JP2000284601A

JP2000284601A - 現像装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2000284601A
Application number: JP11089815A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Yamaji; 雅章山路; Shuzo Kaneko; 修三金子; Tadashi Furuya; 正古屋
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2000-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】省スペースな構成で、インクミストをより高
く帯電させて、画像形成速度が速く、高品質な画像を形
成することができる現像装置及び画像形成装置を提供す
る。【解決手段】インクミストを記録媒体に静電的に飛翔
させて、記録媒体上にインク画像を形成する現像装置を
備えた画像形成装置において、感光ドラムの回転方向と
直交する方向に延出した現像装置３のミストハウジング
３０に、ミストハウジング３０内を循環しながら搬送さ
れる帯電したインクミスト３１を、乾燥装置５で乾燥さ
せて、インクミスト３１を更に微細化することによっ
て、省スペースな構成で、インクミスト３１をより高く
帯電させて、画像形成速度が速く、高品質な画像を形成
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタ、ファク
シミリ、複写機などに適用可能な画像形成装置に関し、
詳細には帯電されたミスト状のインクを、所定の隙間を
設けて非接触で配置した記録媒体に静電的に飛翔させ
て、前記記録媒体上にインク画像を顕像化する現像装置
を備えた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機、プリンタ等に採用されて
いる電子写真方式や静電記録方式による画像形成装置の
現像装置に用いられる現像剤としては、着色顔料を粒子
中に含有させたトナーを用いる、いわゆる乾式現像方法
が主流となっている。

【０００３】この理由として、乾式現像方法は、以前か
ら用いられていた湿式現像方法と比較して、取り扱いや
トナー帯電機構の付与に有利であったことや、トナーを
担持し搬送する現像スリーブ上のトナーの保持を、磁力
や静電気力、又はファンデアワールス力を利用して調整
することが可能であり、いわゆる地カブリの低減など、
画像性の向上に対しての制御が容易であるなどの利点が
あったからである。

【０００４】一方、近年では特に画像の解像度を高め、
より向上した画質を求めるために、上記卜ナーの粒径を
さらに細かく、例えば５μｍ以下にする必要性が生じて
きた。しかしながら、このようにすることによって画像
性は向上するものの、卜ナー粒径の微細化によってトナ
ーが飛散し易くなる。

【０００５】このような観点から、液体インクを微細化
しこれを帯電させて、形成された静電潜像を現像した
り、あるいは複数電極が形成されたスリットを設けて、
該複数の電極に異なる電圧を印加することにより、上記
帯電させた微細インクをミスト状（霧状）にして静電的
に記録媒体に直接飛翔させて画像を形成する方法が提案
されている。

【０００６】例えば、超音波振動子によりインクをミス
ト化し、静電潜像を帯電ミストインクにより現像する方
法として、特開昭５４−６６８４８号公報、特開平５−
３３３７０３号公報等に開示されており、また、複数電
極が形成されたスリットやノズル孔に対して選択的にミ
ストインク通過の静電制御を行う方式として、例えば特
開平２−２９７４４９号公報、特開平５−１２４２２２
号公報等に開示されている。

【０００７】これらは信号部として、従来より知られる
ピエゾ素子やヒータ素子をそれぞれ１画素に対応させ
て、微細加工により複数設けたインクジェットやバブル
ジェットに対して、基本的には感光ドラム又は電極形状
の形成のみで構成できるため、より簡易に、例えばフル
マルチの画像形成ヘッドとして構成しうると考えられ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術においては、以下のような問題点があった。

【０００９】上記特開昭５４−６６８４８号公報、特開
平５−１２４２２２号公報等においては、インクを貯留
しているインク槽の最下部にインク霧化手段である超音
波発振器が設けられ、超音波発振器が振動しその直上に
霧化したインク（インクミスト）を発生させ、そのエネ
ルギーによりインクミストが積極的に進もうとする方向
は鉛直方向であって、記録媒体の搬送方向と直交する方
向には上記方向と比較すると必ずしも速やかに拡散して
行かず、その結果均一な画像濃度の画質が得られないと
いう問題があった。

【００１０】これを解決するためには、例えば超音波発
振器を複数個設け、記録媒体全幅に略々均等に配置しな
ければならなかった。

【００１１】また、特開平５−３３３７０３号公報等に
おいては、記録媒体の全幅に及ぶ大型の超音波発振器を
設けなければならず、また、上記と同様にインク受け部
をほぼ記録媒体全幅に設けてあり、省スペース化、省コ
スト化への支障になるという問題があった。

【００１２】また、記録媒体とインクミスト発生源であ
る超音波発振器とが近接しており、超音波発振器の部分
にインクミスト粒径などに差があるときにはその差がそ
のまま、記録媒体上に反映されてしまい易く、その結果
均一な画像濃度の画質が得られないという問題があっ
た。

【００１３】このように、昨今の画像形成装置の小型
化、あるいはカラー化に伴って、その画像形成ユニット
の一部である現像装置には、ますます小型化、高速化が
要求されてくる。高速化を達成する一つの要素として、
インクミストの電荷量を多くすることが重要であるが、
装置の小型化に伴ってインクミスト帯電部の帯電時間が
短くなり、電荷量が少なくなってしまう。

【００１４】また、近年、エコロジーに対応するため
に、インクの材料を石油系から水系へと変更することが
望まれているが、上記のインクミストを帯電して電界で
制御するような画像形成方法では、インクの溶媒変更に
伴いインク抵抗が低下するため、インクミスト粒子の電
荷保持能力が減少してしまい、上記のような問題がより
顕著に発生するようになった。

【００１５】そこで本発明は、上記問題点に鑑み、省ス
ペースな構成で、インクミストをより高く帯電させて、
画像形成速度が速く高品質な画像を形成することができ
る現像装置及び画像形成装置を提供することを目的とす
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、帯電されたミスト状のインクを、所定の隙
間を設けて非接触で配置した記録媒体に静電的に飛翔さ
せて、前記記録媒体上にインク画像を形成する現像装置
において、液体インクをミスト状に霧化するインク霧化
手段と、ミスト状に霧化されたインクミストを帯電する
帯電手段と、前記記録媒体の移動方向と直交する方向に
延出した容器と、該容器内にて前記記録媒体の移動方向
と直交する方向に前記インクミストを搬送する搬送手段
と、前記容器内で搬送される前記インクミストを乾燥さ
せる乾燥手段と、前記容器の前記記録媒体と対向する位
置に、該記録媒体の移動方向と交差する方向に形成され
た開口部と、該開口部の周囲に配置され、帯電された前
記インクミストを印加電圧の制御によって前記開口部を
通して前記記録媒体上に静電的に飛翔させる制御電極
と、を備えたことを特徴としている。

【００１７】また、前記容器内に、前記搬送手段で搬送
される前記インクミストを前記容器の前記記録媒体の移
動方向と直交する方向に循環させるための循環路を形成
したことを特徴としている。

【００１８】また、前記循環路に、前記帯電手段と前記
乾燥手段を設けたことを特徴としている。

【００１９】また、前記乾燥手段は、閉磁路による誘導
加熱を用いることを特徴としている。

【００２０】また、前記乾燥手段は、マイクロ波による
高周波加熱を用いることを特徴としている。

【００２１】また、前記開口部は、前記記録媒体の移動
方向と直交する方向に形成されたスリット形状の開口部
である。

【００２２】また、前記開口部は、前記記録媒体の移動
方向と交差する方向に独立して複数形成されており、前
記各開口部の周囲にそれぞれ前記制御電極を設け、該制
御電極への画像情報信号に応じて帯電された前記インク
ミストを静電的に制御することで、前記各開口部に対し
て前記インクミストを選択的に通過させることを特徴と
している。

【００２３】また、前記記録媒体は、静電潜像が形成さ
れる静電潜像担持体であり、帯電された前記インクミス
トが、前記静電潜像担持体に形成された静電潜像上に前
記開口部を通して静電的に飛翔されることを特徴として
いる。

【００２４】また、前記記録媒体は、形成された前記イ
ンク画像を転写材に転写する中間転写体であることを特
徴としている。

【００２５】また、本発明の画像形成装置は、帯電され
たミスト状のインクを、所定の隙間を設けて非接触で配
置した記録媒体に静電的に飛翔させて、前記記録媒体上
にインク画像を顕像化する現像装置を有し、該現像装置
が請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９記載の
現像装置であることを特徴としている。

【００２６】また、画像形成装置は、前記記録媒体と対
向させ、該記録媒体の移動方向に沿って複数の前記現像
装置を配置し、該各現像装置から各色のインクミスト
を、移動する前記記録媒体に静電的に順次飛翔させて重
ね合わせて、カラー画像を形成することを特徴としてい
る。

【００２７】（作用）微細なトナーの生成として、静電
気学会誌，２２，１（１９９８）４６−５２平川弘幸他
に記載例がある。これは、固形物の溶解した液体から超
音波霧化を利用して生成した液滴をコロナ放電により帯
電させ、更に乾燥させて高い電荷を持った微細な固体粒
子を得るものである。

【００２８】また、静電気学会誌，１５，６（１９９
１）４５２−４５８浜本伸夫他に、帯電液滴を蒸発させ
て微小液滴の表面電荷密度を高めることが開示されてい
る。

【００２９】これらのことから、上記した帯電されたイ
ンクミストを乾燥させることによって、より微細なイン
クミストにして、より高く帯電させることができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００３１】〈実施の形態１〉図１は、本実施の形態に
係る現像装置を備えた画像形成装置（本実施の形態では
複写機）を示す概略構成図である。

【００３２】図１において、Ａは装置本体（プリンタ
部）、Ｂは装置本体Ｂ上に搭載した画像読み取り装置
（イメージスキャナ）である。

【００３３】画像読み取り装置Ｂにおいて、７は固定の
原稿台ガラスであり、この原稿台ガラス７の上面に原稿
Ｇを複写すべき面を下側にして載置し、その上に原稿板
８を被せてセットする。９は、前記原稿Ｇを走査して原
稿Ｇの画像情報を時系列電気デジタル画素信号（画像信
号）として光電読み取る画像読み取りユニットである。

【００３４】装置本体（プリンタ部）Ｂ内には、静電潜
像担持体及び記録媒体としての回転感光ドラム型の電子
写真感光体（以下、感光ドラムという）１が設置されて
おり、感光ドラム１の周囲には、帯電器２、現像装置
３、露光装置６、転写ローラ２３、クリーニング装置２
６が配設されている。このように本実施の形態では、記
録媒体が感光ドラムである。

【００３５】露光装置６は、レーザ光発生装置６ａ、回
転多面鏡６ｂ、レンズ系６ｃ、反射鏡６ｄを備えてお
り、画像読み取りユニット５から入力される原稿Ｇの画
像信号に応じてＯＮ／ＯＦＦ発光されるレーザ光発生装
置６ａからのレーザ光を、高速で回転する回転多面鏡６
ｂ、レンズ系６ｃ、反射鏡６ｄによって走査することに
より、感光ドラム１表面に走査露光パターンに対応した
静電潜像が形成される。

【００３６】そして、画像形成時には、感光ドラム１は
駆動手段（不図示）により所定のプロセススピードで矢
印方向（時計方向）に回転駆動され、所定の帯電バイア
スが印加された帯電器２によって均一に負極性に帯電さ
れる。

【００３７】そして、帯電された感光ドラム１上に、露
光装置６により画像読み取りユニット５から入力される
画像信号に応じてパルス幅変調されたレーザ光による画
像露光Ｌが与えられ、静電潜像が形成される。この静電
潜像は、現像装置３により微細なミスト状に霧化されて
帯電したインクミストによって現像され、顕像化される
（現像装置３の構成及び現像動作の詳細は後述する）。

【００３８】そして、この顕画像の形成に合わせて、紙
などの転写材Ｐが給紙ローラ１１により１枚ずつ給紙さ
れて、搬送ローラ１２等を通して感光ドラム１と転写ロ
ーラ２３間の転写ニップ部に搬送される。

【００３９】そして、前記顕画像（インク画像）は、転
写ニップ部で転写バイアスが印加された転写ローラ２３
により静電気力と押し圧力にて転写材Ｐ上に転写され
る。顕画像が転写された転写材Ｐは、搬送ベルト１３、
排紙ローラ１４を介して排紙トレイ１５上に排出され
る。また、転写材Ｐに対するインク画像転写後の感光ド
ラム１表面は、クリーニング装置２６により付着汚染物
の除去を受けて清掃され、繰り返して作像に供される。

【００４０】また、感光ドラム１としては、図２に示す
ように、アルミニウムなどの導電基体層１１上に静電荷
保持体層１２が設けられており、矢印方向（時計方向）
に所定の周速度で回転駆動される。静電荷保持体層１２
は、セレン、アモルファスシリコン、有機感光体などの
感光性材料や、またはポリエチレンテレフタレート、酸
化タンタルなどの絶縁性材料、あるいはポリフッ化ビニ
リデンなどの強誘電体もしくは焦電体材料などで形成さ
れる。この静電荷保持体層１２上に、例えばレーザや、
ＬＥＤアレイなどによって画像情報を書きこみ、又は静
電スタイラス、イオンフローヘッドによる静電記録、又
はサーマルヘッドなどによる熱書きこみなどの公知の方
法により静電潜像を形成することができる。

【００４１】なお、上記画像形成装置では、感光ドラム
１は負極性に帯電される構成であったが、使用する静電
荷保持体層１２の特性に応じて極性を選択するようにし
てもよい。

【００４２】次に、上記画像形成装置の現像装置３につ
いて説明する。図２は、現像装置の概略断面図、図３
は、現像装置の長手方向の概略断面図である。

【００４３】本実施の形態における現像装置３の現像方
式はミスト現像方式であり、液体インクの液面を超音波
振動させることによりインクミストを発生させ、このイ
ンクミストを帯電させて感光ドラム１上に形成された静
電潜像を現像するものである。

【００４４】この現像装置３は、インクミスト３１を保
持及び貯留するポリプロピレンなどの合成樹脂からなる
ミストハウジング３０と、液体状のインク４１を微細な
ミスト状に霧化するインク霧化装置４と、インクミスト
３１を適度に乾燥させる乾燥装置５と、インクミスト３
１を感光ドラム１に向けて放出させるミスト放出手段と
しての制御電極部３６などを備えている。

【００４５】ミストハウジング３０内の長手方向（感光
ドラム１の回転方向と直交する方向）には、現像空間部
３２Ａと、現像空間部３２Ａ内の長手方向に設けた回転
自在なスクリュー３２と、誘導壁３３によって現像空間
部３２Ａと仕切られた循環路としての連通路３４などが
設けられている。

【００４６】スクリュー３２を駆動手段（不図示）によ
り回転駆動すると矢印方向に送風可能となることによっ
て、ミストハウジング３０内のインク霧化装置４で霧化
されたインクミスト３１は、循環路３５’→連通路３４
→循環路３５→現像空間部３２Ａの経路で循環される。
インクミスト３１は連通路３４に循環される途中で乾燥
装置５で乾燥される。

【００４７】ミストハウジング３０の下部には、インク
４１を保持及び貯留するインク保持部４２が形成されて
いる。インク保持部４２にはインクホッパ４３が連結さ
れており、インク保持部４２内のインク４１がミスト化
されてもインク４１の表面位置を一定に保持するように
している。

【００４８】インク保持部４２のインク４１としては、
水、アルコール系インク、或いは油性インクなどを用い
ることが可能であり、また、従来より多く用いられてい
た湿式現像方式用の液体現像剤なども用いることが可能
であり、体積抵抗値としては、１０⁴ 〜１０⁹ Ω・ｃｍ
程度のものが好ましく用いられる。本実施の形態のイン
ク４１としては、水、アルコール混合溶媒に着色色素を
３％〜１０％含有し、粘度が約２ｃＰ、体積抵抗測定値
が約１０⁵ Ω・ｃｍのものを用いた。

【００４９】インク保持部４２内には、注入帯電電極４
４が配置されており、インク霧化装置４によりインク４
１から霧化されたインクミスト３１を所定極性に帯電す
ることが可能である。

【００５０】また、インク保持部４２の開口した下部に
は、上記インク霧化装置４が接続されている。

【００５１】インク霧化装置４には、下部に超音波振動
子４５が配置されており、超音波振動子４５上には隔離
板４６との間に液体４７が封入されている。

【００５２】超音波振動子４５は、チタン酸バリウムな
どの圧電素子４５Ａの両面に電極４５Ｂをそれぞれ接着
して構成されており、電極４５Ｂに電圧を印加すること
によって、圧電素子４５Ａが振動して超音波が発生され
る。

【００５３】隔離板４６は、厚み０．１ｍｍの薄板状の
透明ポリエチレン、もしくはビニリデンからなり、上面
がインク保持部４２のインク４１に接している。隔離板
４６が透明である理由は、液体４７を所定の場所に気泡
等の混入なく充填させるため、その内部が液体４７の充
填後に容易に観察することが可能で、気泡混入等の不具
合があるときに改善するためである。また、隔離板４６
は適度な剛性と柔軟性を持ち、超音波振動子４５の振動
を液体４７を介して忠実にインク４１に伝達することが
可能である。

【００５４】液体４７は、水とエチレングリコールとを
含む液体である。この液体４７は非圧縮性であり、超音
波振動子４５の振動を隔離板４６に効率良く伝達させ
る。また、エチレングリコールは、このインク霧化装置
４が０℃以下の低温に曝された時に、液体４７中の水が
氷結して体積膨張などにより周囲に破壊等の支障を来さ
ないため、更に蒸発等による水を失い難くするためのも
のである。

【００５５】また、インク霧化装置４の外面には、放熱
効果の高い形状及び材質からなる冷却フィン４８が一体
に形成されている。

【００５６】乾燥装置５は、図３、図４に示すように、
連通路３４中のミストハウジング３０の一部に金属製の
誘導加熱板５１を有しており、この誘導加熱板５１の内
表面は、耐熱製及びはっ水性を有する保護層５０で被覆
されている。

【００５７】誘導加熱板５１の外表面の下部には、加熱
手段を構成する励磁コイル５２と、低熱容量の導電性チ
ップサーミスタ５３が誘導加熱板５１に接するようにし
て配置されている。

【００５８】励磁コイル５２は、フェライト等の強磁性
体よりなる励磁コイル芯材としてのコの字型のコア５２
ａと、コア５２ａに巻かれた導線からなる巻線５２ｂと
で構成されており、巻線５２ｂには、発振回路が周波数
可変であるスイッチング電源５４が接続されている。誘
導加熱板５１と励磁コイル５２とで閉磁路を形成してお
り、スイッチング電源５４から励磁コイル５２に高周波
交流電流を印加することにより誘導加熱板５１が加熱さ
れる。

【００５９】誘導加熱板５１の加熱温度はチップサーミ
スタ５３で検出され、スイッチング電源５４は、チップ
サーミスタ５３で検出した温度情報に基づいて、所定の
高周波交流電流を励磁コイル５２に印加する。即ち、チ
ップサーミスタ５３によって検知された誘導加熱板５１
の温度情報は、Ａ／Ｄ変換器（不図示）を介して制御装
置（不図示）へ入力され、制御装置（不図示）は、入力
された温度情報に基づいてスイッチング電源５４の発振
器を最適周波数に設定し、励磁コイル５２の巻線５２ｂ
に最適な周波数の交流を印加するよう制御する。以上に
より誘導加熱板５１の温度を所定値に制御する。例え
ば、チップサーミスタ５３からの温度情報に応じてスイ
ッチング電源５４から、１０ＫＨｚ〜４ＭＨｚの高周波
交流電流、好ましくは２０ＫＨｚ〜２ＭＨｚの高周波交
流電流を励磁コイル５２に印加することで、交番電界を
発生させる。

【００６０】この時、誘導加熱板５１の内部では、上記
の磁化を妨げるかのように渦電流が流れる。この渦電流
が誘導加熱板５１の抵抗に応じたジュール熱を発生させ
て加熱して、循環路３４に搬送されたインクミスト３１
を適度に乾燥させることができる。

【００６１】このようにして循環路３４中を通過するイ
ンクミスト３１は、乾燥装置５により乾燥されて更に微
細なミストとなることで、容量当たりの帯電量を向上さ
せることができる。

【００６２】また、本実施の形態では、現像空間部３２
Ａにインクミスト３１を搬送するミスト搬送方向を長手
方向とすることで、ミスト搬送部としての循環路３４を
長尺にしているので、長い領域に渡って効果的にインク
ミスト３１を乾燥させることができる。

【００６３】制御電極部３６は、感光ドラム１と対向す
るミストハウジング３０の上部に形成した開口部に設け
られており、感光ドラム１の長手方向に形成したスリッ
ト状の開口部３６ａと、開口部３６ａの両側に対向配置
した一対のスリット板３６ｄと、各スリット板３６ｄの
内側にそれぞれ配置した制御電極３６ｂと、各制御電極
３６ｂ間の開口部３６ａの下方に配置した背面電極３６
ｅとで構成されている。

【００６４】制御電極３６ｂは、はっ水性表面（低表面
張力の表面）を有する絶縁層３６ｃで被覆されている。
絶縁層３６ｃとしては、五酸化タンタルなどをスパック
膜として成膜し、これを更に、例えばフッ素樹脂などの
はっ水性材料で被覆することによって形成されている。

【００６５】背面電極３６ｅは、複数のワイヤが張られ
たグリッドワイヤ又はワイヤメッシュ等にで形成されて
おり、０．１ｍｍ〜５ｍｍ程度の間隔をもって張設され
ている。

【００６６】また、本実施の形態では、感光ドラム１の
導電基体層１１が、制御電極３６ｂに対して対向電極と
して機能する。

【００６７】また、上記した制御電極３６ｂ、導電基体
層１１、背面電極３６ｅ、電極４５Ｂ、注入帯電電極４
４には、それぞれ電源Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５が
接続されており、それぞれ所定の電圧が印加される。

【００６８】制御電極部３６による静電的なインクミス
ト３１の放出制御は、一例として以下のように行うこと
ができる。

【００６９】感光ドラム１表面の露光部（画像部）の帯
電電位をＶ１、非露光部（非画像部）の帯電電位をＶ
２、制御電極３６ｂへの印加電圧をＶｃ、背面電極３６
ｅへの印加電圧をＶｂとすると、Ｖ１＞Ｖｃ＞Ｖ２、Ｖ
ｃ＞Ｖｂ又は、Ｖ１＜Ｖｃ＜Ｖ２、Ｖｃ＜Ｖｂを満足す
るように設定される。

【００７０】例えば、注入帯電電極４４への印加電圧Ｖ
ｉ＝−８００Ｖとして、インクミスト３１を負に帯電し
た後、感光ドラム１表面の露光部（画像部）の帯電電位
Ｖ１＝−５０Ｖ、非露光部（非画像部）の帯電電位Ｖ２
＝−７００Ｖ、制御電極３６ｂへの印加電圧Ｖｃ＝−５
００Ｖ、背面電極３６ｅへの印加バイアス電圧Ｖｂ＝０
Ｖ（アース）に設定する。

【００７１】これにより、負に帯電されたインクミスト
３１は、電界により背面電極３６ｅから制御電極３６ｂ
へ移動し、露光部（画像部）ではさらに制御電極３６ｂ
から開口部３６ａを通して感光ドラム１へと移動し、感
光ドラム１上の静電潜像が現像される。一方、非露光部
（非画像部）では反発により制御電極３６ｂから感光ド
ラム１側へは放出されない。

【００７２】このように、感光ドラム１上の静電潜像に
応じて露光部（画像部）のみを現像することができる。

【００７３】次に、上記した本実施の形態の現像装置３
による感光ドラム１上に形成した負帯電の静電潜像の現
像動作について説明する。

【００７４】超音波振動子４５の電極４５Ｂへの電圧印
加により発生する圧電素子４５Ａの振動は、液体４７を
介して隔離板４６に霧化のためのエネルギーとして与え
られ、インク保持部４２内のインク４１をミスト化し
て、粒径５μｍ以下のインクミスト３１を発生させる。
この際、注入帯電電極４４によりインクミスト３１は所
定極性に帯電される。

【００７５】ミストハウジング３０内の循環路３５’に
発生したインクミスト３１は、スクリュー３２の回転に
よって発生する空気圧により連通路３４内に強制的に搬
送され、この途中で乾燥装置５による加熱によって乾燥
され、更に粒径３μｍ以下の微細で高帯電のミストとな
る。微細化された高帯電のインクミスト３１は、スクリ
ュー３２の回転により循環路３５を通って、現像空間部
３２Ａの図３の左端部から右端部に速やかに搬送され、
ミストハウジング３０上部の制御電極部３６の長手方向
の全領域に達する。

【００７６】そして、インクミスト３１は、上述したよ
うに所定の電圧が印加された制御電極３６ｂにより、感
光ドラム１側へ移行すべき量だけ開口部３６ａを通って
移動し、感光ドラム１上に形成された静電潜像を現像し
て可視像化する。感光ドラム１側に移動しなかったイン
クミスト３１は、ミストハウジング３０内を循環し次の
現像に供される。

【００７７】この現像時における電圧印加条件等は、以
下のように設定した。

【００７８】感光ドラム１の露光部（画像部）の帯電電
位Ｖ１＝−５０Ｖ、非露光部（非画像部）の帯電電位Ｖ
２＝−７００Ｖ、制御電極３６ｂへの印加電圧Ｖｃ＝−
５００Ｖ、背面電極３６ｅへの印加バイアス電圧Ｖｂ＝
０Ｖ（アース）、注入帯電電極４４への印加電圧Ｖｉ＝
−８００Ｖ、感光ドラム１の導電基体層１１への印加電
圧Ｖｏ＝０Ｖ（アース）とした。

【００７９】本実施の形態の現像装置３による現像動作
により、感光ドラム１の露光部（画像部）に対してのみ
インクミスト３１が飛翔し、良好な画像が形成された。

【００８０】このように本実施の形態では、帯電したイ
ンクミスト３１は、連通路３４内で乾燥され、更に乾燥
装置５による加熱で乾燥されてより微細なミストとなる
ことで、容量当たりの帯電量を向上させることができる
ので、画像形成速度が速く、鮮明で良質な画像を形成す
ることができる。

【００８１】また、本実施の形態では、インクミスト３
１を搬送する現像装置３のミストハウジング３０を、感
光ドラム１の回転方向と直交する方向に延出させている
ので、サイズの大きい転写材Ｐに画像形成する場合で
も、省スペース化できる。

【００８２】また、本実施の形態では、乾燥装置５によ
る加熱でインクミスト３１を適度に乾燥させているが、
インクミスト３１を完全に乾燥させて微細な固体トナー
を生成して、実質的に乾式現像として用いることも可能
である。

【００８３】〈実施の形態２〉実施の形態１では、イン
クミストを感光ドラム上の静電潜像に飛翔させて画像を
形成する構成の画像形成装置であったが、本実施の形態
では、インクミストを直接記録媒体に飛翔させて画像を
形成する構成の画像形成装置である。

【００８４】図５は、本実施の形態に係る画像形成装置
の現像装置を示す概略断面図、図６は、本実施の形態に
係る画像形成装置の現像装置の長手方向の概略断面図で
ある。なお、実施の形態１の現像装置と同一部材には同
一符号を付し、重複する説明は省略する。

【００８５】この現像装置３０１は、インクミスト３１
を保持及び貯留するミストハウジング３０と、液体状の
インク４１をミスト状に霧化するインク霧化装置４と、
注入帯電電極４４と、インクミスト３１を適度に乾燥さ
せる乾燥装置６０と、インクミスト３１を記録媒体２０
に向けて放出させるミスト放出手段としてのアパーチャ
電極３７、対向電極２１などを備えている。乾燥装置６
０とアパーチャ電極３７の構成以外は、実施の形態１の
現像装置３と同様であり、その説明は省略する。

【００８６】以下、現像装置３０１の乾燥装置６０と、
アパーチャ電極３７について説明する。

【００８７】乾燥装置６０は、図６に示すように、マグ
ネトロン６１と、導波管６２と、給電口６３と、保護部
材６４を備えており、現像装置３０１の連通路３４中の
ミストハウジング３０の一部を切欠いてその開口部に、
保護部材６４で覆われた給電口６３が接続されている。

【００８８】マグネトロン６１は、電子レンジなどに使
用されているマイクロ波発生装置と同様にマイクロ波を
発生させ、発振周波数は２４５０ＭＨｚ、定格高周波出
力は５００Ｗとした。

【００８９】マグネトロン６１に接続された導波管６２
は、図７に示すように、第１導波管６２ａと第２導波管
６２ｂに分岐されており、第１、第２導波管６２ａ、６
２ｂには、給電口６３としての第１給電口６３ａと第２
給電口６３ｂがそれぞれ接続されている。第１、第２給
電口６３ａ、６３ｂの各開口端は、保護部材６４として
の第１保護部材６４ａと第２保護部材６４ｂでそれぞれ
保護されている。

【００９０】第１給電口６３ａは、ミストハウジング３
０の連通路３４の下面に形成した開口部に接続され、第
２給電口６３ｂは、ミストハウジング３０の連通路３４
の右側面に形成した開口部に接続されている。また、連
通路３４の右側面には、連通路３４内のマイクロ波をの
電界強度を検知する電界センサ６４が設けられおり、電
界センサ６５からの電界強度検知情報に基づいて、公知
の方法でマグネトロン６１のインピーダンスが整合する
ように調整される。

【００９１】そして、連通路３４中のインクミスト３１
の乾燥動作時には、マグネトロン６１から発生されるマ
イクロ波を第１、第２導波管６２ａ、６２ｂを通して第
１、第２給電口６３ａ、６３ｂから連通路３４内に導
き、このマイクロ波がインクミスト３１中の水分に作用
することによって、インクミスト３１を適度に乾燥させ
ることができる。よって、インクミスト３１は、連通路
３４内で循環中に乾燥され、更に乾燥装置６０のマイク
ロ波による高周波加熱によって乾燥されてより微細なミ
ストとなることで、容量当たりの帯電量を向上させるこ
とができる。

【００９２】このように、本実施の形態の乾燥装置６０
は、マイクロ波でインクミスト３１の水分を直接加熱で
きるので、インクミスト３１を効果的に乾燥させること
ができる。

【００９３】アパーチャ電極３７は、図５に示すよう
に、矢印方向（図５の右側から左側方向）に移動する記
録媒体２０と所定の間隔で対向するミストハウジング３
０の上部に形成した開口部に設けられている。アパーチ
ャ電極３７は、図８に示すように、多数の独立した円形
状の開口部３７ａを有する絶縁基板３７ｃに、各開口部
３７ａを囲むようにして制御電極３７ｂがそれぞれ設け
られており、各制御電極３７ｂには電極パターン３８を
介してドライバ（不図示）が接続されている。開口部３
７ａは、記録媒体２０の移動方向（図８の右側から左側
方向）に対して４５°の角度で交差する方向に配列され
ている。

【００９４】ここで、アパーチャ電極３７の形成方法の
一例を、図９を参照して説明する。

【００９５】絶縁基板３７ｃは、例えば厚さ５０μｍの
ポリイミドであり、この表面に予めラミネートされてい
る厚さ１８μｍの銅箔に対して公知のフォトリソグラフ
法により開口部３７ａに相当する円形パターン及び制御
電極３７ｂを形成する。

【００９６】そして、絶縁層３７ｃ’である厚さ２５μ
ｍのポリイミド性フィルムをラミネートした後に、エキ
シマレーザーや炭酸ガスレーザーの照射により開口部３
７ａを形成することができる。また、上記アパーチャ電
極３７ｂの形成方法としては、例えば電気鋳造などの他
の形成方法を用いることもできる。

【００９７】制御電極３７ｂの下方に設けた背面電極３
７ｅは、複数のワイヤが張られたグリッドワイヤ又はワ
イヤメッシュ等で形成されており、０．１ｍｍ〜５ｍｍ
程度の間隔をもって張設されている。また、記録媒体２
０の制御電極３７ｂ側と反対側の面には、アパーチャ電
極３７に対して０．１〜５ｍｍ程度の間隔を設けて対向
電極（プラテン）２１が配置されている。

【００９８】また、上記した制御電極３７ｂ、対向電極
２１、背面電極３７ｅ、電極４５Ｂ、注入帯電電極４４
には、それぞれ電源Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５が接
続されており、それぞれ所定の電圧が印加される。

【００９９】制御電極３７ｂによる静電的なインクミス
ト放出制御は、一例として以下のように行うことができ
る。

【０１００】電源Ｐ１から制御電極３７ｂへのＯＮ制御
時の印加電圧をＶｃ、ＯＦＦ制御時の印加電圧をＶ
ｃ’、電源Ｐ３から背面電極３７ｅへの印加電圧をＶ
ｂ、電源２６から対向電極２１への印加電圧をＶｏとす
ると、Ｖｏ＞Ｖｃ＞Ｖｂ＞Ｖｃ’又はＶｏ＜Ｖｃ＜Ｖｂ
＜Ｖｃ’を満足するように設定されている。

【０１０１】例えば、注入帯電電極４４への印加電圧Ｖ
ｉ＝−８００Ｖとして、インクミスト３１を負に帯電さ
せた後、電源Ｐ１から制御電極３７ｂへの印加電圧Ｖｃ
＝＋２００Ｖ及びＶｃ’＝−２００Ｖ、電源Ｐ３から３
７ｅへの印加バイアス電圧Ｖｂ＝０Ｖ（アース）、電源
Ｐ２から対向電極２１への印加バイアス電圧Ｖｏ＝＋２
０００Ｖに設定する。

【０１０２】そして、電源Ｐ１からドライバ（不図示）
を介して＋２００Ｖを印加された制御電極３７ｂに対応
する所定の開口部２０ａを通してインクミスト３１が記
録媒体２０へ放出される。一方、電源２５からドライバ
（不図示）を介して−２００Ｖを印加された制御電極２
３ｂに対しては、負に帯電されたインクミスト３１は反
発され、この制御電極３７ｂに対応する所定の開口部２
０ａを通して記録媒体２０側へは放出されないようにな
る。

【０１０３】このように、本実施の形態におけるアパー
チャ電極３７の制御電極３７ｂをドライバ（不図示）に
よってＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、入力画像信号
に応じて帯電したインクミスト３１を記録媒体２０に飛
翔させて、画像（インク画像）を良好に形成することが
できる。

【０１０４】また、例えばＡ４サイズの幅に対応してフ
ルマルチにアパーチャ電極３７を複数形成することによ
り、良好に拡散させたインクミスト３１によって画像形
成を行うことができる。

【０１０５】なお、本実施の形態では、記録媒体２０
を、中間転写体として用いることができる。この場合、
この記録媒体２０（中間転写体）に形成したインク画像
を転写部で紙などの転写材に転写して画像を形成するこ
とができる。また、記録媒体２０を、直接画像が形成さ
れる紙などの転写材とすることもできる。

【０１０６】このように本実施の形態においても、帯電
したインクミスト３１を、循環路３４中で乾燥装置６０
による加熱で乾燥させて更に微細なミストとし、容量当
たりの帯電量を向上させることにより、画像形成速度が
速く、鮮明で良質な画像を形成することができる。

【０１０７】また、上述した各実施の形態では、帯電手
段としての注入帯電電極４４をインク霧化装置４のの上
部に設けたが、ミストハウジング３０の連通路３４中に
乾燥装置３または３０１と共に帯電手段を設けることも
可能である。

【０１０８】即ち、循環路３４は長尺であるので、帯電
手段の配設の自由度が増し、様々な帯電手段を効果的に
適用することができる。例えば、コロナ帯電器を用いて
コロナ帯電を行ったり、一対の電極間にインクミストを
通し、インクミストに電荷を誘起させる帯電方法などを
適用することができる。いずれにしても長尺の電極を用
いて、長い距離においてインクミストに帯電を与え続け
ることが可能であり、効果的に帯電させることが可能で
ある。

【０１０９】〈実施の形態３〉図１０は、本実施の形態
に係る画像形成装置（本実施の形態ではフルカラーのプ
リンタ）を示す概略構成図である。

【０１１０】本実施の形態では、図１０に示すように、
実施の形態２と同様の構成の４つの現像装置３０１Ｙ、
現像装置３０１Ｍ、現像装置３０１Ｃ、現像装置３０１
Ｋをタンデムに配置し、各現像装置３０１Ｙ、３０１
Ｍ、３０１Ｃ、３０１Ｋの上方には、所定の隙間を設け
て記録媒体としての無端ベルト状の中間転写ベルト２２
が、駆動ローラ２２ａと従動ローラ２２ｂ間に張設され
ている。中間転写ベルト２２は、駆動ローラ２２ａの回
転駆動によってベルト下面が矢印ａ方向に移動する。

【０１１１】現像装置３０１Ｙ、３０１Ｍ、３０１Ｃ、
３０１Ｋは、それぞれイエローインク、マゼンタイン
ク、シアンインク、ブラックインクをミスト状に霧化し
て、これら各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラッ
ク）のインクミストを、各色の画像信号に応じて中間転
写ベルト２２上に静電的に飛翔させて、中間転写ベルト
２２上に画像（インク画像）を形成することができる。
現像装置３０１Ｙ、３０１Ｍ、３０１Ｃ、３０１Ｋによ
る現像動作（画像形成動作）は実施の形態２と同様であ
り、本実施の形態ではその説明は省略する。

【０１１２】そして、本実施の形態の画像形成装置で
は、先ず現像装置３０１Ｙによる現像動作によりイエロ
ーインクミストが矢印ａ方向に移動する中間転写ベルト
２２上に静電的に飛翔されて、イエローインク画像が中
間転写ベルト２２上に形成される。以下、このイエロー
インク画像に重ね合わせるようにして、順次現像装置３
０１Ｍ、３０１Ｃ、３０１Ｋによる現像動作により同様
にして、マゼンタインク画像、シアンインク画像、ブラ
ックインク画像が重畳されて、フルカラー画像が中間転
写ベルト２２上に形成される。

【０１１３】中間転写ベルト２２上へのフルカラー画像
の形成に合わせて、紙などの転写材Ｐを給紙ローラ等に
よる給紙によって転写手段としての転写ローラ２３と従
動ローラ２２ｂ間の転写ニップ部に搬送する。そして、
中間転写ベルト２２上に形成されたフルカラー画像は、
転写ニップ部で静電気力と押し圧力にて転写材Ｐ上に転
写された後、排紙ローラ対２５を介して外部に排紙され
て、フルカラー画像形成を終了する。

【０１１４】このように本実施の形態においても、画像
形成速度が速く、鮮明で良質なフルカラー画像を形成す
ることができる。

【０１１５】また、各現像装置３０１Ｙ、３０１Ｍ、３
０１Ｃ、３０１Ｋの長手方向を中間転写ベルト２２の移
動方向に対して直交する方向に配置しているので、画像
形成装置の小型化を図ることができる。

【０１１６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、省
スペースな構成で、ミストインクを乾燥手段で乾燥させ
てより微細なミストインクにして、容量当たりの帯電量
を向上させることにより、画像形成速度が速く、鮮明で
良質な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る現像装置を備えた
画像形成装置を示す概略構成図。

【図２】本発明の実施の形態１に係る現像装置の概略断
面図。

【図３】本発明の実施の形態１に係る現像装置の長手方
向の概略断面図。

【図４】本発明の実施の形態１に係る現像装置に備えた
乾燥装置の斜視図。

【図５】本発明の実施の形態２に係る現像装置の概略断
面図。

【図６】本発明の実施の形態２に係る現像装置の長手方
向の概略断面図。

【図７】本発明の実施の形態２に係る現像装置に設けた
乾燥装置の概略断面図。

【図８】本発明の実施の形態２におけるアパーチャ電極
を示す平面図。

【図９】本発明の実施の形態２におけるアパーチャ電極
の形成方法の一例を示す図。

【図１０】本発明の実施の形態３に係る画像形成装置を
示す概略構成図。

【符号の説明】

１感光ドラム（記録媒体）２帯電器３、３０１、３０１Ｙ、３０１Ｍ、３０１Ｃ、３０１Ｋ
現像装置４インク霧化装置（インク霧化手段）５、６０乾燥装置（乾燥手段）６露光装置２０記録媒体２１対向電極３０ミストハウジング（容器）３１インクミスト３２スクリュー（搬送手段）３２Ａ現像空間部３４連通路（循環路）３６制御電極部３６ａ、３７ａ開口部３６ｂ、３７ｂ制御電極３６ｃ絶縁層３６ｄスリット板３６ｅ、３７ｅ背面電極３７アパチャー電極４１インク４２インク保持部４４注入帯電電極（帯電手段）４５超音波振動子（インク霧化手段）４５Ａ圧電素子４５Ｂ電極４７液体５１誘導加熱板５２励磁コイル５２ａコア５２ｂ巻線５３チップサーミスタ６１マグネトロン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者古屋正東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2H074 AA22 AA41 AA47 BB02 BB20 BB22 BB68 DD03 EE07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】帯電されたミスト状のインクを、所定の
隙間を設けて非接触で配置した記録媒体に静電的に飛翔
させて、前記記録媒体上にインク画像を形成する現像装
置において、液体インクをミスト状に霧化するインク霧化手段と、ミスト状に霧化されたインクミストを帯電する帯電手段
と、前記記録媒体の移動方向と直交する方向に延出した容器
と、該容器内にて前記記録媒体の移動方向と直交する方向に
前記インクミストを搬送する搬送手段と、前記容器内で搬送される前記インクミストを乾燥させる
乾燥手段と、前記容器の前記記録媒体と対向する位置に、該記録媒体
の移動方向と交差する方向に形成された開口部と、該開口部の周囲に配置され、帯電された前記インクミス
トを印加電圧の制御によって前記開口部を通して前記記
録媒体上に静電的に飛翔させる制御電極と、を備えた、ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記容器内に、前記搬送手段で搬送され
る前記インクミストを前記容器の前記記録媒体の移動方
向と直交する方向に循環させるための循環路を形成し
た、請求項１記載の現像装置。
【請求項３】前記循環路に、前記帯電手段と前記乾燥
手段を設けた、請求項１又は２記載の現像装置。
【請求項４】前記乾燥手段は、閉磁路による誘導加熱
を用いる、請求項１、２又は３記載の現像装置。
【請求項５】前記乾燥手段は、マイクロ波による高周
波加熱を用いる、請求項１、２又は３記載の現像装置。
【請求項６】前記開口部は、前記記録媒体の移動方向
と直交する方向に形成されたスリット形状の開口部であ
る、請求項１、２、３、４又は５記載の現像装置。
【請求項７】前記開口部は、前記記録媒体の移動方向
と交差する方向に独立して複数形成されており、前記各
開口部の周囲にそれぞれ前記制御電極を設け、該制御電
極への画像情報信号に応じて帯電された前記インクミス
トを静電的に制御することで、前記各開口部に対して前
記インクミストを選択的に通過させる、請求項１、２、３、４又は５記載の現像装置。
【請求項８】前記記録媒体は、静電潜像が形成される
静電潜像担持体であり、帯電された前記インクミスト
が、前記静電潜像担持体に形成された静電潜像上に前記
開口部を通して静電的に飛翔される、請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の現像装置。
【請求項９】前記記録媒体は、形成された前記インク
画像を転写材に転写する中間転写体である、請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の現像装置。
【請求項１０】帯電されたミスト状のインクを、所定
の隙間を設けて非接触で配置した記録媒体に静電的に飛
翔させて、前記記録媒体上にインク画像を形成する現像
装置を備えた画像形成装置において、前記現像装置が、請求項１、２、３、４、５、６、７、
８又は９記載の現像装置である、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】前記記録媒体と対向させ、該記録媒体
の移動方向に沿って複数の前記現像装置を配置し、該各
現像装置から各色のインクミストを、移動する前記記録
媒体に静電的に順次飛翔させて重ね合わせて、カラー画
像を形成する、請求項１１記載の画像形成装置。