CN1210995A - 记录装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种使用其中弥散了色调剂的液体显象剂进行彩色图象显象的彩色记录装置。使用具有5到35%高浓度色调剂的液体显象剂的至少四个液体型彩色显象单元配置在被转动的旋转底座上,使得显象单元被调换而分别与记录介质相对,且每一显象单元包括其中注入了液体显象剂的卡盒瓶,供给管路用于从卡盒瓶向泵唧辊供给液体显象剂,泵唧辊用于向显象辊供给泵唧的液体显象剂。供给管路能够与底座旋转相关供给受调节的液体显象剂量。

Description

记录装置

本发明涉及在对每一象素作浓度分级处理之后用于记录数据的记录装置，并特别涉及使用液体显象剂使包含半色调的潜象以高真确度显象的记录装置，以便使用微粒色调剂获得高质量的图象。

例如，日本公开专利No.H7-334004透露了一种传统的装置，其中湿式液体显象剂通过供给管和返回管循环而防止液体显象剂堆积和沉积，以便防止色调通过显象而变化并起到搅动的作用。

另外，日本公开专利No.H5-35117透露了另一传统的记录装置，其中显象剂瓶左右移动以便搅动高浓度的显象剂。

使用静电液体显象剂的传统的湿式显象装置已经是众所周知的，正如在由Electrophotographing Association编著，由Corona公司于1998年出版的“Basic and Applied Electrophotographic Technology”第288 to 277页中所透露的那样。

这就是说，已经众所周知的有具有碟形显象系统的液式显象装置，其中携带潜象的图象承载介质浸渍在注入到用于使潜象显象的显象碟中的液体显象剂中，有辊式显象系统，其中在其外表面形成带有静电液体显象剂薄膜的显象辊由携带潜象的图象承载介质接近以便使潜象显象，以及还有槽式显象系统，其中图象承载介质被一显象部件的相对的端部中形成的并与真空源连接的槽吸吮，且液体显象剂从电极中心部分形成的的狭逢中吸出，使其在电极和图象承载介质之间循环，以便在显象部件中形成负压时使其上的潜象显象。上述的湿式显象装置一般需要液体显象剂循环系统用于供给并回收液体显象剂，这引起的缺陷在于，使用液体显象剂的显象装置变得体积大和复杂。

同时，已经知道有使用干式显象剂的旋转显象装置，其中呈圆周配置和被携带的多个显象单元沿圆周旋转，并在显象单元面向图象承载介质的显象位置处停止每一显象单元的圆周旋转，从而位于显象位置的显象单元使得在图象承载介质上所携带的潜象显象。

例如，日本公开专利No.H8-305119透露了一种旋转式显象装置，其特点是特别装有用于使显象单元中的显象剂携带器在不同于显象位置的其它位置旋转的装置。

在上述传统的技术中，虽然重量比率小于1％的色调剂液体显象剂能够易于使用泵进行循环，使能够再弥散色调剂，然而，色调剂的浓度越高，则循环变得越困难，且已经沉积的色调剂既使使用有管路的泵吸吮也很难被吸起。而且，如果色调剂浓度低，则产生不能获得细致的图象这样的问题。

同时，在需要左右振荡显象剂瓶子的高浓度的液体显象剂的情形下，使已经沉积到瓶底的色调剂再弥散是困难的，并在瓶子左右运动时为强化弥散效果需要在运动期间加速。这将引起需要高功率的驱动源用于使装置振荡和运动这样的问题。

本发明的一个目的是要提供一种配有使用高浓度液体显象剂的液体显象单元并能够打印高精细度的彩色图象的记录装置。

对于根据本发明的目的，其中包含5到35％高浓度的液体显象剂的卡盒、及显象辊配置在旋转底座上，且在供给和回收液体显象剂的同时彩色显象单元通过使旋转底座旋转而被定位以便显象。

特别地，在长时间闲置或长时间中断之后，在记录过程启动之前旋转底座至少旋转半周。

于是，通过在记录之前，使得其上装有使用包含5到35wt.％色调剂的高浓度液体显象剂的四个彩色显象单元的旋转体旋转，已经在沉积在卡盒底的液体显象剂中均匀沉淀和粘结的色调剂，由于卡盒曾经颠倒过一次，故能够重新在液体显象剂中弥散开，即通过半周的旋转，卡盒的底面曾经被翻转到顶面，因而在记录期间在液体显象剂中能够满意地把色调剂弥散开。同时，预定量的液体显象剂能够提供给显象辊部分，而余留在显象辊部分的液体显象剂也能够被回收。

而且，紧靠在由彩色显象单元旋转时所画的圆周之外装有显象部件和清洁部件，同时彩色显象单元必要时停止在显象部件和清洁部件的位置。在四个彩色显象单元以90度角间隔配置在旋转底座上的情形下，通过旋转四分之一周每一彩色显象单元能够从相关的显象部件移动到相关的清洁部件上，而且液体显象剂的回收和显象剂箱的关闭是与显象单元旋转的位置相关地进行的。由于这种配置，既使使用了高浓度液体显象剂，也能够可靠地进行显象，并通过使旋转底座旋转，而能够有选择地进行显象、液体显象剂的清洁和回收，从而能够提供廉价的显象装置。

顺便来说，在其中没有液体显象剂循环而且没有浓度控制机构的显象装置的情形下，则必须根据设置的打印率设置色调剂浓度。在打印照相调色图象的情形下，记录介质上对应于平均打印率的色调剂粘附面积与打印面积之间的比率估计为3到30％，可设置液体显象剂的浓度使得，液体显象剂中的溶剂消耗度基本上等于按这种打印率的色调剂消耗度。

图1是表示根据本发明的记录装置的示意结构图；

图2是显象装置的一个实施例的结构图；

图3是表示显示装置的另一实施例中的一个元件的结构图；

图4是表示图3中所示的显象装置的图示；

图5是表示装设在显象装置中逆止阀的结构图；

图6是表示根据本发明的记录装置的另一实施例的示意结构图；

图7是表示打印率与色调剂消耗率之间的关系的图示；

图8是表示离子流头的实施例的图示。

以下将参照图1到8说明本发明的优选实施例。

参见表示本发明的一个记录装置的图1，在记录纸1已经置于储纸盒2中、装置准备好接收来自计算机23的记录开始指令时的状态下，当收到指令时，纸张给进辊3被转动，以便一张接一张分开地供给记录纸1，然后记录纸1由纸张给进辊4给进，该给进辊仅在其相对的端头夹持每一记录纸，以便精确地给进记录纸1。当由给进辊4夹持的记录纸1到达未示出的记录开始的位置时，在辊4附近的打印头5开始第一种颜色静电潜象的记录。

进而，当收到记录开始指令时，未示出的记录装置侧的控制装置判断到此时的待命时间是否长于预定的时间，或者指令是否为初始记录开始指令。如果为真，则未示出的驱动控制装置控制装设在作为旋转底座的显象单元壳体21中的电动机的旋转，以便使显象单元壳体旋转大于半周的度数。这样，如果显象装置长时间没有工作，则在记录开始之前使旋转显象单元，并从而既使在液体显象剂中出现沉积和粘结，卡盒内在重力方向上在液体显象剂中已经沉积的色调剂也能够被充分地弥散，从而能够进行高精细度的打印。

例如，设置记录开始位置使其正好在由纸张给进辊4夹持的记录纸1的前端通过离子流头5的位置之后。这种定位还能够根据由未示出的光反射型传感器测量的纸张给进度，或者来自装设在头5的附近的光反射型传感器的信号作出。

当记录纸张1由纸张给进辊4夹持时，记录纸张1从纸张给进辊3释放，以便降低负载量。

以下，将对潜象在记录纸张1上的生成作出说明。参见表示离子流头的实施例的图8，记录头的作用是作为由固体放电电极组成的离子源，该放电电极是由上和下电极580、582及插在它们之间的固体放电绝缘层581组成的。当从交流电源583在上下电极之间施加高电压时，则产生正和负离子。然后，响应来自未示出的计算机的控制信号566，来自偏压电源567的电压施加到其间开有通孔571的绝缘薄膜562的第一电极563和第二电极564，以便有选择地在记录纸上只施加负离子以生成静电潜象。记录纸1由包有导电层569和绝缘层568的记录纸基材料组成，于是能够在绝缘层上生成静电潜象。

当在记录纸1上开始静电潜象的记录时，例如首先进行黄色记录。显象单元壳体21被用于黄色的显象辊旋转以至停止在一显象位置上，以便调节显象辊和记录纸1之间的间隙，并然后启动黄色显象过程。另一方式是，配置在显象位置处的导轮7被稍许移动以便调节显象辊和记录纸1之间的间隙，并然后启动黄色显象过程。在显象期间显象辊和记录纸1之间的间隙是这样的，以小的力就可能使它们彼此接触，但是需要显象辊被支撑而能够自由旋转。于是，显象辊的外表面是由软塑料层形成的以便允许它们之间的接触力很小。注意，如所示，在显象单元壳体21中除了黄色显象单元之外还装设了品红色显象单元和青色显象单元，以便进行品红(M)色显象和青色(C)显象。

恰好在记录纸1的尾端离开纸张给进辊4之前，完成静电潜象的生成及其显象。然后由诸如纸张加热器8这样的加热装置加热并干燥记录纸1，于是在记录纸1上色调剂图象被定象。

然后，显象单元壳体21被旋转使得黄色显象单元离开显象部分，并进而装在纸张加热器8的下游未示出的传送辊、以及纸张给进辊4被反向旋转，以便向开始进行第二个颜色的潜象的显象的位置反向给进记录纸1。同时，用于诸如品红色的第二颜色显象辊位于显象部分中。

类似于第一颜色或黄色的显象，响应第二颜色的的图象信号，在记录纸1上的黄色图象上开始诸如品红这第二颜色的潜象的记录。于是，类似于黄色显象，进行品红色的显象。

在说明第三颜色记录之前，将参照图2对显象单元的结构和操作作出说明。

各种颜色的液体显象剂和显象辊安装在显象单元壳体21中，然后被旋转。Y-液体显象剂卡盒62充以黄色Y-液体显象剂63，然后固定到显象单元壳体21中。然后，它与显象剂导入孔60连通。这时，Y-液体显象剂63被Y-球59阻塞。

当通过旋转Y-球凸轮58使Y-球59移位时，Y-液体显象剂63通过Y液体显象剂导入孔60流入Y-显象辊52的下部。通过使用Y-液体显象剂传感器57检测Y-液体显象剂63的量而控制Y-液体显象剂63的量为被调节的值，然后通过旋转Y-球凸轮58而使Y-球59复位以便阻塞Y-液体显象剂63。

在显象期间，当然Y-盖53是缩回的。这时，Y-显象辊52被旋转，同时使一个Y-叶片54与Y-显象辊52接触以便在Y-显象辊52上均匀地形成Y-液体显象剂薄膜。

顺便来说，Y-叶片54固定在Y-叶片固定板55上，并当Y-叶片固定板55旋转时使其与Y-显象辊52接触。进而，刮板叶片56也固定到Y-叶片固定板55上，并在使Y-叶片54与Y-显象辊52接触时，刮板叶片56是与Y-显象辊52分离的。同时，在Y-叶片54与Y-显象辊52分离时使刮板叶片56与Y-显象辊52接触。利用这一配置，余留在Y-显象辊52上的Y-液体显象剂63通过旋转Y-叶片固定板55而被回收。

图2示出进行Y-显象的状态。以下将说明在Y-显象开始之前对上一叶显象已经完成，以及对上一叶上次所进行的显象为K-显象的估计。

当显象单元壳体21围绕转轴20旋转而到达其上方的位置时，开始液体显象剂的回收。这时，显象辊的旋转方向可能是顺时针方向或反时针方向。余留在K-显象辊64上的K-液体显象剂69基本上被刮除，装在K-显象辊64上的清洁器18可靠地清楚余留的K-液体显象剂。

然后，K-显象辊54被K-盖65覆盖以保护辊54防止灰尘。同时由于K-显象辊向上运动，故K-液体显象剂69反向流动并返回K-液体显象剂箱。应当注意，诸如纸尘等灰尘是被过滤的，以便防止在反向流动时灰尘进入K-液体显象剂卡盒70。在余留的K-液体显象剂69被回收之后，K-球凸轮71被旋转以至使K-球72被压向O-环84(这是在Y-显象单元看到的，并还装设在K-显象单元、C-显象单元和M-显象单元的每一个之中)，以便关闭K-液体显象剂卡盒70。这种状态下，显象装置为下一次显象待命。

其它诸如M-显象和C-显象的显象过程类似地进行。以下将对M-显象单元和C-显象单元中的组件作出说明。显象单元壳体21包含C-显象辊74、C-球凸轮75、C-球76、M-显象辊79、M-球凸轮80和M-球81，并适合于装设其中充以C-液体显象剂78的C-显象剂卡盒77以及其中充以M-液体显象剂82的M-显象剂卡盒83。本实施例中，液体的供给量由凸轮、球和弹簧组成的阀调节。凸轮的旋转能够与显象单元壳体的旋转同步。

以下将参照图3和图4对其它实施例中的显象装置作出说明。图3是处于显象状态的其它实施例之一。

参见图3，显象单元主要由液体显象剂卡盒17和显象单元100组成，液体显象剂16被保持在液体显象剂卡盒17中。而且，至少具有几个微孔一个多孔隔膜109装设在液体显象剂卡盒17中，于是空气可从外部流入卡盒，但是液体显象剂16不能从卡盒17流出。从而，液体显象剂卡盒17中的气压保持等于大气压。装设多孔隔膜109的原因在于，设置液体显象剂卡盒17中的气压等于上述的大气压。于是，类似的效果可以通过液体显象剂保持囊获得，这种保持囊是软的并易于变形且装设在液体显象剂卡盒17中。

进而，本实施例中设有两个孔，即供给孔110和回收孔111(一般，只设有一个连通孔)，且防止液体显象剂16从液体显象剂卡盒17渗漏出来的逆止阀103，装设在液体显象剂卡盒17的内侧上的回收孔111中。虽然本实施例中是在液体显象剂卡盒17装设了逆止阀103，这也可装设在显象单元100中。

显象单元100由显象辊11、用于向显象辊11泵唧液体显象剂的泵唧辊101，用于在显象辊11的外圆上形成液体显象剂薄膜的显象叶片12，用于固定显象叶片12的叶片固定板13，用于在显象之后刮除显象辊12的外圆上的液体显象剂薄膜的刮板14，浮阀106和显象单元壳体120。

应当注意，显象单元壳体120在其中形成有分别对应于液体显象剂卡盒17的供给孔110和回收孔111的供给孔112和回收孔113。而且如图3中所示，由于显象单元壳体120的的形状，决定了其中的供给管路104和回收管路105，浮阀106位于供给管路104中。显象辊11是金属辊，泵唧辊101是橡胶辊。这样，供给管路104的形状与图2所示的配置比较要复杂化了。液体显象剂供给量可设置为基本上是恒定的，并可使用浮动式阀，从而能够减少必要的组件数目。

在显象期间，显象辊11由未示出的齿轮顺时针驱转，同时随着显象辊11的转动泵唧辊101被反时针驱转。这样，液体显象剂从液体显象剂池通过泵唧辊的旋转而被泵唧，并供给到显象辊11。这样供给的液体显象剂借助于显象叶片12通过显象辊11的转动在显象辊11的外圆上形成预定膜厚的薄膜。在电潜象被显象之后，液体显象剂的薄膜被刮板14刮除，因而液体显象剂返回到液体显象剂池205。本实施例中，液体显象剂卡盒与显象单元100可以彼此分开。然而，它们也可彼此结合在一起。

以下，将以在图3所示的显象单元和图4中所示的全色旋转液体式显象单元的配置的例子，说明液体显象剂是如何按预定量通过旋转供给的以及液体显象剂是如何回收的。

这些图中，是青色显象单元的置位。旋转显象装置150由等间隔配置在作为绕转轴20的旋转底座的显象单元壳体21上的青色显象单元151、黑色显象单元152，和黄色显象单元153及品红色显象单元154组成，它们的姿态以90度直角间隔循环变化。应当注意，显象单元的装设要使转轴20的中心与显象辊11的外圆之间的距离成为最大。这是由于，为了防止除了显象辊之外的构成显象单元的组件因显象单元壳体21的旋转而与潜象携带介质接触或碰撞。图4中，是在青色显象位置151处进行显象的。

参见图4，转轴20由未示出的一驱动轴驱动，以使旋转的显象装置150如图4所示反时针旋转，于是彩色显象单元被旋转，以便以另一显象单元替代显象位置处的显象单元。

当显象装置取得图4中青色显象单元151的位置时，在液体显象剂卡盒17中所形成的供给孔110和在显象单元壳体120内所形成的供给孔112，决定了液体显象剂16从液体显象剂卡盒17流向在显象装置100中所形成的流管路104的连通部分。当液体显象剂聚集在显象装置达到200的指示的水平时，在供给管路104中装设的浮阀106阻塞了供给流动管路，使得液体显象剂的流入阻断，因而不再有液体显象剂能够流入。

替代浮阀106，也可使用电磁阻断阀。另外，也可使用如上所述的其它实施例中的球和弹簧机构。这种情形下，在完成了记录之后，旋转单元150按图4中反时针旋转，同时阀保持关闭，液体显象剂只能从显象装置100回收，而不必从液体显象剂卡盒17供给液体显象剂。

然后，当显象装置通过旋转移动到黑色显象单元152的位置时，供给管路104中的液体显象剂201保持在201。这时，装在液体显象剂卡盒17中的多孔隔膜109被液体显象剂16阻塞，从而防止了空气流入液体显象剂卡盒17。于是，既使浮阀106没有阻塞供给管路104，也能防止液体显象剂16流入显象装置100。假如空气通过供给管路104流入了显象装置，则浮阀106可能在这一位置阻塞供给流管路，从而保证防止液体显象剂16不会渗漏。

进而，当显象装置通过旋转来到黄色显象单元153的位置时，供给管路104中的液体显象剂保持在202所指示的位置，且液体显象剂的一部分在供给管路中反向流动并返回液体显象剂卡盒17。

进而，当显象装置再次旋转而来到品红色显象单元154的位置时，保持在202处的液体显象剂通过旋转而被移位，并然后保持在位置203。

进而，显象装置再次旋转使得显象装置返回起始的位置，这就是青色显象单元154的位置，保持在203的液体显象剂提供给液体显象剂池205。使用聚集在液体显象剂池205中的这一液体显象剂，由显象辊11使得在潜象携带介质上的静电潜象显象。

然后，在完成显象之后，余留在液体显象剂池205中的液体显象剂在显象单元100向黑色显象单元152的位置运动期间，沿显象装置100的壁被移位到回收管路205，并然后保持在位置206。在这一状态下，防止了因装设逆止阀103使空气从回收管路105流入液体显象剂卡盒17。于是，能够防止液体显象剂16从液体显象剂卡盒17流入回收管路105。

当显象装置进而旋转而来到黄色显象装置153的位置时，保持在206的液体显象剂通过打开的逆止阀103回收到液体显象剂卡盒17。进而，在液体显象剂卡盒17中的液体显象剂16通过旋转显象装置150的旋转而被搅动。

图5是表示逆止阀103的详细图示。

壳体161中形成有对应于回收孔111的通孔162，以及对于液体显象剂卡盒17的通孔163。壳体161装设了O-环164，以之相对的是球165被压簧166压住，弹簧的一端与球165接触而另一端与壳体161接触。

当显象装置位于如图4中所示的黄色显象单元153的位置时，压簧166被球165的重力压缩，从而球与O-环164分离，因而保证了沟通通孔162、163之间的通路。这样，保持在回收管路105中的液体显象剂返回液体显象剂卡盒17。当显象装置位于青色显象单元151、黑色显象单元152及品红色显象单元154任何的位置时，球165被压簧166的恢复力压向O-环164。这样，通孔162、163之间的通路被阻断，并从而防止了液体显象剂从液体显象剂卡盒17向回收管路105回流。

以下将参照图6说明记录装置的另一实施例。

上述的配置具有这样一种配置，即静电潜象通过记录头5能够直接在记录纸1上形成。即，所使用的记录纸是由在记录基材料上包有导电层和绝缘层组成的三层结构的一种专用纸。

在代替专用纸的普通纸的情形下，如图6所示，诸如四色图象的这些图象在可形成静电潜象的绝缘鼓25中一次顺序形成，然后这些彩色图象借助于装有加热装置的图象转移辊24转移到记录纸1上。

通过记录头5在绝缘鼓上形成对应于图象数据的静电潜象，然后由彩色显象单元显象。这一过程重复四次，就在绝缘鼓25上生成一彩色图象。然后已经与纸叶分离的记录纸1由供纸辊传送到图象转移位置。

在图象转移之前刚被加热的图象转移辊24，以记录纸1插入绝缘鼓和图象转移辊24之间的第一定时压向绝缘鼓25。记录纸1被加热并被压向图象表面，该图象从而转移到记录纸1上。

其上转移有图象的记录纸1通过导辊26从装置释放。

这样，通过使安装在旋转底座上的四个颜色的显象单元旋转，既使使用容易引起沉淀的高浓度液体显象剂，也能以高度的可靠性进行显象。

以下将对所使用的液体显象剂进作出说明。本实施例中，使用色调剂温度为5到53度C的液体显象剂。以下将说明为什么使用这种液体显象剂的原因。

打印率(％)根据图象数据的不同而变化。在根据本发明能够进行高浓度打印的打印机中，打印率估计平均为3到30％。这种状态下色调剂的消耗率表现如图7所示。应当注意，估计是这样作出的，即作为溶剂的isoper粘在记录介质上达0.5μm的厚度。粘贴到A4规格纸上的液体显象剂的重量大约为31mg。应当注意，就实际装置中所作的测试来看，已经证明这一估计是合理的。

与如何使用该装置相关，平均打印率在从3到30％范围内变化。如果使用色调剂浓度为10％的液体显象剂进行打印率为20％的记录，则色调剂浓度逐步降低。然而如果液体显象剂能够由显象辊充分供给，则能够防止图象浓度降低。然而最后，既使有少量溶剂余留在液体显象剂卡盒中，液体卡盒也必须要由新的卡盒替换。

就这一事实来看，应当能够理解，色调剂浓度应根据色调剂消耗率设置，以便尽可能降低残余量。色调剂浓度小于1％的传统的液显象剂，由于色调剂量小而引起溶剂大量地余留，并进而色调剂在溶剂中迁移，由于当显象期间显象剂向静电潜象粘贴时移位程度大，故显象需要的时间长。结果是显象的浓度变低。

这样，色调剂的重量百分比被设置在等于对应于平均打印率的色调剂平均消耗率3到35％。

根据本发明，能够免除对用于防止在液体显象剂中发生沉积和粘结的搅动装置的需要，并能够使用高浓度的液体显象剂，从而能够进行高精细的记录，并提供了小尺寸和高速的记录装置。

Claims (6)

1．一种记录装置，它包括：

用于根据图象信号在记录介质上生成静电潜象的记录头；

用于导向并传送记录介质的传送器辊；

使用其中弥散了色调剂的液体显象剂用于使所述记录介质上的静电潜象显象的液体型彩色显象单元；

其中在所述液体显象剂中弥散的色调剂具有设置为5到35％的重量百分比，所述彩色显象单元的每一个具有用于在其中存放彩色液体显象剂的卡盒箱，以及一个显象辊，且所述彩色显象单元装设到旋转底座上。

2．如权利要求1中所述的记录装置，其中所述液体型显象单元的每一个具有用于向所述显象辊泵唧液体显象剂的泵唧辊，以及用于从所述卡盒箱向所述泵唧辊，与所述旋转底座的旋转相关，供给预定量的液体显象剂的供给管路。

3．如权利要求2中所述的记录装置，其中所述液体型显象单元的每一个包含位于液体显象剂保持器侧的所述液流管路中的阻断阀。

4．如权利要求2中所述的记录装置，还包括用于在开始记录的前夕驱转所述旋转底座达大于半周的角度的旋转控制部分，

5．如权利要求2中所述的记录装置，除了所述供给管路之外，还包括回收管路，用于使供给每一显象单元中所述泵唧辊而余留在显象单元侧的所述液体显象剂的部分，与所述旋转底座的旋转相关，返回到所述卡盒箱中，并包括用于防止液体显象剂从所述卡盒箱向所述回收管路逆流的逆止阀。

6．如权利要求2中所述的记录装置，其中所述记录头装有形成通孔的第一和第二电极，及用于控制所述第一和第二电极之间的电场强度的电源控制部分，且通过通孔的离子量由电源控制部分控制，以便在记录介质上生成静电潜象。

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