JPS6214830B2 - - 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より形成し
た静電（潜）像を現像液により現像する装置に関
し、更に詳しくは、上記静電像に現像ローラー或
は現像ベルト等の回動部材を用いて現像液を付与
して行なう静電像の液体現像装置の改良に関す
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像
担持体上の静電像を液体現像剤（以下の説明では
現像液と略称する。）により現像する装置は多種
多様に存在している。

斯かる装置として、回動部材、例えばローラ
ー、ベルト等（以下、単にローラーと略称する）
の表面に現像液を被覆し、該ローラーの近傍に隔
離或は接触した状態で配した静電像担持体に現像
液を供給する装置や、ローラー表面を凹凸状にし
て細かい溝を設けたり、更には該溝を有するロー
ラーに弾性を与えて静電像担持体と圧接させるこ
とによりニツプ部を形成した上で現像を行なう装
置等が知られている。

又、別に、通液性及び保液性のある弾性部材で
ローラーを構成し、これと静電像担持体との圧接
部で現像液の搾出・吸収を行なつて現像する装置
も知られている。この装置に於ては、ローラーの
圧接変形に応じて現像液の供給とその余剰現像液
の絞り取りが同時になされる点で有利さがある。

何れにしても、上述の如き、ローラーにより現
像液の供給を行なう現像装置に於ては、静電像担
担体に近接或は圧接するローラーにより、現像像
が乱されたり、一部欠如することを防止するため
に、ローラーを静電像担持体にほゞ同期して回動
させて、即ち、上記両者が相対的に静止した状態
で現像を行なうのが普通である。このように、ロ
ーラー表面と静電像担持面が現像液を介して対面
する場合には、各々の面上に静電像に応じてトナ
ーの吸着が起こる。つまり、静電像担持面には、
可視像化しようとする（静電像に対応する）部分
にトナーの吸着が起こり、ローラー表面には上記
担持面とは反対のネガ像のトナーの吸着が起こ
る。ローラーは回動しながら現像を行なつている
のでその表面に初回の現像でネガ像のトナーの付
着が起つたまま次の現像が行なわれると、初回の
ネガ像がそのまま新たな静電像に作用し、続く現
像像に現像ムラが生ずるのを避け難い。

以下、上記の問題点を図面に用い詳細に説明す
る。第１図は既述の現像装置に於て用いられる現
像ローラーの典型的な例を示す。本例の現像ロー
ラー１は、金属又は硬質の合成樹脂等の剛体で製
作し、回転軸となる中心ローラー２と、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とこの気泡体３を覆い、最外側に可
撓性の表面を形成する金網４を有する。なお気泡
体３は中心ローラー２に固設され、金網４は弾性
気泡体３の蘇生力により気泡体３の周囲に支持さ
れており、これより中心ローラー２が回転すると
気泡体３と金網４とが一体となつて回転する。上
記気泡体３は連続気泡を有する発泡ポリウレタン
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
ことにより得られ、そ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され、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。本例の如く現像ローラー１の最外側
に金網４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、そのメツシユ値は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。ところで上記例の如く金網を
用いる場合は、平織、あや織、又はしゆす織によ
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上への金
網４の布設法としては第１図の例では、金網４の
横方向の繊維軸が回転軸に一致しているが、この
繊維軸と回転軸とに角度を設けて布設しても勿論
よい。

以上、第１図には、従来の現像装置に使用する
現像ローラーの典型的な例を示したが、勿論他の
種々な構成が可能である。即ち、現像ローラーの
最外側を構成する部材の特性として、気泡体の内
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於て最外側の垂
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がよい。このため最
外側には上記の如き金網のみならず、第２図の例
のように金属薄板の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図に於て、
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成は、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つてもよい。なお上記第１
図、第２図では現像ローラー１の表面を特に拡大
して描いてある。

ところで、上記各例は内側の弾性気泡体と最外
側の可撓性部材の２層で形成された現像ローラー
１を示したが、その他に、上記金網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として上述の発泡ポリウレタンの
他に、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、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
性部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図に示す現像ローラー１は上記のものと同
じローラー形状を有するが、その最外側に網等の
部材を有しない点が異なつている。本例の現像ロ
ーラー１では、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の外周面を
内部より特に堅く形成してある。図中、点部分は
表面の堅い領域を示している。本例によれば気泡
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図の例の現像ローラー１は、気泡体３の
外側より硬化剤を塗布又は浸したり、その他、外
側より気泡体３の表面を貫通孔を残してメツキす
ることによつても得ることができる。勿論、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、上述の現像ムラの発生過程および原因
について、図面を参照しながら説明する。

第４図は、第１図図示の現像ローラー１を用い
た液体現像装置の略画断面図である。ドラム状感
光体６はその回転軸７を中心にして矢印方向に回
転する。なお、感光体６には現像部８に至る前に
公知の手段により静電像が形成されている。現像
部８に於て、感光体６に圧接し、これと同速度で
矢印方向に回転する現像ローラー９が配設してあ
る。現像液容器１０中には、現像液１１が満たさ
れている。現像液１１中に於て、現像ローラー９
に剛体ローラー１２が圧接している。

現像ローラー９が回転することにより、その表
面網層１４を介して弾性気泡体１３の中に現像液
１１が吸収され、感光体６に圧接した部分で現像
が行なわれ、剛体ローラー１２に圧接されたとこ
ろで現像に使用された弾性気泡体１３の中にある
現像液１１が排出され、剛体ローラー１２との圧
接からはなれるところで現像液容器１０に満たさ
れている現像液１１が再度弾性気泡体１３に吸収
される。上記のサイクルを繰り返して行うことに
より連続した現像が行なわれる。剛体ローラー１
２の働きは、先に述べたように、現像によつて現
像ローラー９中の現像液１１の濃度が不均一にな
つたものを均一にすることであるが、それだけで
は本発明の目的である現像ムラの解消には不完全
ある。

第５図は現像ローラー９と感光体６が“Ａ”と
いう文字の現像が終つて圧接状態からはなれた状
態を略示した模式図である。図からわかるよう
に、感光体６には“Ａ”という文字の部分にトナ
ーの吸着が起つて静電像が可視像化され、現像ロ
ーラー９側には“Ａ”という文字のネガ像が残つ
ている。現像液１１として負極性のトナーをアイ
ソパーＨ（商品名）に分散したものを用い、感光
体６の電位は画像部で＋500（Ｖ）、地肌部で−
100（Ｖ）として現像ローラー９は接地という条
件で実験を行なつたところ、はつきりと目で見え
るポジ像とネガ像がそれぞれ感光体６上と現像ロ
ーラー９上に確認された。この現像ローラー９上
のネガ像に新しい現像液１１を均一にふりかけて
もネガ像は消えなかつた。又、剛体ローラー１２
を現像液１１中で現像ローラー９に圧接してもネ
ガ像は消えなかつた。次に、ネガ像のできた現像
ローラー９で均一な電位にした感光体６を現像す
ると、感光体６上には“Ａ”という文字のネガ像
が現像された。ネガ像の得られた現像ローラー９
の表面を特に拡大して観察してみると、その表面
にトナーの付着している部分と、そうでない部分
が観察された。もちろんこれはネガ像と一致して
いた。

第６図ａ，ｂは、上記現像過程に於ける感光体
６と現像ローラー９との圧接部の近傍を拡大し
て、夫々に静電像に対応するトナーのポジ像及び
ネガ像の形成される様子を模式的に示している。
第６図ａは、感光体６に現像ローラー９が圧接し
現像が行なわれている部分を拡大して描いた図で
ある。ここで、１５は網を構成する繊維を示して
いる。又、空間の黒丸印は負極性のトナー粒子を
示し、感光体上の印、及び印は、夫々正電位
の部分、負電位の部分を示したものである。第６
図ｂからわかるように、負極性のトナーを用いた
場合、感光体６の正電位の部分（印）にトナー
の蓄積T₁が起こり、対向した織繊１５の表面に
はトナーの蓄積は起こらない。他方、感光体６の
負電位の部分にはトナーの蓄積はなく、対向した
繊維１５の表面にトナーの蓄積T₂が起こる。そ
の結果、感光体６と現像ローラー９の各表面に
は、トナーによるポジ像、ネガ像が形成されるこ
とになる。網の繊維１５の表面にトナーの蓄積が
ある部分とそうでない部分が形成され、これが次
の現像において、均一な正電位の感光体６に対接
した場合を考えると、トナーの蓄積のない部分に
於ては、繊維１５が接地されている場合、該正電
位によつて接地間に作られる電界で現像が行なわ
れるが、トナーの蓄積のある部分に於てはトナー
が負に帯電しているために表面は負電位であり、
該正電位と該負電位によつて作られる電界で現像
が行なわれることになる、よつて、トナーの蓄積
のある部分とない部分では、自ら電界強度に差が
できて、これが現像ムラの主因となる。

したがつて、本発明の目的は、連続した現像工
程におけるかかる現像ムラの発生を完全に防止す
る。静電像の液体現像装置を提供することであ
る。

本発明の静電像の液体現像装置は、現像ローラ
ーと圧接するとともに回動する電極と、該電極に
当接して該電極に付着したトナーを除去するため
のブレードと、現像ローラーと該電極との間に印
加され現像ローラーに付着したトナーを該電極に
移動させる電界を形成する手段とを有する。

また、本発明の静電像の液体現像装置は、現像
ローラーと圧接するとともに回動する第１の電極
と、第１の電極に当接して第１の電極に付着した
トナーを除去するためのブレードと、現像ローラ
ーと第１の電極の間に印加され現像ローラーに付
着したトナーを第１の電極に移動させる電界を形
成する手段と、第１の電極の下流にあつて現像液
を介して現像ローラーと対向して設けられた第２
の電極と、現像ローラーと第２の電極の間に印加
されトナーが除去された現像ローラーにトナーを
付着させる電界を形成する手段とを有する。

このように、本発明の静電像の液体現像装置で
は、現像ローラーに電極を圧接して、この現像ロ
ーラー表面を変形させるのでローラー内の液の交
換ができ、そしてこのとき現像ローラーと電極の
間に電界を印加するので、ローラー表面の広い面
積、かつ凹凸部にあつて電極との摺接のみでは除
去されなかつたトナーがこの電界により強制的に
除去され、均一なトナー除去が確実に、かつ高速
で得られる。一方、現像ローラーのトナーを均一
に除去した後、さらに上記電界と逆方向の電界を
現像ローラーとの別の電極の間に印加して、現像
ローラーに積極的にトナーを付着させるものであ
るから、現像ローラーにおけるトナー濃度を高め
ることができ、高濃度、かつ高速度の現像が可能
となる。さらに、電極が回動してブレードが電極
に当接して電極をクリーニングしているので、現
像ローラーからのトナー除去効果を安定化でき
る。

なお、本発明の「トナーを電極へ移動させる電
界形成手段」は、後述するように、電極により帯
電を与えて形成するもの、摩擦帯電により帯電を
与えて形成するもの、直接バイアスを印加して形
成するものを含む。

以下、本発明を実施例の図面を参照しながら説
明する。第７図は、従来の電子写真複写装置に本
発明を適用した実施例を模式的に示した略画断面
図で、図中、ドラム状感光体１６は回転軸１７を
中心に矢印方向に回転する。１８は感光体１６に
画像状の潜像を形成する潜像形成手段部、また１
９は現像器部、２０は転写材へ現像像を転写する
転写手段部、２１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１９は感光体１６
の下部に位置し、その主構成は現像液２２を収容
する液槽２３と、該液槽２３中の現像液２２に一
部浸してある現像ローラー２４と、該ローラー２
４に圧接した剛体ローラー２５である。なお現像
ローラー２４は、第１図でも述べた如く、中心ロ
ーラー２６と、該ローラー２６の周囲に設けら
れ、金属粉、炭素粉を混合して導電性にした発泡
ポリウレタンよりなる弾性気泡体２７、及び該気
泡体２７を無端状に囲む金網２８を有している。
そして以上の中心ローラー２６、弾性気泡体２
７、及び金網２８は導通状態にある。現像ローラ
ー２４の中心ローラー２６は、図示しない駆動源
より回転力を得て、金網２８が上記感光体１６と
接触部で同一方向、且つ略同一速度で回転するよ
うに支持されている。また上記現像ローラー２４
に対しては、現像液２２中にて剛体ローラー２５
が圧接しており、該ローラー２５が作用により上
記気泡体２７中の現像液２２の交換を行う。な
お、中心ローラー２６の設置機構としては、現像
を行なわないとき又は装置全体を停止させると
き、金網２８と感光体１６との圧接状態を解放す
る機能を持たせたり、更に剛体ローラー２５との
圧接状態をも解放する機能を持たせてもよい。剛
体ローラー２５は図示の如く接地され、且つ、そ
の表面には絶縁層２９が被覆されている。該絶縁
層２９に密着するように電極３０が押しあてら
れ、電極３０は電源３１に接続されている。又絶
縁層２９の表面をクリーニングするためのクリー
ニングブレード３２が設けられている。このクリ
ーニングブレード３２を導電性の材料より構成し
て電極としての機能を持たせることも可能であ
る。現像ローラー２４は中心ローラー２６を介し
て接地され、更に、これに対向する皿状電極３３
が近接して設けられている。皿状電極３３は電源
３４に接続されてマイナスの電位が与えられてい
る。

先に述べた理由により初回の現像によりネガ像
の生じた現像ローラー２４表面は、回転により剛
体ローラー２５の表面の絶縁層２９と圧接するわ
けであるが、絶縁層２９の表面には電源３１より
電極３０を介して正電荷が乗せられて、その表面
は正電位になるために現像ローラー２４の表面と
の間に電位差が生じてトナーの吸着が起こる。す
なわち、負極性であるトナーは、現像ローラー２
４の表面から剛体ローラー２５の絶縁層２９表面
に移動する。この時、現像ローラー２４の表面の
金網２８上でネガ像を形成しているトナーも剛体
ローラー２５の絶縁層２９表面に移動し、ここで
金網２８上に付着していたトナーは完全に除去さ
れる。更に、剛体ローラー２５の絶縁層２９表面
に付着したトナーは、剛体ローラー２５が回動す
ることで圧接部からブレード３２に至り、ここで
クリーニングブレード３２によつてクリーニング
され現像液２２中に再分散される。次に、現像ロ
ーラー２４と皿状電極３３との電位差により、現
像ローラー２４にトナーを吸着させる電界が生じ
ているので、先のトナーネガ像が消滅した現像ロ
ーラー２４表面には、ほぼ均一なトナー層が形成
され、次の現像が行なわれる。従つて、連続した
現像工程を行なつても現像像に現像ムラが生じる
ことは皆無になる。

皿状電極３３を設けた利点は電源３４の電圧を
変化させることにより、感光体１６上に得られる
現像可視像の濃度を自由に変化できるところにあ
る。上記実施例の実験条件は、静電像は画像部で
＋500（Ｖ）、地肌部で−100（Ｖ）の電位に設定
し、電極３０に加える電圧は＋300（Ｖ）であつ
た。又、絶縁層２９は厚さ25μｍのポリエステル
フイルムを用いた。皿状電極３３に加える電圧を
０（Ｖ）〜−500（Ｖ）と変化させることによ
り、現像可視像の濃度に顕著な変化が見られた。

本発明を適用した電子写真複写装置の他の実施
例について、更に図面を用いて詳述する。

以下の図面に於ては、電子写真複写装置の現像
器部の要部のみを拡大して示した。

第８図に示す実施例は、現像ローラー２４に導
電性周面を持つ剛体ローラー２５ａを圧接し、こ
れに直接、電源３１ａを接続して現像ローラー２
４との間にバイアス電圧を与えるようにしたもの
である。なお、剛体ローラー２５ａに電圧を与え
る場合、現像ローラー２４を通してアースにリー
クが起こるので現像ローラー２４の表面、即ち、
網２８ａは絶縁材料により製作しておく必要があ
る。現像ローラー２４表面の網２８ａが絶縁性で
あつても、これと図示していない感光体との圧接
部で、現像ローラー２４表面には、トナーネガ像
が形成される。しかし、これは、本実施例の如
く、剛体ローラー２５ａにバイアス電圧を与える
ことによつて除去され、続く現像工程に於て、現
像ムラを生じさせることがない。

第９図に示す実施例は、電極ローラー２５の周
面に絶縁層２９を被覆し、ローラー２５にバイア
ス電圧を与える現像ローラー２４との間に電界を
生ぜしめ、これによつて、現像ローラー２４表面
に形成されたトナーネガ像を消去する態様を図示
したものである。

第１０図に示す実施例は、電極ローラー２５の
周面に絶縁層２９を被覆し、更に該絶縁層２９表
面に接するよう補助電極３５を設け、電極ローラ
ー２５と補助電極３５間に電位差が生じるように
バイアス電圧を電源３１ｂにより加えて、絶縁層
２９表面に電荷（印）を与えることにより、現
像ローラー２４と絶縁層２９表面間に電界を生ぜ
しめ、これによつて、現像ローラー２４表面に形
成された前述のトナーネガ像を消去する態様を図
示したものである。

第１１図に示す実施例は、少なくとも現像ロー
ラー２４に対向する面が絶縁材で構成され、矢印
方向（これに限定されることはない）に回動しつ
つ現像ローラー２４に圧接される無端ベルト３６
を配設し、この無端ベルト３６の近傍に設けたコ
ロナ放電器３７の作用によつて、無端ベルト３６
の絶縁材表面をプラス（印で図示）に帯電する
ようにしたものである。而して、現像ローラー２
４と無端ベルト３６が対面すると、両者間に電界
が生じて現像ローラー２４表面に形成された前述
のトナーネガ像は消去される。

第１２図に示す実施例は、電極ローラー２５の
外周面に設けた絶縁層２９の表面を摩擦により帯
電（印図示）せしめて、現像ローラー２４と絶
縁層２９表面間に生じる電界によつて、前述と同
様、現像ローラー２４上のトナーネガ像を消去す
るようにしたものである。図中、３８は、絶縁層
２９の材質との関係から決まる別の絶縁材からな
る摩擦用ローラーであり、その表面は電極３９を
介して接地されている。

ここで、以上の第８図ないし第１２図におい
て、２６は現像ローラーにおける中心ローラー
を、２７は弾性気泡体を、３２は対接表面に付着
したトナーをクリーニングするためのブレードを
それぞれ示す。

以上、説明したように、本発明は、静電像担持
体の潜像を現像ローラーが現像する前に、この現
像ローラーに電極を圧接してローラー表面を変形
し、この現像ローラーと電極との間に電界を形成
し、現像ローラーのトナーを一様に除去するもの
であるので、連続した現像工程における現像ムラ
の発生を防止することができ、更に、この現像ロ
ーラーに対して別の電極を現像液を介して対向さ
せ、この現像ローラーと電極との間に上記電界と
は逆方向の電界を形成し、現像ローラーにトナー
を均一に付着させるものであるので、現像ムラの
発生は一層完全に防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第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模式的に描い
た斜視図、第４図は、第１図図示の現像ローラー
を用いた液体現像装置の概要を示した略画断面
図、第５図は、感光体上の静電像を現像ローラー
により現像した状態を説明する模式的に描いた斜
視図、第６図ａ，ｂは、第５図示の現像過程に於
ける感光体と現像ローラーとの圧接部を拡大して
描いた略画断面図、第７図は、本発明の一実施例
を示し、従来の電子写真複写装置への適用例を模
式的に示した略画断面図、第８図ないし第１２図
は、夫々、本発明の他の実施例を説明する現像装
置の要部を拡大して示す略画断面図である。 １，９，２４…現像ローラー、２，２６…中心
ローラー、３，１３，２７…弾性気泡体、４，１
４，２８，２８ａ…網、５…多孔金属板、６，１
６…ドラム状感光体、１１，２２…現像液、２
５，２５ａ…電極ローラー、２９…絶縁層、３
０，３５，３９…電極、３１，３１ａ，３１ｂ，
３４…電源、２５ｂ，３３…皿状電極、３６…無
端ベルト、３７…コロナ放電器、３８…摩擦用ロ
ーラー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 現像液を吸収保持する弾性気泡体を持つ現像
   ローラーで静電像担持体の潜像を現像する現像装
   置において、 現像ローラーと圧接するとともに回動する電極
   と、該電極に当接して該電極に付着したトナーを
   除去するためのブレードと、現像ローラーと該電
   極との間に印加され現像ローラーに付着したトナ
   ーを該電極に移動させる電界を形成する手段とを
   有することを特徴とする静電像の液体現像装置。 ２ 現像ローラーの表面は導電性であり、電極の
   表面は絶縁性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 現像ローラーの表面は絶縁性であり、電極の
   表面は導電性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。 ４ 現像液を吸収保持する弾性気泡体を持つ現像
   ローラーで静電像担持体の潜像を現像する現像装
   置において、 現像ローラーと圧接するとともに回動する第１
   の電極と、第１の電極に当接して第１の電極に付
   着したトナーを除去するためのブレードと、現像
   ローラーと第１の電極の間に印加され現像ローラ
   ーに付着したトナーを第１の電極に移動させる電
   界を形成する手段と、第１の電極の下流にあつて
   現像液を介して現像ローラーと対向して設けられ
   た第２の電極と、現像ローラーと第２の電極の間
   に形成されトナーが除去された現像ローラーにト
   ナーを付着させる電界を形成する手段とを有する
   ことを特徴とする静電像の液体現像装置。