被膜
    を形成するプリウエット手段と、 外周面に前記静電潜像の画素よりも直径の小さい凹所あ
    るいは幅の狭い溝を多数設け、且つ、前記画像支持体に
    圧接して回転する現像液支持体と、 前記プリウエット被膜と親和性のある誘電体液中に高い
    濃度でトナーを混練した高粘度の現像液を前記現像液支
    持体側に供給する現像液供給手段と、 前記画像支持体と前記現像液支持体とが接触する接触点
    よりも上流側に設けられ、前記現像液支持体に供給され
    た現像液のうち前記凹所内あるいは前記溝内の現像液の
    みを残すように該現像液支持体の表面より現像液を掻き
    落とすドクターブレードと、 前記ドクターブレードの作用で前記現像液支持体の凹所
    内あるいは溝内のみに前記現像液を充填した該現像液支
    持体を前記プリウエット被膜を形成した前記画像支持体
    に接触させて該現像液支持体の潜像面に該プリウエット
    被膜を介して所定量の前記現像液を供給する現像手段と
    を具備することを特徴とする静電潜像の液体現像装置。
  2. 【請求項2】前記現像液支持体は、金属あるいはプラス
    チックあるいはゴム製で導電性を有する円筒体の外周面
    に所定の広さ、深さの凹所あるいは溝を多数設けたこと
    を特徴とする請求項1記載の静電潜像の液体現像装置。
  3. 【請求項3】前記現像液支持体は、金属あるいはプラス
    チックあるいはゴム製で導電性を有して可撓性のある円
    筒体の外周面に所定の広さ、深さの凹所あるいは溝を多
    数設けたことを特徴とする請求項1記載の静電潜像の液
    体現像装置。
  4. 【請求項4】前記現像液支持体の凹所の直径あるいは溝
    の幅は静電潜像画素寸法の1/3以下、深さは1〜5μ
    mとしたことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいず
    れか1項記載の静電潜像の液体現像装置。
  5. 【請求項5】前記現像液体は平均粒子径0.01〜2μ
    mのトナーを10〜70%の重量比率で含むことを特徴
    とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載の静電
    潜像の液体現像装置。
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