JP2001080094A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

現像装置及び画像形成装置

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JP2001080094A
JP2001080094A JP25639999A JP25639999A JP2001080094A JP 2001080094 A JP2001080094 A JP 2001080094A JP 25639999 A JP25639999 A JP 25639999A JP 25639999 A JP25639999 A JP 25639999A JP 2001080094 A JP2001080094 A JP 2001080094A
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mist
ink
gravity
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Tadashi Furuya
正 古屋
Shuzo Kaneko
修三 金子
Masaaki Yamaji
雅章 山路
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型化を図り、且つ効率よく大量のインクミ
ストを発生して画像形成の高速化が可能な現像装置及び
画像形成装置を提供する。 【解決手段】 インクミスト64が搬送されるミストハ
ウジング41を重力方向に沿って配置して、超音波振動
子62と制御アパーチャ68を重力方向に沿って配置
し、また、転写材Pをその画像形成面を重力方向と平行
で、且つ転写材Pを重力方向に対して直交する方向に搬
送することにより、画像形成装置の小型化を図ることが
でき、且つ効率よく大量のインクミストを発生して画像
形成の高速化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】帯電されたミスト状のインク
を非接触で搬送される記録媒体に静電的に飛翔させて、
記録媒体上に画像を形成する現像装置、及び前記現像装
置を備えたプリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像
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に
用いられる現像装置の現像手段としては、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、現像剤の取
り扱いやトナー帯電機構の付与に有利であったことや、
現像スリーブへのトナーの保持を、磁力や静電気力、又
はファンデルワールス力を利用して調整することが可能
であり、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、卜ナーの粒径をさら
に細かく、例えば5μm以下にしていく必要性が生じて
きた。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
なり、トナー飛散防止のためにコストアップなどが想定
される。
【0005】このような観点から、近年、液体インクを
霧化してミスト状にしこれを帯電させて、画像形成に使
用する試みがいくつか検討されている。これらの方式
は、従来のトナーを使用した画像形成方式に比べ、イン
クを液状で保持できるため飛散する可能性が低く、ま
た、紙などの記録媒体に直接記録を行う従来のインクジ
ェット法に対しては、広い画像形成幅の現像装置を容易
に構成できる点で高速記録化が有利である。
【0006】この例としては、例えば感光ドラム上の静
電潜像をインクミストにより現像する方法が特開昭58
−215671号公報、特開平5−333703号公報
等に開示されており、また、電子写真16巻2号(昭和
52年)p21−p26などにミスト現像法が開示され
ている。更に、画像信号に応じてインクミストの飛翔を
制御し、紙などの記録媒体に直接記録を行う方式が、例
えば特開平2−297449号公報、特開平5−124
222号公報等に開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
で示される液体インクを微細化しミスト状にして作像に
使用する現像装置を備えた画像形成装置では、インク溜
の液体インクを微細化しミスト状にするには、超音波振
動子を用いて液体に振動を与え、この振動エネルギーに
より液滴を液面より分離してミストを発生させる。とこ
ろが、この振動エネルギーが大きければ大きいほど、液
面は上方に押し上げられ、巨大な液柱を形成する。この
液柱が現像容器内の壁面に接触したり、あるいは現像容
器内に整流板等の部材を配置したりすると、振動エネル
ギーが前記壁面あるいは部材等を通して逃げてしまい、
ミストの発生量が減少する。
【0008】すなわち、ミスト発生量を増加させるため
には、インクに与える振動エネルギーを増やすことに加
えて、インク溜の上方に広い空間を設ける必要がある。
【0009】しかしながら、近年、画像形成装置の小型
化、高速化、カラー化に伴い、上記のインクミストを発
生する現像装置においても、現像容器の小型化によって
ミスト発生空間が減少する。これにより、インクミスト
の発生効率が低下して画像形成の高速化が困難であっ
た。
【0010】そこで本発明は、小型化を図り、且つ効率
よく大量のミストを発生して画像形成の高速化が可能な
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。
【0011】
【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
間を設けて搬送される記録媒体に静電的に飛翔させて、
前記記録媒体上に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ミスト発生手段
と、前記インクミスト発生手段で発生されたインクミス
トを帯電する帯電手段と、重力方向に沿って設けられ、
帯電された前記インクミストを前記記録媒体と対向する
現像位置へ搬送するための搬送部と、前記搬送部の前記
現像位置に重力方向に沿って設けられ、帯電された前記
インクミストを画像信号に応じて静電的に前記記録媒体
に飛翔させて前記記録媒体上に画像を形成するインクミ
スト放出手段と、を備え、前記インクミスト発生手段を
前記搬送部の下部に重力方向に沿って配置して、前記イ
ンクミストを重力方向と平行方向に発生させ、また、前
記記録媒体の画像形成面を重力方向と略平行で、且つ前
記記録媒体を重力方向に対して略直交する方向に搬送す
ることを特徴としている。
【0012】また、前記搬送部中に前記インクミストを
搬送する搬送手段を設けたことを特徴としている。
【0013】また、前記搬送部内に、前記インクミスト
の循環搬送路を形成する仕切り板を重力方向に沿って設
けたことを特徴としている。
【0014】また、本発明の画像形成装置は、帯電され
た前記インクミストを所定の隙間を設けて搬送される記
録媒体に静電的に飛翔させて、前記記録媒体上に画像を
形成する現像装置を有し、前記現像装置が、請求項1、
2又は3記載の現像装置であることを特徴としている。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。
【0016】図1は、本発明の実施の形態に係る現像装
置を備えた画像形成装置(本実施の形態ではフルカラー
の画像形成装置)を真上から投影した概略断面図であ
る。
【0017】本実施の形態に係る画像形成装置1は、4
つの現像装置6Y、6M、6C、6Bkを重力方向に沿
ってタンデムに配置し、各現像装置6Y、6M、6C、
6Bkの前方には、所定の隙間を設けて無端ベルト状の
搬送ベルト5が、駆動ローラ5aと従動ローラ5b間に
張設されている。駆動ローラ5aと従動ローラ5bに
は、それぞれヒートローラ7とレジストローラ4が回転
可能に当接されている。
【0018】搬送ベルト5は、駆動ローラ5aの回転駆
動によって矢印X方向に回転駆動され、カセット2から
ピックアップローラ21によって給紙される記録媒体と
しての転写材Pを搬送する。転写材Pは、その画像形成
面が重力方向と平行に、且つ重力方向に対して直交する
方向に搬送される。また、転写材Pはガイド3を通して
レジストローラ4と従動ローラ5b間に搬送され、吸着
バイアスが印加されたレジストローラ4によって搬送ベ
ルト5に静電吸着されて、現像装置6Y、6M、6C、
6Bkと対向する前方に搬送される。
【0019】搬送ベルト5の現像装置6Y、6M、6
C、6Bkと反対側の面には背面電極8が重力方向に沿
って配置されている。
【0020】現像装置6Y、6M、6C、6Bk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することができ
る。そして、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
じて転写材P上にタイミングを合わせて静電的に飛翔さ
せて重ね合わせることにより、転写材P上にカラー画像
(カラーインク画像)が形成される(詳細は後述す
る)。
【0021】次に、本実施の形態における現像装置につ
いて説明する。
【0022】図2は、本実施の形態の現像装置の概略断
面図(図1のZ−Z′線断面図)、図3は、図2に示し
た本実施の形態の現像装置のW−W′線断面図である。
【0023】各現像装置6Y、6M、6C、6K(図で
は現像装置6Y)は、重力方向に沿って形成されたミス
トハウジング61を備えている。
【0024】ミストハウジング61内には、インクミス
ト64の循環搬送路を形成するための仕切り板61aが
重力方向に配置されており、仕切り板61aによって右
側搬送路61bと左側搬送路61cが形成されている。
【0025】ミストハウジング61の右側搬送路61b
の底部には、その上部に貯留された液体状のインク63
を微細なミスト状に霧化してインクミスト64を発生さ
せる超音波振動子62が固定部材62aで重力方向に沿
って固定されている。超音波振動子62は超音波振動子
駆動電源S1により駆動され、超音波振動子62上のイ
ンク溜に貯留されたインク63に振動エネルギーを与え
てインクミスト64を発生させる。
【0026】右側搬送路61bの上方には、インクミス
ト64を搬送させるファン65と、ファン65のインク
ミスト搬送方向下流側にインクミスト64を帯電させる
コロナ帯電器66が配置されている。コロナ帯電器66
はミストハウジング61の壁面に設けられており、ミス
ト帯電バイアス印加電源S2からミスト帯電バイアスが
印加される。
【0027】超音波振動子62の振動によって発生され
たインクミスト64は、インクミスト64の発生エネル
ギーとファン65の送風によって右側搬送路61b内を
上方(矢印A方向)に搬送され、コロナ帯電器66で帯
電される。帯電されたインクミスト64は、整流部材6
7で形成された流路を通して左側搬送路61c内を下方
(矢印B方向)搬送されて、右側搬送路61bと左側搬
送路61c間を循環搬送される。整流部材67は、複数
の流路が形成されており、搬送されるインクミスト64
の偏りを防止して均一化する役割も有している。
【0028】また、ミストハウジング61の左側搬送路
61cの搬送ベルト5と背面電極8と対向した現像位置
の開口部には、重力方向(長手方向)に沿って制御アパ
ーチャ68が設けられており、更に、左側搬送路61c
内の仕切り板61a上には制御アパーチャ68と対向し
てグリッド電極69が設けられている。背面電極8には
ミスト飛翔用電源S3が接続され、グリッド電極69は
アース(接地)されている。
【0029】制御アパーチャ68には、図3、図4に示
すように、ドット毎に配列された円形状の微小な各開口
部68bの周囲に制御電極68aがそれぞれ配置されて
おり、各制御電極68aには制御電圧印加電源S4が接
続されている。グリッド電極69は、メッシュ状の形状
パターンあるいは平行に配置された線状の形状パターン
で形成されている。
【0030】次に、本実施の形態の現像装置による画像
形成動作(現像動作)を説明する。
【0031】超音波振動子駆動電源S1から超音波振動
子62に高周波(本実施の形態では、出力30Wで周波
数1.7MHzの正弦波)を印加して高周波振動を与え
ることによってミストハウジング61内の底部に貯留さ
れたインク63をミスト化して、微細なインクミスト6
4を発生させる。この際、ミストハウジング61の右側
搬送路61bの超音波振動子62とファン65間には十
分な空間(例えば、本実施の形態では長さ220mmの
空間)が形成されるので、超音波振動子62によってイ
ンク63は十分な液柱を形成して、効率よくインクミス
ト64を発生することができる。
【0032】発生されたインクミスト64は、ファン6
5の送風によって右側搬送路61b内を上方(矢印A方
向)に搬送され、コロナ帯電器66で帯電されて右側搬
送路61bから整流部材67で形成された流路を通して
左側搬送路61c内を下方(矢印B方向)搬送される。
コロナ帯電器66は、本実施の形態ではインクミスト6
4に負極性の電荷を付与する。
【0033】そして、背面電極8と制御電極68aに、
ミスト飛翔用電源S3、制御電圧印加電源S4からそれ
ぞれ所定の電圧を印加する。
【0034】即ち、制御電圧印加電源S4から制御電極
68aへのON制御時の印加電圧をVc、OFF制御時
の印加電圧をVc’、ミスト飛翔用電源S3から背面電
極8への印加電圧をVo、グリッド電極69への印加電
圧をVbとすると、 Vo>Vc>Vb>Vc’又はVo<Vc<Vb<V
c’ を満足するように設定する。
【0035】例えば、本実施の形態ではコロナ帯電器6
6でインクミスト64に負極性の電荷を付与し、制御電
圧印加電源S4から制御電極68aへの印加電圧Vc=
+500V及びVc’=−500V、グリッド電極69
への印加電圧Vb=0V(アース)、ミスト飛翔用電源
S3から背面電極8への印加電圧Vo=+1000Vに
設定する。
【0036】そして、制御電圧印加電源S4からドライ
バ(不図示)を介して+500Vを印加された制御電極
68aに対応する所定の開口部68bを通して、インク
ミスト64が転写材Pへ放出される。一方、制御電圧印
加電源S4からドライバ(不図示)を介して−200V
を印加された制御電極68aに対しては、負に帯電され
たインクミスト64は反発され、この制御電極68aに
対応する所定の開口部68bを通して転写材P側へは放
出されないようになる。
【0037】このように、本実施の形態における制御ア
パーチャ68の各制御電極68aをドライバ(不図示)
によってON/OFF制御することにより、画像信号に
応じて帯電したインクミスト64を転写材Pに飛翔させ
て、画像(イエローインク画像)を形成することができ
る。
【0038】このようにして、先ず現像装置6Yによる
現像動作によりイエローインクミスト64が矢印Y方向
(重力と直交する方向)に移動する転写材P上に静電的
に飛翔されて、イエローインク画像が転写材P上に形成
される。なお、転写材Pはスペーサ54によって一定間
隔に保持されて搬送される。
【0039】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6M、6C、6Bkによ
る現像動作により同様にして、搬送される転写材P上に
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、カラー画像が転写材P上に形成さ
れる。
【0040】一方、転写材Pに飛翔されなかったインク
ミスト64は、ファンの送風によって左側搬送路61c
と右側搬送路61b間を循環搬送され、次の現像動作に
供される。
【0041】そして、カラー画像が形成された転写材P
は搬送ベルト5でヒートローラ7に搬送されて、前記カ
ラー画像を転写材P上に加熱加圧した後に外部に排出さ
れてカラー画像形成動作を終了する。
【0042】なお、上記した画像形成動作(現像動作)
において、ミスト化されるインク63としては、水、ア
ルコール系インク、または油性インクなどが用いられ、
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。本実施の形態では、水、アルコ
ール系混合溶媒に着色顔料を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。
【0043】このように本実施の形態では、転写材Pを
その画像形成面が重力方向と平行で、且つ重力方向に対
して直交する方向に搬送するようし、また、現像装置6
Y、6M、6C、6Bkのインクミスト64が搬送され
るミストハウジング61と、制御アパーチャ68を重力
方向に沿って配置したことにより、インクミスト64が
発生される空間を小さくすることなく画像形成装置全体
を小型化することができた。
【0044】これにより、画像形成装置の小型化と、効
率よく大量のミストを発生して画像形成のスピードを上
げて良好なカラー画像を得ることが可能となった。
【0045】また、ミストハウジング61を重力方向に
沿って配置したことにより、非画像形成時に滞留してい
たインクミスト64を重力によって容易に超音波振動子
62上に戻すことができる。この場合、更にミストハウ
ジング61の内壁に撥インク処理しておくことも有効で
ある。
【0046】また、上記実施の形態では、インクミスト
の帯電手段としてコロナ帯電器66によるコロナ帯電を
用いたが、これ以外ににも例えば、絶縁電極等を用いた
電荷誘導帯電等を用いてもよい。
【0047】更に、画像形成方法も制御電極を利用した
方法に限らず、例えば、有機感光体上に形成したの静電
潜像に対して現像を行う方式のものでもよい。
【0048】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、装
置の小型化を図ることができ、且つ効率よく大量のミス
トを発生して画像形成の高速化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る現像装置を備えた画
像形成装置を示す概略断面図。
【図2】図1のZ−Z′線断面図。
【図3】図2のW−W′線断面図。
【図4】制御アパーチャを示す平面図。
【符号の説明】
1 画像形成装置 2 カセット 3 ガイド 4 レジストローラ 5 搬送ベルト 6Y、6M、6C、6Bk 現像装置 7 ヒートローラ 8 背面電極 61 ミストハウジング 61a 仕切り板 61b 右側搬送路(搬送部) 61c 左側搬送路(搬送部) 62 超音波振動子(インクミスト発生手段) 63 インク 64 インクミスト 65 ファン(搬送手段) 66 コロナ帯電器(帯電手段) 68 制御アパーチャ(インクミスト放出手段) 68a 制御電極 68b 開口部 69 グリッド電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山路 雅章 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) 2C056 EA01 EA11 EA23 EC03 EC07 EC38 EE10 FA07 FC02 FD16 FD18 HA28 HA29 2C057 AF01 AF91 AG14 AG91 AG99 AM03 AM16 AN05 AR06 BD07

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 帯電されたミスト状のインクを、所定の
    隙間を設けて搬送される記録媒体に静電的に飛翔させ
    て、前記記録媒体上に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ミスト発生手段
    と、 前記インクミスト発生手段で発生されたインクミストを
    帯電する帯電手段と、 重力方向に沿って設けられ、帯電された前記インクミス
    トを前記記録媒体と対向する現像位置へ搬送するための
    搬送部と、 前記搬送部の前記現像位置に重力方向に沿って設けら
    れ、帯電された前記インクミストを画像信号に応じて静
    電的に前記記録媒体に飛翔させて前記記録媒体上に画像
    を形成するインクミスト放出手段と、を備え、 前記インクミスト発生手段を前記搬送部の下部に重力方
    向に沿って配置して、前記インクミストを重力方向と平
    行方向に発生させ、 また、前記記録媒体の画像形成面を重力方向と略平行
    で、且つ前記記録媒体を重力方向に対して略直交する方
    向に搬送する、 ことを特徴とする現像装置。
  2. 【請求項2】 前記搬送部中に前記インクミストを搬送
    する搬送手段を設けた、 ことを特徴とする請求項1記載の現像装置。
  3. 【請求項3】 前記搬送部内に、前記インクミストの循
    環搬送路を形成する仕切り板を重力方向に沿って設け
    た、 ことを特徴とする請求項1記載の現像装置。
  4. 【請求項4】 帯電された前記インクミストを所定の隙
    間を設けて搬送される記録媒体に静電的に飛翔させて、
    前記記録媒体上に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又は3記載の現像装置で
    ある、 ことを特徴とする画像形成装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014076666A (ja) * 2013-12-25 2014-05-01 Seiko Epson Corp 液体噴射装置
US9550362B2 (en) 2010-07-08 2017-01-24 Seiko Epson Corporation Mist collection device, liquid ejecting apparatus, and method for controlling mist collection device

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US9550362B2 (en) 2010-07-08 2017-01-24 Seiko Epson Corporation Mist collection device, liquid ejecting apparatus, and method for controlling mist collection device
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