JPH0815993A

JPH0815993A - 静電潜像現像装置

Info

Publication number: JPH0815993A
Application number: JP14505194A
Authority: JP
Inventors: Takayoshi Kudo; 隆義工藤; Akihiro Ito; 昭宏伊藤; Yoshiyuki Arazeki; 義之荒関; Haruki Morikawa; 治樹森川
Original assignee: Tohoku Ricoh Co Ltd
Current assignee: Tohoku Ricoh Co Ltd
Priority date: 1994-06-27
Filing date: 1994-06-27
Publication date: 1996-01-19

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】非接触液体現像方式で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１０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１０を供給する現像剤供給手段４ａ，５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層を形成するス
クイズ手段６とを有し、液相現像剤１０として、印刷用
インキを溶解もしくは分散させた母液中に、トナーを分
散させた複合現像液を用いる。

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
成する現像液層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層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層が上記電
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。

【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、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」である。

【０００７】請求項１記載の発明の静電潜像現像装置
は、現像ローラと、現像剤供給手段と、スクイズ手段と
を有する。

【０００８】「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「近接」して配備され、周面に液相
現像剤を薄い液層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。所定
の「現像部」は、現像ローラ周面と潜像担持体表面とが
近接して、非接触液体現像が行われる部位である。また
「近接して」とは、現像ギャップの大きさが「３００μ
ｍ以下」であることを意味する。

【０００９】「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手段である。

【００１０】「スクイズ手段」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「液相現像剤層」を形成する手段である。スクイズ
手段としては「スクイズローラやブレード」を用いるこ
とができる。

【００１１】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。

【００１２】請求項１記載の発明では、液相現像剤とし
て「印刷用インキを溶解もしくは分散させた母液中に、
トナーを分散させた複合現像液」を用いる点を特徴とす
る。

【００１３】「印刷用インキ」としては、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。

【００１４】印刷用インキを溶解もしくは分散させ、ト
ナーを分散させる「母液」としては「アイソパー」等を
好適に用いることができる。

【００１５】請求項２記載の発明の静電潜像現像装置
は、複数単位の現像手段と、第１および第２の現像剤供
給手段とを有する。

【００１６】１単位の「現像手段」は、上記請求項１記
載の静電潜像現像装置における、現像ローラとスクイズ
手段を組み合わせたものである。

【００１７】複数単位の現像手段は、所定の「現像領
域」において、潜像担持体表面に沿って、「複数段」に
配列される。

【００１８】「第１の現像剤供給手段」は、これら複数
単位の現像手段における、上流側の１単位以上の現像手
段に、液相現像剤として「トナーを分散媒中に分散させ
た現像液」、即ち、従来から液体現像方式の電子複写装
置に関連して知られた現像液を供給する。

【００１９】「第２の現像剤供給手段」は、上記複数単
位の現像手段における、残りの現像手段に、液相現像剤
として「印刷用インキ」を供給する。

【００２０】上記請求項１または２記載の静電潜像現像
装置において、「トナーを含む液相現像剤（請求項２の
発明における現像液、請求項１の発明における複合現像
液）を供給される現像ローラ」に対するスクイズ手段
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（請求項３）。

【００２１】また、上記請求項１または２または３記載
の静電潜像現像装置において、「トナーを含む液相現像
剤を供給される現像ローラ」に、「潜像電荷と同極性の
バイアス電圧」を印加することができる（請求項４）。

【００２２】

【作用】図３（ｂ）は、「非接触液体現像方式」の原理
を説明するための図である。符号１で示す潜像担持体上
には、例えば正極性の潜像電荷（＋記号で示す）による
静電潜像が形成されている。

【００２３】潜像担持体１上に形成された静電潜像が所
定の現像部に到ると、（ｂ−１）に示すように、現像ロ
ーラ２上の現像液（分散媒中にトナーを分散させたもの
で、トナーは負に帯電している）１００と静電潜像と
が、現像ギャップを介して近接し、現像液１００には潜
像電荷の電界が作用して「分極」が発生する。また現像
液１００中のトナーは現像液表面に向かって電気泳動
し、分極を助長させる。

【００２４】上記分極とトナーに作用する電気力とによ
り、現像液１００の表面は潜像電荷に向かって「伸び上
がる」ように突出する。

【００２５】現像液１００の突出は、図３（ｂ−１）に
示すように、当初は、静電潜像に面する現像液面の至る
所で発生するが、しばらくすると、伸び上がった突出部
の内で優勢のものが、その回りの小さい突出部を吸収し
つつ成長し、終には潜像担持体１の表面に接触し（ｂ−
２）、現像液１００の一部が潜像担持体１の表面に付着
する。

【００２６】伸び上がった現像液１００が潜像担持体１
の表面に接触しようとするとき、現像液中のトナーは、
電気泳動により、この部分では突出した先端部に集中し
ており、突出した現像液１００の先端部が潜像担持体１
の表面に接触するとき、トナーは接触部分の潜像電荷と
結び付き強固に束縛される（ｂ−３）。

【００２７】現像液１００自体は、潜像担持体１の表面
よりも「表面エネルギー」が小さいため、付着した現像
液１００は、図３（ｂ）の（ｂ−３）に示すように、付
着した部分近傍の潜像担持体１の表面に拡がるように付
着し、潜像担持体表面を濡らすが、付着現像液中のトナ
ーＴ自体は、当初に付着した潜像電荷に強く束縛される
ため、殆ど当初の付着位置から移動せず、このため、ト
ナーＴは、現像液１００の付着面積領域の一部のみで静
電潜像を可視化することになる。

【００２８】このようにして、トナーＴの付着した領域
の回りに、トナーの付着しない部分が「白抜け」領域と
して残され、「現像むら」が生じることになる。

【００２９】図３（ａ）は、液相現像剤として「印刷用
インキを溶解もしくは分散させた母液中に、トナーを分
散させ」た複合現像液１０を用いている場合を示す。

【００３０】潜像担持体１上に形成された静電潜像が所
定の現像部に到ると（ａ−１）、現像ローラ２上の複合
現像液１０と、静電潜像とが現像ギャップを介して近接
し、複合現像液１０には潜像電荷の電界が作用して分極
が発生し、複合現像液１０中のトナーが現像液表面に向
かって電気泳動して分極を助長させる。

【００３１】トナーに作用する電気力と分極とにより、
複合現像液１０の表面は潜像電荷に向かって「伸び上が
る」ように突出し、その中で優勢のものが、回りの小さ
い突出部を吸収しつつ成長し、潜像担持体１の表面に接
触し（ａ−２）、一部が潜像担持体１の表面に付着する
（ａ−２）。

【００３２】伸び上がった複合現像液１０の先端部が潜
像担持体１の表面に接触するとき、トナーは接触部分の
潜像電荷と結び付き強固に束縛される（ａ−３）。

【００３３】複合現像液１０は、図３（ａ）の（ａ−
３）に示すように、付着した部分近傍の潜像担持体表面
に拡がるように付着し、潜像担持体表面を濡らすがトナ
ーＴ自体は、当初に付着した潜像電荷に強く束縛される
ため、殆ど当初の付着位置から移動せず、このため、ト
ナーＴは、現像液１００の付着面積領域の一部のみで静
電潜像を可視化する。

【００３４】しかし、複合現像液１０は、トナーＴを固
相として分散されるとともに、溶解もしくは分散された
印刷用インキが液相をなし、液相自体がインキにより着
色されているため、トナーの回りに付着した複合現像液
１０の「液色」により、トナーＴの付着した部分の回り
の潜像部分も有効に可視化される。

【００３５】

【実施例】以下、具体的な実施例を説明する。

【００３６】図１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。図３に置けると同様、符号１
で示す潜像担持体は「光導電性の感光体」であって、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
のものや、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。

【００３７】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。

【００３８】この実施例において用いられている「液相
現像剤」は、印刷用インキを溶解もしくは分散させた母
液中にトナーを分散させた「複合現像液」であり、母液
としては「アイソパー」、印刷用インキとしては油性イ
ンキが用いられている。

【００３９】図１の実施例において、符号２は現像ロー
ラ、符号６は「スクイズ手段」としてのスクイズロー
ラ、符号５は現像液タンクを示している。

【００４０】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の周面に近接し
て配備されている。現像ギャップは３０μｍである。

【００４１】現像ローラ２の下方の周面部分には、現像
液タンク５に基部を保持されたスクレーパ４ａの先端部
が当接している。

【００４２】現像ローラ２は、液相現像剤としての複合
現像液１０中に、下側の周面を浸漬するように配備され
ており、現像ローラ２が矢印方向へ回転すると、複合現
像液１０は現像ローラ２の周面に付着して現像液タンク
５中から汲み上げられる。

【００４３】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の周面に付着した複合現像液１０
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複合現像液による「液相現
像剤層」が液層状に形成される。

【００４４】液相現像剤層は、現像ローラ２の回転に伴
い、所定の現像部、即ち、感光体１と現像ローラ２との
近接部に搬送され、図３（ａ）に即して説明したように
して、静電潜像を現像する。

【００４５】現像に供された複合現像液１０は、現像ロ
ーラ２の回転に伴い移動して、現像液タンク５内に回収
され、スクレーパー４ａにより現像ローラ２の周面から
払拭され、現像ローラ２の周面には新たな複合現像液１
０が供給される。

【００４６】従って、複合現像液１０を貯蔵した現像液
タンク５とスクレーパ４ａとは「現像剤供給手段」を構
成する。

【００４７】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、液相現像剤層の層厚は、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
れる液相現像剤層の層厚が前記現像ギャップ（３０μ
ｍ）よりも小さくなる」ように設定されている。

【００４８】スクイズローラ６の周面には、基部を図示
されない不動部材に保持されたスクレーパ４ｂの先端部
が当接し、スクイズローラ周面をクリーニングしてい
る。

【００４９】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、静電潜像と同極性
の弱いバイアス電圧（＋１５０Ｖ）を印加している（請
求項４）。

【００５０】また、バイアス電源１２ｂによりトナーと
同極性のバイアス電圧をスクイズローラ６に印加すると
（請求項３）、スクイズローラ６により液相現像液層を
現像ローラ２の周面に形成する際、複合現像液１０中の
トナーを現像ローラ２の周面側へ電気泳動させることが
でき、現像ローラ２の周面に形成する液相現像液層にお
けるトナー濃度を高め、濃度の高い可視像を得ることが
できる。

【００５１】図２は、請求項２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においても図１におけると
同一の符号を用いた。

【００５２】この実施例においては、現像ローラ２Ａと
スクイズ手段であるスクイズローラ６Ａとを組み合わせ
て「１単位の現像手段」とし、これを所定の現像領域に
おける上流側（回転する感光体の周面を迎え入れる側）
に配備する。

【００５３】また、現像ローラ２Ｂとスクイズ手段であ
るスクイズローラ６Ｂとを組み合わせて「他の１単位の
現像手段」とし、これを上記現像領域における下流側
（回転する感光体の周面を送り出す側）に配備する。

【００５４】図中に、符号５ａで示す現像液タンク、ス
クレーパ４ａ１，４ｂ１は「第１の現像剤供給手段」を
構成する。同様に、符号５ｂで示す現像液タンク、スク
レーパ４ａ２，４ｂ２は「第２の現像剤供給手段」を構
成する。

【００５５】現像ローラ２Ａが矢印方向へ回転すると、
現像液タンク５ｂ中の液相現像液である「トナーを分散
媒中に分散させた」現像液１００が現像ローラ２Ａの周
面に付着して組み上げられ、スクイズローラ６Ａにより
液相現像剤層に形成され、現像ローラ２Ａの回転によ
り、現像領域に搬送されて、非接触液体現像により感光
体１上の静電潜像を現像する。

【００５６】この現像の現像メカニズムは、図３（ｂ）
に即して説明したものであって、トナーは静電潜像を均
一に可視化する訳ではなく、現像後に所謂「白抜け」の
領域がある。言うなれば、上流側の現像手段による現像
では、可視像の骨格部分がトナーにより可視化される。

【００５７】現像領域を通過した現像液は、現像液タン
ク５ａ内に回収され、スクレーパ４ａ１（現像液タンク
５ａの底部に保持されている）により現像ローラ２の周
面から払拭され、現像ローラ２の周面には、新たな現像
液１００が供給される。

【００５８】スクイズローラ６Ａによりスクイズされた
現像液１００は、現像液タンク５ａ中に戻され、スクイ
ズの際、スクイズローラ６Ａの周面に付着した現像液
は、スクレーパ４ｂ１（現像液タンク５ａの縁部に保持
されている）により上記周面から除去されて現像液タン
ク５ａ内に戻される。

【００５９】現像ローラ２Ｂが矢印方向へ回転すると、
現像液タンク５ｂ中の液相現像液である印刷用インキ２
００が現像ローラ２Ｂの周面に付着して組み上げられ、
スクイズローラ６Ｂにより液相現像剤層に形成され、現
像ローラ２Ｂの回転により現像領域に搬送されて、非接
触液体現像により感光体１上の静電潜像を現像する。

【００６０】このとき、液相現像剤層である印刷用イン
キ２００は、潜像電荷の電界の作用による分極により、
液面から伸び上がるように突出し、感光体１の静電潜像
部分に付着するが、「付着部分」は主として、上流側の
現像手段によりトナーで可視化された部分以外の、白抜
け部分である。

【００６１】即ち、上流側に配備された現像手段による
現像で、トナーが可視像の骨格部分を形成し、下流側に
配備された現像手段による現像で、印刷用インキ２００
が可視像の肉付けを行い、白抜けによる現像むらのない
良好な可視像を実現するのである。

【００６２】現像領域を通過した印刷用インキ２００
は、現像液タンク５ｂ内に回収され、スクレーパ４ａ２
（現像液タンク５ｂの底部に保持されている）により現
像ローラ２の周面から払拭され、現像ローラ２の周面に
は新たな現像液が供給される。

【００６３】スクイズローラ６Ｂによりスクイズされた
印刷用インキ２００は、現像液タンク５ｂ中に戻され、
スクイズの際、スクイズローラ６Ｂの周面に付着した印
刷用インキは、スクレーパ４ｂ２（現像液タンク５ｂの
縁部に保持されている）により上記周面から除去されて
現像液タンク５ｂ内に戻される。

【００６４】図２の実施例においても、現像ローラ２Ａ
及び／または２Ｂに静電潜像と同極性のバイアス電圧を
印加しても良く、スクイズローラ６Ａにトナーと同極性
のバイアス電圧を印加してもよい。

【００６５】図２の実施例では、現像手段を２段に設け
る例であるが、現像手段を多段、例えば５段に配備し、
上流側の２段では液相現像剤として「分散媒中にトナー
を分散させた」現像液を用い、下流側の３段では液相現
像剤として「印刷用インキ」を用いても良い。

【００６６】

【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、トナーと印刷用イン
キとを「複合現像液」として混合状態で、あるいは、ト
ナーを含む現像液と印刷用インキとを別個に用い、印刷
用インキとトナーとにより可視像を構成するので、白抜
け等による現像むらのない良好な可視像を実現できる
（請求項１〜４）。

【００６７】また、線画像や文字画像は、トナーにより
高い解像力を活かして現像され、所謂「べた部」等で
は、印刷用インキの「埋まりの良い」現像特性を活かし
て、高濃度で均一な現像が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１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２記載の発明の１実施例を説明するため
の図である。

【図３】発明の作用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１０液相現像剤４ａ，４ｂスクレーパ６スクイズ手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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)発明者森川治樹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

【特許請求の範囲】

【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近接して配備され、上
記周面に液相現像剤を液層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層を
形成するスクイズ手段とを有し、上記液相現像剤が、印刷用インキを溶解もしくは分散さ
せた母液中に、トナーを分散させた複合現像液であるこ
とを特徴とする静電潜像現像装置。
【請求項２】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、請求項１記載の静電潜像現像装置における、現像ローラ
とスクイズ手段とを組み合わせて１単位の現像手段と
し、所定の現像領域において、潜像担持体表面に沿って、複
数単位の現像手段を複数段に配列し、これら複数単位の現像手段における、上流側の１単位以
上の現像手段に、液相現像剤として、トナーを分散媒中
に分散させた現像液を供給する第１の現像剤供給手段
と、上記複数単位の現像手段における、残りの現像手段に、
液相現像剤として、印刷用インキを供給する第２の現像
剤供給手段とを有することを特徴とする静電潜像現像装
置。
【請求項３】請求項１または２記載の静電潜像現像装置
において、トナーを含む液相現像剤を供給される現像ローラに対す
るスクイズ手段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。
【請求項４】請求項１または２または３記載の静電潜像
現像装置において、トナーを含む液相現像剤を供給される現像ローラに、潜
像電荷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。