JP3242919B2

JP3242919B2 - 液体トナー現像装置

Info

Publication number: JP3242919B2
Application number: JP50508692A
Authority: JP
Inventors: ヨッシィアダム; ガジット，アロン
Original assignee: HP Indigo BV; Hewlett Packard Indigo BV
Current assignee: HP Indigo BV
Priority date: 1991-01-22
Filing date: 1992-01-21
Publication date: 2001-12-25
Anticipated expiration: 2016-12-25
Also published as: CA2100566C; CA2100566A1; EP0568629A1; DE69200687D1; US5117263A; HK137495A; DE69200687T2; WO1992013297A1; JPH06506067A; EP0568629B1

Description

【発明の詳細な説明】発明の分野本発明は一般的にカラー静電像形成に係り、とりわけ
カラー静電像を現像するための装置に係る。

発明の背景カラー液体トナー静電像複写のためのシステムは当業
者に知られている。これらシステムは像および背景区域
の形成によって表面上に静電潜像を作るための装置、前
記潜像を液体トナーと接触させることを含む前記潜像を
現像するための装置および背景面におけるトナーの望ま
しからざる堆積を最小限度にする背景クリーニング装置
を有する。PCT特許公開公報W090/14619号に説明されて
いる現像システムは現像面として逆ローラをその電圧を
潜像支持面の像および背景領域における電圧の中間に保
って使用している。さらにこれらシステムは現像ローラ
にトナーを供給するためのスプレー装置を有し、該スプ
レー装置は共通マニホルドに接続された複数のスプレー
出口を有する。

発明の概要本発明に従って、静電像形成面、該静電像形成面に静
電潜像を形成するための潜像形成装置、および前記静電
潜像を現像するための現像装置であって、前記像形成面
に液体トナーを供給するための供給装置にして多数の独
立して制御できる出口、好ましくはスプレー出口、を有
するものおよび前記液体トナーを使用して前記静電潜像
を現像するための現像面を含むものを有する像形成装置
が設けられる。好ましくは前記装置は多色供給装置であ
り、且つ前記多数の出口は複数のカラーのおのおのの液
体トナーを供給するための複数の個別に制御できる出口
を含む。

さらに、静電像形成面、該静電像形成面に静電潜像を
形成するための潜像形成装置、および前記静電潜像を現
像するための現像装置であって、前記像形成面に液体ト
ナーを供給するための供給装置にして前記液体トナーを
下向き成分を有する方向に供給するための多数の出口、
好ましくはスプレー出口、および前記多数の出口に液体
トナーを供給するための少なくとも一つのマニホルドを
有するものを含むもの、および前記出口から前記マニホ
ルドへの流れを阻止するための装置を有する像形成装置
が設けられる。好ましくは、前記供給装置は多色供給装
置であり、且つ前記多数の出口は複数のカラーのおのお
のの液体トナーを供給するための複数の個別に制御でき
る出口を含み、且つ前記少なくとも一つのマニホルドは
各カラーのための別々のマニホルドを含む。

本発明の一好適実施例において、前記阻止するための
装置は単に前記マニホルドから前記出口へトナーが流る
れことのみを考慮に入れる少なくとも一つの一方向弁を
含む。

本発明の一好適実施例において、前記多数のスプレー
出口は単一の列を形成する。好ましくはスプレー出口の
前記単一の列は異なるカラーの液体トナーのための交互
に嵌合されたスプレー出口の直線配列を含む。

本発明の一好適実施例において、前記システムは弁が
詰まるのを防ぐためトナーから紙繊維、融合されたトナ
ーなどを除去するフィルタを含む。

図面の簡単な説明本発明は以下の詳細な説明を図面と一緒に検討するこ
とによってより完全に理解されるであろ：第１図は本発明の一好適実施例に従って組立てられて
機能的に作用する像形成装置の一般化された概略図であ
る。

第２図は第１図の装置の一部分の概略図である。

第３図は枢動可能の多色液体現像剤スプレー組立体の
斜視正面図である。

第４図は背景クリーニングステーションの斜視側面図
である。

第５図は本発明の一好適代替実施例の一部分の概略図
である。

第６図は本発明の他の一好適代替実施例の一部分の概
略図である。

好適実施例の詳細な説明次に本発明の一好適実施例に従って組立てられて機能
的に作用する多色静電像形成システムを例示している第
１図および第２図が参照される。第１図および第２図に
おいて見られるように、回転光導電ドラム10として伝統
的に実施された像支持面12が設けられている。ドラム10
は任意の適当な方法（図示されない）で光導電ドラム10
の表面を荷電するようにされた荷電装置14、好ましくは
コロツロン（corotron）、に沿って矢印18の方向に駆動
される。複写されるべき像は像形成装置16によって帯電
面12上に焦点を合わせられて前記光導電装置を露光区域
において少なくとも部分的に放電させるとともに静電潜
像を形成する。かくして、前記潜像は通常第１の電位に
おいて像区域を、且つ他の電位において背景区域を有す
る。

光導電ドラム10およ光伝導体荷電装置14は当業者によ
く知られている任意の好適なドラムおよび荷電装置であ
り得る。

像形成装置16は被調整レーザビーム走査装置、ドラム
上にコピーの像を形成するための光学焦点合わせ装置ま
たは当業者に知られているその他の像形成装置であり得
る。代替的に、ドラム10はその上に固定静電潜像を有し
得またはその上に電荷が像形式で配置される誘電材料で
あり得る。

さらに光導電ドラム10は多色液体現像剤スプレー組立
体20、現像組立体22、カラー特定クリーニングブレード
組立体34、背景クリーニングステーション24、電界スキ
ージ26、背景放電装置28、中間転送部材30、クリーニン
グ装置32、および中性化ランプ組立体36を結合されてい
る。

現像組立体22は好ましくは現像ローラ38を有する。現
像ローラ38は好ましくは光導電ドラム10から離隔されて
おり、それにより、現像ローラ38とドラム10との間に典
型的には40から150μｍであり且つ光導電ドラム10の像
および背景区域の電位の中間の電位に荷電されているギ
ャップを形成している。かくして現像ローラ38は潜像の
現像を助けるように電界を適用するため適正な電圧に維
持されるとき機能的に作用する。

現像ローラ38は矢印40によって示されているようにド
ラム10と同じ向きに典型的に回転する。この回転はドラ
ム10の表面と現像ローラ38がそれらの近接領域において
反対速度を有するように行われる。

以下においてより詳細に説明される多色液体現像剤ス
プレー組立体20は、好ましくは、電気的に荷電された着
色トナー粒子を有する液体トナーのスプレーが現像ロー
ラ38の一部分、光導電ドラム10の一部分の上にまたはド
ラム10と現像ローラ38との間の現像領域44内に直接に導
かれ得るように組立体20が枢動されることを可能にする
ように軸42に取付けられている。

カラー特定クリーニングブレード組立体34は現像後に
現像ローラ38に残っている各着色トナーの残留量の個別
除去のために現像ローラ38と作動的に結合されている。
ブレード組立体34の各一つはそれに対応するカラーのト
ナーがスプレー組立体20によって現像領域44に供給され
るときにのみ現像ローラ38と選択的に作動的に係合され
る。クリーニングブレード組立体34の構造および作用
は、その開示事項が引用によってここに包含されるPCT
国際特許公開公報WO90/14619号に説明されている。

クリーニングブレード組立体34のおのおのはクリーニ
ングブレード組立体34によって現像ローラ38から除去さ
れたトナーを別々の収集容器54、56、58および60へ導き
かくして色の混合による各種の現像剤の汚染を防ぐのに
役立つトナー案内部材52を有する。収集容器54、56、58
および60によって収集された前記トナーは対応するトナ
ーリザーバ55、57、59および61へ再循環される。最終ト
ナー案内部材62は常に現像ローラ38と係合していてそれ
によって収集されたトナーは収集容器64内へ供給され且
つその後各種の着色トナー粒子から比較的きれいなキャ
リヤ液体を分離するように働く分離器66通じてリザーバ
65へ供給される。典型的に分離器66はその開示事項が引
用によってここに包含されるPCT国際特許公開公報WO90/
10896号において説明されているタイプのものであり得
る。

第４図においてより明らかに示されている背景クリー
ニングステーション24は逆ローラ46および流体スプレー
装置48を有する。矢印50によって示されている方向に回
転する逆ローラ46は、光導電ドラム10の像および背景区
域の電位との中間の電位に電気的にバイアスをかけられ
ている。好ましくは逆ローラ46は光導電ドラム10から離
されて配置されており、それにより、典型的には40から
150μｍであるギャップを逆ローラ46とドラムとの間に
形成している。

流体スプレー装置48は導管88を通じてリザーバ65から
液体トナーを受け取り且つ光導電ドラム10と逆ローラ46
との間のギャップに洗浄な無極性液体を供給するように
作動する。流体スプレー装置48によって供給される液体
は現像組立体22によってドラム10から移転された液体に
取って代わりかくして逆ローラ46が潜像の背景区域から
電気泳動によって帯電着色トナー粒子を除去することを
可能にする。過剰の流体は各種のカラーのトナー粒子を
含んでいる過剰液体を収集するために継続的に逆ローラ
46と係合している液体案内部材70によって逆ローラ46か
ら除去され、次いで収集容器64および分離器66を通じて
リザーバ65に供給される。

その開示事項が引用によってここに包含される米国特
許第4286039号に説明されているような電気的にバイア
スをかけられたスキージローラ26は、好ましくは、ドラ
ム10の表面に対して押圧されており且つ実質的に全ての
液体キャリヤを背景領域から除去するとともに像を密集
させ且つ像領域において像から液体キャリヤを除去する
ように働く。好ましくはスキージローラ26は弾性の少し
導電性の重合体材料から形成され、且つトナー粒子の電
荷の極性と同じ極性を有する数百から数千ボルトの電位
に荷電されている。

放電装置28はドラム10を投光照明するように働き、主
として電気的故障を減少させ且つ中間転送部材30への像
の移転を改善するためドラム10に残っている電圧を放電
する働きをする。

中間転送部材30はその開示事項が引用によってここに
包含されるPCT国際特許公開公報WO90/08984号に説明さ
れているもののような任意の好適な中間転送部材であり
得、且つ像支持面からそれへのおよびそれから最終サブ
ストレート72への像の静電転送のため好適な電圧および
温度に維持される。中間転送部材30は好ましくは熱およ
び圧力による、紙のような、最終サブストレート72上へ
の像の転送のため好ましくは圧力ローラ71と連携されて
いる。

クリーニング装置32は光導電ドラム10の表面をこすっ
てきれいにするように働き且つクリーニングローラ74、
こすり洗い過程を助けるため無極性洗浄液体を噴射する
噴霧器76および光導電面の掃除を完結するためのワイパ
ブレード78を有する。この目的のために当業者に知られ
ている任意の合成樹脂から形成され得るクリーニングロ
ーラ74は、矢印80によって表されるように、ドラム10の
それとは反対の回転方向に駆動される。光導電ドラム10
の表面上に残された全ての残留電荷は、中性化ランプ組
立体36から光導電面に光を氾濫させることによって除去
される。

本発明の好適実施例によれば、各像を特定のカラーで
現像した後に、単一のカラー像が中間転送部材30に移転
される。単なるカラーによる後続の像が先行像と整合し
て中間転送部材30上に連続的に移転される。全ての所望
の像が中間転送部材30へ移転されたとき、完全な多色像
が転送部材30からサブストレート72へ転送される。印象
ローラ71はサブストレート72への合成像の転送が行われ
るとき中間転送部材30とサブストレート72との間に作用
係合を生じさせるに過ぎない。代替的に各単一カラー像
はその形成後に前記サブストレートに転送される。この
場合、前記サブストレートは各カラーに対して１回機械
を生じて供給されるか、または像転送間プラテン上に保
持されて中間転送部材30と接触させられる。代替的に、
前記中間転送部材は省除されて、現像された単一カラー
像はドラム10からサブストレート72へ連続的に直接転送
される。

次に多色トナースプレー組立体20が典型的に四つの異
なるリザーバ55、57、59および61から着色されたトナー
の個別供給を受けることが認められる第１図、第２図お
よび第３図が更に参照される。第１図は黄色、紫紅色、
青緑色および選択的に黒色をそれぞれ典型的に有する四
つの異なる着色トナーリザーバ55、57、59および61を示
す。ポンプ90、92、94および96が多色スプレー組立体20
へ前記着色されたトナーを供給するため望まれる量の圧
力を提供するためそれぞれの供給導管98、100、102およ
び104に沿って設けられている。代替的に、好ましくは
三レベルスプレー組立体である多色トナースプレー組立
体20は、標準プロセスカラーに加えて注文着色トナーを
準備する六つの異なるリザーバ（図示されない）から着
色トナーの供給を受ける。

各リザーバ55、57、59および61と連携して、全体とし
て参照数字86によって表されたキャリヤ液体補給手段に
加えてそれぞれ参照数字82および84によって表された電
荷ディレクタおよびトナー濃縮液の容器がが典型的に設
けられている。

各リザーバ55、57、59および61は、また、既に説明さ
れたように現像組立体22から対応カラーの再循環トナー
の供給を典型的に受ける。

次に多色トナースプレー組立体20の一実施例を例示し
ている第２図および第３図が参照される。第３図の実施
例において、それらのおのおのが四つの導管98、100、1
02および104の一つと連通している一直線に配列された
スプレー出口106が設けられていることが見られる。出
口106は出口106間の間隔の最小化を可能にするため二つ
のレベル108および110の一つにおいて導管98、100、102
および104から離れている。

スプレー出口106は好ましくは、四つのトナーカラー
が使用されるとき好ましくは毎第４出口106が同じカラ
ーのトナーを吹付けるように且つ四つの隣接する出口の
毎グループが四つの異なるカラーを吹付ける出口106を
有するように、交互に嵌合されている。六つのトナーカ
ラーが使用されるときは、好ましくは毎第６出口が同じ
カラーのトナーを吹付けるように且つ六つの隣接する出
口106の毎グループが六つの異なるカラーを吹付ける出
口106を有するようにスプレー出口106が交互に嵌合され
ていることが好ましい。

着色されたトナーは圧力下で各出口106から現像領域4
4内に吹付けられる。スプレー出口016の間隔およびそれ
らの周期性は、各個の特定カラーのためのトナーが実質
的に均等に領域44を満たすことを可能にするように選定
されている。この結果として均等の配列が生じ得または
好ましくはカラーはそのおのおのが各カラーのために一
つの出口を有するクラスターに群化されている。典型的
にこれらクラスターは40−60mmの間の心間間隔を有す
る。

第３図の特定実施例において、直線配列における二つ
の隣接する出口106間の心間間隔は6.5mmであり、且つス
プレー出口は4mmの内径を有する。しかし、出口106間の
間隔は、液体トナーの分配が均一な現像を考慮に入れる
のに十分であるかぎり本発明のその他の実施例において
大いに異なり得ることがおそらく理解されるであろう。

導管98、100、102および104から各出口106へのトナー
の流れは、コントローラ114によって制御される弁112に
よって調整される。弁112はコントローラ114によって開
閉される電気的に制御される弁、例えばドイツ国インゲ
ルフィンゲルのブルケルトから入手できる200型の弁、
であり得る。本発明の好適な一代替実施例において、弁
112は出口106に向かう流れのみを許す逆止め弁（一方向
弁）であって、コントローラ114は省除される。本発明
の一好適実施例においてはばね荷重を掛けられた逆止め
弁が使用される。この好適実施例においては全トナー流
量はカラーのおのおのに対する単一の弁120によって制
御される。弁120は200−300ミクロンの穴を有するポリ
エステル製メッシュフィルタであることが好まいしフィ
ルタを有する。このフィルタの目的は弁112を詰まらせ
るおそれのある紙繊維、融合したトナーなどを除去する
ことである。いずれにしても、弁112の設置はトナーの
主流が閉止された後に前記出口からの滴下を生じさせる
であろうサイホン作用を防止する。もしトナーの供給が
導管98、100、102および104への供給を締切ることによ
ってのみ閉止されるならば、おそらく滴下が生じ、その
結果としてカラーが混ざり合い、またはカラー間に長い
“死”時間が生じるであろう。各スプレー出口のこの個
別閉止または各出口における逆止め弁の設置は、現像領
域44における現像剤カラーのほとんど即時的な変更を考
慮に入れている。

いずれにしても、本発明に従ってドラム10または現像
ローラ38へ適用されるトナーの量は、ドラム10と現像ロ
ーラ38とのギャップを少なくとも実質的に満たす厚さの
トナーの層を提供するのに十分である。

本発明の一好適実施例に従って組立てられて働く現像
組立体22および逆ローラ46を例示する第１図および第２
図が再び参照される。現像組立体22は現像ローラ38を有
し、該現像ローラはそれと離隔された関係を以て光導電
ドラム10と作動的に係合しており且つ、光導電ドラム10
と同じ向きにおけるその回転によって、とりわけ計量供
給装置として働く。この計量供給効果は極めて少量の液
体が現像領域のニップを通過することを保証する。

既に言及されたように、液体トナー電子写真像形成シ
ステムにおいて電気的にバイアスをかけられた現像ロー
ラを使用することは当業者に知られている。前記ローラ
は前記光導電ドラムの像および背景区域電圧間の或る好
適な電圧まで荷電される。そのような好適な電圧におい
て前記ローラは背景にトナーが堆積しない良好な現像を
達成する。

前記ドラムおよび現像ローラの速度が前記システムの
運転速度を増すために増されるとき像区域の下流で像お
よび背景面間の境界区域において背景面にトナーが容認
できないレベルまで堆積することが発明者によって見い
だされた。この望ましくない堆積は以下において“スミ
アリング”と呼ばれる。

この現像は帯電した現像ローラ38と前記ドラムの帯電
した像区域および背景区域との間において静電界が発生
する前記現像領域44におけるトナー粒子の移動の力学の
結果であると考えられる。ドラム10の背景区域と現像ロ
ーラ38との間の電圧差を増すことは、背景区域のスミア
リングを減らすが、それはドラム10の像区域と現像ロー
ラ38との間の電圧差をも減らすから、それはまた像の品
質を低下させる。この品質低下はドラム10の像区域への
トナー粒子の移動を抑制する結果として像の光学濃度が
減ることによって生じると考えられる。

良好な現像濃度を提供する電圧に維持されているがそ
れだけではおそらく背景スミアリングを生じるであろう
現像ローラ38が背景クリーニングステーション24と連結
して使用されるときは、改良された像が得られる。

背景クリーニングステーション24は現像ローラ38の電
圧より大きいドラム10の背景区域とは異なる電圧に典型
的に維持される逆ローラ46を有する。流体スプレー装置
48は前記逆ローラ46とドラム10との間の区域に液体トナ
ーを吹付けて前記ローラ46とドラム10との間のギャップ
を満たし以てドラム10の背景区域から逆ローラ46へのト
ナー粒子の電気泳動による移動を可能にする。

他の手段が前記ギャップを濡らすために使用され得
る。例えば第５図に示されているように、ローラ122が
清浄な液体を収容している容器124内に部分的に配置さ
れていて、ドラム10の表面に清浄な液体をポンプ送りす
るために回転される。ローラ122は順ローラまたは逆ロ
ーラのいずれかである。

代替的に、第６図に示されているように、ローラ46は
矢印126の方向に回転する順ローラである。ローラ46は
清浄な液体を収容している容器128内に部分的に配置さ
れていて、前記洗浄な液体ローラ46とドラム10との間の
ギャップへポンプ送りする。次いでスキージローラ26が
前記ドラム上に残っている液体をそれから除去するよう
に働く。

ローラ46はトナー粒子がドラム10の像区域から移転さ
れないように像電圧と背景電圧との中間の電圧に維持さ
れ、それによりカラー静電像形成システムが従来到達さ
れ得た速度を超える速度で作動することを可能にする。

60cm毎秒の処理速度で作動する典型的なシステムにお
いて、ドラム10の像区域は−60ボルトの電圧に保たれ、
背景区域は−1000ボルトの電圧に保たれる。現像ローラ
38は−500ボルトの電圧に設定されて、ドラム10から60
μｍ離隔されており、100cm毎秒の表面速度を有する。
ローラ46は−150ボルトの電圧に保たれた逆ローラであ
って、ドラム10から50μｍ離隔されており、95cm毎秒の
表面速度を有する。負の電荷を有するトナーが書込み黒
モードで使用される。これら電圧および間隔は固定値で
はなく、処理速度、トナー電荷、可動性および粘性、光
伝導体タイプおよび像光線射出力、ローラ相互間隔およ
びその他の要因に依存する。

以上において言及された電圧は負の電荷を有するトナ
ーおよび有機光伝導体ドラムを使用するのに好適であ
る。もし正の電荷を有するトナーまたは他のタイプの光
伝導体材料を使用することが望まれるならば、対応して
異なる電圧が適当であろう。

この実施例はスプレーがドラム10と現像ローラ38との
間の現像領域44へ導かれる多色スプレー組立体を使用す
る。代替的に、前記スプレーは光導電ドラム10の表面に
向かって、または概ね現像ローラ38の上へ、またはより
好ましくは現像ローラ38の上面に向かって導かれ得る。
現像ローラ38の回転は現像液体を現像領域44から遠くへ
運ぶように行われることが留意さるべきである。それに
もかかわらず、前記多色スプレー組立体は前記現像領域
に液体現像剤が供給されることを保証するのに十分な量
の力を生じさせる。

本発明において使用するトナーの好適なタイプは、そ
の開示事項が引用によってここに包含される米国特許第
4794651号の例１に説明されているそれである。その他
のトナーも代替的に使用され得る。着色液体現像剤のた
めに、カーボンブラックは当業者によく知られているカ
ラー顔料によって代替される。

本発明は現像ローラおよび光導電ドラムを使用して説
明されたが、本発明は現像ベルトおよび、または、光導
電ベルトを使用して実施できることが理解される。

本発明は以上において明細に図示されそして説明され
た事項によって制限されないことは当業者によって理解
されるであろう。むしろ、本発明の範囲は後記請求項に
よってのみ規定される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭49−111639（ＪＰ，Ａ) 国際公開90／14619（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/10 G03G 15/01

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】静電像形成面と、この静電像形成面に静電
潜像を形成するための静電潜像形成手段と、前記静電潜
像を現像するための現像手段とを備え、前記現像手段
は、前記像形成面に液体トナーを供給するための供給手
段を含み、前記供給手段は、前記液体トナーを下向き成
分を有する方向に供給するための多数の出口と、前記多
数の出口に液体トナーを供給するための少なくとも１つ
のマニホルドと、を備え、前記マニホルドは、マニホル
ドへの前記液体トナーの流れを生じさせ且つ停めるため
の手段を含み、さらに、前記流れが停められた後、前記
出口からの液体トナーのさらなる流れを阻止するための
手段を備え、前記阻止するための手段は、前記マニホル
ドから前記出口へのトナーの流れのみを許容する少なく
とも一つの一方向弁を備える像形成装置。
【請求項２】請求項１の装置において、さらに、前記一
方向弁を詰まらせる粒子を前記トナーから除去するよう
に働くフィルタを有する装置。
【請求項３】請求項１または２の装置において、前記供
給手段が多色供給手段であり且つ前記多数の出口が複数
のカラーのおのおのの液体トナーを供給するための複数
の出口を含み且つ前記少なくとも一つのマニホルドが各
前記カラーのための別々のマニホルドを含んでいる装
置。
【請求項４】請求項１から３のいずれか一つの項の装置
において、前記多数の出口が多数のスプレー出口を含ん
でいる装置。
【請求項５】請求項１から４のいずれか一つの項の装置
において、前記多数の出口が単一列を形成している装
置。
【請求項６】請求項５の装置において、前記出口の単一
列が異なるカラーの液体トナーのための相互に嵌合され
た出口の直線配列を含んでいる装置。