JP2004004615A

JP2004004615A - Printer

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Publication number: JP2004004615A
Application number: JP2003071884A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Hiraoka; 平岡　大介
Original assignee: Aetas Technology Inc
Current assignee: Aetas Technology Inc
Priority date: 2002-04-10
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2004-01-08

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developing unit which realizes printing more precise than printing using a powder toner and is made smaller in size than an electrophotographic printer using a conventional liquid developer. <P>SOLUTION: The developing unit 20 is equipped with a developing head 50 which brings a liquid developer 37 into contact with a photoreceptor belt 24 where an electrostatic latent image is formed and a tank 36 which is arranged above the developing head and stores a developer to be supplied to the developing head. The developing head is equipped with a sending-out nozzle 54 which sends the developer out, a suction nozzle 58 which sucks at least a portion of the sent-out developer through the suction of a liquid pump 40, and an air nozzle 44 which is opened in the circumference of an area where an opening of the sending-out nozzle 54 and an opening of the suction nozzle 58 are formed and jets air sent by an air pump 44. Opening end parts of the sending-out nozzle, suction nozzle, and air nozzle face the photoreceptor belt across a fine gap. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の印刷装置に関する。
【０００２】
【背景技術および発明が解決しようとする課題】
近年、パーソナルコンピュータやデジタルカメラなどの高性能化や、インターネットなどの通信回線の高速化に伴い、家庭や職場において手軽に高品位のカラー印刷を行う需要が増大している。
【０００３】
家庭用としては、現在、そのような高品位なカラー印刷の需要は主にインクジェットプリンタによって満たされている。しかしながら、インクジェットプリンタはプリントヘッドの幅の印刷を繰り返し行うことによって用紙全体を印刷するため、印刷に時間がかかってしまうという問題がある。また、インクジェットプリンタの各ドットは、そのサイズの微細化に限界があり、しかも互いに干渉して色が濁ってしまうのを防ぐために間隔を空けて配置される必要があるため、インクジェットプリンタの高精細化にも限界がある。
【０００４】
業務用としては、印刷スピードが重要であるため、カラー印刷においても、粉体トナーを用いた電子写真方式の印刷装置であるページプリンタやコピー機の使用が増加している。ところが、粉体トナーの各粒子の径は１０μｍ程度以上あるため、印刷の精細さには限度がある。また、カラー印刷が可能なものとなると、かなり大型となってしまうという難点もある。
【０００５】
一方、高精細な印刷を可能とする印刷装置として、液状の現像剤を用いる電子写真方式の印刷装置が知られている。一般に、電子写真方式の印刷装置においては、まず、帯電器によって感光体の表面に均一帯電を施す。続いて、感光体の表面を印刷する画像の光像によって露光する。これによって、感光体の表面が光像に対応して放電され、静電潜像が形成される。そして、液状の現像剤を用いる電子写真方式の印刷装置では、前述した粉体トナーに換えて、帯電した微粒子を溶媒中に分布させた液状の現像剤が塗布されることによって、微粒子が静電潜像に対応して感光体に付着し、現像された画像が形成される。続いて、この現像された画像は感光体から基板（例えば紙、ＯＨＰフィルムなど）に転写される。なお、液状の現像剤に含まれる微粒子の径は１μｍ未満とすることができ、粉体トナーの径すなわち１０μｍ程度より大幅に小さくできる。したがって、液状の現像剤を用いた電子写真方式の印刷装置は粉体トナーと用いたものに比べて、遥かに精細な印刷が可能となる。
【０００６】
このような液状の現像剤を用いる電子写真方式の印刷装置では、前述したように帯電した微粒子を溶媒中に分布させた液状の現像剤が用いられる。そして、液状の現像剤の感光体への塗布においては、スポンジローラなどに液状の現像剤を多量に供給しておき、そのスポンジローラを回転させながら感光体に接触させることによって行う構成や、感光体の通過経路において液状の現像剤を噴水状に噴出させて行う構成がとられていた。しかしながら、このような構成によって液状の現像剤の感光体への塗布を行うと、液状の現像剤が飛散するとともに、液状の現像剤と雰囲気とが接触する機会が非常に多くなり、液状の現像剤に含まれる溶媒が室内雰囲気中へ大量に漏洩してしまう。そのため、飛散したり漏洩したりする液状の現像剤を回収するための構成が必要になったり、漏洩した溶媒が室内に拡散しないように周囲を覆う構成が必要になったりし、その結果、装置が非常に大型化してしまうという問題があった。また、そのような飛散や漏洩によって、液状の現像剤の無駄が生じてしまう。
【０００７】
したがって、液状の現像剤を用いた電子写真方式の印刷装置は、非常に精細な印刷が可能であるという大きな利点をもっているものの、小型化が難しいという問題があった。
【０００８】
また、多色印刷が可能な構成とする場合は、各色の微粒子を含む液状の現像剤を別々に用意する必要が生じるが、前述したように液状の現像剤が飛散する状態では、飛散した液状の現像剤が他の色の微粒子を含む液状の現像剤に混ざってしまう可能性が高くなる。そのような混色を防ぐためには、さらにそのための構成が必要となり、装置の一層の大型化を招いてしまう。
【０００９】
なお、本出願人は、関連する発明として、既に現像装置および現像ユニットについての出願を行っており、本出願にかかる発明はその出願にかかる発明に関連するものである。（特許文献１参照）
【特許文献１】
特開２００２−３４１６６５号公報
本発明は、上記のような点に鑑みてなされたものであって、その目的は、以下に列記した少なくともいずれかの作用効果を奏することのできる、液状の現像剤を用いた電子写真方式の印刷装置を提供することにある。
１）　従来の液状の現像剤を用いた電子写真方式の印刷装置より小型化された印刷装置を構成できる。
２）　粉体トナーを用いた電子写真方式による印刷に比べて精細な印刷が可能である。
３）　従来の液状の現像剤を用いた電子写真方式の印刷に比べて、液状の現像剤の室内への拡散が少なく、その消費も少ない。
４）　インクジェットプリンタに比べて高速な印刷装置を構成できる。
５）　混色の少ない多色印刷を大型化することなく実現できる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を実現するために、本発明の一つにおいては、電子写真プロセス原理を応用し、液体現像剤の漏れ抑制機能を持つ小型の直線型現像ヘッドにより液体現像剤をベルト型潜像体に接触させる現像方式と、構造の簡単な液体現像剤の供給ならびに復流方式を組み合わせた液体現像剤の循環流路を形成することにより可能とした。
【００１１】
例えば、情報に従って形成された静電潜像をもって移動する潜像体（感光体）と、帯電微粒子を含む液体現像剤を接触させて顕在化する液体現像部（現像ユニット）において、潜像体（感光体）表面とそれぞれ微小間隔をもって潜像体（感光体）の移動方向に直交し、顕像幅以上の長さに層状に配列された隔壁ノズル群、すなわち中心部に液体現像剤を潜像体（感光体）表面に送出接触させる送出ノズル、送出ノズルの外周に液体現像剤を現像タンクに復流させる吸込ノズル、吸込ノズルの外周に液体現像剤の外部流出を空気圧により抑制する漏洩抑制ノズル（空気ノズル）から構成されている現像ヘッドを用いる電子写真プリンタである。
【００１２】
潜像体（感光体）は、平面状移動膜面がほぼ水平状態を維持して回転運動するベルト構造より成る。現像ヘッドは、各ノズル先端面が下側ベルト下面に微小間隔をもって平行に位置し、ヘッド（現像ヘッド）の長手方向は、ベルトの移動方向に直交するようにベルト型潜像体の下側に位置する。液体現像剤タンクは、ベルト型潜像体の上側ベルト上面に位置する。
【００１３】
直線状現像ヘッド（現像ヘッド）の液体現像剤漏洩抑制ノズル（空気ノズル）から送出される空気流は、潜像体（感光体）が可撓性のフィルム体の場合、潜像体（感光体）背面に位置する案内板に潜像体（感光体）を押し付けて接触させ、液体現像剤送出ノズル（送出ノズル）先端と潜像体（感光体）表面との空隙間隔を正確に維持することを可能としている。
【００１４】
液体現像剤を送出ノズルに送り出す送出力は、主として現像ヘッドのノズル先端部より高い位置にある液体現像タンクとの重力差を利用し、吸込ノズルの吸込み力は、現像ヘッド側に装着した液体ポンプにより発生し、吸込まれた液体現像剤は液体現像剤タンクに戻る液体現像剤の循環流をなしている。
【００１５】
ベルト潜像体（感光体ベルト）の下面移動方向に複数の帯電器、光学系、現像ヘッドより成る現像系を逐次配列することにより、重ね合わせ多色現像が可能なプリンタとすることもできる。
【００１６】
関連する発明のさらに具体的な構成は以下のとおりである。
【００１７】
（１）　本発明の印刷装置は、感光体の表面に静電潜像を形成し、液状の現像剤に含まれる帯電した微粒子を前記感光体の表面に付着させて前記静電潜像を現像する印刷装置であって、
前記感光体の表面を帯電させる帯電器と、
現像させる画像に対応して前記感光体の表面を露光させる光学系部と、
露光された前記感光体に前記現像剤を接触させる現像ヘッドと、
前記現像ヘッドに供給する前記現像剤を貯留するタンクと、
前記現像剤を前記現像ヘッドから前記タンクに戻す還流用流体ポンプと、
前記現像ヘッドから噴出させる空気を供給する空気ポンプと、
を有し、
前記現像ヘッドは、
前記現像剤を送出する送出ノズルと、
送出された前記現像剤の少なくとも一部を前記還流用流体ポンプの吸引により吸込む吸込ノズルと、
前記送出ノズルの開口および前記吸込ノズルの開口が形成された領域を囲んで開口して前記空気ポンプにより送られた空気を噴出する空気ノズルと、を備え、
前記送出ノズル、前記吸込ノズル、および前記空気ノズルの各開口端部は前記感光体に微小間隔をもって対向する。
【００１８】
本発明の印刷装置によれば、送出ノズル、吸込ノズル、および前記空気ノズルの各開口端部は、感光体に微小間隔を持って対向しているため、液状の現像剤の漏洩や飛散を少なく抑えて、現像剤を感光体に接触させることができる。このように、液状の現像剤の漏洩や飛散を少なく抑えて現像剤を感光体に接触させることが可能となるため、飛散したり漏洩したりした液状の現像剤を回収するための構成や、漏洩した溶媒が室内に拡散しないように周囲を覆う構成が不要となる。したがって、従来の液状の現像剤を用いた電子写真方式の印刷装置より遥かに小型化された印刷装置を構成できる。また、従来の液状の現像剤を用いた電子写真方式の印刷に比べて、液状の現像剤の室内への拡散や漏洩が少ないため、液状の現像剤の消費が少ない。しかも、粉体トナーに比べ大幅に微細化できる微粒子を含む現像剤が印刷装置に用いられているため、粉体トナーを用いた電子写真方式による印刷装置に比べて精細な印刷装置が実現できる。さらに、感光体に付着した微粒子を紙などの媒体に一度に転写することが可能となるため、プリントヘッドの幅の印刷を繰り返し行うことによって用紙全体を印刷するインクジェットプリンタに比べて、高速な印刷が可能な印刷装置を構成することができる。
【００１９】
（２）　なお、前記タンクは前記現像ヘッドより高い位置に配置されていてもよい。
このように、タンクが現像ヘッドより高い位置にあることによって、液状の現像剤を重力の作用によってタンクから現像ヘッドの送出ノズルに供給することができる。したがって、液状の現像剤を送出ノズルに供給するためのポンプなどの構成が不要となり、小型化できる。
【００２０】
（３）　本発明の印刷装置は、（２）において、前記タンクと前記現像ヘッドとの間に前記現像剤の流れを制御するバルブをさらに有していてもよい。
このバルブを制御することによって、印刷時のみに現像ヘッドに現像剤を供給するように制御することが可能となる。
【００２１】
（４）　さらに、（２）または（３）において、前記還流用流体ポンプが当該印刷装置の動作中は作動し続けるように構成してもよい。
このように、当該印刷装置の動作中は還流用流体ポンプが作動し続ける構成とすることによって、液状の現像剤は、タンクから重力によって送出ノズルに流れて、感光体の表面付近に到達した後、吸込ノズルおよび還流用流体ポンプを経てタンクに戻る経路を循環し続けることになる。したがって、現像剤中の微粒子の沈殿が防止され、現像剤中に微粒子がほぼ均一に分布する懸濁状態が保たれる。
【００２２】
（５）　本発明の印刷装置は、（１）において、前記現像剤を前記タンクから前記現像ヘッドに送る送出用流体ポンプをさらに有していてもよい。
この送出用ポンプによって、タンクの高さ位置に関わらずタンクから現像ヘッドへの現像剤の送出を行うことができる。また、送出用ポンプの制御によって現像剤の送出の制御を行うことができる。
【００２３】
（６）　なお、前記感光体は、環状で無限軌道の感光体ベルトとして形成されていてもよい。
このように感光体を環状で無限軌道の感光体ベルトとして形成することによって、感光体ベルトの内側にも部材を配置することが容易となり、小型化を促進することができる。また、感光体ベルトはその軌道を容易に変更することができるため、設計の自由度が増加する。
【００２４】
（７）　（６）に記載の印刷装置は、前記感光体ベルトを案内する案内板をさらに備え、前記案内板は前記感光体ベルトを挟んで前記現像ヘッドとは逆側に位置していてもよい。
これによって、現像ヘッドの空気ノズルから噴出される空気流によって感光体ベルトを案内板に押し付けた状態とすることができるため、感光体ベルトを正確な所定位置に配置することができる。
【００２５】
（８）　なお、前記送出ノズルの開口はスリット形状であり、その長手方向は前記感光体の移動方向にほぼ直交するようにしてもよい。
このように、送出ノズルの開口をスリット形状にすることによって送出ノズルを含んで構成される現像ヘッドを薄型化することができる。しかも、そのスリットは感光体の移動方向にほぼ直交するように配置されるため、送出ノズルの開口端部に微小間隔をもって対向する感光体の幅広い領域に効率的に液状の現像剤を塗布することが可能となる。
【００２６】
（９）　そして、前記微小間隔は２〜５００μｍであってもよい。このように、送出ノズルおよび吸込ノズルの各開口端部が感光体に２〜５００μｍの微小間隔をもって対向するようにすることによって、送出ノズルから送出されて感光体に塗布され吸込ノズルに吸込まれるまでの過程において液状の現像剤の漏れを少なくすることができる。
【００２７】
（１０）　また、前記微粒子の直径は、０．０１〜１．０μｍであってもよい。
このように、感光体表面に付着させる微粒子の直径を０．０１〜１．０μｍとすることによって、感光体を構成する分子と微粒子を構成する分子とが接近する可能性が高まり、ファンデルワールス力による微粒子の感光体表面への付着が起きやすくなる。また、粉体トナーの１０μｍ程度の粒子径に比べて、この微粒子の径は遥かに小さいため、粉体トナーを用いた電子写真方式による印刷に比べて遥かに精細な印刷が可能である。
【００２８】
（１１）　そして、前記帯電器、前記光学系部、前記現像ヘッド、前記タンク、および前記還流用流体ポンプを複数組備え、前記各組において互いに異なる色の微粒子を含む前記現像剤を用い、前記感光体の移動方向に沿って前記各組を順次配列してもよい。
【００２９】
前述した各印刷装置は、それらに用いられた帯電器、光学系部、現像ヘッド、タンク、および還流用流体ポンプを複数組備えた本発明の印刷装置においても、液状の現像剤の漏洩や飛散が少ないため、それら各組間で液状の現像剤が混ざり合う可能性が低い。したがって、飛散したり漏洩したりした液状の現像剤を回収するための構成が不要であり、混色の少ない多色印刷を大型化することなく実現できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３１】
１．　＜印刷装置＞
まず、第１実施形態の概要について述べる。図１は、第１実施形態の印刷装置としてのプリンタ１０の現像機構部の実用例を示す。第１実施形態の骨子となる現像機構部の独創的要素は、直線型現像ヘッド（現像ヘッド）５０、ベルト型潜像体（感光体ベルト）２４、液体現像剤（現像剤）３７を蓄積するタンク３６、液体現像剤を循環させる流体ポンプ（還流用流体ポンプ）４０が主たるものとなる。各要素は、可撓性フィルムで構成されるベルト型潜像体２４の水平に移動する平面部の上下面の近くに位置して配置される。すなわち、直線型現像ヘッド５０、流体ポンプ４０、空気ポンプ４４は、水平案内板２６の下面を走るベルトの下側に、液体現像剤タンク３６は上側ベルト上面側に配置されることが構成上の特徴となる。
【００３２】
符号２８、３２、１２は、電子写真プロセスとして必要な部材、すなわち帯電器２８、光学系３２（透過型潜像体使用の場合）、転写機構（転写ローラ）１２を示す。符号１４、１５は、プリンタ１０に特徴的な印刷媒体（紙、フィルム等）に関する器材、すなわち用紙１５、媒体容器１４を示す。
【００３３】
図２は、直線型現像ヘッド５０の先端部の断面拡大図、および液体現像剤ならびに空気の流れを示す。すなわち現像ヘッド５０の先端部は、現像剤送出ノズル（送出ノズル）５４、吸込み復流ノズル（吸込ノズル）５８、現像剤漏洩抑制空気ノズル６２を含む。実線矢印３８は液体現像剤の流れを、点線矢印４６は空気流を示す。
【００３４】
次に第１実施形態のプリンタ１０の印字動作の概要を説明する。ベルト型光潜像体２４の表面に帯電器２８により一様な表面電位が与えられ、次いでこの一様電位にデジタル情報に従って光制御される光学系３２により情報に相当する電位分布、すなわち静電潜像が形成される。この潜像面上に、直線型現像ヘッド５０の液体現像剤送出ノズル５４より現像剤３７が潜像体２４の表面に送出され、液体現像剤３７に含まれる帯電微粒子が潜像部に選択的に付着固定される。潜像面に送り込まれた液体現像剤３７は、送出ノズル５４に隣接する復流ノズル５８に、液体ポンプ４０の吸引力により矢印３８のように復流し、現像剤タンク３６内に戻され、この循環流を繰り返す。この循環流により現像剤微粒子の安定懸濁と一様混合が維持される。
【００３５】
現像ヘッド５０の外周部に構成されている空気ノズル６２より送出される空気流４６は、復流ノズル５８を超えて流出しようとする液体現像剤を、空気ノズル６２先端部で発生する空気圧で漏洩抑制する。またこの空気流は、可撓性の潜像体ベルト（感光体ベルト）２４を案内板２６の表面に押し付け、ノズル先端部と潜像体（感光体ベルト）２４の空隙間隔５１を正確に維持する効果も果たす。
【００３６】
感光体ベルト２４に形成された潜像部に付着された現像微粒子は、転写ローラ８により媒体１５の表面に転写され印字動作が終了される。
【００３７】
多色印刷の場合は、図１に示すように、色数に相当する繰り返し現像を逐次行い、潜像体表面に重ね合わせた多色現像粒子層を形成し、転写機構１２による一回の転写動作により多色印刷を媒体１５の表面に形成することを可能とする。
【００３８】
以下、第１実施形態についてさらに詳細に説明する。図１は、第１実施形態のプリンタ１０の構成を模式的に示す図である。プリンタ１０は、感光体ベルト２４を備える複数の現像ユニット２０と、駆動ローラ１６と、転写ローラ１２と、媒体容器１４とを含んで構成される。転写ローラ１２を含んで構成させる転写部は、駆動ローラ１６に駆動される感光体ベルト２４と転写ローラ１２との間に紙１５などの媒体とを通過させ、押圧力を印加することによって、現像された感光体ベルト２４に付着した微粒子を紙１５などの面状の媒体に転写させる。媒体容器１４は、紙１５またはフィルムなどの媒体を保持し、印刷時に転写ローラ１２と感光体ベルト２４との間を通過するように一枚ずつ供給する。媒体容器１４から供給された媒体例えば紙１５は、転写ローラ１２によって感光体ベルト２４に押圧されて、画像が転写される。
【００３９】
また、現像ユニット２０は、現像ヘッド５０と、感光体としての感光体ベルト２４と、案内板２６と、帯電器２８と、光学系部３２と、タンク３６と、流体ポンプ（還流用流体ポンプ）４０と、空気ポンプ４４とを含んで構成される。なお、感光体ベルト２４は、各現像ユニット２０において共用される。すなわち、帯電器２８、光学系部３２、現像ヘッド５０、タンク３６、および流体ポンプ４０は、各現像ユニット２０の数に対応した複数組が設けられ、それら各組は感光体の移動方向に沿って順次配列されている。また、それら各組において互いに異なる色の微粒子を含む現像剤が用いられ、それによって多色印刷が可能となっている。現像ヘッド５０は、露光された感光体ベルト２４の外面側の表面に液状の現像剤を接触させる。帯電器２８は、感光体ベルト２４を一様に帯電させる。光学系部３２は、現像させる画像に対応して感光体ベルト２４を露光させる。なお、光学系部３２は、感光体ベルト２４の下面側に配置するようにしてもよい。特に、感光体ベルト２４が光透過性を持たない場合は、光学系部３２は、感光体ベルト２４の下面側に配置する必要がある。流体ポンプ４０は、液状の現像剤を現像ヘッド５０からタンク３６に戻す。空気ポンプ４４は、現像ヘッドから噴出させる空気を供給する。
【００４０】
各現像ユニット２０において、現像ヘッド５０と、流体ポンプ４０は感光体ベルト２４の下面側に配置され、液状の現像剤が貯留されるタンク３６と、案内板２６と、光学系部３２は感光体ベルト２４の上面側に配置される。現像ユニット２０は、感光体としての感光体ベルト２４の表面に静電潜像を形成し、液状の現像剤に含まれる帯電した微粒子を感光体ベルト２４の表面に付着させて静電潜像を現像する。
【００４１】
なお、液状の現像剤は、溶媒中に、直径０．０１〜１．０μｍ程度の微粒子を分布させた構成となっている。このように、感光体ベルト２４の表面に付着させるための微粒子の直径を微細とすることによって、感光体ベルト２４を構成する分子と微粒子を構成する分子とが接近する可能性が高まり、ファンデルワールス力による微粒子の感光体ベルト２４の表面への付着が起きやすくなる。また、粉体トナーの１０μｍ程度の粒子径に比べて、この微粒子の径は遥かに小さいため、粉体トナーを用いた電子写真方式による印刷に比べて遥かに精細な印刷が可能である。
【００４２】
次に現像ユニット２０の各部について説明する。
【００４３】
感光体ベルト２４は、少なくとも２つの駆動ローラ１６にベルト状に掛けられ、無限軌道のベルトとして形成されている。感光体ベルト２４は、例えば、光透過性を持つ内面側の層と、光導電性を持つ外面側の層とを備えて形成されている。光導電性を持つ外面側の層は、その電位状態を制御することによって、所定の電位に帯電させた微粒子を引き付けて保持したり開放したりすることができる。このように感光体ベルト２４は、環状で無限軌道のベルトとして形成されているため、感光体ベルト２４の内側にも部材を配置することが容易となり、小型化を促進することができる。また、感光体ベルト２４は、ベルト状であり、その軌道を容易に変更することができるため、設計の自由度が増加する。
【００４４】
案内板２６は、感光体ベルト２４を挟んで現像ヘッド５０とは逆側に位置する。また、前述したように、現像ヘッド５０の空気ノズル６２からは感光体ベルト２４に向けて空気が噴出される。したがって、空気ノズル６２から噴出される空気流によって、感光体ベルト２４が案内板２６に押し付けられた状態となる。その結果、案内板２６は、感光体ベルト２４を正確な所定位置に案内することができる。
【００４５】
タンク３６は現像ヘッド５０に供給する液状の現像剤３７を貯留する。タンク３６は含まれている微粒子の色ごとに区分されており、タンク３６に記された英文字は、Ｋが黒（ブラック）の微粒子を含む現像剤が貯留されていることを示し、Ｃがシアンすなわち青色の微粒子を含む現像剤が貯留されていることを示し、Ｍがマゼンタすなわち赤色の微粒子を含む現像剤が貯留されていることを示し、Ｙがイエローすなわち黄色の微粒子を含む現像剤が貯留されていることを示す。
【００４６】
なお、タンク３６は現像ヘッド５０より高い位置に配置される。このように、タンク３６は現像ヘッド５０より高い位置にあるため、液状の現像剤を重力の作用によってタンク３６から現像ヘッド５０の送出ノズル５４に供給することができる。したがって、液状の現像剤を送出ノズル５４に供給するためのポンプなどの構成が不要となり、小型化できる。
【００４７】
図２は、現像ヘッド５０の先端付近を拡大して示す部分断面図とともに、液状の現像剤および空気の流れを示す模式図である。この図に示すように、現像ヘッド５０は、液体の現像剤を送出する送出ノズル５４と、その現像剤を吸い込む吸込ノズル５８と、空気を噴出する空気ノズル６２とを含んで構成される。送出ノズル５４、吸込ノズル５８、および空気ノズル６２の各開口端部は、感光体ベルト２４との間に微小間隔、例えば２〜５００μｍ間隔、さらに好ましくは１００〜３００μｍの間隔をもって位置するように現像ヘッド５０が配置されている。このように、送出ノズル５４および吸込ノズル５８の開口端部が感光体ベルト２４に微小間隔をもって対向する配置となっていることによって、送出ノズル５４から送出されて感光体ベルト２４に塗布され、吸込ノズル５８に吸込まれるまでの過程において液状の現像剤の漏れを少なくすることができる。また、第１実施形態のプリンタ１０は多色印刷を可能にするために複数の現像ユニット２０を備えて構成されているが、送出ノズル５４、吸込ノズル５８、および空気ノズル６２の各開口端部６３と、感光体ベルト２４との間の微小間隔を適切に保つことによって、既に塗布されている微粒子を掻き落としてしまうことを防止できる。
【００４８】
送出ノズル５４の開口は、スリット形状に形成されており、その長手方向が感光体ベルト２４の移動方向にほぼ直交するように、現像ヘッド５０が配置されている。このように、送出ノズル５４の開口をスリット形状にすることによって送出ノズル５４を含んで構成される現像ヘッドを薄型化することができる。しかも、スリット形状の送出ノズル５４の開口は感光体ベルトの移動方向にほぼ直交するように配置されるため、送出ノズル５４の開口端部に微小間隔をもって対向する感光体ベルト２４の幅広い領域に効率的に液状の現像剤を塗布することが可能となる。また、送出ノズル５４の開口をスリット形状すなわち狭い幅に形成するにすることによって、送出ノズル５４から供給する現像剤の量を最小限に保ちながら、静電潜像が形成された感光体ベルト２４の外面側の表面に液状の現像剤を接触させることができる。
【００４９】
吸込ノズル５８は、送出ノズル５４から送出された現像剤の少なくとも一部すなわち感光体に塗布されずに残った現像液を流体ポンプ４０の吸引により吸込む。吸込ノズル５８の開口は、送出ノズル５４の開口５５の外周に沿ってスリット形状に形成されている。このように、吸込ノズル５８の開口５９が送出ノズル５４の開口の外周に沿って形成されていることによって、送出ノズル５４から送出されて感光体ベルト２４に塗布された残りの液状の現像剤を確実に吸込むことができる。また、吸込ノズル５８の開口は送出ノズル５４の開口を囲むスリット形状に形成されているため吸込ノズル５８を含んで構成される現像ヘッド５０を薄型化することができる。
【００５０】
空気ノズル６２は、送出ノズル５４の開口および吸込ノズル５８の開口が形成された領域の外周に開口している。言い換えれば、空気ノズル６２は、送出ノズル５４の開口および吸込ノズル５８の開口が形成された領域を囲むように開口している。空気ノズル６２は空気ポンプ４４から送られた空気を開口から噴出する。なお、前述したように、空気ノズル６２の開口端部は感光体ベルト２４の外面側に微小間隔をもって対向する。したがって、送出ノズル５４から送出され吸込用ノズル５８から吸い込まれる液状の現像剤を空気ノズル６２から噴出される空気の壁でせきとめ、現像剤の飛散や漏洩を防ぐことができる。
【００５１】
なお、流体ポンプ４０は、現像ユニット２０の動作中は作動し続けるようにされている。このように、現像ユニット２０の動作中は流体ポンプ４０が作動し続ける構成とすることによって、液状の現像剤は、タンク３６から重力によって送出ノズル５４に流れて、感光体ベルト２４の外側の表面に到達した後、吸込ノズル５８および流体ポンプ４０を経てタンク３６に戻る経路を循環し続けることになる。したがって、現像剤中の微粒子の沈殿が防止され、現像剤中に微粒子がほぼ均一に分布する懸濁状態が保たれる。
【００５２】
以上のように、現像ユニット２０は、タンク３６が現像ヘッド５０より高い位置にあるため、液状の現像剤を重力の作用によってタンク３６から現像ヘッド５０の送出ノズル５４に供給することができる。したがって、液状の現像剤を送出ノズル５４に供給するためのポンプなどの構成が不要となり、小型化できる。さらに、送出ノズル５４の開口端部および吸込ノズルの開口端部は、感光体ベルト２４の外面側の表面に微小間隔を持って対向しているため、液状の現像剤の漏洩や飛散を少なく抑えて、現像剤を感光体ベルト２４の外面側の表面に接触させることができる。このように、液状の現像剤の漏洩や飛散を少なく抑えて現像剤を感光体ベルト２４に接触させることが、現像ユニット２０によって可能となるため、飛散したり漏洩したりした液状の現像剤を回収するための構成や、漏洩した溶媒が室内に拡散しないように周囲を覆う構成が不要となる。したがって、そのような構成を必要としていた従来の液状の現像剤を用いた電子写真方式の印刷装置より遥かに小型化された印刷装置を構成できる。また、従来の液状の現像剤を用いた電子写真方式の印刷に比べて、液状の現像剤の室内への拡散や漏洩が少ないため、液状の現像剤の消費が少ない。
【００５３】
また、プリンタ１０は、前述したように現像ユニット２０が小型化できるため、装置全体の小型化が可能である。また、従来の液状の現像剤を用いた電子写真方式の印刷装置に比べて、液状の現像剤の室内への拡散や漏洩が少ないため、液状の現像剤の消費が少ない。さらに、さらに、感光体に付着した微粒子を紙などの媒体に一度に転写することが可能となるため、プリントヘッドの幅の印刷を繰り返し行うことによって用紙全体を印刷するインクジェットプリンタなどに比べて、高速な印刷が可能である。さらに、粉体トナーに比べ大幅に微細化できる微粒子を含む液状の現像剤が現像ユニットに用いられているため、粉体トナーを用いた電子写真方式による印刷装置に比べて精細な印刷装置が実現できる。
【００５４】
さらに、プリンタ１０は、前述した現像ユニット２０が液状の現像剤の漏洩や飛散を少ないため、複数の現像ユニット２０の間で液状の現像剤が混ざり合う可能性が低い。したがって、飛散したり漏洩したりした液状の現像剤を回収するための構成が不要であるため、混色の少ない多色印刷を大型化することなく実現できる。
【００５５】
２．　＜変形例＞
２．１　前述した実施形態においては、現像ユニットを複数用いる例、すなわち帯電器、光学系部、現像ヘッド、タンク、および流体ポンプを複数用いて多色印刷が可能な印刷装置を構成する例を示した。しかしながら、現像ユニットを一つのみ用いる例、すなわち帯電器、光学系部、現像ヘッド、タンク、および流体ポンプを一組のみ用いて、単色印刷を行う印刷装置を構成してもよい。
【００５６】
２．２　前述した各実施形態においては、感光体としてベルト状の感光体ベルトを用いる例を示したが、感光体としてドラム形状のものを用いてもよい。
【００５７】
２．３　前述した各実施形態において、タンク３６と現像ヘッド５０との間に現像剤３７の流れを制御する例えば電子制御可能なバルブをさらに設けるようにしてもよい。このバルブを制御することによって、現像ユニットの使用時のみに現像ヘッド５０に現像剤３７を供給するように制御することが可能となる。
【００５８】
２．４　また、前述した各実施形態において、現像剤３７をタンク３６から現像ヘッド５０に送る送出用流体ポンプを、現像ユニット２０がさらに備えるようにしてもよい。この送出用ポンプによって、タンク３６の高さ位置に関わらずタンク３６から現像ヘッド５０への現像剤の送出を行うことができる。また、送出用ポンプを制御することによって現像剤３７の送出の制御を行うことができる。
【００５９】
２．５　前述した各実施形態においては、印刷装置としてプリンタの例を示したが、本発明の印刷装置はコピー機やファクシミリ装置などの一部を構成する印刷装置として形成されていてもよい。この場合、案内板２６は不要となり、光学系部３２は現像ヘッド５０や帯電器２８と同じ側に配置される。
【００６０】
２．６　本発明は前述した各実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内、または、特許請求の範囲の均等範囲内で、さらに各種の変形実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のプリンタの構成を模式的に示す図である。
【図２】図１に示した現像ヘッドの先端付近を拡大して示す部分断面図とともに、液状の現像剤および空気の流れを示す模式図である。
【符号の説明】
１０　プリンタ（印刷装置）
１２　転写ローラ
１５　紙（媒体）
２０　現像ユニット
２４　感光体ベルト（感光体）
２６　案内板
２８　帯電器
３２　光学系部
３６　タンク
３７　現像剤
４０　流体ポンプ（還流用流体ポンプ）
４４　空気ポンプ
５０　現像ヘッド
５４　送出ノズル
５８　吸込ノズル
６２　空気ノズル[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophotographic printing apparatus.
[0002]
BACKGROUND ART AND PROBLEMS TO BE SOLVED BY THE INVENTION
2. Description of the Related Art In recent years, demands for easily performing high-quality color printing in homes and workplaces have been increasing with higher performance of personal computers and digital cameras and higher speeds of communication lines such as the Internet.
[0003]
For home use, the demand for such high quality color printing is currently mainly met by inkjet printers. However, the ink jet printer prints the entire sheet by repeatedly performing printing of the width of the print head, so that there is a problem that printing takes time. In addition, each dot of an ink-jet printer has a limit in miniaturization of its size, and furthermore, it is necessary to arrange the dots at intervals so as to prevent the colors from becoming turbid due to interference with each other. There is a limit to the conversion.
[0004]
Since printing speed is important for business use, the use of page printers and copiers, which are electrophotographic printing apparatuses using powder toner, is also increasing in color printing. However, since the diameter of each particle of the powder toner is about 10 μm or more, there is a limit to the fineness of printing. In addition, there is also a disadvantage that when color printing is possible, the size becomes considerably large.
[0005]
On the other hand, as a printing apparatus capable of high-definition printing, an electrophotographic printing apparatus using a liquid developer is known. Generally, in an electrophotographic printing apparatus, first, the surface of a photoconductor is uniformly charged by a charger. Subsequently, the surface of the photoconductor is exposed with a light image of an image to be printed. As a result, the surface of the photoconductor is discharged corresponding to the light image, and an electrostatic latent image is formed. In an electrophotographic printing apparatus using a liquid developer, instead of the powder toner described above, a liquid developer in which charged fine particles are distributed in a solvent is applied, whereby the fine particles are electrostatically charged. The developed image is formed by attaching to the photoreceptor corresponding to the latent image. Subsequently, the developed image is transferred from the photoreceptor to a substrate (eg, paper, OHP film, etc.). The diameter of the fine particles contained in the liquid developer can be less than 1 μm, which can be significantly smaller than the diameter of the powder toner, that is, about 10 μm. Therefore, an electrophotographic printing apparatus using a liquid developer can perform much finer printing than a printing apparatus using a powder toner.
[0006]
In an electrophotographic printing apparatus using such a liquid developer, a liquid developer in which charged fine particles are distributed in a solvent as described above is used. In applying the liquid developer to the photoreceptor, a large amount of the liquid developer is supplied to a sponge roller or the like, and the sponge roller is rotated and brought into contact with the photoreceptor. A configuration has been adopted in which a liquid developer is ejected in a fountain shape in a passage of the body. However, when the liquid developer is applied to the photoreceptor by such a configuration, the liquid developer is scattered, and the opportunity of contact between the liquid developer and the atmosphere is greatly increased. A large amount of the solvent contained in the agent leaks into the room atmosphere. Therefore, a configuration for collecting the liquid developer that is scattered or leaking is required, or a configuration is required to cover the periphery so that the leaked solvent does not diffuse into the room. However, there is a problem that the size of the device becomes very large. In addition, such scattering or leakage causes waste of the liquid developer.
[0007]
Therefore, an electrophotographic printing apparatus using a liquid developer has a great advantage that extremely fine printing is possible, but has a problem that it is difficult to reduce the size.
[0008]
In addition, in the case of a configuration capable of multicolor printing, it is necessary to separately prepare a liquid developer containing fine particles of each color, but in a state where the liquid developer scatters as described above, the scattered liquid developer is required. Is more likely to be mixed with a liquid developer containing fine particles of another color. In order to prevent such color mixing, a configuration for that is necessary, which further increases the size of the apparatus.
[0009]
The present applicant has already filed an application for a developing device and a developing unit as a related invention, and the invention according to the present application is related to the invention according to the application. (See Patent Document 1)
[Patent Document 1]
JP 2002-341665 A
The present invention has been made in view of the above-described points, and an object thereof is to provide an electrophotographic system using a liquid developer, which can exhibit at least one of the functions and effects listed below. A printing device is provided.
1) It is possible to configure a printing apparatus that is smaller than a conventional electrophotographic printing apparatus using a liquid developer.
2) Finer printing is possible as compared with printing by an electrophotographic method using powder toner.
3) Compared to conventional electrophotographic printing using a liquid developer, the liquid developer is less diffused into the room and consumed less.
4) A high-speed printing apparatus can be configured as compared with an inkjet printer.
5) Multicolor printing with little color mixing can be realized without increasing the size.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in one aspect of the present invention, the electrophotographic process principle is applied, and the liquid developer is transferred to a belt-type latent image element by a small linear developing head having a function of suppressing leakage of the liquid developer. This is made possible by forming a circulating flow path for the liquid developer by combining a developing method of contacting with a liquid developer and a supply and return method of the liquid developer having a simple structure.
[0011]
For example, in a liquid developing unit (developing unit) that comes into contact with a latent image body (photoconductor) that moves with an electrostatic latent image formed according to information and a liquid developer containing charged fine particles, the latent image body (developing unit) A group of partition nozzles arranged in layers in a direction perpendicular to the direction of movement of the latent image body (photoconductor) at a minute interval from the surface of the photosensitive body) A delivery nozzle that makes delivery contact with the surface of the body (photoconductor), a suction nozzle that allows liquid developer to flow back to the developing tank around the delivery nozzle, and a leakage suppression nozzle that suppresses outside flow of the liquid developer to the outside of the suction nozzle by air pressure This is an electrophotographic printer using a developing head composed of (air nozzles).
[0012]
The latent image member (photoreceptor) has a belt structure in which a planar moving film surface rotates while maintaining a substantially horizontal state. In the developing head, each nozzle tip surface is positioned parallel to the lower surface of the lower belt with a small interval, and the longitudinal direction of the head (developing head) is positioned below the belt-type latent image body so as to be orthogonal to the belt moving direction. To position. The liquid developer tank is located on the upper surface of the upper belt of the belt-type latent image body.
[0013]
When the latent image body (photoconductor) is a flexible film, the air flow sent from the liquid developer leakage suppression nozzle (air nozzle) of the linear development head (developing head) is a latent image body (photoconductor). ) The latent image body (photoconductor) is pressed against and brought into contact with the guide plate located on the back surface, and the gap between the tip of the liquid developer delivery nozzle (delivery nozzle) and the surface of the latent image body (photoconductor) is accurately maintained. Is possible.
[0014]
The output of sending the liquid developer to the delivery nozzle mainly uses the difference in gravity from the liquid developing tank located higher than the nozzle tip of the developing head, and the suction force of the suction nozzle is determined by the liquid pump attached to the developing head. And the sucked liquid developer forms a circulating flow of the liquid developer returning to the liquid developer tank.
[0015]
By sequentially arranging a developing system including a plurality of chargers, an optical system, and a developing head in the lower surface moving direction of the belt latent image body (photosensitive belt), a printer capable of superimposing multicolor development can be obtained.
[0016]
The more specific configuration of the related invention is as follows.
[0017]
(1) The printing apparatus of the present invention forms an electrostatic latent image on the surface of a photoconductor, and develops the electrostatic latent image by adhering charged fine particles contained in a liquid developer to the surface of the photoconductor. Printing device,
A charger for charging the surface of the photoconductor,
An optical system for exposing the surface of the photoconductor corresponding to an image to be developed,
A developing head for bringing the developer into contact with the exposed photoconductor,
A tank for storing the developer to be supplied to the developing head,
A reflux fluid pump for returning the developer from the developing head to the tank;
An air pump for supplying air ejected from the developing head,
Has,
The developing head includes:
A delivery nozzle for delivering the developer,
A suction nozzle that sucks at least a part of the sent developer by suction of the reflux fluid pump,
An air nozzle that opens around the area where the opening of the delivery nozzle and the opening of the suction nozzle are formed and ejects the air sent by the air pump,
The opening ends of the delivery nozzle, the suction nozzle, and the air nozzle face the photoconductor at a small interval.
[0018]
According to the printing apparatus of the present invention, since the opening ends of the delivery nozzle, the suction nozzle, and the air nozzle face the photoconductor with a small interval, the leakage and scattering of the liquid developer are reduced. In this case, the developer can be brought into contact with the photoconductor. As described above, since it is possible to contact the developer with the photoreceptor while suppressing the leakage and scattering of the liquid developer, a configuration for collecting the scattered or leaked liquid developer, A configuration that covers the surroundings so that the leaked solvent does not diffuse into the room becomes unnecessary. Therefore, a printing apparatus that is much smaller than an electrophotographic printing apparatus using a conventional liquid developer can be configured. Further, compared to the conventional electrophotographic printing using a liquid developer, the liquid developer is less diffused or leaked into the room, and therefore the consumption of the liquid developer is smaller. In addition, since a developer containing fine particles that can be made much finer than a powder toner is used in a printing apparatus, a finer printing apparatus can be realized as compared with an electrophotographic printing apparatus using a powder toner. Furthermore, since it is possible to transfer the fine particles attached to the photoreceptor onto a medium such as paper at one time, high-speed printing can be performed compared to an inkjet printer that prints the entire paper by repeatedly printing the width of the print head. A printing device capable of performing the above-described operations can be configured.
[0019]
(2) The tank may be arranged at a position higher than the developing head.
Since the tank is located at a higher position than the developing head, the liquid developer can be supplied from the tank to the delivery nozzle of the developing head by the action of gravity. Therefore, a structure such as a pump for supplying the liquid developer to the delivery nozzle becomes unnecessary, and the size can be reduced.
[0020]
(3) The printing apparatus according to (2), further including a valve for controlling a flow of the developer between the tank and the developing head.
By controlling this valve, it is possible to control so that the developer is supplied to the developing head only during printing.
[0021]
(4) Further, in (2) or (3), the reflux fluid pump may be configured to continue to operate during the operation of the printing apparatus.
As described above, the liquid developer flows from the tank to the delivery nozzle by gravity, and reaches the vicinity of the surface of the photoreceptor by employing the configuration in which the reflux fluid pump continues to operate during the operation of the printing apparatus. Circulating through the path returning to the tank via the suction nozzle and the recirculating fluid pump. Therefore, precipitation of the fine particles in the developer is prevented, and the suspended state in which the fine particles are substantially uniformly distributed in the developer is maintained.
[0022]
(5) The printing apparatus according to (1), further including a delivery fluid pump that sends the developer from the tank to the developing head.
With this delivery pump, the developer can be delivered from the tank to the developing head regardless of the height position of the tank. The control of the delivery pump can control the delivery of the developer.
[0023]
(6) The photoconductor may be formed as an annular photoconductor belt having an endless track.
By forming the photoreceptor as an annular endless orbital photoreceptor belt in this way, it is easy to arrange the members inside the photoreceptor belt, and it is possible to promote downsizing. Further, since the trajectory of the photoreceptor belt can be easily changed, the degree of freedom in design increases.
[0024]
(7) The printing device according to (6), further including a guide plate that guides the photoconductor belt, wherein the guide plate is located on the opposite side of the photoconductor belt from the developing head. Good.
Thus, the photoreceptor belt can be pressed against the guide plate by the airflow ejected from the air nozzle of the developing head, so that the photoreceptor belt can be arranged at an accurate predetermined position.
[0025]
(8) The opening of the delivery nozzle may have a slit shape, and its longitudinal direction may be substantially perpendicular to the moving direction of the photoconductor.
Thus, by making the opening of the delivery nozzle into a slit shape, the developing head including the delivery nozzle can be reduced in thickness. In addition, since the slits are arranged so as to be substantially perpendicular to the moving direction of the photoconductor, the liquid developer can be efficiently applied to a wide area of the photoconductor opposing the opening end of the delivery nozzle at a small interval. Becomes possible.
[0026]
(9) The minute interval may be 2 to 500 μm. In this manner, the opening ends of the delivery nozzle and the suction nozzle are opposed to the photosensitive member at a minute interval of 2 to 500 μm, so that the delivery nozzle is delivered from the delivery nozzle, applied to the photosensitive member, and sucked into the suction nozzle. In the above process, leakage of the liquid developer can be reduced.
[0027]
(10) The diameter of the fine particles may be 0.01 to 1.0 μm.
By setting the diameter of the fine particles to be attached to the surface of the photoreceptor to be 0.01 to 1.0 μm, the possibility that molecules constituting the photoreceptor and molecules constituting the fine particles approach each other is increased, and van der Waals The adhesion of fine particles to the surface of the photoreceptor by force is likely to occur. Further, since the diameter of the fine particles is much smaller than the particle diameter of the powder toner of about 10 μm, much finer printing can be performed as compared with the electrophotographic printing using the powder toner.
[0028]
(11) A plurality of sets of the charger, the optical system, the developing head, the tank, and the recirculating fluid pump are provided, and the developer containing fine particles of different colors is used in each set. The sets may be sequentially arranged along the moving direction of the photoconductor.
[0029]
Each of the above-described printing apparatuses has a charging device, an optical system unit, a developing head, a tank, and a plurality of sets of a fluid pump for reflux. , The possibility that the liquid developer is mixed between the respective sets is low. Therefore, a configuration for collecting the scattered or leaked liquid developer is not required, and multicolor printing with less color mixing can be realized without increasing the size.
[0030]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0031]
1. <Printing device>
First, an outline of the first embodiment will be described. FIG. 1 shows a practical example of a developing mechanism of a printer 10 as a printing apparatus according to the first embodiment. The original elements of the developing mechanism, which are the main components of the first embodiment, accumulate a linear developing head (developing head) 50, a belt-type latent image body (photosensitive belt) 24, and a liquid developer (developer) 37. A tank 36 and a fluid pump (fluid pump for recirculation) 40 for circulating the liquid developer are mainly used. Each element is arranged near the upper and lower surfaces of a horizontally moving flat portion of the belt-type latent image body 24 made of a flexible film. That is, the linear developing head 50, the fluid pump 40, and the air pump 44 are arranged below the belt running on the lower surface of the horizontal guide plate 26, and the liquid developer tank 36 is arranged on the upper belt upper surface side. Features.
[0032]
Reference numerals 28, 32, and 12 denote members necessary for the electrophotographic process, that is, a charger 28, an optical system 32 (when a transmission type latent image member is used), and a transfer mechanism (transfer roller) 12. Reference numerals 14 and 15 denote equipment related to print media (paper, film, and the like) characteristic of the printer 10, that is, paper 15 and a medium container 14.
[0033]
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the distal end portion of the linear developing head 50, and shows flows of the liquid developer and air. That is, the tip of the developing head 50 includes a developer delivery nozzle (delivery nozzle) 54, a suction return flow nozzle (suction nozzle) 58, and a developer leakage suppression air nozzle 62. A solid arrow 38 indicates the flow of the liquid developer, and a dotted arrow 46 indicates the air flow.
[0034]
Next, an outline of a printing operation of the printer 10 of the first embodiment will be described. A uniform surface potential is given to the surface of the belt-type optical latent image body 24 by a charger 28, and then a potential distribution corresponding to information is provided by an optical system 32 optically controlled in accordance with digital information to the uniform potential, that is, electrostatic potential. A latent image is formed. On this latent image surface, the developer 37 is delivered to the surface of the latent image body 24 from the liquid developer delivery nozzle 54 of the linear developing head 50, and the charged fine particles contained in the liquid developer 37 are selectively applied to the latent image portion. Adhered and fixed. The liquid developer 37 sent to the latent image surface returns to the return nozzle 58 adjacent to the delivery nozzle 54 as indicated by an arrow 38 by the suction force of the liquid pump 40, and is returned to the developer tank 36. Repeat circulation. This circulating flow maintains stable suspension and uniform mixing of the developer fine particles.
[0035]
The air flow 46 sent from the air nozzle 62 formed on the outer peripheral portion of the developing head 50 leaks the liquid developer that is going to flow out of the return nozzle 58 by the air pressure generated at the tip of the air nozzle 62. Suppress. This air flow also presses the flexible latent image belt (photosensitive belt) 24 against the surface of the guide plate 26 to accurately maintain the gap 51 between the nozzle tip and the latent image member (photosensitive belt) 24. Also has the effect of doing.
[0036]
The developing particles adhered to the latent image portion formed on the photoreceptor belt 24 are transferred to the surface of the medium 15 by the transfer roller 8, and the printing operation is completed.
[0037]
In the case of multi-color printing, as shown in FIG. 1, repeated development corresponding to the number of colors is sequentially performed to form a multi-color developing particle layer superimposed on the surface of the latent image body, and one transfer by the transfer mechanism 12 is performed. The operation enables multicolor printing to be formed on the surface of the medium 15.
[0038]
Hereinafter, the first embodiment will be described in more detail. FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a printer 10 according to the first embodiment. The printer 10 includes a plurality of developing units 20 each including a photoreceptor belt 24, a driving roller 16, a transfer roller 12, and a medium container 14. The transfer unit including the transfer roller 12 passes a medium such as paper 15 between the photoreceptor belt 24 driven by the drive roller 16 and the transfer roller 12 and applies a pressing force to the developing unit. The fine particles adhering to the photoreceptor belt 24 are transferred to a planar medium such as the paper 15. The medium container 14 holds a medium such as paper 15 or a film, and supplies the medium one by one so as to pass between the transfer roller 12 and the photosensitive belt 24 at the time of printing. The medium, for example, paper 15 supplied from the medium container 14 is pressed against the photosensitive belt 24 by the transfer roller 12, and the image is transferred.
[0039]
The developing unit 20 includes a developing head 50, a photoreceptor belt 24 as a photoreceptor, a guide plate 26, a charger 28, an optical system 32, a tank 36, a fluid pump (a fluid pump for reflux). 40 and an air pump 44. The photoreceptor belt 24 is shared by the developing units 20. That is, a plurality of sets corresponding to the number of the developing units 20 are provided for the charger 28, the optical system unit 32, the developing head 50, the tank 36, and the fluid pump 40, and each set is arranged along the moving direction of the photoconductor. Are arranged sequentially. Further, in each group, a developer containing fine particles of different colors is used, thereby enabling multicolor printing. The developing head 50 brings a liquid developer into contact with the exposed outer surface of the photoreceptor belt 24. The charger 28 charges the photoreceptor belt 24 uniformly. The optical system section 32 exposes the photoreceptor belt 24 corresponding to an image to be developed. Note that the optical system section 32 may be arranged on the lower surface side of the photoreceptor belt 24. In particular, when the photoreceptor belt 24 does not have optical transparency, the optical system section 32 needs to be disposed on the lower surface side of the photoreceptor belt 24. The fluid pump 40 returns the liquid developer from the developing head 50 to the tank 36. The air pump 44 supplies air ejected from the developing head.
[0040]
In each developing unit 20, the developing head 50 and the fluid pump 40 are arranged on the lower surface side of the photoreceptor belt 24, and a tank 36 for storing a liquid developer, the guide plate 26, and the optical system 32 It is arranged on the upper surface side of the belt 24. The developing unit 20 forms an electrostatic latent image on the surface of a photoreceptor belt 24 as a photoreceptor, and adheres charged fine particles contained in a liquid developer to the surface of the photoreceptor belt 24 to form an electrostatic latent image. develop.
[0041]
The liquid developer has a configuration in which fine particles having a diameter of about 0.01 to 1.0 μm are distributed in a solvent. As described above, by reducing the diameter of the fine particles to be attached to the surface of the photosensitive belt 24, the possibility that the molecules constituting the photosensitive belt 24 and the molecules constituting the fine particles approach each other increases, and the Particles easily adhere to the surface of the photoreceptor belt 24 due to the Waals force. Further, since the diameter of the fine particles is much smaller than the particle diameter of the powder toner of about 10 μm, much finer printing can be performed as compared with the electrophotographic printing using the powder toner.
[0042]
Next, each part of the developing unit 20 will be described.
[0043]
The photoreceptor belt 24 is wrapped around at least two drive rollers 16 in a belt shape, and is formed as an endless belt. The photoreceptor belt 24 is formed to include, for example, a light-transmissive inner layer and a photoconductive outer layer. The photoconductive layer on the outer surface side can attract and hold or release fine particles charged to a predetermined potential by controlling the potential state. As described above, since the photosensitive belt 24 is formed as a belt having a ring shape and an endless track, it is easy to dispose members inside the photosensitive belt 24, and it is possible to promote downsizing. Further, the photoreceptor belt 24 has a belt shape, and its trajectory can be easily changed, so that the degree of freedom in design increases.
[0044]
The guide plate 26 is located on the opposite side of the photosensitive belt 24 from the developing head 50. Further, as described above, air is ejected from the air nozzle 62 of the developing head 50 toward the photosensitive belt 24. Therefore, the photoreceptor belt 24 is pressed against the guide plate 26 by the airflow ejected from the air nozzle 62. As a result, the guide plate 26 can guide the photosensitive belt 24 to an accurate predetermined position.
[0045]
The tank 36 stores a liquid developer 37 to be supplied to the developing head 50. The tank 36 is classified according to the color of the contained fine particles, and the English characters written on the tank 36 indicate that the developer containing fine particles of K (black) is stored, and C is M indicates that the developer containing cyan or blue fine particles is stored, M indicates that the developer containing magenta or red fine particles is stored, and Y indicates the developer containing yellow or yellow fine particles. Indicates that it is being stored.
[0046]
Note that the tank 36 is disposed at a position higher than the developing head 50. As described above, since the tank 36 is located at a position higher than the developing head 50, the liquid developer can be supplied from the tank 36 to the delivery nozzle 54 of the developing head 50 by the action of gravity. Therefore, a structure such as a pump for supplying the liquid developer to the delivery nozzle 54 becomes unnecessary, and the size can be reduced.
[0047]
FIG. 2 is a schematic diagram showing the flow of the liquid developer and the air, together with a partial cross-sectional view showing the vicinity of the tip of the developing head 50 in an enlarged manner. As shown in this drawing, the developing head 50 includes a delivery nozzle 54 for delivering a liquid developer, a suction nozzle 58 for sucking the developer, and an air nozzle 62 for ejecting air. The opening ends of the delivery nozzle 54, the suction nozzle 58, and the air nozzle 62 are developed so as to be located at a minute interval, for example, an interval of 2 to 500 μm, and more preferably an interval of 100 to 300 μm with the photoreceptor belt 24. A head 50 is provided. As described above, since the opening ends of the delivery nozzle 54 and the suction nozzle 58 are opposed to the photosensitive belt 24 at a small interval, the delivery nozzle 54 is delivered from the delivery nozzle 54 and is applied to the photosensitive belt 24, and the suction is performed. Leakage of the liquid developer in the process before being sucked into the nozzle 58 can be reduced. Although the printer 10 of the first embodiment is configured to include a plurality of developing units 20 to enable multicolor printing, the opening ends of the sending nozzle 54, the suction nozzle 58, and the air nozzle 62 By appropriately maintaining the minute interval between the photoconductor 63 and the photoreceptor belt 24, it is possible to prevent the already applied fine particles from being scraped off.
[0048]
The opening of the delivery nozzle 54 is formed in a slit shape, and the developing head 50 is arranged so that the longitudinal direction thereof is substantially perpendicular to the moving direction of the photosensitive belt 24. Thus, by forming the opening of the delivery nozzle 54 in a slit shape, the developing head including the delivery nozzle 54 can be made thinner. Moreover, since the opening of the slit-shaped delivery nozzle 54 is disposed so as to be substantially orthogonal to the moving direction of the photosensitive belt, the efficiency of the delivery belt 54 can be increased over a wide area of the photosensitive belt 24 opposed to the opening end of the delivery nozzle 54 at a small interval. Thus, it becomes possible to apply a liquid developer. Further, by forming the opening of the delivery nozzle 54 into a slit shape, that is, a narrow width, the photosensitive belt 24 on which the electrostatic latent image is formed can be maintained while the amount of the developer supplied from the delivery nozzle 54 is kept to a minimum. The liquid developer can be brought into contact with the surface on the outer surface side.
[0049]
The suction nozzle 58 sucks at least a part of the developer delivered from the delivery nozzle 54, that is, the remaining developer not applied to the photoconductor by suction of the fluid pump 40. The opening of the suction nozzle 58 is formed in a slit shape along the outer periphery of the opening 55 of the delivery nozzle 54. As described above, since the opening 59 of the suction nozzle 58 is formed along the outer circumference of the opening of the delivery nozzle 54, the remaining liquid developer delivered from the delivery nozzle 54 and applied to the photoreceptor belt 24 can be removed. Inhalation can be ensured. Further, since the opening of the suction nozzle 58 is formed in a slit shape surrounding the opening of the delivery nozzle 54, the thickness of the developing head 50 including the suction nozzle 58 can be reduced.
[0050]
The air nozzle 62 opens on the outer periphery of a region where the opening of the delivery nozzle 54 and the opening of the suction nozzle 58 are formed. In other words, the air nozzle 62 is open so as to surround a region where the opening of the delivery nozzle 54 and the opening of the suction nozzle 58 are formed. The air nozzle 62 blows out the air sent from the air pump 44 from the opening. As described above, the opening end of the air nozzle 62 faces the outer surface of the photoreceptor belt 24 at a small interval. Therefore, the liquid developer discharged from the discharge nozzle 54 and sucked from the suction nozzle 58 is clogged by the wall of the air ejected from the air nozzle 62, so that scattering and leakage of the developer can be prevented.
[0051]
Note that the fluid pump 40 is kept operating during the operation of the developing unit 20. As described above, the liquid pump 40 continues to operate during the operation of the developing unit 20, so that the liquid developer flows from the tank 36 to the delivery nozzle 54 by gravity, and the outer surface of the photosensitive belt 24 is , Will continue to circulate on the path returning to the tank 36 via the suction nozzle 58 and the fluid pump 40. Therefore, precipitation of the fine particles in the developer is prevented, and the suspended state in which the fine particles are substantially uniformly distributed in the developer is maintained.
[0052]
As described above, since the tank 36 is located at a position higher than the developing head 50 in the developing unit 20, the liquid developer can be supplied from the tank 36 to the delivery nozzle 54 of the developing head 50 by the action of gravity. Therefore, a structure such as a pump for supplying the liquid developer to the delivery nozzle 54 becomes unnecessary, and the size can be reduced. Further, since the opening end of the delivery nozzle 54 and the opening end of the suction nozzle are opposed to the outer surface of the photoreceptor belt 24 with a small interval, leakage and scattering of the liquid developer are suppressed to a small extent. Thus, the developer can be brought into contact with the outer surface of the photoreceptor belt 24. As described above, since the developing unit 20 enables the developer to be in contact with the photoreceptor belt 24 while suppressing the leakage and scattering of the liquid developer, the developer that has scattered or leaked can be removed. There is no need for a configuration for recovery or a configuration for covering the periphery so that the leaked solvent does not diffuse into the room. Therefore, a printing apparatus which is much smaller than a conventional electrophotographic printing apparatus using a liquid developer that requires such a configuration can be configured. Further, compared to the conventional electrophotographic printing using a liquid developer, the liquid developer is less diffused or leaked into the room, and therefore the consumption of the liquid developer is smaller.
[0053]
Further, as described above, since the developing unit 20 of the printer 10 can be reduced in size, the entire apparatus can be reduced in size. In addition, compared to a conventional electrophotographic printing apparatus using a liquid developer, the liquid developer is less diffused and leaked into the room, and therefore consumes less liquid developer. Furthermore, since it is possible to transfer the fine particles attached to the photoreceptor to a medium such as paper at a time, compared to an ink jet printer that prints the entire paper by repeatedly printing the width of the print head, High-speed printing is possible. In addition, since a liquid developer containing fine particles that can be made much finer than powder toner is used in the developing unit, a finer printing device is realized compared to an electrophotographic printing device using powder toner. it can.
[0054]
Further, in the printer 10, since the developing unit 20 described above has little leakage and scattering of the liquid developer, the possibility that the liquid developer is mixed between the plurality of developing units 20 is low. Therefore, since a structure for collecting the scattered or leaked liquid developer is not required, multicolor printing with less color mixing can be realized without increasing the size.
[0055]
2. <Modification>
2.1 In the above-described embodiment, an example in which a plurality of developing units are used, that is, an example in which a printing apparatus capable of performing multicolor printing using a plurality of chargers, an optical system unit, a developing head, a tank, and a fluid pump is used. Indicated. However, an example in which only one developing unit is used, that is, a printing apparatus that performs monochrome printing using only one set of the charger, the optical system, the developing head, the tank, and the fluid pump may be configured.
[0056]
2.2 In each of the above-described embodiments, an example in which a belt-shaped photoconductor belt is used as the photoconductor has been described, but a drum-shaped photoconductor may be used.
[0057]
2.3 In each of the above-described embodiments, for example, an electronically controllable valve for controlling the flow of the developer 37 between the tank 36 and the developing head 50 may be further provided. By controlling this valve, it is possible to control the developer 37 to be supplied to the developing head 50 only when the developing unit is used.
[0058]
2.4 In each of the above-described embodiments, the developing unit 20 may further include a delivery fluid pump that sends the developer 37 from the tank 36 to the developing head 50. With this delivery pump, the developer can be delivered from the tank 36 to the developing head 50 regardless of the height position of the tank 36. Further, by controlling the delivery pump, the delivery of the developer 37 can be controlled.
[0059]
2.5 In each of the above-described embodiments, a printer is described as an example of a printing device. However, the printing device of the present invention may be formed as a printing device that forms a part of a copier, a facsimile device, or the like. In this case, the guide plate 26 becomes unnecessary, and the optical system section 32 is arranged on the same side as the developing head 50 and the charger 28.
[0060]
2.6 The present invention is not limited to the above embodiments and modifications, and various modifications can be made within the scope of the present invention or within the equivalent scope of the claims. is there.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a printer according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic sectional view showing, in an enlarged manner, the vicinity of the tip end of a developing head shown in FIG. 1 and a flow of a liquid developer and air.
[Explanation of symbols]
10 Printer (printing device)
12 Transfer roller
15 Paper (medium)
20 Developing unit
24 Photoreceptor belt (photoreceptor)
26 Information board
28 Charger
32 Optical system
36 tanks
37 Developer
40 fluid pump (fluid pump for reflux)
44 air pump
50 Developing head
54 Delivery nozzle
58 Suction nozzle
62 air nozzle

Claims

A printing apparatus that forms an electrostatic latent image on the surface of a photoconductor, develops and prints the electrostatic latent image by attaching charged fine particles contained in a liquid developer to the surface of the photoconductor,
A charger for charging the surface of the photoconductor,
An optical system for exposing the surface of the photoconductor corresponding to an image to be developed,
A developing head for bringing the developer into contact with the exposed photoconductor,
A tank for storing the developer to be supplied to the developing head,
A reflux fluid pump for returning the developer from the developing head to the tank;
An air pump for supplying air ejected from the developing head,
Has,
The developing head includes:
A delivery nozzle for delivering the developer supplied from the tank,
A suction nozzle that sucks at least a part of the sent developer by suction of the reflux fluid pump,
An air nozzle that opens around the area where the opening of the delivery nozzle and the opening of the suction nozzle are formed and ejects the air sent by the air pump,
A printing device, wherein each opening end of the delivery nozzle, the suction nozzle, and the air nozzle faces the photoconductor at a small interval.

The printing device according to claim 1,
The printing device, wherein the tank is disposed at a position higher than the developing head.

3. The printing device according to claim 2, wherein
The printing apparatus further comprising a valve between the tank and the developing head for controlling a flow of the developer.

The printing device according to claim 2 or 3, wherein:
The printing device, wherein the reflux fluid pump is configured to continue to operate during operation of the printing device.

The printing device according to claim 1,
A printing apparatus, further comprising a delivery fluid pump that sends the developer from the tank to the developing head.

A printing device according to any one of claims 1 to 5, wherein
The printing device, wherein the photoconductor is formed as an endless orbital photoconductor belt.

The printing device according to claim 6,
A printing apparatus further comprising a guide plate located on a side opposite to the developing head with respect to the photosensitive belt and guiding the photosensitive belt.

A printing device according to any one of claims 1 to 7, wherein
A printing apparatus, wherein an opening of the delivery nozzle has a slit shape, and a longitudinal direction thereof is substantially perpendicular to a moving direction of the photoconductor.

A printing device according to any one of claims 1 to 8, wherein
The printing device, wherein the minute interval is 2 to 500 μm.

The printing device according to claim 1, wherein:
The printing device, wherein the diameter of the fine particles is 0.01 to 1.0 μm.

A printing device according to claim 1, wherein:
A plurality of sets of the charger, the optical system, the developing head, the tank, and the fluid pump for recirculation, wherein each set uses the developer containing fine particles of different colors, and the moving direction of the photoconductor; A printing apparatus, wherein the sets are sequentially arranged along the line.