JP3713390B2 - 湿式画像形成装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の湿式画像形成装置に係り、詳しくは、液体中にトナーを分散させた現像液を用いて潜像担持体上の静電潜像を現像する現像手段と、該現像手段により該潜像担持体に顕像化された画像を記録媒体に転写する転写手段と、転写残の残留液を回収しクリーニングするクリーニング手段とを有する湿式画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来この種の湿式画像形成装置としては、中間転写体及び潜像担持体上に少量残存する未転写液体現像剤を、クリーニング手段により掻き取る。この様にして集められた未転写液体現像剤は4色のカラートナーが混色されているため再利用されず破棄されていた。従って、資源の有効活用をはかることができないという不具合があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、上記クリーニング手段によって回収された残留液を、コンパクトな分離抽出装置によって、トナーを構成しているキャリア液成分とピグメントなどの固形成分とに分離する。該固形成分は破棄するが、該キャリア液成分は分離抽出してリサイクル使用することができる湿式画像形成装置を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、液体中にトナーを分散させた現像液を用いて潜像担持体上の静電潜像を現像する現像手段と、該現像手段により該潜像担持体に顕像化された画像を記録媒体に転写する転写手段と、転写残の残留液を回収しクリーニングするクリーニング手段とを有する湿式画像形成装置において、電界を発生させるための二つの電極と、該二つの電極の間に配設された残留液の拡散を抑制する液拡散抑制部材と を備え、該クリーニング手段で除去回収した残留液を、該液拡散抑制部材中を通過させ、該液拡散抑制部材を通過中の該残留液に電界を作用させて、該残留液の固形成分を所定箇所に移動させるとともに該所定箇所に拘束することにより、該液拡散抑制部材中から該残留液の液体成分を分離抽出する分離抽出手段を有し、該液拡散抑制部材として、気孔が連続した立体網目構造の弾性変形可能な発泡体を用い、該発砲体を上記二つの電極で挟み、かつ、上記除去回収した残留液の通過する方向にしたがって該電極の間のギャップが狭くなるよう該二つの電極の出口近傍を保持部材で挾持し、該発砲体を出口近傍ほど大きく弾性変形させて該発泡体の気孔径が上記残留液の通過する方向にしたがって小さくなるようにしたことを特徴とするものである。
【0005】
請求項2の発明は、請求項1の湿式画像形成装置において、上記発泡体の気孔の気孔径が上記固形成分の粒子径よりも大きいことを特徴とするものである。
0006
【発明の実施の形態】
〔実施形態1〕
以下、本発明を湿式画像形成装置である湿式電子写真複写機(以下単に「複写機」という)に適用した一実施形態について説明する。
まず、本実施形態に係る複写機の概略について説明する。図1は、本実施形態に係る複写機の要部概略構成図である。潜像担持体としての感光体ドラム1の回りに、帯電ローラ2、光書込ユニット3、中間転写ベルト5、感光体ドラムクリーニングユニット6等が配設されている。現像ユニット4は平行に移動可能な可動台13に設置されている。そして、上記中間転写ベルト5に対向し、最終転写材としての図示しない転写紙に現像像を転写するための転写手段として転写ローラ8、及び、中間転写ベルトクリーニングユニット7も配設されている。
0007
感光体ドラム1は、図示しないモータ等の駆動手段によって複写時には一定速度で矢印方向に回転駆動される。そして帯電ローラ2により暗中にて一様に帯電された後に、光書込ユニット3により、画像情報に基づいて書込光が照射結像されて静電潜像が感光体ドラム1上に形成される。この画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン、及び黒の色情報に分解した単色の画像情報である。そして、上記静電潜像は、可動台13上に設置された現像ユニット4が平行に移動し、所望色の現像ユニットが感光体ドラム1に当接することによって、各々所定のイエロー、マゼンタ、シアン、及び黒トナーで現像され、感光体ドラム1上に各色画像が形成される。感光体ドラム1上に形成された各色画像は、感光体ドラム1と等速駆動されている中間転写ベルト5上に、イエロー、マゼンタ、シアン、及び黒の単色毎、順次重ねて転写される。中間転写ベルト5上に重ね合わされたイエロー、マゼンタ、シアン、及び黒の画像は、給紙カセット9から転写部に搬送された図示しない転写紙に、転写ローラ8により一括転写される。そして、転写終了後、この図示しない転写紙は定着ユニット10により定着され、排紙トレイ11に排紙される。なお、中間転写ベルト5上に転写されなかった感光体ドラム1上の液体現像剤は、感光体ドラムクリーニングユニット6により感光体ドラム1から除去される。また、中間転写ベルト5上の残存液体現像剤は、中間転写ベルトクリーニングユニット7により除去される。その後、感光体ドラム1の表面は図示しない除電ランプにより残留電位が除去されて次の複写に備えられる。
0008
感光体ドラム1及び中間転写ベルト5上に少量残存する未転写液体現像剤が、それぞれ感光体ドラムクリーニングユニット6及び中間転写ベルトクリーニングユニット7により掻き取られ、キャリア液回収装置12に送られる。なお、本実施形態においては、液体現像剤として、絶縁性のキャリア液中にトナーを分散した100〜10000mPa・sの高粘度の液体現像剤を用いた。
0009
次に、本実施形態の特徴部について説明する。図2は、各クリーニングユニットから送られてくる各色トナーが混色している回収液体現像剤14からキャリア液24とトナー固形分25とを分離するキャリア液回収装置12の一例を示す。
感光体ドラムクリーニングユニット6及び中間転写ベルトクリーニングユニット7から送られてくる回収液体現像剤14は、回収液体現像剤導入パイプ15により、液体現像剤回収タンク16に集められる。その後、流量制御バルブ18によって、適量ずつキャリア液分離ユニット20に供給される。キャリア液分離ユニット20に供給された回収液体現像剤14は、キャリア液分離ユニット筺体21内の、キャリア液分離ユニット本体30により、キャリア液24とトナー固形分25とに分離される。分離抽出されたキャリア液24は、キャリア液回収タンク23に自重で滴下して回収される。このキャリア液24は、現像に再利用することができる。一方、トナー固形分25は上記キャリア液分離ユニット本体30内にトラップされているので、メンテナンス時にキャリア液分離ユニット本体30を交換することによって回収する。
0010
図3は、キャリア液分離ユニット本体30の構成の一例で、フロントパネル35をはずした状態の斜視図を示したものである。なお、キャリア液分離ユニット本体30は、キャリア液分離ユニット筺体21の内部にネジ19で固定されており、簡単に交換できる構成になっている。また、
図3に示すようにキャリア液分離ユニット本体30は、キャリア液分離部40、絶縁板31、32、これらを左右から挟み込んで保持するサイドパネル33、34、フロントパネル35、リヤパネル36、コネクタ37等により構成されている
【0011】
〔参考例1〕
図4はキャリア液分離ユニット本体30のキャリア液分離部40の参考例を拡大した説明図である。キャリア液分離部40は、連泡発泡体41、42と平面電極43、44とにより構成されており、さらに電圧を印加するための電源47に接続されている。
0012
参考例では、トナー固形分25の平均粒子径が0.1〜10μmで、正極性に帯電した回収液体現像剤14を用いた。図4の参考例では、トナー固形分25が電着しない側(以下単に「非電着側」という)の平面電極43とトナー固形分25が電着する側(以下単に「電着側」という)の平面電極44との間のギャップを3mmとした。また、平面電極43、44は縦100mm、横50mmの大きさとした。
本参考例においては、回収液体現像剤14の拡散を抑制する拡散抑制部材として気孔が連続した立体網目構造の連泡発泡体PVF(ポリビニルホルマール)を用いた。非電着側の平面電極43に約700μmの気孔径を持つ立体網目構造の連泡発泡体41を厚さ2mmで配設し、電着側の平面電極44に約350μmの気孔径を持つ立体網目構造を有する連泡発泡体42を厚さ1mmで配設した。
そして、電源47によって、非電着側の平面電極43には電圧を印加し、電着側の平面電極44はグランドに接続する構成とした。
0013
次に、キャリア液分離ユニット本体30によって、回収液体現像剤14の分離処理を行う動作について説明する。
まず、現像液回収タンク16に集められた回収液体現像剤14を、流量制御バルブ18によって、適量ずつキャリア液分離ユニット本体30の上部に滴下する。このとき非電着側の平面電極43には3.5KVの電圧を印加しておく。滴下した回収液体現像剤14は、連泡発泡体41、42の気孔に浸透吸収されながら下方に移動するので、一時的にトラップされた状態となる。連泡発泡体41、42の気孔は、回収液体現像剤14中のトナー固形分25を保持し、キャリア液24はそのまま通過させることができる。
0014
連泡発泡体41、42が、順次通過する回収液体現像剤14の拡散を抑制するので、連泡発泡体41、42の入り口付近に存在する回収されたばかりのトナー固形分25の濃度の高い回収液体現像剤14と、連泡発泡体41、42の出口付近に存在する電界の作用を受けてトナー固形分25の濃度の低くなった回収液体現像剤14とが混ざることがない。これにより、トナー固形分25を含んだ回収液体現像剤14が、連泡発泡体41、42の出口へ移動するのを抑制することができるので、確実に回収液体現像剤14からキャリア液24のみを抽出し、キャリア液24の再利用ができる
0015
また、平面電極43には電圧を印加しているので、正極性に帯電したトナー固形分25を電界の作用により電着側の連泡発泡体42の約350μmの気孔内と連泡発泡体42に接触している平面電極44の電極面とに移動させて拘束する。いわゆる電着保持することができる。なお、非電着側の連泡発泡体41よりも電着側の連泡発泡体42のほうが、気孔径が小さいので、トナー固形分25の濃度が高い回収液体現像剤14に対し、流量を規制し、より電界に対する拘束力を増加させることが可能である。
0016
非電着側の連泡発泡体41の気孔径は約700μmなので、比較的キャリア液24が通過しやすくなっている。また、連泡発泡体41、42の気孔径をトナー固形分25の平均粒子径より大きくしているので、分離レスポンス良くトナー固形分25とキャリア液24との分離を行うことができる。
そして、連泡発泡体41、42を通過し分離抽出されたキャリア液24は自重で滴下し、キャリア液回収タンク23に貯蔵される。その後、キャリア液24は、図示しないポンプ等の搬送手段によって現像装置4に送られて再利用される。
0017
なお、長期間の使用により連泡発泡体41、42の気孔にトナー固形分25が溜まって目詰まりが生じ分離処理能力が低下した場合には、キャリア液分離ユニット本体30を新しいものに交換する。
0018
以上のような、構成および動作によって、回収液体現像剤14のキャリア液24とトナー固形分25とを分離する。したがって、効率よくキャリア液24を分離抽出し、再利用することができる。
0019
参考例においては、電着側の連泡発泡体42として気孔径約350μmのものを用い、非電着側の連泡発泡体41として気孔径約700μmのものを用いた。しかし、これらに限定されるものではなく、気孔径は、トナー固形分25の粒子径によって決められる。例えば、トナー固形分25の平均粒子径が0.1〜10μmの場合には、連泡発泡体41、42の気孔径として、20〜1000μmのものを使用することができる。
また、平面電極43と44とのギャップは、本参考例においては、3mmとしたが、2〜6mmのギャップであれば、連泡発泡体41、42の厚みを変えて電界強度を最適化することによって、回収液体現像液14の分離処理を行うことができる。
なお、バイアスの極性については、トナー固形分25の極性に関係なく、十分な電界が発生するように平面電極43、44にバイアスを印加すれば良い。したがって、回収液体現像剤14の極性あるいはバイアスの極性などは実施形態の一例で、これに限定されるものではない。
さらに、本実施形態では中間転写体を用いたフルカラー湿式画像形成装置で説明しているが、これに限定されるものではなく、記録媒体に直接転写するフルカラー湿式画像形成装置あるいはモノクロ湿式画像形成装置でも構わない。
0020
参考例2〕
次に、図5(a)を用いて他の参考例に係るキャリア液分離部50について説明する。上記参考例1においては、連泡発泡体を回収液体現像剤14の通過する方向に対して左右平行に配設した構造について説明した。本実施形態においては、回収液体現像剤14の通過する方向であって、上流側である上部約60mmの部分に気孔径約700μmの連泡発泡体51を配設し、下流側である下部約40mmの部分に気孔径が約350μmの連泡発泡体52を配設した点が参考例1の構成と異なる。このキャリア液分離部50の、非電着側の平面電極54に4KVの電圧を印加して回収液体現像剤14の分離処理を行った。
0021
このように、キャリア液分離部50の、回収液体現像剤14の通過する方向の下流側に気孔径が小さい連泡発泡体52を配設することによって、回収液体現像剤14が連泡発泡体51、52を通過するときの流速が遅くなり、実施形態1の場合よりも電界の拘束を受ける時間が長くなるため、電着側の平面電極53全面に回収混色したトナー固形分25を電着させることができる。このことによって、より純粋なキャリア液24を分離抽出することが出来る。
0022
〔実施例1〕
上記参考例2においては、弾性変形しない気孔の連続した立体網目構造を有する連泡発泡体である連泡発泡体51、52を用いているが、弾性変形する気孔の連続した立体網目構造を有する連泡発泡体、例えばポリウレタンを用いることもできる。図5(b)は、第1の実施例に係るキャリア液分離部の構成を示した説明図である。気孔径約700μmの連泡発泡体58を、平面電極53、54と絶縁板55、56とにより挟み込み、さらに保持部材59によって出口部分である下側の平面電極53と54とのギャップを3mmとするように、弾性変形させる構成となっている。回収液体現像剤14の通過方向の下流側にいくにしたがって弾性変形量が大きくなるため、連泡発泡体58の気孔径を入口側である上部では約700μmとし、出口側である下部では約350μmとすることができる。このような構成によって、上記図5(a)で示したキャリア液分離部50を用いた場合と、ほぼ同様な分離抽出効果が得られた。
0023
参考例3〕
次に、図6(a)を用いて他の参考例に係るキャリア液分離部60について説明する。本参考例においては、回収液体現像剤14が滴下される上部の平面電極63と64とのギャップを6mmに配設し、分離処理が終了する下部の平面電極63と64とのギャップを3mmに配設した。
非電着側の正バイアスが印加された平面電極63に約700μmの気孔径を持つ弾性変形しない立体網目構造を有する連泡発泡体61を、上部の厚さを5mmとし、下部の厚さを2mmとして配設した。また、電着側の平面電極64に約350μmの気孔径を持つ弾性変形しない立体網目構造を有する連泡発泡体62を上部、下部ともに厚さ1mmで配設した。このように、連泡発泡体61の厚みを上部より下部を薄くすることによって、平面電極63と64とのギャップを上部よりも下部を狭くしている点が上記参考例1の構成と異なる。
0024
このキャリア液分離ユニット60の非電着側の平面電極63に電源67によって4KVの電圧を印加し、電着側の平面電極64はグランドに接続して、回収液体現像剤14の分離処理を行う。平面電極63と64とのギャップが上部よりも下部のほうが狭くなっているので、回収液体現像剤14が連泡発泡体61、62を通過するときの流速が遅くなり、参考例1の場合よりも電界の拘束を受ける時間が長くなる。また、下部に近づくにつれて平面電極63と64との間の電界が徐々に強くなり、電着側の連泡発泡体62の気孔内と平面電極64とに回収混色したトナー固形分25を電着保持させることができるので、処理能力が向上し純粋なキャリア液24を分離抽出することが出来る。
0025
実施例2〕 上記参考例3においては、弾性変形しない気孔の連続した立体網目構造を有する連泡発泡体を用いているが、弾性変形する連泡発泡体を用いることもできる。図6(b)は、第2の実施例に係るキャリア液分離部の構成を示した説明図である。
非電着側の平面電極63に約700μmの気孔径を持つ弾性体の連泡発泡体68を厚さ5mmで配設し、電着側の平面電極64に約350μmの気孔径を持つ立体網目構造を有する連泡発泡体69を厚さ1mmで配設した。これらの連泡発泡体68、69と平面電極63、64とを絶縁板65、66により両側から挟み込んだ。さらに、出口側である下部の平面電極63、64のギャップを3mmとするように、保持部材59を下部に配設した。このように連泡発泡体68、69を圧縮して弾性変形させることによって、図6(a)に示したキャリア液分離ユニット60を用いた場合と、ほぼ同様な分離抽出効果が得られた。
0026
参考例4〕
次に図7を用いて、他の参考例について説明する。本参考例においては、上記参考例3及び実施例3におけるキャリア液分離部60を、5つ配設した点が、上記参考例及び実施例3の構成と異なる。
このキャリア液分離部70の平面電極63、64には、それぞれ4KV、グランド、4KV、グランド、4KV、グランドの順でバイアスを印加する。このような構成にすることにより、電着保持面積を広くとれ、同時に多くの回収液体現像剤14を処理することができるので、効率的にトナー固形分25を電着し、キャリア液24を分離抽出することができる。また、連泡発泡体61、62のライフサイクルを延ばすこともできる。
0027
参考例5〕
次に他の参考例にかかるキャリア液回収装置について説明する。上記参考例及び実施例においては、電界と重力との作用によってキャリア液24とトナー固形分25とを分離しているが、本参考例に係るキャリア液回収装置においては、電界と重力との作用に加えて負圧による吸引によってキャリア液24とトナー固形分25とを分離する点が上記参考例及び実施例の構成と異なる。
図2の構成によるキャリア液回収装置において、キャリア液分離ユニット本体30の下部から、図示しない吸引ポンプ等の吸引手段によって、強制的にキャリア液24を吸引する。このことによって、電界と重力との作用による分離処理よりも回収液体現像剤14を大量かつ迅速に分離処理することが可能となり、飛躍的にキャリア液24の分離抽出処理能力が向上した。
0028
参考例6〕
次に他の参考例に係るキャリア液回収装置について説明する。上記参考例及び実施例においては、感光体ドラムクリーニングユニット6と中間転写ベルトクリーニングユニット7とは別個に、キャリア液回収装置12を設けた構成について説明した。本実施形態においては、感光体ドラムクリーニングユニット6と中間転写ベルトクリーニングユニット7とのそれぞれについて、キャリア液回収装置を設けた点が上記参考例及び実施例の構成と異なる。
図1に示す湿式画像形成装置本体の説明図において、図示しない平面電極と平面電極との間に配設される図示しない連泡発泡体を、感光体ドラム1あるいは中間転写ベルト5の図示しないクリーニングブレードと同幅あるいはそれ以上の幅として、感光体ドラムクリーニングユニット6および中間転写ベルトクリーニングユニット7と一体に構成する。このことによって、キャリア液回収装置を別個独立に設けて一個所で回収、分離抽出処理する必要がなく、しかも分離部の処理面積を広くとることができるので、高粘性の液体現像剤を効率よく処理することが可能である。
0029
【発明の効果】
請求項1乃至の発明においては、残留液中の固形成分を電界の作用により所定箇所に移動させるとともに該所定箇所に拘束するので、該残留液から液体成分のみを抽出することができる。また、液拡散抑制部材が、順次通過する該残留液の拡散を抑制するので、該部材の入り口付近に存在する回収されたばかりの固形成分濃度の高い残留液と、該部材の出口付近に存在する電界の作用を受けて固形成分濃度の低くなった残留液とが混ざることがない。これにより、固形成分を含んだ該残留液が、該部材の出口へ移動するのを防ぐことができるので、確実に該残留液から液体成分のみを抽出し、該液体成分の再利用ができる。
更に、上記残留液の通過する方向にしたがって上記発泡体の気孔の気孔径を小さくしているので、該残留液が該発泡体を通過するときの流速が遅くなるため、電界の作用を受ける時間が長くなり、確実に上記固形成分を移動させるとともに拘束させることができる。
更に、電極間のギャップが上記残留液の通過する方向にしたがって狭くなっているので、該残留液が上記発泡体を通過するときの流速が遅くなるため、電界の作用を受ける時間が長くなる。また、該残留液の通過する方向にしたがって電界が徐々に強くなる。これらのことによって、上記固形成分を、該残留液が通過する方向に対して、上記電着側の電極の上流部分に偏って集中的に移動させて拘束することなく、該電着側の電極全面に均等に移動させて拘束することができる。また、該発泡体の上流側の部分の目詰まりを防ぐことができる。
0030
特に、請求項2の発明においては、上記発泡体として上記固形成分の粒子径よりも大きい気孔径の気孔を持ったものを用いる。このことによって、該固形成分は該発泡体の気孔を通過しながら、電界の作用を十分受けることができる。したがって、確実に該固形成分を移動させるとともに拘束させることができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施形態に係る湿式画像形成装置の要部の説明図。
【図2】 実施形態に係るキャリア液回収装置の説明図。
【図3】 実施形態に係るキャリア液分離ユニット本体の説明図。
【図4】 参考例に係るキャリア液分離部の説明図。
【図5】 (a)は、他の参考例に係るキャリア液分離部の説明図。(b)は、実施例に係るキャリア液分離部の説明図。
【図6】 (a)は、他の参考例に係るキャリア液分離部の説明図。(b)は、他の実施例に係るキャリア液分離部の説明図。
【図7】 他の参考例に係るキャリア液分離部の説明図。
【符号の説明】
1 感光体ドラム
4 現像ユニット
5 中間転写ベルト
6 感光体ドラムクリーニングユニット
7 中間転写ベルトクリーニングユニット
12 キャリア液回収装置
14 回収液体現像剤
15 導入液路
16 液体現像剤回収タンク
18 流量制御バルブ
20 キャリア液分離ユニット
21 キャリア液分離ユニット筺体
23 キャリア液回収タンク
24 回収キャリア液
25 トナー固形分
30 キャリア液分離ユニット本体
31、32、55、56、65、66 絶縁板
40、50、60、70 キャリア液分離部
41、42、51、52、58、61、62、68、69 連泡発泡体
43、44、53、54、63、64 平面電極
47、57、67 電源
59 保持部材

Claims (2)

  1. 液体中にトナーを分散させた現像液を用いて潜像担持体上の静電潜像を現像する現像手段と、該現像手段により該潜像担持体に顕像化された画像を記録媒体に転写する転写手段と、転写残の残留液を回収しクリーニングするクリーニング手段とを有する湿式画像形成装置において、
    電界を発生させるための二つの電極と、該二つの電極の間に配設された残留液の拡散を抑制する液拡散抑制部材とを備え、該クリーニング手段で除去回収した残留液を、該液拡散抑制部材中を通過させ、該液拡散抑制部材を通過中の該残留液に電界を作用させて、該残留液の固形成分を所定箇所に移動させるとともに該所定箇所に拘束することにより、該液拡散抑制部材中から該残留液の液体成分を分離抽出する分離抽出手段を有し、
    該液拡散抑制部材として、気孔が連続した立体網目構造の弾性変形可能な発泡体を用い、該発砲体を上記二つの電極で挟み、かつ、上記除去回収した残留液の通過する方向にしたがって該電極の間のギャップが狭くなるよう該二つの電極の出口近傍を保持部材で挾持し、該発砲体を出口近傍ほど大きく弾性変形させて該発泡体の気孔径が上記残留液の通過する方向にしたがって小さくなるようにしたことを特徴とする湿式画像形成装置。
  2. 請求項1の湿式画像形成装置において、
    上記発泡体の気孔の気孔径が上記固形成分の粒子径よりも大きいことを特徴とする湿式画像形成装置
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