JPH06506067A - 液体トナー現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 液体トナー現像装置 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だめのの装 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ＷＯ９０／１４６１９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存し、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、を存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存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 されるであろう：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図か参照される。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ｉｏ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ＩＯは任意の適当な方法（図示されない） で光導電ドラムｌＯ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Ｉ８の方向に駆動される。複写さ 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ｌＯおよ光転導体荷電装置Ｉ４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１ｏ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ｌＯの一部分の上にまたはドラムＩＯ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かスプ レー組立体２ｏ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Ｗ Ｏ９０／１４６１９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５４．５６．５ ８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６ｏ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を 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ＰＣＴＣ７特際特許公開公報ＷＯ９００８９６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５ｏ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４ ６は光導電ドラムｌＯから離されて配置されており、それにより、典型的には４ ０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ｌＯと逆ローラ４６との間のギャップに清浄な無極性液体を 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ｌＯ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ＩＯ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ＷＯ９０１０８９８４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ＩＯ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７ ８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１ ０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３ ６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３ ０からサブストレート７２へ転送される。印象ローラ７Ｉ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回機械を通じて供給されるか、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５ ５．５７．５９および６１を示す。ポンプ９０．９２．９４および９６か多色ス 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 ．１００．１０２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出口か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１０ ６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か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４４内に吹付けられる。

スプレー出口１０６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か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の内径を存する。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かおそ 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ンのプ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は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１ ２０によって制御される。弁Ｉ２０は２００−３００ミクロンの穴を有するポリ エステル製メツシュフィルタであることが好ましいフィルタを有する。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１ヘナーの供給が導管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、またはカラー問に長い“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ｌＯ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を存し、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ｌＯ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成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。

この現象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■ ０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ｌＯ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２ ４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１ ０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を存する。流体 スプレー装置４８は前記逆ローラ４６とドラムｌＯ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ｌＯ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は類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 する類ローラである。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、前記清浄な液体をローラ４６とドラムＩＯ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ＩＯ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ｌＯＯ像 区域は一６０ボルトの電圧に保たれ、背景区域は一１０００ボルトの電圧に保た れる。

現像ローラ３８は一５００ボルトの電圧に設定されて、ドラム１０から６０μｍ 離隔されており、１００　ｃｍ毎秒の表面速度を有する。ローラ４６は一１５０ ボルトの電圧に保たれた逆ローラであって、ドラムＩＯ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ｌＯ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 ＩＯ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。

国際調査報告

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．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手段； および前記静電潜像を現像するための現像手段であって、前記像形成面に特定液 体トナーを供給するための供給手段にして前記特定液体トナーを供給するための 複数の独立して制御できる出口を有するものおよび前記特定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。
2. ２．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手段； および前記静電潜像を現像するための現像手段であって、前記像形成面に液体ト ナーを供給するための供給手段にして前記液体トナーを供給するための多数の出 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 ルドであって該マニホルドヘの前記液体トナーの流れを生じさせ且つ停めるため の手段を備えたものを有するものを含むもの；および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放出を阻止するための手段であって前記出 口から前記マニホルドヘの流れを阻止するための手段を含むものを有する像形成 装置。
3. ３．請求項２の装置において、前記阻止するための手段が単に前記マニホルドか ら前記出口へのトナーの流れのみを考慮に入れている少なくとも一つの一方向弁 を有する装置。
4. ４．請求項３の装置において、さらに、前記一方向弁を詰まらせる前記トナーか らの粒子を除去するように働くフィルタを有する装置。
5. 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。
6. ６．請求項１から５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。
7. ７．請求項１から６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。
8. ８．請求項１から７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。
9. ９．請求項８のシステムにおいて、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システム。