JPS5830583B2 - 静電像の液体現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子写真法や静電記録法において形成された
静電（潜）像を液体現像剤（以下、現像液と呼ぶ）によ
り現像するために使用する装置に関する。

従来より電子写真或は静電記録等の画像形成技術分野に
おいて感光体や静電記録材等の静電像担持体上の静電像
を液体現像剤（以下の説明では、これを現像液と略称す
る。

）により現像する方法は、多種多様に存在している。

その中で、通液性の表面を有する保液性のある弾性ロー
ラーを現像液の供給手段とし、これと静電像担持体との
圧接部において和持体上の静電像の現像を行なう方法が
知られている。

斯かる方法においては弾性ローラー自体の圧接変形に応
じて現像液の搾出供給と、その余剰現像液の絞り取りが
同時になされる点に従来知られた例えば浸漬槽を使用す
る液体現像法或は現像液の噴流を用いる液体現像法に較
べてその有利さが認められる。

ここで使用される弾性ローラーの一つとして、例えば、
特開昭５２−４０３３６号公報には、スポンジ層の周面
を可撓性の網状体等で被った構成の現像用ローラーが記
載されている。

斯かる弾性ローラーは、感光体や絶縁部材等の剛性部材
表面と圧接回転し、所望のニップ幅を形成して充分に吸
収していた液体を搾出する作用や、逆に液体を吸収する
作用を有しているために、上記弾性ローラーは静電像の
現像部への用途については適用性がかなり高いものと考
えられている。

ところで所謂、液体現像においても最近では、その高速
化が重要な課題となっている。

斯かる高速現像を行なうためには、静電像担持面に対し
て高濃度の現像液を高速で供給し、且つ余剰現像液の回
収を効率良く行なう必要がある。

加えて、その際、良質の現像像を得ることも又大切であ
る。

そして、以上の要求を満足するためには、静電像担持体
、例えば感光体ドラム等に対する上記弾性ローラーの設
置位置が特に重要な条件になることが解った。

つまり、上記ローラーの作用面と静電像担持体の相対的
位置関係が、現像時において適切でないと、弾性ローラ
一本来の性能が発揮されないことになる。

而して、本発明は、上記した如き弾性ローラーを用いる
液体現像方法において効率良く、且つ良質の現像像を得
るために改良された現像装置を提供することを目的とす
るものである。

更に他の目的は、長期に亘って高精度の現像を行なう為
の従来とは異なる新規な現像装置を提供することにある
。

上記した本発明の目的は、弾性変形に応じて現像液の供
給と余剰現像液の回収とを行なって静電像を現像する為
の回転体を静電像担持体（ｒ対して備えている現像装置
において、該回転体の該担持体に圧接されるべき軸方向
における巾が、少なくとも、該担持体の全中以下で静電
像を担持し得る領域の最大中以上の範囲にあるように、
該回転体との相対位置を規定したことを特徴とする静電
像の液体現像装置により達成することができる。

本発明において現像ローラーとして使用する弾性ローラ
ーの構成は、先に説明したとおり各種のものがあり、こ
こでその全てを例示することはできないが、以下の説明
に関連する具体例を図面を参照しつつ例示しておく。

第１図は本発明において用いる現像ローラーの典型的な
具体例を示す。

本図示例のローラーは、弾性部材を有し、回転軸となる
中心ローラーとその周囲の弾性部材、及び最外側に可撓
性の表面を形成する金網を基本構成としている。

図において弾性回動部材即ち現像ローラー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ー２と、該
中心ローラー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は中心ローラー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、これより上記中心ローラー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その弾性変形に応
じて現像液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細線を織ることに
より得る金網で、該金網４の織目を介して現像液が上記
気泡体３を出入りする。

即ち現像液を含染した現像ローラー１が圧縮されると、
気泡体３中の現像液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
の表面にある現像液は上記織目部より気泡体３へ吸収さ
れる。

本図示例の如くローラー１の最外側に網を用いる場合、
本発明の適用分野を電子写真複写装置に例をとると、そ
のメツシュ値は６０から４００メツシユのものが適当で
ある。

しかし、現像像に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。

ところで上記図示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図例示では
、金網の横方向の繊維軸が回転軸に一致しているが、該
繊維の軸と回転軸とに角度を設けて付設しても勿論よい
。

以上第１図には、本発明に使用する現像ローラーの典型
的な例を示したが、勿論他の種々なる構成が可能である
。

即ち、現像ローラー１の最外側を構成する部材の特性と
して、気泡体３の内部と外部を遮断することのない貫通
口を有し、更に上記静電像担持体と接する面において最
外側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み＜良い。

このため最外側には上記の如き金属網のみならず、第２
図の例のように金属薄板を電鋳やエツチング法等により
作成した多孔板を用いてもよい。

第２図において、５は電鋳法により形成した多孔金属板
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図では現像ローラーの表面を特に
拡大して描いである。

ところで上記各図示例はローラー１を内側の弾性気泡体
と最外側の可撓性部材の２層構成で作成するローラーを
開示したが、その他にも上記金属網４・多孔金属板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
脂製の網も使用可能である。

更に上記弾性気泡体３は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、ポリウレタン、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
り形成した弾性素材及びこれらの組み合わせを用いるこ
とも可能である。

第３図に示す例は上記のものと同じくローラー形状を有
するが、その最外側に網等の部材を有さない構成よりな
る。

本図示例の現像ローラー１は中心ローラー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、特にそ
の外周面を内部より軽く形成しである。

図中点部分は表面の堅い領域を示している。

本図示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図示例の現像ローラーの形成法としては、上記
気泡体３の外側より硬化材を塗布又は浸したり、その仕
舞側より該気泡体３の表面を貫通孔を残してメッキする
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
ることも可能である。

ここで、上記第１図示の現像ローラーを、実際の画像形
成装置内の現像器部に適用した例を挙げて、従来の不都
合に付き考察する。

第４図は、電子写真複写機を例にとり、その側断面を模
式的に示したものである。

図中６はドラム状感光体で回転軸７を中心に矢印方向に
回転する。

８は上記感光体６に画像状の潜像を形成する潜像形成手
段部、また９は現像器部、１０は転写材へ現像像を転写
する転写手段部、１１は感光体上の不要な現像剤をクリ
ーニングし、不要な潜像を消去するクリーニング手段部
を示す。

上記現像器部９は感光体６の下部に配置し、現像器の主
構成は現像液１２を収容する液槽１３と、該液槽１３中
の現像液１２に一部浸しである現像ローラー１４と、該
現像ローラー１４に圧接した絞りローラー１５を有して
いる。

なお現像ローラー１４は上記第１図でも述べた如く中心
ローラー１６と、該ローラー１６の周囲に設けた発泡ポ
リウレタンよりなる弾性気泡体１７、及び該気泡体１７
を無端状に囲む網１８を有している。

感光体６と現像ローラー１４とは夫々、圧接状態で同方
向（矢印方向）にはゾ等速で回動する。

現像ローラー１４は、現像液１２を充分、吸い込んだ状
態で、感光体６と接触し、ニップ部（図示ａ部）を形成
してこれより絞り出された現像液（図示Ｃ部）及び感光
体６と現像ローラー１４間に存在する現像液（図示ａ部
）により、感光体６上に形成された静電像の現像を行な
う。

次いで、現像ローラー１４の感光体６との圧接部が感光
体６から離れる際に、弾性気泡体１７の復元力により、
感光体６近傍の余剰現像液を吸い込む。

更に、現像ローラー１４は現像液１２中にテ、絞りロー
ラー１５に圧接され、現像液の交換補充を行ない次の現
像工程に備える。

第５図は第４図示例装置の一部を矢印Ｐ方向から見た模
式図であり、感光体６と現像ローラー１４の圧接状態を
図示している。

感光体６の斜線部Ｍは潜像形成可能な領域であり、現像
ローラー１．４はその軸方向において領域Ｍの少なくと
も金山ｍに亘って完全に圧接されねばならない。

つまり領域Ｍの現像作用を受けねばならない範囲は軸方
向における巾ｍで示される範囲である。

一方、感光体６におけるＮで示される領域は、潜像形成
可能な領域Ｍを含めた感光体６の物理的域は機械的強度
を確保するために最小限必要とされる領域であって、一
般に剛性材で構成されている。

ここで図示のように、現像ローラー１４の作用部巾ｌが
感光体６の全肉ｎよりも長くなるように設定されている
装置においては、次のような不都合が生ずる。

先ず、その一つは、現像ローラー１４の表面層における
感光体６のエツジ部Ｘ及びｙとの接触部が損傷してくる
ことである。

それは主として両者の硬度差に起因するものである。

斯かる損傷の程度は、現像操作の繰り返し回数にはゾ比
例して増大し、はなはだしい場合には、ローラー１４表
面が破損することもある。

例えば、現像ローラー１４の表面に網が設けられている
場合に、その一部が破損すると網に加えられている張力
が不均一になり、そこに”しわ″が生じる。

斯かる状態にある現像ローラーを用いて感光体６上の潜
像を現像すると、前記シわ″に応じて、現像像に不要な
°゛黒スジ″が現われたり、解像力が低下したりする。

又、現像ローラー１４にバイアス電圧を印加した状態で
現像操作を行なう場合においても破損部が生じると一定
した電圧が印加されなくなり、所期の安定した鮮明な現
像像が得られなくなる。

又、別の不都合は、現像ローラー１４の両端部１４′及
び１４“に、余剰現像液がヘドロ化して堆積してくるこ
とである。

１４′及び１４“位置には、現像ローラー１４から搾出
された現像液が滞溜し易いことと、クリーニング手段部
において一部ヘドロ化した現像液が、この部分に落下し
て来て堆積する為である。

このようにして現像ローラー１４上に堆積したヘドロ化
現像液は装置が停止している間に、キャリヤー液成分が
蒸発することによって固化してしまう。

この固化されたものは再度現像液に回収されることがあ
っても容易に溶解又は分散されず現像液中において粒径
数量の塊状のまま残る。

このトナー塊が感光体６に付着することがあると現像像
に不要の黒点が多数現われて非常に見苦しい画像になる
。

又、このトナー塊が現像ローラー１４の微細開口に目づ
まりして、その機能を損なうこともある。

而して本発明は、上述した不都合を全く生じさせないよ
う、液体現像装置の構成に関して改良をなしたものであ
る。

その概要は以下のとおりである。

第６図は、第４図示と同様の電子写真複写機を例にとっ
て第５図とはゾ同じ視点から感光体と現像ローラーとの
圧接状態に付いて図示した本発明の一実施例である。

第６図において、感光体６にはその大半を覆う潜像形成
可能な領域Ｍ（・・・・・・斜線部）とその両端に夫々
、支持部Ｎがある。

この支持部Ｎは潜像形成されない領域であるが、感光体
６の電子写真特性を保証するためと、その機械的強度を
安定化するために最小限必要な領域である。

潜像形成可能な領域Ｍの金山ｍには少なくとも、現像ロ
ーラー１４の作用面が当接される必要がある。

さもないと領域Ｍの両端部Ｍ′及びＭ“での現像が不完
全なものになるからである。

従って、本発明では現像ローラー１４の作用有効面にお
ける軸方向の最大中ｌが先のｍよりも大きくなるように
した。

又、現像ローラー１４の前述の巾ｌが感光体６の金山ｎ
を上回らないようにした。

以上のように感光体６に対する現像ローラー１４の設置
位置を規定することによって、現像ローラー１４の先述
した如き破損が皆無になり、その使用寿命が著しく伸長
し、同時に、現像結果も安定して良好なものとなった。

更に、現像ローラー１４の端部から搾出された現像液は
滞留することなく容易に図示していない現像液槽中に回
収され、再使用することができた。

なお、本発明においては現像ローラー１４の作用有効面
の軸方向における金山ｌに亘って一様な現像作用がなさ
れるよう工夫することも大切である。

即ち、本発明においては、現像ローラー１４がその金山
ｌに亘って感光体６面と一様な圧接状態にあることが重
要であり、一様な圧接状態が保たれないと、感光体に現
像ムラを生じさせることになるからである。

以下に説明する第７図示の構成を有する現像ローラーは
上記の目的において有効である。

第７図ａは、第１図示様の弾性ローラーの端部形状を模
式的に描いた部分断面図である。

即ち、軸部材である中心ローラー２上に弾性気泡体３を
接着被覆し更に該弾性気泡体３上に網４を被覆する。

網４は、中心ローラー２の内部に位置し回転軸１９に沿
って移動する剛性移動部材２０に糸あるいは東線バンド
などの巻締部材２１によって固定される。

同様に中心ローラー２の内部に位置し、回転軸１９に沿
って移動する他の剛性移動部材２２は緊締部材２３によ
ってローラー１の外部へ移動できない構成となっている
。

コイルバネ２４は剛性移動部材２０と剛性移動部材２２
との間に挟持されている。

コイルバネ２４の弾性力は、剛性移動部材２２が緊締部
材２３によって固定されているため、剛性移動部材２０
の方向のみ働く。

剛性移動部材２０がローラー１の内部へと移動しようと
する力により網４に張力が加わる。

この時、気泡体３のローラ−１中央部分（Ａ領域）にお
いては、ローラーの中心方向（矢印）に向ってはシ一様
に網４からの圧縮圧を受けるが、その端部（Ｂ領域）で
は、ローラー軸方向（矢印）に向かう圧縮圧も加わって
、この部分の気泡体３は密になると共に図示のように盛
り上がる。

以上のように構成された弾性ローラー１を他の部材に圧
接した場合、Ａ領域に較べてＢ領域の方により大きな負
荷が加わることになり、弾性変形量にも差ができるから
、斯かるローラー１の全域に亘って一様な液搾出及び吸
収の効果を期待することができない。

又、Ｂ領域にある気泡体３の弾性は、Ａ領域のそれに較
べて早く失なわれてローラー１の使用寿命が短かくなる
。

更に、ローラー１に電極効果を持たせる場合、ローラー
１全域に亘って均一な効果を持たせることが不可能にな
る。

以上のような各種不都合は、以下のようにローラー１を
構成することによって解消される。

即ち、第７図すのように、中心ローラー２の端部にテー
パＴを付けるか、第７図Ｃのように、気泡体３の中心ロ
ーラー２への被覆厚を調整して端部にテーパーＴを付け
る。

又、図示していないが、中心ローラー２と気泡体３の両
方にテーパを付けるようにしても勿論良い。

上述のように端部を加工した弾性ローラー１においては
、ローラー１の端部のみが特に盛り上がったり、同部分
の気泡体３力釦−ラー中心部のそれに較べて密になるこ
とが防止されて、弾性ローラー１の金山ｌに亘って一様
な現像作用が期待されるから、本発明に利用するのは好
都合である。

又、本発明は更に第８図示の如く変形することができる
。

即ち、現像ローラー１４の両側端の回転軸１９上に、現
像ローラー１４の圧接変形の程度を規制するための手段
を別途配設しておくものである。

因みに第８図において、１４は現像ローラ一本体を示し
ており、その回転軸１９上に転子２５及び２５′を設け
である。

転子２５及び２５′は夫々、感光体６の支持部Ｎに当接
するようになっている。

第８図の装置にあっては転子の径を規定しておくと現像
ローラー１４の感光体６に対する圧接量が規制されるこ
とになり、その程度を現像ローラー全長に亘って一様に
することができる。

従って、感光体６の潜像形成可能な領域Ｍは、その金山
に亘って一様な現像液の供給と余剰現像液の吸収を受け
ることになり、良効な現像が行なわれる。

なお、第８図示例においては、現像ローラー−１４本体
と転子２５及び２５′との間隙に、感光体６と現像ロー
ラー１４との圧接部より押出された現像液が液膜を作っ
て滞留し、これが感光体６に再度持上げられて、所謂、
裏回りすることがあるので、前記転子２５及び２５′に
は、その軸方向に現像液の流通が可能な液逃し用の開口
を設けておくのが望ましい。

開口の形状は特に限定されず、例えば、第９図及び第１
０図に示す如きものでよい。

因みに第９図及び第１０図は、前述の転子の断面形状を
示す略画である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明に用いる現像ローラーの代表
的構成を説明するためにそれを模式的に描いた斜視図、
第４図は第１図示様の現像ローラーを用いた液体現像装
置の概要説明図、第５図は第４図示の装置の一部を別の
視点から拡大して描いた模式図である。 第６図及び第８図は夫々、本発明の詳細な説明する現像
ローラーを用いた液体現像装置の一部を拡大して描いた
模式図である。 第７図ａ、ｂ、ｃは、本発明装置に使用する弾性ローラ
ーの好ましい構成例を説明する略画断面図、第９図及び
第１０図は、夫々、本発明に用いる転子の形状例を示す
略画断面図である。 図において、１・・・・・・弾性ローラー、２，１６・
・・・・・中心ローラー、３，１７・・・・・・弾性気
泡体、４゜１８・・・・・網、６・・・・・・ドラム状
感光体、９・・・・・・現像器部、１２・・・・・・現
像液、１９・・・・・・回転軸、２５′。 ２５・・・・・・転子、Ｍ・・・・・・潜像形成可能領
域、Ｎ・・・・・支持部、１・・・・・作用有好全肉で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 弾性変形に応じて現像液の供給と余剰現像液の回収
   とを行なって静電像を現像する為の回転体を静電像担持
   体に対して備えている現像装置において、該回転体の該
   担持体に圧接されるべき軸方向における巾が、少なくと
   も、該担持体の全中以下で静電像を担持し得る領域の最
   大巾以上の範囲にあるように、該回転体と該担持体との
   相対位置を規定したことを特徴とする静電像の液体現像
   装置。 ２ 回転体が軸部材と、該軸部材周面に設けた弾性変形
   可能な気泡部を含む保液性のある多孔性弾性部材の内層
   と、該内層を被う通液性の貫通孔を有する可撓性部材の
   外層とを備えている弾性ローラーである特許請求の範囲
   第１項記載の静電像の液体現像装置。 ３ 回転体と静電像担持体との圧接の程度を規制する手
   段として、液の流通が可能な開孔を有する転子を回転体
   の両端部に配設した特許請求の範囲第１項記載の静電像
   の液体現像装置。 ４ 回転体が軸部材と、該軸部材周面に設けた弾性変形
   可能な気泡部を含む保液性のある弾性部材の内層と、該
   内層を被う通液性の貫通孔を有する可撓性部材の外層と
   を備え、°その両端部における前記軸部材と内層の何れ
   か一方又は両方にテーパを設けた弾性ローラーである特
   許請求の範囲第１項記載の静電像の液体現像装置。