KR20080091841A - 클리닝 장치, 클리닝 방법, 패턴 형성 장치, 및 패턴 형성 방법 - Google Patents

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Abstract

패턴 형성 장치는, 피전사 매체를 따라서 전동하는 드럼 형상의 요판(1)을 갖는다. 대전기에 의해 요판(1)을 대전시킨 후, 현상 장치를 통하여 각 색의 액체 현상제를 요판(1)에 공급하여 토너 입자에 의한 패턴을 형성하고, 요판(1)을 피전사 매체를 따라서 전동시켜 양자간에 전계를 형성하여 대전한 토너 입자를 피전사 매체에 전사한다. 각 색 패턴을 피전사 매체에 전사한 후, 요판(1)을 클리닝하는 클리닝 장치(8)는, 오목부에 클리닝액을 분무하는 각도를 부여한 노즐(102, 103), 및 오목부로부터 유리된 토너 입자를 클리닝액과 함께 제거하는 제거 롤러(104, 105)를 갖는다.
요판, 클리닝 장치, 노즐, 제거 롤러, 제거 장치, 오목부, 액체 현상제, 부압 장치, 블레이드, 전사 매체, 클리너

Description

클리닝 장치, 클리닝 방법, 패턴 형성 장치, 및 패턴 형성 방법{CLEANING APPARATUS, CLEANING METHOD, PATTERN FORMING APPARATUS AND PATTERN FORMING METHOD}
본 발명은, 예를 들면, 평면형 화상 표시 장치, 배선 기판, IC 태그 등의 제조에 이용하는 패턴 형성 장치, 패턴 형성 방법, 이 패턴 형성 장치에 내장된 요판의 클리닝 장치, 및 클리닝 방법에 관한 것이다.
종래, 기재의 표면에 미세한 패턴을 형성하는 기술로서, 포토리소그래피 기술이 중심적인 역할을 해 오고 있다. 그러나, 이 포토리소그래피 기술은, 그 해상도나 퍼포먼스를 점점 더 높이고 있는 반면, 거대하여 고액의 제조 설비를 필요로 하고, 제조 코스트도 해상도에 따라서 높아지고 있다.
한편, 반도체 디바이스는 물론, 화상 표시 장치 등의 제조 분야에서는, 성능의 개량과 함께 저가격화의 요구가 높아지고 있어, 상기의 포토리소그래피 기술로는 이러한 요구를 충분히 만족할 수 없게 되어 오고 있다. 이러한 상황 하에서, 디지털 인쇄 기술을 이용한 패턴 형성 기술이 주목받고 있다.
이에 대하여, 예를 들면, 잉크젯 기술은, 장치의 간편함이나 비접촉 패터닝 등과 같은 특징을 살린 패터닝 기술로서 실용화되기 시작하고 있지만, 고해상도화 나 고생산성에는 한계가 있다고 하지 않을 수 없다. 즉, 이 점에서, 전자 사진 기술, 특히 액체 토너를 이용한 전자 사진 기술은, 우수한 가능성을 갖고 있다.
이러한 전자 사진 기술을 이용하여, 플랫 패널 디스플레이용의 전면 기판의 형광체층이나 블랙 매트릭스, 컬러 필터 등을 형성하는 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 일본 특허 공개 2004-30980호 공보, 일본 특허 공개 평성 6-265712호 공보 참조).
플랫 패널 디스플레이의 분야에서는, 고해상도화의 요구는 점점 높아지고 있고, 보다 높은 위치 정밀도로 고해상도의 패턴을 형성하는 것이 요청되고 있다. 그러나, 전술한 전자 사진 방식으로는, 이 과제에 응답하는 것은 곤란하다. 왜냐하면, 기입 광학계의 해상도는 겨우 1200[dpi] 정도로서, 해상도나 위치 정렬에서 불충분하기 때문이다. 또한, 최근의 대화면화에 대응할 수 있는 광폭의 기입 광학계를 실현할 수 없다고 하는 과제도 있다.
이에 대하여, 감광체 대신에 표면에 미리 전기 저항이 서로 다른 패턴을 형성한 정전 인쇄 플레이트를 이용하여, 이 플레이트에 액체 토너를 작용시켜서 패턴을 현상하고, 이 패턴상을 글래스판에 전사함으로써, 디스플레이용 프론트 글래스에 형광체 등의 패턴을 형성하는 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 일본 특허 공표 2002-527783호 공보 참조).
이 방법을 채용하여 글래스판에 해상도가 높은 고정밀의 패턴상을 형성하기 위해서는, 정전 인쇄 플레이트에 미리 형성하는 전기 저항이 서로 다른 패턴을 고정밀하게 할 필요가 있음과 함께, 패턴 전사 후의 정전 인쇄 플레이트에 원하지 않 게 잔류하는 토너를 확실하게 클리닝할 필요가 있다.
또한, 습식 전자 사진 기술은, 건식 전자 사진으로는 달성할 수 없는 고해상도나 높은 위치 정렬 정밀도로, 미세한 패턴의 형성에 적합하다(예를 들면, 특허 공개 2001-13795호 공보 참조).
습식 전자 사진 기술에서는, 패턴 형성 공정에서, 상 담지체에 형성된 패턴상, 혹은 최종적으로 형성되는 패턴상으로부터 캐리어액을 제거하는 건조 공정이 필요하게 되는 경우가 있고, 또한, 패턴 형성 후, 상 담지체에 부착된 토너 입자의 클리닝 공정에서도, 캐리어액을 클리닝액으로서 이용하는 경우가 많다. 이 때문에, 토너 입자를 포함한 다량의 캐리어액이 폐액으로서 배출된다. 이 때문에, 종래의 습식 전자 사진 기술을 이용한 패턴 형성 장치에서는, 예를 들면 상 담지체 상에 소량 잔존하는 미전사 액체 현상제를 회수하고, 토너 고형분을 제거하여, 캐리어액을 분리 추출하여 재생하는 유닛을 형성하고, 재생된 캐리어액을 현상 수단의 현상제에 첨가하고 있다. 캐리어액 분리 유닛의 여과 필터로서, 예를 들면 회수 현상제의 확산을 억제하는 액 확산 억제 부재로서의 연속 발포체, 연속 발포체를 통과 중인 회수 현상액에 전계를 작용시키기 위하여 서로 다른 전위가 인가되는 한쌍의 평면 전극을 형성하고 있었다. 이에 의해, 정극성으로 대전된 토너 고형분만을, 마이너스 전압을 인가한 한쪽의 전극에 전착 유지하고, 캐리어액만을 캐리어액 회수 탱크에 분리 추출하고 있었다.
그러나, 종래의 습식 전자 사진 기술을 이용한 패턴 형성 장치에서는, 토너 고형분은 제거할 수 있지만, 이온성 화합물로서 현상액에 첨가되어 있는 소위 금속 비누분은 전극에 전착되지 않기 때문에, 제거가 불가능하다고 하는 문제점이 있었다.
따라서, 이 이온성 화합물의 제거를 행하는 방법으로서, 흡착제를 이용한 방법이 있다(예를 들면, 일본 특허 공개 2004-117772호 공보 참조). 이 방법에서는, 이온을 화학적으로 흡착하는 이온 흡착제를 수납한 이온성 화합물 제거 장치를 이용하여, 회수액에 포함되어 있는 이온성 화합물을 흡착제에 흡착 제거함으로써, 금속 비누를 제거하고, 캐리어액의 재생을 행하였다. 또한, 이 방법에서는, 토너 고형분의 제거는, 별도로 필터를 부가함으로써, 토너 고형분의 제거를 행하였다.
그러나, 상기의 방법에서는, 흡착제의 유지 기구가 없기 때문에, 이온 흡착제의 흡착 효율을 올리기 위해서는, 100g의 흡착제에 대하여, 캐리어 유속 10㎖/분이라고 하는 매우 낮은 유속으로 회수액을 통과시키고, 이온성 흡착제와 회수 캐리어액과의 접촉 시간을 길게 하는 것이 필요하였다. 이 때문에, 단위 시간당의 처리 능력을 크게 할 수 없어, 처리 효율이 현저하게 낮다고 하는 결점이 있었다. 또한, 흡착제는 액 내에 침전하기 쉽기 때문에, 액과 접촉하고 있는 최표층의 흡착제만이 흡착 능력을 발휘하고, 다른 층의 흡착제는 충분히 능력을 발휘할 수 없어, 투입한 흡착제의 단위량당의 흡착 효율이 낮다고 하는 문제점이 있었다. 또한, 이온성 화합물 제거 장치 내에서는, 저부에 침전한 이온성 흡착제의 교반이 필요하게 된다고 하는 번잡함도 있었다.
또한, 이 방법으로는, 토너 고형분의 제거와 이온성 화합물의 제거를 동시에 행하는 것을 불가능하였다. 또한, 투입한 흡착제의 흡착 능력이 포화되었는지의 여부의 판단은, 이온성 화합물 제거 장치를 통과한 재생 캐리어액 내의 이온성 화합물의 함유량을 장시간 모니터하여, 변화하지 않게 된 상태로부터 판단할 수 밖에 없어, 흡착제의 교체 판단이 용이하지 않다고 하는 결점이 있었다.
<발명의 개시>
본 발명의 목적은, 상 유지체에 유지된 대전 입자를 양호하게 클리닝할 수 있는 클리닝 장치, 및 클리닝 방법을 제공하는 데에 있다.
또한, 본 발명의 목적은, 액체 현상제 폐액으로부터 이온성 화합물 및 토너 고형분을 병행하여 제거하여 캐리어액을 재생하는 것이 가능하고, 단위 시간당의 처리 능력, 및 사용되는 흡착제의 단위량당의 흡착 효율이 양호한 폐액 처리 유닛을 구비한 패턴 형성 장치, 및 패턴 형성 방법을 얻는 데에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 클리닝 장치는, 패턴 형상의 오목부에 현상제 입자를 응집시켜 피전사 매체에 전사한 후의 요판을 클리닝하는 장치로서, 상기 오목부에 클리닝액을 공급하는 공급 장치와, 상기 오목부에 잔류한 현상제 입자를 상기 공급 장치에 의해 공급한 클리닝액과 함께 제거하는 제거 장치를 갖는다.
또한, 본 발명의 클리닝 장치는, 패턴 형상의 오목부를 갖는 요판에, 절연성 액체 내에 대전한 현상제 입자를 분산시킨 액체 현상제를 공급하고, 상기 오목부의 근처에 전계를 작용시켜서 상기 액체 현상제 내의 현상제 입자를 그 오목부 내에 응집시키고, 이 오목부에 모은 현상제 입자에 전계를 작용시켜서 피전사 매체에 전사하는 패턴 형성 장치에 내장된, 상기 전사 후의 오목부를 클리닝하는 클리닝 장 치로서, 상기 오목부에 클리닝액을 공급하는 공급 장치와, 상기 오목부에 잔류한 현상제 입자를 상기 공급 장치에 의해 공급한 클리닝액과 함께 제거하는 제거 장치를 갖는다.
또한, 본 발명의 클리닝 방법은, 패턴 형상의 오목부에 현상제 입자를 응집시켜 피전사 매체로 전사한 후의 요판을 클리닝하는 방법으로서, 상기 오목부에 클리닝액을 공급하는 공급 공정과, 상기 오목부에 잔류한 현상제 입자를 상기 공급 공정에 의해 공급한 클리닝액과 함께 제거하는 제거 공정을 갖는다.
상기 발명에 따르면, 현상제 입자를 피전사 매체에 전사한 후, 요판의 오목부에 잔류한 현상제 입자를 클리닝할 때에, 우선, 클리닝액을 오목부에 공급하여 오목부에 부착된 현상제 입자를 클리닝액 내에 유리시키고, 그 후, 유리된 현상제 입자를 클리닝액과 함께 제거하도록 하였기 때문에, 오목부에 부착된 현상제 입자를 확실하게 제거할 수 있어, 해상도가 높은 고정밀의 패턴을 피전사 매체로 전사 가능한 요판을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 클리닝 장치는, 대전 입자에 의한 패턴상을 유지하여 피전사 매체에 전사하는 상 유지체를 클리닝하는 장치로서, 상기 상 유지체에 근접 대향하여 배치되고, 상기 상 유지체와의 사이에서 전계를 형성하여 상기 상 유지체에 유지되어 있는 대전 입자를 흡착시키는 전극과, 이 전극과 상기 상 유지체 사이를 클리닝액으로 채움과 함께, 상기 전계를 소실시킨 후, 상기 전극에 흡착되어 있었던 대전 입자를 씻어내도록 클리닝액을 유통시키는 액류 장치를 갖는다.
또한, 본 발명의 패턴 형성 장치는, 평판 형상의 피전사 매체를 유지한 유지 기구와, 드럼 형상의 상 유지체와, 이 상 유지체를 상기 유지 기구에 의해 유지된 평판 형상의 피전사 매체를 따라 전동(轉動)시키는 전동 기구와, 상기 상 유지체의 둘레면 상에 대전 입자에 의한 패턴상을 형성하는 상 형성 장치와, 상기 전동하는 상 유지체와 상기 피전사 매체 사이에 전계를 형성하여 상기 둘레면 상의 패턴상을 상기 피전사 매체에 전사하는 전사 장치와, 상기 상 유지체의 둘레면을 클리닝하는 클리닝 장치를 갖고, 상기 클리닝 장치는, 상기 상 유지체의 둘레면에 근접 대향하여 배치되고, 상기 상 유지체와의 사이에서 전계를 형성하여 상기 둘레면에 유지되어 있는 대전 입자를 흡착시키는 전극과, 이 전극과 상기 상 유지체의 상기 둘레면과의 사이를 클리닝액으로 채움과 함께, 상기 전계를 소실시킨 후, 상기 전극에 흡착되어 있었던 대전 입자를 씻어내도록 클리닝액을 유통시키는 액류 장치를 갖는다.
또한, 본 발명의 클리닝 방법은, 대전 입자에 의한 패턴상을 유지하여 피전사 매체에 전사하는 상 유지체를 클리닝하는 방법으로서, 상기 상 유지체에 근접 대향하여 전극을 배치하는 공정과, 상기 전극과 상기 상 유지체 사이를 클리닝액으로 채우는 공정과, 상기 전극과 상기 상 유지체 사이에서 전계를 형성하여 상기 상 유지체에 유지되어 있는 대전 입자를 상기 전극으로 흡착시키는 공정과, 상기 전계를 소실시킨 후, 상기 전극과 상기 상 유지체 사이를 채운 클리닝액을 유통시켜서 상기 전극에 흡착되어 있었던 대전 입자를 씻어내는 공정을 갖는다.
상기 발명에 따르면, 상 유지체에 의해 유지된 대전 입자를 클리닝할 때, 상 유지체에 근접 대향시킨 전극과 상 유지체 사이를 클리닝액으로 채우고, 전극과 상 유지체 사이에 전계를 형성하여 상 유지체에 유지되어 있는 대전 입자를 전극에 흡착시켜, 전계를 소실시킨 후, 클리닝액을 흘려서 전극에 흡착하고 있었던 대전 입자를 씻어내도록 하였다. 이에 의해, 예를 들면, 현상 불량에 의해 상 유지체에 다량으로 남은 대전 입자를 양호하게 클리닝할 수 있다.
또한, 본 발명의 클리닝 장치는, 상 유지체의 표면을 클리닝액으로 채움과 함께 이 클리닝액을 흘리는 액류 장치와, 상기 상 유지체의 표면을 클리닝액에 의해 채운 상태에서, 상기 상 유지체에 잔류한 현상제 입자에 초음파를 작용시켜서, 상기 클리닝액을 상기 잔류한 현상제 입자 사이에 침투시키는 초음파 장치를 갖는다.
상기 발명에 따르면, 상 유지체의 표면을 클리닝액으로 채운 상태에서 그 표면에 잔류한 현상제 입자에 초음파를 작용시켜서 클리닝액을 현상제 입자 사이에 침투시키도록 하였기 때문에, 클리닝액을 흘릴 때에는 현상제 입자를 불린 상태로 할 수 있어, 상 유지체에 잔류한 현상제 입자를 효과적으로 제거할 수 있다. 이에 의해, 예를 들면, 현상 불량에 의해 상 유지체에 다량으로 남은 현상제 입자를 양호하게 클리닝할 수 있다. 특히, 본 발명은, 상 유지체의 표면에 현상제 입자를 수용하는 패턴 형상의 오목부를 갖는 요판을 사용할 때에 유효하다.
또한, 본 발명의 클리닝 장치는, 대전 입자에 의한 패턴상을 유지하여 피전사 매체에 전사하는 상 유지체를 클리닝하는 장치로서, 상기 상 유지체의 표면을 클리닝액으로 채움과 함께 이 클리닝액을 흘리는 액류 장치와, 상기 상 유지체의 표면을 클리닝액에 의해 채운 상태에서, 상기 상 유지체에 잔류한 대전 입자에 초 음파를 작용시켜서, 상기 클리닝액을 상기 잔류한 대전 입자 사이에 침투시키는 초음파 장치와, 상기 상 유지체의 표면에 근접 대향하여 배치되고, 상기 상 유지체와의 사이에서 전계를 형성하여 상기 상 유지체에 유지되어 있는 대전 입자를 흡착시키는 도전 부재를 갖는다.
상기 발명에 따르면, 상 유지체의 표면을 클리닝액으로 채운 상태에서 잔류한 대전 입자에 초음파를 작용시키고, 이와 같이 불린 상태의 대전 입자에 전계를 작용시켜서 도전 부재에 흡착시키도록 하였기 때문에, 전계를 소실시킨 후, 클리닝액을 흘림으로써, 상 유지체에 잔류한 대전 입자를 용이하게 제거할 수 있어, 상 유지체를 양호하게 클리닝할 수 있다.
또한, 본 발명의 클리닝 방법은, 현상제 입자에 의한 패턴상을 유지하여 피전사 매체에 전사하는 상 유지체를 클리닝하는 방법으로서, 상기 상 유지체의 표면을 클리닝액으로 채우는 공정과, 상기 상 유지체에 잔류한 현상제 입자에 초음파를 작용시켜서, 상기 클리닝액을 상기 잔류한 현상제 입자 사이에 침투시키는 초음파 발생 공정과, 상기 상 유지체의 표면을 채운 클리닝액을 흘리는 액류 공정을 갖는다.
또한, 본 발명의 클리닝 방법은, 대전 입자에 의한 패턴상을 유지하여 피전사 매체에 전사하는 상 유지체를 클리닝하는 방법으로서, 상기 상 유지체의 표면을 클리닝액으로 채우는 공정과, 상기 상 유지체에 잔류한 대전 입자에 초음파를 작용시켜서, 상기 클리닝액을 상기 잔류한 대전 입자 사이에 침투시키는 초음파 발생 공정과, 상기 상 유지체의 표면에 근접 대향시킨 도전 부재와 상기 상 유지체 사이 에서 전계를 형성하여, 상기 상 유지체에 유지되어 있는 대전 입자를 상기 도전 부재에 흡착시키는 공정과, 상기 전계를 소실시킨 후, 상기 상 유지체의 표면을 채운 클리닝액을 흘려서 상기 도전 부재에 흡착되어 있었던 대전 입자를 씻어내는 액류 공정을 갖는다.
또한, 본 발명의 패턴 형성 장치는, 상 담지체와, 상기 상 담지체에 대향하여 형성되고, 그 상 담지체 상에 형성된 정전 잠상을, 이온성 화합물을 함유하는 토너와 캐리어액을 포함하는 액체 현상제에 의해 현상하고, 토너상을 형성하는 현상부, 그 토너상을 전사 매체에 전사하는 전사부를 갖는 패턴 형성 유닛과, 상기 패턴 형성 유닛에 접속되고, 토너 고형분, 이온성 화합물, 및 상기 캐리어액을 함유하는 폐액을 회수하는 폐액 회수 라인과, 상기 회수 라인에 접속되고, 30∼100㎛ 직경의 개공을 갖는 도전성의 장벽 구조체를 갖고, 상기 폐액 내의 상기 토너 고형분 및 상기 이온성 화합물의 제거를 행하는 여과기, 그 여과기의 상류에 형성되고, 흡착제 입자를 투입하기 위한 투입구를 포함하는 폐액 처리 유닛, 및 그 폐액 처리 유닛으로부터 배출된 처리 완료된 폐액을 패턴 형성 유닛으로 되돌리는 재생액 공급 라인을 구비하고, 상기 여과기는, 입경 5㎛∼100㎛ 사이의 범위 내에 입도 분포의 최대 빈도를 갖는 흡착제 입자를 첨가한 폐액을 통과시켜서, 상기 장벽 구조체 상에 0.5㎜∼10㎜의 두께의 흡착제 입자층을 형성시켜 폐액 처리에 제공하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 패턴 형성 장치의 개략 구성을 도시하는 사시도.
도 2는 도 1의 패턴 형성 장치에서 사용하는 원판을 도시하는 평면도 (a), 및 단면도 (b).
도 3은 도 2의 원판을 부분적으로 확대하여 도시하는 부분 확대 평면도.
도 4는 도 2의 원판의 1개의 오목부의 구조를 설명하기 위한 부분 확대 사시도.
도 5는 도 2의 원판을 드럼 소관에 둘러 감은 상태를 도시하는 개략도.
도 6은 도 2의 원판의 고저항층의 표면을 대전시키기 위한 구성을 도시하는 개략도.
도 7은 도 2의 원판에 액체 현상제를 공급하여 토너 입자에 의한 패턴을 형성하기 위한 구성을 도시하는 개략도.
도 8은 도 2의 원판에 형성한 패턴을 글래스판에 전사하기 위한 구성을 도시하는 개략도.
도 9는 도 2의 원판을 글래스판을 따라 전동시키기 위한 전동 기구의 주요부의 구성을 도시하는 개략도.
도 10은 요판의 오목부에 모은 토너 입자를 글래스판에 전사하는 동작을 설명하기 위한 동작 설명도.
도 11은 요판을 클리닝하는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 클리너를 도시하는 모식도.
도 12는 도 11의 클리너에 의한 클리닝액의 분무 각도를 설명하기 위한 도 면.
도 13은 요판의 오목부에 클리닝액을 분무한 상태를 도시하는 개략도.
도 14는 클리닝액의 분무에 의해 토너 입자가 유리된 상태를 도시하는 개략도.
도 15는 클리닝액 분무 후에 제거 롤러를 오목부에 섭접(摺接)시키는 상태를 도시하는 개략도.
도 16은 오목부 개구에 제거 롤러를 접촉시켜서 토너 입자를 클리닝액과 함께 흡인하는 상태를 도시하는 개략도.
도 17은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 클리너를 도시하는 모식도.
도 18은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 클리너를 도시하는 모식도.
도 19는 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 클리너를 도시하는 모식도.
도 20은 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 클리너를 도시하는 모식도.
도 21은 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 클리너를 도시하는 모식도.
도 22는 본 발명의 제7 실시 형태에 따른 클리너의 주요부의 구조를 도시하는 모식도.
도 23은 본 발명의 제8 실시 형태에 따른 클리너의 주요부의 구조를 도시하는 모식도.
도 24는 본 발명의 제9 실시 형태에 따른 클리너의 주요부의 구조를 도시하는 모식도.
도 25는 본 발명의 제10 실시 형태에 따른 클리너를 도시하는 모식도.
도 26은 오목부에 남은 현상제 입자의 양을 판정하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 27은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 클리닝 장치를 도시하는 개략도.
도 28은 도 27의 클리닝 장치에서 원판과 전극 사이를 클리닝액으로 채운 상태를 도시하는 동작 설명도.
도 29는 도 28에 도시하는 상태로부터 원판과 전극 사이에 전계를 형성하여 현상제 입자를 전극에 흡착시킨 상태를 도시하는 동작 설명도.
도 30은 도 29에 도시하는 상태로부터 클리닝액을 유통시켜서 현상제 입자를 씻어내는 상태를 도시하는 동작 설명도.
도 31은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 클리닝 장치를 도시하는 개략도.
도 32는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 클리닝 장치를 도시하는 개략도.
도 33은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 클리닝 장치를 도시하는 개략도.
도 34는 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 클리닝 장치를 도시하는 개략도.
도 35는 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 클리닝 장치를 도시하는 개략도.
도 36은 도 35의 장치의 구성 부재에 인가하는 전압에 대하여 설명하기 위한 도면.
도 37은 본 발명의 제11 실시 형태에 따른 클리너를 도시하는 개략도.
도 38은 본 발명의 제7 실시 형태에 따른 클리닝 장치의 동작을 제어하는 제어계의 블록도.
도 39는 오목부에 남은 현상제 입자의 양을 판정하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 40은 본 발명의 제7 실시 형태에 따른 클리닝 장치를 도시하는 개략도.
도 41은 도 40의 클리닝 장치에 의한 동작을 설명하기 위한 플로우차트.
도 42는 도 40의 클리닝 장치에서 원판과 전극 사이를 클리닝액으로 채운 상태를 도시하는 동작 설명도.
도 43은 도 42에 도시하는 상태로부터 원판과 전극 사이에 초음파를 부여하여 현상제 입자를 푼 상태를 도시하는 동작 설명도.
도 44는 도 43에 도시하는 상태로부터 클리닝액을 유통시켜서 현상제 입자를 씻어내는 상태를 도시하는 동작 설명도.
도 45는 A, B 입자를 세정했을 때의 세정 효과에 대하여 주파수와 세정 지수의 관계를 나타내는 그래프.
도 46은 세정 지수의 계산 방법을 설명하기 위한 도면.
도 47은 원판의 세정 시에 부여하는 초음파의 주파수와 원판에의 데미지의 관계를 나타내는 표.
도 48은 도 1의 패턴 형성 장치로부터 클리너를 제거한 실시예를 도시하는 개략도.
도 49는 본 발명의 제8 실시 형태에 따른 클리닝 장치를 도시하는 개략도.
도 50은 도 49의 클리닝 장치의 동작을 제어하는 제어계를 도시하는 블록도.
도 51은 도 49의 클리닝 장치의 동작을 설명하기 위한 플로우차트.
도 52는 도 49의 클리닝 장치에서 원판과 전극 사이를 클리닝액으로 채운 상 태를 도시하는 동작 설명도.
도 53은 도 52에 도시하는 상태로부터 원판과 전극 사이에 초음파를 부여하여 현상제 입자를 푼 상태를 도시하는 동작 설명도.
도 54는 도 53에 도시하는 상태로부터 원판과 전극 사이에서 전계를 형성하여 현상제 입자를 전극에 가까이 당긴 상태를 도시하는 동작 설명도.
도 55는 도 54의 상태로부터 전극에 현상제 입자를 흡착시킨 상태를 도시하는 동작 설명도.
도 56은 도 55에 도시하는 상태로부터 전계를 소실시키고 클리닝액을 유통시켜서 현상제 입자를 씻어내는 상태를 도시하는 동작 설명도.
도 57은 도 49의 클리닝 장치의 제1 변형예를 도시하는 개략도.
도 58은 도 57의 클리닝 장치에서 원판의 표면을 클리닝액으로 적신 상태를 도시하는 도면.
도 59는 도 58의 상태로부터 전극과 원판 사이에 전계 및 초음파를 발생시킨 상태를 도시하는 도면.
도 60은 도 59의 상태로부터 전계를 소실시킨 후, 클리닝액을 유통시켜서 현상제 입자를 씻어내는 상태를 도시하는 동작 설명도.
도 61은 도 49의 클리닝 장치의 제2 변형예를 도시하는 개략도.
도 62는 도 49의 클리닝 장치의 제3 변형예를 도시하는 개략도.
도 63은 도 62의 클리닝 장치의 각 구성 요소에 부여하는 전압에 대하여 설명하기 위한 도면.
도 64는 본 발명의 제9 실시 형태에 따른 클리닝 장치를 도시하는 개략도.
도 65는 도 64의 클리닝 장치에서 원판과 전극 사이를 클리닝액으로 채운 상태를 도시하는 도면.
도 66은 도 65의 상태에서 초음파를 인가하기 전의 액 미침투부를 갖는 상태를 도시하는 도면.
도 67은 도 66의 상태로부터 초음파를 부여했을 때의 클리닝액의 침투 상태를 설명하기 위한 도면.
도 68은 도 64의 클리닝 장치에 내장된 분무 유닛에 의한 클리닝액의 분무 동작을 설명하기 위한 도면.
도 69는 본 발명의 다른 실시 양태에 따른 패턴 형성 장치의 일례의 개요를 도시하는 모식도.
도 70은 본 발명에 따른 패턴 형성 장치에 적용되는 폐액 처리 기구의 일례의 구성을 설명하기 위한 모식도.
도 71은 폐액 처리 기구에 사용되는 여과기의 일례의 구성을 도시하는 모식도.
도 72는 도 71의 장벽 구조체의 일부를 확대한 도면.
도 73은 도 72의 흡착제 입자층에서의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 74는 흡착제 투입량과 제거된 금속 비누량의 관계를 나타내는 그래프도.
도 75는 폐액 처리 유닛 내의 순환 횟수와 금속 비누 제거량을 나타내는 그래프도.
도 76은 흡착제 입자의 포화도와 폐액의 도전율의 관계를 나타내는 그래프도.
도 77은 폐액 처리 기구의 여과기에 사용되는 장벽 구조체의 다른 일례의 구성을 도시하는 모식도.
도 78은 도 77의 장벽 구조체를 부분적으로 확대한 도면.
도 79는 액 처리 기구의 여과기에 사용되는 장벽 구조체의 또 다른 일례의 구성을 도시하는 모식도.
도 80은 도 79의 장벽 구조체를 확대한 도면.
도 81은 도 79의 장벽 구조체로서 사용되는 스테인레스판의 구성을 도시하는 도면.
도 82는 도 81의 장벽 구조체 간극의 단면의 상태를 도시하는 모식도.
도 83은 본 발명의 또 다른 실시 양태에 따른 패턴 형성 장치의 일례의 개요를 도시하는 모식도.
도 84는 도 83의 패턴 형성 장치에 이용되는 요판 드럼의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 85는 회로 기판의 제조에 이용되는 배선 기판 제조 장치의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 86은 본 발명에 사용 가능한 액체 현상제의 구성을 모식적으로 도시한 도면.
도 87은 본 발명에 사용 가능한 액체 현상제의 구성을 모식적으로 도시한 도 면.
도 88은 본 발명에 의해 형성된 패턴을 이용한 회로 기판의 단면 구성을 모식적으로 도시하는 도면.
도 89는 흡착제의 교환 목표를 나타내는 그래프.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에 따른 패턴 형성 장치(10)는, 도면 중 시계 방향(화살표 R 방향)으로 회전하는 드럼 소관(후술함)의 둘레면에 감겨진 원판(1)(요판, 상 유지체), 이 원판(1)의 후술하는 고저항층에 전하를 공급하여 대전시키는 대전기(2), 원판(1)에 각 색(r:적, g:녹, b:청)의 액체 현상제를 공급하여 현상하는 복수의 현상 장치(3r, 3g, 3b)(이하, 총칭하여 현상 장치(3)라고 칭하는 경우도 있음), 현상에 의해 원판(1)에 부착된 액체 현상제의 용매 성분을 에어 블로우에 의해 기화하여 건조시키는 건조기(4), 원판(1)에 부착된 현상제 입자를 전사하여 패턴을 형성하는 피전사 매체로 되는 글래스판(5)을 정 위치에서 유지하는 스테이지(6)(유지 기구), 전사에 앞서 글래스판(5)의 표면에 고저항 혹은 절연성의 용매를 도포하는 도포 장치(7), 전사를 끝낸 원판(1)을 클리닝하는 클리너(8), 통상보다 다량의 현상제 입자(대전 입자)가 원판(1)에 부착되어 있을 때에 이들 비교적 다량의 현상제 입자를 클리닝하는 클리닝 장치(100), 및 원판(1)의 전하를 제거하는 제전기(9)를 갖는다. 또한, 드럼 소관의 회전 방향 R을 따라 제전기(9)의 상류측에는, 원판(1)에 잔류한 현상제 입자의 양을 검출하는 검출기(11)(검출 장치)가 대향 배치되어 있다. 또한, 상기 대전기(2), 현상 장치(3), 및 건조기(4)는, 본 발명의 상 형성 장치로서 기능한다.
각 색의 현상 장치(3r, 3g, 3b)에 수납되는 액체 현상제는, 탄화수소계나 실리콘계 등의 절연성 용매 내에 대전한 미립자(대전 입자)를 분산한 것으로, 이 미립자가 전계에서 전기 영동함으로써 현상이 행해진다. 미립자로서는, 예를 들면 평균 입경 4[㎛] 정도의 각 색의 형광체 입자를 이보다도 평균 입경이 작은 수지 입자가 둘러싸고, 수지 입자가 이온성 대전 사이트를 갖고 있어 전계 중에서 이온 해리함으로써 전하를 띠는 구성이나, 수지 입자의 내부에 각 색의 안료 미립자를 내포하는 구성, 혹은 수지 입자의 표면에 각 색의 안료 미립자를 담지하는 구성 등이 실시 가능하다.
도 2의 (a)에 평면도를 도시한 바와 같이, 원판(1)은, 사각형의 박판 형상으로 형성되어 있다. 이 원판(1)은, 도 2의 (b)에 단면도를 도시한 바와 같이, 두께 0.05[㎜] 내지 0.4[㎜], 보다 바람직하게는 두께 0.1[㎜] 내지 0.2[㎜]의 사각형의 금속 필름(12)(도전 부재)의 표면에 고저항층(13)을 형성하여 구성되어 있다.
금속 필름(12)은 가요성을 갖고, 알루미늄, 스테인레스, 티탄, 엄버 등의 소재로 구성 가능한 것 외에, 폴리이미드나 PET 등의 표면에 금속을 증착한 것 등이어도 되지만, 전사 패턴을 높은 위치 정밀도로 형성하기 위해서는, 열 팽창이나 응력에 의한 신장 등이 생기기 어려운 소재로 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 고저항층(13)은, 예를 들면, 폴리이미드, 아크릴, 폴리에스테르, 우레 탄, 에폭시, 테플론(등록 상표), 나일론, 공지의 레지스트 재료 등의 체적 저항률이 1010[Ω㎝] 이상인 재료(절연체를 포함함)에 의해 형성되고, 그 막 두께는, 10[㎛]∼40[㎛], 보다 바람직하게는 20[㎛]±5[㎛]로 형성되어 있다.
또한, 원판(1)의 고저항층(13)의 표면(13a)에는, 도 3에 부분적으로 확대하여 도시한 바와 같은 사각형의 오목부(14a)를 다수 정렬 배치한 패턴(14)이 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 예를 들면 평면형 화상 표시 장치의 전면 기판에 형성하는 형광체 스크린을 제조하는 요판으로서, 1색분의 화소에 상당하는 오목부(14a)만을 고저항층(13)의 표면(13a)으로부터 움푹 들어가게 하여 형성하고, 도 3 중에 파선으로 나타내는 다른 2색분의 영역(14b)에는 오목부를 형성하지 않고 스페이스만을 확보하고 있다. 즉, 이 원판(1)을 이용하여 컬러 패턴을 형성할 때에, 원판(1)을 피전사 매체에 대하여 1색분씩 어긋나게 하기 위한 영역을 확보하고 있다.
도 4에는, 1개의 오목부(14a)를 확대한 원판(1)의 단면도를 도시하고 있다. 본 실시 형태에서는, 오목부(14a)의 바닥에는 금속 필름(12)의 표면(12a)이 노출되어 있고, 오목부(14a)의 깊이는, 고저항층(13)의 층 두께에 대략 상당한다. 오목부(14a)의 바닥에 노출된 금속 필름(12)의 표면(12a), 및 고저항층(13)의 표면(13a)을 포함하는 원판(1)의 표면 전체에, 두께 0.5[㎛] 내지 3[㎛] 정도의 표면 이형층을 코팅하면, 전사 특성이 향상되어 보다 바람직한 특성이 얻어진다. 혹은, 표면 이형층을 코팅한 금속 필름(12)에 고저항층(13)을 형성하고, 오목부(14a)의 바닥에만 이형층이 노출되어 있는 구성이어도, 전사 특성을 향상시키는 것이 가능하다(도시 생략).
도 5에는, 상기 구조의 필름 형상의 원판(1)을 드럼 소관(31)에 둘러 감는 모습을 그린 개략 단면도를 도시하고 있다. 드럼 소관(31)의 도면 중 상부의 절결부(31a)에는, 원판(1)의 일단을 고정하는 클램프(32)와 타단을 고정하는 클램프(33)가 설치되어 있다. 원판(1)을 드럼 소관(31)의 둘레면 상에 둘러 감는 경우, 우선, 원판(1)의 일단을 클램프(32)에 고정하고, 그 후, 원판(1)을 펴면서 그 타단(34)을 클램프(33)로 고정한다. 이에 의해, 느슨함없이 원판(1)을 드럼 소관(31) 둘레면의 규정 위치에 둘러 감을 수 있다.
도 6은, 이와 같이 하여 드럼 소관(31)에 둘러 감겨진 원판(1)의 고저항층(13)의 표면(13a)을 대전기(2)에 의해 대전하는 공정을 설명하기 위한 부분 구성도이다. 대전기(2)는, 주지의 코로나 대전기이며, 코로나 와이어(42)와 실드 케이스(43)로 기본적으로 구성되어 있지만, 메쉬 형상의 그리드(44)를 설치함으로써 대전의 균일성을 향상할 수 있다. 예를 들면, 원판(1)의 금속 필름(12)과 실드 케이스(43)를 접지하고, 코로나 와이어(42)에 도시하지 않은 전원 장치에 의해 +5.5[㎸]의 전압을 인가하고, 그리드(44)에 +500[V]의 전압을 더 인가하여 원판(1)을 도면 중 화살표 R 방향으로 이동시키면, 고저항층(13)의 표면(13a)은 대략 +500[V]로 균일하게 대전된다.
도 6에 도시한 제전기(9)는, 대전기(2)과 거의 마찬가지의 구조이지만, 코로나 와이어(46)에 예를 들면 실효 전압 6[㎸], 주파수 50[㎐]의 교류 전압을 인가하 기 위해 도시하지 않은 교류 전원에 접속하고, 실드 케이스(47)와 그리드(48)를 설치하면, 대전기(2)에 의한 대전에 앞서 원판(1)의 고저항층(13)의 표면(13a)을 대략 0[V]로 되도록 제전하는 것이 가능하여, 고저항층(13)의 반복 대전 특성을 안정화시킬 수 있다.
도 7에는, 상기한 바와 같이 대전된 원판(1)에 대한 현상 동작을 설명하기 위한 도면을 도시하고 있다. 현상 시에는, 현상하는 색의 현상기(3)를 원판(1)에 대향시키고, 그 현상 롤러(51)(공급 부재)와 스퀴즈 롤러(52)를 원판(1)에 근접시켜, 원판(1)에 전술한 액체 현상제를 공급한다. 현상 롤러(51)는, 반송되는 원판(1)의 고저항층(13)의 표면(13a)에 대하여 100∼150[㎛] 정도의 갭을 통하여 그 둘레면이 대향하는 위치에 배치되고, 원판(1)의 회전 방향과 동일한 방향(도면 중 반시계 방향)으로 1.5배 내지 4배 정도의 속도로 회전한다.
도시하지 않은 공급계에 의해 현상 롤러(51) 둘레면에 공급되는 액체 현상제(53)는, 절연성 액체로서의 용매(54)에 현상제 입자로서의 대전된 토너 입자(55)를 분산시켜 구성되어 있고, 현상 롤러(51)의 회전에 수반하여 원판(1)의 둘레면에 공급된다. 여기에서, 현상 롤러(51)에 도시하지 않은 전원 장치에 의해 예를 들면 +250[V]의 전압을 인가하면, 플러스로 대전되어 있는 토너 입자(55)는, 접지 전위의 금속 필름(12)을 향하여 용매(54) 내를 영동하고, 원판(1)의 오목부(14a) 내에 모여진다. 이 때, 고저항층(13)의 표면(13a)은, +500[V] 정도로 대전되어 있으므로 플러스 대전된 토너 입자(55)는 표면(13a)으로부터 반발되어 부착되지 않는다.
이와 같이 하여 원판(1)의 오목부(14a) 내에 토너 입자(55)가 모여진 후, 토 너 입자(55)의 농도가 옅어진 액체 현상제(53)가 이어서 스퀴즈 롤러(52)와 원판(1)이 대향하는 갭으로 진입한다. 여기에서는, 갭(절연층(13) 표면(13a)과 스퀴즈 롤러(52) 표면 사이의 거리)이 30[㎛] 내지 50[㎛], 스퀴즈 롤러의 전위가 +250[V]이고, 스퀴즈 롤러(52)는 원판(1)과는 역방향으로 원판(1)의 속도의 3배 내지 5배 정도의 속도로 이동하도록 설정되어 있기 때문에, 현상을 더 촉진하면서, 동시에 원판(1)에 부착되어 있는 용매(56)의 일부를 쥐어짜는 효과를 발휘한다. 이와 같이 하여, 원판(1)의 오목부(14a)에 토너에 의한 패턴(57)이 형성된다.
그런데, 글래스판(5) 상에 3색의 형광체의 패턴을 형성하는 경우, 도 8에 도시한 바와 같이, 우선, 청색 형광체 입자를 포함하는 액체 현상제를 수납하는 현상기(3b)가 원판(1)의 바로 아래로 이동하고, 여기에서 도시하지 않은 승강 기구에 의해 현상기(3b)가 상승하여 원판(1)에 근접시킨다. 이 상태에서, 원판(1)이 화살표 R 방향으로 회전하여 오목부(14a)에 의한 패턴이 현상된다. 청색 패턴의 현상이 종료되면, 현상기(3b)가 하강하여 원판(1)으로부터 이격한다.
이 청색 현상 프로세스 사이에, 도시하지 않은 반송 장치에 의해 미리 반송되어 스테이지(6) 상에 유지되어 있는 글래스판(5)의 스테이지(6)로부터 이격한 표면을 따라 도포 장치(7)가 도면 중의 파선 화살표 T1 방향으로 이동하고, 글래스판(5)의 표면에 용매가 도포된다. 이 용매의 역할과 재료 조성에 대해서는 후술한다. 또한, 용매의 도포 방법에 대해서도 후에 상세히 설명한다.
그러한 후에, 청색의 패턴을 둘레면에 담지한 원판(1)이 회전하면서 도면 중의 파선 화살표 T2를 따라 이동(이 동작을 전동이라고 칭함)하고, 청색의 패턴상이 글래스판(5)의 표면에 전사된다. 전사의 상세한 내용에 대해서도 후술한다. 청 패턴의 전사를 끝낸 원판(1)은 도면 중 좌측으로 평행 이동하고, 현상 시의 초기 위치로 되돌아간다. 이 때, 글래스판(5)을 유지한 스테이지(6)가 하강하여 초기 위치로 되돌아가는 원판(1)과의 접촉이 회피된다.
이 후, 클리너(8)가 동작되어, 글래스판(5)에 전사되지 않고 원판(1)에 잔류한 청색의 현상제 입자가 클리닝된다. 이 클리너(8)는, 각 색의 현상제 입자의 전사 프로세스 종료 후의 통상의 클리닝 동작을 담당한다. 이 클리너(8)에 대해서도 후에 상세히 설명한다.
다음으로, 3색의 현상기(3r, 3g, 3b)가 도면 중 좌측으로 이동하고, 녹색의 현상기(3g)가 원판(1)의 바로 아래에 위치하는 부분에서 정지하고, 청색의 현상일 때와 마찬가지로 하여 현상기(3g)의 상승, 현상, 하강이 행해진다. 계속해서 상기와 마찬가지의 조작으로 녹 패턴이 원판(1)으로부터 글래스판(5)의 표면에 전사된다. 이 때, 녹색의 패턴의 글래스판(5) 표면 상의 전사 위치는, 전술한 청색의 패턴으로부터 1색분 어긋나게 되는 것은 물론이다. 또한, 이 때, 녹색의 패턴을 전사한 후의 원판(1)이 클리너(8)에 의해 클리닝된다.
그리고, 상기의 동작을 적색의 현상에 대해서도 반복하여, 글래스판(5)의 표면 상에 3색 패턴을 배열하여 전사해서 3색의 패턴상을 글래스판(5)의 표면에 형성한다. 이와 같이, 글래스판(5)을 정 위치에 유지하여 고정하고, 원판(1)을 글래스판(5)에 대하여 이동시킴으로써, 글래스판(5)의 왕복 이동이 불필요하게 되어, 큰 이동 스페이스의 확보나 장치의 대형화를 억제할 수 있다.
도 9에는, 전술한 원판(1)을 글래스판(5)을 따라 전동시키기 위한 전동 기구의 주요부의 구조를 나타내고 있다. 원판(1)을 둘레면 상에 둘러 감은 드럼 소관(31)의 축 방향 양단에는, 피니온이라고 불리는 기어(71)가 부착되어 있다. 원판(1)은, 이 기어(71)와 모터(72)의 구동 기어(73)의 맞물림에 의해 회전함과 함께, 스테이지(6)의 양단에 설치되어 있는 직선 궤도의 래크(74)와 피니온(기어(71))의 맞물림에 의해 도면 중 우 방향으로 병진한다. 이 때, 스테이지(6) 상에 유지된 글래스판(5)의 표면과 원판(1)의 둘레면 사이에 상대적인 어긋남을 생기게 하는 일이 없도록, 전동 기구의 각 부의 구조가 설계되어 있다. 이와 같이 회전하면서 글래스판(5)을 따라 평행하게 이동하는 동작을 전동이라고 칭하고 있다.
이러한 래크·앤드·피니온 기구에 따르면, 구동 전달용의 아이들러가 없기 때문에, 백러시가 없는 고정밀도의 회전·병진 구동을 실현할 수 있어, 글래스판(5) 상에 예를 들면 ±5[㎛] 등과 같은 위치 정밀도가 높은 고정밀 패턴을 전사하는 것이 가능하게 된다.
한편, 글래스판(5)(도 9에서는 도시 생략)은, 도 8에 도시한 바와 같이, 스테이지(6)의 평평한 접촉면(6a)에 대하여 그 이면(5b)(원판(1)으로부터 이격한 측의 면)의 대략 전체면을 면이 접하도록 스테이지(6) 상에 배치된다. 그 위에, 글래스판(5)에는, 스테이지(6)를 관통하여 접촉면(6a)까지 연장된 흡기구(76)에, 접속 파이프(75)로부터 주 파이프(77)를 경유하여 도시하지 않은 진공 펌프를 접속함으로써, 흡기구(76)의 접촉면(6a)에 개구된 도시하지 않은 흡착 구멍을 통하여 부압이 작용되어, 스테이지(6)의 접촉면(6a) 상에 흡착된다. 이 흡착 기구에 의해, 글래스판(5)은, 높은 평면도를 가진 접촉면(6a)에 그 이면(5b)의 대략 전체면을 누르게 하여 밀착되고, 평면성이 높은 상태에서 스테이지(6) 상에 유지된다. 이와 같이 평평한 접촉면(6a)에 글래스판(5)을 압착함으로써, 글래스판(5)의 왜곡 등도 교정할 수 있고, 원판(1)과의 사이의 상대 위치를 고정밀도로 유지할 수 있다.
도 10은, 원판(1)으로부터 글래스판(5)에 토너 입자(55)를 전사할 때의 모습을 설명하는 주요부 단면도이다. 글래스판(5)의 표면(5a)에는, 예를 들면 도전성 고분자 등으로 구성되는 도전층(81)이 도포되어 있고, 이 도전층(81)의 표면(81a)과 원판(1)의 고저항층(13)의 표면(13a)은, 갭 d2를 통하여 비접촉 상태로 설치된다. d2는 예를 들면 10[㎛] 내지 40[㎛]의 범위의 값으로 설정된다. 고저항층(13)의 두께가 예를 들면 20[㎛]인 경우에는, 금속 필름(12)과 도전층(81) 표면(81a) 사이의 거리는, 30[㎛] 내지 60[㎛]로 된다. 혹은, 글래스판 표면(5a)에 도포한 도전층(81)과 원판(1)의 고저항층 표면(13a)을 접촉시키도록 하여도 된다.
이 상태에서, 전원 장치(82)(전사 장치)를 통하여 도전층(81)에 예를 들면 -500[V]의 전압을 인가하면, 접지 전위의 금속 필름(12)과의 사이에 500[V]의 전위차가 형성되고, 그 전계에 의해 토너 입자(55)가 용매(54) 내를 전기 영동하여 도전층(81)의 표면(81a)에 전사된다. 이와 같이, 토너 입자(55)는 비접촉 상태에서도 전사가 가능하므로, 오프셋 인쇄나 플렉소 인쇄의 경우와 같이, 블랭킷이나 플렉소판 등과 같은 탄성체를 개재시킬 필요가 없어, 항상 위치 정밀도가 높은 전사를 실현하는 것이 가능하게 된다. 도전층(81)은, 토너 입자(55)의 전사 후, 글래스판(5)을 도시하지 않은 베이크로에 투입하여 소성함으로써 소실시킨다.
또한, 상기한 바와 같이, 전계를 이용하여 토너 입자를 글래스판(5)에 전사하는 경우, 전사 갭에 용매가 존재하여 글래스판(5)측의 도전층(81)과 원판(1) 사이를 적시는 것이 필수 조건으로 되기 때문에, 전사에 앞서 글래스판(5)의 표면(5a)을 용매로 프리웨트해 두는 것이 유효하다. 프리웨트 용매로서는 절연성 혹은 고저항이면 되지만, 액체 현상제에 이용되고 있는 용매와 동일한 용매, 혹은 여기에 대전 제어제 등이 첨가된 것이면 더 바람직하다. 프리 웨트 용매는, 도 8을 이용하여 설명한 바와 같이, 도포 장치(7)에 의해 적절한 타이밍에서 적당한 도포량으로 글래스판(5)의 표면(5a) 상에 도포된다.
그런데, 전술한 패턴 형성 장치(10)에 의해 해상도가 높은 고정밀의 패턴상을 글래스판(5)에 형성하기 위해서는, 고저항층(13)에 오목부(14a)에 의한 패턴을 고정밀하게 형성하고 또한 전계를 이용하여 오목부(14a) 내의 토너상을 글래스판(5)에 전사하는 것 외에, 패턴상을 전사한 후의 원판(1)을 확실하게 클리닝하는 것이 중요하게 된다. 특히, 본 실시 형태와 같이, 원판(1)의 동일한 오목부(14a)를 반복하여 사용해서 3색의 패턴상을 현상 및 전사하는 경우, 전의 색의 토너 입자(55)가 오목부(14a) 내에 잔류하고 있으면 다음 색의 패턴상을 형성할 때에 혼색의 문제가 생기게 된다. 또한, 본 실시 형태에서 채용한 바와 같은 원판(1)을 클리닝하는 경우, 오목부(14a)의 바닥의 각부 가까이에 현상제의 미립자가 잔류하기 쉬워, 종래와 같이 스퀴즈 롤러를 섭접시키는 것만으로는 매우 미세한 패턴 형상의 오목부(14a)로부터 충분히 토너 입자(55)를 제거할 수 없다.
이 때문에, 본 실시 형태에서는, 원판(1)을 클리닝할 때에, 우선, 클리닝액 을 오목부(14a)에 공급하여, 오목부(14a)의 특히 각부에 잔류한 토너 입자(55)를 클리닝액 내에서 유리시키고, 그 후, 유리시킨 토너 입자(55)를 클리닝액과 함께 제거하도록 하였다. 이하, 몇 가지의 예를 들어 원판(1)의 클리닝 방법에 대하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에서 이용하는 도면은, 모두 모식도이며, 실제의 장치의 구조를 나타내는 것은 아니고 그 기능을 설명하기 위한 것이다.
도 11에는, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 클리너(8)의 주요부의 구조를 모식적으로 도시하고 있다.
이 클리너(8)는, 원판(1)의 표면을 향하여 개구된 케이스(101)를 갖는다. 이 케이스(101)는, 원판(1)으로부터 제거한 토너 입자(55)를 포함하는 클리닝액을 회수하는 용기로서 기능한다. 케이스(101) 내에는, 본 발명의 공급 장치로서 기능하는 2계통의 노즐(102, 103), 및 본 발명의 제거 장치로서 기능하는 2개의 제거 롤러(104, 105)가 설치되어 있다.
도면 중 상방에 배치된 한쪽의 계통의 노즐(102)은, 원판(1)의 회전 방향(도면 중 화살표 R 방향)을 향하여 도면 중 상방으로 경사져서 배치되어 있고, 그 선단이 케이스(101)의 개구를 통하여 원판(1)의 표면에 대향하도록 위치 결정되어 있다. 또한, 다른 쪽의 계통의 노즐(103)은, 원판(1)의 회전 방향 R에 대하여 도면 중 하방으로 경사져서 배치되어 있고, 그 선단이 케이스(101)의 개구를 통하여 원판(1)의 표면에 대향하도록 위치 결정되어 있다. 또한, 원판(1)의 표면에는, 여기에서는 도시를 생략한 복수의 오목부(14a)가 설치되어 있다. 또한, 각 계통의 노즐(102, 103)은, 원판(1)의 회전 방향 R을 가로지르는 원판(1)의 축 방향을 따라서 여기에서는 도시하지 않은 복수개의 노즐을 각각 구비하고 있다.
한쪽의 제거 롤러(104)는, 한쪽의 노즐(102)보다 도면 중 상방, 즉 원판(1)의 회전 방향 R을 따라 노즐(102)의 하류측에 근접하여 배치되어 있고, 케이스(101)의 개구를 통하여 원판(1)의 표면에 접촉하도록 위치 결정되어 있다. 또한, 다른 쪽의 제거 롤러(105)는, 다른 쪽의 노즐(103)보다 도면 중 하방, 즉 한쪽의 제거 롤러(104)와의 사이에 2계통의 노즐(102, 103)을 사이에 두는 위치에 배치되어 있고, 케이스(101)의 개구를 통하여 원판(1)의 표면에 접촉하도록 위치 결정되어 있다. 그리고, 도면 중 상방의 제거 롤러(104)는 원판(1)의 회전 방향 R과 역방향(도면 중 화살표 r1 방향)으로 회전하고, 도면 중 하방의 제거 롤러(105)는 원판(1)의 회전 방향 R과 동일한 방향(도면 중 화살표 r2 방향)으로 회전한다.
보다 상세하게는, 각 계통의 노즐(102, 103)은, 액체와 기체를 동시에 분사하는 복수개의 2유체 노즐을 각각 원판(1)의 축 방향으로 병설하여 구성되어 있고, 각 노즐이 클리닝액을 일정 압력으로 원판(1)의 표면을 향하여 분사하도록 되어 있다. 본 실시 형태에서는, 클리닝액으로서, 액체 현상제를 구성하는 절연성 액체를 이용하였다. 이와 같이, 액체 현상제를 구성하는 용매를 클리닝액으로서 이용함으로써, 원판(1)의 오목부(14a) 내에 클리닝액이 잔류한 경우에 프로세스에 지장을 초래하는 일이 없다. 다시 말하면, 클리닝액으로서는, 원판(1)에 잔류한 경우에 프로세스에 영향을 미치는 경우가 없는 액체를 선택할 필요가 있다.
각 노즐로부터 분사되는 클리닝액은, 확산하여, 원판(1)의 회전 방향 및 축 방향에 대하여 경사진 방향으로부터 분무된다. 본 실시 형태에서는, 도시하지 않 은 조절 기구에 의해, 각 노즐(102, 103)의 원판(1)에 대한 경사 각도, 즉 클리닝액의 분무 각도를 조정 가능하게 하고, 원판(1)의 회전 방향 및 축 방향에 관하여 모든 각도로부터 클리닝액을 분무 가능하게 하였다. 이에 의해, 사각형의 오목부(14a)에 대하여 모든 각도로부터 클리닝액을 분무 가능하게 되고, 특히 오목부(14a)의 각부에 부착된 토너 입자(55)를 확실하게 박리시킬 수 있다.
또한, 전술한 2개의 제거 롤러(104, 105)는 동일한 구조를 갖고, 각각 중공의 샤프트(104a, 105a)(회전축)의 주위에 스폰지층(104b, 105b)(다공 부재)을 형성하여 구성되어 있다. 한쪽의 제거 롤러(104)에 대하여 대표적으로 설명하면, 샤프트(104a)의 스폰지층(104b)에 대향하는 부위에는 도시하지 않은 다수의 흡기 구멍이 형성되어 있다. 그리고, 평균 기포경 70[㎛]의 연포를 갖는 두께 7[㎜]의 우레탄계의 재료에 의해 스폰지층(104b)이 구성되고, 샤프트(104a)의 모든 흡기 구멍을 덮도록 형성되어 있다. 여기에서 말하는 "연포"란, 다수의 기포가 3차원의 메쉬 형상으로 연결된 구조를 가리킨다.
그렇게 하여, 샤프트(104a)에 접속된 도시하지 않은 흡인 펌프(부압 장치)에 의해 샤프트(104a)의 다수의 흡기 구멍으로부터 공기를 흡인하면, 스폰지층(104b)의 표면에 부압이 생기고, 스폰지층(104b)에 토너 입자(55)를 포함하는 클리닝액이 흡인되도록 되어 있다. 여기에서, 도 11에서, 제거 롤러(104)는 원판(1)과 역방향으로 회전시킴으로써 원판(1) 상에 잔류한 토너 입자(55)를 닦아 제거하는 효과도 갖고 있지만, 클리닝 전의 원판(1)에 부착된 토너 입자(55)의 양이 적어, 노즐로부터의 분사액에 의해 토너 입자(55)의 대부분이 폐액과 함께 배출되고 있는 경우에 는, 제거 롤러(104)가 원판(1)과 순방향으로 둘레를 따르게 하도록 하는 구성이어도, 액과 토너 입자(55)의 제거 능력을 충분히 발휘할 수 있다.
이하, 상기 구조의 클리너(8)에 의해 원판(1)을 클리닝하는 동작에 대해서, 도 11과 함께 도 12 내지 도 16을 참조하여 설명한다.
우선, 회전하는 원판(1)의 표면에, 노즐(102, 103)을 통하여 클리닝액을 분무한다. 도 12에 도시한 바와 같이, 클리닝액의 분무 각도는, 원판(1)의 표면에 직교하는 각도(이 각도를 0도의 기준선으로 함)로부터 원판(1)의 회전 방향 R을 따라 ±70도의 각도까지 조절 가능하게 되어 있다. 본 실시 형태에서는, 회전 방향 R을 따라 하류측에 있는 노즐(102)의 각도를 회전 방향을 향하여 45도로 조절하고, 회전 방향 R을 따라 상류측에 있는 노즐(103)의 각도를 회전 방향과 반대로 향하여 45도로 조절하였다.
노즐(102, 103)은, 2유체 노즐이며, 0.1[㎫]∼1.0[㎫]의 범위의 액 공급 펌프(도시 생략)를 통하여, 클리닝액 탱크(도시 생략)에 접속되고, 동시에 0.1[㎫]∼1.0[㎫]의 범위의 에어펌프(도시 생략)에도 접속되어 있고, 0.1[㎫]∼1.0[㎫]의 범위의 액압과, 0.1[㎫]∼1.0[㎫]의 범위의 에어압으로, 클리닝액을 요판 표면에 공급할 수 있도록 하는 구성으로 되어 있다. 각 노즐(102, 103)로부터 분출시키는 클리닝액의 액압은 2유체 노즐의 경우, 0.1[㎫]∼1.0[㎫] 정도로 설정하는 것이 바람직하고, 클리닝액의 에어압도 0.1[㎫]∼1.0[㎫] 정도로 설정하는 것이 바람직하다. 본 실시 형태에서는, 클리닝액의 액압을 0.5[㎫]로 설정하고, 에어압도 0.5[㎫]로 설정하였다.
클리닝액의 원판(1)에 대한 분무 각도가 70도를 초과하면, 미세한 형상인 오목부 패턴에 대한 입사각이 얕아져서, 특히 각부에서, 잔류한 미립자를 적절한 액압으로 유리시킬 수 없게 됨과 함께, 클리닝 유닛이 당접한 부분 이외의 영역에까지 액이 유출하기 쉬워지기 때문에, 요판 드럼 표면의 오염이 생기기 쉬워진다고 하는 문제점이 발생한다. 또한, 클리닝액의 액압이 0.1[㎫]보다 작아지면, 충분한 액압으로 오목부에 액을 분사할 수 없기 때문에, 잔류한 미립자를 유리시킬 수 없고, 1.0[㎫]을 초과하면, 에어압에 비하여 액압이 너무 강하기 때문에, 충분히 제어되지 않고 넓어진 상태의 액류가 요판 표면을 향하여 분사되어, 주위에의 액의 비산이 일어나서, 다른 유닛에의 오염이 생긴다. 또한, 클리닝액의 에어압이 0.1[㎫]보다 작아지면, 액류의 폭과 넓이가 충분히 제어되지 않은 상태에서 요판 표면을 향하여 분사되기 때문에, 오목부 패턴 내부에 잔류한 미립자를 충분한 압력으로 각부로부터 유리시킬 수 없고, 1.0[㎫]을 초과하면, 분출되는 액이 안개 형상으로 되어, 역시 미립자를 충분한 압력으로 각부로부터 유리시킬 수 없다.
또한, 본 실시예에서는, 기체로서 공기를 이용하였지만, 보다 방폭 효과를 높이기 위해서, 불활성의 질소 가스를 이용하여도 된다.
또한, 전술한 바와 같은, 기체의 압력을 이용하여 액압을 높이는 2유체 노즐 이외에도, 직접, 고압 펌프로, 높은 액압에 의해 액을 분사시키는 1유체 노즐을 이용하여도 된다. 2유체 노즐의 경우, 클리닝액의 액압은, 0.4[㎫]∼2.5[㎫]의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 본 실시 형태에서는, 클리닝액의 액압을 1.2[㎫]로 설정하였다. 1유체 노즐의 경우도, 역시 노즐의 각도는, 2유체 노즐의 경우와 마 찬가지의 이유로부터, 원판(1)의 회전 방향 R을 따라 ±70도의 범위의 각도가 바람직한 것은 물론이다. 클리닝액의 액압이 0.4[㎫]보다 작아지면, 충분한 액압으로 오목부에 액을 분사할 수 없기 때문에, 잔류한 미립자를 충분히 유리시킬 수 없고, 2.5[㎫]를 초과하면, 액압이 너무 강하기 때문에, 주위에의 액의 비산이 일어나서, 다른 유닛에의 오염이 생긴다.
도 13에 모식적으로 도시한 바와 같이, 원판(1)의 회전 방향 R을 따라 하류측에 배치된 한쪽의 노즐(102)로부터 분출된 클리닝액(106)은, 주로, 원판(1)의 각 오목부(14a)의 회전 방향 R 하류측의 각부를 향하여 분무되고, 이 각부에 부착된 토너 입자(55)를 도 14에 모식적으로 도시한 바와 같이 클리닝액 내에서 유리시킨다. 한편, 회전 방향 상류측에 배치된 다른 쪽의 노즐(103)로부터 분출된 클리닝액(107)은, 주로, 원판(1)의 각 오목부(14a)의 회전 방향 R 상류측의 각부를 향하여 분무되고, 이 각부에 부착된 토너 입자(55)를 클리닝액 내에서 유리시킨다.
이 후, 도 15에 도시한 바와 같이, 원판(1)과 클리너(8)의 상대적인 이동에 의해, 원판(1)의 회전 방향 R 하류측에 배치된 한쪽의 제거 롤러(104)가 원판(1)과 역방향으로 회전되면서 접촉되고, 원판(1)의 표면에 스폰지층(104b)이 섭접된다. 이 때, 다른 쪽의 제거 롤러(105)는, 주로, 다른 쪽의 노즐(103)로부터 분출된 클리닝액을 회수하도록 기능한다.
제거 롤러(104)의 스폰지층(104b)이 원판(1)의 오목부(14a) 개구에 접촉하면, 도 16에 모식적으로 도시한 바와 같이, 스폰지층(104b)의 연포(108) 및 중공 샤프트(104a)를 통하여 스폰지층(104b)의 표면에 부압이 작용하고, 오목부(14a)에 잔류한 토너 입자(55)가 클리닝액과 함께 흡인된다. 이 때, 오목부(14a)의 각부에 부착되어 있었던 토너 입자(55)는, 클리닝액의 분무에 의해 클리닝액 내에 유리된 상태로 되어 있고, 클리닝액의 흡인 제거와 동시에 용이하게 오목부(14a)로부터 제거할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 제거 롤러(104(105))의 스폰지층(104b)의 연포(108)의 평균 기포경을 가장 흡인 효율이 좋았던 70[㎛]로 설정하였지만, 연포(108)의 평균 기포경은 20[㎛]∼400[㎛] 정도로 설정하는 것이 바람직하다. 연포(108)의 평균 기포경이 20[㎛]를 하회하면, 미립자가 기포 내에 막히기 쉬워, 제거 롤러의 수명이 저하하여, 부재의 교환 빈도가 오른다고 하는 문제점이 생기고, 평균 기포경이 400[㎛]를 초과하면, 기포 내에 포착 제거되는 미립자수가 적어져서, 높은 제거 성능이 얻어지지 않는다.
이상과 같이, 제1 실시 형태에 따른 클리너(8)에 의하면, 클리닝액을 각도를 주어 원판(1)에 분무함으로써 오목부(14a)의 각부에 부착되어 잔류한 토너 입자(55)를 클리닝액 내에 확실하게 유리시킬 수 있고, 유리시킨 토너 입자(55)를 스폰지층(104b)의 표면에 부압을 생기게 한 제거 롤러(104)에 의해 클리닝액과 함께 확실하고 또한 용이하게 제거할 수 있다. 이 때문에, 다음의 색의 현상 프로세스를 실행하기 전의 원판(1)에 전의 색의 토너 입자(55)가 잔류하는 것을 방지할 수 있어, 혼색의 문제를 방지할 수 있다. 구체적으로는, 본 실시 형태의 클리너(8)를 이용한 경우, 글래스판(5)에 토너 입자(55)를 전사한 후의 원판(1)에 잔류한 토너 입자의 비율은 0.1[%] 이하로 되었다. 이에 의해, 고정밀의 미세 패턴을 높은 해 상도로 전사 가능한 원판(1)을 제공할 수 있다.
도 17에는, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 클리너(110)의 모식도를 도시하고 있다. 이 클리너(110)는, 2개의 제거 롤러(104', 105')의 샤프트(111)가 내용물이며, 각 롤러의 스폰지층(104a, 105a)의 둘레면에 금속제의 스크레이퍼(112)를 당접 배치한 것 이외에, 전술한 제1 실시 형태의 클리너(8)와 마찬가지의 구성을 갖는다. 따라서, 여기에서는, 전술한 클리너(8)와 마찬가지로 기능하는 구성 요소에는 동일 부호를 붙이고 그 상세한 설명을 생략한다.
즉, 이 클리너(110)를 동작시키면, 노즐(102, 103)로부터 분출된 클리닝액이 원판(1)의 오목부(14a)에 잔류한 토너 입자(55)를 유리시키고, 이 유리된 토너 입자(55)가 클리닝액과 함께 제거 롤러(104', 105')에 의해 제거된다. 이 때, 각 제거 롤러(104', 105')의 스폰지층(104a, 105a)의 둘레면에 부착된 토너 입자(55)는, 제거 롤러의 회전에 의해 스크레이퍼(112)에 의해 긁어내어져 떨어뜨려진다.
따라서, 본 실시 형태의 클리너(110)에서도, 전술한 제1 실시 형태의 클리너(8)와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있고, 그 위에, 장치 구성을 간략화할 수 있어 장치의 제조 코스트를 저감할 수 있다.
도 18에는, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 클리너(120)의 모식도를 도시하고 있다. 이 클리너(120)는, 2개의 제거 롤러(104", 105")의 스폰지층(121)이 도전성을 갖고, 이 스폰지층(121)에 원판(1)의 금속 필름(12)(여기에서는 도시 생략)과의 사이에 전계를 형성하기 위한 전원 장치(122)를 접속한 것 이외에, 전술한 제1 실시 형태의 클리너(8)와 마찬가지의 구성을 갖는다. 따라서, 여기에서도, 전술 한 클리너(8)와 마찬가지로 기능하는 구성 요소에는 동일 부호를 붙이고 그 상세한 설명을 생략한다.
스폰지층(121)은, 체적 저항률이 103[Ω·㎝]∼1012[Ω·㎝], 바람직하게는 108[Ω·㎝]∼1011[Ω·㎝] 정도이고, 또한 JIS-C 경도가 50 정도인 도전성 재료에 의해 형성되며, 원판(1)에 접촉시킨 상태에서 오목부(14a)의 바닥에 노출된 금속 필름(12)에 접촉하는 경우가 없을 정도의 경도로 설계되어 있다. 체적 저항률이 103[Ω·㎝]를 하회하면, 스폰지층 표면이 도통하기 쉬워져, 스폰지층 표면과 요판 표면 사이에 충분한 전계를 발생시킬 수 없고, 대전한 미립자를 스폰지측에 전기적으로 끌어당기는 제거 효과가 얻어지지 않는다. 체적 저항률이 1012[Ω·㎝]를 초과하면, 적절한 인가 전압으로, 스폰지층 표면과 요판 표면 사이에 효과적인 전계를 발생시키는 것이 곤란하게 되고, 역시 대전한 미립자를 전기적으로 제거하는 효과가 얻어지지 않는다.
그렇게 하여, 이 클리너(120)를 동작시키면, 노즐(102, 103)로부터 분출된 클리닝액이 원판(1)의 오목부(14a)에 잔류한 토너 입자(55)를 유리시키고, 이 유리된 토너 입자(55)가 클리닝액과 함께 제거 롤러(104", 105")에 의해 제거된다. 이 때, 도시하지 않은 부압 장치가 동작되어 스폰지층(121)의 표면에 부압이 작용됨과 함께, 전원 장치(122)를 통하여 각 제거 롤러(104", 105")에 예를 들면 -300[V]의 전압이 인가되고, 접지 전위로 된 원판(1)의 금속 필름(12)과 스폰지층(121) 사이 에 전계가 형성된다. 그리고, 부압의 작용에 의해 토너 입자(55)가 클리닝액과 함께 흡인되고, 또한 전계의 작용에 의해 대전한 토너 입자(55)가 스폰지층(121)에 흡착된다.
즉, 본 실시 형태의 클리너(120)에서도, 전술한 제1 실시 형태의 클리너(8)와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있고, 그 위에, 토너 입자(55)의 제거 롤러(104", 105")에 대한 흡착 작용을 높일 수 있어, 토너 입자(55)의 제거 효율을 더 높일 수 있다.
도 19에는, 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 클리너(130)의 모식도를 도시하고 있다. 이 클리너(130)는, 각 제거 롤러(104", 105")의 둘레면에 클리닝 롤러(131)를 전접(轉接)시키고, 또한 각 클리닝 롤러(131)의 둘레면에 블레이드(132)를 당접 배치한 것 이외에, 전술한 제3 실시 형태의 클리너(120)와 마찬가지의 구성을 갖는다. 따라서, 여기에서는, 전술한 클리너(120)와 마찬가지로 기능하는 구성 요소에는 동일 부호를 붙이고 그 상세한 설명을 생략한다.
클리닝 롤러(131)는, 예를 들면, 알루미늄제의 중공 파이프의 둘레면에 양극산화 처리에 의해 두께 6[㎛] 정도의 알루마이트층을 형성하여 구성되어 있고, 대응하는 제거 롤러(104", 105")와 동일한 방향으로 회전한다. 또한, 블레이드(132)는, JIS-A 경도 80, 300% 모듈러스 300[kgf/㎠], 두께 1[㎜]의 우레탄계 고무에 의해 형성되어 있다.
그렇게 하여, 이 클리너(130)를 동작시키면, 노즐(102, 103)로부터 분출된 클리닝액이 원판(1)의 오목부(14a)에 잔류한 토너 입자(55)를 유리시키고, 이 유리 된 토너 입자(55)가 클리닝액과 함께 제거 롤러(104", 105")에 의해 제거된다. 이 때, 도시하지 않은 부압 장치가 동작되어 스폰지층(121)의 표면에 부압이 작용됨과 함께, 각 제거 롤러(104", 105")의 스폰지층(121)에 예를 들면 -300[V]의 전압이 인가되고, 접지 전위로 된 원판(1)의 금속 필름(12)과 스폰지층(121) 사이에 전계가 형성된다. 그리고, 부압의 작용에 의해 토너 입자(55)가 클리닝액과 함께 흡인되고, 또한 전계의 작용에 의해 대전한 토너 입자(55)가 스폰지층(121)에 흡착된다.
그리고, 제거 롤러(104", 105")에 의해 흡인된 토너 입자(55) 중 클리닝액과 함께 샤프트(104a, 105a)를 통하여 회수되지 않고 제거 롤러(104", 105")의 둘레면에 잔류한 토너 입자(55)는, 클리닝 롤러(131)로 옮겨진 후, 블레이드(132)에 의해 긁어내어져 떨어뜨려진다. 이 때, 전술한 바와 같이 제거 롤러(104", 105")에 부여하는 전압(-300[V])에 대하여, 클리닝 롤러(131)에 예를 들면 -500[V]의 전압을 인가하여 양자 간에 전계를 형성하고, 제거 롤러(104", 105")의 둘레면에 잔류한 토너 입자(55)를 클리닝 롤러(131)측으로 끌어당긴다.
즉, 본 실시 형태의 클리너(130)에서도, 전술한 제3 실시 형태의 클리너(120)와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있고, 그 위에, 제거 롤러(104", 105")의 둘레면을 항상 클린한 상태로 유지할 수 있고, 또한 클리닝 롤러(131)의 둘레면도 항상 클린한 상태로 유지할 수 있어, 토너 입자(55)의 제거 롤러(104", 105")에 대한 흡착 작용을 보다 높일 수 있고, 토너 입자(55)의 제거 효율을 더 높일 수 있다.
도 20에는, 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 클리너(140)의 모식도를 도시하고 있다. 이 클리너(140)는, 2개의 제거 롤러(104, 105) 대신에 2매의 수지제의 블레이드(141, 142)를 갖는 것 이외에, 전술한 제1 실시 형태의 클리너(8)와 마찬가지의 구성을 갖는다. 따라서, 여기에서는, 전술한 클리너(8)와 마찬가지로 기능하는 구성 요소에는 동일 부호를 붙이고 그 상세한 설명을 생략한다.
블레이드(141, 142)는, JIS-A 경도 75, 300% 모듈러스 250[kgf/㎠], 두께 1[㎜]의 우레탄계 고무에 의해 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 각 2유체 노즐(102, 103)을 통하여 분출시키는 클리닝액의 액압을 1.0[㎫]로 설정하고, 에어압도 1.0[㎫]로 설정하였다. 즉, 전술한 제1 실시 형태의 클리너(8)보다 클리닝액의 분출 압력을 강하게 설정하였다. 또한, 클리닝액의 분무 각도를 원판(1)에 직교하는 방향에 대하여 ±70도의 각도로 설정하였다.
그렇게 하여, 이 클리너(140)를 동작시키면, 우선, 노즐(102, 103)로부터 분출된 클리닝액이 원판(1)의 오목부(14a)에 잔류한 토너 입자(55)를 유리시킨다. 그리고, 이 유리된 토너 입자(55)를 클리닝액과 함께 블레이드(141, 142)에 의해 긁어내어 떨어뜨린다. 본 실시 형태에서는, 클리닝액의 압력을 약간 높게 설정하고, 또한 클리닝액의 분무 각도를 적절한 각도로 조절하였기 때문에, 오목부(14a)에 부착된 토너 입자(55)를 확실하게 유리시킬 수 있고, 블레이드(141, 142)에 의해 긁어내어 떨어뜨리는 것만으로 토너 입자(55)를 충분히 제거할 수 있다.
즉, 본 실시 형태의 클리너(140)에서도, 전술한 제1 실시 형태의 클리너(8)와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있고, 그 위에, 제거 롤러(104, 105)를 블레이 드(141, 142)로 치환함으로써, 부압 장치 등의 고가의 구성도 불필요하게 되어, 장치 구성을 보다 저렴하게 제조할 수 있다.
도 21에는, 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 클리너(150)의 모식도를 도시하고 있다. 이 클리너(150)는, 수지제의 블레이드(141, 142) 대신에 도전성을 갖는 재료에 의해 형성된 도전 블레이드(151, 152)를 이용하여, 이들 도전 블레이드(151, 152)에 원판(1)의 금속 필름(12)(여기에서는 도시 생략)과의 사이에 전계를 형성하기 위한 전원 장치(153)를 접속한 것 이외에, 전술한 제5 실시 형태의 클리너(140)와 마찬가지의 구성을 갖는다. 따라서, 여기에서는, 전술한 클리너(140)와 마찬가지로 기능하는 구성 요소에는 동일 부호를 붙이고 그 상세한 설명을 생략한다.
이 클리너(150)를 동작시키면, 우선, 노즐(102, 103)로부터 분출된 클리닝액이 원판(1)의 오목부(14a)에 잔류한 토너 입자(55)를 유리시킨다. 그리고, 이 유리된 토너 입자(55)를 클리닝액과 함께 블레이드(151, 152)에 의해 긁어내어 떨어뜨린다. 이 때, 전원 장치(153)를 통하여 각 도전 블레이드(151, 152)에 예를 들면 -300[V]의 전압이 인가되고, 접지 전위의 원판(1)의 금속 필름(12)(여기에서는 도시 생략)과의 사이에 전계가 형성된다. 이에 의해, 원판(1)으로부터 유리된 토너 입자(55)를 도전 블레이드(151, 152)에 의해 긁어내어 떨어뜨림과 함께, 오목부(14a)에 잔류한 토너 입자(55)를 도전 블레이드(151, 152)에 흡착시킬 수 있다.
따라서, 본 실시 형태의 클리너(150)를 이용한 경우, 전술한 제5 실시 형태의 클리너(140)와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있음과 함께, 도전 블레이드(151, 152)에 대한 토너 입자(55)의 흡착 효과를 보다 높일 수 있고, 토너 입자(55)의 제거 효율을 보다 높일 수 있다.
도 22에는, 본 발명의 제7 실시 형태에 따른 클리너(160)의 주요부의 구성을 모식도로 도시하고 있다. 여기에서는, 장치를 더 간략화하여 도시하고 있고, 원판(1)의 회전 방향 R을 따라 하류측의 구성을 도시 생략하고 있다. 이 클리너(160)는, 도전성을 갖는 수지 재료에 의해 형성한 블레이드(161)를 갖는 점에서 전술한 제3 실시 형태의 클리너(120)와 다르다. 따라서, 여기에서는, 전술한 클리너(120)와 마찬가지로 기능하는 구성 요소에는 동일 부호를 붙이고 그 상세한 설명을 생략한다.
상기 클리너(160)를 동작시키면, 우선, 노즐(103(102))로부터 분출된 클리닝액이 원판(1)의 오목부(14a)에 잔류한 토너 입자(55)를 유리시킨다. 그리고, 이 유리된 토너 입자(55)가 클리닝액과 함께 블레이드(161)에 의해 긁어내어져 떨어뜨려져서 제거 롤러(105"(104"))에 의해 제거된다. 블레이드(161)에는 전술한 제6 실시 형태의 클리너(150)와 마찬가지로 예를 들면 -300[V] 정도의 전압이 인가된다. 또한, 제거 롤러(105"(104"))에도 동일한 전압이 부여되어 있다.
이 때문에, 원판(1)과 제거 롤러(105"(104")) 사이에 전계가 형성됨과 함께 원판(1)과 블레이드(161) 사이에 전계가 형성되고, 클리닝액의 분사에 의해 원판(1)으로부터 유리된 토너 입자(55)가 전계의 작용에 의해 제거 롤러 및 블레이드로 끌어당겨진다. 따라서, 본 실시 형태에서도, 전술한 각 실시 형태의 장치와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있어, 토너 입자(55)의 제거 효율을 높일 수 있다.
도 23에는, 본 발명의 제8 실시 형태에 따른 클리너(170)의 주요부의 구성을 모식도로 도시하고 있다. 여기에서는, 장치를 더 간략화하여 도시하고 있고, 원판(1)의 회전 방향 R을 따라 하류측의 구성을 도시 생략하고 있다. 이 클리너(170)는, 각 제거 롤러(105"(104"))의 둘레면에 도전성 스크레이퍼(171)를 당접 배치한 점에서 전술한 제3 실시 형태의 클리너(120)와 다르다. 따라서, 여기에서는, 전술한 클리너(120)와 마찬가지로 기능하는 구성 요소에는 동일 부호를 붙이고 그 상세한 설명을 생략한다.
도전성 스크레이퍼(171)는, 예를 들면, 두께 1[㎜] 정도의 알루미늄판의 표면에 2[㎛] 정도의 두께의 불소 수지를 코팅하여 구성된다. 본 실시 형태에서는, 원판(1)의 도시하지 않은 금속 필름을 접지 전위로 설정하고, 제거 롤러(105"(104"))에 예를 들면 -300[V]의 전압을 인가하고, 도전성 스크레이퍼(171)에 예를 들면 -500[V]의 전압을 인가하였다.
상기 클리너(160)를 동작시키면, 우선, 노즐(103(102))로부터 분출된 클리닝액이 원판(1)의 오목부(14a)에 잔류한 토너 입자(55)를 유리시킨다. 그리고, 이 유리된 토너 입자(55)가 클리닝액과 함께 제거 롤러(105"(104"))에 의해 제거된다. 이 때, 원판(1)과 제거 롤러(105"(104")) 사이의 전위차에 의해 원판(1)으로부터 유리된 토너 입자(55)가 제거 롤러(105"(104"))에 전기적으로 끌어당겨진다.
또한, 제거 롤러(105"(104"))로 옮겨져서 흡인되지 않고 둘레면에 잔류된 토너 입자(55)가 도전성 스크레이퍼(171)에 의해 긁어내어져 떨어뜨려진다. 이 때, 제거 롤러(105"(104"))와 도전성 스크레이퍼(171) 사이에 형성되어 있는 전계에 의 해 제거 롤러(105"(104")) 둘레면의 토너 입자(55)가 도전성 스크레이퍼(171)에 흡인된다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 따르면, 전술한 제3 실시 형태의 클리너(120)의 구성 외에 도전성 스크레이퍼(171)를 제거 롤러(105"(104"))의 둘레면에 당접시켜 배치하였기 때문에, 전계의 작용에 의해 제거 롤러(105"(104")) 둘레면을 항상 클린한 상태로 유지할 수 있어, 토너 입자(55)의 제거 효율을 높일 수 있다.
도 24에는, 본 발명의 제9 실시 형태에 따른 클리너(180)의 주요부의 구성을 모식적으로 도시하고 있다. 이 클리너(180)는, 도전성 스크레이퍼(171) 대신에 전술한 제4 실시 형태의 장치(130)에서 이용한 것과 동일한 클리닝 롤러(181)를 구비하고, 또한 이 클리닝 롤러(181)의 둘레면에 스크레이퍼(182)를 당접 배치한 점에서 전술한 제8 실시 형태의 클리너(170)와 다르다.
본 실시 형태에서도, 원판(1)을 접지하고, 제거 롤러(105"(104"))에 예를 들면 -300[V]의 전압을 인가하고, 클리닝 롤러(181)에 예를 들면 -500[V]의 전압을 인가하였다. 그렇게 하여, 제거 롤러(105"(104"))에 의해 원판(1)으로부터 제거된 토너 입자(55)가 클리닝 롤러(181)에 전기적으로 끌어당겨져서 스크레이퍼(182)에 의해 긁어내어져 떨어뜨려진다. 이 실시 형태의 클리너(180)에서도, 전술한 각 실시 형태의 클리너와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있는 것은 물론이다.
또한, 도 19를 이용하여, 발명의 제9 실시 형태에 따른 클리너(130)를 설명한다. 제9 실시 형태에 따른 클리너(130)는, 전술한 제4 실시 형태에 따른 클리너(130)와 거의 동일한 구성이지만, 제4 실시예가, 클리닝액과 에어의 2유체 노즐 을 이용하고 있는 데에 대해서, 제9 실시예에서는, 클리닝액만의 1유체 노즐을 이용하였다. 노즐(102, 103)은, 0.4[㎫]∼2.5[㎫]의 범위의 고압 펌프에 접속(도시 생략)되고, 클리닝액 탱크로부터, 0.4[㎫]∼2.5[㎫]의 범위의 액압으로 클리닝액을 요판 표면에 공급할 수 있도록 하는 구성으로 되어 있다. 본 실시 형태에서는, 클리닝액의 액압을 1.2[㎫]로 설정하고, 노즐의 각도는, 각각 +80도와 -80도에서 액을 분출할 수 있도록, 1유체 노즐을 복수개 배열하였다. 분출된 클리닝액이 원판(1)의 오목부(14a)에 잔류한 토너 입자(55)를 유리시키고, 이 유리된 토너 입자(55)가 클리닝액과 함께 제거 롤러(104", 105")에 의해 제거된다. 이 때, 도시하지 않은 부압 장치가 동작되어 스폰지층(121)의 표면에 부압이 작용됨과 함께, 각 제거 롤러(104", 105")의 스폰지층(121)에 예를 들면 -300[V]의 전압이 인가되고, 접지 전위로 된 원판(1)의 금속 필름(12)과 스폰지층(121) 사이에 전계가 형성된다. 그리고, 부압의 작용에 의해 토너 입자(55)가 클리닝액과 함께 흡인되고, 또한 전계의 작용에 의해 대전한 토너 입자(55)가 스폰지층(121)에 흡착된다.
그리고, 제거 롤러(104", 105")에 의해 흡인된 토너 입자(55) 중 클리닝액과 함께 샤프트(104a, 105a)를 통하여 회수되지 않고 제거 롤러(104", 105")의 둘레면에 잔류한 토너 입자(55)는, 클리닝 롤러(131)로 옮겨진 후, 블레이드(132)에 의해 긁어내어져 떨어뜨려진다. 이 때, 전술한 바와 같이 제거 롤러(104", 105")에 부여하는 전압(-300[V])에 대하여, 클리닝 롤러(131)에 예를 들면 -500[V]의 전압을 인가하여 양자 간에 전계를 형성하고, 제거 롤러(104", 105")의 둘레면에 잔류한 토너 입자(55)를 클리닝 롤러(131)측으로 끌어당긴다.
또한, 전술한 제1 내지 제9 실시 형태에서는, 1색분의 패턴을 형성한 오목부(14a)를 이용하여 모든 색의 토너상을 현상·전사하는 경우에 대해 설명하였지만, 이에 한하지 않고, 3색분의 오목부(14a)를 원판(1)에 형성해 두고, 3색의 토너상을 원판(1)에 현상한 후, 일괄하여 글래스판(5)에 전사하도록 하여도 된다. 이 경우, 동일한 오목부(14a)에 서로 다른 색의 토너가 현상되는 일이 없기 때문에, 혼색의 우려가 없으므로, 클리닝 프로세스를 각 색마다 실시할 필요도 없고, 전사 프로세스마다 매회 클리닝 동작을 실시할 필요도 없다.
또한, 전술한 실시 형태에서는, 원판(1)을 향하여 클리닝액을 분출시키는 2유체 노즐의 각도를 조절 가능한 조절 기구를 갖는 장치에 대하여 설명하였지만, 2유체 노즐(102, 102)을 전기적으로 제어하여 요동시키고, 노즐의 머리부 흔들림 기능을 갖게 하여도 된다.
도 25에는, 본 발명의 제10 실시 형태에 따른 클리너(190)의 주요부의 구성을 모식적으로 도시하고 있다.
클리너(190)는, 원판(1)의 표면을 향하여 개구된 케이스(191)를 갖는다. 이 케이스(191)는, 원판(1)으로부터 제거한 현상제 입자를 포함하는 클리닝액을 회수하는 용기로서도 기능한다. 케이스(191) 내에는, 2계통의 노즐(192, 193), 및 2개의 제거 롤러(194, 195)가 설치되어 있다.
도면 중 상방에 배치된 한쪽의 계통의 노즐(192)은, 원판(1)의 회전 방향(도면 중 화살표 R 방향)을 향하여 도면 중 상방으로 경사져서 배치되어 있고, 그 선단이 케이스(191)의 개구를 통하여 원판(1)의 표면에 대향하도록 위치 결정되어 있 다. 또한, 다른 쪽의 계통의 노즐(193)은, 원판(1)의 회전 방향 R에 대하여 도면 중 하방으로 경사져서 배치되어 있고, 그 선단이 케이스(191)의 개구를 통하여 원판(1)의 표면에 대향하도록 위치 결정되어 있다. 또한, 각 계통의 노즐(192, 193)은, 원판(1)의 회전 방향 R을 가로지르는 원판(1)의 축 방향을 따라서 여기에서는 도시하지 않은 복수개의 노즐을 각각 구비하고 있다.
한쪽의 제거 롤러(194)는, 한쪽의 노즐(192)보다 도면 중 상방, 즉 원판(1)의 회전 방향 R을 따라 노즐(192)의 하류측에 근접하여 배치되어 있고, 케이스(191)의 개구를 통하여 원판(1)의 표면에 접촉하도록 위치 결정되어 있다. 또한, 다른 쪽의 제거 롤러(195)는, 다른 쪽의 노즐(193)보다 도면 중 하방, 즉 한쪽의 제거 롤러(194)와의 사이에 2계통의 노즐(192, 193)을 사이에 두는 위치에 배치되어 있고, 케이스(191)의 개구를 통하여 원판(1)의 표면에 접촉하도록 위치 결정되어 있다. 그리고, 도면 중 상방의 제거 롤러(194)는 원판(1)의 회전 방향 R과 역방향(도면 중 화살표 r1 방향)으로 회전하고, 도면 중 하방의 제거 롤러(195)는 원판(1)의 회전 방향 R과 동일한 방향(도면 중 화살표 r2 방향)으로 회전한다.
보다 상세하게는, 각 계통의 노즐(192, 193)은, 액체와 기체를 동시에 분사하는 복수개의 2유체 노즐을 각각 원판(1)의 축 방향으로 병설하여 구성되어 있고, 각 노즐이 클리닝액을 일정 압력으로 원판(1)의 표면을 향하여 분사하도록 되어 있다. 본 실시 형태에서는, 클리닝액으로서, 액체 현상제를 구성하는 절연성 액체를 이용하였다. 이와 같이, 액체 현상제를 구성하는 용매를 클리닝액으로서 이용함으로써, 원판(1)의 오목부(14a) 내에 클리닝액이 잔류한 경우에 프로세스에 지장을 초래하는 일이 없다. 다시 말하면, 클리닝액으로서는, 원판(1)에 잔류한 경우에 프로세스에 영향을 미치는 경우가 없는 액체를 선택할 필요가 있다.
각 노즐로부터 분사되는 클리닝액은, 확산하여, 원판(1)의 회전 방향 및 축 방향에 대하여 경사진 방향으로부터 분무된다. 이에 의해, 사각형의 오목부(14a)에 대하여 경사진 방향으로부터 클리닝액이 분무 가능하게 되고, 특히 오목부(14a)의 각부에 부착된 토너 입자(55)를 확실하게 박리시킬 수 있다.
전술한 2개의 제거 롤러(194, 195)는 동일한 구조를 갖고, 각각 중공의 샤프트(196)의 주위에 스폰지층(197)을 형성하여 구성되어 있다. 한쪽의 제거 롤러(194)에 대하여 대표적으로 설명하면, 샤프트(196)의 스폰지층(197)에 대향하는 부위에는 도시하지 않은 다수의 흡기 구멍이 형성되어 있다. 그렇게 하여, 샤프트(196)에 접속된 도시하지 않은 흡인 펌프에 의해 샤프트(196)의 다수의 흡기 구멍으로부터 공기를 흡인하면, 스폰지층(197)의 표면에 부압이 생기고, 스폰지층(197)에 토너 입자(55)를 포함하는 클리닝액이 흡인되도록 되어 있다.
스폰지층(197)의 표면에 부착된 토너 입자(55)는, 도면 중 화살표 방향으로 회전하는 클리닝 롤러(198)에 의해 제거된다. 그리고, 클리닝 롤러(198)의 표면에 부착된 토너 입자(55)는, 블레이드(199)에 의해 긁어내어져 떨어뜨려진다. 즉, 전술한 2개의 제거 롤러(194, 195)는, 클리닝 롤러(198) 및 블레이드(199)에 의해, 항상 청정한 상태로 유지되어, 원판(1)의 클리닝 성능을 높이고 있다.
다음으로, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 클리닝 장치(100)에 대하여 상세하게 설명한다.
이 클리닝 장치(100)는, 예를 들면, 각 색의 패턴상의 현상을 실패하여 원판(1)의 오목부(14a)에 비교적 다량의 현상제 입자가 부착되어 있는 경우, 혹은 각 색의 패턴상의 전사를 실패하여 오목부(14a)에 비교적 다량의 현상제 입자가 부착되어 있는 경우 등, 통상보다 다량의 현상제 입자를 원판(1)으로부터 제거할 필요가 있는 경우에 이용된다. 다시 말하면, 전술한 클리너(8, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190)에서는 원판(1)에 부착된 현상제 입자를 충분히 제거하지 못할 가능성이 있을 때에 이용된다. 예를 들면, 현상 프로세스를 실패한 경우, 원판(1)에 부착되어 있는 현상제 입자의 양이 기준값을 초과하고 있는 것을 조건으로, 전사 프로세스로 이행하기 전에, 클리닝 장치(100)가 동작되어 원판(1)이 클리닝된다. 즉, 클리닝 장치(100)는, 클리너(8)(이하, 대표적으로 설명함)에 의한 통상의 클리닝 동작과는 별도로 원판(1)을 별도의 처리로 클리닝하는 경우에 이용된다.
이 클리닝 장치(100)에 의한 원판(1)의 클리닝을 실행할지의 여부의 판단은, 예를 들면 이하에 설명하는 2가지의 방법에 의해 이루어진다. 즉, 원판(1)에 원하지 않게 부착된 현상제 입자의 양이 일정 기준을 초과하고 있는 경우에는 클리닝 장치(100)를 이용하여 원판(1)을 클리닝하는 모드가 선택되고, 현상제 입자의 양이 일정 기준을 하회하는 경우에는 통상대로 클리너(8)를 이용하여 원판(1)을 클리닝하는 모드가 선택된다.
예를 들면, 원판(1)의 패턴 형상의 오목부(14a)를 현상하는 현상제 입자가 형광체 입자인 경우, 클리닝 모드를 선택할 때, 임의의 특정한 샘플로 되는 오목 부(14a) 내에 부착되어 있는 형광체 입자에 자외광을 조사하여 그 여기광을 검출하고, 미리 검출한 정상 시의 기준 광량과 비교함으로써 형광체 입자의 양이 기준값을 초과하고 있는지의 여부를 판단할 수 있다.
혹은, 샘플로 되는 오목부(14a)의 화상을 검출하여 미리 검출해 둔 기준 화상과 비교함으로써 오목부(14a)에 부착되어 있는 현상제 입자의 양이 기준값을 초과하고 있는지의 여부를 판단할 수 있다. 이 경우, 예를 들면 도 26에 도시한 바와 같이, 현상제 입자가 부착되어 있지 않은 상태의 오목부(14a)의 화상으로부터 그 개구의 면적을 기준값 S1로서 미리 산출해 두고, 모드를 선택할 때에, 검출한 화상으로부터 그 오목부(14a)에 부착되어 있는 현상제 입자의 점유 면적 S2를 연산하여 기준값 S1과 비교함으로써 현상제 입자의 부착 정도를 판단할 수 있다. 구체적으로는, 상기의 S1, S2가 하기 식을 충족하는 경우에는 클리닝 장치(100)를 이용하지 않고 클리너(8)에 의한 클리닝 모드가 선택되고, 하기 식으로부터 벗어난 경우에 클리닝 장치(100)에 의한 클리닝 모드가 선택된다.
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구체적으로는, 클리닝 장치(100)를 동작시키는 클리닝 모드가 선택된 경우, 패턴 형성 장치(10)의 도시하지 않은 제어부는, 도시하지 않은 이동 기구를 동작시켜서, 원판(1)을 클리닝 장치(100)의 상방의 클리닝 위치로 이동한다. 이 때, 원판(1)의 이동의 방해로 되는 클리너(8), 건조기(4), 제전기(9), 대전기(2) 등의 각 프로세스 유닛은, 원판(1)의 이동 경로로부터 도시하지 않은 퇴피 위치로 퇴피된다. 혹은, 이들 프로세스 유닛은, 원판(1)의 이동과 함께 일체적으로 이동된다. 또한, 여기에서는, 원판(1)을 클리닝 위치로 이동시키는 이동 기구나 각 프로세스 유닛을 퇴피시키는 퇴피 기구에 대해서는, 도시 및 그 설명을 생략한다.
도 27에 도시한 바와 같이, 클리닝 장치(100)는, 도시한 클리닝 위치에 배치된 원판(1)을 향하여 개구된 액조(202)를 갖는다. 본 실시 형태에서는, 클리닝 위치에 배치된 원판(1)의 연직 하방에 클리닝 장치(100)가 대향하는 위치 관계로 되어 있기 때문에, 액조(202)는 연직 상방을 향하여 (원판(1)을 향하여) 개구되어 있다. 또한, 액조(202)는, 원판(1)의 축 방향(도 11에서 지면과 수직인 방향)의 전체 길이를 적어도 초과하는 길이를 갖고, 원판(1)의 곡률에 맞추어서 개구의 가장자리가 만곡되어 있다. 그리고, 개구의 가장자리가 클리닝 위치에 있는 원판(1)의 둘레면으로부터 일정 갭 이격된 위치 관계에서 원판(1)이 클리닝 위치에 대향 배치된다.
액조(202)의 바닥에는, 액조(202) 내에 후술하는 클리닝액 L을 유입시키기 위한 유입구(202a), 및 액조(202) 내로부터 클리닝액 L을 유출시키는 유출구(202b)가 형성되어 있다. 유입구(202a), 및 유출구(202b)는, 원판(1)의 축 방향으로 연장된 가늘고 긴 슬릿 형상으로 형성되고, 액조(202) 내를 유통하는 클리닝액 L이 원판(1)의 둘레면을 따라 일정 방향(원판(1)의 회전 방향과 역방향)으로 흐르도록 되어 있다. 또한, 유입구(202a), 및 유출구(202b)는, 축 방향으로 직경 5㎜∼10㎜ 정도의 파이프, 혹은 플렉시블 튜브를 복수개, 일정한 간격으로 배열시켜서 접속하고, 유입측에 배열한 파이프군으로부터 일정한 유량으로 공급된 액이, 유출측에 배열한 파이프군으로부터 순차적으로 배출됨으로써, 액조(202) 내에서 일정한 액류가 형성되는 구성이어도 된다(도시 생략).
즉, 유입구(202a)에는, 도시하지 않은 배관 및 밸브를 통하여 클리닝액 L을 수용한 탱크가 접속되어 있고, 도시하지 않은 펌프를 동작시킴으로써 제어 가능한 유량으로 탱크 내의 클리닝액 L을 액조(202)에 공급할 수 있도록 되어 있다. 또한, 유출구(202b)에는, 도시하지 않은 배관을 통하여 폐액 탱크가 접속되어 있고, 액조(202)로부터 배출된 클리닝액 L을 저장하도록 되어 있다. 또한, 폐액 탱크에 회수한 사용 완료된 클리닝액 L은, 현상제 입자가 제거되어 재사용에 제공되어도 된다.
또한, 액조(202) 내의 주연부 근방에는, 복수의 액 누설 방지 롤러(204)가 배치되어 있다. 도 27에서는, 2개의 액 누설 방지 롤러(204)를 대표적으로 도시하였지만, 원판(1)의 축 방향을 따른 양 끝측의 액조(202) 내에도 각각 마찬가지의 액 누설 방지 롤러가 설치되어도 된다. 각 액 누설 방지 롤러(204)는, 클리닝 위치에서 회전하는 원판(1)의 둘레면에 대하여 일정한 미소 갭을 두고 대향하는 위치에 위치 결정되어 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 각 액 누설 방지 롤러(204)를, 롤러 직경 20[㎜]의 금속 롤러로 하고, 50[㎛]±10[㎛] 정도의 갭을 두고 원판(1)의 둘레면에 대향시켜 위치 결정하였다.
그리고, 각 액 누설 방지 롤러(204)를 도시하는 화살표 r 방향으로 회전시킴으로써, 액조(202)의 가장자리와 원판(1)의 둘레면 사이의 갭으로부터 누설될 가능성이 있는 클리닝액에 액조(202)의 내측을 향하는 흐름을 생기게 하여, 스퀴즈 효과에 의해 액조(202)로부터의 액 누설을 방지하도록 하였다. 바꿔 말하면, 각 액 누설 방지 롤러(204)의 회전 방향 r은, 원판(1)과의 사이의 미소 갭에 개재되는 클리닝액을 액조(202)의 내측으로 보내는 방향으로 설정된다.
또한, 액조(202)의 중앙 저부에는, 원판(1)과의 사이에서 전계를 형성하기 위한 전극(206)이 고정적으로 부착되어 있다. 이 전극(206)은, 원판(1)의 둘레면과 대략 동일한 곡률로 원판(1)을 향하여 오목부를 이루도록 만곡되어 있고, 갭 조정 부재(208)를 통하여 액조(202)의 저부에 고정 설치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 전극(206)은, 0.5[㎜]의 두께를 갖는 니켈판의 표면에 5[㎛]의 두께로 금 도금을 실시하여 형성되고, 갭 조정 부재(208)의 두께를 조정함으로써 원판(1)의 둘레면과의 사이의 갭이 100[㎛]±20[㎛] 정도로 설정되어 있다. 또한, 전술한 바와 같이 전극(206)을 배치한 액조(202) 내를 유통하는 클리닝액 L로서는 아이소파 등이 이용된다.
이하, 상기 구조의 클리닝 장치(100)에 의한 클리닝 동작에 대해서, 도 28 내지 도 30을 참조하여 설명한다. 또한, 여기에서는, 클리닝 장치(100)의 주요부의 구조를 부분적으로 확대하여 도시하고, 원판(1)의 1개의 오목부(14a)에 주목하여 현상제 입자의 클리닝 동작을 설명한다.
원판(1)이 클리닝 장치(100)에 근접하여 대향하는 전술한 클리닝 위치로 이동된 후, 클리닝 장치(100)의 복수의 액 누설 방지 롤러(204)를 전술한 방향으로 회전하고, 이 상태에서, 도시하지 않은 펌프를 동작시켜 유입구(202a)를 통하여 액조(202) 내에 클리닝액 L을 공급한다. 이 때, 액조(202)의 유출구(202b)를 통하여 클리닝액 L을 유출하지 않고, 액조(202) 내에 클리닝액 L을 충전하여, 원판(1)과 전극(206) 사이를 클리닝액 L로 채운다. 이 상태를 도 28에 도시한다.
그리고, 도 28에 도시한 상태에서, 도시하지 않은 전원 장치를 통하여 액조(202) 내에 배치한 전극(206)에 -500[V]의 전압을 인가하여, 오목부(14a)의 바닥에 배치한 접지 전위의 금속 필름(12)(도전 부재)과의 사이에서 전계를 형성한다. 이에 의해, 도 28에 도시한 바와 같이 오목부(14a) 내에 유지되어 있었던 현상제 입자(토너 입자(55))가 도 29에 도시한 바와 같이 전극(206)에 흡착된다. 이 때, 현상제 입자는, 오목부(14a)와 전극(206) 사이에 채워진 클리닝액 L을 영동하여 전극(206)에 이른다.
이 후, 도 30에 도시한 바와 같이, 전극(206)에 인가하고 있었던 전압을 오프로 하여 전계를 소실시킨 상태에서, 원판(1)과 전극(206) 사이에 개재되어 있는 클리닝액 L을 유통시켜, 전극(206)에 흡착되어 있었던 현상제 입자를 씻어낸다. 이 때, 도시하지 않은 펌프가 동작되어 유입구(202a)를 통하여 클리닝액 L이 미리 정해진 유량으로 액조(202) 내에 공급되고, 오목부(14a)로부터 제거한 현상제 입자를 포함하는 클리닝액 L이 유출구(202b)를 통하여 유출된다.
이상과 같이, 본 실시 형태의 클리닝 장치(100)를 이용하면, 현상 프로세스를 실패한 후나 전사 프로세스를 실패한 후 등과 같이 비교적 다량의 현상제 입자가 원판(1)의 패턴 형상의 오목부(14a) 내에 남아 있는 경우라도, 원판(1)에 유지되어 있는 현상제 입자를 확실하게 클리닝할 수 있어, 통상의 클리닝 동작을 담당하는 클리너(8)와 비교하여 다량의 현상제 입자를 양호하게 클리닝할 수 있다. 예를 들면, 원판(1)의 패턴 형상의 오목부(14a)를 현상제 입자로 가득 채운 상태에서 본 실시 형태의 클리닝 장치(100)를 동작시킨 바, 클리닝 동작 종료 시점에서 오목부(14a)에 잔류하고 있었던 현상제 입자의 양은 0.01[%] 이하이었다.
또한, 전술한 실시 형태에서는, 클리닝 장치(100)에 의한 클리닝 동작 시에서 원판(1)과 클리닝 장치(100)의 상대적인 이동에 대해서는 언급하고 있지 않지만, 클리닝 동작 시에 도 27에 도시한 바와 같이 원판(1)을 화살표 R 방향으로 회전시켜도 되고, 회전시키지 않아도 된다. 원판(1)을 회전시키는 경우에는, 클리닝 장치(100)의 액조(202)에 대향하고 있는 원판(1)의 둘레면의 모든 영역에서 적어도 1회는 전술한 전계를 형성하여 소실시킬 필요가 있다. 혹은, 이 경우, 펄스 형상의 전계를 형성하여 클리닝액 L을 항상 흘리도록 하여도 된다.
또한, 원판(1)을 회전시키지 않는 경우에는, 클리닝 장치(100)의 액조(202)가 대향하고 있는 원판 둘레면의 영역의 클리닝이 종료된 후, 그 영역에 인접하는 영역에 액조(202)가 대향하도록 원판(1)을 간헐적으로 회전시켜 복수회에 걸쳐 클리닝 동작을 실시하게 된다. 이 경우, 원판(1)을 회전하는 거리는, 클리닝을 실시하는 인접하는 2개의 영역이 약간 오버랩되는 거리로 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 전술한 실시 형태에서는, 원판(1)의 클리닝 수단으로서 클리너(8)와 클리닝 장치(100)를 병용한 경우에 대해 설명하였지만, 이에 한하지 않고, 현상제 입자의 제거 능력이 높은 클리닝 장치(100)만을 이용하여도 된다.
또한, 전술한 실시 형태에서는, 클리닝 장치(100)에 의한 클리닝 동작을 실시할 때에, 원판(1)을 클리닝 위치로 이동시켜 클리닝 장치(100)의 상방에 배치하도록 하였지만, 클리닝 장치(100)의 배치 위치는 이에 한정되는 것이 아니며, 액 조(202)의 가장자리부와 원판 둘레면 사이의 액 누설을 확실하게 방지할 수 있으면, 현상 위치에 배치되어 있는 원판(1)의 둘레면에 클리닝 장치(100)를 배치하는 것도 가능하다.
도 31에는, 액 누설 방지 기능을 보다 높인 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 클리닝 장치(210)의 개략도를 도시하고 있다. 이 클리닝 장치(210)는, 반드시 도시한 바와 같이 개구를 상방으로 향하게 한 자세로 액조(202)를 배치할 필요는 없으며, 원판(1)에 대하여 어떠한 자세로 대향시키는 것도 가능하다.
이 클리닝 장치(210)는, 전술한 액 누설 방지 롤러(204) 대신에 액 누설을 방지하기 위한 고무 패킹(212)을 갖는 것 이외에, 전술한 제1 실시 형태의 클리닝 장치(100)와 대략 동일한 구조를 갖는다. 따라서, 마찬가지로 기능하는 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 붙이고 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 여기에서는, 전극(206)과 원판 둘레면 사이의 갭을 적정한 값으로 조정하기 위한 갭 조정 부재(208)의 도시를 생략하고 있다.
이 클리닝 장치(210)를 이용하는 경우, 원판(1)을 클리닝 위치로 이동시킨 도시한 상태에서 고무 패킹(212)의 단부가 원판(1)의 둘레면에 당접하는 위치 관계가 유지된다. 이 위치 관계는, 원판(1)에 대한 클리닝 장치(210)의 배치 상태가 변경된 경우에도 유지된다.
이 상태에서, 전술한 제1 실시 형태와 마찬가지로, 액조(202) 내에 클리닝액 L이 채워지고 원판(1)과 전극(206) 사이에서 전계가 형성되고, 원판(1)의 오목부(14a)에 부착되어 있었던 현상제 입자가 전극(206)에 흡착된다. 그리고, 전계를 소실시킨 후, 클리닝액 L을 액조(202) 내에서 유통시키고, 현상제 입자를 포함하는 클리닝액 L이 클리닝 장치(210)로부터 유출된다.
이상과 같이, 본 실시 형태에서도, 전술한 제1 실시 형태의 클리닝 장치(100)와 마찬가지로, 원판(1)에 잔류한 비교적 다량의 현상제 입자를 양호하게 클리닝할 수 있어, 해상도가 높은 고정밀의 패턴을 형성할 수 있다. 특히, 본 실시 형태의 클리닝 장치(210)를 이용하는 경우, 원판(1)과 클리닝 장치(210)를 상대적으로 이동시키는 일이 없기 때문에, 오목부(14a)에 재류한 현상제 입자가 건조되어 고착되어 있는 경우에 유효하게 기능한다.
예를 들면, 원판(1)과 클리닝 장치(210)의 전극(206) 사이에 전계를 형성하기 전에, 양자 사이를 채운 클리닝액 L을 유통시켜 오목부(14a) 내의 현상제 입자를 시간을 들여 양호하게 적심으로써, 오목부(14a)로부터 박리되기 쉽게 할 수 있다. 이 결과, 건조된 현상제 입자라도, 양호하게 클리닝할 수 있다.
도 32에는, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 클리닝 장치(220)의 개략도를 도시하고 있다. 이 클리닝 장치(220)는, 각 액 누설 방지 롤러(204)의 외측에 원판(1)의 둘레면에 당접하는 블레이드(222)를 구비하고, 또한 액조(202)를 2중 구조로 한 것 이외에, 전술한 제1 실시 형태의 클리닝 장치(100)와 대략 마찬가지의 구조를 갖기 때문에, 마찬가지로 기능하는 구성 요소에는 동일 부호를 붙이고 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 블레이드(222)는, JISA 경도 30∼90 정도의 수지에 의해 형성되어 있다.
유입구(202a)를 통하여 액조(202') 내에 유입된 클리닝액 L은, 대략 틀 형상 의 격벽(224)으로 구획된 내측 영역에 유입되고, 이 내측 영역의 더욱 내측에 배치된 복수의 액 누설 방지 롤러(204)에 의한 스퀴즈 효과에 의해 원판(1)의 둘레면과 전극(206) 사이가 채워진다. 이 후, 전술한 제1 실시 형태와 마찬가지로, 원판(1)과 전극(206) 사이에서 전계가 형성되어 소실되고, 전극(206)에 흡착된 현상제 입자가 클리닝액 L의 흐름에 의해 유출구(202b)를 통하여 클리닝 장치(220)로부터 유출된다.
이 때, 액 누설 방지 롤러(204)와 원판(1)의 둘레면 사이의 갭을 통하여 전술한 내측 영역을 채운 클리닝액 L이 외측으로 누설될 가능성이 있지만, 이와 같이 하여 누설된 클리닝액 L은, 블레이드(222)에 의해 긁어내어진다. 블레이드(222)에 의해 원판(1)의 둘레면으로부터 긁어내어진 클리닝액 L은, 액조(202')의 외측의 고리 형상의 영역에 회수되고, 폐액관(226)을 통하여 배출된다.
이상과 같이, 본 실시 형태에서도 전술한 제1 실시 형태의 클리닝 장치(100)와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있음과 함께, 클리닝 장치(100)와 비교하여 액 누설의 가능성을 낮게 할 수 있다.
도 33에는, 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 클리닝 장치(230)의 개략도를 도시하고 있다. 이 클리닝 장치(230)는, 원판(1)의 회전 방향 R을 따라서, 전술한 클리닝 장치(100)의 상류측에 프리 웨트 장치로서의 노즐(232)을 배치하고, 또한 회전 방향 R을 따라서 클리닝 장치(100)의 하류측에 제거 장치(234)를 배치한 구조를 갖는다.
노즐(232)은, 클리닝 장치(100)에 대향하기 전의 원판(1)의 둘레면의 영역을 미리 클리닝액으로 적시도록, 원판(1)의 둘레면에 클리닝액을 공급한다. 이 노즐(232)로서, 전술한 클리너(8)의 2유체 노즐을 채용하여도 된다. 이와 같이, 클리닝 장치(100)가 대향하기 전의 영역을 미리 클리닝액으로 적심으로써, 원판(1)의 오목부(14a)에 부착되어 있는 현상제 입자를 박리하기 쉽게 할 수 있어, 양호한 클리닝을 실시할 수 있다.
또한, 제거 장치(234)는, 클리닝 장치(100)를 통과한 원판(1)의 둘레면에 잔류하고 있는 클리닝액을 제거하도록 기능한다. 제거 장치(234)는, 원판(1)의 둘레면에 블레이드(236)를 당접시키고 그 외주면에 잔류하고 있는 클리닝액을 긁어내어, 긁어낸 클리닝액을 용기(238)에서 회수한다. 또한, 블레이드(236)는, JISA 경도 30∼90 정도의 수지에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하고, 본 실시 형태에서는, JISA 경도 60의 수지에 의해 형성되어 있다.
도 34에는, 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 클리닝 장치(240)의 개략도를 도시하고 있다. 이 클리닝 장치(240)는, 원판(1)의 회전 방향 R을 따라서 클리닝 장치(100)의 하류측에, 전술한 제거 장치(234) 대신에 제거 장치(242)를 갖는 점에서 제4 실시 형태의 클리닝 장치(230)와 다른 구조를 갖는다.
제거 장치(242)는, 전술한 제거 장치(234)와 마찬가지로, 클리닝 장치(100)를 통과한 원판(1)의 둘레면에 잔류하고 있는 클리닝액을 제거하도록 기능한다. 제거 장치(242)는, 원판(1)의 둘레면에 접촉하여 원판(1)의 회전 방향 R과 역방향으로 회전함으로써 둘레면에 부착된 클리닝액을 회수하는 스폰지 롤러(244), 스폰지 롤러(244)의 둘레면으로부터 클리닝액 등의 오염물을 긁어내는 스크레이 퍼(246), 및 스크레이퍼(246)에 의해 긁어낸 부착물을 회수하는 용기(248)를 갖는다.
스폰지 롤러(244)는, 평균 기공경이 20[㎛]∼400[㎛] 정도의 기포를 갖는 스폰지층을 갖고, 원판(1)의 둘레면에 남은 클리닝액을 부착시켜 회수한다. 본 실시 형태에서는, 평균 기공경이 200[㎛] 정도인 우레탄계의 스폰지 롤러(244)를 이용하였다. 스크레이퍼(246)는, 금속판에 의해 형성되어 있다.
이 클리닝 장치(240)에서도 전술한 제4 실시 형태의 클리닝 장치(230)와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있어, 원판(1)의 오목부(14a)에 남은 현상제 입자를 보다 확실하게 회수할 수 있다. 즉, 스폰지 롤러(244)가 원판(1)의 오목부(14a)의 형상을 모방하여 탄성 변형함으로써 오목부(14a)의 형상에 추종할 수 있고, 다수의 기포에 의해 클리닝액을 흡인하는 작용도 있다.
도 35에는, 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 클리닝 장치(250)의 개략도를 도시하고 있다. 또한, 도 36에는, 이 클리닝 장치(250)의 각 구성 부재에 부여하는 전압을 설명하기 위한 도면을 도시하고 있다. 이 클리닝 장치(250)는, 원판(1)의 회전 방향 R을 따라서 클리닝 장치(100)의 하류측에, 전술한 제거 장치(234) 대신에 제거 장치(252)를 갖는 점에서 전술한 제4 실시 형태의 클리닝 장치(230)와 다른 구조를 갖는다.
도 35에 도시한 바와 같이, 제거 장치(252)는, 전술한 제거 장치(234)와 마찬가지로, 클리닝 장치(100)를 통과한 원판(1)의 둘레면에 잔류하고 있는 클리닝액을 제거하도록 기능한다. 제거 장치(252)는, 중공 파이프(253)의 외측에 평균 기 포경 70㎛의 연포를 갖는 두께 7[㎜] 정도의 우레탄계 스폰지층(254)을 형성한 스폰지 롤러(255)를 갖는다. 이 스폰지 롤러(255)는, 스폰지층(254)의 둘레면이 원판(1)의 둘레면에 접촉하도록 위치 결정되어 배치되며, 원판(1)의 회전 방향 R과 역방향으로 회전한다.
스폰지층(254)은, JIS-C 경도가 30 정도이고, 체적 저항률이 103[Ω·㎝]∼1011[Ω·㎝], 본 실시 형태에서는 109[Ω·㎝]이며, 또한 평균 기포경이 20[㎛]∼200[㎛], 본 실시 형태에서는 70[㎛]의 재료에 의해 형성되어 있고, 중공 파이프(253)에 접속된 도시하지 않은 흡인 펌프를 동작시킴으로써 그 둘레면에 부압을 생기게 하도록 되어 있다. 즉, 스폰지 롤러(255)에 의해 원판(1)으로부터 회수된 클리닝액은, 대략 중공 파이프(253)를 통하여 회수된다.
그리고, 스폰지 롤러(255)의 둘레면에 약간 남은 클리닝액(현상제 입자를 포함함)이 스폰지 롤러(255)에 전접한 클리닝 롤러(256)에 의해 제거된다. 클리닝 롤러(256)는, 알루미늄제의 중공 파이프의 표면에 양극 산화 처리에 의해 두께 6[㎛] 정도의 알루마이트층을 형성하여 구성되어 있다.
또한，클리닝 롤러(256)의 둘레면에 부착된 부착물은, 블레이드(257)에 의해 긁어내어져 용기(258)에서 회수된다. 블레이드(257)는, JIS-A 경도 80 정도이며, 300% 모듈러스 300kgf/㎠의 두께 1[㎜]의 우레탄계 고무에 의해 형성되어 있다.
도 36에 도시한 바와 같이, 전술한 제거 장치(252)의 각 구성 부재에는, 적절한 전압이 인가된다. 즉, 원판(1)의 도시하지 않은 금속 필름이 접지되고, 전원 장치(262)를 통하여 스폰지 롤러(255)에 -300[V]의 전압이 인가되고, 전원 장치(264)를 통하여 클리닝 롤러(256)에 -500[V]의 전압이 인가된다. 이와 같이, 현상제 입자의 이동 방향을 따라서 서서히 전위가 낮아지도록 각 구성 부재에 전압을 인가함으로써, 원판(1)에 남은 현상제 입자를 전기적으로 효과적으로 이동시킬 수 있어, 현상제 입자의 제거 효율을 더욱 높일 수 있다.
도 37에는, 본 발명의 제11 실시 형태에 따른 클리너(60)의 개략도를 도시하고 있다. 클리너(60)는, 원판(1)의 표면을 향하여 개구된 케이스(61)를 갖는다. 이 케이스(61)는, 원판(1)으로부터 제거한 현상제 입자를 포함하는 클리닝액을 회수하는 용기로서도 기능한다.
케이스(61) 내에는, 2계통의 노즐(62, 63), 이들 노즐을 원판(1)의 회전 방향 R을 따라서 도면 중 상하 사이에 끼우는 위치에 배치된 2개의 액 차폐 롤러(64, 64), 이들 2개의 롤러의 더욱 외측에 배치된 2매의 액 차폐판(65, 65), 이들 구성 요소(62∼65)로부터 원판(1)의 회전 방향을 따라서 하류측에 배치된 흡인 스폰지 롤러(66), 클리닝 롤러(67), 및 블레이드(68)가 설치되어 있다.
도면 중 상방에 배치된 한쪽의 계통의 노즐(62)은, 원판(1)의 회전 방향(도면 중 화살표 R 방향)을 향하여 도면 중 상방으로 경사져서 배치되어 있고, 그 선단이 케이스(61)의 개구를 통하여 원판(1)의 표면에 대향하도록 위치 결정되어 있다. 또한, 다른 쪽의 계통의 노즐(63)은, 원판(1)의 회전 방향 R에 대하여 도면 중 하방으로 경사져서 배치되어 있고, 그 선단이 케이스(61)의 개구를 통하여 원판(1)의 표면에 대향하도록 위치 결정되어 있다.
또한, 각 계통의 노즐(62, 63)은, 원판(1)의 회전 방향 R을 가로지르는 원판(1)의 축 방향을 따라서 여기에서는 도시하지 않은 복수개의 노즐을 각각 구비하고 있다. 이들 복수개의 노즐은, 원판(1)의 축 방향으로도 경사져서 배치되어 있다. 또한, 복수개의 노즐의 기단부에는, 액 공급 파이프가 접속되어 있고, 이 액 공급 파이프를 통하여 클리닝액을 공급하여 각 노즐의 선단으로부터 원판(1)에 분무하도록 되어 있다.
2계통의 노즐(62, 63)을 상하 사이에 끼우는 위치에 배치된 2개의 액 차폐 롤러(64)는, 샤프트에 우레탄계 고무를 둘러 감은 구조를 갖고, 각각, 원판(1)의 축 방향 길이를 적어도 초과하는 길이를 가지며, 그 둘레면이 케이스(61)의 개구를 통하여 원판(1)의 표면에 접촉하도록 위치 결정되어 있다. 그리고, 각 액 차폐 롤러(64)는, 원판(1)의 회전에 대하여 둘레를 따라, 노즐(62, 63)로부터 분무되는 클리닝액의 비산을 방지하도록 기능한다.
또한，2개의 액 차폐 롤러(64)의 더욱 외측에 배치된 2매의 액 차폐판(65)도, 원판(1)의 축 방향 길이를 적어도 초과하는 길이를 갖고, 액 차폐 롤러(64)에 의해 다 차폐할 수 없었던 비산한 클리닝액을 차폐하도록 기능한다. 이들 액 차폐판(65)은, 아크릴계 수지에 의해 형성되며, 각각, 원판(1)의 표면에 대하여 약간의 갭을 두고 이격된 위치에 배치되어 있다.
이들 액 차폐 롤러(64), 및 액 차폐판(65)을 설치함으로써, 노즐(62, 63)을 통하여 분무한 클리닝액이 원판(1)의 다른 영역으로 비산하여 원판(1)을 오염시키는 것을 방지할 수 있다.
흡인 스폰지 롤러(66)는, 원판(1)의 축 방향 길이를 적어도 초과하는 길이를 갖고, 케이스(61)의 개구를 통하여 그 외주면이 원판(1)의 표면에 접촉하도록 위치 결정되어 배치되어 있다. 이 흡인 스폰지 롤러(66)는, 원판(1)의 회전 방향 R과 역방향으로 회전하고, 그 외주면을 원판(1)의 표면에 섭접시킨다.
흡인 스폰지 롤러(66)의 외주면에는, 클리닝 롤러(67)의 외주면이 전접되어 있다. 또한，클리닝 롤러(67)의 외주면에는, 블레이드(68)의 선단이 당접하여 배치되어 있다.
보다 상세하게는, 각 계통의 노즐(62, 63)은, 고압으로 액체를 분사하는 복수개의 1유체 노즐을 각각 원판(1)의 축 방향으로 병설하여 구성되어 있고, 각 노즐이 클리닝액을 일정 압력으로 원판(1)의 표면을 향하여 분사하도록 되어 있다. 본 실시 형태에서는, 클리닝액으로서, 액체 현상제를 구성하는 절연성 액체를 이용하였다. 이와 같이, 액체 현상제를 구성하는 용매를 클리닝액으로서 이용함으로써, 원판(1)의 오목부(14a) 내에 클리닝액이 잔류한 경우에 프로세스에 지장을 초래하는 일이 없다. 바꿔 말하면, 클리닝액으로서는, 원판(1)에 잔류한 경우에 프로세스에 영향을 미치지 않는 액체를 선택할 필요가 있다.
각 노즐로부터 고압으로 분사되는 클리닝액은, 확산하여, 원판(1)의 회전 방향 및 축 방향에 대하여 경사진 방향으로부터 분무된다. 이에 의해, 원판(1)의 다수의 사각형의 오목부(14a)에 대하여 경사진 방향으로부터 클리닝액을 분무하는 것이 가능하게 되고, 특히 오목부(14a)의 각부에 부착된 토너 입자(55)를 확실하게 박리시킬 수 있다.
흡인 스폰지 롤러(66)는, 중공의 샤프트(66a)의 주위에 스폰지층(66b)을 형성하여 구성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 스폰지층(66b)은, JIS-C 경도가 50 정도이고, 체적 저항률이 109[Ω·㎝]이며, 또한 평균 기포경이 50[㎛]인 연포를 갖는 도전성 우레탄 재료에 의해 형성되어 있다.
또한, 샤프트(66a)의 스폰지층(66b)에 대향하는 부위에는 도시하지 않은 다수의 흡기 구멍이 형성되어 있다. 그런데, 샤프트(66a)에 접속된 흡인 펌프(69)에 의해 샤프트(66a)의 다수의 흡기 구멍으로부터 공기를 흡인하면, 스폰지층(66b)의 표면에 부압이 생겨, 스폰지층(66b)에 토너 입자(55)를 포함하는 클리닝액이 흡인 되도록 되어 있다.
흡인 펌프(69)에 의해 흡인된 클리닝액은, 도시하지 않은 액 회수 파이프를 통하여 도시하지 않은 폐액 탱크에 회수된다. 폐액 탱크에 회수된 사용 완료된 클리닝액은, 현상제 입자가 제거되어 재사용에 제공되어도 된다.
또한, 흡인되지 않고 스폰지층(66b)의 표면에 남은 토너 입자(55)는, 흡인 스폰지 롤러(66)와 역방향(도면 중 화살표 방향)으로 회전하는 클리닝 롤러(67)에 의해 제거된다. 본 실시 형태에서는, 클리닝 롤러(67)는, 알루미늄제의 중공 파이프의 표면에 양극 산화 처리에 의해 두께 6[㎛] 정도의 알루마이트층을 형성하여 구성되어 있다.
그리고, 클리닝 롤러(67)의 표면에 부착된 토너 입자(55)는, 블레이드(68)에 의해 긁어내어져 떨어뜨려진다. 본 실시 형태에서는, 블레이드(68)는, JIS-A 경도 75 정도이며, 300[%] 모듈러스 300[kgf/㎠]의 두께 2[㎜]의 우레탄계 고무에 의해 형성되어 있다.
즉, 전술한 흡인 스폰지 롤러(66)의 표면은, 클리닝 롤러(67) 및 블레이드(68)에 의해, 항상 청정한 상태로 유지되어, 원판(1)의 클리닝 성능을 높이고 있다.
또한, 전술한 흡인 스폰지 롤러(66)와 클리닝 롤러(67)에는, 적절한 전압이 인가되어 있다. 즉, 원판(1)의 금속 필름이 접지되고, 흡인 스폰지 롤러(66)에 -300[V]의 전압이 인가되고, 클리닝 롤러(67)에 -500[V]의 전압이 인가된다. 이와 같이, 현상제 입자의 이동 방향을 따라서 서서히 전위가 낮아지도록 각 구성 부재에 전압을 인가함으로써, 원판(1)에 남은 현상제 입자를 전기적으로 효과적으로 이동시킬 수 있어, 현상제 입자의 제거 효율을 더욱 높일 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제7 실시 형태에 따른 클리닝 장치(300)에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 도 38에는, 이 클리닝 장치(300)의 동작을 제어하는 제어계의 블록도를 도시하고 있다.
이 클리닝 장치(300)는, 예를 들면, 각 색의 패턴상의 현상을 실패하여 원판(1)의 오목부(14a)에 비교적 다량의 현상제 입자가 부착되어 있는 경우, 혹은 각 색의 패턴상의 전사를 실패하여 오목부(14a)에 비교적 다량의 현상제 입자가 부착되어 있는 경우 등, 통상보다 다량의 현상제 입자를 원판(1)으로부터 제거할 필요가 있는 경우에 이용된다. 바꿔 말하면, 전술한 클리너(8)(대표적으로 설명함)로는 원판(1)에 부착된 현상제 입자를 충분히 제거하지 못할 가능성이 있을 때에 이 용된다. 또한, 원판(1)에 잔류한 현상제 입자의 양은, 도 1에 도시한 검출기(11)에 의해 검출할 수 있다.
예를 들면, 현상 프로세스를 실패한 경우, 패턴 형성 장치(10)의 제어부(90)(도 38 참조)는, 검출기(11)를 통하여, 원판(1)에 부착되어 있는 현상제 입자의 양을 검출하고, 이 잔류한 현상제 입자의 양이 기준값을 초과하고 있는 것을 판단한 경우, 전사 프로세스로 이행하기 전에, 클리닝 장치(100)의 컨트롤러(91)(제어 장치)에 커맨드를 송신하여 원판(1)을 클리닝하는 모드를 선택한다. 즉, 클리닝 장치(100)는, 클리너(8)에 의한 통상의 클리닝 동작과는 별도로 원판(1)을 별도의 처리에 의해 클리닝하는 경우에 이용된다. 또한, 검출기(11), 제어부(90), 및 컨트롤러(91)는, 본 발명의 검출 장치로서 기능한다.
이 클리닝 장치(300)에 의한 원판(1)의 클리닝을 실행할지의 여부의 판단은, 제어부(90)에 의해, 예를 들면 이하에 설명하는 2가지의 방법에 의해 이루어진다. 즉, 원판(1)에 원하지 않게 부착된 현상제 입자의 양이 일정 기준을 초과하고 있는 경우에는 클리닝 장치(300)를 이용하여 원판(1)을 클리닝하는 모드가 선택되고, 현상제 입자의 양이 일정 기준을 하회하는 경우에는 통상대로 클리너(8)를 이용하여 원판(1)을 클리닝하는 모드가 선택된다.
예를 들면, 원판(1)의 패턴 형상의 오목부(14a)를 현상하는 현상제 입자가 형광체 입자인 경우, 제어부(90)는, 검출기(11)를 통하여, 임의의 특정한 샘플로 되는 오목부(14a) 내에 부착되어 있는 형광체 입자에 자외광을 조사하여 그 여기광을 검출한다. 그리고, 제어부(90)는, 미리 검출기(11)를 통하여 검출한 정상 시의 기준 광량과 검출한 여기광의 광량을 비교함으로써, 원판(1)에 잔류한 형광체 입자의 양이 기준값을 초과하고 있는지의 여부를 판단한다.
혹은, 제어부(90)는, 검출기(11)의 도시하지 않은 카메라 등을 통하여, 샘플로 되는 오목부(14a)의 화상을 검출하고, 미리 검출해 둔 기준 화상과 비교함으로써 오목부(14a)에 부착되어 있는 현상제 입자의 양이 기준값을 초과하고 있는지의 여부를 판단한다. 이 경우, 예를 들면 도 39에 도시한 바와 같이, 현상제 입자가 부착되어 있지 않은 상태의 오목부(14a)의 화상으로부터 그 개구의 면적을 기준값 S1(도 39a)로서 미리 산출해 두고, 모드를 선택할 때에, 검출한 화상으로부터 그 오목부(14a)에 부착되어 있는 현상제 입자의 점유 면적 S2(도 39b)를 연산하여 기준값 S1과 비교함으로써 현상제 입자의 부착 정도를 판단할 수 있다. 구체적으로는, 상기의 S1, S2가 하기 식을 충족하는 경우에는 클리닝 장치(300)를 이용하지 않고 클리너(8)에 의한 클리닝 모드가 선택되고, 하기 식으로부터 벗어난 경우에 클리닝 장치(300)에 의한 클리닝 모드가 선택된다.
0.6<S2/S1<1.4
즉, 패턴 형성 장치(10)의 제어부(90)에 의해 클리닝 모드가 선택된 경우, 제어부(90)는, 도시하지 않은 이동 기구를 동작시켜, 원판(1)을 클리닝 장치(300)의 상방의 클리닝 위치로 이동한다. 이 때, 원판(1)의 이동의 방해로 되는 클리너(8), 건조기(4), 제전기(9), 대전기(2) 등의 각 프로세스 유닛은, 원판(1)의 이동 경로로부터 도시하지 않은 퇴피 위치로 퇴피된다. 혹은, 이들 프로세스 유닛은, 원판(1)의 이동과 함께 일체적으로 이동된다. 또한, 여기에서는, 원판(1)을 클리닝 위치로 이동시키는 이동 기구나 각 프로세스 유닛을 퇴피시키는 퇴피 기구에 대해서는, 도시 및 그 설명을 생략한다.
또한, 패턴 형성 장치(10)의 동작 불량이나 긴급 정지 시에는, 부착된 현상제 입자가 일정 기준을 초과하여 장시간, 원판(1) 상에 머물러 있는 경우가 있고, 이와 같은 경우, 점착성을 갖는 현상제의 성질상, 통상의 클리닝 모드로는 클리닝할 수 없는 경우가 있다. 이와 같은 상황에 대응하기 위해서, 제어부(90)에는 현상 공정 후, 혹은, 전사 공정 후부터, 클리닝 동작으로 이행할 때까지의 시간을 카운트하는 기구를 구비하고(도시 생략), 일정 기준 시간을 초과한 경우, 혹은 긴급 정지 상태로부터 복귀한 시점에서, 클리닝 장치(300)를 이용하여 원판(1)을 클리닝하는 모드가 선택되는 설정을 구비하여도 된다.
여기에서, 본 실시 형태의 클리닝 장치(300)의 구성에 대해서 설명한다.
도 40에 도시한 바와 같이, 클리닝 장치(300)는, 도시한 클리닝 위치에 배치된 원판(1)을 향하여 개구된 액조(302)를 갖는다. 본 실시 형태에서는, 클리닝 위치에 배치된 원판(1)의 연직 하방으로 클리닝 장치(300)가 대향하는 위치 관계로 되어 있기 때문에, 액조(302)는 연직 상방을 향하여(원판(1)을 향하여) 개구되어 있다. 또한, 액조(302)는, 원판(1)의 축 방향(도 40에서 지면과 수직인 방향)의 전체 길이를 적어도 초과하는 길이를 갖고, 원판(1)의 곡률에 맞추어 개구의 가장자리가 만곡되어 있다. 그리고, 개구의 가장자리가 클리닝 위치에 있는 원판(1)의 둘레면으로부터 일정 갭 이격된 위치 관계에서 원판(1)이 클리닝 위치에 대향 배치된다.
액조(302)는, 원판(1)의 회전 방향 R을 따라서 내측의 조(槽)와 외측의 2조(槽)의 합계 3조로 간이적으로 나누어져 있다. 액조(302)의 내조(302a)의 바닥에는, 액조(302) 내에 후술하는 클리닝액 L을 유입시키기 위한 유입구(303), 및 내 조(302a) 내로부터 클리닝액 L을 유출시키는 유출구(304)가 형성되어 있다. 유입구(303), 및 유출구(304)는, 원판(1)의 축 방향으로 연장된 가늘고 긴 슬릿 형상으로 형성되고, 액조(302) 내를 유통하는 클리닝액 L이 원판(1)의 둘레면을 따라서 일정 방향(원판(1)의 회전 방향과 역방향)으로 흐르도록 되어 있다.
즉, 유입구(303)에는, 도시하지 않은 배관 및 밸브(92)(도 38 참조)를 통하여 클리닝액 L을 수용한 탱크가 접속되어 있고, 펌프(93)(도 38)를 동작시킴으로써 제어 가능한 유량으로 탱크 내의 클리닝액 L을 내조(302a)에 공급할 수 있도록 되어 있다. 또한，유출구(304)에는, 도시하지 않은 배관을 통하여 폐액 탱크가 접속되어 있고, 내조(302a)로부터 배출된 클리닝액 L을 저장하도록 되어 있다. 또한, 폐액 탱크에 회수한 사용 완료된 클리닝액 L은, 현상제 입자가 제거되어 재사용에 제공되어도 된다.
또한，내조(302a)의 주연부 근방에는, 복수의 액 누설 방지 롤러(305)가 배치되어 있다. 도 40에서 도시한 2개의 액 누설 방지 롤러(305)는, 내조(302a)와 외조(302b)를 구획하는 벽부(302c)에 대략 접촉하도록 2개의 외조(302b) 내에 각각 수용 배치되어 있다. 도 40에서는, 2개의 액 누설 방지 롤러(305)를 도시하였지만, 원판(1)의 축 방향을 따른 양 끝측에도 각각 액 누설 방지용의 아크릴판 등을 이용한 액 차폐판이 설치되어도 된다.
각 액 누설 방지 롤러(305)는, 클리닝 위치에서 회전하는 원판(1)의 둘레면에 대하여 일정한 미소 갭을 두고 대향하는 위치에 위치 결정되어 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 각 액 누설 방지 롤러(305)를, 롤러 직경 20[㎜]의 금속 롤러로 하고, 50[㎛]±10[㎛] 정도의 갭을 두고 원판(1)의 둘레면에 대향시켜 위치 결정하였다.
그리고, 모터(94)(도 38 참조)를 회전시켜 각 액 누설 방지 롤러(305)를 도시하는 화살표 r 방향으로 회전시킴으로써, 내조(302a)의 가장자리에 있는 벽부(302c)와 원판(1)의 둘레면 사이의 갭으로부터 외조(302b)에 누설될 가능성이 있는 클리닝액 L에 내조(302a)의 내측을 향하는 흐름을 생기게 하여, 스퀴즈 효과에 의해 내조(302a)로부터 외조(302b)로의 액 누설을 방지하도록 하였다. 바꿔 말하면, 각 액 누설 방지 롤러(305)의 회전 방향 r은, 원판(1)과의 사이의 미소 갭에 개재되는 클리닝액을 내조(302a)의 내측으로 보내는 방향으로 설정된다. 또한, 전술한 바와 같이 클리닝 장치(300) 내를 흐르는 클리닝액 L로서는 아이소파 등이 이용된다. 또한, 전술한 각 구성 요소(302, 303, 304, 305, 92, 93, 94)는, 본 발명의 액류 장치로서 기능한다.
액조(302)의 외측으로서 저면 대략 중앙에는, 원판(1)에 유지되어 있는 현상제 입자에 작용시키는 초음파를 발생시키기 위한 복수의 압전 소자(306)가 나란히 부착되어 있다. 이들 압전 소자(306)는, 각각, 직경 45[㎜], 높이 60[㎜]의 대략 원주형의 도전성 재료에 의해 형성된 케이스 내에 압전체를 수용 배치하여 구성되고, 내조(302a)의 대략 전체면을 커버하도록 병설되어 있다. 복수의 압전 소 자(306)는, 도 38에 도시한 바와 같이, 전원 장치(95)에 접속되고, 컨트롤러(91)의 제어에 의해, 원하는 주파수 및 인가 전압을 갖는 초음파를 발생시키는 본 발명의 초음파 장치로서 기능한다. 또한, 원판(1)에 대향하는 내조(302a)의 저부는, 초음파의 감쇠를 방지하기 위해, 금속판 등의 도전성 부재로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
복수의 압전 소자(306)로부터 발생된 초음파는, 원판(1)의 표면과의 사이의 미소 갭을 채운 클리닝액 L을 통과하는 초음파 요동장을 생기게 하여, 원판(1)의 오목부(14a)에 충전된 토너 입자(55) 사이에 클리닝액 L을 단시간에 효과적으로 침투시킨다. 이에 의해, 비교적 다량의 토너 입자(55)가 오목부(14a) 내에 잔류하고 또한 시간이 지나서 고착된 경우라도, 오목부(14a)의 각부까지 클리닝액 L을 신속하게 또한 충분히 침투시킬 수 있어, 토너 입자(55)를 신속하게 불린 상태로 할 수 있고，클리닝액 L을 흘림으로써, 오목부(14a)로부터 토너 입자(55)를 용이하게 또한 확실하게 박리할 수 있다.
이하, 상기 구조의 클리닝 장치(300)에 의한 클리닝 동작에 대해서, 도 41에 도시하는 플로우차트와 함께, 도 42 내지 도 44에 도시하는 동작 설명도를 참조하여 설명한다. 또한, 여기에서는, 클리닝 장치(300)의 주요부의 구조를 부분적으로 확대하여 도시하고, 원판(1)의 1개의 오목부(14a)에 주목하여 현상제 입자의 클리닝 동작을 설명한다.
패턴 형성 장치(10)의 제어부(90)에서 클리닝 장치(300)에 의한 클리닝 모드가 선택되면(스텝1; 예), 원판(1)이 클리닝 장치(300)에 근접하여 대향하는 전술한 클리닝 위치로 이동된다(스텝2). 이 때, 제어부(90)는, 검출기(11)를 통하여 원판(1)에 잔류하고 있는 토너 입자(55)의 양을 검출하고, 미리 설정한 임계값과 비교하여 동작 모드를 선택한다.
이 후, 클리닝 장치(300)의 컨트롤러(91)는, 복수의 액 누설 방지 롤러(304)를 전술한 방향으로 회전하고(스텝3), 밸브(92)를 열고 펌프(93)를 동작시켜, 유입구(303)를 통하여 액조(302) 내에 클리닝액 L을 공급한다. 이 때, 액조(302)의 유출구(304)를 통하여 클리닝액 L을 유출하지 않고, 액조(302) 내에 클리닝액 L을 충전하여, 액조(302)를 클리닝액 L로 채운다(스텝4). 이 상태를 도 42에 도시한다.
그리고, 컨트롤러(91)는, 스텝4에서 원판(1)의 표면을 클리닝액 L로 채운 상태에서, 전원 장치(95)를 제어하여 복수의 압전 소자(306)에 1[㎾] 정도의 전력을 공급하고, 45[㎑] 정도의 초음파 요동장을 클리닝액 L 중에 발생시킨다(스텝5). 이 때, 발생시키는 초음파의 주파수, 인가 전압, 및 인가 시간은, 컨트롤러(91)가 전원 장치(95)를 제어함으로써 임의로 변경할 수 있고, 검출기(11)를 통하여 검출되는 잔류 토너 입자의 양이나 경과 시간 등에 따라서 원하는 값으로 설정할 수 있다.
스텝5에서 초음파가 발생되면, 도 43에 도시한 바와 같이, 원판(1)의 오목부(14a) 내에 클리닝액 L이 양호하게 침투하여, 오목부(14a)로부터 토너 입자(55)가 벗겨져 떨어진다. 즉, 초음파의 영향에 의해, 오목부(14a) 내에서 고착된 토너 입자(55) 사이에 클리닝액 L이 효과적으로 또한 단시간에 침입함과 함께, 액 중에서 토너 입자(55)에 강제 진동이 가해짐으로써, 도 43에 도시한 바와 같이 클리닝 액 L 중에 토너 입자(55)가 부유하는 상태로 된다.
이 상태에서, 컨트롤러(91)는, 펌프(93)를 동작시켜 미리 정해진 유량으로 클리닝액 L을 액조(302) 내에서 유통시키고, 액조(302) 내의 클리닝액 L과 함께 오목부(14a)로부터 벗겨져 떨어져 클리닝액 L 중을 부유하고 있는 토너 입자(55)를 유출구(304)를 통하여 유출시킨다(스텝6). 이 상태를 도 44에 도시한다. 이상의 동작에 의해 원판(1)에 유지된 토너 입자(55)가 클리닝된다.
또한, 스텝6에서 클리닝액 L을 흘릴 때, 압전 소자(306)에 의해 발생되는 초음파 요동장은 소실시킨 상태로 하여도 되지만, 잔류 토너(55)를 보다 효율적으로 오목부(14a)로부터 제거하기 위해서는, 초음파 요동장이 형성된 상태를 유지한 채 클리닝액 L을 흘리는 것이 바람직하다.
이상과 같이, 본 실시 형태의 클리닝 장치(300)를 이용하면, 현상 프로세스를 실패한 후나 전사 프로세스를 실패한 후 등과 같이 비교적 다량의 현상제 입자가 원판(1)의 패턴 형상의 오목부(14a) 내에 남아 고착되어 있는 경우라도, 원판(1)에 유지되어 있는 현상제 입자를 확실하게 또한 신속하게 클리닝할 수 있다. 이 때문에, 본 실시 형태의 클리닝 장치(300)를 패턴 형성 장치(10)에 내장함으로써, 해상도가 높은 고정밀의 패턴을 안정적으로 형성할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 클리닝 장치(300)에 의하면, 통상의 클리닝 동작을 담당하는 클리너(8)와 비교하여 다량의 현상제 입자를 양호하게 클리닝할 수 있다. 예를 들면, 원판(1)의 패턴 형상의 오목부(14a)를 현상제 입자로 가득 채운 상태에서 본 실시 형태의 클리닝 장치(300)를 동작시킨 바, 클리닝 동작 종료 시점에서 오목부(14a)에 잔류하고 있었던 현상제 입자의 양은 0.01[%] 이하이었다. 특히, 본 실시 형태의 클리닝 장치(300)는, 시간이 경과하여 오목부(14a) 내에 잔류한 현상제 입자가 고착하게 된 경우에 유효하며, 초음파의 영향에 의해 현상제 입자를 불려서 박리할 수 있다.
여기에서, 도 45 내지 도 47를 참조하여, 본 실시 형태의 클리닝 장치(300)와 같이 초음파를 이용한 경우에서의 토너 입자(55)의 세정 효과에 대해서 더욱 상세하게 고찰한다. 도 45에는, 초음파의 주파수와 세정 지수의 관계를 그래프로 하여 나타내고 있다. 또한, 도 46에는, 세정 지수의 계산 방법에 대해서 설명하기 위한 도면을 도시하고 있다. 또한, 도 47에는, 초음파의 주파수와 원판(1)에의 데미지의 관계를 조사한 결과를 표로 하여 나타내고 있다.
도 45에 도시한 예에서는, 원판(1)의 오목부(14a) 내에 토너 입자(55)를 충전한 샘플을 준비하고, 또한 용매(54)를 증발시켜 건조시킨 가혹한 조건을 만들고, 인가하는 초음파의 주파수를 변화시켜 원판(1)을 세정한 각 경우에서의 오목부(14a)의 세정 지수 S3을 측정하였다. 또한, 여기에서는, 오목부(14a)에 충전하는 토너 입자(55)로서, 입경이 2∼10[㎛]의 분포를 갖는 A 입자와, 입경이 1[㎛] 이하인 B 입자를 준비하고, 각각의 입자에 대해서 세정 지수 S3을 측정하였다.
세정 지수 S3이란, 오목부(14a)의 세정 상태를 나타내는 수치이며, 본 실시 형태에서는, 도 46에 도시한 바와 같이, 토너 입자(55)가 전혀 부착되어 있지 않은 오목부(14a)의 개구 면적을 S1로 하고, 세정 후에 검출기(11)에 의해 검출한 오목부(14a)에 토너 입자(55)가 잔류한 영역의 면적을 S2로 한 경우, S3=1-(S2/S1)로 정의하였다. 또한, 도 46에는, 세정 지수 S3이 0.8인 경우를 예시하고 있다.
세정 지수 S3의 측정 시에, 전술한 바와 같이, 준비한 원판(1)의 표면을 클리닝액 L로 채우고, 이 상태에서 20초간 압전 소자(306)를 동작시켜 다양한 주파수를 갖는 초음파를 인가하고, 클리닝액 L을 흘린 후, 검출기(11)를 통하여 원판(1)의 오목부(14a)에 잔류한 토너 입자(55)의 면적 S2를 검출하였다. 그리고, 미리 측정한 오목부(14a)의 개구 면적 S1을 이용하여, A 입자, B 입자 각각에 대하여, 초음파의 주파수를 변화시킨 경우에서의 세정 지수 S3을 산출하였다. 또한, 세정 지수 S3이 0.95를 초과한 경우에 다음 공정의 패턴 형성에 영향을 미치지 않는 것을 확인하였다.
도 45에 그 결과를 나타내는 바와 같이, A 입자에 대해서는 초음파의 주파수를 100[㎑] 이하로 한 경우에 세정 지수 S3이 0.95를 초과하는 양호한 수치를 나타내는 것을 알 수 있고, B 입자에 대해서는 초음파의 주파수를 200[㎑] 이하로 한 경우에 세정 지수 S3이 0.95를 초과하는 양호한 수치를 나타내는 것을 알 수 있었다. 즉, A 입자, B 입자 모두, 특정한 주파수 이하의 초음파를 인가한 경우에, 다음 공정에 대한 영향을 허용할 수 있는 양호한 세정을 실시할 수 있는 것을 알 수 있었다.
또한, 초음파의 주파수와 원판(1)에 대한 데미지의 관계를 조사한 바, 도 47에 나타내는 바와 같이, 초음파의 주파수 대역에 따라서는 원판(1)에 대한 데미지가 심각한 것으로 될 가능성이 있는 것을 알 수 있었다. 이 때문에, 전술한 각 입자에 대한 세정 시에 적절한 초음파의 주파수로서, 이 심각한 데미지를 줄 가능성 이 있는 주파수 대역은 제외해야만 한다. 즉, A 입자에 대한 적절한 주파수는, 28[㎑]∼100[㎑], 보다 바람직하게는 40[㎑]∼100[㎑]이라고 할 수 있고, B 입자에 대한 적절한 주파수는, 28[㎑]∼200[㎑], 보다 바람직하게는 40[㎑]∼200[㎑]이라고 할 수 있다.
이상과 같이, 현상제 입자의 클리닝에 초음파를 이용하는 경우, 입자경에 따른 최적의 초음파의 주파수의 범위가 있고, 이 범위 내에서 현상제 입자에 초음파를 인가함으로써, 양호한 클리닝이 가능하게 되는 것을 알 수 있었다.
또한, 전술한 실시 형태에서는, 원판(1)에 잔류한 현상제 입자에 대하여 특정한 주파수를 갖는 초음파를 인가하는 경우에 대해 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 주파수가 서로 다른 복수종의 초음파를 조합하여 인가할 수도 있다. 이 경우, 예를 들면, 28[㎑], 40[㎑], 75[㎑]의 3종류의 초음파를 동시에 인가함으로써, 위치에 따른 요동장의 강약의 차를 작게 할 수 있어, 원판(1)의 전체면에 걸쳐 균일한 클리닝을 실시할 수 있다.
또한, 인가하는 초음파의 주파수를 시간적으로 변화시킬 수도 있다. 예를 들면, 전술한 입경이 비교적 큰 A 입자에 대한 클리닝 시에서, 초음파를 인가하는 초기 단계에서 28[㎑] 정도의 주파수로 하여 현상제 입자에 가해지는 요동력을 크게 하여 세정 효율을 향상시키고, 그 후, 적절한 타이밍에서 주파수를 45[㎑] 정도로 절환함으로써 원판(1)에의 데미지를 저감시키도록 하여도 된다.
또한, 초음파를 인가하는 파워를 시간적으로 변화시킬 수도 있다. 예를 들면, 전술한 A 입자에 대한 클리닝 시에서, 초음파를 인가하는 초기 단계에서 비교 적 큰 전압을 압전 소자(306)에 인가하여 현상제 입자에 가해지는 요동력을 크게 하고, 그 후, 적절한 타이밍에서 인가 전압을 내림으로써, 원판(1)에 대한 데미지 저감과, 세정 효율의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 전술한 실시 형태에서는, 원판(1)을 클리너(8)로 클리닝한 후에 검출기(11)에 의해 잔류한 현상제의 양을 검출하여 클리닝 장치(300)를 1회만 동작시키는 경우에 대해 설명하였지만, 클리닝 장치(300)를 1회 동작시킨 후, 원판(1)에 잔류한 현상제의 양을 재차 검출하고, 세정 지수 S3이 0.95 미만인 경우에는, 다음의 패턴 형성을 행하지 않고, 다시 한번 클리닝 장치(300)에 의한 클리닝을 실시하도록 하여도 된다. 이 경우, 1회째의 클리닝 동작과 2회째의 클리닝 동작을 동일한 조건에서 실시할 수도 있지만, 예를 들면, 2회째의 클리닝 동작 시에는, 1회째의 클리닝 동작 시보다, 초음파의 인가 시간을 연장하거나, 압전 소자(306)에 인가하는 전압을 올리거나 하여도 된다. 또한, 세정 지수 S3에 따라서 초음파의 인가 시간이나 인가 전압을 임의로 변경하도록 프로그램하여도 된다.
그런데, 전술한 실시 형태에서는, 클리닝 장치(300)에 의한 클리닝 동작 시에서 원판(1)과 클리닝 장치(300)의 상대적인 이동에 대해서는 언급하고 있지 않지만, 클리닝 동작 시에 도 40에 화살표 R로서 나타내는 바와 같이 원판(1)을 회전시켜도 되고, 회전시키지 않아도 된다. 원판(1)을 회전시키는 경우에는, 클리닝 장치(300)의 액조(302)에 대향하고 있는 원판(1)의 둘레면의 모든 영역에서 적어도 1회는 전술한 초음파를 인가할 필요가 있다. 또한，이 경우, 클리닝액 L을 항상 흘리면서 초음파를 계속해서 인가하여도 된다.
또한, 원판(1)을 회전시키지 않는 경우에는, 클리닝 장치(300)의 액조(302)가 대향하고 있는 원판 둘레면의 영역의 클리닝이 종료된 후, 그 영역에 인접하는 영역에 액조(302)가 대향하도록 원판(1)을 간헐적으로 회전시켜 복수회에 걸쳐 클리닝 동작을 실시하게 된다. 이 경우, 원판(1)을 회전하는 거리는, 클리닝을 실시하는 인접하는 2개의 영역이 약간 오버랩되는 거리로 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 전술한 실시 형태에서는, 원판(1)의 클리닝 수단으로서 클리너(8)와 클리닝 장치(300)를 병용한 경우에 대해 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 도 48에 도시한 바와 같이, 클리너(8)를 패턴 형성 장치(10)의 구성 요소로부터 떼어내어, 현상제 입자의 제거 능력이 높은 클리닝 장치(300)만을 이용하도록 하여도 된다.
또한, 전술한 실시 형태에서는, 클리닝 장치(300)에 의한 클리닝 동작을 실시할 때에, 원판(1)을 클리닝 위치로 이동시켜 클리닝 장치(300)의 상방에 배치하도록 하였지만, 클리닝 장치(300)의 배치 위치는 이에 한정되는 것이 아니며, 액조(302)의 연부와 원판 둘레면 사이의 액 누설을 확실하게 방지할 수 있으면, 현상 위치에 배치되어 있는 원판(1)의 둘레면에 클리닝 장치(300)를 배치하는 것도 가능하다. 즉, 액조(302)는, 반드시 개구를 상방으로 향하게 한 자세로 배치할 필요는 없고, 예를 들면, 전술한 액 누설 방지 롤러(305) 대신에 액 누설을 방지하기 위한 고무 패킹(도시 생략) 등을 이용함으로써, 액 누설 방지 기구를 보다 높임으로써, 클리너(8)의 위치에 클리닝 장치(300)를 배치할 수도 있다.
또한, 전술한 실시 형태에서는, 원판(1)을 클리닝 장치(300)의 개구에 근접 대향시킨 후에, 액조(302) 내에 클리닝액 L을 공급하여 원판(1)의 표면을 클리닝액 L로 채우도록 하였지만, 이 전의 단계에서, 원판(1)의 표면을 클리닝액 L에 의해 미리 적셔 두는 방법도 생각된다. 이에 의해, 원판(1)에 유지되어 있는 현상제 입자가 경시적으로 굳어져 말라 있는 경우라도, 현상제 입자를 미리 적심으로써 불릴 수 있어, 현상제 입자를 더욱 효율적으로 제거할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제8 실시 형태에 따른 클리닝 장치(310)에 대해서, 도 49 및 도 50을 참조하여 설명한다. 도 49에는 클리닝 장치(310)의 개략 구조를 도시하고 있고, 도 50에는 클리닝 장치(310)의 제어계의 블록도를 도시하고 있다. 이 클리닝 장치(310)는, 액조(302)의 바닥에 잔류 토너 전사 전극(311)(이하, 간단히 전사 전극(311)이라고 칭함)을 갖는 것 이외에, 전술한 제7 실시 형태에 따른 클리닝 장치(300)와 대략 동일한 구조를 갖기 때문에, 여기에서는 마찬가지로 기능하는 구성 요소에는 동일 부호를 붙이고 그 상세한 설명을 생략한다.
전사 전극(311)은, 액조(302)의 저부에서 복수의 압전 소자(306)와 원판(1) 사이에 배치되고, 액조(302)의 저부의 대략 전체면을 커버하는 크기를 갖는다. 또한, 전사 전극(311)은, 원판(1)의 곡률에 맞추어 원판(1)을 향하여 오목부를 이루도록 만곡되어 있다. 본 실시 형태에서는, 전사 전극(311)은, 대략 0.5[㎜]의 두께를 갖는 니켈판의 표면에 5[㎛]의 두께로 금 도금을 실시하여 형성되고, 원판(1)의 둘레면과의 사이의 갭이 100[㎛]±20[㎛] 정도로 설정되어 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 내조(302a)의 저부는 초음파의 감쇠를 방지하기 위해서 금속판 등의 도전성 부재로 구성되어 있는 것이 바람직한데, 전사 전극(311)은, 절연성 접착제 등 을 통하여 내조(302a)의 저부에 고정(상세 도시 생략)되어 있고, 전사 전극(311)과 내조(302a)는 전기적으로 절연되어 있는 것은 물론이다.
또한, 전사 전극(311)에는, 도 50에 도시한 바와 같이, 전원 장치(312)가 접속되어 있다. 그런데, 본 실시 형태에서는, 전원 장치(312)를 통하여 전사 전극(311)에 예를 들면 -500[V]의 전압을 인가하여, 오목부(14a)의 바닥에 배치한 접지 전위의 금속 필름(12)(여기에서는 도시 생략)과의 사이에서 전계를 형성하도록 하였다.
이하, 상기 구조의 클리닝 장치(310)에 의한 동작에 대해서, 도 51에 도시하는 플로우차트와 함께 도 52 내지 도 56에 도시하는 동작 설명도를 참조하면서 설명한다. 또한, 여기에서는, 주요부의 구조를 부분적으로 확대하여 도시하고, 원판(1)의 1개의 오목부(14a)에 주목하여 현상제 입자의 클리닝 동작을 설명한다.
패턴 형성 장치(10)의 제어부(90)에서 클리닝 장치(310)에 의한 클리닝 모드가 선택되면(스텝1; 예), 원판(1)이 클리닝 장치(310)에 근접하여 대향하는 전술한 클리닝 위치로 이동된다(스텝2). 이 때, 제어부(90)는, 검출기(11)를 통하여 원판(1)에 잔류하고 있는 토너 입자(55)의 양을 검출하고, 미리 설정한 임계값과 비교하여 동작 모드를 선택한다.
이 후, 클리닝 장치(310)의 컨트롤러(91)는, 복수의 액 누설 방지 롤러(305)를 전술한 방향으로 회전하고(스텝3), 밸브(92)를 열고 펌프(93)를 동작시켜, 유입구(303)를 통하여 액조(302) 내에 클리닝액 L을 공급한다. 이 때, 액조(302)의 유출구(304)를 통하여 클리닝액 L을 유출하지 않고, 액조(302) 내에 클리닝액 L을 충 전하여, 액조(302)를 클리닝액 L로 채운다(스텝4). 이 상태를 도 52에 도시한다.
그리고, 컨트롤러(91)는, 스텝4에서 원판(1)의 표면을 클리닝액 L로 채운 상태에서, 전원 장치(95)를 제어하여 복수의 압전 소자(306)에 1[㎾] 정도의 전력을 공급하고, 45[㎑] 정도의 초음파 요동장을 클리닝액 L 중에 발생시킨다(스텝5). 이 때, 발생시키는 초음파의 주파수, 인가 전압, 및 인가 시간은, 컨트롤러(91)가 전원 장치(95)를 제어함으로써 임의로 변경할 수 있고, 검출기(11)를 통하여 검출되는 잔류 토너 입자의 양이나 경과 시간 등에 따라서 원하는 값으로 설정할 수 있다.
스텝5에서 초음파가 발생되면, 도 53에 도시한 바와 같이, 원판(1)의 오목부(14a) 내에 클리닝액 L이 양호하게 침투하여, 오목부(14a)로부터 토너 입자(55)가 벗겨져 떨어진다. 즉, 초음파의 영향에 의해, 오목부(14a) 내에서 고착된 토너 입자(55) 사이에 클리닝액 L이 효과적으로 또한 단시간에 침입함과 함께, 액 중에서 대전한 토너 입자(55)에 강제 진동이 가해짐으로써, 도 53에 도시한 바와 같이 클리닝액 L 중에 토너 입자(55)가 부유하는 상태로 된다.
이 상태에서, 컨트롤러(91)는, 전원 장치(312)를 통하여 전사 전극(311)에 -500[V] 정도의 전압을 인가하여, 원판(1)의 오목부(14a)에 있는 금속 필름(12)과의 사이에서 전계를 형성한다(스텝6). 이 상태를 도 54에 도시한다. 이에 의해, 오목부(14a) 내에 부유하고 있었던 현상제 입자는, 오목부(14a)와 전사 전극(311) 사이에 채워진 클리닝액 L 중을 영동하여 전사 전극(311)에 흡착된다. 이 상태를 도 55에 도시한다.
이 후, 컨트롤러(91)는, 적절한 타이밍에서 전원 장치(312)를 오프로 하여 전사 전극(311)의 전위를 금속 필름(12)과 동일하게 하고, 스텝6에서 형성한 전계를 소실시킨다(스텝7). 그리고, 컨트롤러(91)는, 펌프(93)를 동작시켜 미리 정해진 유량으로 클리닝액 L을 액조(302) 내에서 유통시키고, 액조(302) 내의 클리닝액 L과 함께 전사 전극(311)에 흡착되어 있었던 토너 입자(55)를 유출구(304)를 통하여 유출시킨다(스텝8). 이 상태를 도 56에 도시한다. 이상의 동작에 의해 원판(1)에 유지된 토너 입자(55)가 클리닝된다.
또한, 스텝8에서 클리닝액 L을 흘릴 때, 압전 소자(306)에 의해 발생되는 초음파 요동장 및 전사 전극(311)에 의해 형성되는 전계는 소실시킨 상태로 하였지만, 초음파 요동장을 형성한 채, 전사 전극(311)에 펄스 형상의 전압을 인가하여 전계의 형성 및 소실을 반복하도록 하여도 된다.
이상과 같이, 본 실시 형태의 클리닝 장치(310)를 이용하면, 현상 프로세스를 실패한 후나 전사 프로세스를 실패한 후 등과 같이 비교적 다량의 현상제 입자가 원판(1)의 패턴 형상의 오목부(14a) 내에 남아 고착되어 있는 경우라도, 원판(1)에 유지되어 있는 현상제 입자를 확실하게 또한 신속하게 클리닝할 수 있다. 이 때문에, 본 실시 형태의 클리닝 장치(310)를 패턴 형성 장치(10)에 내장함으로써, 해상도가 높은 고정밀의 패턴을 안정적으로 형성할 수 있다.
특히, 본 실시 형태의 클리닝 장치(310)에서는, 초음파 요동장 외에 전계를 형성하도록 하였기 때문에, 초음파에 의해 오목부(14a)로부터 박리된 현상제 입자를 전사 전극(311)에 적극적으로 흡착시킬 수 있어, 오목부(14a)에 잔류한 현상제 입자를 보다 효율적으로 클리닝할 수 있다.
또한, 여기에서는, 클리닝액 L로서, 절연성 용매 단체를 이용하였지만, 절연성 용매에 적량의 나프텐산 지르코늄 등의 금속 비누분을 보조적으로 첨가하고, 클리닝액에 도전성을 부여함으로써, 잔류한 현상제 입자의 대전 특성을 높이고, 보다 전계 인가의 효과를 높임으로써, 오목부(14a)로부터 박리된 현상제 입자를 전사 전극(311)에 적극적으로 흡착시킬 수 있다. 이 경우, 금속 비누의 첨가량을, 0.1 중량% 이하로 함으로써, 클리닝액 L이 원판(1)의 표면에 잔류한 경우라도, 다음 현상 공정에 영향을 주지 않는 것이 확인되었다.
다음으로, 전술한 제8 실시 형태의 클리닝 장치(310)의 구성을 구비한 제1 변형예에 따른 클리닝 장치(320)에 대해서, 도 57 내지 도 60을 참조하여 설명한다. 또한，이하에 설명하는 각 변형예 및 제9 실시 형태에서, 전술한 제7 및 제8 실시 형태의 클리닝 장치(300, 310)와 마찬가지로 기능하는 구성 요소에는 동일 부호를 붙이고 그 상세한 설명을 생략한다. 또한，이하에 설명하는 각 변형예에서의 클리닝 장치(310)는 제7 실시 형태의 클리닝 장치(300)로 치환할 수도 있다.
도 57에 도시한 바와 같이, 클리닝 장치(320)는, 전술한 제8 실시 형태의 클리닝 장치(310)의 구성 외에, 프리 웨트 장치로서 기능하는 노즐(321), 및 제거 장치(322)를 갖는다. 노즐(321)은 클리닝 장치(310)에 대하여 원판(1)의 회전 방향(화살표 R 방향) 상류측에 배치되고, 제거 장치(322)는 클리닝 장치(310)의 하류측에 배치되어 있다.
노즐(321)은, 클리닝 장치(310)를 통과하기 전의 원판(1)의 표면에 클리닝액 을 공급하여 그 표면을 미리 적시도록 기능한다. 이와 같이, 클리닝 장치(310)를 통과하기 전에, 원판(1)의 표면을 미리 적심으로써, 원판(1)의 오목부(14a)에 부착되어 있는 현상제 입자를 부드럽게 풀 수 있어, 클리닝 장치(310)에 의한 클리닝 효과를 높일 수 있다. 예를 들면, 노즐(321)로서, 전술한 클리너(8)의 고압 1유체 노즐을 채용하여도 된다.
제거 장치(322)는, 원판(1)의 표면에 당접하는 블레이드(323)와, 블레이드(323)에 의해 표면으로부터 제거된 클리닝액을 회수하기 위한 트레이(324)를 구비하고 있다. 이 제거 장치(322)는, 클리닝 장치(310)를 통과한 원판(1)의 표면에 잔류하고 있는 클리닝액을 제거하도록 기능한다. 즉, 제거 장치(322)는, 원판(1)의 표면에 블레이드(323)를 당접시켜 그 표면에 잔류하고 있는 클리닝액을 긁어내고, 긁어낸 클리닝액을 트레이(324)에서 회수한다. 또한, 블레이드(323)는, JISA 경도 30∼90 정도의 수지에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하고, 본 변형예에서는, JISA 경도 60의 수지에 의해 블레이드(323)를 형성하였다.
이하, 상기 구조의 클리닝 장치(320)에 의한 동작에 대해서 설명한다. 또한, 이 클리닝 장치(320)에 내장된 클리닝 장치(310)에 의한 동작은 전술한 제8 실시 형태에서 설명한 동작과 동일하기 때문에, 여기에서는 그 상세한 설명을 생략한다.
우선, 원판(1)의 회전 방향 상류측에서, 원판(1)의 표면이 노즐(321)을 통하여 공급되는 클리닝액에 의해 적셔진다. 이 때, 노즐(321)은, 원판(1)의 회전 방향을 가로지르는 축 방향의 전체 길이를 커버하는 영역에 클리닝액을 공급하고, 원 판(1)의 표면 전체를 클리닝액으로 적신다. 이에 의해, 원판(1)의 오목부(14a)에 잔류한 토너 입자(55)가 불려져 부드럽게 된다. 이 상태를 도 58에 도시한다.
이 후, 원판(1)의 적셔진 표면의 영역이 클리닝 장치(310)에 통과되고, 전술한 바와 같이, 압전 소자(306)를 통하여 발생되는 초음파 요동장, 및 전사 전극(311)에 의해 형성되는 전계에 의해, 오목부(14a) 내에 잔류한 토너 입자(55)가 박리되어 클리닝액 L 중을 영동하게 되고, 전사 전극(311)에 흡착된다. 이 상태를 도 59에 도시한다.
그리고, 전계를 소실시킨 후, 초음파 요동장을 형성한 채, 클리닝액 L을 연속적으로 유통시킨다. 이에 의해, 클리닝액 L 중에 부유하고 있었던 토너 입자(55)와, 전사 전극(311)에 흡착되어 있었던 토너 입자(55)가 유출된다. 이 상태를 도 60에 도시한다.
또한 그 후, 원판(1)의 표면이 제거 장치(322)에 통과되어, 그 표면에 잔류한 클리닝액 L이 제거된다. 이 때, 원판(1)의 표면에 잔류한 클리닝액 L은, 블레이드(323)에 의해 긁어내어져, 트레이(324)에 모여진 후, 도시하지 않은 배액관을 통하여 배출된다. 원판(1)의 표면에 당접하는 블레이드(323)는, 원판(1)의 회전 방향 R을 가로지르는 축 방향을 따른 전체 길이를 커버하는 길이를 갖고, 원판(1)의 표면 전체에 섭접하도록 되어 있다.
이상과 같이, 본 비교예에 따른 클리닝 장치(320)에 의하면, 전술한 제8 실시 형태의 클리닝 장치(310)와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있음과 함께, 클리닝 영역을 통과하기 전의 원판(1)의 표면을 미리 클리닝액 L로 적시도록 하였기 때문 에, 시간이 지나서 고착된 상태의 토너 입자(55)라도 미리 불려서 부드럽게 할 수 있어, 클리닝 성능을 보다 높일 수 있다. 또한, 본 비교예에 의하면, 클리닝 후의 원판(1)의 표면에 부착된 클리닝액 L을 적극적으로 제거하도록 하였기 때문에, 다음 프로세스에의 영향을 대략 없앨 수 있다.
다음으로, 제2 비교예에 따른 클리닝 장치(330)에 대해서, 도 61을 참조하여 설명한다. 또한, 이 클리닝 장치(330)는 원판(1)의 회전 방향 R을 따라서 클리닝 장치(310)의 하류측에, 전술한 제거 장치(322) 대신에 제거 장치(331)를 갖는 점에서 제1 변형예의 클리닝 장치(320)와 다른 구조를 갖는다.
제거 장치(331)는, 전술한 제거 장치(322)와 마찬가지로, 클리닝 장치(310)를 통과한 원판(1)의 표면에 잔류하고 있는 클리닝액 L을 제거하도록 기능한다. 제거 장치(331)는, 원판(1)의 표면에 접촉하여 원판(1)의 회전 방향 R과 역방향으로 회전함으로써 표면에 부착된 클리닝액 L을 회수하는 스폰지 롤러(332), 스폰지 롤러(332)의 둘레면으로부터 클리닝액 등의 오염물을 긁어내는 스크레이퍼(333), 및 스크레이퍼(333)에 의해 긁어낸 부착물을 회수하는 용기(334)를 갖는다.
스폰지 롤러(332)는, 평균 기공경이 20[㎛]∼400[㎛] 정도의 기포를 갖는 스폰지층을 갖고, 원판(1)의 표면에 남은 클리닝액을 부착시켜 회수한다. 본 비교예에서는, 평균 기공경이 200[㎛] 정도인 우레탄계의 스폰지 롤러(332)를 이용하였다. 스크레이퍼(333)는, 금속판에 의해 형성되어 있다.
이 클리닝 장치(330)에서도 전술한 제1 비교예의 클리닝 장치(320)와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있어, 원판(1)의 오목부(14a)에 남은 현상제 입자를 보다 확실하게 회수할 수 있다. 즉, 스폰지 롤러(332)가 원판(1)의 오목부(14a)의 형상을 모방하여 탄성 변형함으로써 오목부(14a)의 형상에 추종할 수 있고, 다수의 기포에 의해 클리닝액을 흡인하는 작용도 있다.
다음으로, 제3 변형예에 따른 클리닝 장치(340)에 대해, 도 62 및 도 63을 참조하여 설명한다. 도 62에는 클리닝 장치(340)의 개략 구성을 도시하고 있고, 도 63에는 클리닝 장치(340)의 각 구성 요소에 부여하는 전압에 대해 설명하기 위한 도면을 도시하고 있다. 이 클리닝 장치(340)는, 원판(1)의 회전 방향 R을 따라서 클리닝 장치(310)의 하류측에, 전술한 제거 장치(322) 대신에 제거 장치(341)를 갖는 점에서 전술한 클리닝 장치(320)와 다른 구조를 갖는다.
도 62에 도시한 바와 같이, 제거 장치(341)는, 전술한 제거 장치(322)와 마찬가지로, 클리닝 장치(310)를 통과한 원판(1)의 표면에 잔류하고 있는 클리닝액을 제거하도록 기능한다. 제거 장치(341)는 중공 파이프(342)의 외측에 평균 기포경 70㎛의 연포를 갖는 두께 7[㎜] 정도의 우레탄계 스폰지층(343)을 형성한 흡인 스폰지 롤러(344)를 갖는다. 이 흡인 스폰지 롤러(344)는, 스폰지층(343)의 둘레면이 원판(1)의 표면에 접촉하도록 위치 결정되어 배치되고, 원판(1)의 회전 방향 R과 역방향으로 회전한다.
스폰지층(343)은, JIS-C 경도가 30 정도이고, 체적 저항률이 103[Ωㆍ㎝]∼1011[Ωㆍ㎝], 본 실시 형태에서는 109[Ωㆍ㎝]이며, 또한 평균 기포경이 20[㎛]∼200[㎛], 본 실시 형태에서는 70[㎛]의 재료에 의해 형성되어 있고, 중공 파이 프(342)에 접속한 도시하지 않은 흡인 펌프를 동작시킴으로써 그 둘레면에 부압을 생기게 하도록 되어 있다. 즉, 흡인 스폰지 롤러(344)에 의해 원판(1)으로부터 회수된 클리닝액은, 대략 중공 파이프(342)를 통하여 회수된다.
그리고, 흡인 스폰지 롤러(344)의 둘레면에 약간 남은 클리닝액(현상제 입자를 포함함)이 흡인 스폰지 롤러(344)에 전접한 클리닝 롤러(345)에 의해 제거된다. 클리닝 롤러(345)는, 알루미늄제의 중공 파이프의 표면에 양극 산화 처리에 의해 두께 6[㎛] 정도의 알루마이트층을 형성하여 구성되어 있다.
또한, 클리닝 롤러(345)의 둘레면에 부착된 부착물은, 블레이드(346)에 의해 긁어내어져 용기(347)에서 회수된다. 블레이드(346)는, JIS-A 경도 80 정도이고, 300％ 모듈러스 300kgf/㎠의 두께 1[㎜]의 우레탄계 고무에 의해 형성되어 있다.
도 63에 도시한 바와 같이, 전술한 제거 장치(341)의 각 구성 부재에는, 적절한 전압이 인가된다. 즉, 원판(1)의 여기에서는 도시하지 않은 금속 필름이 접지되고, 도시하지 않은 전원 장치를 통하여 흡인 스폰지 롤러(344)에 -300[V]의 전압이 인가되고, 클리닝 롤러(345)에 -500[V]의 전압이 인가된다. 이와 같이, 현상제 입자의 이동 방향을 따라서 서서히 전위가 낮아지도록 각 구성 부재에 전압을 인가함으로써, 원판(1)에 남은 현상제 입자를 전기적으로 효과적으로 이동시킬 수 있어, 현상제 입자의 제거 효율을 더욱 높일 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이 제8 실시 형태의 클리닝 장치(320, 330, 340)에서는, 클리닝액 L의 제거 장치가 설치되어 있으므로, 금속 비누의 첨가량을 0.3 중량％ 정도까지 높인 도전성 클리닝액을 이용하여, 보다 전계 인가의 효과를 높이고, 클리닝 효과를 높인 공정으로 클리닝을 행할 수 있다. 이 경우, 제거 장치에 의해 확실하게 클리닝액 L의 제거를 행할 수 있기 때문에, 다음 현상 공정에의 영향을 방지할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제9 실시 형태에 따른 클리닝 장치(350)에 대해, 도 64 내지 도 68을 참조하여 설명한다.
도 64에 도시한 바와 같이, 클리닝 장치(350)는, 원판(1)의 회전 방향 R을 따라 상류측으로부터, 액 공급 노즐(351)(프리 웨트 장치), 전처리 유닛(352)(초음파 장치), 및 분무 제거 유닛(353)(분무 장치)을 갖는다. 또한, 전처리 유닛(352)과 분무 제거 유닛(353) 사이에는 2매의 액 차폐판(354, 354)이 배치되고, 분무 제거 유닛(353)의 하류측에는 1매의 액 차폐판(355)이 배치되어 있다. 이들 액 차폐판(354, 355)은, 예를 들면 아크릴판에 의해 형성되고, 원판(1)의 축 방향 전체 길이를 커버하는 길이를 갖고, 클리닝액 L이 비산하여 다른 영역을 오염시키는 것을 방지하도록 기능한다.
액 공급 노즐(351)은, 원판(1)의 회전 방향 R을 가로지르는 축 방향을 따라서 다수 배치되고, 원판(1)의 표면 전체에 균일한 양으로 클리닝액 L을 공급할 수 있도록 되어 있다. 액 공급 노즐(351)을 통하여 원판(1)의 표면에 공급된 클리닝액 L은, 이하에 설명하는 전처리 유닛을 경유하여 2매의 액 차폐판(354)의 사이를 통과하여 배출된다.
전처리 유닛(352)은 축 방향으로 가늘고 긴 사각형 틀 형상의 금속제 케이스(361), 원판(1)의 금속 필름(여기에서는 도시 생략) 사이에서 전계를 형성하기 위한 전사 전극(362), 및 원판(1)의 표면에 초음파를 부여하기 위한 복수의 압전 소자(363)를 갖는다. 전사 전극(362)은, 절연성의 접착제를 이용하여, 케이스(361)가 원판(1)의 표면에 대향하는 면에 접착되어 있고, 복수의 압전 소자(363)는, 절연성을 갖는 접착제(364)를 이용하여, 케이스(361)의 원판(1)측의 내면에 접착 고정되어 있다.
보다 상세하게는, 케이스(361)는, 원판(1)의 축 방향(도 64에서 지면과 수직인 방향)의 전체 길이를 적어도 초과하는 길이를 가진 중공의 금속 케이스이며, 내부에 복수의 압전 소자(363)를 축 방향으로 나란히 수납하고 있다. 또한, 전사 전극(362)은, 원판(1)과 약 0.1∼1㎜의 간극 대향한 위치에 배치되고, 액 공급 노즐(351)로부터 이 간극에 클리닝액 L을 유입시킴으로써, 양자간에 클리닝액 L을 충전시킨 상태에서, 원판(1)과 전사 전극(362) 사이에 전계와 초음파 요동장을 형성하도록 되어 있다.
분무 제거 유닛(353)은 2계통의 노즐을 배열한 노즐 어레이(365), 노즐을 사이에 두고 대향하는 한쌍의 액 차폐 롤러(366)를 갖는다. 또한, 분무 제거 유닛(353)은, 클리닝에 사용한 클리닝액 L을 회수하기 위한 액 받이 트레이(367)를 갖는다. 액 받이 트레이(367)는, 전술한 전처리 유닛(352)을 통해 흘려진 클리닝액 L도 회수한다. 액 공급 노즐(351)과 노즐 어레이(365)에는, 공통의 클리닝액 탱크(도시 생략)로부터 액 공급 파이프(368)를 통하여 클리닝액 L이 공급되어 있다. 액 받이 트레이(367)로부터의 회수액은 폐액 탱크에 저장되고, 필터 장치를 통하여 현상제 미립자를 제거한 후, 다시 클리닝액 탱크로 되돌려져, 클리닝액으로 서 재이용된다(도시 생략).
도면 중의 액 공급 노즐(351)과 노즐 어레이(365)에 이용되는 노즐은, 모두 고압 1유체 노즐이고, 액 공급 노즐(351)은 액압 0.2∼1.0[㎫]로 원판(1)의 클리닝 영역을 향하여 클리닝액을 분사한다. 노즐 어레이(365)는, 원판(1)의 회전 방향 R에 대해, 순방향과 역방향으로 약간 경사진 2계통의 노즐 어레이이며, 각각 액압 0.2∼2.0[㎫] 정도의 압력으로 원판(1)의 클리닝 영역을 향하여 클리닝액 L을 분무한다.
또한, 한쌍의 액 차폐 롤러(366)는, 샤프트에 우레탄계 고무를 둘러 감은 구조를 갖고, 원판(1)의 표면에 접촉된 상태에서, 노즐 어레이(365)를 회전 방향 R을 따라 끼워서 대향하는 위치에 배치되어 있다. 각 액 차폐 롤러(366)는, 원판(1)의 축 방향 전체 길이를 커버하는 길이를 갖고, 원판(1)의 회전 이동에 수반하여 둘레를 따라 회전한다. 이와 같이 하여, 액 차폐 롤러(366)는, 고압으로 분사되는 2개의 노즐 어레이(365)로부터의 클리닝액 L이 다른 영역으로 비산하여 원판(1)을 오염시키는 것을 방지하도록 기능한다.
이하, 상기 구조의 클리닝 장치(350)에 의한 클리닝 동작에 대해 설명한다.
우선, 액 공급 노즐(351)을 통하여 원판(1)의 표면에 클리닝액 L이 공급된다. 이 때, 공급된 클리닝액 L은, 전처리 유닛(352)의 전사 전극(362)과 원판(1)의 표면 사이의 갭을 채우고, 도 65에 도시한 바와 같이, 원판(1)의 오목부(14a)에 부착 잔류한 토너 입자(55)가 프리 웨트 상태로 된다. 클리닝액 L은, 또한 원판(1)과 전사 전극(362)의 사이를 유통하고, 2매의 액 차폐판(354)의 사이를 통과 하여 액 받이 트레이(367)에 회수된다.
다음으로, 상기한 바와 같이 클리닝액 L이 전사 전극(362)과 원판(1) 사이에 충전된 상태에서, 전처리 유닛(352)을 통하여, 원판(1)과 전사 전극(362) 사이에 전계를 형성하고, 또한 초음파 요동장을 형성한다. 즉, 복수의 압전 소자(363)에 3[㎾] 정도의 전압을 인가하여, 45[㎑] 정도의 초음파 요동장을 형성시키고, 동시에 전사 전극(362)에 -500[V] 정도의 전압을 인가하여, 금속 필름(12)(도전 부재)과의 사이에서 전계를 형성한다. 이에 의해, 오목부(14a) 내에 부착되어 있었던 토너 입자(55)를 박리시키고, 그 일부를 전사 전극(362)측에 흡착시킬 수 있다.
특히, 오목부(14a)의 토너 입자(55)가 건조하여 강고하게 부착되어 있는 경우에는, 액 공급 노즐(351)을 통하여 프리 웨트액 L을 공급하는 것만으로는, 도 66에 도시한 바와 같이, 오목부(14a)의 저부까지 클리닝액 L을 충분히 침투시킬 수 없다. 즉, 액 공급 노즐(351)을 통하여 클리닝액 L을 원판(1)의 표면에 공급하는 것만으로는, 액 침투부와 액 미침투부로 나뉘어지게 된다.
이 때문에, 본 실시 형태와 같이, 클리닝액 L을 통과하는 초음파를 인가함으로써, 도 67에 도시한 바와 같이, 단시간에 충분히 클리닝액 L을 오목부(14a)의 저부까지 침투시킬 수 있어, 액 중에서의 토너 입자(55)의 요동에 의해, 토너 입자(55)의 오목부(14a) 저부로부터의 박리와, 입자끼리의 박리가 용이하게 된다. 또한, 이 상태에서, 전사 전극(362)과 원판(1) 사이에서 전계를 형성함으로써, 클리닝액 L 중을 부유하고 있는 일부의 토너 입자(55)를 클리닝액 L과 함께 액 받이 트레이(367)에 흘릴 수 있다.
또한, 원판(1)의 회전 방향 R을 따라 전처리 유닛(352)의 하류측에 배치된 분무 제거 유닛(353)을 통하여, 원판(1)의 표면에 잔류한 토너 입자(55)에 클리닝액 L을 분무하여, 특히 오목부(14a) 내에 부착된 토너 입자(55)를 클리닝한다. 이 때, 분무 제거 유닛(353)은, 도 68에 도시한 바와 같이, 오목부(14a)에 잔류하고 있는 토너 입자(55)에 2방향(도면 중 화살표 방향)의 고압의 액류를 분무하여, 오목부(14a)의 구석에 잔류한 토너 입자(55)를 날려 버리도록 클리닝한다. 이에 의해, 오목부(14a)에 잔류하고 있었던 토너 입자(55)를 대략 완전하게 원판(1)으로부터 제거할 수 있다.
또한, 전술한 전처리 유닛(352)에서, 전계의 작용에 의해 전사 전극(362)에 일단 흡착된 토너 입자(55)는, 전계를 소실시킨 상태에서 계속해서 액 공급 노즐(351)로부터의 액 공급을 받음으로써, 전사 전극(362) 표면으로부터 씻겨 내려진다(도시 생략). 이 때, 초음파 요동장은, 보다 세정 효과를 높이기 위해 형성한 채의 상태로 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시 형태에서는, 케이스(361)는 SUS제이며, 전사 전극(362)은, 두께 1[㎜]의 SUS판을, 접착제를 통하여, 케이스(361)에 고정적으로 부착되어 있다. 또한, 각 압전 소자(363)는, 직경 45[㎜], 높이 60[㎜] 정도의 원주 형상 케이스 내에 압전체를 수납한 소자이며, 전사 전극(362) 전체면에 걸쳐서 복수개 배치되고, 접착제층(364)을 개재하여, 케이스(361)에 고정적으로 부착되어 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 분무 제거 유닛(353)을 통과한 원판(1)의 표면은, 청정한 클리닝액 L의 얇은 액막이 형성된 채의 상태에서 다음 프로세스로 이행 하게 되지만, 여기에서는 도시하지 않은 건조기를 통과하여 액막을 제거한 후에 제전 공정으로 이행하여도 된다. 또한, 본 실시 형태에서도, 전술한 제7 및 제8 실시 형태와 마찬가지로, 분무 제거 유닛(353)을 통과한 원판(1)의 표면에 블레이드나 흡인 스폰지 롤러 등의 액 제거 부재를 접촉시켜 액막을 제거하도록 하여도 된다.
또한, 제9 실시 형태의 클리닝 장치(350)에서는, 액 공급 노즐(351)을 통하여 공급하는 프리 웨트액 L과, 분무 제거 유닛(353)으로부터 공급되는 클리닝액 L의 탱크를 나눈 구성이어도 된다(도시 생략). 즉, 프리 웨트액 L1에는, 금속 비누의 첨가량이 0.3 중량％ 정도인 도전성 클리닝액을 이용하고, 분무 제거 유닛(353)의 클리닝액 L2에는 절연성 용매 단체를 이용함으로써, 분무 제거 공정에서 확실하게 프리 웨트액 L1의 제거가 가능하므로, 다음 현상 공정에의 영향을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은, 전술한 실시 형태 그대로 한정되는 것은 아니며, 실시 단계에서는 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성 요소를 변형하여 구체화할 수 있다. 또한, 전술한 실시 형태에 개시되어 있는 복수의 구성 요소의 적절한 조합에 의해 다양한 발명을 형성할 수 있다. 예를 들면, 전술한 실시 형태에 나타내어지는 전체 구성 요소로부터 몇 가지의 구성 요소를 삭제하여도 된다. 또한, 서로 다른 실시 형태에 걸치는 구성 요소를 적절하게 조합하여도 된다.
예를 들면, 본 발명은, 미리 오목부(14a)에 의한 패턴이 형성되어 있는 원판(1)을 이용하는 패턴 형성 장치에만 한정되는 것이 아니라, 주지의 전자 사진법 에 의해, 감광체 표면에 정전 잠상을 형성하고, 이를 액체 현상제로 현상하여 전사하는 장치에도 적용할 수 있다.
또한, 전술한 실시 형태에서는, 현상제 입자를 플러스로 대전시켜 패턴 형성 장치를 동작시키는 경우에 대해 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 모든 구성을 역극성으로 대전시켜 동작시켜도 된다.
또한, 전술한 실시 형태에서는, 평면형 화상 표시 장치의 전면 기판에 형광체층이나 컬러 필터를 형성하는 장치에 본 발명을 적용한 경우에 대해서만 설명하였지만, 본 발명은, 다른 기술 분야에서의 제조 장치로서 널리 이용할 수 있다.
예를 들면, 액체 현상제의 조성을 변경하면 회로 기판이나 IC 태그 등에서의 도전 패턴을 형성하는 장치에 본 발명을 적용하는 것도 가능하다. 이 경우에는, 액체 현상제를, 예를 들면 평균 입경 0.3[㎛]의 수지 입자와, 그 표면에 부착되어 있는 평균 입경 0.02[㎛]의 금속 미립자(예를 들면 구리, 팔라듐, 은 등)와, 금속 비누와 같은 전하 제어제로 구성하면, 전술한 실시 형태와 마찬가지의 방법에 의해, 예를 들면 실리콘 웨이퍼 상에 현상제에 의한 배선 패턴을 형성할 수도 있다. 일반적으로, 이와 같은 현상제만으로 충분한 도전성을 갖는 회로 패턴을 형성하는 것은 용이하지 않으므로, 패턴 형성 후에 상기의 금속 미립자를 핵으로서 도금을 실시하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하여, 도전성 회로나, 콘덴서, 저항 등의 패터닝을 행하는 것도 가능하다.
이하, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 패턴 형성 장치에 대해 설명한다.
본 발명의 패턴 형성 장치는, 이온성 화합물을 함유하는 토너, 및 캐리어액 을 함유하는 액체 현상제를 이용하여 현상을 행한 후, 전사 전, 혹은 전사 후에, 토너 고형분, 토너에 함유되어 있었던 이온성 화합물, 및 캐리어액을 함유한 폐액을 회수하고, 폐액 내의 토너 고형분과 이온성 화합물을 제거한 후, 재생된 캐리어액을, 현상 유닛, 혹은 클리닝 유닛으로 되돌려 재이용하기 위한 폐액 처리 유닛을 구비한다.
본 발명의 패턴 형성 장치에서는, 폐액 처리 유닛이, 직경 30∼100㎛ 크기의 공극을 갖는 도전성의 장벽 구조체를 포함하는 여과기를 갖고, 그 여과기의 여과 필터로서, 장벽 구조체 표면에, 입도 분포의 최대 빈도를 나타내는 입경이 5㎛∼100㎛인 흡착제 입자를 적용하여 0.5㎜∼10㎜의 두께의 흡착제 입자층을 형성하고, 폐액을, 흡착제 입자층의 입자간의 간극을 통과하여 장벽 구조체측에 통과시키면서, 이 흡착제 입자간의 간극의 여과 작용에 의해 물리적으로 토너 고형분을 제거하고, 흡착제 입자의 흡착 작용에 의해 화학적으로 이온성 화합물을 제거함으로써, 캐리어액을 재생한다.
본 발명에 사용되는 액체 현상제는, 미립자인 토너 고형분과, 이온성 화합물을 함유한 캐리어액으로 구성될 수 있다.
캐리어액으로서, 석유계 고절연성 용매 예를 들면 엑슨사 제조의 아이소파 L 등을 이용할 수 있다. 토너 고형분으로서, 예를 들면 착색제를 함침 및/또는 부착시킨 평균 입경 0.05㎛∼1㎛ 정도의 수지 미립자, 수지로서 예를 들면 고절연성 용매에 불용인 주쇄와 고절연성 용매에 가용인 측쇄로 이루어지는 그래프트 공중합체를 들 수 있다.
착색제로서는, 무기 안료, 유기 안료, 염료 등의 1종 또는 2종 이상을 이용할 수 있다. 현상제 내의 토너 고형분의 비율은 0.5 중량％∼30 중량％로 조정된다.
이온성 화합물은, 토너 고형분의 하전 특성을 조정하기 위해 첨가되는 것으로, 예를 들면 나프텐산, 옥틸산 및 스테아르산 등의 금속염, 에틸렌디아민 사아세트산 금속 착염, 인산아연 등을 들 수 있고, 이들 1종 또는 2종 이상을 이용할 수 있다. 이들 이온성 화합물은 통상적으로, 토너 고형분에 대해 과잉으로 첨가되는 것이며, 대부분은 토너 미립자 표면에 화학적 혹은 물리적으로 흡착되지만, 일부는 캐리어액 내에 함유된다. 이온성 화합물의 첨가량은, 예를 들면 토너 고형분에 대해 5 중량％∼30 중량％ 정도이다.
본 발명에 사용되는 흡착제 입자는, 절연성 용매 내에서 대전 특성을 나타낸다. 흡착제 입자를, 미리 소정 농도로 절연성 용매 내에 분산시켜 흡착제 입자 분산액을 작성하고, 이 상태에서 도전율을 측정해 둔다. 장벽 구조체 표면으로부터, 내부로 흐르는 유로에 따라서, 이 흡착제 입자 분산액을 흘림으로써, 장벽 구조체 표면에 흡착제 입자가 퇴적하고, 흡착제 입자층이 형성된다. 장벽 구조체는 도전성 부재로 형성되어 있고, 흡착제 입자를 퇴적시킬 때에 장벽 구조체에 소정의 전위를 부여하여, 흡착제 입자층의 형성을 보다 치밀하게, 보다 빠르게 행하는 것도 가능하다. 이 상태에서, 폐액을 흘리면, 장벽 구조체 표면에 퇴적된 흡착제 입자층 내의, 흡착제 입자끼리 형성하는 약간의 간극을 통과할 때에, 토너 고형분은 물리적으로 막힘을 일으켜 흡착제 입자층에 부착 제거됨과 동시에, 이온성 화합물은 흡착제 본체의 흡착 작용에 의해 화학적으로 흡착 제거된다.
본 발명에 사용되는 흡착제 입자로서는, 예를 들면 규조토, 제올라이트, 하이드로탈사이트, 및 카본 등을 이용할 수 있다. 이 흡착제 입자는, 5㎛∼100㎛의 사이의 범위 내에 입도 분포의 최대 빈도를 갖고, 흡착제 입자의 퇴적층의 두께를 0.5㎜∼10㎜의 범위로 함으로써, 침전법에 비해, 통과하는 액량으로서 충분한 양을 확보할 수 있고, 폐액의 통과 중에 접촉하는 흡착제의 표면적이 크기 때문에, 사용하는 흡착제의 양도 소량으로 충분한 흡착 능력을 발휘하는 것이 가능하여, 단위 중량당의 흡착제의 흡착 효율을 향상시킬 수 있다.
흡착제 입자의 입도 분포의 최대 빈도가 5㎛ 미만이면, 장벽 구조체 표면, 및 간극에 유지되지 않고, 폐액과 함께 여과기를 통과하는 흡착제 입자가 많아져, 처리 완료된 폐액으로서 재사용에 적합하지 않게 된다고 하는 경향이 있고,
100㎛를 초과하면, 장벽 구조체의 표면에 흡착제 입자를 고밀도로 치밀하게 퇴적시키는 것이 곤란하게 되어, 액의 순환 시에 안정된 흡착제 퇴적층을 형성할 수 없음과 함께, 흡착제 입자간의 간극이 커지기 때문에, 물리적인 여과 작용에 의해 토너 고형분을 제거하는 것이 곤란하게 되어, 처리 완료된 폐액으로서 재사용에 적합하지 않게 된다고 하는 경향이 있다.
또한, 여기에서 말하는 입도 분포는, 예를 들면 콜터 카운터에 의해, 전해액 내에 현탁된 입자가 소정의 직경을 갖는 어퍼처 튜브를 통과할 때에 입자 체적에 상당하는 전해액이 치환되고, 어퍼처의 양측에 설치한 전극 사이에 흘린 전류값이 변화함으로써 측정된 입자의 수와 사이즈의 계측값이다.
또한, 흡착제 입자는, 5㎛∼100㎛의 입경을 갖는 입자가, 전체 입자의 분포 빈도의 80％ 이상인 것이 바람직하다.
또한, 흡착제 입자층의 두께가 0.5㎜ 미만이면, 흡착제 입자간의 간극으로 형성되는 폐액의 통로가 짧기 때문에, 충분한 물리적 여과 작용에 의해 토너 고형분을 제거하는 것이 곤란하게 됨과 함께, 폐액이 통과할 때에 접촉하는 흡착제의 표면적이 작기 때문에, 흡착제의 흡착 효율이 현저하게 저하된다고 하는 경향이 있고, 10㎜를 초과하면, 흡착제 입자간의 간극으로 형성되는 폐액의 통로가 길기 때문에, 폐액을 통과시키기 위해 높은 압력이 필요하게 되어, 액의 순환이 정체되는 경향이 있다.
흡착제 입자의 교환 시에는, 예를 들면 폐액 처리 공정 후에, 장벽 구조체의 내부로부터 반대로 절연성 용매를 흘림으로써, 장벽 구조체 표면으로부터 용이하게 흡착제가 이탈하여, 흡착제 입자층을 박리할 수 있다. 박리시킨 흡착제 입자는, 별도로 취출구로부터 취출하고, 새로운 흡착제를 투입함으로써, 폐액 처리 유닛의 흡착 능력을 간단히 유지할 수 있다.
또한, 특히 액체 현상제로서, 1㎛ 이상의 입경을 갖는 미립자와, 1㎛ 미만의 미립자, 및 이온성 화합물을 포함한 계를 처리하는 경우, 복수의 처리조를 갖는 폐액 처리 유닛을 사용할 수 있다. 제1 조에서는 1㎛ 이상의 입경의 미립자를 제거하고, 제2 이하의 조에서는 1㎛ 이하의 미립자 및 이온성 화합물의 제거를 행할 수 있다. 제1 조의 처리액이 일정량에 도달하였을 때, 제2 이하의 처리조를 가동시키고, 1㎛ 이하의 미립자, 혹은 이온성 화합물 처리조인 제2조는, 흡착제의 투입구와 취출구와, 흡착제의 유지체인 30∼100㎛의 공극을 갖는 장벽 구조체를 갖고, 제2 조는 폐액의 재생 처리 공정 중, 필요에 따라서, 장치 본체와 독립된 순환계를 형성하여, 폐액 재생 처리 공정이 종료된 후, 액을 장치 본체로 되돌리는 구성을 특징으로 하는 청구항 1의 폐액 처리 유닛을 갖는 패턴 형성 장치이다. 1㎛ 이상의 미립자는 침전하기 쉽기 때문에, 제1 처리조에서 침전시켜, 예를 들면 그 상등액을 뽑아내거나, 혹은 침전물을 뽑아냄으로써, 충분히 분리, 제거할 수 있다. 제1 조에서 1㎛ 이상의 미립자를 제거한 폐액을, 제2 이하의 처리조에서, 1㎛ 이하의 미립자, 및 이온성 화합물의 제거를 행함으로써, 충분한 레벨로 흡착제의 흡착 효율을 유지할 수 있다.
또한, 폐액 처리 공정 후에, 토너 고형분과 이온성 화합물을 표면에 부착시킨 흡착제를 소정 농도로 분산시킨 용액의 도전율을 측정하면, 초기의 흡착제 본체를 소정 농도로 분산시킨 용액의 도전율보다 낮은 값으로 되는 것이 실험적으로 얻어졌다. 따라서, 미리 소정 농도로 흡착제를 캐리어액으로서 사용되는 절연성 용매에 분산시킨 상태에서 도전율을 측정해 두고, 폐액 처리 공정 후에, 장벽 구조체 표면으로부터 흡착제를 박리시키고, 소정 농도로 분산시킨 모니터액을 채취하여 도전율을 측정한다. 일정값 이상의 수치를 나타내는 경우에는, 흡착제의 흡착 능력이 포화되어 있지 않다고 판단되어, 다시 흡착제를 장벽 구조체 표면에 코팅하여, 폐액 처리를 계속한다. 도전율이 일정값 이하의 수치를 나타낸 경우에는, 흡착제가 토너 고형분과 이온성 화합물을 충분히 흡착하여 포화 상태에 가까운 것을 나타내므로, 흡착제를 취출구로부터 유닛 밖으로 제거하고, 새로운 흡착제를 투입함으 로써, 계속해서 폐액 처리 유닛의 재생을 행하는 것이 용이하게 된다.
본 발명에 따르면, 흡착제끼리 형성하는 통로를 폐액이 통과할 때에, 접촉하는 흡착제의 표면적이 크기 때문에, 흡착제의 흡착 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 간단히 여과기를 통과시켜 이온성 화합물 및 토너 고형분을 동시에 제거하여 캐리어액을 재생하는 것이 가능하기 때문에, 단위 시간당의 처리 능력이 양호하다. 또한, 침전하기 쉬운 흡착제의 교반 기구가 불필요하게 되고, 흡착제를 소정 농도로 분산시킨 용액의 도전율을 모니터함으로써, 흡착제의 교환 시기를 간편한 방법으로 검지할 수 있다고 하는 이점을 갖는다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
도 69는, 본 발명의 다른 실시 양태에 따른 패턴 형성 장치의 일례의 개요를 나타내는 모식도를 도시한다.
이 패턴 형성 장치(472)는, 도 69에 도시한 바와 같이, 미세 패턴이 형성되는 감광체 드럼(401)과, 감광체 드럼(401)에 대향하여 설치되고, 액체 현상제를 이용하여 토너상을 현상하기 위한 현상 유닛, 감광체 드럼 상에 형성된 토너상의 잉여의 현상액을 제거하는 건조 유닛, 토너상을 전사 매체에 전사하는 전사 유닛, 전사 후의 감광체 드럼(1)의 표면을 클리닝하는 클리닝 유닛을 갖는 패턴 형성부와, 미세 패턴 형성부로부터 배출된 폐액을 처리하여 재생하기 위한 폐액 처리 기구(406)를 포함한다.
현상 유닛은, 대전기(402-1, 403-1, 404-1), 레이저 노광(402-2, 403-2, 404-2), 및 현상기(402-3, 403-3, 404-3)를 갖는다.
건조 유닛은 건조 후드(405-2)를 갖는다.
전사 유닛은 감광체와 접촉하여 회전할 수 있는 1차 전사 롤러(407), 전사 매체(409)를 통하여 1차 전사 롤러(407)를 누르면서 동기하여 회전할 수 있는 2차 전사 롤러(408)를 갖는다.
클리닝 유닛은, 클리너(410)를 갖는다.
다음으로, 토너상의 형성 공정을 이하에 설명한다.
사용되는 감광체 드럼(401)은, 예를 들면 유기계, 혹은 아몰퍼스 실리콘계의 감광층을 갖는다.
현상 유닛에서는, 감광체 드럼(401)의 표면을 대전기(402-1)로 대전시킨 후, 레이저 노광기(402-2)에 의해 1색째의 패턴 정보에 따라서 선택적으로 잠상이 형성되고, 현상기(402-3)에 의해 1색째의 액체 현상제를 공급함으로써, 정전 잠상이 현상된다.
사용되는 액체 현상제는, 예를 들면 캐리어액으로서 엑슨사 제조의 아이소파 L, 토너 고형분으로서 착색제를 함침 및/또는 부착시킨 평균 입경 0.05㎛∼1㎛ 정도의 수지 미립자, 및 이온성 화합물로서 나프텐산염을 함유한다.
또한, 수지로서는, 예를 들면 고절연성 용매에 불용인 주쇄와 고절연성 용매에 가용인 측쇄로 이루어지는 그래프트 공중합체를 이용할 수 있다.
2색째의 패턴, 3색째의 패턴 이후도 마찬가지로, 대전기(403-1, 404-1), 레이저 노광기(403-2, 404-2), 현상기(402-3, 403-3, 404-3)에 의해 각각 현상된다. 감광체 드럼(401) 상에 형성된 토너 화상은 잉여의 현상액을 함유하고 있고, 후속 하는 건조 유닛에서, 관통 구멍을 형성한 중공 샤프트에 연포 스폰지층을 형성하고, 중공 샤프트 내부로부터 흡인 제거하는 구성의 용매 회수 롤러(405-1)에 의해 85％ 이상의 잉여액이 흡인 제거된다. 그 후, 건조 후드(405-2) 하에서, 슬릿 노즐로부터 분무되는 80m/S의 고속풍에 의해, 남은 현상액이 제거되고, 토너 고형분 90％ 이상의 상태에서, 다음 전사 공정으로 이행한다.
전사 공정에서는, 중공의 실리콘 고무 롤러로 이루어지는 1차 전사 롤러(407) 내부에 히터를 넣고, 실리콘 고무층을 100℃로 유지한 상태에서, 가압 가열에 의해 1차 전사 롤러(407) 상에 1차 전사한다. 또한, 2차 전사 롤러(408)를 통하여, 기록 매체인 용지(409)에 전사된다. 전사 공정을 거친 후의 감광체 드럼(401)은, 클리닝 공정으로 이행하고, 클리닝액 공급 노즐과 스폰지와 블레이드로 구성되는 클리너(410)에 의해, 전사 잔여의 토너를 클리닝액과 함께 회수한다.
또한, 이 패턴 형성 장치에서는, 폐액으로서, 용매 회수 롤러(405-1)로부터 흡인 제거된 잉여 현상액과, 클리너(410)에서 회수된 토너 미립자를 함유하는 클리닝액이 배출된다. 이들은, 모두 1㎛ 이하의 토너 미립자와, 이온성 화합물인 나프텐산염 소위 금속 비누를 함유하고 있다. 이들의 폐액은 클리너(410)에 접속되고, 여기로부터 폐액을 뽑아내기 위한 폐액 회수 라인(411-1), 및 용매 회수 롤러(405-1)에 접속되고, 여기로부터 폐액을 뽑아내기 위한 폐액 회수 라인(411-2)을 통하여, 폐액 처리 기구(406)에 보내진다. 따라서, 토너 고형분과 금속 비누분을 제거한 캐리어액으로 재생된다. 재생된 캐리어액은, 재생액 공급 라인(412)을 통하여, 예를 들면 각 현상기(402-3, 403-3, 404-3)나 클리너(410)로 되돌려져, 재이용된 다.
도 70에, 본 발명에 따른 패턴 형성 장치에 적용되는 폐액 처리 기구의 일례의 구성을 설명하기 위한 모식도를 각각 도시한다.
도 70에 도시한 바와 같이, 폐액 처리 기구(406)에서는, 폐액 회수 라인(411-1, 411-2) 및 폐액 회수 라인(411)을 통하여 회수된 폐액이, 폐액 탱크(415)에 모여진다. 토너 고형분과 금속 비누분을 동시에 제거할 수 있는 흡착제 입자로서, 입경 5㎛∼100㎛의 사이의 범위 내에 입도 분포의 최대 빈도를 갖는 하이드로탈사이트계 흡착제 미립자인 교와 가가꾸 고교 제조의 교와드 2000을 이용할 수 있다. 이 교와드 2000을 80g, 흡착제 투입구(413)로부터 투입하고, 초기 도전율 계측 탱크(414)에서, 아이소파 L 내에 10 중량％의 농도로 분산시킨다. 이 상태에서 도전율을 계측한 바, 3pS/㎝이었다. 이 분산액을 폐액 탱크(415)에 첨가하고, 밸브(417a)를 열어, 펌프(416)에 의해 여과기(418)에 쌓아올린다. 여과기(418)는, 내부에 필터(419)를 내장하고, 필터(419)를 통과한 폐액은, 밸브(417d)를 닫은 상태에서, 밸브(417b, 417c)를 열어, 여과액 순환 라인(420)과 제2 여과 순환 라인(421)을 통한 순환 패스를 통하여, 일단 폐액 탱크(415)로 되돌아간다. 여기에서 도 70의 M은 도전율계를 의미하고, C는 토너 입자 농도계를 의미한다.
또한, 상기에서는, 이 분산액을 폐액 탱크(415)에 첨가하고, 폐액과 함께 펌프(416)에 의해 여과기(418)에 쌓아올려, 필터(419)의 표면에 흡착제 입자층을 형성하였지만, 경우에 따라서는, 초기 도전율 계측 탱크(414)로부터, 폐액 탱크(415)를 거치지 않는 도시하지 않은 바이패스에 의해 펌프로 직접, 여과기(418)에 쌓아 올리고, 필터(419)의 표면에 흡착제 입자층을 형성하는 방법이어도 된다. 또한, 초기 도전율 계측 탱크(414)에는, 그 내부에 교반기를 구비해 두면, 분산액의 도전율을 정확하게 계측할 수 있음과 동시에, 흡착제를 충분히 장시간에 걸쳐서 균일한 농도로 분산시키는 것이 가능해져, 직접, 바이패스를 통해 여과기(418)에 쌓아올릴 때의 효율이 향상되는 것은 물론이다.
도 71은, 폐액 처리 기구에 사용되는 여과기의 일례의 구성을 도시하는 모식도이다.
여과기(418)의 구성은, 필터 수납 용기(418-1)의 내부에, 30㎛∼90㎛의 공극을 갖는 도전성의 장벽 구조체(419-1)를 갖는다. 이 예에서는, 장벽 구조체(419-2)로서, 예를 들면 에르고테크사 제조의 직경 15㎜, 길이 250㎜이고, 장벽 구조체 간극(419-4)이 90㎛인 코일 스프링을 이용한다.
도 72는, 도 71의 장벽 구조체의 일부를 확대한 도면을 도시한다.
흡착제 입자를 분산시킨 액을 첨가한 폐액을, 빨아올림 펌프(416)의 압력 2kgf, 6리터/분의 유량으로 순환시키면, 폐액이 제1 순환 패스에서 여과기(418)를 통과할 때에, 도 72에 도시한 바와 같이, 90㎛의 간극(419-4)에 흡착제 미립자(419-3)가 퇴적하여 부착되고, 코일 스프링(419-1) 표면에는 두께 8㎜의 흡착제 입자층(419-2)이 형성된다.
도 73은, 도 72의 흡착제 입자층에서의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면을 도시한다.
도 73에 도시한 바와 같이, 폐액 내의 도시하지 않은 토너 고형분은, 코일 스프링(419-1) 표면에 형성된 흡착제 입자층(419-2) 내의, 흡착제 입자(419-3)끼리 형성하는 약간의 간극을 통과할 때에, 물리적으로 막힘을 일으켜 흡착제 입자층(419-2)에 부착 제거되고, 금속 비누분인 이온성 화합물은 흡착제 입자(419-3)의 흡착 작용에 의해 화학적으로 흡착 제거된다. 폐액에 포함되어 있는 토너 미립자와 금속 비누량에 따라서, 폐액을 복수회, 순환 패스에서 순환시킴으로써, 폐액 내의 토너 고형분과 금속 비누분을 거의 완전히 제거할 수 있다.
실험예로서, 흡착제로서 교와드 2000을 이용하였을 때의, 흡착제를 제거할 수 있는 금속 비누량을 조사하였다.
도 74에, 흡착제 투입량과 제거된 금속 비누량의 관계를 나타내는 그래프도를 도시한다.
몇 종류의 금속 비누 농도의 아이소파 L 용액 500㎖에 다양한 중량의 흡착제를 각각 투입하고, 교반하면서 장시간 경과 후의, 액에 잔류하는 금속 비누 농도를 조사하였다. 그 결과를, 각각 그래프에 나타낸다. 금속 비누 농도는, 액의 도전율에 비례하고, 미리 금속 비누 농도와 도전율의 환산 그래프를 작성함으로써, 액의 도전율을 측정하는 것으로 액 내의 금속 비누분을 구할 수 있다. 액 중의 도전율을 측정하는 경우에는, 교반을 중지하고, 충분히 흡착제가 실험조의 저부에 침전하는 충분한 시간을 경과한 후, 상등액을 채취하고, 도전율을 측정하였다. 도 74의 데이터는, 흡착제를 투입한 액을 1개월 이상 교반하고, 각 샘플의 투입 중량에 대해, 충분히 장기간에 걸쳐 도전율이 변화하지 않는 것을 확인한 것이며, 거의 포화 중량에 가까운 수치를 나타내고 있다.
다음으로, 도 74의 데이터에 기초하여, 흡착제로서 교와드 2000을 이용하였을 때의 순환 횟수와 비누분 제거량을 조사하였다.
도 75에, 폐액 처리 유닛 내의 순환 횟수와 금속 비누 제거량을 나타내는 그래프도를 도시한다.
아이소파 L 용액 500㎖에 각각 20g, 50g, 80g의 중량의 흡착제를 각각 투입하고, 폐액 처리 유닛(16) 내를 순환시켰다.
흡착제 80g을 투입한 경우에는, 4회 순환시킨 시점에서 폐액 내에 함유된 금속 비누분의 거의 전량이 제거되었다. 금속 비누를 20g 함유한 폐액을 18리터 이용한 경우, 4회의 순환에 요한 시간은 불과 12분이었다. 이 폐액 재생 처리 유닛을 이용함으로써, 흡착제의 흡착 능력의 한계 가까이까지 금속 비누분의 제거를 행하는 데에, 매우 단시간만에 재생 처리가 완료되었다.
사용되는 흡착제는, 아이소파 L 내에서 약간 도전성을 나타낸다. 흡착제로서 교와드 2000을 이용하고, 아이소파 L에 흡착제만을 10 중량％ 농도로 분산시킨 액을 작성하여, 도전율을 계측하면, 3pS/㎝이었다.
도 75의 데이터로부터, 흡착제 80g이 거의 완전히 금속 비누분을 흡착하고, 포화한 상태로 될 때까지 금속 비누를 약 20g 흡착 제거하는 것을 알 수 있었다. 거의 완전히 금속 비누분을 흡착한 흡착제의 10 중량％ 농도의 아이소파 L 분산액의 도전율은, 0.3pS/㎝로 내려가 있었다. 80g의 흡착제가 20g의 금속 비누분을 흡착한 상태를 포화도 100％로 하고, 도중의 흡착량과 도전율의 관계를 구하였다.
도 76에, 흡착제 입자의 포화도와 폐액의 도전율의 관계를 나타내는 그래프 도를 도시한다.
흡착제를 10 중량％ 농도로 분산한 아이소파 L 용액에서, 0.75pS/㎝는 기준의 도전율이며, 비누분을 90％ 가깝게 흡착한 상태에서, 흡착 능력의 한계에 가까운 것을 알 수 있다. 이 데이터를 이용하여, 흡착제의 교환 시기의 목표를 검지하는 방법을 이하에 설명한다.
흡착제는, 미리 투입할 때에 초기 도전율 계측 탱크에서, 아이소파 L을 첨가하고, 10 중량％ 농도로 한 상태에서, 도전율을 계측하였다. 초기의 흡착제만의 도전율은 3pS/㎝이었다.
폐액 회수 라인(411)으로부터 회수된 폐액은, 토너 미립자와 금속 비누분을 함유하고 있다. 폐액 탱크(415)의 도전율과 토너 고형분 농도를 계측하였을 때, 도전율은 80pS/㎝, 고형분 농도는 2 중량％이었다. 이 폐액과, 상기의 신규 흡착제 10 중량％ 농도의 아이소파 L 분산액을 첨가한 것을, 6리터/분의 유량으로 제1 순환 패스에서 4회 순환시킨 후, 일단 액의 순환을 멈추고, 여과액 순환 라인(420)에 설치한 모니터에 의해 도전율과 토너 고형분 농도를 계측하였다. 이 때, 도전율은 순 아이소파 L의 도전율인 0.03pS/㎝의 수치를 나타내고, 고형분 농도도 검출 한계 이하이었다. 따라서, 밸브(417c)를 닫고, 밸브(417d)를 연 상태에서, 재생액 라인(422)을 통하여, 여과액을 재이용 탱크(423)에 넣었다. 재이용 탱크(423)로부터는, 적절하게 재생액 공급 라인(412)을 통하여, 현상 유닛과 클리닝 유닛에의 공급이 행해진다.
또한, 이 때, 여과액의 일부를 남기고, 밸브(417a)와, 밸브(417b)를 닫고, 밸브(417e, 417f)를 열어, 여과기에 고압 에어 공급 밸브(428)로부터 고압 에어를 공급하고, 코일 스프링(419-1) 표면으로부터 흡착제를 박리하고, 흡착제를 여과한 후 도전율 계측 탱크(424)에, 액을 일시 저장 탱크(426)에 넣고, 흡착제와 여과액을 일시적으로 분리하였다. 흡착제가 들어간 여과 도전율 계측 탱크(424)에 아이소파 L을 넣고, 흡착제의 10 중량％ 농도의 분산액을 작성하고, 이 상태에서 도전율을 계측한 결과, 도전율은 0.55pS/㎝로 내려가 있었다.
도 76에 도시한 실험 결과로부터, 흡착제의 10 중량％ 농도에서의 도전율이 흡착제 교환 목표인 0.75pS/㎝ 이하이었기 때문에, 금회 투입한 80g의 흡착제는 거의 흡착능이 포화한 상태에 가깝다고 판단되어, 투입한 흡착제를 모두 취출구(425)로부터 제거하였다.
폐액 탱크(415)에는 폐액 회수 라인(411)으로부터 폐액이 회수되고, 투입구(413)로부터 새로운 흡착제를 첨가하여, 초기 도전율 계측 탱크(414)에서, 아이소파 L 중의 소정 농도에서 초기의 도전율을 계측한 후, 폐액 탱크(415)에 첨가하고, 다시 마찬가지의 폐액 처리를 행하였다.
상기 실험예에서는, 사용한 흡착제 분산액의 도전율을 계측한 결과, 교환 목표로 한 기준의 도전율 이하의 값이었기 때문에 흡착제를 폐기하였지만, 소정 수치 이상의 도전율을 나타낸 경우에는, 아직 충분히 흡착 능력이 있다고 판단되어, 바이패스 라인(427)을 통하여 흡착제를 폐액 탱크(415)로 되돌리고, 다시 폐액과 함께 쌓아올려, 장벽 구조체(419-1) 표면에의 퇴적, 부착을 행하여, 흡착제 입자층(419-2)을 형성함으로써, 폐액 재생 처리를 속행할 수 있다.
상기 실험예에서는 장벽 구조체로서, 코일 스프링(419-1)을 이용하였지만, 다른 형상의 장벽 구조체를 사용할 수 있다.
도 77에, 폐액 처리 기구의 여과기에 사용되는 장벽 구조체의 다른 일례의 구성을 나타내는 모식도를 도시한다.
도 78에, 도 77의 장벽 구조체를 부분적으로 확대한 도면을 도시한다.
장벽 구조체의 다른 예로서, 예를 들면 측면에 직경 0.5㎜의 관통 구멍을 복수개 형성한 외경 10㎜, 내경 8㎜의 중공 샤프트(430-2)에, 장벽 구조체 간극(430-5)으로서 기포경 30㎛ 내지 100㎛를 갖는 우레탄계 연포 스폰지(430-3)를 두께 3㎜로 형성한 구성을 갖는 장벽 구조체(430-1)를 들 수 있다. 이 경우, 스폰지 표면에 0.5 내지 2㎜의 두께의 흡착제 입자층(430-4)을 형성할 수 있다.
도 79에, 액 처리 기구의 여과기에 사용되는 장벽 구조체의 또 다른 일례의 구성을 나타내는 모식도를 도시한다.
도 80에, 도 79의 장벽 구조체의 모식적인 단면도를 도시한다.
장벽 구조체는 도 79에 도시한 바와 같은 상자형이며, 측면(431)이 필터 기능을 갖고, 대향하는 한쌍의 필터(431-1)를 필터(431-1)의 단부 사이에 설치된 지지체(432)로 일정 거리를 유지하도록 유지하고, 필터(431)의 주면으로부터 액류를 유입시키는 구성이어도 된다. 이 경우, 필터(431)를 구성하는 장벽 구조체(431-1)는, 표측으로부터 이측에의 관통 구멍을 형성한 두께 3㎜의 스테인레스판이고, 표측에 5∼10㎜의 두께의 흡착제 입자층(431-2)이 형성되어 있다.
도 81은, 필터(431-1)로서 사용되는 스테인레스판의 구성을 도시하는 도면이 다.
스테인레스판(431-1)은, 염화 제2철계의 에칭액 등에 의해, 표측으로부터 에칭 처리를 행함으로써, 도시한 바와 같이, 연속적으로 개구경이 변하는 관통 구멍이 형성된다.
도 82에, 도 81의 장벽 구조체 간극의 단면의 상태를 나타내는 모식도를 도시한다.
장벽 구조체 간극(431-4)으로서의, 표측의 평균 개구경 d3은 60㎛∼80㎛의 범위이며, 이측의 평균 개구경은 30㎛∼40㎛의 범위이었다. 상기, 중공 샤프트와 연포 스폰지의 구성과, 관통 구멍(413-2)을 형성한 스테인레스판의 구성에서, 각각 입경 5㎛∼100㎛의 사이의 범위 내에 입도 분포의 최대 빈도를 갖는 하이드로탈사이트계의 흡착제 입자층(431-2)을 표면에 유지하고, 폐액의 재생 처리를 행한 결과, 모두 토너 고형분과 이온성 화합물의 제거에 유효하며, 단시간에 흡착제의 흡착 능력을 최대한으로 이용한 폐액 재생 처리가 가능하게 된다.
도 83에, 본 발명의 또 다른 실시 양태에 따른 패턴 형성 장치의 일례의 개요를 나타내는 모식도를 도시한다.
이 패턴 형성 장치(471)는, 미세 패턴이 형성되는 패턴 형성 유닛(450)과, 폐액의 재생 처리를 행하는 폐액 처리 유닛(460)으로 나뉘어져 있다.
패턴 형성 유닛(450)은, 요판 드럼(451)과, 요판 드럼(451) 상에 미립자층을 형성하기 위한 현상 유닛(452)과, 요판 드럼(451)을 기록 매체(454)에 대향시킨 위치에서 미립자 패턴을 전사하는 백업 롤러(453)와, 전사 공정 후, 요판 드럼 표면 에 잔류한 현상 입자를 제거하는 클리너(455)를 갖는다.
현상 유닛(452)은, 요판 드럼(451)의 표면을 대전하는 도시하지 않은 대전기를 포함한다. 클리너(455)는, 캐리어액인 아이소파 L을 캐리어액 탱크(456)로부터 빨아올려, 노즐에서 요판 드럼(451) 표면에 공급하고, 도시하지 않은 흡인 스폰지 롤러에 의해 폐액과 잔류 현상제를 동시에 회수하는 기구이다. 회수된 폐액은, 폐액 회수 라인(461)에 의해 폐액 처리 유닛(460)에 회수된다.
캐리어액 탱크(456)에는 신규한 아이소파 L과, 폐액 처리 유닛(460)으로부터 재생액 공급 라인(470)에 의해 보내어진 재생액이 혼합되어, 클리너(455)에 공급됨과 함께, 현상제 탱크(457)에도 공급되고, 컨센트레이티드 현상액 탱크(458)로부터 공급되는 고농도의 현상액과 혼합되어, 소정의 농도의 현상액으로서, 현상 유닛(452)에서 이용된다.
도 84에, 도 83의 패턴 형성 장치에 이용되는 요판 드럼의 구성을 설명하기 위한 도면을 도시한다.
도시한 바와 같이, 이 요판 드럼(451)의 구성은, 드럼 표면(451-1)에, 폴리이미드나 PET, PEN 등의 수지 재료나 글래스 재료 등으로 이루어지는 20㎛∼50㎛ 정도의 두께의 절연성의 전극 유지체(451-2)와, 그 위에 형성된 미세 패턴 형성 전극(451-3), 전극 유지체(451-2) 이면에 설치된 도시하지 않은 공통 전극, 및 미세 패턴 형성 전극(451-3)에서 오목부 패턴(451-4)을 형성하기 위한 고저항층(451-5)을 갖는다.
공통 전극은, 알루미늄, 스테인레스 등의 도전성 재료로 구성되고, 100 ㎛ 내지 3000㎛ 정도의 두께를 갖는다.
고저항층(451-5)은, 예를 들면 폴리이미드, 아크릴, 폴리에스테르, 우레탄, 에폭시, 테플론(등록 상표), 나일론 등의 체적 저항률이 1010Ω㎝ 이상인 재료(절연체를 포함함)에 의해 형성되고, 그 막 두께는 10㎛∼30㎛이다.
또한, 각 미세 패턴 형성 전극(451-3)에서는, 도시하지 않은 전원 장치로부터, 도시하지 않은 배선 전극을 통하여 소정의 전압이 공급되고, 각 전극군은 전기적으로 독립되어 있기 때문에, 각 전극군에는 서로 다른 전압을 공급할 수 있도록 되어 있다.
현상 유닛(452)은, 예를 들면 도시하지 않은 제1 내지 제3 현상제 공급부와, 도시하지 않은 제1 내지 제3 잉여액 제거부를 갖고, 이에 의해, 현상제는 요판 표면(451-1)에 공급된다. 현상제 공급부를 구성하는 미립자 함유액 공급 롤러가 요판 드럼(451) 상의 고저항층(451-5)과 100∼200㎛ 정도의 갭을 두고 대향하여 배치되고, 잉여액 제거부를 구성하는 잉여액 제거 롤러가 고저항층(451-5)과 30∼60㎛ 정도의 갭을 두고 대향하도록 위치한다.
현상제는, 안료나 염료 등의 색소 재료, 형광 재료 등의 기능성 재료를 포함하는 토너 입자(451-6)를 절연성의 용매 내에 분산시킨 구성을 갖고, 토너 입자(451-6)는 절연성 용매 중에서 대전되어 있다. 대전기는, 예를 들면 스코로트론 대전기이고, 요판 드럼(451) 표면으로부터 1∼2㎜ 정도의 갭을 두고 설치되어 있다. 또한, 그리드 전극을 갖지 않는 코로트론 대전기, 와이어를 사용하지 않는 이 온 발생기 등도 사용 가능하다.
요판 드럼(451)은, 현상 유닛(452)의 대전기에 의해, 고저항층(451-5)의 표면만이 예를 들면 +400V 정도로 대전된 후, 현상제의 공급을 받아, 원하는 오목부 패턴(451-4) 내의 미세 패턴 형성 전극(451-3) 상에 토너 입자(451-6)의 토너층을 형성한다. 다음으로 전사 공정에서, 전사 매체(454)와 대향한 위치에 배치되고, 요판 드럼(451)의 원하는 오목부 패턴(451-4) 내의 미세 패턴 형성 전극(451-3) 상에 형성된 토너 입자(451-6)의 현상층은, 요판 드럼(451) 이면과, 도전체층을 갖는 전사 매체(454)를 밀착, 혹은 30∼400㎛ 정도의 갭을 두고 대응시키고, 미세 패턴 형성 전극(451-3)에 +100V, 도전체층에 -10kV의 바이어스 전압을 인가함으로써, 오목부 패턴(451-4)에 형성된 토너 입자(451-6)의 현상층은 전사 매체(454)에 전사되고, 전사 매체(454) 상에 토너 입자의 패턴이 형성된다.
전사 공정을 거친 후, 요판 드럼(451)은, 오목부 패턴(451-4)에 잔류한 토너 입자의 제거 공정으로 이행한다. 클리너(455)는, 요판 드럼 표면(451-1)에, 도시하지 않은 클리닝액 공급 부재인 2유체 노즐로부터, 액압 0.5㎫, 에어압 0.5㎫로, 클리닝액으로서 캐리어액을 공급한다. 오목부 패턴(451-4) 내에 잔류한 토너 입자(451-6)는 클리닝액의 돌출압에 의해 요판 표면으로부터 박리되고, 클리닝액 중에 유리된 상태로 되어, 흡인 스폰지 롤러를 접촉시킴으로써, 클리닝액과 함께 유리된 미립자를 흡인 제거할 수 있다. 클리너(455)에 사용되는 흡인 스폰지 롤러는, 복수의 관통 구멍을 갖는 중공 파이프와, 그 위에 형성된 평균 기포경 70㎛의 연포를 가진 두께 7㎜의 우레탄계 스폰지층(JIS-C 경도 30)을 갖고, 중공 파이프는 흡인 펌프에 접속되고, 클리닝액과 토너 입자는, 스폰지층의 연포와 중공 파이프를 통하여 요판 표면(451-1)으로부터 제거되고, 폐액 회수 라인(461)을 통해, 폐액 처리 유닛(460)에 보내진다.
토너 입자의 제거 공정을 거친 요판 드럼(451)은, 건조 공정을 거쳐, 제전 공정에서 제전되고, 다음 패턴 형성 동작으로 이행한다.
회수된 폐액 내의 토너 고형분에는, 평균 입경이 1㎛ 이하인 토너 수지 모재나 색소 재료와, 평균 입경이 4∼6㎛인 형광 재료, 및 금속 비누의 주로 3종류가 함유되어 있다. 폐액 처리 유닛(460)에서는, 우선 폐액을 제1 처리조(462)에 저장하고, 입경이 크고, 침전하기 쉬운 1㎛ 이상의 형광 재료를 침전시킨다. 제1 처리조(462)에서, 폐액이 소정의 저장량에 도달함과 함께, 형광 재료의 침전이 종료된 시점에서, 밸브(466e)를 열어, 폐액을 제2 처리조(463)에 보낸다. 제1 처리조(462)의 저부에 침전한 형광 재료는 취출하여 폐기할 수 있다.
제2 처리조(463)에 보내진 폐액은, 평균 입경이 1㎛ 이하인 토너 수지 모재나 색소 재료와, 금속 비누가 함유되어 있다. 제2 처리조(463)에서 도전율과 토너 고형분 농도를 계측하였을 때, 도전율은 160pS/㎝, 고형분 농도는 2 중량％이었다. 흡착제 입자로서, 입경 5㎛∼100㎛의 사이의 범위 내에 입도 분포의 최대 빈도를 갖는 교와 가가꾸 고교 제조의 교와드 2000을 80g 이용하였다. 흡착제를 투입구(464)로부터 투입하고, 초기 도전율 계측조(465)에서, 아이소파 L 중에 10 중량％의 농도로 분산시킨 상태에서 도전율을 계측하여, 3pS/㎝라고 하는 수치가 얻어졌다. 이 분산액을 제2 처리조(463)에 첨가하고, 밸브(466a)를 열어, 펌프에서 여 과기(467)에 쌓아올린다. 여과기(467)는, 내부에, 도 71과 마찬가지의 구성을 갖는 장벽 구조체를 갖고, 코일 스프링간의 60㎛의 간극에 흡착제 입자가 퇴적하여 부착되고, 코일 스프링 표면에는 두께 3㎜의 흡착제 입자층이 형성된다.
여과기(467)를 통과한 폐액은, 밸브(466d)를 닫은 상태에서, 밸브(466b, 466c)를 열고, 여과액 순환 라인(468)과 제2 여과 순환 라인(469)을 통과하는 순환 패스를 통하여, 일단 제2 처리조(463)로 되돌아간다.
이 폐액을, 6리터/분의 유량으로 순환 패스에서 4회 순환시킨 후, 일단 액의 순환을 멈추고, 여과액 순환 라인(468)에 설치한 모니터에 의해 도전율과 토너 고형분 농도를 계측하였다. 이 때, 도전율은 20pS/㎝이고, 고형분 농도는 0.8 중량％로서, 재이용이 불가능한 레벨이었기 때문에, 여과액을 다시 제2 처리조(463)로 되돌렸다.
또한, 이 때, 여과액의 일부를 여과기(467) 내에 남긴 채로 하고, 밸브(466a)와, 밸브(466b)를 닫고, 밸브(466e, 466f)를 열어, 여과기(467)에 고압 에어 공급 밸브(475)로부터 고압 에어를 공급하고, 코일 스프링 표면으로부터 흡착제 입자를 박리하고, 흡착제 입자를 여과한 후 도전율 계측조(472)에, 액을 일시 저장조(473)에 넣고, 흡착제와 여과액을 일시적으로 분리하였다. 흡착제가 들어간 여과 도전율 계측조(472)에 아이소파 L을 넣고, 흡착제의 10 중량％ 농도의 분산액을 작성하고, 이 상태에서 도전율을 계측한 결과, 도전율은 0.70pS/㎝로 내려가 있었다. 흡착제의 10 중량％ 농도에서의 도전율이 흡착제 교환 목표인 0.75pS/㎝ 이하이었기 때문에, 금회 투입한 80g의 흡착제는 거의 흡착능이 포화된 상태에 가깝다 고 판단되어, 투입한 흡착제를 모두 취출구(471)로부터 제거하였다.
새로운 흡착제 80g을 투입구(464)로부터 첨가하고, 초기 도전율 계측조(465)에서, 아이소파 L 중의 10 중량％ 농도로 초기의 도전율을 계측한 후, 제2 처리조(463)에 첨가하였다. 이 혼합액을 펌프로 쌓아올리고, 마찬가지의 순서로, 6리터/분의 유량으로 순환 패스에서 폐액 처리를 행하였다. 4회 순환시킨 후, 일단 액의 순환을 멈추고, 여과액 순환 라인(468)에 설치한 모니터에 의해 도전율과 토너 고형분 농도를 계측하였다. 이 때, 도전율은 순 아이소파 L의 도전율인 0.03pS/㎝의 수치를 나타내고, 고형분 농도도 검출 한계 이하이었다. 따라서, 밸브(466c)를 닫고, 밸브(466d)를 연 상태에서, 재생액 공급 라인(470)을 통하여, 여과액을 캐리어액 탱크(456)에 넣었다. 캐리어액 탱크(456)로부터는, 적절하게 현상액 탱크(457)와클리너(455)에의 캐리어액의 공급이 행해진다.
다음으로, 도 85 내지 도 89를 이용하여, 본 발명의 또 다른 실시 양태를 설명한다.
도 85는, 본 발명에 따른 배선 기판 제조 장치를 모식적으로 도시한 도면이다.
이하에 상세한 내용을 설명한다.
도 85의 배선 기판 제조 장치는, 패턴 형성 장치로서, 도 69에 도시한 구성의 장치(500)를 이용하여 미세 패턴을 형성한 기판을, 반송계(501)를 통하여, 표면 처리 장치(502)에 반송하고, 기판에 표면 처리를 실시한 후, 반송계(501)를 통하여, 무전해 도금 장치(503)에 반송하고, 미세 패턴 상에 선택적으로 도전층을 형성 하여 미세 배선 기판을 제조한다.
도 86은, 본 발명에 사용 가능한 액체 현상제의 구성을 모식적으로 도시한 도면이다.
액체 현상제는, 도 86에 도시한 바와 같이, 토너 고형분(504)으로서, 착색제 대신에 도금 핵인, 입경 5㎚∼100㎚의 범위의 금속 미립자(504-2)를 부착시킨 평균 입경 0.05㎛∼1㎛ 정도의 수지 미립자(504-1)를 이용하였다. 또한, 수지 미립자(504-1) 표면에는 도시하지 않은 금속 비누가 부착되어 있다. 이 현상제에 의해, 패턴 형성 장치(500)에서, 폴리이미드 기판(506-1) 상에, 라인 폭 20㎛, 라인간 스페이스 20㎛의 미세 패턴(505)을 형성하였다. 기판(506-1)은, 반송계(501)에 의해, 표면 처리 장치(502)에 반송되고, 표면 처리 장치(502)에서, 10-4㎩로 감압된 진공조 내에 삽입되었다. 그리고, 진공조 내에서, 산소 가스와 불소계 가스의 혼합 가스를 도입하여 플라즈마를 발생시키고, 파워 100W에서 10초간, 플라즈마에 의한 표면 처리를 실시하였다.
도 87은, 패턴층을 표면 처리 장치에 통과한 후의 패턴 표면 부근의 단면 형상을 모식적으로 도시한 도면이다.
이 표면 처리에 의해, 도 87에 도시한 바와 같이, 라인 패턴(505) 표면은, 수지의 일부가 선택적으로 에칭 제거된 수지층(504-5)으로 되고, 도금 핵인 금속 미립자(504-2)의 표면에 노출된 개수가 비약적으로 증대하였다.
도 88은, 본 발명에 의해 형성된 패턴을 이용한 회로 기판의 단면 구성을 모 식적으로 도시하는 도면이다.
기판(506-1)은, 반송계(501)에 의해, 무전해 도금 장치(503)에 반송되고, 에틸렌디아민계의 무전해 도금액에 침지됨으로써, 도시한 바와 같이, 라인 패턴(505) 상에 두께 10㎛의 무전해 Cu 도금층(506-3)이 형성되고, 라인 폭 20㎛, 라인간 스페이스 20㎛의 미세 배선 패턴(506-2)이 형성된 회로 기판(506)이 제조되었다.
다음으로, 도 69의 패턴 형성 장치와 동일한 구성을 갖는 패턴 형성 장치(500)의, 폐액 처리 기구에 사용되는 여과기는, 도 79, 80, 81, 82에 도시한 것과 마찬가지의 구성을 갖는 것을 이용하였다. 본 실시예에서는, 특히 토너 고형분으로부터 유리된 금속 미립자의 흡착 제거가 중요하게 된다.
도 82에 도시한 바와 같이, 장벽 구조체(431-1)는 두께 2㎜의 스테인레스판이고, 에칭 처리에 의해 표측의 평균 개구경 d3은 60㎛, 표측의 평균 개구경은 30㎛인 관통 구멍을 형성하고 있다. 이 장벽 구조체 표면에, 입경 5㎛∼100㎛의 사이의 범위 내에 입도 분포의 최대 빈도를 갖는 하이드로탈사이트계의 흡착제 입자층(431-2)을 퇴적시키고, 표측에 6㎜의 두께의 흡착제 입자층(431-2)을 형성하였다. 이 여과기(431)를 이용하여, 폐액의 재생 처리를 행한 결과, 모두 토너 고형분과 이온성 화합물의 제거에 유효하며, 단시간에 흡착제의 흡착 능력을 최대한으로 이용한 폐액 재생 처리가 가능하게 되었다.
본 실시예에 따른 액체 현상제에 관하여, 흡착제가 충분히 토너 고형분이나 유리된 금속 미립자, 및 금속 비누분을 흡착한 상태의 아이소파 L 분산액의 도전율을 계측하였다.
도 89는, 흡착제의 교환 목표를 나타내는 그래프이다.
그 결과, 도 89에 도시한 바와 같이, 초기의 도전율은 3pS/㎝이고, 거의 포화 상태의 흡착제의 도전율은 1.0pS/㎝로 내려가 있었다. 따라서, 교환 목표 도전율을, 80％ 흡착된 상태인 1.5pS/㎝로 하여, 흡착제의 관리를 행하였다.
본 발명에 따른 배선 기판 제조 장치를 이용함으로써, 미리 CAD로 작성한 데이터에 기초한, 고신뢰성을 갖는 미세 배선 패턴의 회로 기판을, 단시간에 재현성 좋게 제조하는 것이 가능하게 되었다.
본 발명의 클리닝 장치는, 상기한 바와 같은 구성 및 작용을 갖고 있으므로, 상 유지체에 유지된 대전 입자를 양호하게 클리닝할 수 있다.
또한, 본 발명의 패턴 형성 장치는, 액체 현상제 폐액으로부터 이온성 화합물 및 토너 고형분을 병행하여 제거해서 캐리어액을 재생하는 것이 가능하며, 단위 시간당의 처리 능력, 및 사용되는 흡착제의 단위량당의 흡착 효율이 양호한 폐액 처리 유닛을 구비하고 있다.

Claims (69)

  1. 패턴 형상의 오목부에 현상제 입자를 응집시켜 피전사 매체에 전사한 후의 요판을 클리닝하는 클리닝 장치로서,
    상기 오목부에 클리닝액을 공급하는 공급 장치와,
    상기 오목부에 잔류한 현상제 입자를 상기 공급 장치에 의해 공급한 클리닝액과 함께 제거하는 제거 장치
    를 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공급 장치는, 상기 클리닝액을 상기 오목부에 분무하는 2유체 노즐, 혹은 1유체 노즐을 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 공급 장치는, 상기 2유체 노즐, 혹은 1유체 노즐에 의한 상기 클리닝액의 분무 각도를 조절하는 조절 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제거 장치는, 상기 오목부의 개구에 접촉하는 다공 부재, 및 이 다공 부재의 표면에 부압을 생기게 하는 부압 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제거 장치는, 상기 다공 부재를 외주에 구비한 제거 롤러를 갖고, 이 제거 롤러를 회전하여 상기 오목부에 섭접(摺接)시키고, 그 회전축을 통하여 상기 부압 장치에 의해 제거 롤러 둘레면에 부압을 생기게 하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  6. 패턴 형상의 오목부를 갖는 요판에, 절연성 액체 중에 대전한 현상제 입자를 분산시킨 액체 현상제를 공급하고, 상기 오목부의 근방에 전계를 작용시켜 상기 액체 현상제 내의 현상제 입자를 그 오목부 내에 응집시키고, 이 오목부에 모은 현상제 입자에 전계를 작용시켜 피전사 매체에 전사하는 패턴 형성 장치에 내장된, 상기 전사 후의 오목부를 클리닝하는 클리닝 장치로서,
    상기 오목부에 클리닝액을 공급하는 공급 장치와,
    상기 오목부에 잔류한 현상제 입자를 상기 공급 장치에 의해 공급한 클리닝액과 함께 제거하는 제거 장치
    를 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 공급 장치는, 상기 클리닝액을 상기 오목부에 분무하는 2유체 노즐, 혹 은 1유체 노즐을 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 공급 장치는, 상기 2유체 노즐, 혹은 1유체 노즐에 의한 상기 클리닝액의 분무 각도를 조절하는 조절 기구를 더 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 공급 장치는, 상기 2유체 노즐, 혹은 1유체 노즐에 의한 상기 클리닝액의 분무 각도를 변동시키는 변동 기구를 더 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 클리닝액은, 상기 액체 현상제를 구성하는 절연성 액체인 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 제거 장치는, 상기 오목부의 개구에 접촉하는 다공 부재, 및 이 다공 부재의 표면에 부압을 생기게 하는 부압 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제거 장치는, 상기 다공 부재를 외주에 구비한 제거 롤러를 갖고, 이 제거 롤러를 회전하여 상기 오목부에 섭접시키고, 그 회전축을 통하여 상기 부압 장치에 의해 제거 롤러 둘레면에 부압을 생기게 하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제거 롤러의 다공 부재는, 상기 오목부와의 사이에 전계를 작용시켜 상기 대전한 현상제 입자를 흡착시키도록 도전성을 갖는 재료에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제거 장치는, 상기 제거 롤러에 부착된 현상제 입자를 긁어내는 블레이드를 더 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 블레이드는, 상기 제거 롤러와의 사이에서 전계를 형성하여 그 제거 롤러에 부착된 현상제 입자를 흡착시키도록 도전성을 갖는 재료에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제거 장치는, 상기 제거 롤러에 전접(轉接)하는 클리닝 롤러를 더 갖고, 상기 제거 롤러와 클리닝 롤러 사이에 전계를 형성하여 상기 제거 롤러에 부착된 현상제 입자를 상기 클리닝 롤러의 둘레면에 부착시키는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제거 장치는, 상기 클리닝 롤러의 둘레면에 부착된 현상제 입자를 긁어내는 블레이드를 더 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 블레이드는, 상기 클리닝 롤러와의 사이에서 전계를 형성하여 그 클리닝 롤러의 둘레면에 부착된 현상제 입자를 흡착시키도록 도전성을 갖는 재료에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  19. 패턴 형상의 오목부에 현상제 입자를 응집시켜 피전사 매체에 전사한 후의 요판을 클리닝하는 클리닝 방법으로서,
    상기 오목부에 클리닝액을 공급하는 공급 공정과,
    상기 오목부에 잔류한 현상제 입자를 상기 공급 공정에 의해 공급한 클리닝액과 함께 제거하는 제거 공정
    을 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 공급 공정에서는, 2유체 노즐, 혹은 1유체 노즐을 통하여 상기 클리닝액을 상기 오목부에 분무하는 것을 특징으로 하는 클리닝 방법.
  21. 대전 입자에 의한 패턴상을 유지하여 피전사 매체에 전사하는 상 유지체를 클리닝하는 클리닝 장치로서,
    상기 상 유지체에 근접 대향하여 배치되고, 상기 상 유지체와의 사이에서 전계를 형성하여 상기 상 유지체에 유지되어 있는 대전 입자를 흡착시키는 전극과,
    상기 전극과 상기 상 유지체 사이를 클리닝액으로 채움과 함께, 상기 전계를 소실시킨 후, 상기 전극에 흡착되어 있었던 대전 입자를 씻어내도록 클리닝액을 유통시키는 액류 장치
    를 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 상 유지체는, 대전 입자를 수용하여 유지하는 패턴 형상의 오목부, 및 이 오목부의 바닥에 배치된 도전 부재를 갖고,
    상기 오목부에 유지되어 있는 대전 입자를 클리닝할 때에, 상기 상 유지체와 상기 전극 사이를 클리닝액으로 채운 후, 상기 도전 부재와 상기 전극 사이에서 상기 전계를 형성하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 상 유지체를 미리 클리닝액으로 적시는 프리 웨트 장치를 더 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  24. 제21항 또는 제23항에 있어서,
    상기 대전 입자를 씻어낸 후, 상기 상 유지체로부터 클리닝액을 제거하는 제거 장치를 더 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  25. 제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상 유지체에 유지된 대전 입자를 클리닝하는 별도의 클리너를 더 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  26. 평판 형상의 피전사 매체를 유지한 유지 기구와,
    드럼 형상의 상 유지체와,
    상기 상 유지체를 상기 유지 기구에 의해 유지된 평판 형상의 피전사 매체를 따라서 전동(轉動)시키는 전동 기구와,
    상기 상 유지체의 둘레면 상에 대전 입자에 의한 패턴상을 형성하는 상 형성 장치와,
    상기 전동하는 상 유지체와 상기 피전사 매체 사이에 전계를 형성하여 상기 둘레면 상의 패턴상을 상기 피전사 매체에 전사하는 전사 장치와,
    상기 상 유지체의 둘레면을 클리닝하는 클리닝 장치를 갖고,
    상기 클리닝 장치는,
    상기 상 유지체의 둘레면에 근접 대향하여 배치되고, 상기 상 유지체와의 사이에서 전계를 형성하여 상기 둘레면에 유지되어 있는 대전 입자를 흡착시키는 전극과,
    상기 전극과 상기 상 유지체의 상기 둘레면과의 사이를 클리닝액으로 채움과 함께, 상기 전계를 소실시킨 후, 상기 전극에 흡착되어 있었던 대전 입자를 씻어내도록 클리닝액을 유통시키는 액류 장치
    를 갖는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 장치.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 상 유지체의 둘레면에는, 대전 입자를 수용하여 유지하는 패턴 형상의 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 상 유지체는, 상기 오목부의 바닥에 배치된 도전 부재를 갖고,
    상기 클리닝 장치는, 상기 상 유지체의 둘레면과 상기 전극 사이를 클리닝액으로 채운 후, 상기 도전 부재와 상기 전극 사이에서 상기 전계를 형성하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 장치.
  29. 제26항에 있어서,
    상기 클리닝 장치에서 상기 상 유지체의 둘레면을 클리닝하기 전에, 그 둘레면을 미리 클리닝액으로 적시는 프리 웨트 장치를 더 갖는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 장치.
  30. 제26항 또는 제29항에 있어서,
    상기 클리닝 장치에서 상기 상 유지체의 둘레면을 클리닝한 후, 그 둘레면으로부터 클리닝액을 제거하는 제거 장치를 더 갖는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 장치.
  31. 제26항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상 유지체의 둘레면을 클리닝하는 별도의 클리너를 더 갖는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 장치.
  32. 대전 입자에 의한 패턴상을 유지하여 피전사 매체에 전사하는 상 유지체를 클리닝하는 클리닝 방법으로서,
    상기 상 유지체에 근접 대향하여 전극을 배치하는 공정과,
    상기 전극과 상기 상 유지체 사이를 클리닝액으로 채우는 공정과,
    상기 전극과 상기 상 유지체 사이에서 전계를 형성하여 상기 상 유지체에 유 지되어 있는 대전 입자를 상기 전극에 흡착시키는 공정과,
    상기 전계를 소실시킨 후, 상기 전극과 상기 상 유지체 사이를 채운 클리닝액을 유통시켜 상기 전극에 흡착되어 있었던 대전 입자를 씻어내는 공정
    을 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 방법.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 상 유지체를 미리 클리닝액으로 적시는 프리 웨트 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 방법.
  34. 제32항 또는 제33항에 있어서,
    상기 유통시키는 공정 후, 상기 상 유지체로부터 클리닝액을 제거하는 제거 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 방법.
  35. 제32항에 있어서,
    상기 상 유지체에 유지되어 있는 대전 입자의 양을 판단하여 긴급 시의 클리닝이 필요한지의 여부를 판단하는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 방법.
  36. 상 유지체의 표면을 클리닝액으로 채움과 함께 이 클리닝액을 흘리는 액류 장치와,
    상기 상 유지체의 표면을 클리닝액에 의해 채운 상태에서, 상기 상 유지체에 잔류한 현상제 입자에 초음파를 작용시켜, 상기 클리닝액을 상기 잔류한 현상제 입자 사이에 침투시키는 초음파 장치
    를 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 상 유지체의 표면을 미리 상기 클리닝액으로 적시는 프리 웨트 장치를 더 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  38. 제36항에 있어서,
    상기 현상제 입자를 씻어낸 후, 상기 상 유지체의 표면으로부터 상기 클리닝액을 제거하는 제거 장치를 더 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  39. 제36항에 있어서,
    상기 상 유지체에 유지된 현상제 입자를 클리닝하는 별도의 클리너를 더 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  40. 제36항에 있어서,
    상기 상 유지체에 잔류한 현상제 입자의 양을 검출하는 검출 장치와,
    상기 검출 장치에 의한 검출 결과에 기초하여, 상기 초음파 장치에 의해 발 생되는 초음파의 주파수, 인가 전압, 및 인가 시간 중 적어도 하나를 제어하는 제어 장치
    를 더 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  41. 제36항에 있어서,
    상기 상 유지체에 잔류한 현상제 입자에 상기 클리닝액을 분무하여 박리시키는 분무 장치를 더 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  42. 대전 입자에 의한 패턴상을 유지하여 피전사 매체에 전사하는 상 유지체를 클리닝하는 클리닝 장치로서,
    상기 상 유지체의 표면을 클리닝액으로 채움과 함께 이 클리닝액을 흘리는 액류 장치와,
    상기 상 유지체의 표면을 클리닝액에 의해 채운 상태에서, 상기 상 유지체에 잔류한 대전 입자에 초음파를 작용시켜, 상기 클리닝액을 상기 잔류한 대전 입자 사이에 침투시키는 초음파 장치와,
    상기 상 유지체의 표면에 근접 대향하여 배치되고, 상기 상 유지체와의 사이에서 전계를 형성하여 상기 상 유지체에 유지되어 있는 대전 입자를 흡착시키는 도전 부재
    를 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  43. 제42항에 있어서,
    상기 상 유지체의 표면을 미리 상기 클리닝액으로 적시는 프리 웨트 장치를 더 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  44. 제42항에 있어서,
    상기 현상제를 씻어낸 후, 상기 상 유지체의 표면으로부터 상기 클리닝액을 제거하는 제거 장치를 더 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  45. 제42항에 있어서,
    상기 상 유지체에 유지된 현상제를 클리닝하는 별도의 클리너를 더 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  46. 제42항에 있어서,
    상기 상 유지체에 잔류한 현상제의 양을 검출하는 검출 장치와,
    상기 검출 장치에 의한 검출 결과에 기초하여, 상기 초음파 장치에 의해 발생되는 초음파의 주파수, 인가 전압, 인가 시간, 및 상기 상 유지체와 도전 부재 사이에서 형성되는 전계 중 적어도 하나를 제어하는 제어 장치
    를 더 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  47. 제42항에 있어서,
    상기 상 유지체에 잔류한 대전 입자에 상기 클리닝액을 분무하여 박리시키는 분무 장치를 더 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  48. 현상제 입자에 의한 패턴상을 유지하여 피전사 매체에 전사하는 상 유지체를 클리닝하는 클리닝 방법으로서,
    상기 상 유지체의 표면을 클리닝액으로 채우는 공정과,
    상기 상 유지체에 잔류한 현상제 입자에 초음파를 작용시켜, 상기 클리닝액을 상기 잔류한 현상제 입자 사이에 침투시키는 초음파 발생 공정과,
    상기 상 유지체의 표면을 채운 클리닝액을 흘리는 액류 공정
    을 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 방법.
  49. 제48항에 있어서,
    상기 상 유지체를 미리 클리닝액으로 적시는 프리 웨트 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 방법.
  50. 제48항에 있어서,
    상기 액류 공정 후, 상기 상 유지체로부터 클리닝액을 제거하는 제거 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 방법.
  51. 제48항에 있어서,
    상기 상 유지체에 잔류한 현상제 입자에 상기 클리닝액을 분무하여 박리시키는 분무 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 방법.
  52. 제48항에 있어서,
    상기 상 유지체에 잔류한 현상제 입자의 양을 검출하는 검출 공정과,
    상기 검출 공정에서의 검출 결과에 기초하여, 상기 초음파 발생 공정에서 발생하는 초음파의 주파수, 인가 전압, 및 인가 시간 중 적어도 하나를 제어하는 제어 공정
    을 더 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 방법.
  53. 대전 입자에 의한 패턴상을 유지하여 피전사 매체에 전사하는 상 유지체를 클리닝하는 클리닝 방법으로서,
    상기 상 유지체의 표면을 클리닝액으로 채우는 공정과,
    상기 상 유지체에 잔류한 대전 입자에 초음파를 작용시켜, 상기 클리닝액을 상기 잔류한 대전 입자 사이에 침투시키는 초음파 발생 공정과,
    상기 상 유지체의 표면에 근접 대향시킨 도전 부재와 상기 상 유지체 사이에서 전계를 형성하여, 상기 상 유지체에 유지되어 있는 대전 입자를 상기 도전 부재에 흡착시키는 공정과,
    상기 전계를 소실시킨 후, 상기 상 유지체의 표면을 채운 클리닝액을 흘려 상기 도전 부재에 흡착되어 있었던 대전 입자를 씻어내는 액류 공정
    을 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 방법.
  54. 제53항에 있어서,
    상기 상 유지체를 미리 클리닝액으로 적시는 프리 웨트 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 방법.
  55. 제53항에 있어서,
    상기 액류 공정 후, 상기 상 유지체로부터 클리닝액을 제거하는 제거 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 방법.
  56. 제53항에 있어서,
    상기 상 유지체에 잔류한 대전 입자에 상기 클리닝액을 분무하여 박리시키는 분무 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 방법.
  57. 제53항에 있어서,
    상기 상 유지체에 잔류한 대전 입자의 양을 검출하는 검출 공정과,
    상기 검출 공정에서의 검출 결과에 기초하여, 상기 초음파 발생 공정에서 발생하는 초음파의 주파수, 인가 전압, 인가 시간, 및 상기 흡착시키는 공정에서 상기 상 유지체와 도전 부재 사이에 형성되는 전계 중 적어도 하나를 제어하는 제어 공정
    을 더 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 방법.
  58. 상 담지체와,
    상기 상 담지체에 대향하여 설치되고, 그 상 담지체 상에 형성된 정전 잠상을, 이온성 화합물을 함유하는 토너와 캐리어액을 함유하는 액체 현상제에 의해 현상하고, 토너상을 형성하는 현상부, 그 토너상을 전사 매체에 전사하는 전사부를 갖는 패턴 형성 유닛과,
    상기 패턴 형성 유닛에 접속되고, 토너 고형분, 이온성 화합물, 및 상기 캐리어액을 함유하는 폐액을 회수하는 폐액 회수 라인과,
    상기 회수 라인에 접속되고, 30∼100㎛ 직경의 개공을 갖는 도전성의 장벽 구조체를 갖고, 상기 폐액 내의 상기 토너 고형분 및 상기 이온성 화합물의 제거를 행하는 여과기, 그 여과기의 상류에 설치되고, 흡착제 입자를 투입하기 위한 투입구를 포함하는 폐액 처리 유닛, 및 그 폐액 처리 유닛으로부터 배출된 처리 완료된 폐액을 패턴 형성 유닛으로 되돌리는 재생액 공급 라인
    을 구비하고,
    상기 여과기는, 입경 5㎛∼100㎛의 사이의 범위 내에 입도 분포의 최대 빈도를 갖는 흡착제 입자를 첨가한 폐액, 혹은 캐리어액을 통과시켜, 상기 장벽 구조체 상에 0.5㎜∼10㎜의 두께의 흡착제 입자층을 형성시켜 폐액 처리에 제공하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 장치.
  59. 제58항에 있어서,
    상기 폐액 처리 유닛은, 상기 여과기의 상류에 설치되고, 상기 흡착제 입자를 투입하는 투입부를 갖는 처리조, 그 처리조로부터 상기 흡착제 입자를 취출하는 취출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 장치.
  60. 제59항에 있어서,
    상기 폐액 처리 유닛은, 상기 처리조의 상류에 설치되고, 폐액을 저류하여, 상기 토너의 적어도 일부를 침전시켜, 폐액으로부터 제거하는 예비 처리조를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 장치.
  61. 제60항에 있어서,
    상기 예비 처리조에서는, 1㎛ 이상의 입경을 갖는 토너를 제거하고, 상기 처리조 및 여과기에서는, 1㎛ 미만의 입경을 갖는 토너를 제거하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 장치.
  62. 제58항 내지 제61항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투입부와 상기 처리조 사이에, 제1 도전율 계측부, 상기 처리조와 취출부 사이에 제2 도전율 계측부를 더 포함하고, 상기 제1 도전율 계측부에서는, 투입된 상기 흡착제 입자를 상기 캐리어액에 분산시켜 초기 도전율을 계측하고, 상기 제2 도전율 계측부에서는, 폐액 처리 후의 도전율을 계측하여, 상기 폐액 처리 후 의 도전율이 상기 초기 도전율에 기초하는 기준의 도전율 이하로 되었을 때, 상기 흡착제 입자를 상기 취출부로부터 제거하고, 상기 투입부로부터 미사용의 흡착제 입자를 투입하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 장치.
  63. 제58항 내지 제61항 중 어느 한 항에 있어서,
    폐액 처리부로부터 배출된 처리 완료된 폐액을, 상기 폐액 처리부 내의 상기 여과기보다도 상류로 되돌리는 순환 라인을, 상기 여과기보다도 후단에 더 구비하는 패턴 형성 장치.
  64. 폐액 처리 유닛 및 패턴 형성 유닛을 구비한 패턴 형성 장치를 사용하여, 패턴 형성을 행하는 방법으로서,
    상기 패턴 형성 유닛 내에서, 상 담지체 상에 형성된 정전 잠상을, 이온성 화합물을 갖는 토너와 캐리어액을 함유하는 액체 현상제에 의해 현상하여 토너상을 형성하고, 그 토너상을 전사 매체에 전사하는 패턴 형성 공정과,
    토너 고형분, 상기 이온성 화합물, 및 상기 캐리어액을 함유하는 폐액을, 상기 패턴 형성 유닛으로부터 폐액 회수 라인을 통하여 폐액 처리 유닛 내에 회수하는 폐액 회수 공정과,
    상기 폐액 처리 유닛 내에서, 상기 여과기의 상류에 설치된 투입구로부터, 입경 5㎛∼100㎛의 사이의 범위 내에 입도 분포의 최대 빈도를 갖는 흡착제 입자를 폐액, 혹은 캐리어액에 적용하고, 그 흡착제 입자를 함유하는 폐액, 혹은 캐리어액 을, 30∼100㎛ 직경의 개공을 갖는 도전성의 장벽 구조체를 갖는 여과기에 통과시킴으로써, 상기 장벽 구조체 상에 0.5㎜∼10㎜의 두께의 흡착제 입자층을 형성하는 흡착제 입자층 형성 공정과,
    계속해서, 상기 흡착제 입자층이 형성된 상기 여과기에 상기 폐액을 통과시키고, 상기 토너 고형분, 및 상기 이온성 화합물을 제거하는 폐액 처리 공정, 및
    폐액 처리 완료된 폐액을 재생액 공급 라인을 통하여, 폐액 처리 유닛으로부터 패턴 형성 유닛으로 되돌리는 재생액 공급 공정
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
  65. 제64항에 있어서,
    상기 회수된 폐액은, 상기 여과기의 상류에 설치되고, 상기 투입부 및 상기 흡착제 입자를 취출하는 취출부를 갖는 처리조에 도입되고, 그 처리조로부터 상기 여과기에 보내지는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
  66. 제65항에 있어서,
    상기 회수된 폐액은, 상기 처리조의 상류에 설치된 예비 처리조에 도입되고, 그 예비 처리조 내에서 저류되고, 상기 토너 고형분을 침전시켜 제거한 후, 상기 처리조에 보내지는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
  67. 제66항에 있어서,
    상기 예비 처리조에서는, 1㎛ 이상의 입경을 갖는 토너를 제거하고, 상기 처리조 및 여과기에서는, 1㎛ 미만의 입경을 갖는 토너를 제거하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
  68. 제64항 내지 제67항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투입부와 상기 처리조 사이에, 제1 도전율 계측부, 상기 처리조와 취출부 사이에 제2 도전율 계측부를 더 포함하고, 상기 제1 도전율 계측부에서는, 투입된 상기 흡착제 입자를 상기 캐리어액에 분산시켜 초기 도전율을 계측하고, 상기 제2 도전율 계측부에서는, 폐액 처리 후의 도전율을 계측하여, 상기 폐액 처리 후의 도전율이 상기 초기 도전율에 기초하는 기준의 도전율 이하로 되었을 때, 상기 흡착제 입자를 상기 취출부로부터 제거하고, 상기 투입부로부터 미사용의 흡착제 입자를 투입하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
  69. 제64항 내지 제67항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폐액 처리 완료된 폐액을, 상기 여과기의 후단에 설치된 순환 라인을 통하여, 상기 폐액 처리부 내의 상기 여과기보다도 상류로 되돌리는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
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