JPS58187963A - 電子写真複写法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、静電帯電させ、情報に基づいて露光し、得ら
れた電荷潜像を液状現像剤で可視トナー像に現像しかつ
過剰の現像剤液体を、光導電体表面から僅かな距離に配
置し、帯電した光導電体表面と同じ極性のバイアス電圧
を印加しだ調量装置で除去し、トナー像を光導電体から
像受容材料に転写し、該材料に固定しかつ光導電体を清
掃しかつ／又は放電させることにより成る光導電体表面
から現像剤液体を除去する形式の電子写真複写法に関す
る。

西ドイツ国特許出願公開第３０１８２４１号明細書から
、液状現像剤によって現像される静電荷像を担持する光
導電体表面から、絶縁性液体及び該液体に懸濁した帯電
したトナー粒子から成る液状現像剤から現像剤の過剰の
液体を除去する方法は公知である。このためにはスクィ
ーズローラ又は吸収ローラの形状の乾燥装置が光導電体
表面と接触し、この場合スクィーズローラ又は吸収ロー
ラは極性が帯電したトナー粒子の電荷の極性と同じであ
る電位に保持されかつ更に光導電体表面とスクィーズロ
ーラ又は吸収ローラとの間の相対運動は、相対速度が接
触範囲でゼロになるように制御される。スクィーズロー
ラ又は吸収ローラの円筒状表面は、ショアＡ硬さ４５未
満及び抵抗値１０　オーム側を有する弾性材料から成る
。光導電体表面はドラム上にあり、該ドラムは電荷潜像
の現像後に光導電体上にのこる液体量を制限するために
構成された調量又は掻取りローラの傍を反時計方向に回
転する。この調量ローラ又は掻取りローラは現像された
電荷像には接触しない、従って掻取りもまたひずみも生
じない。この際には、なお現像剤液体の層は厚さ１０〜
１５μｍで先導電体表面上にのこる。調量又は掻取シロ
ーラの通過後、ドラム表面はトナーを光導電体表面に定
着させる電界が生じるようなバイアス電圧に保持される
スクイーゾ又は吸収ローラの傍を通過スる。スクイーズ
ローラに印加されたノ々イアス電圧は現像剤液体中のト
ナー粒子と同じ極性を有する。εのようにして、現像さ
れた像は光導電体に付着した状態に維持され、その際り
１掻き傷及び汚れも生ぜずかつトナーがスクイーズロー
ラに転写されることもない。光導電体上になお存在する
液状現像剤層はスクイーズローラの通過後に厚さ２〜３
μｍになり、従って光導電体上の現像剤液体の層厚さは
全体で出発値の約イに減少する。

湿式現像は乾式現像に比較して解像力が大きくかつコピ
ーを定着させるだめのエネルギーが少ないという利点を
有しているが、他面トナー像が像受容材料に移行する過
程で、スクイーズローラによって搾取されなかった残留
現像剤液体もまた像受容材料上に沈着する、従って定着
工程でコピーを加熱することによって蒸発させねばなら
ないという欠点を有する。この処置によシー面では現像
剤液体が大量に失われかつ常に複写機に再補充されねば
ならずかつ他面では複写機の周囲の空気が蒸発した現像
剤液体によって不都合に富化される。慣用の現像剤液体
はそのままでは無毒性である、この場合には主として脂
肪族炭化水素例えば１−デカンが使用され、該液体中に
帯電したトナー粒子が分散されるが、大量の現像剤液体
の搬出は軽度の環境汚染の理由からも好ましくない。

公知技術水準、例えば西ドイツ国特許出願公告第２３６
１８３３号明細書（米国特許第３９０７４２３号明細書
）に開示された発明においては、現像剤液体の搬出量を
減少させるために光導電体層上の電荷像の現像後に帯電
したトナー粒子上にのこっている、ひいては現像剤の過
剰の液体をトナー像を像受容材料に転写する前に該液体
の層厚さが光導電体に対して反対方向に回転する掻取り
ローラによって減少させられる。このだめに掻取９０−
ラは約５０μｍの僅かな距離で高い周速度で光導電体層
の運動とは反対方向に回転する。光導電体層上に析出し
たトナー像は掻取られないが、しかしながらその上にあ
る現像剤液体は一部分が除去されるにすぎず、従って湿
ったコピーが排出される。

掻取り又は調量ローラは光導電体表面から０゜０５〜１
朋の間隔で分離される。調量ローラは光導電体ドラムよ
υも高い周速度で反対方向に回転することにより、現像
剤液体は光導電体と調量ローラとの間の間隙内で相反す
る方向に向かう２つの流れに分割され、その一方の流れ
が調量ローラによって剥離されかつ後続のワイ・ξ−ブ
レーＰによって除去される。１００μｍの調量間隙で、
Ｄ工ＮＡ４コピーによる液状現像剤の搬出量は約０．２
ｇである。従って搬出される液状現像剤と調量間隙との
間の線状関係から、５０μｍの間隙で液状現像剤の搬出
量は約０．１ｇになると推定することができる。

調量ローラは絶縁軸承板に保持される、従つてローラ上
には誘導により・々イアスミ圧約３゜Ｏｖが形成される
。光導電体表面上の画像領域は電位９００〜９５０Ｖを
有し、一方画像不在領域は電位約１５０ｖを有する。調
量ローラの電位は光導電体上の画像領域よりも低くかつ
画像不含領域よりも高いので、トナーは画像領域から画
像範囲に向かって流れかつ画像領域で固定される。

また、調量ローラに直流電圧源を用いてバイアス電圧を
印加し、該バイアス電圧を光導電体表面の画像領域の電
位より低くかつ画像不在領域よりも高く調整することも
考えられ得る。・ぐイアスミ圧を印加することによって
のみ、コピーの背影トーンを低下させかつ画像の強いコ
ントラストを得ることができる。

極く最近まで常に、連続気泡状の発泡重合体から成る吸
収ローラ或はまたスクイーズローラによって静電気電荷
像の現像後に現像剤の過剰の液体を光導電体表面から除
去しかつそれによってコピーによる現像剤液体の搬出量
を一層減少させる試みが繰返し行なわれて来た。このた
め９スクイーズローラ技術、すなわち光導電体層上の液
体で現像した電荷像ヲ容易に乾燥する技術は、その初期
には米国特許第３２９９７８７号明細書に記載され、該
明細書には現像剤の過剰の液体を光導電体ベルトから除
去するために所属の清掃部材を有するスクィーズローラ
を使用することが開示された。

調量ローラの周速度を大きくすることによって現像剤液
体の搬出量を減少させることは、該搬出量は周速度の関
数として漸近的に減少するために殆んど不可能である。

それというのも著しい搾取量で必要な周速度は従来の複
写機では実現が極めて困難であるからである。現像剤液
体の搬出量を減少させると予測される、調量ローラと光
導電体表面との間の間隙を５０μｍに著しく縮少させる
ことも、光導電体ドラム及び調量ローラの直線性に関す
る精密機械的許容誤差のために実施不可能である。一定
の精密機械的許容誤差の維持は、例えばＤＩＮＡＩサイ
ズのコピーを作るために光導電体ドラム及び調量ローラ
を長くする程に一層困難になる。面積の大きなコピーを
製作するためには、ドラム及び調量ローラの体積が大き
くなるために、現像剤液体を減少させると同時に間隙を
５０μｍよりも大きくすることが所望される。

本発明の課題は、冒頭に記載した形式の方法を、ＤＩＮ
ＡＩサイズまでのコピーにおける現像剤液体の搬出量を
減少させ、しかも調量装置と光導電体表面との間の間隙
の縮少及び調量装置の周速度の上昇を必要としないよう
に改良することであった。

この課題は、本発明により、調量装置のバイアス電圧を
１　ｋＶよりも大きくかつ光導電体表面上の最大電圧を
調量装置の・々イアスミ圧と同じか又はそれよシも小さ
く選択することにより解決される。

光導電体表面上の最大電圧と調量装置の・ぐイアスミ圧
との差は有利には２００■以下である。

本発明の別の有利な実施態様は、特許請求の範囲第３項
〜第８項に記載されている。

本発明方法によれば、調量装置と光導電体表面との間の
間隙に大きな電界を印加するという簡単な手段により、
その他は通常の複写条件を維持した上で現像剤液体の搬
出量を著しく減少させることができるという利点を有す
る。

この際に進行するプロセスに関して、十分に根拠のある
説明はなし得ない。西ドイツ国特許出願公開第２７３９
１０４号明細書に記載されているような、現像剤液体で
湿潤されなかった遊離のコロナから液体表面に吹付けら
れ、次いで光導電体上の液体層の調整に作用することが
できる電荷による挑像剤液体の調量は起らない。本発明
の場合には、当業者が予測し得なかった驚異的な作用が
生じる。それというのも当業者にとっては公知技術水準
から、背影の無い現像のためには、はぼ３００ｖ程度で
ありかつ光導電体上の画像領域の約９５０ｖの電位より
は著しく小さい電位を印加することが公知であったから
である。

本発明方法を実施することができる複写機の構造は公知
技術水準に一致しかつ第１図に示されている。ドラム１
には光導電体２１が施されており、該ドラムは図示され
ていない駆動源によって所定の速度で反時計方向に回転
せしめられる。ドラム１の周囲には、帯電装置２例えば
コロナ、露光ステーション３、現像ステーション２２、
過剰の現像剤液体のスクィーズローラ６、像転写ステー
ション゛１６、清掃装置１１．１２及びもう１つの帯電
装置１３例えば交流コロナ、及び／又は中和ランプが配
置されている光導電体２１が有機材料例えばポＩＪ　＋
　Ｎ−ビニルカルバソール／トリニトロフルオレノンか
ら成っている場合には、光導電体は静電帯電装置によっ
て負に帯電され、一方セレンから成る光導電体の場合に
は正の帯電が行なわれる。帯電した光導電体２１は露光
ステーション３でその光学系を介して情報に基づいて、
すなわちオリジナルの光線像で露光される。得られた電
荷潜像は現像ステーション２２で液状現像剤によツマ可
視トナー像に現像される。現像ステーション２２は、曲
率がドラム１の外周面の曲率と合せられたわん曲した板
牛と、液状現像剤が充填されたトラフ５とから成ってい
る。板牛は現像電極として機能しかつ一図示されていな
い電源によって所定の電圧が印加される。わん曲した板
牛の代りにローラを設けることもできる。有機光導電体
層では、現像剤液体内に分散されたトナー粒子は正に帯
電し、一方セレン層では負に帯電する。過剰の現像剤液
体はワイ・ξ−ブレード７を有するローラ６から成る除
去装置によって大部分が除去される。

転写ステーション１６では、容器２５から像受容材料例
えば枚葉紙８がドラム１に供給される。転写ステーショ
ン１６は枚葉紙８を背面側から静電帯電させる帯電装置
９例えばコロナを有する。セレンから成る光導電体２１
の場合には、枚葉紙８は正に帯電される。帯電装置９の
代りに圧着ローラを設け、該ローラをドラム１の外周面
に接触させがっ該ローラを転写のための適当な電位に帯
電させる電源と接続することもできる。トナー像が光導
電体２１がら枚葉紙８に転写された後、該枚葉紙はドラ
ム１の外周面から剥離されかつなお湿ったトナー像を乾
燥する加熱装置上に案内される。

清掃装置はローラ１１例えば発泡材料から成るローラと
、該ローラ１１に隣接して配置されたワイノξ−リップ
１２とから成る。ローラ１１は現像剤液体の湿潤されか
つワイ・ξ−リップ１２と共同して光導電体表面から残
留トナーを清掃する。

帯電装置１３は光導電体２１の全ての残留電荷を除去し
、該光導電体は完全に放電する。

公知の複写機における支配的複写条件では、光導電体２
１がセレンである場合には、直流コロナ２に＋６．３　
ｋＶの作動電圧が給電される。露光装置３で供給された
光量に相当して、最高給＋１１５０Ｖに帯電した厚さ約
５０μｍのセレンから成る光導電体層は放電しかつその
際先導電体層上に存在する残留電荷に相応してトナー粒
子が析出し、電荷潜像をトナー像に現像する帯電装置１
４は本発明方法を実施するために直流コロナ２の８　ｋ
Ｖの連続作動電圧のために構成された高電圧回路１５と
接続された直流コロナ２から成る。

調量ローラは表面が陽極酸化されたアルミニウムから成
りかつ５０μｍの間隔でドラム１に対して反対方向で３
倍の周速度で回転する。調量ローラ６は図示されていな
いがその突出した軸端に、遮蔽板内に回転可能に支承さ
れ、ころ軸受が組込まれた絶縁材料から成るころがりロ
ーラを有する。このころがりローラの直径を選択するこ
とにより、調量ローラ６と光導電体表面との間に夫々所
望の間隙Ｓが形成される。ころがりローラはドラム１上
の光導電体表面と固定位置にある。調量ローラ６には、
電圧源１７が接続されている。

ｆｆ１２図Ｋｉｄ、Ｄ工ＮＡ４コピー１枚当りの現像剤
液体の搬出量が調量ローラ６と光導電体表面との間の間
隙の大きさの関数として示されており、この場合この曲
線のパラメータは調量ローラ６に印加される電圧である
。液状現像剤としてインフオテツク（工ｎｆｏｔｅｃ■
）−トナー粒子を分散させたイソ・ξル（工５ｏｐａｒ
　　Ｍ　）を使用すると、第２図に示した曲線が得られ
る。イソ・ぐルＭは２２３℃で沸騰する液状のイソ・ξ
ラフイン炭化水素である。

コピーによるイソ・ξルＭの搬出量を測定するだめには
、複写機の定着ステーションを遮断しかつ多数のコピー
用紙を複写機の通過前及び後に計量する。調量ローラ６
に連続して０〜２　ｋＶの種々の電圧を印加する。図面
から明らかなように、調量ローラ６に電圧を印加しなけ
れば現像剤液体の搬出量は間隙Ｓの幅に関して直線的に
増加する。調量ローラ６に＋１　ｋＶの電圧をかけると
、はぼ同じ挙動を呈する。これらの第２図に示した２つ
の曲線は、＋ｌｋＶ以下の電圧を調量ローラ６に印加し
ても現像剤液体の搬出量を減少させるには殆んど無効果
であることを示す。電圧が＋ｌ　ｋＶより大きい場合、
例えば＋１゜５　ｋＶで初めて、５０〜１３０μｍの間
＠Ｓの幅に対して現像剤液体の搬出量の著しい減少が生
しる。この場合、搬出量は５ｏ〜１１０μｍの間隙の範
囲で約１７に減少しかつ１３０μｍの間隙Ｓの幅ですら
、電圧を印加しない調量ローラ６での運転に比較してな
お４２゛％の減少が生じる。

特に好ましい状態は、＋２ｋＶの電圧を印加しだ調量ロ
ーラ６で運転する際に生じる、それというのもその際に
は現像剤液体の搬出量が１５０μｍの間隙幅まで、調量
ローラ６に電圧を印加しない際に生じる値のＫ又はそれ
以下まで減少せしぬられるからである。２００μｍの間
隙でも、電圧を印加しない調量ローラ６での運転に比較
して約３０％の搬出量の減少が生じる。

同様な結果は、有機光導電体で負の電圧を調量ローラ６
に印加する場合も得られる、このことはイＪ機光導電体
の場合には複写機は正に帯電しだトナーで運転されるた
めに必要である。

光導電体とは反対方向に回転する調量ローし６の速度の
現像剤液体の搬出量に対する影響は、調量ローラに高電
圧を印加することによって低下せしめられる。例えば調
量ローラ６を３〜３１倍の周速度の代りに１．５倍の周
速度で光導電体に対して反対方向で回転させると、搬出
量は２０〜３０％減少するにすぎない。調量ローラ６と
光導電体とが同じ方向の周速度であっても、高電圧を印
加すると、清掃装置例えば第１図のワイ・ξ−ブレード
７によって調量ローラ６で引出された現像剤液体がその
表面から確実に除去されるだけで、現像剤液体の搬出量
の減少は顕著である。

現像剤液体と該液体内に分散された負に帯電したトナー
粒子とから成る液状トナーで現像する際には、調量ロー
ラ６に正の電圧を印加すると、第２図に種々の電圧及び
間隙幅に関して示したような搬出量で背影の無いコピー
が得られる。＋１゜５ｖの電圧を印加した場合にはコピ
ーは低コントラストであり、なお読取り可能であるが、
＋２ｋＶの電圧を印加した場合にはコピーのコントラス
トはもはや不十分である。正に帯電したセレンから成る
光導電体を用いた所定の条件下で、調量ローラ６に負の
電圧を印加すると、現像剤液体の搬出量は同様に減少し
た状態で完全に黒化したコピーが得られる。このことか
ら、コピー品質及びコピーのトナー濃度は別にして、現
像剤液体の搬出量は大体において調量ローラ６に印加さ
れる電圧の極性とは無関係であると言える。

相応して、有機材料例えばポＩＪ　＋　Ｎ−ビニルカル
バソール及ヒドリニトロフルオレノンかう成る負に帯電
すべき光導電体の場合には、現像剤液体の僅かな搬出量
で背影の無い全面が黒化したコピーを得るためには、調
量ローラ６に負の電圧を印加すべきである。

画像フントラストを改良するだめには、光導電体の帯電
した領域にトナー粒子の迅速、安定かつ緊密な析出を可
能にする手段が適当である。

このためには、面状電極牛の代りに、光導電体から約５
０μｍの距離を有するトナーの塗布ローラを設け、現像
剤液体層内で直接光導電体と接触し、既に析出したトナ
ー粒子による早期の不定が生じないように上記ローラに
常に新しい現像剤液体を供給することもできる。距離が
５０μｍであるにすぎない結果′としての強度の電界が
、トナー粒子の急速な析出に望ましく作用する。それに
より、密度０．６５の、良好に読取り可能な、背影の無
いコピーが得られる。トナー濃度はコピー上の減衰せず
に反射して来た光量と現像されたトナー像から反射して
来た光量との比の対数によって規定される。セレンから
成る光導電体から５０μｍの距離にある調量ローラに＋
１．５　ｋＶの電圧を印加した場合、コピーによる現像
剤液体の搬出量はＤＩＮ　Ａ牛コピー１枚当り約０．０
６５ｇである。調量ローラが接地されている場合、すな
わち該ローラの電圧がゼロである場合、搬出量はＤ工Ｎ
Ａ牛コピー１枚当り約０．１６．９である。

更に、光導電体上に析出したトナー像の安定性は、液状
現像剤の塗布位置と調量ローラとの間に配置した、図示
されていない付加的現像電極によって高めることができ
る。光導電体上のトナー像の安定性を高めるもう１つの
手段は、光導電体層を帯電電圧Ｕ　　を越えるまで帯電
ａｘＤ させることである。この場合、この電圧は公知技術水準
に基づき最大トナー濃度のコピーが得られる複写条件で
ある。公知技術水準では、５０μｍのセレンから成る光
導電体層の場合の最大帯電電圧は＋１１５０Ｖである。

帯電のためのコロナ電圧を＋６．３　ｋＶから＋８　ｋ
Ｖに高めると、セレンから成る光導電体層は約＋１８０
ＱＶに帯電する。この際析出したトナー像は自体では＋
２ｋＶの電位を有する調量ローラによっては剥離されな
い。この条件では、転写ステーションでの転写コロナの
電圧は＋６．３ｋＶから＋７．５ｋＶに高めるだけでよ
い。転写コロナの代りに転写ローラを使用する場合には
、相応してその電位を高める必要がある。このような複
写条件下で５０μｍの間隙で製作されるコピーは０．９
〜１．１の光学濃度を有する。コピー自体は乾燥してい
る、それというのもイソパルＭの含量はＤ工ＮＡ４コピ
ー１枚当り約０．０１５ｇにすぎないからである。

調量ローラ６に電圧を印加しなければ、現像液体はＤＩ
Ｎ　Ａ　！コピー１枚当９０．１６　ｇ搬出される。

１１０μｍの調量間隙では、ＤＩＮ　Ａ　４−コピー１
枚当りの現像剤液体の排出量は、調量ローラ６に＋２　
ｋＶの電位を印加した場合には０．０３５３であり、調
量ローラに電圧を印加せずに運転した場合には０．３５
０　ｇである。

ＤＩＮ　Ａ　ｌコピーにおいても、光導電体ドラムが８
０〜ｌ　Ｏ５ｃｍの長を有する場合にも、同様な比率の
現像剤液体の搬出値が得られる。

純粋な現像剤液体を用いて達成可能な現像剤液体の搬出
量の減少は、その他は同じ複写条件でトナー粒子を有す
る液状現像剤におけるよりは幾分か高い。このことは導
電率の相異に基づくと言える、それというのも純粋な現
像剤液体は１０−　Ω　ｃＩｎ　　〜１ｏ　Ω　口　を
有するのに対して、分散したトナー粒子を有する現像剤
液体は１０　Ω　側　の範囲の導電率を有するからであ
る。

５０μｍの調量間隙でのＤ工ＮＡ牛コピー１枚当り０．
０１５ｇの現像剤液体の搬出量は著しく少ない。この種
のコピーのオリジナルは、黒色の筆記又は画像による７
％のカバー率を有する。完全に白色のオリジナルの場合
には、その他は同じ条件下で現像剤液体の搬出量はＤ工
ＮＡ４コピー１枚当り０．００３１１〜○、ｏ　Ｏ４ｇ
であるにすぎない。

７％のカバー率のオリジナルでのＤ工ＮＡ４コピー１枚
当り約０．０１ｇの現像剤液体の搬出量は、光導電体上
に析出したトナー粒子に画像受容材料に転写するために
必要なペースト状粘稠度を付与するために必要である下
限量であると見なされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するだめの電子写真複写機の
略示側面図及び第２図は現像剤液体の搬出量を調量装置
に印加した電圧及び調量装置と光導電体表面との間の間
隙の関数として示す線図である。 １・・・ドラム、３・・・露光ステーション、牛・・・
電極、５・・・トラフ、６・・・調量ローラ、７・・・
ワイ・ξ−リップ、８・・・コピー用紙、９・・・転写
コロナ、１０・・・加熱装置、１１．１２・・・清掃装
置、１３・・・帯電装置、１５・・・高電圧供給回路、
１６・・・転写ステーション、２１・・・光導電体、２
２・・・現像ステーション、２５・・・容器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、静電帯電させ、情報に基づいて露光し、得られた電
   荷潜像を液状現像剤で可視トナー像に現像しかつ過剰の
   現像剤液体を、光導電体表面から僅かな距離に配置し、
   帯電した光導電体表面と同じ極性のバイアス電圧を印加
   した調量装置で除去し、トナー像を光導電体から像受容
   材料に転写し、該材料に固定しかつ光導電体を清掃しか
   つ／又は放電させることにより成る、光導電体表面から
   現像剤液体を除去する形式の電子写真複写法において、
   調量装置のバイアス電圧をｌ　ｋＶ　　よりも大きくか
   つ光導電体表面上の最大電圧を調量装置のバイアス電圧
   と同じか又はそれよりも小さく選択することを特徴とす
   る電子写真法。 ２、光導電体表面上の最大電圧と調量装置のバイアス電
   圧との差が２ｏｏ＝ｙルト以下である、特許請求の範囲
   第１項記載の電子写真複写法３、調量装置のバイアス電
   圧が１．５〜２．　ＯｋＶの範囲にある、特許請求の範
   囲第１項又は第２項記載の電子写真複写法。 ４、調量装置を調量ローラとして構成しかつ光導電体表
   面上の現像剤液体の層厚さよりも小さい光導電体表面か
   らの距離に範囲する、特許請求の範囲第１項記載の電子
   写真複写法。 ５、光導電体表面をコピーの最大トナー濃度のだめの帯
   電電圧Ｕ　　よりも大きな電圧に帯ａＸＤ 電させる、特許請求の範囲第５項記載の電子写真複写法
   。 ６、　セレンから成る光導電体表面と調量ローラとの間
   の調量間隙Ｓを５０〜１３．０μｍにかつ調量ローラの
   バイアス電圧を＋１．５　ｋＶに設定する、特許請求の
   範囲第１項記載の電子写真複写法。　　　− ７、＋２ｋＬ１７）ｇｍローラのバイアス電圧でセレン
   から成る光導電体表面と調量ローラとの間の調量間隙Ｓ
   を５ｏ〜２００μｍにする、特許請求の範囲第４項記載
   の電子写真複写法。 ８、現像剤液体をｌ　Ｏ５ｃＩｎまでの長さを有する調
   量間隙Ｓに沿って除去する、特許請求の範囲第１項〜第
   ７項のいずれか１項に記載の電子写真複写法。