JPH11143239A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JPH11143239A
JPH11143239A JP32376997A JP32376997A JPH11143239A JP H11143239 A JPH11143239 A JP H11143239A JP 32376997 A JP32376997 A JP 32376997A JP 32376997 A JP32376997 A JP 32376997A JP H11143239 A JPH11143239 A JP H11143239A
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JP
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mist
developing
image forming
ink
electrostatic latent
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JP32376997A
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English (en)
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Tadashi Furuya
正 古屋
Shuzo Kaneko
修三 金子
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定したミストの供給と現像装置外へのミス
ト流出防止を両立した、高安定、低汚染のミスト現像を
実現し、高精細な、高品質の画像を得ることのできる画
像形成装置を提供する。 【解決手段】 静電潜像担持体1に形成された静電潜像
を液体インク43を使用する現像装置4にて可視像とす
る画像形成装置である。現像装置4は、液体インク43
を微細ミスト状に霧化するミスト発生部Aと、霧化した
インクを静電潜像と対向する現像部Cへ搬送するミスト
搬送部Bと、現像部Cにて現像に使用されなかった霧化
したインクを現像部Cからミスト発生部Aに戻すミスト
回収部Dと、を有し、現像部Cにおける霧化したインク
の搬送方向を、静電潜像担持体1の移動方向と対向する
方向にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタ、ファク
シミリ、複写機などの画像形成装置に関するものであ
り、特に、電子写真、静電記録、イオンフロー法などに
より感光体、絶縁体又は強誘電体などの静電潜像担持体
に形成される静電潜像を、液体インクを用いこれを微細
化することにより、非接触で現像し可視像とするための
画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、オフィスや家庭で使用される複写
機、プリンタなどに採用されている電子写真方式や静電
記録方式による現像手段としては、現像剤として着色顔
料を粒子中に含有させたトナーを用いる乾式現像方法が
主流である。この理由として、乾式現像方法は、従来古
くは用いられていた湿式現像方法に比べて、現像剤の扱
い及び現像装置の小型化に有利であったことや、更に
は、トナーを担持し搬送する現像スリーブへのトナーの
保持を磁力や、静電気力、又はファンデルワールス力を
利用して調整することができ、カブリなどの画像性の向
上に対して制御がし易いなどといった利点があったから
である。
【0003】一方、最近、特に解像度を高め、より画質
を向上させるためにはトナーの粒径を更に細かく、例え
ば直径5μm以下とする必要性が生じてきた。しかしな
がら、このようにすることによって、画像性を向上する
ことはできるが、トナー飛散の問題が生じ、トナーの画
像形成装置本体内部のみならず装置外への飛散を抑制す
ることは技術的に困難であり、装置コストを引上げるこ
とが考えられる。
【0004】そこで、このような観点から、液体インク
を微細化し、これを帯電させ、静電潜像を現像する試み
が幾つか検討されている。これらの方式は、記録材とし
ての例えば紙への直接記録を行なう従来のインクジェッ
ト法に対して、高精細な静電潜像を利用する点で高画質
化が達成される。又、このような方式は、信号供与のた
めの大掛りな微細加工が不要で、広い画像形成幅の現像
装置を容易に形成できる点で高速記録化にとって有利で
ある。
【0005】このような方式の例としては、例えば、特
開昭58−215671号公報、特開平3−12517
1号公報、特開平5−333703号公報、更には、電
子写真16巻2号(昭和52年)p21−p26などに
記載のミスト現像法が挙げられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のミスト現像法は、ミストの供給方法において問題を
有している。
【0007】つまり、上記従来のミスト現像法による
と、ミスト供給方法は、電動ファンを利用したものと、
イオン風を利用したものとの2つに大きく分けられる。
【0008】電動ファンを利用したミスト供給方法によ
る現像装置は、現像部へと安定してミストを供給し得る
ものの、現像部での現像に利用されなかったミストが現
像装置外に流出し、画像形成装置内を汚すといった問題
があった。
【0009】特に、静電潜像担持体が円筒形状、即ち、
ドラム状とされる画像形成装置では、ミストの流れの中
にドラムの一部が突出しているため、ドラムの回転に伴
うミストの現像装置外への流出が問題となっていた。
【0010】また、イオン風を利用したものについて
は、ミストの帯電量が一定ではないため現像部への搬送
量が安定せず、画像濃度の安定性に乏しいといった問題
があった。
【0011】従って、本発明の目的は、安定したミスト
の供給と現像装置外へのミスト流出防止を両立した、高
安定、低汚染のミスト現像を実現し、高精細な、高品質
の画像を得ることのできる画像形成装置を提供すること
である。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
静電潜像担持体に形成された静電潜像を液体インクを使
用する現像装置にて可視像とする画像形成装置であっ
て、前記現像装置は、液体インクを微細ミスト状に霧化
するミスト発生部と、前記霧化したインクを前記静電潜
像と対向する現像部へ搬送するミスト搬送部と、前記現
像部にて現像に使用されなかった前記霧化したインクを
前記現像部から前記ミスト発生部に戻すミスト回収部
と、を有し、前記現像部における前記霧化したインクの
搬送方向を、前記静電潜像担持体の移動方向と対向する
方向にすることを特徴とする画像形成装置である。
【0013】本発明の一実施態様によると、前記潜像担
持体は、円筒形状である。又、前記ミスト回収部に、前
記霧化したインクを搬送し、回収するためのファン手段
が配置される。更に、前記ミスト発生部は、ミスト搬送
部を兼ねる構成とすることができる。
【0014】本発明の他の実施態様によると、前記静電
潜像担持体は一つ配置され、その回りにそれぞれ異なる
色の液体インクを使用する複数の前記現像装置が固定配
置される。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
を図面に則して更に詳しく説明する。
【0016】実施例1 図5に、本発明の画像形成装置の一実施例の全体概略構
成を示す。本実施例の画像形成装置では、静電潜像担持
体としての例えば円筒形状、即ち、ドラム状の電子写真
感光体1が設けられ、矢印X方向に回転自在とされる。
感光体ドラム1は、静電潜像記録手段によって、その表
面に静電潜像が形成される。つまり、本実施例では、先
ず、感光体ドラム1の表面は、帯電バイアス印加電源S
1が接続された帯電手段としての帯電ローラ2により所
定の電位に帯電され、次いで、画像情報に応じてレーザ
光L或はLEDアレイなどとされる露光(光走査)手段
3により画像露光され、それによって、感光体ドラム1
上に静電潜像が形成される。
【0017】この感光体ドラム1上の潜像は、本発明の
特徴をなすミスト現像装置4からのインクミストにて現
像され、可視像とされる。現像装置4については、後で
更に詳しく説明する。
【0018】感光体ドラム1上の可視像は、次いで、転
写ローラ5などが配置された転写手段により、通常、紙
などとされる記録材Pに転写される。感光体ドラム1上
の転写残りインクはクリーニング装置6により払拭さ
れ、その後、感光体ドラム1は次の画像形成に供され
る。
【0019】本発明によれば、静電潜像担持体1として
は、上述の電子写真感光体のように、例えばアルミニウ
ムなどの導電基板上に、セレン、アモルファスシリコ
ン、有機感光体などの感光性材料のような静電荷保持体
を設けた構成とすることもできるが、更には、静電荷保
持体としては、ポリエチレンテレフタレート、酸化タン
タルなどの絶縁性材料、或はポリフッ化ビニリデンなど
の強誘電体若しくは焦電体材料などを使用することも可
能である。従って、静電潜像記録手段としては、一様帯
電された感光体に対する上述のレーザ、LEDアレイな
どによる光情報書き込みによるほか、絶縁体、強誘電体
などに対する静電スタイラス、イオンフローヘッドによ
る静電記録、又は、サーマルヘッドなどによる熱書き込
みなどの公知の方法により静電潜像を形成することがで
きる。この場合には、それぞれに応じて転写などの現像
装置以外の装置構成も変更したものが使用可能である。
【0020】次に、図1及び図2を参照してミスト現像
装置について説明する。本実施例にてミスト現像装置4
は、感光体ドラム1に対向した位置に開口を有するハウ
ジング41を備えている。開口には、バイアス印加電源
S4に接続されたグリッド47が設けられている。ハウ
ジング41の内部は、仕切板41aにより4つの部分、
即ち、図2にて、水平に配置された仕切板41aの右側
に位置するミスト発生部Aと、仕切板41aの上方に位
置するミスト搬送部Bと、仕切板41aの下方に位置す
るミスト回収部Dと、更に、仕切板41aの左側に位置
し、ハウジング41の開口位置にてミスト搬送部Bとミ
スト回収部Dとを連通する領域の現像部Cと、に区分さ
れる。
【0021】更に説明すると、ミスト発生部Aは、本実
施例では、上述のように、現像部Cより離間した図1及
び図2にて右側領域に形成され、ミスト発生部Aを形成
するハウジング41の底壁部分41bは、凹状に形成さ
れ、所定量のインク43が貯留可能とされる。この底壁
部分41bには、本実施例では、その外側に超音波振動
子42が固定部材42aにより固定して設けられ、底壁
41bに形成した長穴41cを介してインク43と超音
波振動子42とが接触するように構成されている。超音
波振動子42は超音波振動子駆動電源S3により駆動さ
れ、超音波振動子42の上部に接触して溜められている
インク43をミスト化し、ミスト44を発生させる。
【0022】ミスト発生部Aで発生したミスト44は、
上方へと移動し、仕切板41aの上方に形成されたミス
ト搬送部Bへと搬送される。このようなミスト44の移
動は、仕切板41aの下方に形成されたミスト回収部D
に配置されたファン46を駆動することにより、図2に
示すように、ミスト発生部Aからミスト搬送部B、そし
て現像部Cを通りミスト回収部Dへと流動する気流a、
b、c、dが発生することにより起こる。
【0023】本実施例によると、ミスト搬送部Bにはワ
イヤー45aとシールド45bを有するミスト帯電用の
コロナチャージャ45が配設されており、ワイヤー45
aにミスト帯電バイアス印加電源S2より所定のバイア
スが印加される。ワイヤー45aとシールド45b間に
発生したイオンにより、ミスト搬送部Bを流動するミス
ト44を帯電する。
【0024】ミスト搬送部Bにて帯電されたミスト44
は現像部Cへと搬送され(矢印b)、感光体ドラム1上
の潜像は、グリッド47に所定のバイアスを印可するこ
とにより、現像部Cに搬送されたミストにより現像され
る。グリッド47へのバイアス印加電源S4を調整する
ことにより、画像濃度の変更や非画像部へのミストの付
着を防止することが可能である。グリッド47は、平行
電極、メッシュ電極など任意の形状の電極とすることが
できるが、本実施例では、メッシュ電極とした。
【0025】現像部Cで像形成に使用されなかったミス
トはファン46により回収され(矢印c)、ミスト回収
部Dを通ってミスト発生部Aに戻される(矢印d)。
【0026】本発明に従うと、感光体ドラム1は、現像
部Cにおけるミスト移動方向(矢印c)と対向するよう
に、図1にてX方向に移動(回動)される。もし、図4
に示すように、感光体ドラム1を現像部におけるミスト
移動方向(矢印c)と同方向(Z方向)に回動した場合
には、感光体ドラム1とミスト44の移動に伴い矢印f
のような風の流れが発生し、この風の流れが、現像部上
流側ではミストの感光体への到達を妨げ、現像部下流側
ではミストを現像装置外へと引き出すこととなる。この
現像装置外に流出したミストは、転写材P上に付着し、
画像劣化の原因となる。
【0027】そこで、本発明では、図3に示すように、
現像部Cでのミスト搬送方向(矢印c)と感光体ドラム
1の搬送方向Xとを逆方向になるように構成する。これ
により、現像部Cの上流と下流では感光体ドラム1の回
転に伴う風と現像装置内のミスト流とで矢印eのような
ミストの小対流が起こり、現像部Cでのミスト量を増や
し、さらに、ミストの現像装置外への流出を防止するこ
とができる。
【0028】更に、ファン46を回収部側に設置するこ
とで、ミストの現像装置内での対流(矢印a→b→c→
d→a→・・・)の中で回収側の風力(矢印c)を強く
し、ミストの現像装置外への流出を防止することができ
る。又、回収・搬送を一つのファンで行うので、回収側
のミスト量と搬送側のミスト量が略等しくなり、現像部
Cでのミストは大部分がファンの方向へ流れる。従っ
て、風の影響を受けることがなく電界の力のみでミスト
が現像装置外に引き出されることとなる。そのために、
現像に必要な量以外のミストが現像装置外へと流出する
のが防止できる。更に又、ファン46を使用することで
現像装置内を充分な量のミストが循環しているため、イ
オン風を使用した従来例に比べ、安定した現像が行え
る。
【0029】以上、本発明の特徴をなすミスト現像装置
の一実施例についてその構成及び作用について説明した
が、上記構成において、ミストの発生部が搬送部を兼ね
るものでも良い。この場合には、ミスト発生のエネルギ
ーによるミストの現像装置外への流出が起こらないよう
に、ミスト発生部を充分に広くとることが必要である。
この場合でも、現像部におけるミスト搬送方向と感光体
ドラム1の搬送方向とを逆方向になるように構成するこ
とにより、本発明の効果が得られる。更に、ファンを回
収側に置くことにより、本発明の効果をさらに増やすこ
とができる。
【0030】また、本実施例では静電潜像担持体1とし
てドラム形状の感光体ドラムとしたが、潜像担持体1と
しては色々な形状を取ることができ、例えば、ベルト感
光体のようなフラットなものでも使用可能である。この
場合にはドラム形状と違ってミストの小対流が起こりに
くくなるが、現像装置の現像部Cのハウジング形状を変
えることにより対処可能である。
【0031】実施例2 次に、実施例1にて説明した本発明の構成で実際に画像
形成を行った実施例を示す。
【0032】図1に示す実施例1の画像形成装置にて、
ミスト発生部Aに保持されるインク43としては、水、
アルコール系インク、或いは油性インクなどが用いら
れ、体積抵抗値としては104 〜109 Ωcm程度のも
のが好ましく用いられる。本実施例では、水、アルコー
ル系混合溶媒に着色顔料を3%〜5%含有し、粘度が約
2cP(センチポアズ)、体積抵抗測定値が約104 Ω
cmのものを用いた。
【0033】インク43をミスト化する超音波振動子4
2は、30Wで周波数1.7MHzの正弦波で駆動し
た。感光体ドラム1は表面を−700Vで均一帯電し、
レーザー光を露光することで−150Vの静電潜像を形
成した。
【0034】コロナチャージャ45は−20μAの定電
流制御を行い、ミスト44にマイナス電荷を付与した。
メッシュ状電極とされるグリッド47には現像電位とし
て−500Vの電圧を印加し、潜像との間に反転現像の
電界を形成した。
【0035】ファン46には、直径40mmのファンを
8Vで駆動し、流量としては0.031itter/s
ec・cm2 のミスト対流を発生させた。ここで、感光
体ドラム1を150mm/secで駆動し、これと対向
する方向に現像装置内のミストを対流させた。
【0036】以上の条件で画像形成を行ったところ、濃
度の濃い鮮明な画像が得られた。また、非画像部のカブ
リもなかった。更に、連続して数百枚現像を行っても、
ミストの流出による画像不良は見られなかった。
【0037】実施例3 図6は、本発明の画像形成装置をカラーの電子写真プリ
ンタとして適用した実施例を示す概略構成図である。即
ち、この画像形成装置は、静電潜像記録手段として複数
のレーザビームを用いた光走査手段3を有するレーザビ
ームプリンタの一例であって、静電潜像担持体1として
の感光体ドラムを4つ備えている。
【0038】このプリンタは、電子写真感光体の周囲に
画像形成手段を有して構成される画像形成ステーション
が色に対応して4個設けられ、各画像形成ステーション
にて形成された感光体上のトナー画像が、この感光体に
対向して搬送される記録材Pに転写される構成を備えて
いる。
【0039】つまり、イエロー、マゼンタ、シアン、ブ
ラックの各画像形成ステーションPY、PM、PC、P
Bkにそれぞれ感光体ドラム1Y、1M、1C、1Bk
が配置され、図中にて矢印方向(反時計方向)に回転さ
れる。また各感光体ドラム1Y、1M、1C、1Bkの
周囲には、帯電ローラ2Y、2M、2C、2Bk、ま
た、光走査手段としての走査光学装置3Y、3M、3
C、3Bk、更に現像装置4Y、4M、4C、4Bk、
転写ローラ5Y、5M、5C、5Bk、そしてクリーニ
ング装置6Y、6M、6C、6Bkを有する画像形成手
段が配設されている。本実施例にて、各現像装置4Y、
4M、4C、4Bkにはインクホッパ7Y、7M、7
C、7Bkがそれぞれ直結して装着されているが、イン
クホッパ7Y、7M、7C、7Bkは、現像装置とは離
隔した位置に配置し、例えば、連結チューブなどを介し
て連結することもできる。
【0040】又、上記走査光学装置3Y、3M、3C、
3Bkは、図示しない光源であるレーザ光源と、このレ
ーザ光源からのレーザ光を走査する回転ポリゴンミラー
と、走査ビームを感光ドラム表面の母線上に集光するf
θレンズと、光束を偏向する反射ミラーと、上記走査ビ
ームの特定位置を検出するビーム検出装置とから構成さ
れている。
【0041】本実施例の画像形成装置にて、各画像ステ
ーションは同じ作動とされるので、ブラックの画像ステ
ーションPBkについてのみ説明すると、帯電ローラ2
Bkにて帯電された感光体ドラム1Bkには走査光学装
置3Bkにて像露光が行われ、その表面に静電潜像が形
成される。この静電潜像は、現像装置4Bkにて可視像
とされる。
【0042】上述の構成にて、各画像形成ステーション
を通して移動される記録材P上に、順次上記感光体ドラ
ム1Y、1M、1C、1Bk上に形成された各色のトナ
ー像を、転写ローラ5Y、5M、5C、5Bkが配置さ
れた転写部にて転写することによってフルカラー画像が
得られる。転写ローラ5Y、5M、5C、5Bkは、望
ましくは弾性体で構成し、感光体ドラム1Y、1M、1
C、1Bkとの間で圧力を印加する形式のものが望まし
い。なお、記録材Pは給紙カセット8から供給され、各
転写工程を終了した転写材Pは分離され、外部トレイ
(図示せず)に排出される。
【0043】上記構成のカラー画像形成装置に、実施例
1で説明した現像装置を使用したが、いずれにおいて
も、インクの飛散、漏洩はなく、鮮明な現像を実現し、
高精細な、高品質のカラー画像を得ることができた。
【0044】実施例4 図7は、本発明の画像形成装置を更に他の構成のカラー
の電子写真プリンタとして適用した他の実施例を示す概
略構成図である。即ち、この画像形成装置は、静電潜像
担持体1として一つの感光体を備えている。本実施例で
感光体1はドラム形状とされるが、ベルト状とすること
もできる。又、静電潜像記録手段として、実施例3で説
明したと同様の構成のレーザビームを用いた光走査手段
3を有する。
【0045】このプリンタは、1つの電子写真感光体1
の周囲に、それぞれ異なる色のインクを使用する複数
の、本実施例では4個のイエロー、マゼンタ、シアン、
ブラックの現像装置4Y、4M、4C、4Bkが固定し
て配置され、感光体1上に形成されたトナー画像が、こ
の感光体1に対向して配置された転写ドラム状の記録材
担持体9にて担持搬送される記録材Pに転写される構成
とされる。
【0046】つまり、帯電ローラ2にて帯電された感光
体1は光走査手段3にて像露光が行われ、その表面に静
電潜像が形成される。この静電潜像は、イエロー現像装
置4Yにて可視像とされる。本実施例にて、各現像装置
は、別位置に設けられたインクホッパー7Y、7M、7
C、7Bkからチューブを介してインクの供給が行なわ
れる。
【0047】一方、カセット8から矢印aのように搬送
される記録材Pは、静電吸着ローラ10により転写ドラ
ム状の記録材担持体9に静電的に吸着され、転写ローラ
5が配置された転写部へと搬送される。感光体上のイエ
ロー画像は、この転写ローラ5の作用により記録材Pに
転写される。
【0048】感光体1上の転写残りインクは、クリーニ
ング装置6により払拭され、感光体1は次の画像形成に
供される。このようにして、感光体1上に順次マゼン
タ、シアン、ブラックの各画像が形成され、記録材P上
に重畳転写され、カラー画像が得られる。次いで、記録
材Pは、分離除電器11及び分離部材12により転写ド
ラム9から分離され、矢印b方向に送られ、排紙トレイ
13上に排紙される。
【0049】本実施例の画像形成装置においては、従来
必要とされた現像装置の感光体への切換え当接手段など
を必要とせず、装置構造が簡単となり、又小型化を促進
し、更には、付加的に現像装置の位置精度などを安定さ
せることができる。
【0050】上記構成のカラー画像形成装置に、実施例
1で説明した現像装置を使用したが、いずれにおいて
も、インクの飛散、漏洩はなく、鮮明な現像を実現し、
高精細な、高品質のカラー画像を得ることができた。
【0051】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置は、静電潜像担持体に形成された静電潜像を液体イ
ンクを使用する現像装置にて可視像とする画像形成装置
であって、現像装置は、液体インクを微細ミスト状に霧
化するミスト発生部と、霧化したインクを静電潜像と対
向する現像部へ搬送するミスト搬送部と、現像部にて現
像に使用されなかった霧化したインクを現像部からミス
ト発生部に戻すミスト回収部と、を有し、現像部におけ
る霧化したインクの搬送方向を、静電潜像担持体の移動
方向と対向する方向にする構成とされるので、安定した
ミストの供給と現像装置外へのミスト流出防止を両立し
た、高安定、低汚染のミスト現像を実現し、高精細な、
高品質の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のミスト現像装置の概略構成図である。
【図2】本発明のミスト現像装置の概略構成図で、ミス
トの流れを説明する。
【図3】本発明に従ったミスト現像装置の現像部におけ
るミストの流れを説明する図である。
【図4】従来のミスト現像装置の現像部におけるミスト
の流れを説明する図である。
【図5】本発明の画像形成装置の一実施例の概略構成図
である。
【図6】本発明の画像形成装置の他の実施例の概略構成
図である。
【図7】本発明の画像形成装置の更に他の実施例の概略
構成図である。
【符号の説明】
1 静電潜像担持体 2 帯電手段 3 露光手段 4 ミスト現像装置 5 転写手段 6 クリーニング装置 41 ハウジング 41a 仕切板 42 超音波振動子 43 インク 44 ミスト 45 コロナチャージャ 46 ファン手段 47 グリッド

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 静電潜像担持体に形成された静電潜像を
    液体インクを使用する現像装置にて可視像とする画像形
    成装置であって、前記現像装置は、液体インクを微細ミ
    スト状に霧化するミスト発生部と、前記霧化したインク
    を前記静電潜像と対向する現像部へ搬送するミスト搬送
    部と、前記現像部にて現像に使用されなかった前記霧化
    したインクを前記現像部から前記ミスト発生部に戻すミ
    スト回収部と、を有し、前記現像部における前記霧化し
    たインクの搬送方向を、前記静電潜像担持体の移動方向
    と対向する方向にすることを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】 前記潜像担持体は、円筒形状であること
    を特徴とする請求項1の画像形成装置。
  3. 【請求項3】 前記ミスト回収部に、前記霧化したイン
    クを搬送し、回収するためのファン手段を配置したこと
    を特徴とする請求項1又は2の画像形成装置。
  4. 【請求項4】 前記ミスト発生部が、ミスト搬送部を兼
    ねることを特徴とする請求項1〜3のいずれかの項に記
    載の画像形成装置。
  5. 【請求項5】 前記静電潜像担持体は一つ配置され、そ
    の回りにそれぞれ異なる色の液体インクを使用する複数
    の前記現像装置を固定配置したことを特徴とする請求項
    1〜4のいずれかの項に記載の画像形成装置。
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