(57)【要約】【課題】  インクのミスト化を所要の状態で行い、印字品質を向上させ得るとともに、装置の大型化を防ぎ、コスト低減が可能な電子写真方式の画像形成装置を得る。【解決手段】  超音波振動子を用いて水性インクをミスト化し、潜像を現像するミスト現像方式に超音波霧化方式を使用する画像形成装置において、水性インクの粘度を２．５ｍＰａ・ｓ以下、より好ましくは、２．０  ｍＰａ・ｓ以下とし、さらにす水性インクの表面張力を４０ｍＮ／ｍ以上とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水性インクをミスト化し、潜像を現像するミスト現像方式に超音波霧化方式を使用する画像形成装置において、
水性インクの粘度を２．５ｍＰａ・ｓ以下、より好ましくは２．０ｍＰａ・ｓ以下とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
水性インクの表面張力を４０ｍＮ／ｍ以上とすることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波振動子を用いてインクをミスト化する電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、小粒径トナーを使用する方式として液体現像方式が提案、実用化されていたが、キャリア液として石油系溶媒を使用しなければならず、コスト高、排気の問題、消防法の問題があった。また、接触現像なので、トナーとともにキャリア液も感光体に付着してしまうのでスクイーズローラーやキャリア液回収機構および乾燥工程が必要になり装置が大型化する問題があった。
【０００３】
また、簡易な液体現像方式としてインクを霧化して現像する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方式は非接触現像方式なので、従来の液体現像方式のような不要なキャリア液が感光体に付着してしまう問題が発生せず、簡易な構成で現像器が構成できる。
【０００４】
また、上述した液体現像方式では、液体トナーは、石油系溶媒とのゼーター電位により帯電されているが、本発明では水系溶媒に顔料を分散したものが使用できる。つまり、ミスト化したインク溶液をコロナ帯電器のイオン流により帯電させるので水系の溶媒を使用することが可能である。
【０００５】
印字速度を向上するためには、インクの霧化量を増加しなければならないが、超音波振動子を増加すれば霧化量は増加する一方、現像装置が大型化する不具合が生じる。
また、振動子自体の大型化することも考えられるが、こちらも装置の大型化の問題が生じる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−０４２６５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来一般的な乾式電子写真方式では、トナー粒径が最小でも６μｍなので、高精細な画像再現には向いていない。５μｍ以下のトナーを使用する場合、液体現像装置が考えられるが、乾式現像装置に比べて装置が大型化、石油系溶媒を使用するので消防法、環境への影響が小さくないといった問題が生じる。
【０００８】
このため、上述した特許文献１等にあるように、インクをミスト化した現像方式が提案されているが、超音波振動によるミスト化方式を採用した場合、印字速度向上のためにインク霧化量を増加を行うと超音波振動子の個数を増加する事が考えられるが、装置が大型化するという不具合が生じる。また、振動子の大型化も考えられるが、この場合も装置の大型化の不具合が生じる。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、インクのミスト化を所要の状態で行い、印字品質を向上させ得るとともに、装置の大型化を防ぎ、コスト低減を図ることができる画像形成装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的に応えるために本発明（請求項１記載の発明）に係る画像形成装置は、水性インクをミスト化し、潜像を現像するミスト現像方式に超音波霧化方式を使用する画像形成装置において、水性インクの粘度を２．５ｍＰａ・ｓ以下、より好ましくは２．０ｍＰａ・ｓ以下とすることを特徴とする。
【００１１】
本発明（請求項２記載の発明）に係る画像形成装置は、請求項１において、水性インクの表面張力を４０ｍＮ／ｍ以上とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように本発明に係る画像形成装置によれば、水性インクをミスト化し、潜像を現像するミスト現像方式に超音波霧化方式を使用する画像形成装置において、水性インクの粘度を２．５ｍＰａ・ｓ以下、より好ましくは、２．０ｍＰａ・ｓ以下としているから、乾式現像方式に比べて小粒径のトナーが使用できる。また、従来の液体現像方式では、石油系の溶媒を使用しなければならないが、本発明装置によれば、水性溶媒を使用できるので、コストが安く、引火性の問題がなく、しかも吸引した場合の人体への影響が少ない等の利点がある。さらに、超音波振動子の数を増加したり、振動子を大型化したりせずに、インクの粘度を下げることにより霧化量を増加することができるので、装置の大型化を防ぐことができる。
【００１３】
また、本発明に係る画像形成装置によれば、水性インクの表面張力を４０ｍＮ／ｍ以上とするようにしているから、インクの表面張力を４０ｍＮ／ｍ以上にすることにより、２５ｍＮ／ｍの場合よりも２倍以上の霧化量を確保することが可能になり、また装置の大型化を行わなくても、霧化量を増加することができる等の利点を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す現像部分の模式的断面図であり、同図において、この実施形態では、電子写真方式の現像方式として、霧化されたインクミストを感光体上の静電パターンに応じて付着させる場合を説明する。
【００１５】
これを簡単に説明すると、ミスト発生部Ａは、インク溜め槽２と超音波振動子１と水性インクとで構成され、超音波振動子２の振動により水性インクがミスト化される。
【００１６】
インク溜め槽２中の水性インクは、超音波振動子１によってミスト状になり、現像器内に放出される。この現像器内では、ミスト搬送手段としての搬送用ファン６の動作により矢印方向にミストが搬送される。
【００１７】
インク溜め槽２からミスト化した水性インクは、ミスト帯電部Ｂに到達する。
【００１８】
このミスト帯電Ｂは、コロナ帯電器３と対向電極４で構成されている。
コロナ帯電器３は、コロナ帯電ワイヤー３Ａが電源１０に接続され、そのケースおよび対向電極４は接地されている。電源１０は、コロナ帯電器３でコロナ放電が行われる電圧に調整されている。
【００１９】
ミスト化した水性インクは、電源１０がＯＮされることによりコロナ帯電器３と対向電極４との間に発生するイオン流により帯電する。なお、ミストを負帯電したい場合には、マイナスのコロナ放電をコロナ帯電器３で発生させる。
【００２０】
このコロナ帯電器３には帯電器の汚れ防止用にインク付着防止用送風機９が設置されている。
ミスト帯電部Ｂで帯電したミストは、さらに搬送され現像部Ｃに到達する。
【００２１】
現像電極５には、電源１１から現像バイアスが印加される。帯電したミストは感光体７上に形成された静電パターンと現像電極５間に生じる電界によって帯電したミストは静電パターンに応じて感光体７上に移行する。
【００２２】
感光体７上に付着したミストは感光体７の回転により転写工程は進み、転写手段により用紙に転写され、その後定着工程に進み記録が完了する。
【００２３】
現像部Ｃで感光体７に付着しなかったミストは、ファン６により現像器内を搬送され、ミスト発生部Ａに戻り、再び現像器内を循環する。
【００２４】
このような構成による画像形成装置において、本発明によれば、水性インクの粘度を２．５ｍＰａ・ｓ以下、より好ましくは、２．０ｍＰａ・ｓ以下とすることを特徴としている。
【００２５】
すなわち、本発明者らは、インクの粘度を調整することにより、霧化量が増加することを見いだした。
これを詳述すると、従来使用してきたインクの粘度は、２．７３ｍＰ・ｓ、表面張力３７．１ｍＮ／ｍである。この状態で１．７ＭＨｚの超音波振動子１を用い、１時間あたりの霧化量を測定すると、４４．９ｇであった。
【００２６】
ここで、インクの表面張力を固定し、インクの粘度を２．７３ｍＰ・ｓから下げていったサンプルを作成し、１時間あたりの霧化量を測定した。
評価したサンプルスペックを表１、霧化量測定結果を図２に示す。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
そして、図２に示すように、インクの粘度が下がると霧化量が増加することが理解される。
また、表１において、サンプル１のインクは通常インクジェットで使われる粘度、表面張力を有するものである。本発明で使用されるインクの粘度は、２．５ｍＰ・ｓ以下が望ましい。より望ましくは、２．０ｍＰ・ｓ以下である。
【００２９】
また、粘度を２．５ｍＰ・ｓ以下にすることにより、サンプル１の約２倍の霧化量、さらに２．０ｍＰ・ｓ以下にすることにより、サンプル１の約３倍の霧化量を確保することが可能になる。
【００３０】
そして、超音波振動子１を１．７ＭＨｚで駆動した場合、ミスト径は、３μｍとなる。水性インク中に含まれる染料または顔料成分はこのミスト径よりも十分に小さいので、乾式電子写真方式に比べて高精細な画像を得ることができる。さらに、液体現像方式では実現不可能だった水性溶媒が使用できるので消防法の問題、臭気の問題が発生せずコストダウンにつながる。
【００３１】
上述した構成によれば、従来一般的であった乾式現像方式に比べて小粒径のトナーが使用できるばかりでなく、従来の液体現像方式では石油系の溶媒を使用しなければならなかったのに対して、本発明装置では、水性溶媒を使用できるから、コストが安く、引火性の問題がなく、しかも吸引した場合の人体への影響が少ない等の利点がある。さらに、超音波振動子の数を増加したり、振動子を大型化したりせずに、インクの粘度を下げることにより霧化量を増加することができるので、装置の大型化を防ぐことができるという利点がある。
【００３２】
また、本発明によれば、上述した構成による画像形成装置において、水性インクの表面張力を４０ｍＮ／ｍ以上とすることを特徴としている。
【００３３】
すなわち、本発明者らは、インクの表面張力に霧化量は依存することを、さらに見いだした。
これを詳述すると、インク粘度を３．２ｍＰａ・ｓ近辺で固定し表面張力を変更したサンプル２−１〜２−３、インク粘度を１．６ｍＰａ・ｓ近辺で固定し表面張力を変更したサンプル３−１〜３−３のサンプル内容を、表２（ａ），（ｂ）に示す。
前述したサンプル１〜４とは、インクの固形物量が異なる。
【００３４】
【表２】
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【００３５】
また、霧化量測定結果を図３に示す。
図３において点線ｂがサンプル２−１〜２−３、実線ａがサンプル３−１〜３−３である。
【００３６】
そして、図３に示すように粘度が３．２ｍＰａ・ｓのサンプル２−１〜２−３は、表面張力が高くなるにつれて霧化量が増加する。しかし、粘度が３．２  ｍＰａ・ｓと高いためにサンプル２−３でも霧化量は多くならない。
また、粘度１．６  ｍＰａ・ｓのサンプル３−１〜３−３では、表面張力に応じて霧化量が増加する。
つまり、インクの粘度を下げるのと同時に表面張力を上げることによりインク霧化量の増加を行うことが可能になる。
【００３７】
ここで、インク表面張力は、インクジェット用インクの表面張力の標準的な値、２５ｍＮ／ｍよりも高い方が霧化量が増加する。好ましくは、４０ｎＮ／ｍ以上の表面張力、より好ましくは、表面張力５０ｍＮ／ｍ以上であればインクジェット用インクよりも霧化量が２倍以上確保できる。
【００３８】
そして、このようにインクの表面張力を４０ｍＮ／ｍ以上にすることにより、２５ｍＮ／ｍの場合よりも２倍以上の霧化量を確保することが可能になり、また装置の大型化を行わなくても、霧化量を増加することができる等の利点を奏する。
【００３９】
なお、本発明は上述した実施の形態で説明した構造には限定されず、画像形成装置を構成する各部の形状、構造等を適宜変形、変更し得ることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す現像部分の模式的断面図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置において、インクの表面張力を固定しインク濃度を変化させた場合の霧化量測定結果を示すグラフである。
【図３】本発明に係る画像形成装置において、インク濃度を固定し表面張力を変化させた場合の霧化量測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４１】
１…超音波振動子、２…イオン溜め槽、３…コロナ帯電器、４…対向電極、５…現像電極、６…ファン、７…感光体、Ａ…ミスト発生部、Ｂ…ミスト帯電部、Ｃ…現像部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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