JPH08123206A

JPH08123206A - 液体現像装置

Info

Publication number: JPH08123206A
Application number: JP27855594A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Umemura; 和彦梅村; Kazuo Tsubushi; 一男津布子; Takeshi Asami; 剛浅見; Kazuyo Mizuno; 和代水野; Akihiko Goto; 明彦後藤; Masahide Yamashita; 昌秀山下; Nobutaka Kinoshita; 宜孝木下
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1994-10-19
Filing date: 1994-10-19
Publication date: 1996-05-17

Abstract

(57)【要約】【目的】得られる画像に何等の悪影響を与えずに感光
体上に残存する液体を十分に除去できる上に構造の簡単
な液体現像装置を提供すること。【構成】電気抵抗が体積抵抗で１０⁷Ω・ｃｍ以上の
高電気抵抗体を表面に持ち、電気抵抗が前記高電気抵抗
体の１／１００以下の導電性材料を内部に持つ円筒状現
像ローラーを備えていることを特徴とする液体現像装
置。円筒状現像ローラーが中心ローラーの周りを多孔質
弾性体で被覆したローラーより成り、該ローラーの表面
に存在させる高電気抵抗体を静電植毛された繊維とする
ことを特徴とする前記の液体現像装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真の液体現像装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ゼログラフィーによる電子写真複写方法
は、一般的複写方法として広い分野で利用されている。
この複写方法では、感光体に形成された静電潜像をトナ
ーで顕像化し、これを複写用紙に転写してから必要に応
じて定着して目的とする複写物を得ているが、現像方法
には乾式と湿式とがある。このうち、液体現像剤を使う
湿式現像法には液体スプレー現像法と液体現像法とがあ
り、前者はインク又は色素溶液を霧状にして帯電させ、
これを感光体に吹付けて現像する方法である。後者は、
石油系液体（担体液）に浮遊させたトナーを電気泳動で
感光体上の静電潜像に付着させる方法であり、湿式法と
して一般的な方法である。

【０００３】液体現像法で静電潜像にトナー粒子を付着
させる場合、原画を忠実に再現させるためには感光体表
面付近に導電性物質（現像電極）を存在させることが必
要である。また、転写直前の感光体表面に残存する液量
を少量とするのが望ましい。これは、液量が多いと複写
用紙に大量の液が移るからその乾燥用エネルギー量が多
くなる上に、該液体から発生するガス（石油系炭化水素
ガス）がオペレーターに不快感を与えたり、安全面や環
境面に悪影響を与えたりするからである。前記の要求を
満足させるために液体現像は種々の方法で行われてお
り、現像ローラーを２本以上使う方法や、感光体近傍に
あるリバースローラーで非接触的に感光体表面の残液を
除去する方法等が実現している。また、液体現像に使わ
れる現像ローラーには、前記の現像電極が形成されるよ
うに内部に導電性物質を存在させているが、感光体表面
と接触する現像ローラー表面は絶縁体とすることが必要
であり、該表面が導電性の場合には静電潜像が損なわれ
る。

【０００４】ところで、現像ローラーによる感光体表面
の残液除去時には残液が該ローラーに良く吸収されるよ
うに、連続気泡を持つ発泡体層を表面に備えた弾性ロー
ラーを現像ローラーとするのが好ましい。しかし、この
弾性ローラーでは感光体との圧接時に気泡がつぶれて複
写物の品質が低下する等の問題がある。前記の導電性物
質（現像電極）はカブリ防止や縁端効果排除等に有効で
あり、感光体に近接して存在させるのが好ましい。従っ
て、発泡体を持つ弾性ローラーの発泡体部分に炭素粉等
の導電性粉末を加えたり、発泡体部分を金網で覆う等の
方法が試みられている。しかし、前者では発泡体部分の
柔軟性や機械的強度が低下する等の問題があり、後者で
は金網が静電潜像を乱す場合が多い。なお、縁端効果と
は静電潜像から得られた画像の縁端部が他より濃くなる
効果を言い、この効果は電圧コントラストが強い場所に
トナーが大量に付着するために起るから、感光体近傍に
導電性物質を存在させると防ぐことができる。

【０００５】前記の諸問題を解決するために、特公昭５
８−３０５８１号公報には、周面のうち少なくとも他部
材と接触し得る面は絶縁性材料で構成されていると共
に、外周部の大半が電極効果を有するように構成されて
いる電子写真液体現像用回動部材が提案されている。し
かし、この部材は実質的に絶縁性の膜で被覆されている
金網を絶縁性材料としており、該金網の凸部による画像
形成用トナーの削れ防止や、金網跡が複写物に形成され
ることを防止するのは極めてむつかしい。特公昭５８−
３０５７８号公報には、弾性材層と該弾性材層が変形し
ても感光体ドラムと接触する面内では変形しない表面層
とを備えた弾性ローラー、及び該弾性ローラーを使用す
る感光体ドラム表面の液体除去方法が提案されている。
しかし、この場合も前記の特公昭５８−３０５８１号公
報に記載されている電子写真液体現像用回動部材使用時
と同様な問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、電子写真の
液体現像の際に見られる前記の諸問題を解決し、得られ
る画像に悪影響を与えずに感光体上に残存する液体を充
分に除去できる上に、１本の現像ローラーで現像と感光
体上に残留している液体除去の両者を問題なく行うこと
ができる液体現像装置を提供することをその課題とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するため鋭意研究を進めた結果、本発明を完成す
るに至った。すなわち、本発明によれば、電気抵抗が体
積抵抗で１０⁷Ω・ｃｍ以上であって、厚み５〜２００
μｍの均質な高電気抵抗体を表面に持ち、電気抵抗が前
記高電気抵抗体の１／１００以下の導電性材料を内部に
持つ円筒状現像ローラーを備えていることを特徴とする
液体現像装置が提供される。また、本発明によれば、現
像ローラーが中心ローラーの周りを多孔質弾性体で被覆
したローラーより成り、該ローラーの表面に存在する高
電気抵抗体が静電植毛された繊維であることを特徴とす
る前記の液体現像装置が提供される。

【０００８】本発明者らは、１本の現像ローラーで現像
と残液除去の両者を行っても全く問題がなければ、複数
の現像ローラーを使用する現像装置より構造の簡単な１
本の現像ローラーを使用する装置が有利と考え、現像ロ
ーラーが１本の特公昭５８−３０５８１号公報に記載さ
れている複写装置について詳細な調査を試みた。この装
置は図１でその概要が説明される装置であり、感光体ド
ラムと現像ローラーとの接触部分の詳細構造が図２で説
明される装置である。図中の１は感光体ドラム、２は潜
像形成手段部、３は現像器部、４は転写手段部、５はク
リーニング部、６は感光体ドラムの回転軸、７は現像液
槽、８は現像ローラー、９は絞りローラー、１０は現像
ローラーの中心ローラー、１１は弾性発泡体、１２は一
部に絶縁塗料が塗布されている金網、１２Ａは絶縁材、
１２Ｂは金属、１３は現像液を表している。

【０００９】図１に示した装置は、中心ローラー１０の
周りに発泡ポリウレタン製弾性気泡体１１を設け、その
外側を金網１２で被覆してから該金網の感光体ドラム１
と接する部分に絶縁塗料を塗布した現像ローラーを備え
ている。そして、該装置では金網２３を備えていること
でカブリや縁端効果が防止されている。図１に示した装
置を使う複写では、感光体ドラム１が回転軸６を中心に
矢印方向に回転する。そして、潜像形成手段部２で感光
体ドラム１の上に形成された静電潜像には現像器部３で
トナーが付着して顕像化し、この顕像（トナー像）が転
写手段部４で複写用紙に転写されてから、クリーニング
部５で感光体ドラム上の不要な静電潜像や不要な現像液
が除かれ、感光体ドラム１が初期化する。

【００１０】現像部３には、現像液槽７と現像ローラー
８と絞りローラー９が設けられており、現像ローラー８
の弾性発泡体１１は容易に現像液を包含することができ
る。また、現像ローラー８と感光体ドラム１との接触部
分が同伴して同方向に等速で動くように現像ローラー８
には駆動部（図示せず）が設けられている。なお、現像
ローラー８と絞りローラー９は現像液１３の中で圧接可
能に配設され、両者の圧接によって弾性発泡体１１中に
含まれている現像液が交換される。現像（トナー像の形
成）は、現像ローラー８によって感光体ドラム２の表面
に供給された現像液で行われ、現像後の残液は現像ロー
ラー８の弾性発泡体１１によって排除される。すなわ
ち、図１に示すＢの部分で感光体ドラム１と圧接された
現像ローラー８は、弾性発泡体１１中に包含されている
現像液が搾出されて図１のＡの部分に供給され、これに
よって静電潜像が新鮮な現像液で現像されると共に、現
像ローラーが圧接から開放されるＣの部分では感光体ド
ラム上の液体が充分に吸収され、トナー像周辺の液量を
少なくすることができる。

【００１１】本発明者らの詳細な検討結果によると、前
記特許に示されている液体現像装置には以下に示すよう
な問題が認められた。本発明は、これらの問題が解決さ
れた液体現像装置を提供するものである。現像ローラーの表面に絶縁された金網が存在している
ために、感光体ドラム表面の液を吸収除去する際にトナ
ー像が形成されている感光体ドラム表面からトナーを削
り取り、該トナーが金網を介して感光体ドラム表面に転
写されることによって感光体ドラム表面に金網状のトナ
ー像を形成してしまう。現像ローラーの表面の高電気抵抗体が実質的に金網表
面の絶縁塗料だけであり、現像電界の形成に必要な対向
電極が現像ローラー表面に存在する金網なので、感光体
表面の静電潜像と対向電極との間が狭すぎて好適な現像
電界の形成が困難になり、そのため複写画像に充分な画
像濃度階調性を与えることができない。

【００１２】本発明の液体現像装置に使われる現像ロー
ラーは、表面が体積抵抗１０⁷Ω・ｃｍ以上の高電気抵
抗性で弾性を持つ材料で形成され、内部が表面の電気抵
抗の１／１００以下の電気抵抗を持つ材料で形成されて
いる円筒ローラーである。そして、高電気抵抗性の表面
部分は厚みを５〜２００μｍ、好ましくは１０〜５０μ
ｍとするのが望ましい。また、中心ローラーと前記高電
気抵抗性表面との間には厚み２〜３０ｍｍ、好ましくは
５〜２０ｍｍの多孔質弾性体が存在しているのが望まし
い。この液体現像装置では感光体と現像ローラーとの密
着度が高いから、現像ローラーが連続気泡を持たない場
合でも感光体表面の残液を充分に排除可能であり、現像
後の感光体表面に残る液量を０．２ｍｇ／ｃｍ²以下と
することができる。因に、前記図１の装置ではこの液量
が１．７ｍｇ／ｃｍ²程度である。

【００１３】本発明の液体現像装置では、現像ローラー
表面と感光体表面とを０．０１〜１．０ｋｇ/ｃｍ²、好
ましくは０．０５〜０．２ｋｇ/ｃｍ²の圧力で圧接して
感光体表面の残液を排除するから、現像ローラーの表面
は圧接時に機械的にトナー像を損なうことのない材料で
形成するのが好ましい。この特性と高電気抵抗とを兼備
した材料としては天然及び合成高分子が挙げられるが、
特に後者が好ましい。具体的には、アクリル系、ナイロ
ン系、ポリエステル系等の合成繊維や合成樹脂、或いは
ポリノジック繊維（高重合強力ステープルファイバーの
商品名）等が好ましい。そして、これらのうちでも特に
ナイロン６６繊維及び樹脂とポリノジック繊維が好まし
い。また、これらの合成樹脂は球状等の丸味を持つ微粒
子状や繊維状で現像ローラー表面に存在させるのが好ま
しく、特に静電植毛等で植毛された繊維状にして存在さ
せるのが良い。植毛された繊維状物が好ましい理由は、
柔軟性が高い上に毛管現象のために現像液の供給や除去
が容易になるからである。そのために、該繊維は太さ５
デニール以下、好ましくは３デニール以下であると共に
柔軟で現像液との親和性の良いものが好ましい。なお、
繊維が太すぎたり硬すぎたりするとトナー像を傷付ける
場合がある。

【００１４】前記のように、中心ローラーと表面との間
には多孔質弾性体を存在させるのが好ましく、この多孔
質弾性体は表面の１／１００以下の電気抵抗を持つと共
に、表面に開孔した連続気泡を持つ多孔体であることが
好ましい。このような連続気泡が存在すると、図１に示
した現像ローラーと同様に感光体への現像液供給や感光
体表面からの残液除去が有利になる。また、この部分は
現像液に親和性を持つと共に現像液への溶解や膨潤に耐
性を持つ材料で形成するのが好ましい。本発明の現像ロ
ーラーでは、多孔質弾性体不在の場合は中心ローラーが
現像電極となるが、多孔質弾性体の存在時には該弾性体
が現像電極となる。従って、多孔質弾性体の電気抵抗は
０〜１０⁵Ω・ｃｍ、好ましくは０〜１０³Ω・ｃｍとす
るのが望ましく、そのため多孔質弾性体にカーボン粉末
等の導電性微粉末を分散させたり、多孔質弾性体を構成
する材料に導電性ポリマー又は導電性ポリマーを含む混
合物を使用するのが望ましい。ここで使われる多孔質弾
性体を具体的に例示すると、ポリウレタンやシリコーン
樹脂等の発泡体である。

【００１５】

【実施例】次に、本発明を実施例によって更に具体的に
説明するが、本発明はこの実施例によって限定されるも
のではない。

【００１６】実施例１（株）リコー製湿式電子写真複写機ＣＴ−５０８５の現
像部から炭素鋼製現像ローラー３本を取外し、この内の
最上段の１本に粒径１００μｍの綜研化学社製アクリル
微粒子を均一に付着させ、該表面層の厚みを１００μｍ
とした。付着にはアクリル系接着剤（綜研化学社製；商
品名ＳＫダイン）を使用し、接着剤層の厚みは約５０μ
ｍとした。また、前記アクリル粒子の電気抵抗は１０¹²
Ω・ｃｍであり、前記炭素鋼製ローラーの電気抵抗はほ
ぼ０であった。以上のように加工した現像ローラー１本
を前記複写機の元の場所に戻したが、この際にローラー
両端に設けられているベアリングを除いてローラー表面
が直接感光体と接触するようにした。また、現像ローラ
ーを１本とするように現像部を変えたことに対応して現
像液の供給経路を変更すると共に、現像ローラーの両端
に感光体と接するように感光体表面の残液排出路を設け
た。以上に詳記した改造複写機を使って改造前と同じ方
法で複写したところ、改造前より画像濃度がやや低下す
るが良質の複写物が得られた。また、この複写時には感
光体上に残液が約０．２ｍｇ／ｃｍ²存在し、改造前の
それの約０．３ｍｇ／ｃｍ²より大幅に残液量を減少さ
せることができた。

【００１７】実施例２実施例１の場合に加工した物と同じ炭素鋼製ローラーの
周囲に、連続気泡を持つ導電性ポリウレタン発泡体（東
洋ポリマー社製；商品名：ルビセル；電気抵抗値：１０
⁴Ω・ｃｍ）を厚みが１０ｍｍとなるように設け、その
上に実施例１の場合と同じ厚み１００μｍの表面層を設
けた。但し、表面層のアクリル微粒子とポリウレタン発
泡体との接着には発泡性ポリウレタン接着剤（東洋イン
キ社製のダブルフェースに炭酸ガス系発泡剤を添加混合
したもの）を使用し、下地の発泡体層と表面との間に通
液性を持たせた。なお、接着剤層の厚みは実施例１の場
合と同様に約５０μｍとした。以上の外は実施例１と全
く同じ方法で複写したところ、実施例１の場合と同等の
画像濃度で良好な複写画像が得られ、感光体上の残液量
は実施例１の場合より更に少ない０．１ｍｇ／ｃｍ²程
度であった。

【００１８】実施例３実施例２で使った導電性ポリウレタン発泡体で被覆され
ている弾性ローラーの上に、ポリノジック繊維（東洋紡
績社製；電気抵抗値：１０¹⁰Ω・ｃｍ）を静電植毛した
ローラーを現像ローラーとした。なお、静電植毛はポリ
ウレタンを発泡させる前に公知の方法で行い、ポリノジ
ック繊維には長さ３ｍｍで太さ５デニールのものを使用
した。以上の外は実施例１と全く同じ方法で複写したと
ころ、実施例１、２の場合より高濃度で全体が滑らかな
印象の高品質複写画像が得られた。該複写画像は、改造
前の複写機によって得られる複写画像と同等の画像濃度
で画像品質がそれより高い物である。また、感光体上の
残液量は０．１ｍｇ／ｃｍ²以下であった。

【００１９】実施例４植毛に使うポリノジック繊維の太さを３デニールとした
が、それ以外は実施例３と全く同じ方法で複写したとこ
ろ、実施例３の場合より更に高品質の複写画像が得られ
た。すなわち、画像濃度や全体の印象が実施例３の複写
画像と同等な上に、細線再現性やシャープネスの点で実
施例３の複写画像より優れた複写画像が得られた。ま
た、感光体上の残液量は０．１ｍｇ／ｃｍ²であった。

【００２０】実施例５ポリノジック繊維の代りに電気抵抗が２．５×１０⁷Ω
・ｃｍの炭化ケイ素繊維（宇部興産社製のチラノ繊維）
を使ったが、それ以外は実施例３と全く同じ方法で複写
したところ、実施例３の場合と同じ高品質複写画像が得
られた。また、感光体上の残液量は約０．１ｍｇ／ｃｍ
²であった。

【００２１】比較例１ポリノジック繊維の代りに電気抵抗値が約１０³Ω・ｃ
ｍの炭素繊維（三菱化成社製）を使用し、それ以外は実
施例３と全く同じ方法で複写したところ、繊維の太さが
５デニールの場合（実施例３との比較）も３デニールの
場合（実施例４との比較）も得られた複写画像は「かす
れ」や「削れ」が甚しく、小さな文字は判読できなかっ
た。

【００２２】比較例２導電性ポリウレタン発泡体ルビセル中に含まれているカ
ーボン量を少なくし、その電気抵抗を１０⁹Ω・ｃｍと
した以外は実施例３と全く同じ方法で複写したところ、
得られた複写画像の濃度が低い上に地肌部がトナーで汚
染されていた。また、画像のシャープネスや解像度も悪
いために文字の判読が困難であった。

【００２３】

【発明の効果】請求項１の液体現像装置は、従来の液体
現像装置より感光体表面の残液量を少なくすることがで
きる上に、高品質画像を与える簡単な構造の液体現像装
置である。従って、この液体現像装置を使うと転写画像
が形成されている紙の乾燥に必要なエネルギー量を少な
くすることができる上に、オペレーターに不快感を与え
たり安全面や環境面に悪影響を与えたりすることが少な
くなる。また、高品質画像を低価格で提供することがで
きる。請求項２の液体現像装置は、現像ローラーに連続
気泡を持つ多孔性弾性体を備えているために、感光体上
の残液量を更に減らすことができる上に画像濃度を高く
することができる液体現像装置である。請求項３及び４
の液体現像装置は、現像ローラーの表面に植毛された繊
維を備えているために、画像品質を更に高くすることが
できる液体現像装置である。

【図面の簡単な説明】

【図１】液体現像装置を使用する従来の湿式電子複写機
の概要を説明する図である。

【図２】従来の液体現像装置の感光体ドラムと現像ロー
ラーとの接触部分の詳細構造を説明する図である。

【符号の説明】

１感光体ドラム２潜像形成手段部３現像器部４転写手段部５クリーニング部６感光体ドラムの回転軸７現像液槽８現像ローラー９絞りローラー１０現像ローラーの中心ローラー１１弾性発泡体１２金網１２Ａ絶縁材１２Ｂ金属１３現像液

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者水野和代東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者後藤明彦東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者山下昌秀東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者木下宜孝東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気抵抗が体積抵抗で１０⁷Ω・ｃｍ以
上であって、厚み５〜２００μｍの均質な高電気抵抗体
を表面に持ち、電気抵抗が前記高電気抵抗体の１／１０
０以下の導電性材料を内部に持つ円筒状現像ローラーを
備えていることを特徴とする液体現像装置。
【請求項２】現像ローラーが中心ローラーの周りを多
孔質弾性体で被覆したローラーであることを特徴とする
請求項１に記載した液体現像装置。
【請求項３】現像ローラーの表面に存在する高電気抵
抗体が、静電植毛された繊維であることを特徴とする請
求項１又は２に記載した液体現像装置。
【請求項４】繊維の太さが５デニール以下であること
を特徴とする請求項３に記載した液体現像装置。