JPH05210309A

JPH05210309A - 湿式現像装置

Info

Publication number: JPH05210309A
Application number: JP5694791A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Yagi; 厚志八木
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1991-03-20
Filing date: 1991-03-20
Publication date: 1993-08-20

Abstract

(57)【要約】【目的】溝加工の容易な現像ローラを用いても、現像
ローラの回転数を高めることなく現像ムラの発生を低減
し、高い現像性能を維持する。【構成】現像ローラの表面に、現像液供給用の第１の
溝と、底面が現像電極部を構成する第２の溝とを形成
し、第２の溝の深さを０．１ミリメートル以上、０．２
ミリメートル以下とする。【効果】第２の溝を上記のような構成にすれば、
（ａ），（ｂ）のグラフに示すように、現像ローラを高
回転させたときでも高い画像濃度が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静電潜像を有する記録
シートに現像液を供給するように回転可能であり、現像
を促進する現像電極部を有する現像ローラを具備する湿
式現像装置関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】上述の湿式現像装置とし
て、例えば、部分的に現像液面に接触し、回転すること
により表面に液膜を形成た現像ローラの表面に対して、
微小なギャップをもってシートを対向させ搬送し、ロー
ラとシートとの間に現像液を供給してこの現像液を作用
させるローラ式の湿式現像装置が、特開昭６０−２８６
７８号公報に開示されている。

【０００３】この従来例では、表面が平滑な現像ローラ
が使用されているが、ローラ表面への現像液の付着量を
増やしてローラとシートとの間への現像液の供給を効率
良くするために、ローラの回転軸と平行な溝が表面に形
成された現像ローラが使用されているものも知られてい
る。この場合にはローラ表面の溝加工は容易であるが、
ローラの回転軸方向の現像ムラが現像面に発生し易い。
この現像ムラの様子を図９に示す。図９において、符号
６０はローラ基体、符号６１は平行溝、符号６２は高濃
度部、符号６３は低濃度部を、夫々示す。

【０００４】図９の（ａ）に示すように、ローラ基体６
０には、幅１．４ミリメートル、深さ０．８ミリメート
ルの溝を３０本形成している。この現像ローラを使用
し、ローラの回転数を順次変更してベタ画像を現像した
時の画像の状態を図９の（ｂ），（ｃ），（ｄ）に夫々
示す。図９の（ｂ）に示すように、現像ローラの回転数
が低い場合のベタ画像部では、高濃度部６２の幅は０．
９〜１．０ミリメートルとなっている。

【０００５】記録シートの送り速度に対して現像ローラ
の回転数を高くするに従って、図９の（ｃ）に示すよう
に、高濃度部６２の幅が広くなっている。現像ローラの
回転数の十分に高い領域では、図９の（ｄ）に示すよう
に、画像濃度が全体的に高くなり、線状のムラは消失す
る。

【０００６】しかし、この現像ローラを用いて現像ムラ
を目立たないようにするためには、現像ローラの回転数
を高くする必要がある。現像ローラの回転数を高くする
と、ローラの駆動系に負担がかかり、現像液の飛散が起
りやすい。

【０００７】この欠点を解消するために、現像ローラの
表面にスパイラル状の溝を形成した湿式現像装置が、例
えば特公昭５１−４３７８３号公報に開示されているよ
うに知られている。図１０に示すように、この装置にお
いては、静電潜像を有する記録シート６４は、搬送ロー
ラ６５によって矢印Ｖ方向に搬送される。現像ローラ６
６の表面には、図１１の（ａ）に示すような多条のスパ
イラル溝６８が形成されており、この表面に現像液供給
トレイ６９から現像液７０が供給される。供給された現
像液７０は、現像ローラ６６と記録シート６４とが最も
近接する部分でシートの記録面に接触して作用し、現像
が行われる。なお、この公報においては、現像液７０を
効率良く供給し現像ムラの発生を防ぐために、ピッチ
１．２ミリメートル、ねじの谷角６０度、条数１１０
本、リード角６０度、リードの長さ１３２ミリメートル
のスパイラル溝６８が形成された現像ローラ６６が使用
されている。

【０００８】しかし、表面にスパイラル状の溝を形成し
た現像ローラを湿式現像装置に用いた場合に発生しやす
い問題点として、図１１に示すような現象がある。図１
１において、符号６７はローラ基体を、符号６８はスパ
イラル溝を、符号７１はベタ画像部を、符号７２は高濃
度部を、符号７３は低濃度部を、夫々示す。

【０００９】例えば、図１１の（ａ）に示すようなピッ
チ１ミリメートル・谷の深さ１ミリメートルの１条ねじ
状のスパイラル溝６８を現像ローラ６６の表面に形成
し、このローラを用いて静電潜像を現像するものとす
る。この場合のスパイラル溝６８の形状は、前述の特公
昭５１−４３７８３号公報において良好な結果を得たピ
ッチ１ミリメートル、ねじの谷角６０度に近い形状であ
り、リード角のみが著しく異なっている。このような形
状の現像ローラ６６を使用し、ベタ画像を現像したとき
の画像の状態を図１１の（ｂ），（ｃ），（ｄ）に夫々
示す。このベタ画像部７１では、全体的に低い濃度で現
像された領域中に、スパイラル溝６８のピッチと同じピ
ッチで配列された著しく濃度の高い線が現像されてい
て、画像濃度の不均一なムラ画像となってしまってい
る。図１１の（ｃ）に示すように、線状の高濃度部７３
の幅は、０．３〜０．４ミリメートルとなっている。静
電潜像の表面電位を１００Ｖとしたときには、ベタ画像
部７１の平均画像濃度は１．０（Ｄ＝１．０）、高濃度
部の幅は約０．４ミリメートルであった。潜像電位が２
０Ｖの領域では、低濃度部７３にはトナーがほとんど付
着しておらず、高濃度部７２の幅は約０．３ミリメート
ルであった。

【００１０】記録シート６４の送り速度に対して現像ロ
ーラ６６の回転速度を高めるか、又はスパイラル溝６８
を多条ねじ構造としリード角を大きくすると、図１１の
（ｄ）に示すように、記録シート６４の送り方向に対す
る高濃度部７２の幅も大きくなる。又、全体の画像濃度
が高くなって線状のムラは次第に目立ちにくくなる。線
が目立たない状態にするためには、現像ローラ６６の回
転数を高くするか、あるいは溝の傾斜角を大きくする必
要がある。

【００１１】しかし、現像ローラの回転数を高くする
と、このローラの駆動系に負担がかかり、現像液の飛散
が起り易い。溝の傾斜角を大きくすると、溝が複雑化し
て加工が困難となる。現像溝を多条化すると、現像ロー
ラの回転方向に対して溝の角度が大きくなるために、現
像溝内に現像液が停滞し、現像ムラが発生したり現像終
了後に現像溝に現像液が残留して固着したりする。

【００１２】本発明の目的は、溝加工の容易な現像ロー
ラを用いても、現像ローラの回転数を高めることなく現
像ムラの発生を低減でき、高い現像性能を維持できる湿
式現像装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】従って本発明の湿式現像
装置においては、記録シートに現像液を供給するように
回転可能であり、現像を促進する現像電極部を有する現
像ローラを具備するものであり、前記現像液を供給する
第１の溝と、この第１の溝より浅く、底面が前記現像電
極部を構成する第２の溝とを前記現像ローラの表面に形
成し、前記第２の溝の深さを０．１ミリメートル以上、
０．２ミリメートル以下としたことを特徴とする。

【００１４】

【作用】本発明の湿式現像装置において、現像ローラの
表面に形成された第１の溝は、主に記録シートに現像液
を供給し、第１の溝よりも浅い第２の溝は、主に現像電
極部として電圧が印加され現像を促進する。

【００１５】

【実施例】以下に、本発明による第１実施例の湿式現像
装置を、図１乃至図５を参照して詳細に説明する。

【００１６】図１の（ａ）に示すように、湿式現像装置
は、この装置のハウジングをなす細長の気密箱体２０を
具備する。この気密箱体２０は、スリット窓２１を構成
するように長手方向に沿って上面が開口した筒形状の中
空部材２０ａと、この中空部材２０ａの両端を夫々封止
し、後述の現像ローラ２５を支持する封止部材２０ｂ，
２０ｃとから構成されている。この気密箱体２０のスリ
ット窓２１の長手方向の長さは、静電潜像が形成された
記録シートの幅よりも少し短く設定されている。気密箱
体２０の一端側の封止部材２０ｂ近くの下部には、気密
箱体２０内に現像液を供給するための現像液供給口２２
が取り付けられている。この現像液供給口２２の上端面
は、封止部材２０ｂの底面と同一面に来るように設置さ
れている。気密箱体２０の他端側の封止部材２０ｃ近く
の下部には、気密箱体２０内の現像液を排出するための
現像液排出口２３が取り付けられている。この現像液排
出口２３の上端面は、現像液供給口２２の上端面よりも
高く設定されており、気密箱体２０内の現像液の液面を
一定の高さに保つ液面規制端２４をなしている。

【００１７】前記気密箱体２０内は、記録シートに現像
液を供給する導電性の現像ローラ２５が封止部材２０
ｂ，２０ｃにより回転可能に支持されている。この現像
ローラ２５の周面には、後述する静電潜像を有する記録
シートに現像液を供給するための第１の溝と、この第１
の溝よりも浅く、底面が現像電極部を構成する第２の溝
とが、現像ローラ２５の回転軸と平行な方向に延出して
形成されている。これら第１及び第２の溝は、簡略化の
ために図１の（ｂ）には図示しない。この現像ローラ２
５は、一端側に駆動側ローラ軸２６を、他端側に支持側
ローラ軸２７を夫々有する。この駆動側ローラ軸２６
は、気密箱体２０の外側で図示しない駆動用のモータの
回転シャフトに接続されており、現像ローラ２５はこの
モータによって回転される。この駆動側ローラ軸２６は
封止部材２０ｂ中に設けられたベアリング２９によって
支持されている。駆動側ローラ軸２６と封止部材２０ｂ
との間には、シールリング３０が、これらの間を通る気
密箱体２０内への空気の侵入を防止するようにもうけら
れている。このベアリング２９の外側は押え部材３１に
よって押さえられている。前記支持側ローラ軸２７は封
止部材２０ｃ中で軸受けブッシュ２８によって軸止され
ている。

【００１８】前記現像液供給口２２には、現像液が収納
された現像液容器３２が配管３４ａによって接続されて
いる。又、現像液排出口２３には、気密箱体２０内の空
気及び現像液を吸引する吸引ポンプ３３が配管３４ｂに
よって接続されている。前記現像液容器３２と吸引ポン
プ３３とは、配管３４ｃによって接続されている。

【００１９】この様に構成された本発明による第１実施
例の湿式現像装置の作用を以下に説明する。まず、一様
な電位で静電潜像が記録されている記録シートを、気密
箱体２０のスリット窓２１を覆うように気密箱体２０上
に搬送する。この状態で吸引ポンプ３３を作動させる
と、この吸引ポンプ３３は気密箱体２０内の空気を現像
液排出口２３より吸引するので、記録シートがスリット
窓２１の縁に密着する。さらに吸引ポンプ３３が気密箱
体２０内の空気を吸引して気密箱体２０内の圧力が低く
なると、この負圧により、配管３４ａを介して現像液容
器３２から現像液が気密箱体２０内に流入する。そのま
ま現像液の流入が続くと、液面が現像液排出口２３の液
面規制端２４まで上昇する。液面が液面規制端２４を越
えると、現像液と気密箱体２０内の空気とが現像液排出
口２３から排出され、液面の高さは一定に保たれる。そ
して、記録シートとスリット窓２１との間から侵入して
くる空気の量と現像液排出口２３から排出される空気の
量とのバランスが取れると、気密箱体２０内の圧力が一
定に保たれるので、現像液は安定した状態で循環され
る。前記記録シートは気密箱体２０内の負圧により気密
箱体２０内に引き込まれるように撓んで、現像ローラ２
５の表面にほぼ接触しながら図示しない搬送手段によっ
て搬送される。記録シートの搬送を行いながら、現像ロ
ーラ２５を回転させて現像を行う。この現像ローラ２５
による現像の様子を、図２の（ａ）を用いて説明する。
なお、図２において、符号３５に第１の溝、符号３６に
第２の溝、符号３７に現像ローラの表面、符号３８に記
録シートを夫々示し、第１の溝３５の深さを０．８ミリ
メートル、第２の溝３６の深さを０．２ミリメートルと
する。

【００２０】図２の（ａ）において、記録シート３８は
現像ローラの表面３９にほぼ接触している状態となって
いる。導電性の現像ローラの表面３９と記録シート３８
との間には、矢印で示すような電気力線が作用してお
り、現像液中のトナー粒子はこの電気力線に沿って泳動
され記録シートに付着し、記録シート３８に形成されて
いた静電潜像は現像される。

【００２１】電気泳動の速度は電気力線の電位勾配によ
って決まってくる。記録シート３８上の静電潜像の電荷
の密度が均一でも、記録シート３８と溝の底面との間隔
によって電位勾配は異なってくる。図２の（ａ）に示す
深さ０．２ミリメートルの第２の溝３６では、これの底
面と記録シートの記録面との間隔、即ち第２の溝３６の
深さが０．２ミリメートルと小さいために電位勾配は大
きく、トナー粒子は高速で泳動する。一方、第１の溝３
５では、これの底面と記録シート３８の記録面との間
隔、即ち第１の溝３５の深さが０．８ミリメートルであ
るので電位勾配が小さく、電気泳動の速度は比較的小さ
い。

【００２２】次に、上述のように作用する第１の溝３５
と第２の溝３６との夫々の深さと、現像ローラ２５の回
転数とを夫々変化させて記録シート３８に記録されてい
る静電潜像を現像し、それらの画像濃度を比べてみる。
まず第１に、深いほうの第１の溝３５を一定の深さ、即
ち０．８ミリメートルとし、浅いほうの第２の溝３６の
深さを、図２の（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），
（ｅ）に夫々示すように０．２，０．１，０．３，
０．５，０．０５ミリメートルと可変させて測定し
た。第２に、浅いほうの第２の溝３６を一定の深さ、即
ち０．２ミリメートルとし、深いほうの第１の溝３５の
深さを、図４の（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），
（ｅ）に夫々示すように０．２，０．４，０．６，
０．８，１．０ミリメートルと可変させて実験し
た。なお、上記第１及び第２の実験では、現像ローラ２
５は直径２６ミリメートルのものを用い、円周上に第１
の溝３５を３０個、第２の溝３６を１５個形成したもの
を使用した。現像ローラ２５は可変速モータによって夫
々１００，２００，３００，４００ｒ．ｐ．ｍ．で回転
させた。記録シート３８としては、現像ローラの手前で
コロナ帯電器によって表面に１００Ｖの静電潜像を形成
した静電記録紙を使用した。記録シートの搬送速度は毎
秒３８ミリメートルとし、現像ローラは記録紙の搬送方
向と同じ方向に回転させた。現像液はセイコー電子工業
株式会社より発売されているカラー静電プロッタＥＰ４
００用の黒現像液を使用し、溶液はアイソファーＧ（商
品名；米エクソン社）を使用した。

【００２３】第１の実験において、静電潜像を現像した
ときの現像ローラ２５の回転数と画像濃度との関係は図
３のグラフに示すようになっている。ローラ回転数１０
０ｒ．ｐ．ｍ．のときの各々の画像濃度を比べてみる
と、第２の溝３６の深さを、最も浅い０．０５ミリメー
トルとした（ｅ）が最も画像濃度が高く、最も深い０．
５ミリメートルとした（ｄ）が最も画像濃度が低い。即
ち、この回転数においては、第２の溝３６を浅くするく
するに従って画像濃度は高くなっている。これは、記録
シート３８と溝の底面との間隔が小さいほうが電位勾配
が大きく、トナー粒子が高速で泳動していることを示し
ている。しかし、順次ローラの回転数を高くしてゆく
と、他のものは順次上昇して行くが、最も浅い（ｅ）の
画像濃度は殆ど上昇しない。これは、溝の浅すぎると溝
の底面と記録シート３８との間に現像液が十分に供給さ
れていないためであることを示している。又、（ａ）及
び（ｂ）と、（ｃ）及び（ｄ）とを比べてみると、
（ａ）及び（ｂ）の画像濃度の方が断然に良い。これ
は、記録シート３８と溝の底面との間隔が大きいと電位
勾配が小さくなり、トナー粒子の泳動速度が低くなって
しまうことを示している。従って高い画像濃度を得るた
めには、現像電極を構成する第２の溝３６の底面と記録
シート３８との間隔を小さくすると共に、記録シート３
８の表面に現像液を十分に供給する必要があることがわ
かる。この必要を満たすためには、上記第１の実験結果
より、第２の溝３６の深さを、０．１ミリメートル以
上、０．２ミリメートル以下に設定するのが最適であ
る。

【００２４】第２の実験における静電潜像を現像したと
きの現像ローラ２５の回転数と画像濃度との関係は図５
のグラフに示すようになっている。このグラフを全体的
に見てみると、第１の溝３５の深さが最も浅い０．２ミ
リメートルの（ａ）の画像濃度が最も低く、最も深い
１．０ミリメートルの（ｅ）の画像濃度が最も高くなっ
ている。（ｅ）の画像濃度が、ほかのものと比べてより
低いのは、図４の（ａ）に示すように、第１の溝３５の
深さが第２の溝３６の深さと同じであり、実質的に溝が
一つとなってその幅が広くなるので、現像液の供給量が
低くなり、かつ、電位勾配の大きくなる領域が広くなる
ためであると思われる。これと対応して（ｃ），
（ｄ），（ｅ）の画像濃度が極めて高いのは、０．６乃
至１．０ミリメートルと溝が深いので現像液の供給量が
高くなるためであると思われる。上記第２の実験の結果
より、第１の溝３５の深さを０．６ミリメートル以上に
設定するのが最適である。

【００２５】従って、第１及び第２の実験の結果、第１
の溝の深さを０．６ミリメートル以上、第２の溝の深さ
を０．１ミリメートル以上、０．２ミリメートル以下に
設定することにより、現像ムラが発生しにくく、均一な
画像濃度が得られる。又、ローラの回転数が低くても高
い画像濃度が得られるので、ローラの回転数を下げて装
置内の現像液の飛散を防ぐことができる。

【００２６】表面に溝が形成されていない現像ローラを
使用する場合は、現像液を適正に作用させるために必要
な所定の間隔をローラの表面と記録シートとの間に保ち
ながら搬送させなければならないので、記録シートを搬
送する精度を高めなければならない。しかし本願の場合
は、ローラの表面と記録シートとの間隔は、ローラの表
面に形成された溝の深さによって保たれているので、記
録シートを搬送する精度を高めなくとも、安定した現像
能力を得ることができる。

【００２７】次に、本発明の湿式現像装置の第２実施例
における現像ローラを、図６を用いて説明する。なお、
第１実施例と同一の部材または同一の部分は第１実施例
と同一の符号を用い、説明を簡略化する。以下、第３及
び第４実施例においても同様に説明する。

【００２８】図６に示す第２実施例における現像ローラ
３９の第２の溝４１は、断面がテーパ付けされた三角形
状をなしている。この第２の溝４１の最も深いところ
は、ローラの表面４２からの距離が０．２ミリメートル
である。又、第１の溝４０の深さは０．８ミリメートル
である。この様に形成すれば、第１実施例と同様の効果
が得られる。又、上述の通りに現像ローラ３９の表面を
形成するには、まず第１の溝４０を形成し、この後ロー
ラの表面をテーパ付けするだけで良いので、加工が簡単
である。

【００２９】図７に示す第３実施例の現像ローラ４４の
第２の溝４６は、断面が三角形状をなしている。本実施
例の場合も、第２の溝４６の最も深いところは０．２ミ
リメートルであり、第１の溝４０の深さは０．８ミリメ
ートルであり、第２実施例と同様に加工が簡単である。

【００３０】図８に示す第４実施例の現像ローラ４９の
第１の溝５０及び第２の溝５１は、夫々の断面が台形に
なっている。第１の溝５０の深さは０．８ミリメートル
であり、第２の溝５１の深さは０．２ミリメートルであ
る。溝を台形状にした場合、四角形状にした場合と比べ
て溝の内部の現像液が入れ替わりやすいので、現像ムラ
が発生しにくい、という利点がある。第２乃至第４実施
例においては、第１及び第２の溝の夫々の深さを規定し
たが、特許請求の範囲に記載した深さの範囲であれば、
本発明の効果は得られる。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、溝加工の容易な現像ロ
ーラを用いても、現像ローラの回転数を高めることなく
現像ムラの発生を低減でき、高い現像性能を維持できる
湿式現像装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は（ａ），（ｂ）を含み、（ａ）は本発明
の第１実施例の湿式現像装置を現像ローラの回転軸に沿
って切断した縦断面図、（ｂ）は（ａ）において現像ロ
ーラの回転軸に直交する方向に沿って切断した縦断面図
である。

【図２】図２は（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），
（ｅ）を含み、本発明の第１実施例の湿式現像装置にお
ける現像ローラの第２の溝の様々な深さを示す断面図で
ある。

【図３】図３は図２における現像ローラを使用した場合
の画像濃度とローラの回転数との関係を示すグラフであ
る。

【図４】図４は（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），
（ｅ）を含み、本発明の第１実施例の湿式現像装置に置
ける現像ローラの第１の溝の様々な深さを示す断面図で
ある。

【図５】図５は図４における現像ローラを使用した場合
の画像濃度とローラの回転数との関係を示すグラフであ
る。

【図６】図６は本発明の第２実施例の湿式現像装置にお
ける現像ローラの第１及び第２の溝を示す断面図であ
る。

【図７】図７は本発明の第３実施例の湿式現像装置にお
ける現像ローラの第１及び第２の溝を示す断面図であ
る。

【図８】図８は本発明の第４実施例の湿式現像装置にお
ける現像ローラの第１及び第２の溝を示す断面図であ
る。

【図９】図９は（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）を含
み、（ａ）は従来の湿式現像装置における現像ローラの
溝を示す断面図、（ｂ），（ｃ），（ｄ）は（ａ）にお
ける現像ローラを使用した場合の種々のベタ画像を夫々
示す平面図である。

【図１０】図１０は前述のものとは別の従来の湿式現像
装置を示す縦断面図である。

【図１１】図１１は（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）を
含み、（ａ）は図１０における装置の現像ローラの溝を
示す断面図、（ｂ），（ｃ），（ｄ）は（ａ）における
現像ローラを使用した場合の種々のベタ画像を夫々示す
平面図である。

【符号の説明】

２５，３９，４４，４９…現像ローラ、３５，４０，４
５，５０…第１の溝、３６，４１，４６，５１…第２の
溝、３７，４２，４７，５２…現像ローラ表面、３８，
４３，４８，５３…記録シート。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録シートに現像液を供給するように回
転可能であり、現像を促進する現像電極部を有する現像
ローラを具備する湿式現像装置において、前記現像液を
供給する第１の溝と、この第１の溝より浅く、底面が前
記現像電極部を構成する第２の溝とを前記現像ローラの
表面に形成し、前記第２の溝の深さを０．１ミリメート
ル以上、０．２ミリメートル以下としたことを特徴とす
る湿式現像装置。