JPS5833552B2 - 液体現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は静電潜像担持体、例えば感光体への静電潜像形
成、潜像の液体現像、顕画像の転写、感光体上のクリー
ニングを繰返し行って画像形成する電子写真法、特に前
記液体現像を弾性ローラーを用いて行う現像装置に関す
る。

従来より、光導電性物質を利用した所謂感光体に電気的
潜像（以下、静電像と称す。

）を形成し、これを液体現像剤（以下、現像液と略称す
る。

）によって現像し、更に得られた顕画像を紙等の任意の
転写材に転写し、そこに加熱等の手法により定着すると
共に、感光体表面の残余の現像液をクリーニングして、
同一感光体で上記プロセスを繰返し行う電子写真法は良
く知られた画像形成技術の一つである。

斯かる電子写真法にあっては近時特に高速で上記プロセ
スが実施され得ることが要求されている。

しかも高速プロセスに於いてもカブリのない、画像濃度
が高い良好な画像が得られなげればならないことは当然
である。

ところで上記高速プロセスが可能であるか否かはその現
像プロセスの所要時間に大きく左右されるのが普通であ
る。

従来、汎用されている皿現像法に於いては実用上はプロ
セススピードが然程速くないので（約５０〜１００關／
５ｅｃ）、特には問題を生じないが高速と言われるプロ
セススピード（約１５０〜３００ｍｍ／ ｓｅｃ ）で
は現像時間が短い為に、画像濃度の低下、背景部に於げ
るカブリ等を生じて実用上充分な現像を行うことは不可
能であった。

この様な欠点を考慮した上で高速電子写真法に好適な液
体現像技術の一つが既に、特開昭５２４０３３６号公報
に於いて提案されている。

この技術は要するに通液性の導電性可撓性表面を有する
保液性のある弾性部材を現体液の供給手段としこれと静
電像担持体との圧接部に於いて担持体上の静電像の現像
を行う液体現像方法である。

斯かる方法に於いては、弾性部材の圧接による弾性変形
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高速電子写真法を実現する上でその
有利さが認められる。

なお上記弾性部材はローラー或は無端帯状に構戒された
回転体（以後、説明の便宜上、単に弾性ローラーと呼称
する）形状に構成され静電像担持体に接触回動しながら
その作用を為すものである。

確かに上記した弾性ローラーを液体現像法の手設とする
のは高速電子写真法を遠戚する上で有効なことではある
。

なぜならば先の搾液・吸液の両件用に加えて弾性ローラ
ーの表面が導電性であるために担持体上の静電像との間
に働く電界が強いのでトナーの移動速度が大きく現像が
充分に成される。

しかし実際には期かる弾性ローラーを単に利用して高速
電子写真法を完遂するには容易なことではない。

表面が導電性を有する現像ローラーは担持体上の静電像
との電界が上述の様に強過ぎることによるハーフトーン
再現性の低下、及び静電像の電荷が現像ローラー表面の
導体へと放電するので画像の黒ベタ部に白い斑点が生ず
る現象や反転像を生じ易くなる。

上記したことは実公昭５３−３３５６０号公報に示され
る様な導体の芯金に直接導電性多孔質弾性体を周設した
ローラーに就いても導体が担持体上の静電像と直接に接
するので同様のことが言えるし、更に担持体と現像ロー
ラーとの圧接の際に現像ローラーの表面が担持体表面と
密着し垂直方向以外に運動するため、画像が乱れ易くそ
のニップ部で現像ローラー表面の多孔質弾性体がつふれ
てしまい液の吸収・搾出効果も低下する。

この様に高速電子写真法をある程度可能にするローラー
現像方式に於いては、特に現像ローラー表面に導電性多
孔質弾性体が露出していないこと及び静電像と接する現
像ローラーの表面は絶縁性であることが必要となる。

又、そのプロセススピードが比較的高速（約１５０〜３
００ｍｍ７ ｓｅｃ ）の場合、現像ローラーの現像特
性を良好に維持することの困難さはしばしば経験される
処である。

斯かるローラーをそのまま現像部に適用したのでは種々
の原稿に対しての汎用性が乏しい。

つまり写真等の原稿のようにハーフトーン等のベタ部の
再現性が強く望まれるものに列しての作用効果が著しく
劣る。

そこで本発明に於いては弾性ローラーを液体現像工程に
適用して画像形成を行う電子写真法にあってその高速プ
ロセスを完遂するために改良された現像装置を提供する
ことを主目的とする。

更に詳しく言えば弾性ローラーの機能を充分且つ安定し
て発揮させることによって画像濃度の高い、カプリのな
い、ノ・−フトーン再現性が良好な画像を高速度で完成
する現像装置を提供することが本発明の主たる目的であ
る。

斯かる目的を遠戚する本発明とは要するに、静電潜像担
持体に形成された静電潜像を液体現像剤を用いて現像す
る工程に於いて、導体から成る剛性中心体とこれに周設
した保液性のある導電性多孔質弾性体と更にその外周面
を２０μ乃至４００μ範囲の厚さで被覆する通液可能な
絶縁性の可撓性部材とで構成される弾性回転体を用いて
、これを前記担持体に圧接してそれより搾出供給される
液体現像剤によって前記現像を為すこと、次いで該回転
体がその圧縮状態から復元するに際して前記担持体上か
ら余剰現像剤を回収することを特徴とするものである。

ここで、以後の説明の理解を容易にする目的で図面を用
いて本発明に係る弾性ローラーを構成する各要素に就い
てその概要を説明しておく。

先ず、本発明に係る弾性ローラーの構成例を第１図、及
び第２図に於いて暗示する。

第１図に於いて弾性ローラー１は金属等の導電性を有す
る剛体で作成した中心体２と、その外周面にはｇ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導
電性多孔質弾性体３の周囲を更に絶縁性の網状体４で覆
ったものである。

なお、上記弾性体３は中心体２に接着等して固設されて
おり、更に網状体４はその内部に多少圧縮された状態に
ある弾性体３０弾性反発力による作用で該弾性体３の周
囲に支持されており、これより上記中心体２が回転する
と弾性体３と網状体４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て
いるため液体の吸収及び搾出が可能である。

表面の網状体４は天然繊維或は、合成繊維等を織る或は
、編むことにより得る絶縁性で可撓性のある網で、該網
状体４の織目を介して液体が上記弾性体３を出入する。

即ち液体を含侵した弾性ローラー１が圧縮されると、弾
性体３中の液体が上記織目部より外部へ搾出し、逆に圧
縮から解放される弾性体３が復元する際に、網状体４の
表面にある液体は上記織目部より弾性体３内部へ吸収さ
れる。

斯かるローラーの適用分野を電子写真複写装置の現像用
ローラーに例をとると、網状体４のメツシュ値は１００
から３００メツシユのものが使用に適する。

また、その通液性、機械的強度、化学的安定性等を考慮
して、ポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレン、ポ
リエーテル、ビニロン等のモノフィラメントの糸の織物
を使用するのが特に好ましい。

ところで、上記第１図示例の如く網状体を用いる場合は
、平織、あや織又はしゅす織による網の使用は素より、
作成したこれらの網を加圧変形したものでもよい。

更に、本発明に係る弾性ローラーとして勿論他の種々な
る構成の変形が可能である。

即ち、その最外周面の特性として、該弾性ローラーの内
部と外部間を遮断することのない貫通孔を有し、更に他
の剛性表面と接する面に於いてその垂直方向に可撓性は
有し、接触時に接触面での貫通孔が塞がれてしまわない
ものが有利である。

このため弾性ローラーの外周面を被覆する部材としては
、上記の如き網のみならず、第２図示例のように樹脂フ
ィルムに多数の孔を穿設したものであってもよい。

第２図に於いて５は、斯かる有孔フィルムのスリーブを
示し貫通孔は円形状である。

ところで貫通孔形状は円形状に限らず矩形状、楕円形、
モザイク状、又は、これらの組み合せによる任意の形状
であってもよい。

なお、上記第１図、第２図に於ける弾性体３は単一層に
限らず、複数層に構成することもできる。

又、弾性体３は、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、カーボン等の導体粉末を混入したポリスチレン
、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ＳＢ
Ｒ，ＮＢＲ（ブタジェンアクリロニトリルゴム）等の発
泡体、或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ちバイアスを印
加できるようなものであり、一般には先にも述べた様に
アルミニウム等の金属の如き導電性剛体を使用する。

本発明に於いては、以上詳しく説明した弾性ローラーを
現像部に適用して概略、次の様な電子写真法を実施する
・ことができる。

ここに、上記第１図示様の弾性ローラーを、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説明する。

第３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６はドラム状感光体でその回転軸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は転写材へ顕画体を転写
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
の現保液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に圧接したりフレッシュローラー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
体１６と、該中心体１６の周囲に設けた発泡ポリウレタ
ン等よりなる導電性多孔質弾性体１７、及び該弾性体１
７を無端状に囲む網１８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、感光体ドラ
ム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ｇ等速で回動する。

現像ローラー１４・ま、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
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、弾性体１７が圧縮状態から復元す
ることにより、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中にて、リフレッシ
ュローラー１５に圧接され、その弾性変形に応じて現像
液の交換補充を行ない次の現像工程に備える。

上述した現像ローラーの現像特性が中でも感光体と現像
ローラーとの電極間距離により左右されることが解った
。

そして本発明者達が種々検討を重ねた処によると、特に
現像ローラーを構成している最外殻である網の厚さが上
記現像特性の良否を左右する重要な因子であることが判
明した。

つまり弾性ローラーが高速プロセスに適用された場合に
も安定して良好な現体機能を発揮するためには、その網
の厚さが所定の範囲に設定される必要のあることを知見
したものである。

例えば複写プロセススピードを約２００ ｍｍ／ ｓｅｃに設定して、そのとき現像の緒特性、即
ち画像濃度、背景部のカブリ、ハーフトーン再現性等に
ついて網の厚さかでのように関連するのかを検討してみ
る。

ここでまず画像濃度が複写反射画像濃度で０．８以上で
あることが望ましく、又背景部のカブリは無℃・こと（
背景部の反射濃度が０．１以下であること）ハーフトー
ン再現性即ち階調性は原稿濃度が複写画像濃度にはｇ一
致することが望ましい。

（Ｄ−Ｄ特性グラフに於いては曲線の傾きが４５°に近
いということ。

）我々の検討した処によればまず現像ローラーの最外殻
である網の厚さは４００μ以下に設ける必要がある。

この値より大きくなると画像濃度が低下し、背景部にカ
ブリを生ずる。

つまり斯かる厚さより大きくなると感光体上の静電像と
現像ローラーとの間に働く電界が弱くなりトナーの移動
速度が小さく現像時間内に感光体上へのトナーの供給が
充分に行われないので画像濃度は低下する。

更に感光体上の背景部と現像ローラとの間に働く前述と
逆向きの電界も弱いため背景部に付着したトナーを除く
ことができずカブリをも生ずることになる。

他に本発明による現像方法の特性の１つである液絞り能
力も網の厚さを増すことによって低下し更に絞すムラを
も生じ易くなる。

故に画像濃度が充分に大きく且つカブリの無い画像を得
るためには網の厚さを４００μ以下にする事が必要であ
った。

ところで網の厚さをむやみに薄くしても無意味である。

確かに網の厚さを薄くしていくに従い充分な画像濃度と
カブリのない画像は得られる。

しかし網の厚さが極く薄いものは感光体上の静電像と現
像ローラーとの間の電界が強過ぎて感光体上のハーフト
ーンの静電像電位部に於いて必要以上のトナーの供給が
なされるためハーフトーンの再現性が良好ではなくなる
。

また網の厚さが薄過ぎるために網の開口部よりその内部
の導電性多孔質弾性体が露出し直接感光体面へ接触する
ために感光体上の電荷が放電して画像の黒ベタ部に白い
斑点を生じたり、反転像を生じ易い。

ハーフトーンの再現性を良好にするために多孔質弾性体
の体積固有抵抗を大きくすることは有利なことではある
が上述したように薄過ぎる場合には同様に網間口部に於
いて多孔質弾性体が露出する。

そして弾性体が露出しない網の厚さ範囲に於いては多孔
質弾性体の体積固有抵抗は１０８Ω・の以下が適当であ
ろう。

以上の事項と現像ローラーが感光体と圧接されて用いら
れるためその摩耗及び強度を考え合せて網の最小の厚さ
は２０μに止められるべきであることが判明した。

以上記述事項は次に示す実施例によってもその確認を為
すことができた。

ここで実施例に沿って本発明を更に詳述する。

実施例 １ 弾性ローラーに於ける網の厚さとその現像効果との相関
々係を知る目的より以下の様な実験を試みた。

つまり第３図にその断面を暗示する装置を用いて先ず潜
像形成手段部８に於いて感光体６上に最大複写画像反射
濃度を知るために黒ベタ部とカブリ状態を知るために白
ベタ部の２種の原稿の潜像形成を行う。

次いで現像器９に於いて現像液１２を含浸した現像ロー
ラー１４を感光体６に圧接させる。

この時現像ローラー１４は外径３４關のアルミ製の剛性
中心体１６とその外周面に接着した導電性のウレタンフ
オームの層１７と更にその外周を前記フオーム層を囲む
ポリエステル系繊維を２００メツシユに編んだ継目なし
厚さ２００μ筒状網１８とで構成され構成後の現体ロー
ラーの外径は４０ｍｍである。

以上の現像ローラーを用いて顕画像化し転写部１０によ
って転写紙へと感光体６上の顕画像は転写される。

その後マクベス反射濃度計（商品名）で最大複写画像反
射濃度と背景部の反射濃度を測定した処最大複写画像反
射濃度は１．２５・と充分であり背景部の反射濃度は０
．０８と成りカブリは無かった。

実施例 ２ 実施例１と同様の実験を現像ローラーの網の厚さを種々
変化させた上で行った。

その電界は第４図に示す通りとなった。

第４図のグラフの横軸には網の厚さくμ）が又縦軸には
反射濃度（Ｄ）が示されている。

第４図実線で示されているＡは最大複写画像反射濃度が
Ｂは背景部の反射濃度が示されている。

以上の実験の結果より、網の厚さ４００μを超えるもの
についてはカブリを生じ、更には画像濃度の低い画像し
か得られないし、又他の特性として液搾りが良好ではな
く、液搾すムラも生じた。

又２０μ以下のものについては、ノ・−フトーン再現性
が良好ではなく、画像も反転画像等が、生じ易かった。

またＲ及びＢ”Ｃ示されている破線のグラフは、網の厚
さに４００μ以上のカブリを生じているものに対して、
カブリを除（ために、現像ローラーにバイアスを印加し
たものである。

図示の通りカブリを除く事はできたが、それと同時に、
反射濃度も低下し、良好な画像は得られなかった。

実施例 ３ 現像ローラーとして外径５４間の剛性中心体その外周面
に接着した導電性ＮＢＲフオーム、更にその外周を囲む
ポリアミド系繊維を１００メツシユに編んだ、厚さ１８
０μ外径６０關の継目なし筒状網の第１網層と更に第１
網層を被う、ポリエステル系繊維を２００メツシユに編
んだ厚さ１１０μ、外径６０ｍｍの継目なし筒状網の第
２網層から構成されているものを用いて、実施例１とほ
ぼ同様の実験を行った。

その結果、最大複写画像反射濃度１．Ｏ１重量部の反射
濃度０．０７となりハーフトーン再現性が良い、良好な
画像を得られた。

実施例 ４ 本発明によるハーフトーンの再現性を知る目的で、実施
例１に用いたローラーで、原稿のみを画像濃度の低いも
のから高いもの１０種類用いて、実施例１と同様の方法
で実験を試みた。

その結果、ハーフトーン再現性（Ｄ−Ｄ特性）は第５図
に示すグラフの通り、良好な結果を得た。

なお、第５図示のグラフの横軸には、原稿の画像濃度（
Ｄｏ）の値が、又、縦軸には、複写物の画像濃度（Ｄｐ
）の値が示されている。

本発明に於いては、特に現像ローラーに就いて、上述の
如き改良をなしたので、以下のとおりの種種効果を得る
ことができる。

即ち、広範囲のプロセス・スピードに於いて、 ■ 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、パイスピードの画像形成ができる。

■ 静電像の現像と余剰現像液の強絞りが短温間に行な
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経
時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、現像液に乱
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。

■ カプ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（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
させる。

■ 従来装置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図及び第２図は本発明に適用する弾性ローラーの構
成を説明する暗示図、第３図は、本発明の具体的なりの
略画断面図、第４図及び第５図は夫々、本発明の実施例
に於ける結果を示すグラフである。 図に於て、１・・・・・・弾性ローラー、２，１６・・
・・・・中心体、３，１７・・・・・・多孔性弾性体、
４，１８・・・・・・筒状網、６・・・・・・感光体ド
ラム、８・・・・・・潜像形成手段部、７・・・・・・
現像器、１０・・・・・・転写手段部、１１・・・・・
・クリーニング手段部、１２・・・・・・現像液、１４
・・・・・・現像ローラーである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 像担持体に形成した静電潜像を液体現像剤を用いて
   現像する現像装置において、 剛性部材より成る回転中心体と、この中心体に周設した
   保液性のある導電性多孔質弾性体と、更にその外周面を
   ２０μ乃至４００μの範囲の厚さに被覆する通液可能な
   絶縁性の可撓性部材とを有する現像ローラーを、前記像
   担持体に圧接触して配設し、この像担持体の潜像に上記
   現像ローラー中の現像剤を搾出供給して現像することを
   特徴とする液体現像装置。