JPS5830578B2 - 液絞り方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は画像形成装置の潜像担持体上に形成した静電潜
像を現像した後、この担持体上に残留する余剰現像液を
除去する方法に関するものである。

画像形成装置として電子写真複写装置を例に本発明を述
べると、従来より現像剤に液を用いた装置においては、
現像やクリーニング等の一手段として、上記各部所に単
なる弾性ローラを用いることが行なわれてきた。

この種の弾性ローラとしては中心部の回転軸表面に、単
にラバーフオーム・プラスチックフオーム・ウレタンフ
オーム等の連続気泡部材のみを、均一の厚さに設けたも
のであった。

これらの弾性ローラは現像部やクリーニング部において
、感光体と圧接回転させ所望のニップ幅を形成して現像
液等を感光体へ供給するものである。

これら従来の弾性ローラは、感光体や絶縁部材等の剛性
部材表面と接触し、充分に吸収していた液体を搾出する
作用や、逆に液体を吸収する作用を有していた。

このため上記弾性ローラは現像部やクリーニング部への
用途については適用性がかなり高いものと考えられてき
た。

しかし、上記ローラにおいては気泡部材の製造工程で主
ｌこ生じ易く、また改善が難かしい気泡部材の素材の硬
度むらに起因する問題がある。

すなわち剛性表面と接触する場合、上記硬度むらは接触
によるニップ部の接触圧や接触幅が不均一となる要因と
なる。

また他の問題としては気泡部材の気泡粒度のむらや、表
面における気泡粒子の大きさ・形状が不均一であるため
、感光体等に圧接する弾性ローラは、狭領域あるいは斑
点状の接触むらを生じる。

すなわち、従来の弾性ローラにおいては、例えば液絞り
部に用いたならば、感光体との圧接に際し弾性ローラの
表面が感光体表面と密着し、垂直方向以外の運動をする
ため現像像を摺擦したりして乱すこともある。

このため従来の弾性ローラでは良好な液絞りが不可能で
あった。

以上のように従来の弾性ローラにおいては、剛性部材と
圧接した際に接触圧が不均一であったり、ニップ部でロ
ーラ表面の気泡がつぶれてしまい、弾性ローラが本来目
的とした均一良好な液体の吸収又は搾出が不可能となる
。

本発明の目的とするところは上記従来の弾性ローラにお
ける問題点を解決した液絞り装置を提供すること（こあ
る。

上記の如き目的を達成する本発明の液絞り装置に用いら
れる液吸収部材は連続気泡を含み、空間変形を伴う弾性
変形ｌこより液体の吸収と搾出とを為す弾性材を回転軸
の周囲に設け、且つ、その周面を、他部材との接触に際
し前記周面内での変形が生じない構成を有する。

この弾性部材の形状はローラ形状の他に無端帯状に成形
して複数の回転軸に懸回しても良い。

上記の如く本発明の液絞り装置に用いられる液吸収部材
は、その最外側は堅い状態又は可撓性部材により構成さ
れており、この堅い状態とは内（Ｊｌｌｌｌの弾性体の
特に外側を化学的に処理して得られる。

又、可撓性部材として弾性材とは別の可撓性のある部材
を被覆したり囲むように設けてもよい。

方、弾性材自身の特性としては海綿状（スポンジ状）の
気泡、微小な球状の連続気泡又はその他フェルトのよう
な空間を有する部材で構成され、内部が液体を含染し得
る連続した構成であり、その形状はローラ又は無端ベル
ト状等の形状を取り得る。

ところで上記弾性材の最外側は、液体の通過移動が自由
に行ない得るように微細な開口より構成されている。

上記弾性材を構成する最外側と内部とは一体となり回転
又は回動する必要は必ずしもない。

即ち、該弾性材はその最外側と回転速度を違えることは
可能で、例えば最外側よりはるかに速い速度で内部の弾
性材を回転又は回動させても良い。

また上記弾性材は複数の層を構成し、各層の弾性率や空
間密度を変えて構成することも可能である。

以下実施例及び説明のための図面を用いて本発明を更に
詳細に説明する。

第１図は本発明の液絞り装置に用いる液吸収部材の典型
的な実施例を示す。

本実施例の部材はローラ形状を有し、回転軸となる中心
ローラとその周囲の弾性材、及び最外周面を構成する金
網を基本構成としている。

図（こ於て液吸収部材即ちローラ状部材１は金属又は硬
質合成樹脂等の剛体で作成した中心ローラ２と、弾性材
として該中心ローラ２の周囲に設けた発泡ポリウレタン
よりなる弾性気泡体３、及び該気泡体３を覆う金網４を
有す。

なお上記気泡体３は中心ローラ２に固設されており、更
に金網４は弾性気泡体３の蘇生力により該気泡体３の周
囲に支持されており、これにより上記中心軸２が回転す
ると気泡体３と金属網４とが一体となり回転する。

また上記気泡体３は連続気泡を有した発泡ポリウレタン
で構成してあり、連続気泡であるため液体の吸収及び搾
出が可能となる。

表面の金網４はステンレススチールの！ｆＢ線を織るこ
とにより得る金網で、該金網４の織目を介して液体が上
記気泡体３を出入りする。

即ち液体を含染した部材１が圧縮されると、気泡体３中
の液体が上記織目部より外部へ搾出し、逆に圧縮から解
放される気泡体３が蘇生する際に、金網４の表膚にある
液体は上記織目部より気泡体３へ吸収される。

本実施例の如く弾性部材の最外側に金網を用いる場合、
電子写真複写装置の現像用ローラに例をとると、そのメ
ツシュ値は６０から４００メツシユのものが使用に適す
る。

しかし、画像に金網の接した跡が生じることがあること
、又は使用上の便宜上１８０メツシユから３００メツシ
ユが適当である。

ところで上記実施例の如く金網を用いる場合は、平織、
あや織、又はしゅす織による金網の使用は基より、作成
したこれら金網を加圧変形したものでもよい。

また気泡体３上への付設法としては上記第１図の実施例
では、金網の横方向の繊維が回転軸に一致しているが、
該繊維と回転軸とを角度を設けて付設しても勿論よい０ 以上液吸収部材の典型的な一実施例を示したが、勿論他
の種々なる構成が可能である。

本発明に於て液吸収部材の最外周面の特性としては、該
液吸収部材の内部と外部を遮断することのない貫通口を
有し、更に上記担持体と接する面に於て、その周面の垂
直方向に可撓性を有し、接触時に接触面での貫通口が塞
がれてしまわないものであればよい。

このため上記の如き金属網のみならず、第２図実施例の
ように電鋳やエツチング法等により作成した金網を用い
てもよい。

第２図に於て５は電鋳法ｌこより形成した金網を示し、
貫通口は円形状である。

ところで上記電鋳法により形成する場合の貫通口形状は
円形状に限らず矩形状、楕円状、モザイク状、又はこれ
らの組み合わせによる形状であってもよい。

なお上記第１図、第２図では液吸収部材の表面を構成す
る金網部材を拡大して描いである。

上記各実施例は液吸収部材を内側の弾性気泡体と外周の
金属網の２層構成で形成したものを開示したが、その他
にも上記金属網４・５に換えて同様の形状を有した樹脂
繊維や樹脂薄板による樹脂網も使用可能である。

特に樹脂網は金属性のものと比較して軟らかいため、接
触する対象物を傷付けることが少ないためとしても有効
である。

また弾性部材に導電性の物質を用いバイアス作用を用い
るときも、該樹脂網が充分に薄いならば金属性のものと
同程度の効果を得ることができる。

なお上記樹脂網に潜像等が転写され電荷を保持してこれ
が悪影響を及ぼすときは、接地した導電ローラ等の接触
により電荷を除去すると良い。

ところで上記弾性気泡体３は実施例の発泡ポリウレタン
の他にも、現像液の吸収及び搾出が可能で適度な弾性を
有する材料であればよい。

例えばポリスチレン、ポリエチレン、塩化ビニル及びニ
トリルゴム等による球状の連続気泡、又は海綿状の気泡
や、その他羊毛や合成又は金属繊維等より形成した弾性
材及びこれらの組み合わせを用いることも可能である。

特に弾性気泡体部分に金属繊維を用いる場合は、繊維部
材の厚さは１〜２０ｍｍ程度が適当で、あまり厚くなる
と均一な厚みが得にくくなり、逆に薄いと適度な弾性を
得ることが出来なくなる。

金属ｍｆｆ１４ま中心ローラの周囲に均一な厚さに配置
し、その表面を上記金網又はナイロン、ポリエステル等
の樹脂網で囲み、内部で絡み合っている金属繊維が移動
変形することを防ぎ、更に部材の形状特に表面形態をく
ずすことをも防止する。

このように金属繊維を用いた弾性材は、樹脂による弾性
材と比較し、弾性変形による液体の吸収・搾出作用が格
段と優れている。

その理由としては樹脂気泡材と繊維部材を比較した場合
、後者の方が液体の通過抵抗がかなり小さいことがあげ
られる。

ところで、本発明の部材は化学物質に対して、又は機械
的にも耐久性が優れているため石油系の溶剤に対しても
強く、又長時間の使用に耐える。

又、液吸収部材に金属又は導電性の材料を用いることに
より接地あるいは電圧印加が可能となる。

第３図に示す実施例は上記のものと同じくローラ形状を
有するが、その最外周に網等の部材を有さない構成より
なる。

本実施例の液吸収部材１は中心ローラ２の周囲に設けた
発泡ポリウレタンよりなる弾性気泡体３を、％にその外
周面側をより堅く形成したものを用いている。

図中断面の点部分は網状の堅い領域を示している。

本実施例によれば上記気泡体３上に網部材等を別に設け
る必要がなくなる。

なお第３図実施例のローラの形成法としては、上記気泡
体３の外側より硬化材を塗布又は浸したり、その他外側
より該気泡体３をメッキすることによっても得る。

勿論、上記気泡体３は上に述べたその他の材料に置換す
ることは可能であり、その場合でも本実施例を適用する
ことは可能である。

また上記堅い部分は外周面より一定の深さのみ堅くして
も良いし、中心部にかけて徐徐に堅くしても良い。

第４図は他の実施例の断面図を示す。

本実施例の部材１において、中心ローラ２の周囲に設け
た液絞り部材である弾性気泡体３は内側及び外側の２層
構成を有す。

上記気泡体３の内側層３Ａは発泡ポリウレタンにより構
威し、外側層３Ｂは金属繊維により構成してあり（便宜
上気泡体に含む）、これら弾性気泡体３の表面には更に
樹脂繊維を編んで作成した網４により構威しである。

本実施例のように部材１の弾性気泡体３を複数層に構成
し、各層ごとに弾性率や物理的な特性を変えることも可
能である。

本実施例の場合、外側層３Ｂは電気的に導電性であるた
め電極ローラとしての使用が可能となる。

勿論、例えば上記内側層３Ａに導電性の発泡部材を用い
、中心ローラ２に金属ローラを用いれば、該ローラ２よ
り電圧を印加することが可能となる。

また弾性気泡体３を複数層に構成し、各層ごとに弾性率
あるいは気泡率を変えることにより得る効果としては、
対向する剛性の画像保持部材との接触時の接触圧と接触
幅のバランスあるいは接触圧と液の吸収搾出効果のバラ
ンス等を微妙に調整することがあげられる。

第５図の実施例は２つの回転軸７・８により弾性材であ
る弾性気泡体９の回動させる構成にベルト６を形成した
もので、図中１０は弾性気泡体９の表面に設けた金網を
示す。

上記ベルト６の構成部材としては第１図から第４図の実
施例中に説明した材料を使用し得るが、弾性気泡体９を
回動させるために、上記弾性気泡体９の回転ローラ７・
８側には、摩擦抵抗の高い材料を用いたり、又は回転ロ
ーラ７・８の表面を粗面にしておくことにより、該気泡
体９の回動を滑らかにすることができる。

次に上記の如き液絞り部材を実際の画像形成装置に適用
した場合の実施例を以下図面に従って説明する。

なお画像形成装置としては従来の電子写真複写機を例に
摩り、現像器部の液絞り装置を第６図から第８図に従っ
て説明する。

先づ第６図は現像器部１１の断面を模式的に示したもの
であり、図において１２は矢印方向に回転する感光体、
該感光体の下部には電極作用をも行なう現像皿１３が位
置し、現像皿１３へはポンプ手段１４及び導管１５によ
り現像剤が導かれる。

図示しない潜像形成手段により形成した潜像は、上記現
像器部１１で現像し、その後転写部にて転写紙等へ転写
するが、この転写のとき感光体１２表面には現像時に付
着した多量のキャリア液が存在するため、これら余剰キ
ャリア液を転写工程の前に絞り取る必要がある。

この絞り取る技術の中にはコロナ放電器を用いたり、感
光体に近接して回転するローラ、またはスポンジ等の吸
収搾出作用を有するローラを用いるものがある。

本発明の部材はこれら液絞り手段としての適用も可能で
、その効果は大き〈従来技術における問題点を解決した
新たな液絞り手段となる。

従来のスポンジローラを用いた液絞り手段により感光体
上の余剰現像剤を絞り増ろうとした場合は、スポンジ自
身の特性として液絞りを良好に行ない得るようであるが
、次のような問題を生じ実際の実用化には難点がある。

すなわち、上記現像ローラとして（本発明の特性説明に
おいても既に述べたが）従来の弾性部材を用い潜像を感
光体へ圧接したとき、内部はもとより表面も柔かい弾性
部材は、上記圧接したときのニップにおいて感光体の接
線方向へも変形すると同時に接触面は略滑らかな平向を
形成する。

このため上記弾性部材は現像により潜像に付着したトナ
ー粒子像を擦ったり、つぶしたりしてしまい現像体を乱
してしまう。

更に一部の発泡体のみより成る弾性部材は、感光体との
圧接位置にて表面及び近傍の気泡や空間がつぶれ、圧縮
状態からの復元時において充分な液体の吸収が不可能と
なる。

また発泡部材は形成時に発泡の不均一を生じ易く、この
ことは液絞り時に感光体上の余剰キャリア液を均一に絞
り取れないという問題を招く。

本発明はこれら従来の液絞り手段の問題点を解決したも
ので、液絞り速度も他の液絞り手段のものよりも句上す
ることが出来る。

液絞りローラとして適用する本発明の部材は、感光体１
２の現像器部と図示しない転写手段部との間ζこ、該感
光体１２と圧接して配置する。

図において１６は本発明の部材よりなる液絞りローラで
、その構成は第２図に示したもので感光体１２と同期し
て回転する中心ローラ１７と、その周囲に設けた弾性気
泡体１８及び表面の電鋳法により形成した金網１９を有
している。

一方、上記液絞りローラ１６の一部には吸収した現像剤
を絞り出すための回転ローラ２０が圧接してあり、該ロ
ーラ２０は回転軸２１の回転により液絞りローラ１６と
同期して回転する。

また上記ローラ２０にはクリーニング用のブレード２２
が圧接しであるが、該ブレード２２は絞り出した現像液
を現像器の液槽２３内に導く作用をも兼ねる。

即ち、液槽２３内の現像液２４は、ポンプ手段１４によ
り感光体１２に至り、更に液絞りローラ１６及び回転ロ
ーラ２０を介して循環している。

ここで第７図の液絞り部の部分拡大図により液絞りロー
ラ１６の作用を詳細に説明する。

第７図において感光体１２上の２５は潜像に静電的に付
着したトナー粒子像で、２６はキャリア液を示す。

液絞りの工程は上記キャリア液が感光体１２を厚く被っ
た状態で上記液絞りローラ１６と接したときより開始す
る。

感光体１２と同一の周速度で回転する液絞りローラ１６
は、感光体１２の回転軸と液絞すローラ１６の回転軸と
を結ぶ線上のＡ地点まで、感光体１２の法線方向に収縮
変形しながら回転する。

その間、感光体１２上のトナー粒子による像には金属網
のわずかな部分が相対的に静止状態で触れているだけで
あるから該トナー粒子像をこする心配がないため画像を
乱すことがない。

また人口側Ｂより上記Ａ地点に至るまで弾性気泡体１８
は気泡を弾性収縮変形しながら回転するが、その間感光
体１２上のキャリア液２６は金網１９を介して一部気泡
体１８中にしみ込み、また一部は入口側Ｂに溜る。

すなわち液絞りローラ１６の表面が対向部材と圧接した
状態にあっても、表面を変形して通過開口をつぶすこと
がないため、キャリア液をＡ地点から出口側のＣ地点へ
向けて移送し得る。

これでＡ地点を通過した液絞りローラ１６は蘇生変形す
る方向に変形してゆく。

その間、上記液絞りローラ１６は表筒が常時通過開口を
有しているため、Ａ地点通過直後からキャリア液を発泡
体内に強制的に吸収する。

そのため出口側Ｃ地点では感光体１２のほとんどのキャ
リア液を吸収することが可能となる。

液絞りローラ１６の発泡体１８は、感光体１２と離れた
後、次に現像剤を絞り出すための回転ローラ２０と圧接
する。

圧接位置で上記液絞りローラ１６と同方向に圧接回転す
る回転ローラ２０により、該ローラ２０と液絞りローラ
１６間の入口側り地点に、感光体１２の表面より吸収し
た現像液２４が図の如く溜まる。

溜まった現像剤２４は量を増すと回転ローラ２０を超え
、更に該ローラ２０用のクリーニングブレード２２の上
側を介し、上記液槽２３内に落下する。

そして液絞りローラ１６は回転ローラ２０により現像剤
を絞り摩った状態で出口側Ｅ地点に至る。

なお、上記実施例では回転ローラ２０を、液絞りローラ
１６と回転軸の回転方向は逆方向に設定したが、発泡体
の表面状態や発泡体との圧接力の程度によっては同方向
にも回転することは出来る。

第８図は現像液を絞り出すための回転ローラを入口側Ｂ
地点に近付けて設けた実施例である。

図中、２７は回転ローラ、２８はその回転軸、２９は該
ローラ２７のクリーニング用のブレード、そして３０は
案内手段で上記２つのローラの入口側Ｆ地点に溜った現
像液を液槽内に導くための板部材より成るものである。

第７図及び第８図の実施例とも液吸収能及び液吸収速度
能において良好な結果を示す。

液吸収能は発泡体の材質を選択したり、感光体との圧接
力を調整することにより調整出来る。

なお、実施例装置では感光体を例に摩ったが、勿論その
他の絶縁体上ｌこ形成した潜像を液体現像する場合ｌこ
も適用が可能である。

これら潜像担持体の形状としては無端状ベルトや板状の
ものにも適用可能である。

ところで上記液絞りローラは、ドラム状感光体の上部よ
り流れる現像液やクリーニング液を所定の位置でそれ以
下へ流れることを防止する作用を有する液流れ止め手段
としても適用可能である。

以上の如く本発明の液絞り装置によれば、潜像担持体上
に形成したトナーによる現像像を乱すことなく良好に余
剰液の除去が可能となる。

更に、吸収作用のみならず吸収した現像液の搾出も円滑
に行なえるため、従来の単なるスポンジ部材と比較して
更に絞り速度を大きくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図は本発明の液絞り装置に適用する絞り
部材の実施例で一部断面を示す斜視図、第４図と第５図
は絞り部材の他の実施例の断面図、第６図は液絞り部の
説明のための現像器の断面図、第１図及び第８図は液絞
り装置の実施例で部分拡大による断面図である。 図において、１・・・部材、２・・・中心ローラ、３・
・・弾性気泡体、３Ａ・・・内側層、３Ｂ・・・外側層
、４，５・・・金網、６・・・ベルト、７，８・・・回
転軸、９・・・弾性気泡体、１０・・・金網、１１・・
・現像器部、１６・・・液絞りローラ、１８・・・弾性
気泡体、１９・・・金網、２０・・・回転ローラ、２２
・・・ブレード、２５・・・トナー粒子、２６・・・キ
ャリア液。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 潜像担持体の潜像を現像液で現像した後、該粕持体
   上の余剰現像液を除去する方法において、連続気泡を含
   み弾性変形により液体の吸収と搾出を行う弾性材層と、
   上記担持体面との圧接触にともなう該弾性材層の変形に
   際し、でも、この接触面内で変形を生じない表面層とを
   有した液吸収部材を、現像位置下流側の潜像担持体に圧
   接して上記弾性材層を変形させて駆動することにより、
   該担持体上の余剰現像液を除去することを特徴とする液
   絞り方法。