JPH06100872B2 - 電子写真式印刷機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、一般には、電子写真式印刷機、より詳細に
は、液体像をコピーシートへ定着する装置に関するもの
である。

発明が解決しようとする問題点 一般に、電子写真式印刷のプロセスにおいては、表面を
感光化するため光導電性部材を一様な電位に帯電させ
る。光導電性部材の帯電された部分は、複写する原稿書
類の光像にさらされる。この露光により、光導電性部材
の上に、原稿書類に含まれている情報領域に対応する静
電潜像が記録される。光導電性部材の上に静電潜像が記
録されたあと、潜像は、液体現像剤と接触することによ
って現像される。液体現像剤は、液体キャリヤ内に着色
粒子が分散しているものである。着色粒子は、光導電性
部材の上に像の形状で堆積される。次に、現像された像
は、コピーシートへ転写される。通常、着色粒子と一緒
に、一部の液体キャリヤがコピーシートへ転写する。転
写後、着色粒子をコピーシートへ永久的に定着すると共
に、コピーシートに付着している残留液体キャリヤを蒸
発させるために、コピーシートに熱が加えられる。最近
の定着装置は、着色粒子をコピーシートへ定着するため
に大量の熱と高い圧力、そして液体キャリヤの蒸気レベ
ルを安全動作状態すなわち下方爆発限界の25％以下に維
持するために、かなり大量の空気流を必要とする。

コピーシート上の現像された像を加熱して、着色粒子を
コピーシートへ永久的に定着する方法は、数多く開発さ
れている。それらの中には、オーブン定着法、熱気定着
法、フラッシュ定着法、ロール定着法がある。ロール定
着法は、放射すなわちオーブン定着法に比べてエネルギ
ー要求がかなり少ないことがわかっている。さらに、着
色粒子をコピーシートへ定着するとき、コピーシートの
正味加熱が少ないので、水蒸気の発生が少ない。環境を
害する原因をできるだけ少なくし、電子写真式印刷機を
オフィス環境で使用できるようにするには、大量の蒸発
した液体キャリヤを大気中に排出することは許されな
い。もし蒸発した大量の液体キャリヤを大気中に放出す
れば、環境を害する事態が生じる。液体キャリヤを連続
的に交換するやり方は、印刷機の運転コストが非常に高
くなる。したがって、使用済みの液体キャリヤを新しい
液体キャリヤと交換するのでなく、液体キャリヤを再使
用するやり方が経済的に有利である。このためには、液
体キャリヤが飽和した空気を大気へ排出する前に、蒸発
した液体キャリヤを回収する必要がある。これまで、液
体像をコピーシートへ定着し、かつ蒸発した液体キャリ
ヤを回収するため、いろいろな方法が考案されてきた。
本発明に関連があると思われる文献としては、米国特許
第3,827,855号（1974年８月６日発行）、同第3,902,845
号（1975年９月２日発行）、同第4,520,048号（1985年
３月28日発行）、同第4,545,671号（1985年10月８日発
行）、ヨーロッパ特許出願第156,046号（1985年２月10
日公告）がある。

上記諸文献の関連部分は、次のように要約することがで
きる。

米国特許第3,827,855号は、真空を加える多数の通路を
設けたドラムを開示している。シートが真空によってド
ラムに保持されている間に、トナーがシートへ定着され
る。

同第第3,902,845号は、オフセット材料の多孔性リザー
バを含む加熱定着ローラーを開示している。オフセット
材料は、複写動作中に拡散する。

同第4,520,048号は、蒸気浸透表面を持つロールを備え
ている被膜塗布装置を開示している。ロールは、真空源
に接続されるようになっている。発明の別の実施例で
は、真空ボックスで囲われた浸透ベルトが設けられてい
る。

同第4,545,671号は、加熱された定着装置を出てきたコ
ピーシートを案内し、冷却する装置を開示している。コ
ピーシートから熱を伝達するために、真空孔付き案内部
材が設けられている。

ヨーロッパ特許第156,046号は、多孔被覆層付きローラ
ー定着装置を開示している。好ましい被覆材料はポリテ
トラフルオロエチレンである。

問題点を解決するための手段 本発明は、第１の態様として、部材の上に潜像を記録す
る形式の複写機であって、前記部材の上に記録された潜
像を少なくとも液体キャリヤ内に着色粒子が分散してい
る液体現像剤で現像する手段、現像された像を前記部材
から支持材料のシートへ転写する手段、シート入口通路
とシート出口通路を有するハウジング、前記ハウジング
内に配置され、シートを前記ハウジングの入口から出口
へ運び、現像された像を有する支持材料のシートに熱と
圧力を加えて、液体キャリヤを蒸発させ、着色粒子を像
の形状で支持体シートへ定着させる加熱加圧手段、およ
び前記ハウジングから加熱された空気の大部分と蒸発し
た液体キャリヤを除去する手段、を備えている複写機を
提供するものである。

本発明は、第２の態様として、光導電性部材と、前記光
導電性部材の上に静電潜像を記録する手段を備えた電子
写真式印刷機であって、前記光導電性部材の上に記録さ
れた潜像を少なくとも液体キャリヤ内に着色粒子が分散
している液体現像剤で現像する手段、現像された像を前
記光導電性部材から支持材料のシートへ転写する手段、
シート入口通路とシート出口通路を有するハウジング、
前記ハウジング内に配置され、シートを前記ハウジング
の入口から出口へ運び、現像された像を有する支持材料
のシートに熱と圧力を加えて、液体キャリヤを蒸発さ
せ、着色粒子を像の形状で支持体シートへ定着させる加
熱加圧手段、および前記ハウジングから加熱された空気
の大部分と蒸発した液体キャリヤを除去する手段、を備
えている印刷機を提供するものである。

本発明のその他の特徴は、添付図面を参照し、以下の説
明を読まれれば明らかになるであろう。

実施例 以下、本発明の好ましい実施例について説明するが、発
明をそれらの実施例に限定するつもりのないことは理解
されるであろう。むしろ、特許請求の範囲に明示した発
明の精神および発明の範囲に入ると思われるすべての代
替物、修正物、均等物は、本発明に包含されるべきもの
と考える。

電子写真式印刷技術は周知であるから、以下、第１図の
印刷機に使用されているいろいろな処理ステーションを
略図で示し、それらの作用について簡単に説明する。

第１図に示すように、電子写真式印刷機は、導電性基層
の上に光導電性表面が蒸着されたベルト10を使用してい
る。光導電性表面は、セレン合金から作られたものが好
ましく、導電性基層は、電気的に接地されたアルミニウ
ム合金から作られたものが好ましい。しかし、他の適当
な光導電性表面および導電性基層を用いてもよい。ベル
ト10は、矢印12の方向に動いて、光導電性表面の連続す
る部分を進め、その移動路の周囲に配置されたいろいろ
な処理ステーションを順次通過させる。ベルト10は、取
付け軸が三角形の頂点に平行に配置された３個のローラ
ー14,16,18で支持されている。ローラー14は、適当なモ
ーターと駆動装置（図示せず）によって回転駆動され、
ベルト10を矢印12の方向に進める。

最初に、ベルト10の一部分が帯電ステーションＡを通過
する。帯電ステーションＡでは、コロナ発生装置20がベ
ルト10の光導電性表面をかなり高い一様な電位に帯電さ
せる。

次に、光導電性表面の帯電した部分は、露光ステーショ
ンＢを通過する。露光ステーションＢには、透明な支持
プラテン24の上に原稿書類22が表を下にして置かれてい
る。その原稿書類22をランプがせん光照明する。原稿書
類22から反射した光線は、レンズを透過して原稿書類の
光像を形成する。レンズは、光像を光導電性表面の帯電
した部分に結像させ、その上の電荷を選択的に消去す
る。この露光により、原稿書類22に含まれている情報領
域に対応する静電潜像が光導電性表面に記録される。露
光後、ベルト10は、光導電性表面に記録された静電潜像
を現像ステーションＣへ進める。

現像ステーションＣでは、絶縁性液体キャリヤとトナー
粒子から成る現像液が適当な供給源からパイプ26を通し
て現像トレー28に送り込まれ、現像トレー28からパイプ
30を通して引き出され、再循環するようになっている。
現像電極32は、適当な電位にバイアスすることがてき、
静電潜像が現像液に接触したとき、トナー粒子すなわち
液体キャリヤ内に分散している着色粒子によって静電潜
像が現像されるのを促進する役目を果たす。液体キャリ
ヤ全体に広がっている帯電トナー粒子は、電気泳動によ
って静電潜像に向かって移動する。トナー粒子の電荷と
光導電性表面上の電荷とは、極性が逆である。たとえ
ば、光導電性表面がセレン合金から作られている場合、
光導電性表面は、正に帯電され、トナー粒子は、負に帯
電される。代わりに、光導電性表面が硫化カドミニウム
から作られている場合、光導電性表面が負に帯電され、
トナー粒子が正に帯電される。一般に、光導電性表面上
の液体キャリヤの量は、多過ぎるので、表面が光導電性
表面の移動方向と反対の方向に移動するローラー（図示
せず）が光導電性表面から間隔をおいて配置されてお
り、像を乱すことなく現像された像から過剰な液を除去
するようになっている。

現像後、ベルト10は、現像された像を転写ステーション
Ｄへ進める。転写ステーションＤには、支持材料のシー
トすなわちコピーシート34がシート給送装置38によって
スタック36から送られてくる。コピーシートは、ベルト
10上の現像された像と同時に転写ステーションＤに到着
するように、現像された像の動きに同期して運ばれる。
転写ステーションＤには、コピーシートの裏面にイオン
を散布するコロナ発生装置40が設置されている。このイ
オン照射によって、光導電性表面からコピーシートへ現
像された像が引き付けられる。転写後、コピーシート
は、コンベヤ・ベルト42によって定着ステーションＥへ
運ばれる。

定着ステーションＥには、定着装置44が設置されてい
る。定着装置44は、コピーシートから液体キャリヤを蒸
発させ、同時にトナー粒子を像の形状で永久的にコピー
シートに定着させる。定着装置44の細部構造は、後で第
２図〜第４図を参照して説明する。定着後、コピーシー
トは、キャッチ・トレー46へ送られ、オペレータにより
印刷機から取り出される。

コピーシートがベルト10の光導電性表面から分離された
あと、ベルト10の光導電性表面には、若干の残留液体現
像剤が付着したままになっている。この残留現像剤は、
清掃ステーションＦにおいて光導電性表面から除去され
る。清掃ステーションＦには、適当な合成樹脂で作ら
れ、光導電性表面の移動方向とは反対の方向に駆動さ
れ、光導電性表面をこすってきれいにする清掃ローラー
48が設置されている。この清掃作用を助けるために、パ
イプ50で清掃ローラー48の表面上に、現像液を注いでも
よい。ワイパー・ブレード52は、光導電性表面の清掃を
仕上げる。光導電性表面に残っているすべての残留電荷
は、ランプ54による投光照明によって消去される。

現像剤は、絶縁性液体キャリヤ内に着色粒子すなわちト
ナー粒子が分散しているものが好ましい。これに適した
絶縁性液体キャリヤは、Isopar（エクソン社の商標）な
どの低沸点脂肪族炭化水素から製造することができる。
トナー粒子は、染料たとえばカーボンブラックを含有す
る樹脂から製造される。米国特許第4,582,774号（1986
年）には、使用に適した液体現像剤が記載されている。

以上、本発明の特徴を組み入れた電子写真式印刷機の作
用を一般的に説明したが、本発明の目的には十分である
と信じる。

次に、第２図を参照して、定着装置44について詳細に説
明する。図示のように、コピーシート34は、ハウジング
58の入口通過56から入ってくる。次にコピーシートは、
定着ローラー62とバックアップ・ローラー64によって形
成されたニップ60に入る。ローラー62,64は、相互に弾
力的に圧接され、ニップ60を形成している。バックアッ
プ・ローラー64は、鋼など剛体の内部芯の上にテフロン
など非粘着性軟質材料で作られたスリーブ状被覆物が付
いているものが好ましい。定着ローラー62は、同様に、
鋼など剛体の内部芯の上に比較的厚いスリーブ状被覆物
が付いている。定着ローラーのスリーブは、シリコン・
ゴムなどの軟質材料で作られている。定着ローラー62を
加熱するために、定着ローラーの芯の中にランプが設置
されている。芯には、ランプが挿入される適当な開口が
設けられている。この構成では、ランプからの熱エネル
ギーは、金属芯と外側スリーブを透過し、着色粒子をコ
ピーシートに融着するのに必要な温度まで定着ローラー
62の表面を加熱する。コピーシート上の液体キャリヤ
は、この加熱によって蒸発する。定着ローラー62とバッ
クアップ・ローラー64は、コピーシートに50〜150ポン
ド／平方インチの圧力を加え、コピーシートを約210〜2
80°Ｆ（100〜140℃）の温度に加熱する。この温度と圧
力によって、トナー粒子がコピーシートへ融着され、液
体キャリヤが蒸発する。第２図に示すように、定着ロー
ラー62とバックアップ・ローラー64は、ハウジング58の
チャンバー66の中に配置されている。通気性コンベヤ68
は、コピーシートを、ニップ60からキャッチ・トレー46
（第１図）へ送り込むための出口通路70まで進める。コ
ンベヤ68は、間隔をおいて配置された一対のローラー7
2,74を有する。ローラー72は、多孔性で、定着ローラー
62の領域内に配置されている。ローラー72は、所望の多
孔率を得るため、その外面から内部に多数の孔があけら
れている。ローラー72,74の周囲に、上部ベルト76が架
け渡されている。上部ベルト76には、必要な多孔率を得
るために、多数の孔があけられている。ハウジング58に
接続され、ベルト76の内側に置かれた導管78は、ベルト
76の内部と凝縮器80とを連絡している。凝縮器80には、
チャンバー66から蒸発した液体キャリヤと加熱された空
気を除去するために、送風機が接続されている。送風機
は、ハウジング58のチャンバー66を大気圧に対し負圧に
維持するので、加熱された空気と蒸発した液体キャリヤ
は、導管78を通って矢印82の方向に流れる。さらに凝縮
器80とベルト76の内部のチャンバー66とは、導管84によ
って連絡されている。この導管84を通って、冷却空気が
矢印86の方向にベルト76の内部のチャンバー66へ流れ
る。導管84からベルト76の内部のチャンバー66へ流れる
冷却空気は、ベルト76を冷却することによって、定着ロ
ーラー62とバックアップ・ローラー64とで形成されたニ
ップから出てきたコピーシート34を冷却する。このよう
に、コピーシートは、導管84から流入する空気によって
冷却される。導管84から流入する空気は、ベルト76の内
部のチャンバー66へ導かれるので、定着ローラー62を冷
却することはない。さらに、コンベヤ68は、下部ベルト
92が周囲に架け渡された、第２の、間隔をおいて配置さ
れた一対のローラー88,90を備えている。ベルト92は、
ベルト76と接触し、像が定着されたコピーシート34が通
過するニップ94を形成している。ローラー74,90は、適
当に結合された駆動モーターで回転される。コンベヤ68
は、シート34を、ニップ60からハウジング58の出口70ま
で進める。ベルト76の内部に維持された負圧は、液体キ
ャリヤの蒸発を促進する。弁96は、チャンバー66へ追加
する外気を制御し、液体キャリヤの蒸気の濃度が確実に
下方爆発限界以下になるように、チャンバー66へ十分な
外気を加える。

第３図は、導管78,84によってベルト76の内部のチャン
バー66に連絡された凝縮器80を備えた溶媒回収装置を示
す。送風機によって、加熱された空気と蒸発した液体キ
ャリヤは、導管78を通って凝縮器80へ流れる。液体キャ
リヤは、容器98へ集められ、冷却された空気は、導管84
を通って、ベルト76の内部のチャンバー66へ戻される。
この冷却空気は、定着ローラー62を冷却することなく、
コピーシート34を冷却する作用をする。

第４図は、定着装置44の別の実施例を示す。図示のよう
に、加熱された通気性コンベヤ100は、液体像が転写さ
れたコピーシート34を受け取る。コンベヤ100は、間隔
をおいて配置された一対のローラー102,104を備えてい
る。ローラー102,104の周囲には、多孔性上部ベルト106
が架け渡されている。ベルト106には、所望する多孔率
を得るため多数の孔があいている。ベルト106を加熱す
るため、ローラー102が加熱される。実例として、ロー
ラー102は、定着ローラー62と同じ構造にすることがで
きる。さらに、コンベヤ100は、間隔をおいて配置され
た一対のローラー110,112の周囲に架け渡された下部ベ
ルト108を備えている。ローラー110は、入口領域114に
おいて、下部ベルト108を上部ベルト106に圧接するため
上方に弾力的に押されている。ローラー112は、ベルト1
06とベルト108間の圧力がベルト106,108に沿って、ロー
ラー102,110からローラー104,112へ漸減するように、出
口領域116において、下部ベルト108を軽く押している。
このように、ベルト106,108によって、搬送中のコピー
シートに熱と圧力を加えるニップ120が形成される。コ
ンベヤ100は、ハウジングのチャンバー内に配置されて
いる。チャンバーを負圧に維持し、蒸発した液体キャリ
ヤをチャンバーから除去するために、ベルト106の内部
の領域に、導管118がハウジングに接続されている。孔
が詰まるのをできるだけ少なくするため、ベルト106
は、若干張ってもよい。ローラー104,112は、適当に結
合された駆動モーターで駆動することが好ましい。

発明の効果 本発明の定着装置は、コピーシートを搬送し、着色粒子
を像の形状でコピーシートへ永久的に定着させると同時
に、蒸発した液体キャリヤを容器に回収することがわか
る。回収された液体キャリヤは、現像装置へ再循環し
て、印刷機で再使用することができる。

以上の説明から、本発明に従って前に述べた目標および
利点を完全に満たす定着装置が提供されたことは明らか
である。本発明をいろいろな実施例について説明した
が、この分野の専門家がこれらの実施例から多くの代替
物、修正物、均等物を思い浮かべることは明らかであ
る。したがって、本発明は、特許請求の範囲に明示した
発明の精神および広義の範囲に入ると思われるすべての
代替物、修正物、均等物を包含していると考える。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の諸特徴を組み入れた典型的な電子写
真式印刷機を示す略正面図、 第２図は、第１図の印刷機に使用されている定着装置の
１っの実施例の正面図、 第３図は、第２図の定着装置の一部を示す平面図、およ
び 第４図は、第１図の印刷機に使用されている定着装置の
別の実施例を示す正面図である。 符号の説明 Ａ…帯電ステーション、Ｂ…露光ステーション、 Ｃ…現像ステーション、Ｄ…転写ステーション、 Ｅ…定着ステーション、Ｆ…清掃ステーション、 10…ベルト、12…移動方向、 14,16,18…ローラー、20…コロナ発生装置、 22…原稿書類、24…透明プラテン、 26…パイプ、28…原像トレー、 30…パイプ、32…現像電極、 34…コピーシート、36…スタック、 38…シート給送装置、40…コロナ発生装置、 42…コンベヤ、44…定着装置、 46…キャッチ・トレー、48…清掃ローラー、 50…パイプ、52…ワイパーブレード、 54…ランプ、56…入口通路、 58…ハウジング、60…ニップ、 62…定着ローラー、 64…バックアップ・ローラー、 66…チャンバー、68…コンベヤ、 70…出口通路、72,74…ローラー、 76…ベルト、78…導管、 80…凝縮器、82…流れの方向、 84…導管、86…流れの方向、 88,90…ローラー、92…ベルト、 94…ニップ、96…弁、 98…容器、100…コンベヤ、 102,104…ローラー、106…上部ベルト、 108…下部ベルト、110,112…ローラー、 114…入口領域、116…出口領域、 118…導管、120…ニップ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−66836（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−77872（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−128371（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−85462（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−50288（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−12824（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−6748（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−22143（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−104364（ＪＰ，Ａ) 実開 昭48−103048（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭49−26592（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭51−28034（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭52−7729（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭63−39718（ＪＰ，Ｙ２) 実公 昭51−28034（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光導電性部材、 前記光導電性部材の上に静電潜像を記録する手段、 前記光導電性部材の上に記録された静電潜像を少なくと
   も液体キャリヤ内に着色粒子が分散している液体現像剤
   で現像する手段、 現像された像を前記光導電性部材から支持材料のシート
   へ転写する手段、 シート入口通路とシート出口通路を有するハウジング、 加圧ロール、 前記加圧ロールと共同してニップを形成し、前記ハウジ
   ングの入口から入ってきた支持材料のシートを前記ニッ
   プに通し、支持材料のシートから液体キャリヤを蒸発さ
   せ、かつ着色粒子を加熱して支持材料のシートに像の形
   状で定着させる加熱されたロール、 前記ハウジングの中に配置され、定着された像を有する
   支持材料のシートを前記加熱ロールと前記加圧ロールに
   より形成されるニップから前記ハウジングの出口まで進
   めるよう構成された通気性コンベヤを備え、 前記コンベヤは、通気性を有する一方のロールが前記加
   熱されたロールの領域内に配置されている第１のローラ
   ー対と、前記ローラー対の周囲に架け渡され、多数の孔
   が設けられた上部ベルトを有し、 加熱された空気と蒸発した液体キャリヤの大部分を、前
   記ハウジングから除去する手段、および、 前記ハウジングの内部に接続され、前記ハウジングから
   除去された加熱された空気と蒸発した液体キャリヤを冷
   却して、蒸発した液体キャリヤを凝縮させる冷却手段を
   備え、 前記冷却手段からの冷却された空気は、前記ハウジング
   の内部へ戻され、前記加熱されたロールを実質上冷却す
   ることなく、支持材料のシートを冷却する作用をするこ
   とを特徴とする電子写真式印刷機。