JP2007041457A - 湿式電子写真装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 液体トナーを用いる湿式電子写真装置に関し、より高画質な印刷画像を得られるようにする。
【解決手段】 帯電したトナー粒子を含み不揮発性を示す液体トナーにより表面にトナー像が形成される感光ドラム5と、感光ドラム5から表面にトナー像が転写される中間転写体4と、中間転写体4に対し転写材2の走行経路を挟んで配設され中間転写体4の表面上のトナー像を転写材2の表面に転写させる転写ローラ3とを備えた、湿式電子写真装置であって、中間転写体4の転写ローラ3との対接部よりも中間転写体4の回転方向上流側に設けられ、中間転写体4から転写材2へ転写されるトナー像に対し非接触でトナー粒子と同極性で帯電させる帯電装置20を備えて構成する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、不揮発性を示す液体トナーを用いる湿式電子写真装置に関する。
図7は従来の湿式電子写真装置(液体トナーを用いる電子写真装置)を示す側面図である。なお、液体のトナー(以下、トナー液という)12は特定の極性に帯電したトナー粒子を絶縁性液体(キャリア又は溶媒ともいう)中に分散させたものであり、ここでは、トナー粒子は正(+)に帯電されている。また、ここでは、高粘度,高濃度,不揮発性のトナー液を用いている。
図7に示すように、従来の湿式電子写真装置の画像形成ユニット1は、転写用紙2の走行経路の一面側(図7では転写用紙2の上面側)に配置されたバックアップローラ3と、バックアップローラ3に対し転写用紙2の走行経路を挟むように転写用紙2の走行経路の他面側(図7では転写用紙2の下面側)に配置された中間転写体としての中間転写ローラ4と、中間転写体4に対接し中間転写体4のバックアップローラ3とは反対側に配置された感光体(又は像担持体)としての感光ドラム5とを備えている。なお、バックアップローラ3,中間転写ローラ4及び感光ドラム5はそれぞれ図7中の矢印R1,R2及びR3に示す方向へ回転する。
バックアップローラ3及び中間転写ローラ4の表面は導電性のゴムなどの弾性体で形成されている。また、バックアップローラ3には電圧V1(V1<0)が印加されているとともに、中間転写ローラ4には電圧V1よりも低い電圧V2(V2<V1)が印加されており、バックアップローラ3及び中間転写ローラ4の表面はそれぞれ負(−)に印加されている。また、感光ドラム5の表面(感光面)は、暗いところでは絶縁性を示し、光を照射すると導電性を示す性質を有している。
感光ドラム5の周囲には、中間転写体4との対接部から感光ドラム5の回転方向(図7中の矢印R3方向)に沿って、クリーニング装置6,除電装置7,帯電装置8,露光装置9,現像装置10,スクイズ装置11が順に配設されている。
クリーニング装置6は、例えばブレードであり、感光ドラム5の表面に付着しているトナー液12を掻き取って感光ドラム5の表面をクリーニングするようになっている。
除電装置7は、例えばLED(light-emitting diode)であり、光照射により感光ドラム5の表面の幅方向(軸方向)全域を零(0)電位にするようになっている。
帯電装置8は、例えばコロナ帯電器であり、感光ドラム5の表面の幅方向全域をコロナ放電により正(+)に帯電させるようになっている。
露光装置9は、例えばLEDやレーザーであり、印刷対象絵柄データに基づいて絵柄部分となる感光ドラム5の表面に光を照射(描画)し、この照射部分を零(0)電位にするようになっている。これにより、感光ドラム5の表面に、零電位の部分(絵柄部分)と正(+)に帯電した部分(絵柄以外の部分)とからなる静電潜像を形成することができる。
現像装置10は、トナー液12を貯留する液溜容器10aと、液溜容器10a内のトナー液12に浸されたローラ10bと、ローラ10bと感光ドラム5との間に配置されローラ10bから感光ドラム5の表面へトナー液12を供給するローラ10cとを備えている。ローラ10bは図7中の矢印R4方向へ回転し、ローラ10cは図7中の矢印R5方向へ回転するようになっている。また、ローラ10cは導電性のゴムなどの弾性体で形成されており、ローラ10cには電圧V3(感光ドラム5の表面電位>V3>0)が印加されてローラ10cの表面は正(+)に印加されている。さらに、ローラ10cの感光ドラム5との対接部よりもローラ10cの回転方向下流側には、ローラ10c表面に付着しているトナー液12を掻き取るブレード10dが備えられている。
スクイズ装置11は、感光ドラム5に対接して配置され図7中の矢印R6方向に回転して余剰なトナー液12を取り除くスクイズローラ11aと、スクイズローラ11aの感光ドラム5との対接部よりも回転方向下流側に設けられスクイズローラ11a表面に付着しているトナー液12を掻き取るブレード11bとを備えている。
従来の湿式電子写真装置の画像形成ユニット1は、上述のごとく構成されているので、感光ドラム5が回転する過程において、まず、クリーニング装置6により感光ドラム5の表面がクリーニングされる。次に、除電装置7により感光ドラム5の表面が零電位にされた後、帯電装置8により感光ドラム5の表面が正(+)に帯電される。そして、露光装置9により感光ドラム5の表面が印刷対象絵柄データに基づいて部分的に露光されて、表面に正(+)に帯電した部分(絵柄以外の部分)と零電位の部分(絵柄部分)とからなる静電潜像が形成される。
その後、現像装置10のローラ10b及びローラ10cにより液溜容器10aのトナー液12が感光ドラム5の表面に供給される。このとき、ローラ10cの表面は正(+)に印加されているので、ローラ10cの表面のトナー液12はローラ10cから反発力を受けて感光ドラム5の表面に供給される。感光ドラム5の表面に供給されたトナー液12は、静電潜像の電気的吸着力によって零電位の部分(絵柄部分)に付着し、感光ドラム5の表面にトナー像が形成される。現像装置10によるトナー像の形成後は、スクイズ装置11により余剰なトナー液12が取り除かれる。
感光ドラム5の表面に形成されたトナー像は、負(−)に印加された中間転写ローラ4の表面に引きつけられて中間転写ローラ4の表面に転写(一次転写)される。その後、中間転写ローラ4の更なる回転によりトナー像が転写用紙2に接したとき、トナー粒子とは反対の極性の電位に印加されたバックアップローラ3の表面に引きつけられると同時にバックアップローラ3からの圧力により、トナー像が転写用紙2の表面(図7では下面)に転写(二次転写)される。中間転写ローラ4の表面に残ったトナー液12は、中間転写ローラ4のバックアップローラ3との対接部よりも回転方向下流側に配設されたブレード4aにより掻き取られる。
なお、上述した画像形成ユニット1は単色刷り用であり、その印刷色はトナー液12のトナー粒子の色により決まる。このため、多色印刷を行う場合には、転写用紙2の走行経路に沿って印刷色数に応じた個数の画像形成ユニット1が並設される。
また、特許文献1には、中間転写ローラのバックアップローラとの対接部よりも中間転写ローラの回転方向上流側に、内部に熱源を有し中間転写ローラに当接するヒートローラを備えた湿式電子写真装置が開示されている。このヒートローラは、中間転写ローラ表面上のトナー粒子を加熱溶融し、かつ、中間転写ローラからヒートローラへのトナー粒子の移動を防ぐために、中間転写ローラに対してトナー粒子の帯電と同極性の電圧を印加するようになっている。
特開2000−29319号公報
しかしながら、上述した従来の湿式電子写真装置では、図8(a)に示すように、中間転写ローラ4表面上の絶縁性液体12aとトナー粒子12bとからなるトナー液(トナー像)12中のトナー粒子12bの分布状態が不定となり、トナー液12の厚み方向(層方向)での画像が強固なものとなっていない。このため、図8(b)に示すように、トナー像を中間転写ローラ4から転写用紙2に転写する際に、中間転写ローラ4からの圧力P、及び印加電圧による移動によってトナー粒子12bが動いてトナー像が乱れてしまう。これにより、印刷画像の画質が低下してしまう。
また、トナー粒子12bは、一般に、樹脂,顔料,帯電材,帯電補助材,分散材等から形成されているが、トナー粒子12bの帯電特性は、帯電材だけでなく、樹脂,顔料,帯電補助材,分散材の各分子が粒子径や分散状態によって持つ帯電特性にも依存している。このため、トナー像が中間転写ローラ4から転写用紙2に転写される前までの間にトナー粒子12bの電荷がリークして電荷量が減少し、本来持つべき帯電特性を維持できずに転写用紙2への転写効率が低下することがある。そして、これによってもバックアップローラ3からの印加電圧による転写が不十分となり印刷画像の画質が低下してしまう。
なお、上述した特許文献1にかかる湿式電子写真装置は、中間転写ローラに対してトナー粒子の帯電と同極性の電圧を印加するヒートローラを備えているが、これは、中間転写ローラからヒートローラへのトナー粒子の移動を防ぐことを目的としたものである。また、ヒートローラは中間転写ローラに接触して設けられているので、中間転写ローラ表面上のトナー像が乱れてしまい、印刷画像の画質が低下してしまう。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたものであり、より高画質な印刷画像を得られるようにした、湿式電子写真装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、請求項1記載の本発明の湿式電子写真装置は、帯電したトナー粒子を含み不揮発性を示す液体トナーにより表面にトナー像が形成される感光ドラムと、前記感光ドラムから表面に前記トナー像が転写される中間転写体と、前記中間転写体に対し転写材の走行経路を挟んで配設され前記中間転写体の表面上の前記トナー像を前記転写材の表面に転写させる転写ローラとを備えた、湿式電子写真装置であって、前記中間転写体の前記転写ローラとの対接部よりも前記中間転写体の回転方向上流側に設けられ、前記中間転写体から前記転写材へ転写される前記トナー像に対し非接触で前記トナー粒子と同極性で帯電させる帯電装置をそなえていることを特徴としている。
請求項2記載の本発明の湿式電子写真装置は、請求項1記載の装置において、前記帯電装置が、コロトロン又はスコロトロンであることを特徴としている。
請求項3記載の本発明の湿紙電子写真装置は、請求項1記載の装置において、前記帯電装置が、前記トナー像に対し非接触で前記トナー粒子と同極性で帯電させる帯電ローラであることを特徴としている。
本発明の湿式電子写真装置によれば、トナー粒子と同極性の帯電装置によってトナー粒子は帯電装置の電荷に反発してトナー像(トナー層)内で中間転写体の中心軸方向へ集まり、トナー像中のトナー粒子の分布状態が安定する。これにより、トナー像中のトナー粒子が圧密化されてトナー像の厚み方向(層方向)での画像が強固なものとなり、トナー像を中間転写体から転写用紙に転写する際に、トナー像が乱れるのを抑制できる。
また、これと同時に、帯電装置によりトナー粒子に電荷を付与(チャージ)することができるので、トナー粒子の帯電特性を維持しながら転写用紙への転写効率を向上させることが可能である。
さらに、帯電装置は、トナー像に対して非接触であるので、中間転写体表面上のトナー像が乱れてしまうこともない。
これにより、より高画質な印刷画像を得ることが可能となる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図1及び図2(a)〜図2(c)は本発明の一実施形態としての湿式電子写真装置を説明するための図であり、図1はその側面図、図2(a)〜図2(c)はトナー像中のトナー粒子の分布状態を拡大して示す図である。なお、図1及び図2において、前述した従来例の湿式電子写真装置と同一の部位については同一の符号を用いて示している。
図1及び図2に示すように、本実施形態にかかる湿式電子写真装置で用いられるトナー液12は、特定の極性に帯電したトナー粒子12bを絶縁性液体(キャリア又は溶媒ともいう)12a中に分散させたものであり、ここでは、トナー粒子は正(+)に帯電されている。また、ここでは、高粘度,高濃度で不揮発性のトナー液を用いている。
まず、本実施形態にかかる湿式電子写真装置の基本構成について説明する。図1に示すように、湿式電子写真装置の画像形成ユニット1は、転写用紙(転写材)2の走行経路の一面側(図1では転写用紙2の上面側)に配置されたバックアップローラ(転写ローラ)3と、バックアップローラ3に対し転写用紙2の走行経路を挟むように転写用紙2の走行経路の他面側(図1では転写用紙2の下面側)に配置された中間転写体としての中間転写ローラ4と、中間転写体4に対接し中間転写体4のバックアップローラ3とは反対側に配置された感光体(又は像担持体)としての感光ドラム5とを備えている。なお、バックアップローラ3,中間転写ローラ4及び感光ドラム5はそれぞれ図1中の矢印R1,R2及びR3に示す方向へ回転する。
バックアップローラ3及び中間転写ローラ4の表面は導電性のゴムなどの弾性体で形成されている。また、バックアップローラ3には電圧V1(V1<0)が印加されているとともに、中間転写ローラ4には電圧V1よりも低い電圧V2(V2<V1)が印加されており、バックアップローラ3及び中間転写ローラ4の表面はそれぞれ負(−)に帯電されている。また、感光ドラム5の表面(感光面)は、暗いところでは絶縁性を示し、光を照射すると導電性を示す性質を有している。
感光ドラム5の周囲には、中間転写体4との対接部から感光ドラム5の回転方向(図7中の矢印R3方向)に沿って、クリーニング装置6,除電装置7,帯電装置8,露光装置9,現像装置10が順に配設されている。なお、本実施形態では、従来のようなスクイズ装置11(図7参照)を設けていないが、従来と同様にスクイズ装置11を設けるようにしてもよい。
クリーニング装置6は、例えばブレードであり、感光ドラム5の表面に付着しているトナー液12を掻き取って感光ドラム5の表面をクリーニングするようになっている。
除電装置7は、例えばLED(light-emitting diode)であり、光照射により感光ドラム5の表面の幅方向(軸方向)全域を零(0)電位にするようになっている。
帯電装置8は、例えばコロナ帯電器であり、感光ドラム5の表面の幅方向全域をコロナ放電により正(+)に帯電させるようになっている。
露光装置9は、例えばLEDやレーザーであり、印刷対象絵柄データに基づいて絵柄部分となる感光ドラム5の表面に光を照射(描画)し、この照射部分を零(0)電位にするようになっている。これにより、感光ドラム5の表面に、零電位の部分(絵柄部分)と正(+)に帯電した部分(絵柄以外の部分)とからなる静電潜像を形成することができる。
現像装置10は、トナー液12を貯留する液溜容器10aと、液溜容器10a内のトナー液12に浸されたローラ10bと、ローラ10bと感光ドラム5との間に配置されローラ10bから感光ドラム5の表面へトナー液12を供給するローラ10cとを備えている。ローラ10bは図1中の矢印R4方向へ回転し、ローラ10cは図1中の矢印R5方向へ回転するようになっている。また、ローラ10cは導電性のゴムなどの弾性体で形成されており、ローラ10cには電圧V3(V3>0)が印加されている。さらに、ローラ10cの感光ドラム5との対接部よりもローラ10cの回転方向下流側には、ローラ10c表面に付着しているトナー液12を掻き取るブレード10dが備えられている。
また、本実施形態にかかる湿式電子写真装置の画像形成ユニット1には、上記構成に加え、中間転写ローラ4のバックアップローラ3との対接部よりも中間転写ローラ4の回転方向上流側に設けられ、中間転写ローラ4から転写用紙2へ転写される直前のトナー像に対しトナー粒子12bと同極性〔ここでは正(+)〕で帯電させる帯電器(帯電装置)20が備えられている。帯電器20は、中間転写ローラ4に対して(中間転写ローラ4表面上のトナー像に対しても)非接触で配置されており、電圧V4(V4>0)が印加されている。このような帯電器20としては、例えば公知のコロトロン又はスコロトロンなどを用いることができる。
通常、中間転写ローラ4表面上のトナー液(トナー像)12中のトナー粒子12bの分布状態は不定であるが、帯電器20によりトナー像に対して正(+)に帯電させると、図2(a)に示すようにトナー粒子12bが反発してトナー像内で中間転写体の中心軸方向へ移動し、図2(b)に示すようにトナー像の底部に集まってトナー粒子12bが圧密化され、トナー像の厚み方向(層方向)での画像が強固なものとなる。これにより、図2(c)に示すように、トナー像を中間転写ローラ4から転写用紙2に転写する際に中間転写ローラ4からの圧力Pでトナー像が乱れるのを抑制できる。また、同時に、帯電器20によりトナー粒子12bに正(+)電荷を付与(チャージ)することができるので、トナー粒子12bの帯電特性を維持しながら転写用紙2への転写効率を向上させることが可能である。さらに、帯電器20は、中間転写ローラ4に対して非接触であるので、中間転写ローラ4表面上のトナー像が乱れてしまうこともない。これにより、より高画質な印刷画像を得ることが可能となる。
なお、帯電器20を設ける代わりに中間転写ローラ4の電圧V2を負(−)側に大きくしてトナー液12中のトナー粒子12bを中間転写ローラ4の回転中心側に引きつけることが考えられるが、この場合、バックアップローラ3の電圧V1を中間転写ローラ4の電圧V4よりも更に負(−)側に大きくする必要があるので、効率がよくない。
本実施形態にかかる湿式電子写真装置は、上述のごとく構成されているので、感光ドラム5が回転する過程において、まず、クリーニング装置6により感光ドラム5の表面がクリーニングされる。次に、除電装置7により感光ドラム5の表面が零電位にされた後、帯電装置8により感光ドラム5の表面が正(+)に帯電される。そして、露光装置9により感光ドラム5の表面が印刷対象絵柄データに基づいて部分的に露光されて、表面に正(+)に帯電した部分(絵柄以外の部分)と零電位の部分(絵柄部分)とからなる静電潜像が形成される。
その後、現像装置10のローラ10b及びローラ10cにより液溜容器10aのトナー液12が感光ドラム5の表面に供給される。このとき、ローラ10cの表面は正(+)に帯電しているので、ローラ10cの表面のトナー液12はローラ10cから反発力を受けて感光ドラム5の表面に供給される。感光ドラム5の表面に供給されたトナー液12は、静電潜像の電気的吸着力によって零電位の部分(絵柄部分)に付着し、感光ドラム5の表面にトナー像が形成される。なお、従来のようなスクイズ装置11を設けられている場合には、現像装置10によるトナー像の形成後にスクイズ装置11により余剰なトナー液12を取り除く。
感光ドラム5の表面に形成されたトナー像は、負(−)に印加した中間転写ローラ4の表面に引きつけられて中間転写ローラ4の表面に転写(一次転写)される。そして、中間転写ローラ4の更なる回転によりトナー像が転写用紙2に接する手前で、帯電器20によりトナー像中のトナー粒子12bが圧密化された後、中間転写ローラ4よりも電位の低いバックアップローラ3の表面に引きつけられると同時にバックアップローラ3からの圧力により、トナー像が転写用紙2の表面(図1では下面)に転写(二次転写)される。中間転写ローラ4の表面に残ったトナー液12は、中間転写ローラ4のバックアップローラ3との対接部よりも回転方向下流側に配設されたブレード4aにより掻き取られる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述した画像形成ユニット1は単色刷り用であり、その印刷色はトナー液12のトナー粒子12bの色により決まる。このため、多色印刷を行う場合には、図3に示すように、転写用紙2の走行経路に沿って印刷色数に応じた個数の画像形成ユニット1を並設する(第1変形例)。
また、本実施形態では中間転写体として中間転写ローラ4を設けたが、中間転写ローラ4の代わりにベルト状の中間転写ベルトを設けるようにしてもよい。例えば図4に示す構成は、図3に示す各中間転写ローラ4の代わりに1つの中間転写ベルト4′を設けた場合を示している(第2変形例)。図4に示す構成によれば、中間転写ベルト4′表面上に各色のトナー像を重ねて形成した後、転写用紙2に転写するようになっている。なお、図4では中間転写ベルト4′と各感光ドラム5との対接部よりも中間転写ベルト4′の回転方向下流側にそれぞれ帯電器20を設けているが、中間転写ベルト4′と最下流側に配置された感光ドラム5(図4中の一番左にある感光ドラム5)との対接部よりも中間転写ベルト4′の回転方向下流側であって、中間転写ベルト4′のバックアップローラ3との対接部よりも中間転写ベルト4′の回転方向上流側に1つだけ設けるようにしてもよい。ただし、図4に示すように、中間転写ベルト4′と各感光ドラム5との対接部よりも中間転写ベルト4′の回転方向下流側にそれぞれ帯電器20を設けたほうが画像の乱れが抑制されるので好ましい。
また、図5に示すように、1つの感光ドラム5に対して各色の現像装置10を備える構成にしてもよい(第3変形例)。
さらに、図6に示すように、帯電器20の代わりに、電圧V5(V5>0)が印加された帯電ローラ(帯電装置)30を備えるようにしてもよい(第4変形例)。ただし、この場合も、帯電ローラ30を中間転写ローラ4に対して(中間転写ローラ4表面上のトナー像に対しても)非接触で配置する。つまり、前述した特許文献1のヒートローラを中間転写ローラから離隔させる。この場合、ヒートローラの内部の熱源は必要ない。なお、図6中の矢印R7は帯電ローラ30の回転方向を示しているが、特に回転させなくともよい。
なお、図3,図4及び図5では、ローラを3つ備えた現像装置10を示しているが、機能は本実施形態で説明したものと同様である。
本発明の一実施形態としての湿式電子写真装置を示す側面図である。 (a)〜(c)はトナー像中のトナー粒子の分布状態を拡大して示す図である。 本発明の第1変形例としての湿式電子写真装置を示す側面図である。 本発明の第2変形例としての湿式電子写真装置を示す側面図である。 本発明の第3変形例としての湿式電子写真装置を示す側面図である。 本発明の第4変形例としての湿式電子写真装置を示す側面図である。 従来の湿式電子写真装置を示す側面図である。 (a)及び(b)は従来の課題を説明するための図である。
符号の説明
1 画像形成ユニット
2 転写用紙
3 バックアップローラ(転写ローラ)
4 中間転写ローラ(中間転写体)
4′中間転写ベルト(中間転写体)
4a ブレード
5 感光ドラム
6 クリーニング装置
7 除電装置
8 帯電装置
9 露光装置
10 現像装置
11 スクイズ装置
11a スクイズローラ
11b ブレード
10a 液溜容器
10b,10c ローラ
10d ブレード
12 液体トナー(トナー液)
12a 絶縁性液体
12b トナー粒子
20 帯電器(帯電装置)
30 帯電ローラ(帯電装置)

Claims (3)

  1. 帯電したトナー粒子を含み不揮発性を示す液体トナーにより表面にトナー像が形成される感光ドラムと、
    前記感光ドラムから表面に前記トナー像が転写される中間転写体と、
    前記中間転写体に対し転写材の走行経路を挟んで配設され前記中間転写体の表面上の前記トナー像を前記転写材の表面に転写させる転写ローラとを備えた、湿式電子写真装置であって、
    前記中間転写体の前記転写ローラとの対接部よりも前記中間転写体の回転方向上流側に設けられ、前記中間転写体から前記転写材へ転写される前記トナー像に対し非接触で前記トナー粒子と同極性で帯電させる帯電装置をそなえている
    ことを特徴とする、湿式電子写真装置。
  2. 前記帯電装置が、コロトロン又はスコロトロンである
    ことを特徴とする、請求項1記載の湿式電子写真装置。
  3. 前記帯電装置が、前記トナー像に対し非接触で前記トナー粒子と同極性で帯電させる帯電ローラである
    ことを特徴とする、請求項1記載の湿式電子写真装置。
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