JPS625282A

JPS625282A - 記録装置

Info

Publication number: JPS625282A
Application number: JP14375085A
Authority: JP
Inventors: Mitsuaki Kamiyama; 神山　三明
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-06-29
Filing date: 1985-06-29
Publication date: 1987-01-12
Anticipated expiration: 2012-03-26
Also published as: JP2593434B2

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】〔発明の技術分野〕する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

この種の現像装置には磁気ブラシ現像、カスケード現像
、液体現像、パラダーク２クド現像、タッチダウン現像
など多くの現像方式が考られているが、乾式現像剤を用
いる方式では定着に多大のエネルギーを必要とすること
、および粉体であるために飛散しやすく、取扱いが不便
であるなどの問題があった。また、液体現像剤を用いる
方式においても、転写紙の濡れによる汚れや、液こぼれ
、公害問題などかあシ、あまシ用いられていないのが現
状である。また、記録紙へ転写した後の残留現像剤のク
リーニングも信頼性のうえで大きな負担であった。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的
とするところは、画像の定着および現像剤の取扱いが容
易で、また、被記録体を汚したり、公害などの問題を生
じることなく良好に記録できるようにした記録装置を提
供しようとするものである。

〔発明の概要〕

本発明は上記目的を達成するため、像担持体に形成され
た静電潜像に現像液を吐出させてこれを可視像化する現
像手段を備えることによ）、画像定着に多くのエネルギ
ーを必要とすることなく、また、現像剤の飛散がなく、
シかも、現像剤による被記録体の濡れや現像剤のこぼれ
を防止できるようにしたものである。

て説明する。第１図はレーザプリンタを示す゛もので１
図中１はセレン、テルル合金よルなる電子写真感光体で
１回転可能に設けられている。

そして、前記感光体１の周囲部にはその回転方向に沿っ
て順次、コロナ帯電器２、現像手段としての現像装置３
．転写用コロナ帯電器４．剥離除電用交流コロナ放電器
５およびクリーナ６が配設されている。また、１はレー
ザ走査光学系から信号照射されるレーザビームである。

また、８は給紙カセットで、この給紙カセット８から用
紙Ｐが一枚づつ順次供給されるようになっている。この
用紙Ｐは搬送路９に沿りて搬送され、この搬送路９の排
出側には赤外線ヒータからなる乾燥定着器１０が設けら
れている。

１１は用紙Ｐを排出させる排出トレイである。

しかして、画偉形成時には感光体１の表面がコロナ帯電
器２によｊ５．６００〜９００ボルトに均一に帯電され
、この帯電された感光体１０表面に、レーザー走査光学
系によシレーザビーム７が信号照射され、静電潜像が形
成される。そして、この静電潜像は現像装置３によシ、
現像され給紙カセット８よシ同期して送られる用紙Ｐが
、この記録像上に層重されるとともに転写用コロナ帯電
器４によシ用紙Ｐを帯電させて感光体１上の像を用紙Ｐ
Ｋ転写する。この用紙Ｐはさらに、つぎの剥離除電用コ
ロナ放電器５によシ適宜な除電を受けて感光体１よシ剥
離されてつぎに、乾燥定着器１０に搬送され定着されて
機外の排出トレイ１１上に排出される。また。

感光体１上に残留した現像剤はクリーナ６に除去され、
次の動作に供される。

つぎに、上記現像装置３について詳述する。

この現像装置３は現像液１６を収容するインクタンク１
１と、スリット状のノズル開口１９轟を形成し、その内
部にインク１６を保持するスリット部１９とよルなシ、
このスリット部１９への通路には発泡フレタンよシなる
スポンジフィルター２１がち）埃の進入を防止している
。

また、スリット部１９社導体よシ形成されバイアス電源
２２に接続されている。

上記現像液１６は純水９０〜８８重量部に対して染料（
ダイレクトブラック１９）を５〜７゜エチレングリコー
ル、カゼイン１〜３を溶解させているもので、導電性を
呈し、感光体１に形成された正の潜像の作用により、負
の電荷が誘起される。電界が更につよいとスリット部１
９内の現像液１６は第３図（ｂ）に示すように外に引き
出され、更に吐出して液滴となりて第３図（Ｃ）に示す
ように潜像に転移する。

このと′き、スリット部１９は現像制御用のバイアス電
源２２に接続してお！１．現像液１６の飛翔特性に応じ
てその電圧や極性が調整できるようにな、うている。

このバイアス電源２２は直流電圧でも交流電圧でも使用
が可能であり、基本的使用条件は過去に知られた粉体ト
ナーの飛翔に用いる場合と類似しているが、顕著な相異
点は交流電圧を印加する場合に生じる。すなわち、飛翔
させる現像剤は液体であシ、粘着力が粉体に比して大き
いため、一度感光体１に付着させられると、再びスリッ
ト部１９側に戻すのは困難である。そのため、現像時に
おいて、非画像部への現像液１６の飛翔到達を起こすよ
うな外部バイアスを印加することは好ましくなく、印加
条件としては、まず、電圧として非画像部に現像剤を到
達させるような高い電圧は印加してはならない。

そして１周波数としては吐出した現像剤が外部バイアス
のみで潜像面に到達するような長さの位相があってはな
らないことが挙げられる。

このような条件は、実験によると、現像間隙を３００ミ
クロン・メートルにした場合、直流バイアスを用いる場
合には、ゼ四ボルトすなわち接地電圧で非画像部への現
像剤の付着は防止され２画像部度は感光体１の電位を約
８００〜９００ボルトにすると十分なものが得られた。

また、交流バイアスを印加する場合にはピークビーク電
圧で約Ｌ８ＫＶ以下、偏寄電圧を５０〜１５０ボルト、
正側にシフトさせ、なおかつ。

４００Ｈｚ以下の周波数を用いた場合に非画像部への現
像液の付着が防止され、なおかつ、感光体１の電位は６
００ボルト程度で十分な画像部の濃度が得られた。

電圧をこれ以上高めると、＊著に非画像部のかぶルが現
われ、汚ならしいプリントとなった。

また、電圧を高める程周波数は高くしないと。

このかぶシが発生し、これを防止するには８００ボルト
時で約４００　Ｈｚ以上、　　ＬａＫＶ時では３幻り以
上の周波数を用いる必要があった。このこと−１から、
外部印加バイアスは「現像剤を非画像部には到達させな
い条件に制御する」ことが液体現像剤を用いた飛翔現像
では必要なことがわかりた。

また、交流電圧を印加した場合、周波数が約１１Ｇ（ｚ
　−１５ＫＨｚ　　以上では飛翔する液適が小さくなる
傾向が著しく鮮鋭度の高い画像が得られるのに対し、直
流バイアスでは線画に対するシャープネスが低かった。

これは外部バイアスとして印加する交流電界では、現像
液をノズル内から引き出す方向に働く電界の位相と逆に
引きもどす位相が交互に作用する結果、現像液の粘性な
どの条件によって決まる周波数において。

現像液の粒子化が最適条件となって、現像液がだらだら
と吐出することなく、液滴となってミスト状で飛翔する
ものと考えられる。この効果を得るための交流電圧の調
整は極めて重量である。

なお、スリット部１９のノズル開口は＠４図に示すよう
に小孔のノズルアレー１９ｂになっているものを用いる
ようにしてもよい。前記ノズルアレーＪｊｂは第５図に
示すように平板３１を波板３２との層重によつて構成さ
れている。このスリット部１３の波板３２は平板３１よ
シも１００〜５００ミクロンはど延在してお）Ｓ現像液
１６のだれを防止している。

また、第６図に示すように現像用スリット部１３内に数
ｉクロンから５０〜６０ミクロン径Ｏ長繊維を用いてな
るインクガイド４１を設けるようにしてもよい。この場
合には毛管現象によシ現像液１６がスリット開口部１９
ｈを厚さ１〜５襲にしても液とほれはなく又、現像液は
無数に分割された微小ガイド４１を通っているため、大
きな液滴が形成されてインクだれや現像過剰を引き起こ
すことがなくなる。第６図に示すように液滴１６ｍは局
部的に形成されるため、解像力も高い。

また、現像液として導電性のものを用いるときは、イン
クガイド４１は絶縁性の材料でよく。

また絶縁性のものを用いるときはエツジ効果防止のため
には、導電性の材料、たとえばカーボン７１イパーやス
テンレスファイバーなどが好ましい。

前記したように、シャープネスが良いため。

交流バイアスを用いなくても、比較的画質が良好であ＃
）％　ドラム上で複数回異色による現像を行なってカラ
ー画像を得ようとするようなカラー記録装置用の現像器
に用いて現像器間の混色のない高信頼なカラー記録装置
を作ることが容易になる。

また、前記実施例は、導電性の現像液を用いたが、絶縁
性の現像剤（従来の電子写真用湿式現像剤）もそのまま
用いることができる。この場合、絶縁性液体中に分散さ
れ、帯電しているトナー粒子に直接静電力が作用してト
ナーのみを飛翔させるため適宜トナーの補給が必要であ
る。

以上のように、無害な水を用いた現像剤が用いられるか
、又は有害溶剤を用いても、オンディマントタイプの現
像方式であるために、その消費は極めてわずか−なため
、はとんど問題とならない。

また、飛翔量がわずかなため、記録紙（転写紙）を密着
しても紙の吸収によるニジミも＃ミとんどなく、高画質
が得られる。

以上のように、記録、転写さ、れた記録像は最後に定着
器を通過して乾燥定着されるが、像は極めてわずかの液
体を蒸発させるだけで定着されるため、３００Ｗ程度の
赤外線２ンプで十分に乾燥が可能であ＃）、従来、８０
０〜ＩＫＷ　　も要していたのに比較し、低パワーで十
分な定着ができる。

また、その外観形状からも明らかなように極めて平担で
小形なため、感光体ドラム１の周囲に複数配置して力２
−複写機、プリンターなどを設計する際にも極めて有利
な構造を有している。

また５本発明は第８図乃至第１２図に示すようなもので
あってもよい。すなわち１図中５１は現像器で、この現
像器５１の底部は現像液５２を貯蔵するためのタンク５
３を形成しておシ、このタンク５３内には回転駆動され
るローラ５４に細状の薄板状部材としてのインクベルト
５５が現像器５１の上部に配置された第２のローラ５６
とのあいだに掛は渡されている。前記インクベルト５５
は第９図（ａ）　ｔ　（ｂ）ｒｔｃも示すように１０ミ
クロン・メートル〜５０ミクロンφメートル程度の厚さ
のベルトで好ましくは１０１４Ω・α程度以下の電気抵
抗を有する材料からなシ、具体例としては、ニッケル、
ステンレスなどの金属あるいはポリエステルやポリイミ
ドからなるフィルムを単体として用いるか、好ましくは
アルミやＩｎ　Ｏ８，Ｓｎ　Ｏ８などをメッキしてなる
フィルムなどをベースフィルム５５ｂとして用い、これ
に１０〜８０ミクロン・メートルの孔５５ｈ・・・をエ
ツチングあるいは電鋳などの技術を用いて全面に形成し
たものである。この孔ｊｊａ・・・の間隔は技術的に許
される限〕高密度である方が良い画質が得られるが現状
では穴径と同程度の距離に形成したものを用いた。この
インクベルト５ｉはインクタンク５３内でその孔５５＆
・・・内に現像液５２を供給され、矢印方向に搬送され
、途中スクイズブレードＢで過剰の現像液５２を除去し
た後に感光体１をＺｏ。

ミクロン・メー上ルから５００ミクロンメートルに近接
する現像部に移動する。ここで、第１θ図にその現像部
を概念的に示したように感光体１上に形成された正極性
の静電像はインクベルト５５との間に電界を形成するた
め、その静電力によって孔５５１ｋ・・・内の現像液５
２は吸引されて静像面に吐出飛翔して現像が行なわれる
。このとき、インクベルト５５０ベースフイルム５５ｂ
は現像制御用のバイアス電源５６に接続しておル、現像
液５２の飛翔特性に応じてその電圧や極性が調整できる
ようになっている。

次に、現像剤について述べる。この現像法では、導電性
の現像剤（以下、単にインクと呼ぶ）と絶縁性の従来、
電子写真で用いられた現像剤（以下、単にトナー液）の
両方を用いることが可能である。現像剤として「水」を
ベースにしたインクの使用が可能になることは公害防止
上極めて有利な点である。また、従来のトナー液を用い
た場合でも画像部（潜像部）にのみ付着させるオーディ
マントタイプの現像方式であるためにその消費は極めて
少ないため、はとんど問題とはならないレベルと考えら
れる。

第１０図は導電性インク５２を用いた例である。インク
としては１００重量部に対して純水９０〜８８染料（ダ
イレクトブラック）を５〜７％、エチレングリコール２
〜５チ、カゼイン１〜３％を溶解したものを用いた。１
気抵抗は約１０’〜１０１Ωαである。図で感光体１と
インク５２を孔１５　＆　”−・内に含むインクベルト
５５のフィルムベース５５ｂｆｌＣは前記したバイアス
電源５６を介して対向している。ここで、潜像１ａ・・
・による電気力によシ孔５５＆・・・内のインク５２は
第１１図（ａ）に示すように潜像１ａ・・・と逆極性の
負電荷を鰻起され、第１１図（ｂ）に示すように静電力
を生じて潜像１ａ・・・に吸引されて吐出し、最後に、
第１１図（ｃ）に示すように潜像部１ａ・・・Ｋ付着す
る。吐出するインク５２の量は静電力および印加する交
流バイアスの影響を受けるが、孔５５ａ・・・の大きさ
が小さいため、低粘度のインク５２を用いてもインク５
２が感光体１上で流れるような量は飛翔しない。この結
果、転写紙Ｐを密着しても紙Ｐの吸収によるニジミを生
じることがないという、従来の湿式転写では実現できな
かった転写機構の簡素化と高信頼性の効果をも生んでい
る。

また、感光面の濡れが極めて少ないため、ウェブによる
クリーニングも可能となシ、ブレードを用いないクリー
ニングが可能となる点も特策に値する。

つぎに、第１２図にトナー液６１を用いた現像について
述べる。図で感光体１にバイアス電源５６を介して対向
しているインクベルト５５の孔５５ａ・・・内には公知
のトナー液６１が充填されている。このトナー液６１は
たとえば炭化水素、絶縁性液体（商品名アイソパーＨ；
シェル）中に着色樹脂粉末（０，２〜１ミクｐン程度）
のトナー粒子６１＆が分散されてなるもので。

絶縁性液体中において、負の電荷を帯びるように調整さ
れている。このトナー液６１中のトナー６１ａは潜像に
よる静電力に引かれて孔ＳＳａ・・・内上方に電気泳動
を起こし第１２図（＆）に示すように集中してくる。

次に第１２図（ｂ）に示すようにしだいに吐出し。

飛翔電界に達した領域ではトナー粒子６１龜・・・が孔
５５ａ・・・外に飛び出し潜像に付着する。この場合、
液体自身には力は働かないため、感光体１には多量の溶
剤が付着せず、したがって。

転写後す蒸発分も極めて少ない。

なお、第１３図は上記現像用インクベルト５５を円筒ロ
ール状に形成したインクロール７１を用いたもので、７
ランジ７１．７１を両端に前記メツシュ状の有孔フィル
ム５５ｂをロール上に形成したもので、インクベルト５
５から送られた現像液５２をスポンジ７２にょシ塗布し
て孔５５ａ・・・内に供給し前記したと同様に現像に供
するもので、よシ小型化が可能で、カートリッジ交換な
ど操作性に秀れている。

その他１本発明はその要旨の範囲内で種々変形実施可能
なことは勿論である。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したように、像担持体に形成された静
電潜像に現像液を吐出させて可視像化する現像手段を備
えたから、画像の定着が容易になシ消費電力量が低減し
経済的であるとともに現像剤が飛散することもなくその
取扱いが便利であ）、シかも、転写紙の濡れや液こほれ
も生じることがなく良好に記録することができるという
効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図は記録装置を示す概略的構成図。！２図は現像手段を示す斜視図、第３図（−）〜（ｃ）
は現像状態を示す説明図、第４図は現像手段の第・ｉの
他の実施例を示す斜視図、第５図はその分解斜視図、第
６図は現像手段の第２の他の実施例を示す側断面図、第
７図はそのノズル先端部を示す斜視図、第８図は現像手
段の第３の他示す正面図、第１０図はその現像状態を示
す説明図、第１１図および第１２図はそれぞれ異なる現
像液を用いたときの現像状態を示す説明図。第１３図は第４の他の現像手段を示す構成図。第１４図はそのインクロールを示す斜視図である。１・・・感光体（像担持体）、　　１ｇ、ｓ２・・・現
像液、３，５１．１１・・・現像手段。出願人代理人　弁理士　　鈴　江　武　彦ｓ１図第２図トロ第４図第５図第６図第７図第９図第１０図（ａ）（ｂ）（ｃ）第１１図（ａ）（Ｃ）第１２図第１３図第１４図手続補正書１、事件の表示特願昭６０−１４３７５０号２、発明の名称記　　　録　　　装　　　置３、補正をする者事件との関係　　特許出願人（３０７）　　株式会社　　東　芝４、代理人東京都千代田区霞が関３丁目７番２号　ＵＢＥビル７、
補正の内容（１）特許請求の範囲を別紙の通り訂正する。第３図にもとづいて」と訂正する。（３）明細書節８頁１４行目に記載した「以下」を「以
上」と訂正する。（４）明細書第１Ｏ頁５行目に記載した「平板」を「導
電性の平板」と訂正する。（５）明細書第１Ｏ頁６行目に記載した「波板」を「絶
縁性の波板」と訂正する。（６）明細書第１Ｏ頁７行目に記載した「このスリット
部１３」の前に「これにより、ノズルアレー１９ｂは電
極列を各々有する形状となる。」と訂正する。（７）明細書箱１４頁１９行目に記載した「現像剤」を
「現像法」と訂正する。２、特許請求の範囲（１）像担持体と、この像担持体に形成された静電潜像
に現像液を吐゛出させて可視像化する現像手段とを具備
したごとを特徴とする記録装置。（２）　　現像手段は現像液を供給する供給部と、この
供給部から供給された現像液を像担持体に向けて吐出さ
せるスリット孔を有した吐出部とからなることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の記録装置。装置。（４）吐出部は導電性を有し、現像バイアス電源と接続
されたことを特徴とする特許請求の範囲第２項又は第３
項記載の記録装置。（６）　　吐出部内に現像液を毛管現像を利用して供給
するガイド部材を充填したことを特徴とする特許請求の
範囲第２項、第３項又は第４項記載の記録装置。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）像担持体と、この像担持体に形成された静電潜像
に現像液を吐出させて可視像化する現像手段とを具備し
たことを特徴とする記録装置。
（２）現像手段は現像液を供給する供給部と、この供給
部から供給された現像液を像担持体に向けて吐出させる
スリット孔を有した吐出部とからなることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の記録装置。
（３）吐出部は導電性を有し、現像バイアス電源と接続
されたことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の記
録装置。
（４）吐出部内に現像液を毛管現象を利用して供給する
ガイド部材を充填したことを特徴とする特許請求の範囲
第２項または第３項記載の記録装置。
（５）現像手段は多数の微小孔を形成した薄板状体を備
え、前記微小孔内に現像液を充填したのちこれを静電潜
像に近接対向させて、微小孔内の現像液を静電潜像に対
向させることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
記録装置。
（６）薄板状体は導電性材料によって成形され現像時に
静電潜像形成面との間隙に現像バイアス電圧を印加する
ことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の記録装置
。
（７）現像バイアス印加電圧は交流電圧であり、非画像
部においては、現像液が吐出しないか、又は吐出しても
静電潜像面には到達しない電圧および又は周波数が用い
られていることを特徴とする特許請求の範囲第３項又は
第６項記載の記録装置。
（８）現像液は導電性を有したことを特徴とする特許請
求の範囲第１項乃至第７項いずれか一項に記載の記録装
置。