JPH06348071A - 静電潜像現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】非接触液体現像方式で極めて良好な可視画像を
得ることのできる静電潜像現像装置を実現する。 【構成】滑らかな周面を持ち、所定の現像部において潜
像担持体１の表面に対し現像ギャップを隔して極く近接
して配備され、周面に液相現像剤３を保持して所定方向
へ回転することにより、保持した液相現像剤を現像部へ
もたらす現像ローラ２と、現像ローラ２の周面に液相現
像剤３を供給する現像剤供給手段４ａ，７と、現像剤供
給手段により現像ローラ２に供給された液相現像剤層か
ら剰余の液相現像剤を除去し、現像ローラ２の周面に、
現像ギャップよりも薄い液相現像剤膜を形成するスクイ
ズローラ６とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は静電潜像現像方法およ
び装置に関する。この発明はアナログおよびデジタルの
電子複写機を初め、電子写真方式のプリンタやファクシ
ミリ装置に好適に適用できる。

【０００２】

【従来の技術】光導電性感光体等の潜像担持体上に形成
された静電潜像を現像するのに、トナーを分散媒中に分
散させた現像液を現像ローラ周面に保持して潜像担持体
表面に供給し、上記トナーにより静電潜像を可視化する
現像方式があるが、この現像方式の一つとして、現像部
における現像ローラ周面と潜像担持体表面との間隔、即
ち、現像ギャップよりも、現像ローラ周面に形成する現
像液膜の厚さを薄くして現像を行う方法が知られている
（特開昭５５−１４３５６５号公報）。この現像方式を
以下「非接触液体現像方式」と呼ぶ。

【０００３】非接触液体現像方式では、現像ローラ周面
に形成された現像液膜と潜像担持体表面との間にギャッ
プがあり、静電潜像を構成する電荷が現像部に到達する
と、上記電荷による電界の作用により現像液膜が上記電
荷に向かって「延び上がる」ように突出し潜像担持体に
付着して静電潜像の現像を行う。

【０００４】しかし、滑らかな周面を持つ現像ローラを
用いて、実際に上記非接触液体現像方式を実施してみる
と、現像された画像には、所謂「白抜け」等の「現像む
ら」が現れ、良好な可視画像を得ることができないこと
が分かった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑みてなされたものであって、非接触液体現像方式
で極めて良好な可視画像を得ることのできる静電潜像現
像装置の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の静電潜像現像
装置は「現像ローラの周面に保持された液相現像剤を潜
像担持体に供給し、潜像担持体上に形成された静電潜像
を可視化する装置」であって、現像ローラと、現像剤供
給手段と、スクイズローラとを有する。

【０００７】「現像ローラ」は、滑らかな周面を持ち、
所定の現像部において潜像担持体表面に対し現像ギャッ
プを隔して極く近接して配備され、周面に液相現像剤を
薄い膜状に保持して所定方向へ回転することにより、保
持した液相現像剤を現像部へもたらす。ここに「極く近
接して」とは、現像ギャップの大きさが１００μｍ以
下、好ましくは５０μｍ以下であることを意味する。

【０００８】「現像剤供給手段」は、現像ローラの周面
に液相現像剤を供給する。「スクイズローラ」は、現像
剤供給手段により現像ローラに供給された液相現像剤層
から剰余の液相現像剤を除去し、現像ローラ周面に、現
像ギャップよりも薄い液相現像剤膜を形成する。

【０００９】なお、現像ローラの回転方向は、現像部に
おける潜像担持体表面の移動方向に対して同方向的でも
逆方向的でも良い。

【００１０】液相現像剤としては「トナーを分散媒中に
分散させた現像液」即ち、従来から電子写真用の現像液
として知られたものを用いることができ（請求項２）、
上記現像液の他に、「印刷用インキ」、即ち、エマルジ
ョンインキや水性インキ、油性インキ等を用いることが
できる（請求項３）。「エマルジョンインキ」は、不乾
性油や不揮発性油に顔料を均一分散させた油相約１０〜
５０％中に水相約９０〜５０％を乳化させた所謂Ｗ／Ｏ
型のものでも、顔料を均一分散させた油相を水相中に乳
化させた所謂Ｏ／Ｗ型のものでも使用可能である。

【００１１】請求項２記載の発明において、上記スクイ
ズローラには「トナーと同極性のバイアス電圧」を印加
することができ（請求項４）、請求項１ないし４記載の
発明においては、現像ローラに「潜像電荷と逆極性のバ
イアス電圧」を印加することが出来る（請求項５）。

【００１２】

【作用】スクイズローラは、現像ローラ上に形成された
液相現像剤層に接触して回転し、液相現像剤層の厚み方
向の両端、即ち、現像ローラ周面上とスクイズローラ周
面上とで互いに逆向きの流体速度を液相現像剤層に与
え、層厚方向の流速分布を利用して剰余の液相現像剤を
現像ローラ周面から除去する。従って、スクレーパーや
塗布ローラによる従来の現像液膜形成方式と異なり、ス
クイズローラと現像ローラとが非接触であるので、所望
の厚さの液相現像剤膜を現像ローラ周面上に均一に形成
することができる。

【００１３】また現像ローラと潜像担持体との間の現像
ギャップが「極く小さい」ことに応じて、スクイズロー
ラで現像ローラ周面に形成する液相現像剤膜も極めて薄
いものとなる。

【００１４】

【実施例】図１（ａ）は、請求項１記載の発明の１実施
例を特徴部分のみ示している。符号１で示す、潜像担持
体としての「光導電性の感光体」はドラム状に形成され
て矢印方向へ回転し、図示されない帯電手段と露光手段
（原稿光像を照射する原稿像露光方式や光ビームによる
書込み方式等のもの）により静電潜像を形成され、静電
潜像現像装置により静電潜像に応じた可視像を形成され
る。可視像は図示されない転写手段により転写紙上に転
写される。

【００１５】この実施例において用いられている「液相
現像剤」は、分散媒中にトナーを分散させた、電子写真
用の現像液であり、従ってこの実施例は請求項２記載の
発明の実施例でもある。現像により感光体１上に形成さ
れる可視像は「トナー像」である。

【００１６】さて、図１（ａ）の実施例において、符号
２は現像ローラ、符号６はスクイズローラ、符号５はケ
ーシングを示している。現像ローラ２は滑らかな周面を
もつ金属ローラで、現像ギャップを介して感光体１の周
面に極く近接して配備されている。現像ギャップは３０
μｍである。現像ローラ２の下方の周面部分にはケーシ
ング５に基部を保持されたスクレーパ４ａの先端部が当
接し、スクレーパ４ａと現像ローラ２の周面とは、現像
液貯溜部を形成している。

【００１７】液相現像剤としての現像液３は、図示され
ないタンク中から管７Ａ中を汲み上げられ、ノズル７か
ら前記「現像液貯溜部」へ供給される。現像液貯溜部へ
供給された現像液３は現像ローラ２の周面を濡らして液
相現像剤層としての現像液層となり、現像ローラ２が反
時計回りに回転するに伴いローラ周面とともに移動す
る。即ち、図示されないタンクからノズル７へ、管７Ａ
を通して現像液３を汲み上げる手段と、スクレーパ４ａ
とは「現像剤供給手段」を構成する。

【００１８】現像ローラ２の上位にはスクイズローラ６
が設けられている。スクイズローラ６は、その周面を所
定の間隙を隔して現像ローラ２の周面に近接させてお
り、現像ローラ２と同方向へ回転する。このため、現像
ローラ２とスクイズローラ６の周面が互いに近接する部
分では両ローラ２，６の周面の移動方向は互いに逆向き
となり、現像ローラ２の周面に保持された現像液層は剰
余部分を除去される。かくして現像ローラ２の周面には
所定の層厚の均一な現像液膜が「液相現像剤膜」として
形成される。

【００１９】スクイズローラ６の作用により現像ローラ
２の周面に形成される現像液膜の膜厚は、主として現像
ローラ２とスクイズローラ６の「回転速度比」により定
まるが、この回転速度比は「上記のように形成される現
像液膜の膜厚が前記現像ギャップ（３０μｍ）よりも小
さくなる」ように設定されている。なお、スクイズロー
ラ６の周面には、基部をケーシング５に保持されたスク
レーパ４ｂの先端部が当接し、スクイズローラ６の周面
をクリーニングしている。

【００２０】現像ローラ２が回転するに従い、現像液膜
は現像部、即ち、現像ローラ２の周面と感光体１の周面
との近接部へもたらされる。図１（ｂ）は、現像部の様
子を説明図として示している。感光体１には正電荷（＋
記号で示す）による静電潜像が形成されており、現像部
において現像液膜１０と感光体１の周面とが接近する
と、現像液膜１０は図１（ｂ）に示すように、静電潜像
電荷に向かって延び上がるように突出し、感光体周面に
付着して静電潜像を可視化する。図１（ｂ）は、現像液
膜１０から延び上がるように突出した現像液が感光体１
の周面に付着する直前の様子を示している。

【００２１】ここで、現像ギャップおよび液相現像剤膜
を極く小さくすることの技術的意味を説明する。図１
（ｃ）は、現像ギャップが比較的大きく、それに応じて
液相現像剤膜としての現像液膜１０Ａの膜厚も大きい場
合を示している。このような場合、現像液膜１０Ａが静
電潜像電荷の一部に向かって延び上がるように突出する
と、この突出部の近傍では現像液膜の突出が形成されに
くくなる。

【００２２】即ち、図示のように、現像液膜１０Ａに一
つの突起１０Ａ１が形成されると、この突起１０Ａ１の
周りでは現像液膜１０Ａの表面は現像ローラ２の周面に
向かって窪んだ状態となる。この「窪んだ部分」では表
面張力の合力が現像液膜１０Ａの外側へ向かって作用す
るので圧力が低くなり、突起１０Ａ１の周りの液相現像
剤を突起１０Ａ１側へ引き寄せる。このように引き寄せ
られる液相現像剤を取り込んで突起１０Ａ１は突出を続
ける。このため、突起１０Ａ１のすぐ近傍の部分では、
現像液膜１０Ａによる別の突起が形成されにくく、従っ
て、現像の結果得られる可視像においては、突起１０Ａ
１により可視化された部分の周りに所謂「しろ抜け」部
分が発生したりするのである。なお、図１（ｃ）も、図
１（ｂ）と同様、現像液膜１０Ａから伸び上がった突起
１０Ａ１が感光体１の表面に接触する直前の状態を示し
ている。

【００２３】この発明においては、「液相現像剤膜の膜
厚が極めて薄い」ので、図１（ｂ）に示すように、１つ
の突起が形成されると、その突起の周りに形成される窪
みは液相現像剤膜の「底」、即ち、現像ローラ２の周面
に達し、この部分で液相現像剤膜が切断される。このた
め、液相現像剤膜に１つの突起が形成されても、突起形
成の影響の及ぶ範囲は狭く、液相現像剤膜の突起は静電
潜像電荷に応じ、近接して発生可能であり、上記「しろ
抜け」等の現像不全は生じない。

【００２４】現像ローラ２の回転により現像部を通過し
た現像液膜は、図１（ａ）に示すようにスクレーパ４ａ
により現像ローラ２の周面からケーシング５の底部へ掻
き落される。このように掻き落された現像液及び現像剤
供給部からケーシング５の底部へ流れ落ちる現像液３
は、管７Ｂにより図示されないタンク中へ戻される。

【００２５】なお、感光体１の表面電荷により現像ロー
ラ２に生じる誘起電圧の影響を防止するため、バイアス
電源１２ａを設けて現像ローラ２に弱いバイアス電圧
（１５０Ｖ）を印加している。

【００２６】図２は、請求項４記載の発明の１実施例を
示している。繁雑を避けるため、混同の虞れがないと思
われるものに就いては、図２以下においても図１におけ
ると同一の符号を用いる。

【００２７】図１の実施例との差違は、図２の実施例に
おいてはバイアス電源１２ｂによりスクイズローラ６に
「トナーと同極性のバイアス電圧」が印加されている点
にある。スクイズローラ６のバイアス電圧による現像ロ
ーラ２の誘起電圧の影響を防止するため、現像ローラ２
にはバイアス電源１２ａにより正極性のバイアス電圧を
印加している。

【００２８】スクイズローラ６に印加されたバイアス電
圧がトナーと同極性であるためスクイズローラ６と現像
ローラ２の間隙部において、液層現像剤層としての現像
液層中のトナーは現像ローラ２側へ電気泳動することに
なり、その結果、現像ローラ２に形成される液相現像剤
膜中のトナー濃度は、現像剤供給部へ供給される現像液
中のトナー濃度よりも高くなる。即ち、現像部へ液相現
像剤膜としてもたらされる現像液中のトナー濃度を高め
ることにより、効率の良い現像が可能になる。

【００２９】図３は、変形実施例を示している。この実
施例においては、現像ローラ２の回転方向が図１，２の
実施例におけると逆の「時計回り」である。このように
したことに伴い、現像ローラ２をクリーニングするスク
レーパ４ａは現像ローラ２の上側の周面に当接し、現像
ローラ２の下側周面には、薄い板状の液相現像剤供給部
材１１が近接している。現像ローラ２の周面に液相現像
剤層として現像液層を形成するため、現像剤供給部材１
１は現像ローラ２の周面に接触してはいない。またスク
イズローラ６は現像ローラ２の下位に設けられて現像液
膜を形成する。

【００３０】この実施例のように、現像ローラ２の回転
方向を「現像部における感光体１の移動方向に対して逆
方向的」とすることにより、現像ギャップ内に効率良く
液相現像剤を送りこむことができ、現像を効率良く行う
ことができる。この実施例においても図１の実施例のよ
うに、現像ローラ２にバイアス電圧を印加して良く、ま
た、図２の実施例のようにスクイズローラ６にトナーと
同極性のバイアス電圧を印加することができる。

【００３１】図４は請求項５記載の発明の１実施例を示
している。図１〜２の実施例との差違は、バイアス電源
１２ｃから現像ローラ２にトナーと同極性、即ち潜像電
荷と逆極性のバイアス電圧が印加されている点である。
このようにすると、「現像ギャップにおける感光体１と
現像ローラ２との間の電位差」が大きくなり、現像液膜
における突起の形成が容易になるので、効率良く現像を
行うことができる。この実施例の場合にも、図２の実施
例の場合のように、スクイズローラ６にトナーと同極性
のバイアス電圧を印加してもよいし（その場合は、スク
イズローラへ印加するバイアス電圧を現像ローラへのバ
イアス電圧よりも大きくする）、図３の実施例のよう
に、現像ローラの回転方向を、現像部における感光体１
の移動方向に対して逆方向的としても良い。

【００３２】図１（ａ），図２，図３，図４記載の実施
例においては、液層現像剤として、上記現像液に代えて
「印刷インキ」即ち、前述のエマルジョンインキや油性
・水性インキ等を用いることが出来る。

【００３３】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規な静電潜像現像装置を提供できる。この発明の静
電潜像現像装置では、上述の如く、現像ギャップが極く
小さく、この現像ギャップよりも薄い「液相現像剤膜」
がスクイズローラにより均一に形成されるので、従来の
非接触液体現像で問題となっていた白抜け等による「現
像むら」などの現像不全の無い良好な現像を行うことが
できる。

【００３４】請求項２記載の発明のように液層現像剤と
して電子写真用の現像液を用いると、現像に伴うトナー
消費を補償するために、現像液中にトナー補給を行って
トナー濃度の調整を行う必要があるが、請求項３記載の
発明のように、液層現像剤として印刷インキを用いる
と、インキはインキ自体として消費されインキ中の固形
成分の変動がないので「トナー濃度調整」のような調整
行為を必要としない。

【００３５】請求項４記載の静電潜像現像装置では、現
像ローラに形成される現像液膜中のトナー濃度が現像剤
供給部へ供給される現像液中のトナー濃度よりも高くな
るので、特に高トナー濃度の現像液を用いないで効率の
良い現像が可能になる。

【００３６】請求項５記載の静電潜像現像装置では、現
像ギャップにおける電位差が有効に大きくなり、液相現
像剤膜における突起の形成が容易になるので、効率のよ
い現像を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１，２記載の発明の１実施例を説明する
ための図である。

【図２】請求項４記載の発明の１実施例を説明するため
の図である。

【図３】変形実施例を説明するための図である。

【図４】請求項５記載の発明の１実施例を説明するため
の図である。

【符号の説明】

１ 潜像担持体 ２ 現像ローラ ３ 液相現像剤 ４ａ，４ｂ スクレーパ ６ スクイズローラ ７ ノズル

フロントページの続き (72)発明者 小野 浩二 宮城県柴田郡柴田町大字中名生字神明堂３ 番地の１・東北リコー株式会社内 (72)発明者 伊藤 隆 宮城県柴田郡柴田町大字中名生字神明堂３ 番地の１・東北リコー株式会社内 (72)発明者 荒関 義之 宮城県柴田郡柴田町大字中名生字神明堂３ 番地の１・東北リコー株式会社内 (72)発明者 工藤 隆義 宮城県柴田郡柴田町大字中名生字神明堂３ 番地の１・東北リコー株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】現像ローラの周面に保持された液相現像剤
   を潜像担持体に供給し、潜像担持体上に形成された静電
   潜像を可視化する装置であって、 滑らかな周面を持ち、所定の現像部において潜像担持体
   表面に対し現像ギャップを隔して極く近接して配備さ
   れ、上記周面に液相現像剤を薄い膜状に保持して所定方
   向へ回転することにより、保持した液相現像剤を上記現
   像部へもたらす現像ローラと、 この現像ローラの周面に液相現像剤を供給する現像剤供
   給手段と、 この現像剤供給手段により現像ローラに供給された液相
   現像剤層から剰余の液相現像剤を除去し、上記現像ロー
   ラの周面に、上記現像ギャップよりも薄い液相現像剤膜
   を形成するスクイズローラとを有することを特徴とする
   静電潜像現像装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の静電潜像現像装置におい
   て、 液相現像剤が、トナーを分散媒中に分散させた現像液で
   あることを特徴とする静電潜像現像装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の静電潜像現像装置におい
   て、 液相現像剤が印刷用インキであることを特徴とする静電
   潜像現像装置。
4. 【請求項４】請求項２記載の静電潜像現像装置におい
   て、 スクイズローラにトナーと同極性のバイアス電圧を印加
   することを特徴とする静電潜像現像装置。
5. 【請求項５】請求項１または２または３または４記載の
   静電潜像現像装置において、 現像ローラに潜像電荷と逆極性のバイアス電圧を印加す
   ることを特徴とする静電潜像現像装置。