JPS5831578B2 - 静電潜像の現像方法 - 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等の画像形成技術分
野で形成される電気的潜像、つまり、静電潜像を液体現
像剤により顕像化する方法に関する。

従来より、電子写真或は静電記録等の画像形成技術分野
に於て感光体や静電記録材等の静電潜像担持体に形成さ
れた潜像を液体現像剤（以下、本発明の説明では、これ
を現像液と呼称する。

）により現像する方法は、それが比較的簡略である為か
多種多様に存在している。

因に、斯かる現像液を用いる液体現像法とは、静電潜像
担持面に、暗時、体積抵抗率が１０１０Ωのを超え誘電
率が３より小さい絶縁性キャリヤー液（例えばパラフィ
ン系炭化水素類）中に、トナー粒子を分散させたものか
ら成る現像液を接触さぞ、キャ゛リヤー液中のトナー粒
子を、前記担持面上の静電潜像（以下の説明では、静電
像と略称する）へ吸引吸着ｇ−ｖて顕像化する方法であ
る。

この種の液体現像技術に釦いて、最近では、その高速化
が重要な課題となっている。

高速液体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
を効率良く迅速に行なう必要がある。

加えて、その際、良質で且つ余剰現像液が充分除去され
た現像像を得ることも又大切である。

このような液体現像に於けるいくつかの要望をは！満足
すせる方式の一つとして、通液性の表面を有する保液性
のある弾性部材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於て主として前記弾性部材より搾出
される現像液によって担持体上の静電像の現像を行なう
方法が知られている。

斯かる方法に於ては、弾性部材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、従来より知られている他の現像法、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
液体現像法等に較べてその有利さが認められる。

なお、上記の方法では、弾性部材はローラー或は無端帯
状に構成された回動体（以後、説明の便宜上、単に、弾
性ローラーと呼称する。

）として適用される。

そして、このような弾性ローラーの一つとして、特開昭
５２−４０３３６号公報には、中心軸に固設したスポン
ジ層の周面を可撓性の網状体等で被った構成のローラー
が提案されている。

斯かる弾性ローラーは、それ自身が感光体や絶縁部材等
の剛性部材表面に圧接回転し、所望のニップ幅を形成し
てその内部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、静電像の現像
部への用途については適用性がかなり高く且つ有用なも
のと考えられている。

しかしながら、この弾性ローラーによる液体現像技術に
は、上述のような利点が認められる反面、その現像結果
に於て、いくつかの不都合が確認された。

即ち、斯かる現像法では、多数回の現像動作が繰り返し
行なわれた時、除々に顕画像濃度が低下し、カスレ等を
生じること、又、一枚複写動作に於いても、現像ローラ
ーが前周期で現像した顕画像が次周期の別の顕画像（特
に中間調ベタ部）中に現われる、いわゆるゴースト像を
生ずること、更には顕画像の一部に未現像部或は、濃度
ムラを残こすと言った種々の不都合が認められた。

そこで本発明では、弾性ローラーを用いる静電像の液体
現像法に於て、従来見られた上述のとかりの種種、不都
合を解消することを主たる目的とする。

換言すれば、本発明の１つの目的は、顕画像濃度の低下
、ゴースト像の発生、顕画像の欠如等の顕画不良を起こ
すことなく高速液体現像を可能とする静電像の現像方法
を提供することにある。

そして、他の目的は、良品位の顕画を高速度で、しかも
経時的に安定して与える、静電像の現像方法を提供する
ことＹｃある。

上記した目的を達成する本発明とは、要するに多孔質弾
性体を層状に周設して成る回動部材に、予め、剛性部材
を圧接して前記弾性体の弾性変形に基づき、その内に現
像液を含有さぞておき、次にこの回動部材を静電潜像担
持面に対して圧接・。

回＠させて前記担持面に現像液を付与することにより、
静電潜像の現像を行なう方法に於て、上記弾性体に於け
る、上記剛性部材との圧接によるその厚さ方向の弾性変
形量が、上記弾性体と上記担持筒との圧接によるその厚
さ方向の弾性変形量と同等かそれ以上になるようにして
上記現像を行なうことを特徴とする静電潜像の現像方法
である。

以下、図示例に沿って、本発明を詳説する。

先ず、本発明に於て現像ローラーとして使用する弾性ロ
ーラーは、従来より種々の形態のものが知られており、
その何れをも適用することができる。

しかし、板石の説明に関連するので、参考迄に、その−
具体例を第１図を以て示してかく。

この第１図では、弾性ローラーの一構成例が略画的斜視
図により説明される。

第１図に於て、弾性ローラー１は金属又は、硬質合成樹
脂等の剛体で作成した中心体２と、その外周面にはビ一
様な厚さに周設したスポンジゴム等より成る保液性のあ
る多孔質弾性体３より構成される。

なか、この場合、図示しないが、上記多孔質弾性体３の
周面を更に可撓性の網状体で覆うこともある。

そして、このように、多孔質弾性体３の周面を可撓性の
網状体で覆っておくと、一般に、そのローラーの現像機
能が良好となることも分っている。

上記弾性体３１Ｉ′ｉ中心体２に接着等して固設されて
おり、因に、網状体Ｈばその内部に多少圧縮された状態
にある弾性体３Ｑ弾性反発力による作用で該弾性体３の
周囲に支持される。

従って、上記中心体２が回転すると弾性体３（場合によ
って、網状体）とが一体となり回転することができる。

また、上記弾性体３は弾性変形可能な連続空孔な有し、
その変形によって現像液等、液体の吸収及び搾出が可能
である。

この弾性体３ば、その変形によって液の吸収及び搾出が
可能で、且つ適度な弾性を示す材料により構成すること
ができる。

例えば、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリウレタン、
ポリ塩化ビニルＳＢＲ，ＮＢＲ（ブタジェンアクリロニ
トリルゴム）等の発泡体、或は天然、合皮又は金属繊維
等を集合して形成した弾性体を使用する。

中心体２は、弾性体３を支持する機能を持つものであり
、一般には、先にも述べた様にアルミニウム等の金属或
は、ポリオキシメチレン、ボリア□ド等プラスチックの
如き剛体を使用する。

因に、表面の網状体はステンレススチールの細線或は、
天然繊維、合成繊維等を約１００メツシユから３００メ
ツシュ程度に織る或は編むことにより得る可撓性の網で
、そのメツシュ開口を通じて液の流通７５咄在になされ
ねばならない。

ここで、斯かる弾性ローラーを、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、従来技術に就いて考
察する。

第２図は、電子写真複写機を例にとり その断面を模式
的に示したものである。

図中４はドラム状感光体でその回転軸５を中心に矢印方
向に回転する。

６／ｒｉ上記感光体４に静電潜像を形成する潜像形成手
段部、またば７は現像器部、８は転写材へ現像像を転写
する転写手段部、９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Ｔは感光体４の下部に配置し、現像器の主
溝或は現像器の主構成は現像液１０を収容する液槽１１
と、この液槽１１中の現像液１０に一部を浸漬している
弾性ローラーから成る現像ローラー１２と、該現像ロー
ラー１２に圧接したリフレッシュ・ローラー１３を有し
ている。

そして図示複写機が複写動作を開始すると感光体４と現
像ローラー１２とは夫々圧接状態で同方向（矢印方向）
にはマ等速で回動する。

現像ローラー１２は現像液１０を吸い込んだ状態で感光
体４と接触し、ニップ部（図示ａ部）を形成して、その
弾性体１５より搾出された現像液（図示Ｃ部）及び感光
体４と現像ローラー１２の間、つまり、ニップ部に存在
する現像液（図示ａ部）により感光体４上に形成された
静電像を現像する。

更に、現像ローラー１２が回動して、その圧接部が感光
体４周面上から離れる際に、弾性体１５が、圧縮状態か
ら復原するに伴ない感光体４の近傍の余剰現像液を吸い
込む。

次いで、現像ローラー１２は更に回動して現像液１０中
にてリフレッシュ・ローラー１３に圧接され、弾性体１
５の弾性変形に応じて、その内部に於ける現像液の交換
補充を行い次の現像工程に備える。

因に、本図示例に於て用いた現像ローラー１２は、金属
又は、硬質合成樹脂等の剛体で作成した中心体１４と、
その外周面にはビ一様な厚さに周設したスポンジゴム等
より成る保液性のある多孔質弾性体１５と、更に、その
外周を覆う網状体１６とより構成されている。

ところで、現像ローラー１２ば、上述の現像動作中に於
いて、感光体４に圧接することによって、その内部に含
有している現像液を搾出し、それで静電像を現像し、更
に圧縮から復原する際、その空孔内に、感光体４上の余
剰現像液等を吸収することができる。

しかるに、斯かる工程を終了した現像ローラー１２の図
示ｄ部には、弾性体１５の空孔内に余剰液のようにトナ
ー濃度の低い現像液を含有する部分や、主に空気を吸い
込んで現像液をほとんど含曾ない部分とかそのままの現
像液を含んだ部分等が混在した状態が残こされることに
なる。

従来は、このように現像ローラー１２内に於て、現像液
の含有状態の不均一部分（図示ｄ部）が、リフレッシュ
・ローラー１３の作用で十分に一様化されなかった為か
、しばしば、次のような現像不良が見られた。

たとえば、新現像液との交換或いはその補給が十分なさ
れないで、次第に含有現像液のトナー濃度が低下して、
多数回現像を繰返している間に顕画像濃度が低下してく
ること、又、トナー濃度ムラを残こした筐＼、含有され
た現像液で次回の現像が為されて、所定の顕画像中にゴ
ースト像を生じたり、未現像部分を残こす等の不都合が
認められた。

本発明者等は、上述した不都合を解消する為には、現像
ローラーに含有される現像液のリフレッシュ・つまり、
交換・補充を十分且つ完全に行なうことが必須であると
の知見を得て、その具体的解決策を確立したものである
。

即ち、本発明に於ては、現像ローラーと感光体とが圧接
したときの弾性体層の変形量と現像ローラーとリフレッ
シュ・ローラーとが圧接したときの弾性体層の変形量と
の相互関係を調整することによって、いわゆるリフレッ
シュ効果を向上すせることができた。

ここで、第３図によって、本発明を更に詳細に説明する
。

なお、第３図に於て、第２図示の構成要素と同等のもの
には、同一符号を付した。

現像ローラー１２が所定の圧力でドラム状感光体４の周
面の一部に圧接するとその圧接力によってローラ１２を
構成する多孔質弾性体１５は変形する。

をに弾性体１５の厚さ方向の変形量ｔ１は、前記圧接力
と両者４１２の曲率によって決まる。

このとき、第２図示例と同様に、現像ローラー１２より
搾出した現像液で感光体４に形成された静電像が顕画像
化され、弾性体１５の復原に伴ない吸液等を行う。

このようにして現像工程を終了した現像ローラー１２の
弾性体１５内部中でも表面より厚さｔ、の層内部には、
トナー濃度の薄い現像液の含有部分、空気を吸収してい
る部分、或は所定の現像液を含有している部分等あらゆ
る状態が混在している。

本発明では、この様な現像ローラー１２内の平均−状態
ヲリフレッシュ・ローラー１３の作用によって完全に解
消する必要がある。

そして、この不均一状態を解消して均一化するには、少
なくとも、弾性体層の厚さでその表面からｔｌ に相当
する弾性体１５内部の液交換を行なわねばならないこと
が分った。

斯かる液交換は、リフレッシュ・ローラー１３との圧接
により、現像ローラー１２の弾体１５に厚さｔｌ と同
等かそれ以上の変形を生じさぐることによって遠戚する
ことができる。

つまり、現像ローラー１２のリフレッシュ・ローラー１
３との圧接部に於ける弾性体１５の厚さ方向の変形量を
ｔ２としたとき、ｔ１≦ｔ２の関係式が満足されるよう
に、感光体４、現像ローラー１２、リフレッシュ・ロー
ラー１３、三者の配ｔｉｔ、或は、互いの圧接力等を規
定するのである。

又、後に説明する具体的圧接力の限界を考慮すると、こ
のｔ２の値は、弾性体層の厚さの２／３を越えないよう
に規定するのが望ましい。

なか、本発明に於いテ、リフレッシュ、ローラー１３ｖ
ｃば、現像ローラー１２を確実に変形すせる目的から、
金属あるいは硬質プラスチックの様な剛体を用いるのが
良い。

そして、その配設位置は、図示例に限られず、現像液中
の現像ローラー１２と接する部位であれば、何れの位置
であっても良い。

上記したとかり、本発明に於いては、リフレッシュ・ロ
ーラー１３との圧接によって生ずる現像ローラー１２の
弾性体層の厚さ方向に於ける変形量が、感光体４との圧
接によって生ずる現像ローラー１２の弾性体層の厚さ方
向に於ける変形量とはマ同等かそれ以上となるようにし
て上述の従来見られた不都合を完全に解消した。

ところで、本発明を実施する場合、感光体４と現像ロー
ラー１２との圧接力ば、その現像ローラー１２に、現像
液の搾出、吸収作用を充分に行なわしめる上で、線圧力
として１００グ／の以上必要である。

しかし、その圧接力が、強くなり過ぎた場合には、多孔
質弾性体１５が感光体面に強く面接触して顕画像を乱し
たり、ローラ÷表面にズレを起こして顕画像にシワ模様
を残したり、更にローラーが破損してし筐うことも多い
。

従って、この圧接力は線圧力で、は’；８００Ｓ’／ｃ
ｍ程度に止めるべきである。

本発明では、この圧接力として略々１００〜８００″？
／Ｃｎ１（線圧力）の範囲が実用的と考えられる○ 次に実施例を用いて本発明の効果等を更に明確に記述す
る。

実施例 １ 第２図にその断面を暗示する装置と同様の複写装置を用
いて、先ず潜像形成手段部６に於いて感光体４上に所定
の方法により静電像を形成する。

次いで現像器部Ｉに於いて現像液１０を含有した現像ロ
ーラー１２を感光体４に圧接させる。

ここで使用した現像ローラー１２は外径３４ｍｍの剛性
中心体とその外周面に接着したＮＢＲスポンジ層と更に
その外周を線径４５μのポリエステル繊維を２００メツ
シユに編んだ継目なし筒状網とで構成され外径４０ｍｍ
となっている。

そして、現像液１０中でこの現像ローラー１２に圧接す
るリフレッシュ・ローラー１３の材質はステンレステ、
外径３０ｍｍである。

この装置に於ては、感光体４と現像ローラー１２との圧
接力ば、５００ ｆ？／ｃｍ（線圧力）でその時、現像
ローラーのスポンジ層厚さ方向の最大変形量が１ｒｒｒ
ｒｎとなるように規定された。

Ｆｉ時に、リフレッシュローラー１３と現像ローラー１
２との圧接力ば、６５０ Ｐ／ｃｒｒｌ（線圧力）で、
その時、現像ローラーのスポンジ層厚さ方向の最大変形
量が１．５Ｍ＋＋となるように規定された。

以上の装置概要に於て、所定の原稿を用いて、連続複写
を行なった。

その複写結果を見ると、複写１枚目の顕画像に於ける最
大画像濃度は１．１０（マクベス反射濃度測定器で測定
した値）であり、その後の１０００枚目の複写顕画像に
於ける最大画像濃度は１．０５（上記と同じ測定値）で
あって、連続複写に於ける顕画像の濃度変化が然程、大
きくないことが分った。

又、何れの複写像にも濃度ムラ、未顕画部等は見られず
、極めて良品位のものであった。

（比較例） 実施例１の場合とはビ同様の複写装置を用いたが、ただ
、次のとおり一部の変更を施こした装置により、連続複
写を行なった。

（変更事項） この装置に於ては、感光体４と現像ローラー１２との圧
接力ば、５００り／ＣｒｒＩ（線圧力）で、その時、現
像ローラーのスポンジ層厚さ方向の最大変形量が１ｍと
なるように規定された。

同時に、リフレッシュローラー１３と現像ローラー１２
ととの圧接力ば、３５０ ｆ／Ｃｍ（線圧力）で、その
時、現像ローラーのスポンジ層厚さ方向の最大変形量が
０．８ ｍｍとなるように規定された。

本例の複写結果を見ると、複写１枚目の顕画像に於ける
最大画像濃度は１．０６（マクベス反射濃度測定器で測
定した値）であり、その後の１０００枚目の複写顕画像
に於ける最大画像濃度Ｕ０．７５（上記と同じ測定値）
であって、連続複写に於ける顕画像の濃度低下が顕著で
あった。

そして、複写開始後、３０枚目以降の複写像には、濃度
ムラ、未現像部の欠陥が認められた。

実施例 ２〜５ 実施例１の場合とは譬同様の複写装置を用いたが、ただ
次表のとかり一部構成の変更を施こした各実施例装置に
より夫々１０００回の連続複写を行なった。

その時の結果として各実施例に就いて、１枚目の複写像
に於ける最大画像濃度と１０００枚目の複写像に於ける
最大画像濃度とを測定（マクベス反射濃度測定器、使用
）した値を次表に掲げた。

上表のとかり、倒れの実施例でも、連続複写の際、複写
像の濃度低下が然程、大きくないことが分った。

又、何れの実施例に於いても、得られた複写像に於ける
濃度ムラ、未現像部等の欠陥は全く認められなかった。

以上に詳説した本発明に於ては、前述したようにｔ２≧
ｔ１とし、かつ静電潜像担持面に対する現像ローラーの
圧接力を特定することによって、上記した効果の他、次
のような種々の附随効果を得ることができる。

即ち、■ 使用する現像ローラーが充分に機能して、極
めて高速の現像がなされる為、従来になくノ・イスピー
ドの画像形成が可能である。

■ 静電像の現像と余剰現像液の強絞りが短時間に行な
われるので高速複写機を構成するのに好都合である。

■ 従来の如き現像後の液絞り手段を別途必要とししな
いから実施装置全体が簡略に構成できる。

■ 静電像の高精度の現像と余剰現像液の完全除去が継
続的に安定して確実に行なわれるので、高品質の画像形
成を長期に渡って保障できる。

■ 現像液の強絞りが常に達成できるから、現像像に乱
れがなく高品質であると共に現像液消費量が少なくてす
む。

■ カブリのない鮮明な画像を長期に渡って保障する。

■ 現像液の持ち出し量が少なくてすむから機外への液
蒸発放出量が少量であり、所謂、公害発生の心配を低減
ｇ−ｗる。

■ 従来に比較して狭い領域で効率良く現像工程を実施
することができる。

等の効果を得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法に於て使用する現像ローラーの一具
体例を説明する略画的斜視図、第２図及び第３図は本発
明を説明する為に電子写真複写機の主要部を例にとって
示す、その略画折断面図である。 図に於て、１・・・弾性ローラー、２，１４・・・中心
体、３，１５・・・多孔質弾性体、４・・・感光体、１
・・・現像器部、１０・・・現像液、１２・・・現像ロ
ーラー、１３・・・リフレッシュ・ローラー １６・・
・網状体テある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多孔質弾性体を層状に周設し、かつ、その多孔質弾
   性体が圧縮されるとき現像液を搾出し、逆に圧縮状態か
   ら復原するとき現像液を吸収するように構成して成る回
   動部材に、予め剛性部材を圧接して前記弾性体の弾性変
   形に基づき、現像液を含有させてかき、次にこの回動部
   材を静電潜像担持面に対して圧接、回動ｇ−ｖで前記担
   持面に現像液を付与することにより、静電潜像の現像を
   行なう方法に於て、 上記回動部材を、線圧力、１００り／Ｃｒｎ乃至８００
   ２／ＣＷ１の範囲内で静電潜像担持面に圧接させ、かつ
   、上記弾性体に於ける、上記剛性部材との圧接によるそ
   の厚さ方向の弾性変形量が、上記弾性体と上記担持面と
   の圧接によるその厚さ方向の弾性変形量と同等かそれ以
   上になるようにして上記現像を行なうことを特徴とする
   静電潜像の現像方法。