JP3373624B2 - 液体現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は静電潜像を現像するた
めの「液体現像装置」に関する。この発明はアナログお
よびデジタルの電子複写機を初め、電子写真方式のプリ
ンタやファクシミリ装置に好適に適用できる。

【０００２】

【従来の技術】光導電性感光体等の「潜像担持体」上に
形成された静電潜像を現像するのに、「トナーを分散媒
中に分散させた現像液」を、現像ローラ周面に保持して
潜像担持体表面に供給し、上記トナーにより静電潜像を
可視化する液体現像方式があるが、この現像方式の一つ
として、現像部における現像ローラ周面と潜像担持体表
面との間隔、即ち、現像ギャップよりも、現像ローラ周
面に形成する現像液膜の厚さを薄くして現像を行う方法
が知られている（特開昭５５−１４３５６５号公報）。
この現像方式を以下「非接触液体現像方式」と呼ぶ。

【０００３】非接触液体現像方式では、現像ローラ周面
に形成された現像液膜と潜像担持体表面との間にギャッ
プがあり、静電潜像を構成する電荷が現像部に到達する
と、上記電荷による電界の作用により現像液膜が上記電
荷に向かって「延び上がる」ように突出し潜像担持体に
付着して静電潜像の現像を行う。

【０００４】しかし、滑らかな周面を持つ現像ローラを
用いて、実際に上記非接触液体現像方式を実施してみる
と、現像された画像には、所謂「白抜け」や、細かい画
像の「潰れ（画像の細かい部分が一様に黒くなって、細
かい画像が見分けられなくなる状態）」が現れ、良好な
可視画像を得ることができないことが分かった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑みてなされたものであって、非接触液体現像方式
における、上記白抜けや潰れ等の問題を有効に解決し、
極めて良好な可視画像を得ることのできる新規な液体現
像装置の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の液体現像装置
は「現像部材により保持した液相現像剤を潜像担持体に
供給し、潜像担持体上に形成された静電潜像を可視化す
る装置」であって、現像部材と、現像剤供給手段と、現
像剤除去手段とを有する。

【０００７】「現像部材」は、ロール状もしくは無端ベ
ルト状に形成され、周面が、所定の現像部において、潜
像担持体表面に対し現像ギャップを隔し近接して配備さ
れ、保持した液相現像剤を、回転により現像部へもたら
す部材である。「現像剤供給手段」は、現像部材に液相
現像剤を供給する手段である。「現像剤除去手段」は、
液相現像剤を供給された現像部材から剰余の液相現像剤
を除去する手段である。

【０００８】上記現像部材は、導電性の「支持基体」
と、この支持基体上に層状に形成されて液相現像剤を含
浸状態で保持し、弾性を有する「現像剤保持層」と、微
細な孔を一面に高密度で穿設され上記現像剤保持層上に
形成される、薄い「可撓性通液フィルム層」とにより構
成され、上記現像剤除去手段は、現像剤供給手段により
供給された液相現像剤が、「現像部材における可撓性通
液フィルム層の表面よりも内部側に保持される」よう
に、剰余の液相現像剤の除去を行う。現像部において、
静電潜像の作用により、現像部材に保持された液相現像
剤に 分極状態を発生させ、この分極状態により可撓性通
液フィルム層を潜像担持体に向かって押し出しつつ、液
相現像剤の一部を、微細な孔を通って可撓性通液フィル
ム層の表面側へ滲み出させ、可撓性通液フィルム層の表
面を潜像担持体の表面に実質的に接触させた状態で、滲
み出した液相現像剤を静電潜像が形成された潜像担持体
表面に接触させて静電潜像を可視化する。

【０００９】上記現像剤保持層の材料としては、一般的
なスポンジ状材料のほか、紙材、特に「和紙」を好適に
用いることができる。また、上記可撓性通液フィルム層
としては、ポリエステル系、ナイロン系、ポリオレフィ
ン系、ポリスチレン系、塩化ビニル系、アクリル酸誘導
体系、エチレン・ビニルアルコール系、ポリカーボネー
ト系共重合体等の各種プラスチックフィルムや、ゴムフ
ィルム等を用いることができる。

【００１０】液相現像剤としては、「トナーを分散媒中
に分散させた現像液」、即ち、従来から電子写真用現像
液として知られたものを用いることもできるし（請求項
２）、「印刷用インキ」を用いることもできる（請求項
３）。また、現像部材の支持基体には「静電潜像と逆極
性の現像バイアス電圧」を印加することが出来る（請求
項４）。

【００１１】上記現像部材周面と潜像担持体との間の
「現像ギャップ」の大きさは、４００μｍ以下、好まし
くは１００μｍ以下である。現像剤除去手段としては、
実施例に関連して後述する「スクイズローラ」を用いる
もののほか、ドクターブレードやスクレーパを用いるこ
とができる。

【００１２】「現像部材の回転方向」は、現像部におけ
る潜像担持体表面の移動方向に対して同方向的でも逆方
向的でも良い。潜像担持体としては「光導電性の感光
体」のほか「導電性基体上に誘電性の薄層を形成した」
もの（多針電極等による位置選択的な帯電で静電潜像を
形成できる）を用いることができる。

【００１３】上記液相現像剤として使用可能な「印刷用
インキ」としては、エマルジョンインキや水性インキ、
油性インキ等を用い得る。「エマルジョンインキ」は、
不乾性油や不揮発性油に顔料を均一分散させた油相約１
０〜５０％中に水相約９０〜５０％を乳化させた所謂Ｗ
／Ｏ型のものでも、顔料を均一分散させた油相を水相中
に乳化させた所謂Ｏ／Ｗ型のものでも良い。

【００１４】

【作用】従来の「非接触液体現像方式」において、前述
した「白抜け」等の生じる理由は以下の如くに考えられ
る。図４は、現像部の様子を説明図として示している。
潜像担持体１には、正電荷（＋記号で示す）による静電
潜像が形成されており、現像部において、現像ローラ２
の周面に薄い膜状に保持された液相現像剤３と、潜像担
持体１の周面とが接近すると、液相現像剤３は図示のよ
うに、静電潜像電荷に向かって延び上がるように突出
し、感光体周面に付着して静電潜像を可視化する。

【００１５】即ち、液相現像剤が分散媒中にトナーを分
散された現像液である場合には、静電潜像電荷による電
界により、トナーが分散媒中を潜像担持体側へ向かって
電気泳動し、液相現像剤膜の厚み方向に「トナー電荷の
偏りによる一種の分極状態」が生成される。トナーに作
用する、静電潜像による電気力は、液相現像剤膜を変形
させ、静電潜像に向かって突出させる。

【００１６】また、液相現像剤が、印刷用インキである
場合には、静電潜像による電界により「液相現像剤中に
発生する分極状態」が液相現像剤膜を変形させて、静電
潜像に向かって突出させる。

【００１７】液相現像剤３が、静電潜像電荷の一部に向
かって延び上がるように突出すると、この突出部の近傍
では液相現像剤の突出が形成されにくくなる。即ち、図
示のように、液相現像剤３に、一つの突起３Ａが形成さ
れると、突起３Ａの周りでは液相現像剤膜の表面は現像
ローラ２の周面に向かって窪んだ状態となるが、「窪ん
だ部分」では表面張力の合力が液相現像剤膜の外側へ向
かって作用するので圧力が低くなり、突起３Ａの周りの
液相現像剤３を突起３Ａ側へ引き寄せる。

【００１８】このように引き寄せられる液相現像剤３を
取り込んで突起３Ａは成長を続けるが、突起３Ａのすぐ
近傍の部分では液相現像剤３が突起３Ａ側へ強く引き付
けられるため、別の突起が形成されにくく、従って、現
像の結果得られる可視像においては、突起３Ａにより可
視化された部分の周りに所謂「白抜け」部分が発生した
り、静電潜像が所謂「べた部」であるときには、上気白
抜けがまだら状に現れて現像むらとなる。

【００１９】また、画像の細かいところは、過剰の液相
現像剤が付着して画像の「潰れ」が発生する。なお、図
４は、突起３Ａが、潜像担持体１の表面に接触する直前
の状態を示している。

【００２０】図３は、この発明による液体現像の原理を
説明するための図である。符号１は潜像担持体、符号５
は現像部材、符号３は液相現像剤を、それぞれ示す。現
像部材５は、導電性の支持基体５０上に現像剤保持層５
１が層状に形成され、さらにその上に、薄い可撓性通液
フィルム層５２が形成された構成となっている。

【００２１】図３（ａ）に示すように、可撓性通液フィ
ルム層５２は、微細な孔を一面に、高密度で穿設形成さ
れた、薄い可撓性のフィルムにより構成され、液相現像
剤３は、現像部材５における可撓性通液フィルム層５２
の表面よりも内部側に保持される。即ち、図３（ｄ）に
拡大説明図として示すように、液相現像剤３は、現像剤
保持層５１に「含浸状態」で保持されるとともに、可撓
性通液フィルム５２の各微小な孔５２０を満たすように
保持されている。

【００２２】図３（ｂ）に示すように、現像部に静電潜
像（＋記号で示す）があると、現像部材５に保持された
現像液に、前述の「分極状態（液相現像材が現像液であ
るときは、トナー電荷の偏りに選る擬似分極状態）」が
発生し、この分極状態が液相現像剤３を変形させる。

【００２３】液相現像剤３は、その変形に伴い、図３
（ｂ）に示すように、可撓性通液フィルム層５２を潜像
担持体１に向かって押し出しつつ、一部は微細な孔を通
って可撓性通液フィルム層５２の表面側へ滲み出す。こ
の状態で、滲み出した液相現像剤３が静電潜像が形成さ
れた潜像担持体表面に接触し、静電潜像を可視化する。
このとき可撓性通液フィルム層５２の表面は、潜像担持
体１の表面に「実質的な接触状態」となるので、液相現
像剤３の、「特別に大きな突起」は形成される余地がな
く、液相現像剤３は静電潜像全体に満遍なく供給され
る。このため、「白抜け」等の現像むらの発生はない。

【００２４】また、解像力の高い静電潜像の場合には、
可撓性通液フィルム層５２の変形は小さく抑えられ、液
相現像剤の滲み出しも制限され、潜像担持体１に過剰な
液相現像剤３が付着することがなく、従って「画像の潰
れ」が発生することがない。

【００２５】勿論、静電潜像電荷のない部分には液相現
像剤は接触せず、図３（ｃ）に示すように静電潜像電荷
のみが有効に可視化される。

【００２６】なお、可撓性通液フィルム層の変形（液相
現像剤の押出しによる）は、このフィルム層を支える現
像剤保持層の弾性により許容される。

【００２７】

【実施例】以下、具体的な実施例を説明する。図１にお
いて、符号１０で示す、潜像担持体としての「光導電性
の感光体」はドラム状に形成されて矢印方向へ回転し、
図示されない帯電手段と露光手段（原稿光像を照射する
原稿像露光方式や光ビームによる書込み方式等のもの）
により静電潜像を形成され、液体現像装置により静電潜
像を可視化される。可視像は、図示されない転写手段に
より、転写紙上に転写される。

【００２８】この実施例において用いられている「液相
現像剤」は、分散媒（アイソパー：商品名）中にトナー
を分散させた、電子写真用の現像液１６であり、従っ
て、この実施例は請求項２記載の発明の実施例でもあ
り、感光体１０上に形成される可視像は「トナー像」で
ある。

【００２９】図１の実施例において、符号１２は現像部
材、符号１３はスクイズローラ、符号１４はドクターブ
レード、符号１５は「現像剤供給手段」としての現像液
タンクを示している。現像部材１２は、滑らかな周面を
もつ金属ローラ１２１の周面に、現像剤保持層１２２を
設け、さらに、その表面を、薄い可撓性通液フィルム層
１２３で覆うことにより「ロール状」に構成され、その
下部周面を、現像液タンク１５中の現像液１６内に浸漬
させている。

【００３０】また、現像部材１２は、その周面が、適宜
のスペーサー手段により、静電潜像の存在がない状態に
おいて「３０μｍ以下」という、極めて小さい現像ギャ
ップを介して感光体１の周面に近接するように配備され
ている。

【００３１】この実施例において、現像部材１２は以下
のようにして作成された。厚さ：０．５ｍｍの和紙をベ
ースとし、このベース上に厚さ：２０μｍの共重合ポリ
エステルフィルムを設けてなる「孔版印刷用マスタ用
紙」の、上記共重合ポリエステルフィルムに、３０μｍ
φの微細な孔を、サーマルヘッドによる穿孔で、１平方
ミリメートル当たり「１６×１６」個の面密度で形成
し、これを金属ローラ１２１の周面に、共重合ポリエス
テルフィルム層の側が表面側となるように巻きつけて現
像部材とした。

【００３２】上記ベースとしての和紙が現像剤保持層１
２２となり、共重合ポリエステルフィルムが可撓性通液
フィルム層１２３を構成する。上記可撓性通液フィルム
層の厚さは５〜１００μｍ程度、微細な孔は、直径が３
０〜１００μｍ程度のものが好適である。

【００３３】現像時には、現像部材１２とスクイズロー
ラ１３とを矢印方向へ回転させる。現像液１６は、現像
液タンク１５内で現像部材１２に供給され、現像剤保持
層１２２中に含浸状態で保持されるとともに、可撓性通
液フィルム層１２３の微細な孔を満たし、さらにその表
面に保持される。

【００３４】スクイズローラ１３は、現像部材１２の周
面に近接した状態で矢印方向へ回転し、現像部材周面か
ら剰余の現像液１６を除去し、現像液が可撓性通液フィ
ルム層１２３の表面よりも内部側に保持されるようにす
る。スクイズローラ１３に付着した現像液は、ドクター
ブレード１４によりスクイズローラ１３の周面から除去
される。

【００３５】現像部材１２に、このように保持された現
像液１６は、現像部材１２の回転に伴い現像部に持ち来
され、図３に即して説明した如くして、感光体１０上の
静電潜像を可視化する。実験によれば、白抜けや、細か
い画像の潰れのない良好な可視像を得ることができた。

【００３６】図２は、別の実施例を示している。繁雑を
避けるため混同の虞れがないと思われるものに就いて
は、図２においても、図１におけると同一の符号を用い
た。

【００３７】図１に示す実施例との差違は、この実施例
に於ては、現像部材１７が「無端ベルト」状に構成され
ていること、現像剤供給手段であるインキタンク１９中
に蓄えられた液相現像剤が、Ｗ／Ｏ型のエマルジョンイ
ンキ２０であることである。

【００３８】現像部材１７は、厚さ：０．１ｍｍの金属
無端ベルト１７１の外周部に、前述の「孔版印刷用マス
タ用紙の共重合ポリエステルフィルムに、３０μｍφの
微細な孔を、サーマルヘッドにより１平方ミリメートル
当たり１６×１６個の面密度で形成したもの」を、共重
合ポリエステルフィルムの側が表面側となるように巻き
つけて構成したものである。孔版印刷用マスタ用紙のベ
ースである和紙が現像剤保持層１７２、穿孔された共重
合ポリエステルフィルムが可撓性通液フィルム層１７３
をなしている。

【００３９】現像時には、現像部材１７とスクイズロー
ラ１３とを矢印方向へ回転させる。エマルジョンインキ
２０は、インキタンク１９内で現像部材１７に供給さ
れ、現像剤保持層１７２中に含浸状態で保持されるとと
もに、可撓性通液フィルム層１７３の微細な孔を満た
し、さらにその表面の保持される。

【００４０】スクイズローラ１３は、現像部材１７の周
面に近接した状態で矢印方向へ回転し、現像部材周面か
ら剰余のインキ２０を除去し、液相現像剤であるインキ
が、可撓性通液フィルム層１７３の表面よりも内部側に
保持されるようにする。スクイズローラ１３に付着した
現像液は、ドクターブレード１４によりスクイズローラ
１３の周面から除去される。

【００４１】現像部材１７に、上記のように保持された
エマルジョンインキ２０は、現像部材１７の回転に伴い
現像部に持ち来され、図３に即して説明した如く、感光
体１０上の静電潜像を可視化する。実験によれば、白抜
けや、細かい画像の潰れのない良好な可視像を得ること
ができた。

【００４２】また、図１，２の実施例において、導電性
の支持基体に、静電潜像と逆極性の現像バイアスを、電
圧電源１００により印加したところ、現像により得られ
る可視像の「像濃度」が一段と向上した。

【００４３】上記現像バイアス電圧は、液相現像剤の変
形、可撓性通液フィルム層の変形を助長する作用がある
ため、静電潜像電界の弱いところでも良好に現像が行わ
れるためである。また液相現像剤が、分散媒中にトナー
を分散させた現像液である場合には、現像バイアス電圧
の極性がトナーの極性と同極性であるため、保持された
現像液中のトナーが現像部材表面側に集まって、トナー
濃度を高くするため、可視像の高濃度化に一段と有効に
寄与するのである。

【００４４】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規な液体現像装置を提供できる。請求項１〜３記載
の発明の液体現像装置は上記の如き構成となっているか
ら、従来の非接触液体現像方式で問題となっていた白抜
け等による「現像むら」や、細かい画像の「潰れ」等の
現像不全の無い良好な現像を行うことができる。

【００４５】また、請求項４記載の発明は、上記の如き
構成となっているから、請求項１〜３記載の発明の上記
効果に加え、さらに可視像の濃度を有効に向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１，２記載の発明の１実施例を説明する
ための図である。

【図２】請求項１，３記載の発明の１実施例を説明する
ための図である。

【図３】発明の作用を説明するための図である。

【図４】従来の非接触現像方式における問題点を説明す
るための図である。

【符号の説明】

１０ 潜像担持体 １２ 現像部材 １６ 現像液（液相現像剤） １３ スクイズローラ １４ ドクターブレード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒関 義之 宮城県柴田郡柴田町大字中名生字神明堂 ３番地の１・東北リコー株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−237581（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/10

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】現像部材により保持した液相現像剤を潜像
   担持体に供給し、潜像担持体上に形成された静電潜像を
   可視化する装置であって、 ロール状もしくは無端ベルト状に形成され、周面が、所
   定の現像部において、潜像担持体表面に対し現像ギャッ
   プを隔し近接して配備され、保持した液相現像剤を、回
   転により現像部へもたらす現像部材と、 この現像部材に液相現像剤を供給する現像剤供給手段
   と、 液相現像剤を供給された現像部材から剰余の液相現像剤
   を除去する現像剤除去手段とを有し、 上記現像部材は、導電性の支持基体と、この支持基体上
   に層状に形成されて液相現像剤を含浸状態で保持し、弾
   性を有する現像剤保持層と、微細な孔を一面に高密度で
   穿設され上記現像剤保持層上に形成される、薄い可撓性
   通液フィルム層とにより構成され、 上記現像剤除去手段は、上記現像剤供給手段により供給
   された液相現像剤が、上記現像部材における可撓性通液
   フィルム層の表面よりも内部側に保持されるように、剰
   余液相現像剤の除去を行い、上記現像部において、静電潜像の作用により、上記現像
   部材に保持された液相現像剤に分極状態を発生させ、こ
   の分極状態により上記可撓性通液フィルム層を潜像担持
   体に向かって押し出しつつ、上記液相現像剤の一部を、
   微細な孔を通って可撓性通液フィルム層の表面側へ滲み
   出させ、上記可撓性通液フィルム層の表面を上記潜像担
   持体の表面に実質的に接触させた状態で、上記滲み出し
   た液相現像剤を静電潜像が形成された潜像担持体表面に
   接触させて上記静電潜像を可視化する ことを特徴とする
   液体現像装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の液体現像装置において、 液相現像剤が、トナーを分散媒中に分散させた現像液で
   あることを特徴とする液体現像装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の液体現像装置に於て、 液相現像剤が、印刷用インキであることを特徴とする液
   体現像装置。
4. 【請求項４】請求項１または２または３記載の液体現像
   装置において、 現像部材の支持基体に、静電潜像と逆極性の現像バイア
   ス電圧が印加されることを特徴とする液体現像装置。