JP2000117986A - Imaging device and method - Google Patents

Imaging device and method

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JP2000117986A
JP2000117986A JP29220198A JP29220198A JP2000117986A JP 2000117986 A JP2000117986 A JP 2000117986A JP 29220198 A JP29220198 A JP 29220198A JP 29220198 A JP29220198 A JP 29220198A JP 2000117986 A JP2000117986 A JP 2000117986A
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JP
Japan
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liquid
image
ink
image forming
liquid column
Prior art date
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Pending
Application number
JP29220198A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiichiro Iijima
喜一郎 飯島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP29220198A priority Critical patent/JP2000117986A/en
Publication of JP2000117986A publication Critical patent/JP2000117986A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14008Structure of acoustic ink jet print heads

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging device and a method utilizing electrostatic attraction in which defective imaging due to fixing error of a developer or fluctuation of the electrode position is suppressed without requiring a highly accurate expensive control mechanism. SOLUTION: Ink 1 is supplied onto a substrate 2 while having a free face 1a. Ultrasonic wave is then radiated into the ink 1 by means of an acoustic transducer 3 to form a stable liquid column 1b without producing any mist. When a potential difference is generated between the ink 1 and an electrode 6, ink is moved from the liquid column 1b toward the electrode 6 by electrostatic attraction. If the liquid column 1b is unstable, the ink moves along the direction of electrostatic attraction regardless of some positional shift between the electrode 6 and the liquid column 1b (B). Consequently, ink can be moved toward the electrode 6 regardless of manufacturing error or assembling error of the acoustic transducer 3 or the electrode 6.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものであ
り、詳しくは静電吸引力を用いて液体を被記録媒体に移
動させ、画像を形成する画像形成装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, and the like. More specifically, the present invention relates to an image forming apparatus in which a liquid is moved to a recording medium using electrostatic attraction to form an image. The present invention relates to a forming apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ
等の分野で利用されている記録方式としては、ドットプ
リンタ方式、乾式電子写真方式、湿式電子写真方式、イ
ンクジェット方式等がある。これらの方式はいずれも長
所および短所を有しているため、用途に応じて使い分け
たり、あるいはいくつかを併用している。後述する本発
明に関連する方式として、湿式電子写真方式およびイン
クジェット方式について、その従来技術の説明を行う。
2. Description of the Related Art Conventionally, as recording systems used in the fields of copying machines, printers, facsimile machines, etc., there are a dot printer system, a dry electrophotographic system, a wet electrophotographic system, an ink jet system and the like. Each of these methods has advantages and disadvantages, and is used properly or used in combination depending on the application. Conventional techniques of a wet electrophotographic method and an ink jet method will be described as methods related to the present invention described later.

【0003】従来の湿式電子写真方式の現像方法では、
静電潜像が形成された潜像担持体表面と、表面に一定間
隔おいて配置された対向電極との間に現像液を供給し、
現像液を潜像担持体表面に接触させる。このとき用いる
現像液としては、例えばアイソパー等の脂肪族炭化水素
からなるキャリア液中に例えば樹脂で被覆したカーボン
ブラックからなるトナーを分散させた現像液を用いる。
すると、キャリア液中で荷電したトナーの電気泳動現象
により、潜像担持体の表面に形成されていた静電潜像を
現像することができる。この方法は、トナーとキャリア
液からなる現像液を用いるため、2成分現像方法と呼ば
れている。
In a conventional wet electrophotographic developing method,
A developer is supplied between the surface of the latent image carrier on which the electrostatic latent image is formed, and a counter electrode arranged at regular intervals on the surface,
The developer is brought into contact with the surface of the latent image carrier. As the developing solution used at this time, for example, a developing solution obtained by dispersing a toner made of, for example, carbon black coated with a resin in a carrier liquid made of an aliphatic hydrocarbon such as Isopar is used.
Then, the electrostatic latent image formed on the surface of the latent image carrier can be developed by the electrophoretic phenomenon of the charged toner in the carrier liquid. This method is called a two-component development method because a developer composed of a toner and a carrier liquid is used.

【0004】2成分現像方法は、現像時に静電潜像とト
ナーが必ず接触するので、現像時の位置ずれなどは発生
し得ない。しかし、画像部だけでなく非画像部分に対し
てもトナーを接触させるため、画像を形成しない領域に
対しても残留電荷等の影響でトナーが付着してしまう。
そのため、形成した画像には非画像部であるべき画像形
成領域にもトナーが多く付着し、画質劣化の要因とな
る。
In the two-component developing method, since the electrostatic latent image always contacts the toner at the time of development, no displacement or the like during the development can occur. However, since the toner is brought into contact not only with the image portion but also with the non-image portion, the toner adheres to the region where no image is formed due to the residual charge and the like.
Therefore, a large amount of toner adheres to the formed image even in an image forming area that should be a non-image portion, which causes deterioration of image quality.

【0005】上述のような2成分現像方法に対し、キャ
リア液を必要としない1成分現像方法と呼ばれるものが
ある。この方法では、液体中にカーボン、染料等の色材
が分散または溶解された現像液を用いる。この現像液は
導電性を有しており、静電誘導によって静電潜像とは逆
極性電荷を現像液に誘起してクーロン力で現像液を静電
潜像に付着させる。現像液全体が2成分現像方法におけ
るトナーと同様の挙動を示し、静電潜像の画像部のみを
選択的に現像することができる。
[0005] In contrast to the two-component developing method described above, there is a so-called one-component developing method that does not require a carrier liquid. In this method, a developer in which a coloring material such as carbon or dye is dispersed or dissolved in a liquid is used. This developer has conductivity, and induces a charge of a polarity opposite to that of the electrostatic latent image in the developer by electrostatic induction, and causes the developer to adhere to the electrostatic latent image by Coulomb force. The entire developer exhibits the same behavior as the toner in the two-component developing method, and only the image portion of the electrostatic latent image can be selectively developed.

【0006】この1成分現像方法は、非画像部に現像液
が付着しないため、2成分現像方法より非画像を汚すこ
とがない。例えば、米国特許第3084043号公報に
は、1成分現像液としての導電性インク(1成分現像
液)を、微細な凹凸表面を有する現像ローラに供給し、
非画像部の汚れを防止するため凸頂部のインクをブレー
ドで掻き取り、凹部のみにインクを保持させる。そし
て、潜像担持体表面の静電潜像の電荷によって逆極性電
荷が誘起されたインクを、メニスカスの状態から静電潜
像の電荷に吸引付着させて現像を行っている。
In the one-component developing method, since the developing solution does not adhere to the non-image area, the non-image is not stained more than in the two-component developing method. For example, U.S. Pat. No. 3,080,043 discloses that a conductive ink (one-component developer) as a one-component developer is supplied to a developing roller having a fine uneven surface.
In order to prevent contamination of the non-image area, the ink on the convex top is scraped off with a blade, and the ink is retained only in the concave. Then, the ink in which the opposite polarity charge is induced by the charge of the electrostatic latent image on the surface of the latent image carrier is attracted to the charge of the electrostatic latent image from the meniscus state to perform development.

【0007】しかし、この方法では、インクが充填され
ている凹部と感光体の静電潜像の位置をそれぞれ正確に
合わせる必要があり、高解像度になればなるほど、その
要求精度は厳しくなる。凹部と感光体上の静電潜像の位
置がずれて現像しようとすると、正確なインク量を潜像
に供給することができず記録画像の濃度にむらが生じた
り、凹部のインクに必要な静電吸引力が働かず現像でき
なくなってしまう。
However, in this method, the position of the concave portion filled with ink and the position of the electrostatic latent image on the photosensitive member must be accurately adjusted. The higher the resolution is, the more severe the required accuracy is. If the concave portion and the electrostatic latent image on the photosensitive member are displaced from each other and the development is attempted, an accurate amount of ink cannot be supplied to the latent image, and the density of the recorded image becomes uneven. The electrostatic attraction does not work and development becomes impossible.

【0008】この問題を解決する方法として、インク物
性のパラメータや静電界のかけかたを変えるなど、幾つ
かのアプローチが試みられているが、根本的に凹凸と静
電潜像位置のずれによる現像不良は未解決のままであ
る。
Several approaches have been attempted to solve this problem, such as changing the parameters of the physical properties of the ink and the manner in which the electrostatic field is applied. Remains unresolved.

【0009】また、別のアプローチとして凹凸ドラムと
感光体ドラムの駆動を同期させる方式、例えばどちらか
一方のドラムにより他方のドラムを駆動する構成なども
考えられている。しかし、滑りや摩耗等による位置ずれ
は依然として生じてしまう。また主走査方向(ドラムの
回転方向と直交する方向)のずれを取り除くことはでき
ず、副走査方向(ドラムの回転方向)に対しても凹凸の
加工精度によるずれは、たとえ完全な同期駆動がなされ
たとしても生じてしまう問題である。
As another approach, a method of synchronizing the driving of the uneven drum and the photosensitive drum, for example, a configuration in which one of the drums drives the other drum has been considered. However, displacement due to slippage, wear, etc. still occurs. In addition, it is not possible to remove the deviation in the main scanning direction (the direction orthogonal to the rotation direction of the drum). This is a problem that occurs even if it is done.

【0010】別の湿式電子写真方式として、ミスト現像
方式がある。これは、インクをミスト(霧状)化し、コ
ロナ放電によりインクミストを帯電させ、この帯電イン
クミストにより現像する方式である。この方式において
は、ミストの密度が高ければ、位置ずれを起こすことは
少なくすることができるので、上述の2成分現像方式と
同様に現像時の静電潜像と現像剤の位置ずれを低減でき
る。しかしこの方式では、インクを常にミスト状にし、
帯電しておかなければならない。通常、画像信号はON
/OFFの任意繰り返しであり、記録紙全面を塗りつぶ
すような連続的な画像信号が入力されることはまれであ
る。そのため、静電潜像へ移動しないインクミストが現
像装置内で滞留し、ミスト同士が結合して、静電潜像へ
移動するインク滴の径がばらつくといった問題が生じ
る。また、インクミストが現像器外に飛散し、画像形成
装置内が汚れるといった問題もある。
As another wet electrophotographic system, there is a mist developing system. This is a method in which the ink is converted into a mist (fog), the ink mist is charged by corona discharge, and the charged ink mist is developed. In this method, if the density of the mist is high, the occurrence of misalignment can be reduced, so that the misalignment between the electrostatic latent image and the developer during development can be reduced as in the above-described two-component developing system. . However, in this method, the ink is always mist-like,
Must be charged. Normally, the image signal is ON
/ OFF is an arbitrary repetition, and it is rare that a continuous image signal is input such that the entire recording paper is painted. Therefore, there is a problem that the ink mist that does not move to the electrostatic latent image stays in the developing device, the mist is combined with each other, and the diameter of the ink droplet that moves to the electrostatic latent image varies. Further, there is a problem that the ink mist scatters outside the developing device and the inside of the image forming apparatus becomes dirty.

【0011】これを防ぐため、現像器から感光体へイン
クミストが移動する間に多孔カバーを設け、この多孔カ
バーにより現像器を仕切る構成もある。これによって、
インクミストが勝手に現像器の外に漏れないようにする
ことができる。しかし、この多孔カバーがインクミスト
の付着により目詰まりを起こしてしまうことがある。こ
の結果、感光体上で現像不良を起こしてしまい、記録画
像の色抜けや画素抜けなどの問題が発生する。また、多
孔の位置と静電潜像の主走査方向の位置を合わせる必要
もある。この位置合わせは露光タイミングを多孔位置で
合わせる制御が必要で、例えば10μm以下といった高
精度が要求される。これを実現させるためには、多孔の
精密な位置を検出する位置検出装置が必要であり、複雑
で高価な装置となってしまう。
In order to prevent this, there is a configuration in which a porous cover is provided while the ink mist moves from the developing device to the photosensitive member, and the developing device is partitioned by the porous cover. by this,
Ink mist can be prevented from leaking out of the developing device without permission. However, the porous cover may be clogged due to the adhesion of the ink mist. As a result, development failure occurs on the photoreceptor, and problems such as missing colors and missing pixels in a recorded image occur. It is also necessary to match the position of the perforations with the position of the electrostatic latent image in the main scanning direction. This alignment requires control to adjust the exposure timing at the perforated position, and requires a high accuracy of, for example, 10 μm or less. In order to realize this, a position detecting device for detecting a precise position of the perforated hole is required, and the device becomes complicated and expensive.

【0012】ミストとは別の方法で記録液を液滴化して
現像する現像方法として、例えば特開平4−23966
2号公報に記載されているように、微細孔を設けた浸透
制御部材を使用し、記録媒体への記録を行っているもの
がある。これは、インク滴が隣接するインク滴同士で結
合することを防止するものである。しかし、この方法に
おいても、上述のミスト現像方式における多孔カバーと
同様に、貫通孔と静電潜像の位置合わせが必要となり、
同様の問題を抱えている。
As a developing method of developing a recording liquid into droplets by a method different from the mist, for example, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
As described in Japanese Patent Laid-Open No. 2 (Kokai) No. 2, there is a device in which recording on a recording medium is performed using a permeation control member provided with micropores. This is to prevent ink droplets from being combined between adjacent ink droplets. However, also in this method, similarly to the above-described porous cover in the mist development method, it is necessary to position the through hole and the electrostatic latent image,
Have similar problems.

【0013】湿式電子写真方式とは異なる記録方式とし
てインクジェット方式がある。インクジェット方式は、
近年、小型・低コストプリンタとして利用されている。
このインクジェット方式では、通常、ノズルから圧力や
静電吸引力を利用してインクを被記録媒体へ移動させ、
画像を形成する。インクジェット方式は、ノズルを使用
するため、インクが移動した後にノズル内にインクを再
充填する必要がある。この再充填に要する速度は、ノズ
ル径が細くなればなるほど遅くなる。近年は小滴化の傾
向にあり、ノズル径は50〜100μm程度に小さくな
ってきている。またこのような小径のノズルを多数配列
するには高度な精密微細加工技術によりすべてのノズル
を精確に加工する必要があり、実現が非常に困難であ
る。そのため、結果的に高速な印字ができず、電子写真
方式よりプリント速度が劣ってしまう。
There is an ink jet system as a recording system different from the wet electrophotographic system. The inkjet method is
In recent years, it has been used as a small and low-cost printer.
In this ink jet method, usually, ink is moved to a recording medium by using pressure or electrostatic suction force from a nozzle,
Form an image. Since the ink jet method uses a nozzle, it is necessary to refill the nozzle with the ink after the ink moves. The speed required for this refilling decreases as the nozzle diameter decreases. In recent years, there has been a trend toward smaller droplets, and the nozzle diameter has been reduced to about 50 to 100 μm. Further, in order to arrange a large number of such small-diameter nozzles, it is necessary to precisely process all the nozzles by a high-precision microfabrication technique, which is very difficult to realize. As a result, high-speed printing cannot be performed as a result, and the printing speed is inferior to the electrophotographic method.

【0014】インクジェット記録装置として高速化を狙
ったものとして、例えば特開平5−104725号公報
に記載されているように、ピエゾ駆動による圧力と静電
吸引力を同期して与える方法がある。この方法により、
インクを移動させる力は増大され、高速化することがで
きる。しかし、高速化の改善はなされるものの、電極の
位置精度とピエゾの取り付け誤差等により、ピエゾによ
る圧力と静電吸引力のベクトル(方向)が必ずしも一致
しない場合が予想される。この方式は、ピエゾによる圧
力や静電吸引力によって、ノズルから引き出されたイン
クがインクの表面張力に打ち勝ち、液滴化して記録紙へ
印字を行う方式である。そのため静電界のベクトル、な
らびピエゾによる圧力方向が記録紙への現像位置を決め
る大きな要因となる。上述のようにピエゾによる圧力と
静電吸引力のベクトルにずれが生じていると、所望の位
置に記録を行うことができなくなってしまう。
As a method for increasing the speed of an ink jet recording apparatus, there is a method in which a pressure by a piezo drive and an electrostatic attraction force are synchronously applied as described in, for example, JP-A-5-104725. In this way,
The force to move the ink is increased and the speed can be increased. However, although speeding up is improved, it is expected that the pressure by the piezo and the vector (direction) of the electrostatic attraction force do not always match due to the positional accuracy of the electrodes and the mounting error of the piezo. In this method, the ink drawn out of the nozzles overcomes the surface tension of the ink by the pressure of the piezo or the electrostatic attraction force, and is formed into droplets to perform printing on recording paper. Therefore, the vector of the electrostatic field and the direction of pressure by the piezo are major factors that determine the developing position on the recording paper. As described above, if there is a deviation between the pressure of the piezo and the vector of the electrostatic attraction force, it becomes impossible to perform recording at a desired position.

【0015】静電吸引力を利用するインクジェット装置
の別の例として、例えば特開平2−52747号公報に
記載されている装置がある。この装置では、ベルト一面
にインク滴を何らかの方法で形成し、このインク滴を選
択的に荷電させ、被記録媒体への転写位置で静電吸引力
を利用して被記録媒体へインク滴を吸引し、画像を形成
する。この方法は、インクジェット方式の高速化として
有効な方法である。しかし、ベルト幅で選択的に荷電す
るための構成が難しく、またインク滴が荷電装置を通過
するタイミングと荷電装置による荷電タイミングのずれ
が懸念される。このタイミング制御には、現在の画像形
成時の解像度(300〜600dpi)から考えると、
ベルト駆動等に10μm程度の高精度な制御機能を持た
せることが要求されるため、実現が困難である。
As another example of an ink-jet apparatus utilizing electrostatic attraction, there is an apparatus described in, for example, JP-A-2-52747. In this apparatus, ink droplets are formed on the entire surface of the belt by any method, the ink droplets are selectively charged, and the ink droplets are attracted to the recording medium by using electrostatic attraction at a transfer position to the recording medium. Then, an image is formed. This method is an effective method for increasing the speed of the ink jet system. However, it is difficult to selectively charge the battery according to the belt width, and there is a concern about a difference between the timing at which the ink droplet passes through the charging device and the charging timing by the charging device. Considering the current image forming resolution (300 to 600 dpi),
Since it is required that the belt drive and the like have a highly accurate control function of about 10 μm, it is difficult to realize the control function.

【0016】上述のようにインクを使用し静電吸引力に
より静電潜像を可視化する方式の従来技術の問題をまと
めると、以下のようになる。 1.凹凸を有する現像ロールを使用したときは、凹凸パ
ターニングの高精度化や、高精度の位置合わせ制御装置
が必要なり、装置のコストが高くなる。 2.ミスト現像方式では、現像装置内で個々のインクミ
ストが結合しないようにする必要があり、現像装置外へ
ミストが飛散しないように例えばアパーチャを設ける等
の対策が必要がある。アパーチャはミストが付着するこ
とによる目詰まりの問題があるほか、アパーチャの位置
と静電潜像の位置を高精度に合わせる必要があり、凹凸
を有する現像ロールを用いる場合と同様に、装置のコス
トが高くなる。 3.ミスト化しない液滴現像方法(インク浸透型)で
は、感光体上にインクを選択的に移動させるために貫通
孔を有する浸透制御部材を設ける必要があり、また上述
のアパーチャと同様に目詰まりや高精度の位置合わせが
問題になり、装置のコストが高くなる。 4.インクジェット方式では、インクを滴化し、かつ選
択的な荷電をする精密装置、ならび高精度な帯電制御装
置が必要であり、ノズルを使用した場合にはインクの高
速供給が問題となる。
As described above, the problems of the prior art in which an electrostatic latent image is visualized by electrostatic attraction using ink are summarized as follows. 1. When a developing roll having unevenness is used, high accuracy of uneven patterning and a high-precision alignment control device are required, and the cost of the device is increased. 2. In the mist development method, it is necessary to prevent individual ink mist from being combined in the developing device, and it is necessary to take measures such as providing an aperture so that the mist does not scatter outside the developing device. The aperture has the problem of clogging due to mist adhesion, and the position of the aperture and the position of the electrostatic latent image need to be adjusted with high precision. Will be higher. 3. In a droplet developing method that does not form mist (ink penetrating type), it is necessary to provide a permeation control member having a through hole to selectively move ink on the photoreceptor. High-precision alignment becomes a problem, which increases the cost of the apparatus. 4. The ink jet method requires a precision device that drops ink and selectively charges the ink, and a highly accurate charge control device. When a nozzle is used, high-speed supply of ink becomes a problem.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、静電吸引力を利用した画像
形成装置において、高精度・高コストの制御機構を必要
とせずに、現像装置の取り付け誤差や電極位置のバラツ
キなどによる画像形成不良を低減し、高画質で高速に画
像を形成することのできる画像形成装置および画像形成
方法を提供することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and in an image forming apparatus utilizing an electrostatic attraction, a high-precision and high-cost control mechanism is not required. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus and an image forming method capable of forming an image with high image quality and at a high speed by reducing an image forming defect due to a mounting error of a developing device or a variation in an electrode position.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明は、液体の自由表
面に超音波放射圧を与えることによって、液体の自由表
面に液柱なる盛り上がりを形成する。そして、この液柱
から被記録媒体へ静電吸引力によって液体を移動させ、
画像を形成する。この構成では、ノズルなどの微細孔を
設けていないので、目詰まりなどは発生せず、現像不良
は発生しない。また、良好な液柱を形成すればミストの
飛散も発生せず、筐体内を汚損することもない。さら
に、ノズルを使用しないので記録液のリフィルが高速に
行われ、高速な記録を行うことができる。
According to the present invention, a liquid column is formed on a free surface of a liquid by applying an ultrasonic radiation pressure to the free surface of the liquid. Then, the liquid is moved from the liquid column to the recording medium by electrostatic attraction,
Form an image. In this configuration, since no fine holes such as nozzles are provided, no clogging or the like occurs, and no defective development occurs. In addition, if a good liquid column is formed, no mist is scattered and the inside of the housing is not stained. Further, since no nozzle is used, refilling of the recording liquid is performed at high speed, and high-speed recording can be performed.

【0019】さらに本発明では、液体の自由表面に液柱
を形成する際に、液体の表面張力とバランスするよりも
大きな超音波放射圧を与えることによって、液体がミス
ト化せずに不安定な状態の液柱を形成させる。これによ
って、液体の表面張力による保持力を軽減し、静電吸引
力のベクトルに従順するように構成している。そのた
め、静電吸引力のベクトルが多少ずれていても、確実に
液体を被記録媒体に移動させることができ、画素抜けや
むらなどの画質欠陥の発生を低減することができる。こ
のとき、高精度な位置合わせ装置などを必要とせず、装
置の取り付け誤差等による現像位置ばらつきを抑えるこ
とができる。
Further, in the present invention, when a liquid column is formed on the free surface of the liquid, by applying an ultrasonic radiation pressure larger than that which balances with the surface tension of the liquid, the liquid becomes unstable without forming mist. A liquid column in a state is formed. Thereby, the holding force due to the surface tension of the liquid is reduced, and the liquid crystal is configured to obey the vector of the electrostatic suction force. Therefore, even if the vector of the electrostatic attraction force is slightly displaced, the liquid can be reliably moved to the recording medium, and the occurrence of image quality defects such as missing pixels and unevenness can be reduced. At this time, it is not necessary to use a high-precision alignment device or the like, and it is possible to suppress variations in the development position due to an error in mounting the device.

【0020】なお、液柱は個別の超音波発生手段により
複数形成することができる。記録液の自由表面に形成す
る複数の液柱は、それぞれが対応する超音波発生手段か
ら与えられる放射圧によって形成されるので、隣接する
液柱(印字部)への相互干渉を抑えることができる。
A plurality of liquid columns can be formed by individual ultrasonic wave generating means. Since the plurality of liquid columns formed on the free surface of the recording liquid are formed by the radiation pressure given from the corresponding ultrasonic wave generating means, it is possible to suppress the mutual interference with the adjacent liquid columns (printing portions). .

【0021】被記録媒体としては、感光体、記録紙、中
間体などとすることができる。被記録媒体として感光体
を用いた場合には、感光体表面に形成した静電潜像によ
って静電吸引力を発生させ、液体を感光体に移動させて
現像することができる。このとき、従来のような高精度
の凹凸パターンを有した現像ローラ等は不要であり、ま
た現像部の高精度な位置合わせを不要とすることができ
る。被記録媒体として記録紙や中間体を用いた場合に
は、記録紙や中間体の背面側に電極を配置して静電吸引
力を発生させる構成とすることができる。このとき、電
極の取り付け誤差や加工精度を厳しくすることなく、画
像形成位置を保証することが可能となる。
The recording medium can be a photoreceptor, recording paper, intermediate or the like. When a photoreceptor is used as a recording medium, electrostatic attraction can be generated by an electrostatic latent image formed on the photoreceptor surface, and liquid can be moved to the photoreceptor for development. At this time, a developing roller or the like having a highly accurate concavo-convex pattern as in the related art is unnecessary, and highly accurate alignment of the developing unit can be eliminated. When a recording paper or an intermediate is used as a recording medium, an electrode can be arranged on the back side of the recording paper or the intermediate to generate electrostatic attraction. At this time, it is possible to guarantee the image forming position without making the electrode attachment error and the processing accuracy strict.

【0022】また、感光体に潜像を形成する際に、画像
に応じて静電吸引力を制御することによって、液量を自
由に制御して階調表現豊かな画像を形成することができ
る。
Further, when a latent image is formed on the photosensitive member, by controlling the electrostatic attraction force according to the image, the amount of liquid can be freely controlled to form an image rich in gradation expression. .

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の原理的な構成の
説明図である。図中、1はインク、1aはインク自由表
面、1bは液柱、2は基板、3は音響トランスデュー
サ、4は高周波電源、5は音響波である。図1(A)は
高周波電源4がOFFの状態を示すものである。基板2
の上に記録のための液体であるインク1が自由表面1a
をもたせて支持されている。基板2に超音波を発生する
超音波発生手段である音響トランスデューサ3を設け、
超音波振動をインク自由表面1aに向けて照射できるよ
うに構成されている。この図では、基板2は、導電体
や、音響トランスデューサ3側の表面に導電層を設ける
などによって導電性をもたせたものを用いてアース電位
に接続し、複数の音響トランスデューサ3の一方の電極
に共通するように接続した。しかし、必ずしも、基板2
に導電性をもたせる必要はなく、各音響トランスデュー
サ3から、リードを引き出すように構成してもよい。図
1(A)では、上述したように高周波電源4がOFFで
あり、したがって、図1(C)に示すように、音響トラ
ンスデューサ3に印加される電圧は0Vである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is an explanatory diagram of the principle configuration of the present invention. In the figure, 1 is an ink, 1a is an ink free surface, 1b is a liquid column, 2 is a substrate, 3 is an acoustic transducer, 4 is a high frequency power supply, and 5 is an acoustic wave. FIG. 1A shows a state in which the high-frequency power supply 4 is off. Substrate 2
Ink 1 which is a liquid for recording on the free surface 1a
It is supported with. An acoustic transducer 3, which is an ultrasonic wave generating means for generating ultrasonic waves, is provided on the substrate 2,
It is configured so that ultrasonic vibration can be irradiated toward the ink free surface 1a. In this figure, the substrate 2 is connected to a ground potential using a conductor or a material having conductivity by providing a conductive layer on the surface on the acoustic transducer 3 side, and is connected to one electrode of a plurality of acoustic transducers 3. Connected in common. However, substrate 2 is not necessarily
It is not necessary to impart conductivity to the acoustic transducers 3, and a lead may be drawn from each acoustic transducer 3. In FIG. 1A, the high-frequency power supply 4 is OFF as described above, and therefore, as shown in FIG. 1C, the voltage applied to the acoustic transducer 3 is 0V.

【0024】図1(B)は、高周波電源4をON状態に
した図である。高周波電源4は、図1(D)に示すよう
に、ON状態においては、常時、音響トランスデューサ
3に印加され、音響波5を発生する。音響波によって、
液柱1bが形成される。この液柱からインクを図示しな
い被記録媒体に移動させ、画像を形成する。本発明にお
いて、インクの移動は静電吸引力によって行う。
FIG. 1B is a diagram in which the high frequency power supply 4 is turned on. As shown in FIG. 1D, the high-frequency power supply 4 is constantly applied to the acoustic transducer 3 to generate an acoustic wave 5 in the ON state. By acoustic waves,
The liquid column 1b is formed. The ink is moved from the liquid column to a recording medium (not shown) to form an image. In the present invention, the movement of the ink is performed by an electrostatic suction force.

【0025】音響トランスデューサ3としては、圧電素
子や磁歪素子など、印加電圧によって、インク中に音響
波が放射できる適宜の素子を用いることができる。
As the acoustic transducer 3, an appropriate element such as a piezoelectric element or a magnetostrictive element that can emit an acoustic wave into the ink by an applied voltage can be used.

【0026】図2は、液柱の形成の説明図である。図
中、図1と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略
する。なお、高周波電源の図示は省略した。また、音響
トランスデューサ3として圧電素子を用いた。また、音
響トランスデューサ3の駆動周波数が約5MHz以下の
場合の例を示している。図2(A)は、音響トランスデ
ューサ3に高周波電源の電圧が印加されていない状態で
ある。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the formation of the liquid column. In the figure, the same parts as those in FIG. The illustration of the high-frequency power supply is omitted. Further, a piezoelectric element was used as the acoustic transducer 3. Also, an example is shown in which the driving frequency of the acoustic transducer 3 is about 5 MHz or less. FIG. 2A shows a state in which the voltage of the high-frequency power supply is not applied to the acoustic transducer 3.

【0027】図2(B)は、音響トランスデューサ3に
高周波電圧を印加し始めた状態である。高周波電圧は、
一定周期のパルス状の電圧を用いた。音響トランスデュ
ーサ3からインク1中に音響波5が放射され、その放射
圧によって、音響トランスデューサ3の中心部のインク
自由表面1aにはインクの隆起が生じる。しかし、電圧
が低い状態では、インクの隆起した表面はやや不安定で
ある。
FIG. 2B shows a state in which a high-frequency voltage has been applied to the acoustic transducer 3. The high frequency voltage is
A pulse voltage having a constant period was used. Acoustic waves 5 are radiated from the acoustic transducer 3 into the ink 1, and the radiation pressure causes a bulge of the ink on the ink free surface 1 a at the center of the acoustic transducer 3. However, when the voltage is low, the raised surface of the ink is somewhat unstable.

【0028】図2(C)は、電圧を上昇させた状態であ
る。音響波5の放射圧によって生じたインクの隆起は高
くなり、液柱1bは安定し始める。図2(D)は、さら
に、音響トランスデューサ3に印加する電圧を上昇させ
た状態である。この状態になると、液柱1bは完全に安
定する。図2(E)は、音響トランスデューサ3に印加
する電圧をより上昇させた状態である。液柱1bはより
高くなり、安定している。
FIG. 2C shows a state where the voltage is increased. The bulge of the ink caused by the radiation pressure of the acoustic wave 5 becomes high, and the liquid column 1b starts to stabilize. FIG. 2D shows a state in which the voltage applied to the acoustic transducer 3 is further increased. In this state, the liquid column 1b is completely stabilized. FIG. 2E shows a state where the voltage applied to the acoustic transducer 3 is further increased. The liquid column 1b is higher and stable.

【0029】図2(F)は、安定領域を越えて音響トラ
ンスデューサ3に印加する電圧を上昇させていった状態
である。液柱1bは、振動するように揺れ出して不安定
となる。図2(G)は、さらに音響トランスデューサ3
に印加する電圧を上昇させた状態である。液柱1bは変
形し始めて、形状はますます不安定になる。図2(H)
は、音響トランスデューサ3に印加する電圧をさらに、
上昇させた状態である。図では、不安定な液柱1bか
ら、霧化したインクが出ている。
FIG. 2F shows a state in which the voltage applied to the acoustic transducer 3 is increased beyond the stable region. The liquid column 1b starts to oscillate and becomes unstable. FIG. 2G further shows the acoustic transducer 3.
Is a state in which the voltage applied to is increased. The liquid column 1b starts to deform and the shape becomes more and more unstable. FIG. 2 (H)
Further converts the voltage applied to the acoustic transducer 3 into
It is in a state of being raised. In the figure, atomized ink comes out from the unstable liquid column 1b.

【0030】このように、液中に放射する超音波エネル
ギを零から徐々に上げていくと、インク自由表面に徐々
に液柱が形成されてくる。エネルギが微少なときは、液
柱はやや不安定であるが、エネルギがある値以上になる
と安定化する。この安定範囲を超えてエネルギを与えて
いくと、また不安定な液柱となり、あるエネルギ以上与
えると液柱各部より微少な液滴があらゆる方向に散乱す
る。
As described above, when the ultrasonic energy radiated into the liquid is gradually increased from zero, a liquid column is gradually formed on the free surface of the ink. When the energy is very small, the liquid column is slightly unstable, but is stabilized when the energy exceeds a certain value. When the energy is applied beyond this stable range, the liquid column becomes unstable again. When a certain energy or more is applied, fine droplets are scattered in all directions from each part of the liquid column.

【0031】図3は、インク滴の移動の説明図である。
図中、6は電極である。本発明では、図2(F),
(G)に示すように、液柱が安定して形成される超音波
エネルギよりさらに高いエネルギを与え、ミスト化せず
に不安定な状態の液柱をあらかじめ形成させておく。こ
の状態の液柱に対し、図3(A)に示すように液体上に
設けられた電極6と液体との間によって生じる静電吸引
力によって、液柱から電極6の側へ向けて液滴を移動さ
せる。特に液柱の頂部において最も静電吸引力が強くな
る。また、電極6が液柱の直上に位置するときが最も静
電吸引力が強くなる。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the movement of the ink droplet.
In the figure, reference numeral 6 denotes an electrode. In the present invention, FIG.
As shown in (G), the liquid column is given higher energy than the ultrasonic energy that is formed stably, and the liquid column in an unstable state without forming mist is formed in advance. With respect to the liquid column in this state, droplets are directed from the liquid column toward the electrode 6 by electrostatic attraction generated between the liquid and the electrode 6 provided on the liquid as shown in FIG. To move. In particular, the electrostatic attraction becomes strongest at the top of the liquid column. Further, when the electrode 6 is located immediately above the liquid column, the electrostatic attraction force is the strongest.

【0032】本発明では、インクがミスト化しない程度
で不安定な状態の液柱を形成している。この状態では、
インクの表面張力による液柱の保持力が弱くなってお
り、形状が不安定なために液柱の頂部も揺れている。そ
のため、外力の方向に対して抵抗なく従うことができ
る。図3(B)に示すように電極6が液柱の直上からず
れていると、液柱を形成する放射圧の方向と静電吸引力
の作用する方向とが多少異なってしまう。このような場
合でも、液柱の頂部は放射圧と表面張力のバランス状態
から逸脱した状態にあるため、液柱の頂部が放射圧によ
って拘束される力は弱い。そのため、液柱の頂部では、
放射圧が実際に与えられている方向への力は、それ以外
の方向に対する力に略等しく、ほぼランダムに力が分散
されている状態となっている。このようなことから、電
極6と液柱の位置がずれていたとしても、液柱の頂部に
おいては液柱から電極6へ向く静電吸引力が働き、電極
6へ向けて液滴を移動させることができる。
In the present invention, an unstable liquid column is formed to the extent that the ink does not mist. In this state,
The holding force of the liquid column due to the surface tension of the ink is weak, and the top of the liquid column is shaking due to the unstable shape. Therefore, it is possible to follow the direction of the external force without resistance. If the electrode 6 is displaced from immediately above the liquid column as shown in FIG. 3B, the direction of the radiation pressure forming the liquid column and the direction in which the electrostatic attraction force acts are slightly different. Even in such a case, since the top of the liquid column is out of the balance between the radiation pressure and the surface tension, the force at which the top of the liquid column is restrained by the radiation pressure is weak. Therefore, at the top of the liquid column,
The force in the direction in which the radiation pressure is actually applied is substantially equal to the force in the other direction, and the force is distributed almost randomly. For this reason, even if the position of the liquid column is displaced from that of the electrode 6, the electrostatic attraction force from the liquid column toward the electrode 6 acts on the top of the liquid column to move the droplet toward the electrode 6. be able to.

【0033】なお、液柱から電極6へ向けて液体が移動
する際には、図3(A),(B)に示すように液滴状の
インクが飛翔してもよいし、あるいは、図3(C)に示
すように液柱が曳糸状に伸びて被記録媒体に付着しても
よい。
When the liquid moves from the liquid column to the electrode 6, the ink in the form of droplets may fly as shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B). As shown in FIG. 3 (C), the liquid column may extend in a string form and adhere to the recording medium.

【0034】このようにして、液柱の形成位置と、電極
6などによる静電吸引力の方向とが多少ずれていても、
液体を移動させることができる。これによって、高価な
位置合わせのための制御機構を必要としない構成にする
ことが可能となる。また、インクの移動後は、液柱の周
囲がインクであることから、インクの再供給は迅速に行
われる。そのため、高速な記録が可能である。
In this manner, even if the position of the liquid column and the direction of the electrostatic attraction force by the electrode 6 and the like are slightly shifted,
Liquid can be moved. As a result, a configuration that does not require an expensive control mechanism for alignment can be realized. In addition, after the movement of the ink, since the periphery of the liquid column is the ink, the ink is supplied again quickly. Therefore, high-speed recording is possible.

【0035】このような構成では、インクと感光体の間
にアパーチャを有する部材や、インクの担持体などの部
材が不要であり、簡単な構成で実現できる。さらに、図
2(H)に示すようなインクがミスト化して浮遊する状
態では用いないので、ミスト化したインクが浮遊の間に
結合してインク滴が大きくなったり、筐体内を汚損する
ことはない。
In such a configuration, a member having an aperture between the ink and the photosensitive member or a member such as an ink carrier is unnecessary, and can be realized with a simple configuration. Further, since the ink is not used in a state where the ink is mist and floats as shown in FIG. 2 (H), it is possible that the mist-formed ink is combined during the floating and the ink droplets become large or the inside of the housing is contaminated. Absent.

【0036】なお、上述の各図では、液柱が1つしか示
されていないが、液柱を1次元的に配置したり、あるい
は例えば千鳥状など、2次元的に配列することが可能で
ある。この場合、各液柱ごとに音響トランスデューサ3
を設ける。各音響トランスデューサ3は、それぞれ個別
に制御することもできる。
Although only one liquid column is shown in each of the drawings described above, the liquid columns can be arranged one-dimensionally or two-dimensionally, for example, in a staggered manner. is there. In this case, the acoustic transducer 3 is provided for each liquid column.
Is provided. Each acoustic transducer 3 can also be individually controlled.

【0037】図4は、本発明の画像形成装置の第1の実
施の形態を示す概略構成図である。図中、11は感光
体、12は帯電器、13は露光器、14はミラー、15
はインク現像部、16はインク液柱、17は用紙トレ
イ、18は記録紙、19は記録紙搬送ベルト、20は記
録紙吸着用帯電器、21は転写器、22はクリーナであ
る。この例では、被記録媒体として感光体11を用いた
例を示している。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of the image forming apparatus of the present invention. In the figure, 11 is a photoreceptor, 12 is a charger, 13 is an exposure unit, 14 is a mirror, 15
Is an ink developing unit, 16 is an ink liquid column, 17 is a paper tray, 18 is a recording paper, 19 is a recording paper transport belt, 20 is a charging device for absorbing recording paper, 21 is a transfer device, and 22 is a cleaner. In this example, an example in which the photoconductor 11 is used as a recording medium is shown.

【0038】感光体11は、図中、時計回りに回転し、
まず帯電器12により感光体表面全面を帯電する。次に
露光器13で画像信号に応じた光信号を発生し、必要に
応じてミラー14などで光路を変更した後、帯電器12
で帯電した感光体11の表面に光信号を照射する。これ
により、光信号の照射された部分と照射されなかった部
分とで電位コントラストが発生し、画像形成部分と非画
像形成部分とからなる静電潜像が形成される。なお、先
に除電しておいて、露光器13による光信号の照射によ
り帯電させる構成であってもよい。感光体11上に静電
潜像が形成された後、インク現像部15によって静電潜
像を現像する。このインク現像部15については後述す
る。
The photosensitive member 11 rotates clockwise in the figure,
First, the entire surface of the photoconductor is charged by the charger 12. Next, an optical signal corresponding to the image signal is generated by the exposure device 13 and the optical path is changed by a mirror 14 or the like as necessary.
A light signal is applied to the surface of the photoreceptor 11 charged in step (1). As a result, a potential contrast is generated between a portion irradiated with the optical signal and a portion not irradiated with the light signal, and an electrostatic latent image including an image forming portion and a non-image forming portion is formed. It should be noted that a configuration may be adopted in which the charge is removed first and then charged by irradiation of an optical signal by the exposure device 13. After the electrostatic latent image is formed on the photoconductor 11, the electrostatic latent image is developed by the ink developing unit 15. The ink developing unit 15 will be described later.

【0039】一方、用紙トレイ17に載置されている記
録紙18等の最終的に画像を形成する媒体は、記録紙搬
送ベルト19によって1枚ずつ搬送される。このとき、
記録紙吸着用帯電器20によって記録紙18を帯電さ
せ、記録紙搬送ベルト19に吸着させて、確実な搬送を
図っている。もちろん、記録紙搬送ベルト19を用いず
に、例えば搬送ローラなどによって搬送してもよい。
On the other hand, a medium on which an image is finally formed, such as recording paper 18 placed on the paper tray 17, is transported one by one by a recording paper transport belt 19. At this time,
The recording paper 18 is charged by the recording paper attraction charger 20 and is attracted to the recording paper transport belt 19 to ensure reliable transport. Of course, the recording paper may be conveyed without using the conveyance belt 19, for example, by a conveyance roller.

【0040】現像された感光体11上の画像は、転写器
21にて記録紙搬送ベルト19により搬送されてきた記
録紙18に転写される。画像が転写された記録紙18
は、外部へと排出される。画像を転写後の感光体11
は、クリーナ22によって転写されずに残ったインクを
除去する。また、除電等を行うこともある。
The developed image on the photoconductor 11 is transferred by the transfer unit 21 onto the recording paper 18 conveyed by the recording paper conveying belt 19. Recording paper 18 on which the image has been transferred
Is discharged outside. Photoconductor 11 after image transfer
Removes ink remaining without being transferred by the cleaner 22. In addition, static elimination or the like may be performed.

【0041】図5は、インク現像部の一例を示す概略構
成図である。図中、31は基材、32は圧電材料、33
は電極、34はインク、35は自由表面、36は液柱、
37は駆動部である。インク現像部15は、アースされ
ている基材31の底部に超音波発生手段である音響トラ
ンスデューサを配列している。音響トランスデューサ
は、圧電材料32および電極33により構成している。
また、基材31の上部には、インク34を収容してい
る。収容されているインク34は自由表面35を形成し
ており、感光体11の表面と対向している。なお、図5
では説明のために電極33を1つのみ示しているが、感
光体11の軸方向に多数配列されている。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an example of the ink developing section. In the figure, 31 is a base material, 32 is a piezoelectric material, 33
Is an electrode, 34 is ink, 35 is a free surface, 36 is a liquid column,
37 is a drive unit. In the ink developing section 15, an acoustic transducer as an ultrasonic wave generating means is arranged on the bottom of the grounded base material 31. The acoustic transducer includes a piezoelectric material 32 and an electrode 33.
In addition, the ink 34 is stored in the upper part of the base material 31. The contained ink 34 forms a free surface 35 and faces the surface of the photoconductor 11. FIG.
Although only one electrode 33 is shown for explanation, a large number of electrodes 33 are arranged in the axial direction of the photoconductor 11.

【0042】電極33には駆動部37からの電気信号が
入力される。駆動部37から電圧が与えられると、圧電
材料32が電圧に応じてひずむ。これによって基材31
を押し上げる。その後、駆動部37からの電圧が低下ま
たは0となると、圧電材料32のひずみが解除され、そ
れに従って基材31も元に戻る。これを所定の周波数で
繰り返すことによって、音響波がインク34中を伝わ
り、インク34の自由表面35に伝わる。図2でも説明
したように、駆動部37から与えられる電圧が所定の電
圧であれば、インク34の自由表面35にミスト化せず
に不安定な液柱36を形成することができる。
An electric signal from the driving section 37 is input to the electrode 33. When a voltage is applied from the drive unit 37, the piezoelectric material 32 is distorted according to the voltage. Thereby, the base material 31
Push up. Thereafter, when the voltage from the driving unit 37 decreases or becomes 0, the distortion of the piezoelectric material 32 is released, and the base material 31 returns to the original state accordingly. By repeating this at a predetermined frequency, the acoustic wave propagates in the ink 34 and propagates to the free surface 35 of the ink 34. As described with reference to FIG. 2, if the voltage applied from the driving unit 37 is a predetermined voltage, an unstable liquid column 36 can be formed on the free surface 35 of the ink 34 without causing mist.

【0043】感光体11の表面には、図4の露光器13
により静電潜像が形成され、画像形成部分と非画像形成
部分が電位コントラストを有している。例えば、感光体
11にあらかじめバイアス電位をかけておき、そのバイ
アス分を打ち消すように露光によって帯電させる。これ
によって露光が行われなかった領域はインク現像部15
とほぼ同電位になり、静電吸引力は働かない。逆に露光
された領域の感光体表面は、感光体のバイアス電位とな
る。そのため、アースされているインク現像部15の基
材31と感光体11上に形成された静電潜像の画像形成
部分とで静電界が発生し、液柱36およびその近傍に電
荷が生じる。ここで、インク34の自由表面35の液柱
36以外の領域にも電荷が生じているが、通常、電界中
の凸部に多く電荷が集中するため、液柱36の頂部が一
番吸引力を受けることになる。そのため、特に液柱36
の電荷が感光体11上の静電潜像の画像形成部分へ吸引
され、液柱36の頂部のインク34は、液柱36から離
れ、滴化して感光体11上の静電潜像へ移動する。
On the surface of the photoreceptor 11, an exposure unit 13 shown in FIG.
As a result, an electrostatic latent image is formed, and the image forming portion and the non-image forming portion have a potential contrast. For example, a bias potential is applied to the photoconductor 11 in advance, and the photoconductor 11 is charged by exposure so as to cancel the bias. As a result, the area where the exposure has not been performed is the ink developing unit 15.
, And the electrostatic attraction does not work. Conversely, the surface of the photoreceptor in the exposed area has the bias potential of the photoreceptor. Therefore, an electrostatic field is generated between the grounded base 31 of the ink developing unit 15 and the image forming portion of the electrostatic latent image formed on the photoreceptor 11, and an electric charge is generated in the liquid column 36 and its vicinity. Here, electric charges are also generated in a region other than the liquid column 36 on the free surface 35 of the ink 34, but usually, a large amount of electric charge concentrates on the convex portion in the electric field. Will receive. Therefore, especially the liquid column 36
Is attracted to the image forming portion of the electrostatic latent image on the photoreceptor 11, and the ink 34 on the top of the liquid column 36 separates from the liquid column 36, drops and moves to the electrostatic latent image on the photoreceptor 11. I do.

【0044】ここで、液柱頂部は不安定な拘束力しか有
していないため、液柱と静電潜像の位置がずれたとして
も、インク滴は静電潜像に向かって吸引される。感光体
11の回転方向のずれについては、感光体11の回転に
よっていずれは液柱の上方を通過することになるが、感
光体11の軸方向のずれについては、画像形成時には補
正できない。そのため従来では、感光体11(または露
光器13による露光位置)とインク現像部15とを正確
に位置決めしなければならなかった。しかし本発明で
は、液柱をミスト化せずに不安定な状態で形成している
ので、図5に示すように帯電部分が多少ずれていても液
柱から感光体11の帯電部分へインクを移動させること
ができる。そのため、感光体11(または露光器13に
よる露光位置)とインク現像部15との位置ずれが多少
あっても、画素抜けなどの欠陥を引き起こすことなく、
静電潜像を現像することができる。
Here, since the top of the liquid column has only an unstable binding force, even if the position of the liquid column and the electrostatic latent image are shifted, the ink droplet is sucked toward the electrostatic latent image. . The displacement of the photoconductor 11 in the rotation direction will eventually pass above the liquid column due to the rotation of the photoconductor 11, but the displacement of the photoconductor 11 in the axial direction cannot be corrected during image formation. Therefore, conventionally, the photosensitive member 11 (or the exposure position by the exposure device 13) and the ink developing unit 15 have to be accurately positioned. However, in the present invention, since the liquid column is formed in an unstable state without forming a mist, even if the charged portion is slightly displaced as shown in FIG. 5, ink is transferred from the liquid column to the charged portion of the photoconductor 11. Can be moved. Therefore, even if there is a slight misalignment between the photoconductor 11 (or the exposure position by the exposure device 13) and the ink developing unit 15, a defect such as missing pixels is not caused.
The electrostatic latent image can be developed.

【0045】静電吸引力を利用してインク滴を移動させ
る場合、静電吸引力はインクと移動先との距離の2乗に
比例して小さくなるので、この距離をできるだけ短く
し、静電吸引力を大きくしておくとよい。例えば、この
距離を400〜500μmに設定した場合でも、約2〜
3kV弱の電圧が必要である。本発明の構成によれば、
感光体11の表面とインク現像部15のインクの自由表
面35との距離を例えば500μmとしても、インクの
液柱36を形成することによって、液柱36の頂部と感
光体11との距離は約200〜300μmまで短くな
る。さらに、液柱36のような凸部を設けているため、
電荷の集中が起こりやすく、例えば1.5kV程度の電
圧で容易にインクを飛翔させることができる。また、液
柱と帯電領域との感光体11の軸方向の位置ずれ量とし
て、例えば±40μm程度のずれ量を許容することがで
きる。
When an ink droplet is moved by using an electrostatic attraction force, the electrostatic attraction force becomes smaller in proportion to the square of the distance between the ink and the destination, so that this distance is made as short as possible, It is advisable to increase the suction force. For example, even if this distance is set to 400 to 500 μm,
A voltage of just under 3 kV is required. According to the configuration of the present invention,
Even if the distance between the surface of the photoconductor 11 and the free surface 35 of the ink in the ink developing unit 15 is set to, for example, 500 μm, the distance between the top of the liquid column 36 and the photoconductor 11 can be reduced by forming the ink column 36. It is reduced to 200 to 300 μm. Further, since a convex portion such as the liquid column 36 is provided,
Concentration of charges is likely to occur, and ink can be easily ejected at a voltage of, for example, about 1.5 kV. Further, for example, a displacement amount of about ± 40 μm can be allowed as an axial displacement amount of the photoconductor 11 between the liquid column and the charged region.

【0046】上述のように静電吸引力によってインク滴
を感光体11に移動させて現像を行うことから、静電潜
像による静電吸引力を変化することができれば、感光体
11に移動させるインク滴量を変化させることができ
る。すなわち、図4における露光器13で発生する光信
号の強度を、画像信号の大きさ(濃度)に応じて変調す
ることにより、感光体11上の静電潜像の電位差コント
ラストを調整することができる。図6は、露光器により
発生する光信号と感光体上の電位の具体例を示すグラフ
である。図6(A)に示すように、入力された画像信号
の濃度に応じて、露光器13の駆動電流を変化させ、発
生する光信号の強度を変化させる。すると、露光器13
からは図6(B)に示すような発光強度を有する光信号
は発せられる。この光信号が感光体11上に照射される
と、図6(C)に示すような表面電位となる。
As described above, since the ink droplet is moved to the photosensitive member 11 by the electrostatic attraction force to perform the development, if the electrostatic attraction force by the electrostatic latent image can be changed, the ink droplet is moved to the photosensitive member 11. The amount of ink drops can be changed. That is, by modulating the intensity of the optical signal generated by the exposure device 13 in FIG. 4 according to the magnitude (density) of the image signal, the potential difference contrast of the electrostatic latent image on the photoconductor 11 can be adjusted. it can. FIG. 6 is a graph showing a specific example of the optical signal generated by the exposure device and the potential on the photoconductor. As shown in FIG. 6A, the drive current of the exposure device 13 is changed according to the density of the input image signal, and the intensity of the generated optical signal is changed. Then, the exposure unit 13
Then, an optical signal having an emission intensity as shown in FIG. 6B is emitted. When this light signal is irradiated onto the photoconductor 11, the surface potential becomes as shown in FIG.

【0047】図6に示したように、画像信号が大きい
(濃度が濃い)時に光信号を強くすることにより、静電
潜像の電位差は大きくなる。これによって、インク現像
部15との間で生じる静電吸引力も大きくなり、感光体
11へ移動するインク滴の大きさが大きくなる。逆に、
画像信号が小さい(濃度が薄い)時に光信号を弱くする
ことによって、静電潜像の電位差は小さくなり、インク
現像部15との間で生じる静電吸引力も小さくなって、
感光体11へ移動するインク滴の大きさが小さくなる。
As shown in FIG. 6, by increasing the optical signal when the image signal is large (the density is high), the potential difference of the electrostatic latent image becomes large. As a result, the electrostatic attraction force generated between the ink developing unit 15 and the ink developing unit 15 also increases, and the size of the ink droplet that moves to the photoconductor 11 increases. vice versa,
By weakening the optical signal when the image signal is small (the density is low), the potential difference of the electrostatic latent image is reduced, and the electrostatic attraction force generated between the electrostatic latent image and the ink developing unit 15 is also reduced.
The size of the ink droplet moving to the photoconductor 11 becomes smaller.

【0048】このように、画像信号の大きさ(濃度)に
応じて露光器13で発生する光信号を変調することによ
って、感光体11上の表面電位が画像信号の大きさに応
じた電位となる。そのため、液柱16に生じる感光体1
1への吸引力の増減が生じ、その吸引力の増減によっ
て、感光体11へ移動するインク滴の大きさも変化する
ことになる。
As described above, by modulating the light signal generated by the exposure device 13 in accordance with the magnitude (density) of the image signal, the surface potential on the photoconductor 11 becomes equal to the potential corresponding to the magnitude of the image signal. Become. Therefore, the photoconductor 1 generated in the liquid column 16
1, the size of the ink droplet moving to the photoreceptor 11 also changes.

【0049】このようにして画像信号の濃度に応じて露
光強度を変調することにより、現像時のインク滴量を変
化させることができる。このインク滴量の変化は、その
まま画像の濃淡として現れる。そのため、1画素で多階
調を再現することができ、濃淡画像を良好に再現するこ
とが可能となる。
By modulating the exposure intensity according to the density of the image signal in this manner, the amount of ink droplets during development can be changed. This change in the amount of ink droplets appears directly as the density of the image. Therefore, multiple gradations can be reproduced by one pixel, and a grayscale image can be reproduced favorably.

【0050】図7は、本発明の画像形成装置の第2の実
施の形態を示す概略構成図である。図中、図4と同様の
部分には同じ符号を付して説明を省略する。41はベル
ト感光体である。この実施の形態では、ドラム状の感光
体11の代わりに、ベルト感光体41を用いている。ま
た、記録紙18の搬送手段として、記録紙搬送ベルト1
9を用いずに搬送ローラなどを用いている。この記録紙
18の搬送系の構成については概ね省略している。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of the image forming apparatus of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. 41 is a belt photoreceptor. In this embodiment, a belt photoconductor 41 is used instead of the drum-shaped photoconductor 11. Further, as a conveyance means of the recording paper 18, the recording paper conveyance belt 1 is used.
The transfer roller and the like are used instead of the transfer roller 9. The configuration of the transport system for the recording paper 18 is generally omitted.

【0051】ベルト感光体41を用いた場合も、上述の
第1の実施の形態と同様に、まず帯電器12により帯電
し、次に露光器13で画像信号に応じて発生した光信号
により露光して静電潜像を形成し、インク現像部15に
よって現像する。そして、搬送されてきた記録紙18に
転写器21によって画像を転写し、記録紙18上に画像
を形成する。その後ベルト感光体41は、クリーナ22
によって残ったインクが除去される。
When the belt photoreceptor 41 is used, similarly to the first embodiment, the charging is performed by the charger 12 and the exposure is performed by the light signal generated by the exposure device 13 in accordance with the image signal. Thus, an electrostatic latent image is formed, and is developed by the ink developing unit 15. Then, the image is transferred to the conveyed recording paper 18 by the transfer device 21 to form an image on the recording paper 18. Thereafter, the belt photoconductor 41 is moved to the cleaner 22.
The remaining ink is removed.

【0052】感光体として上述の第1の実施の形態のよ
うにドラム状のものを用いた場合、インク現像部15と
の間隔をほぼ一定に維持できるのはライン状の狭い領域
に限られる。しかし、この第2の実施の形態のようにベ
ルト感光体41を用いた構成では、ベルト感光体41を
インク現像部15とほぼ並行に移動させることができ
る。そのため、広い範囲にわたり、ベルト感光体41と
インク現像部15との間隔をほぼ一定に保つことができ
る。これを利用し、インク現像部15に2次元状に広い
範囲にわたり音響トランスデューサを配置することがで
きる。
When a drum-shaped photosensitive member is used as in the first embodiment, the distance between the photosensitive member and the ink developing section 15 can be maintained almost constant only in a narrow line-shaped area. However, in the configuration using the belt photoconductor 41 as in the second embodiment, the belt photoconductor 41 can be moved substantially in parallel with the ink developing unit 15. Therefore, the distance between the belt photoconductor 41 and the ink developing unit 15 can be kept substantially constant over a wide range. By utilizing this, the acoustic transducer can be arranged in the ink developing unit 15 over a wide area in a two-dimensional manner.

【0053】図8は、本発明の画像形成装置の第2の実
施の形態におけるインク現像部の電極の配置の一例を示
す平面図である。図中、上下方向がベルト感光体41の
移動方向であり、左右方向がベルト感光体41の幅方向
となる。この例では、ベルト感光体41の移動方向に配
列されている電極33を少しずつベルト感光体41の幅
方向にずらして配置している。
FIG. 8 is a plan view showing an example of the arrangement of the electrodes of the ink developing section in the second embodiment of the image forming apparatus of the present invention. In the figure, the up-down direction is the moving direction of the belt photoconductor 41, and the left-right direction is the width direction of the belt photoconductor 41. In this example, the electrodes 33 arranged in the moving direction of the belt photoconductor 41 are slightly shifted in the width direction of the belt photoconductor 41.

【0054】このような配置によって、電極33のベル
ト感光体41の幅方向の配置間隔よりも高解像度の記録
が可能となる。すなわち、ベルト感光体41の幅方向に
配置されている電極33によって飛翔するインク滴で記
録される間隔は、電極33の間隔となる。しかし、この
間隔の間に、他の行の電極33によってインク滴が記録
可能であるので、実質的に高解像度の記録を行うことが
できる。そのため、電極33を高密度に配置しなくて
も、電極33の配置間隔よりも高い解像度の画像を得る
ことができる。
With such an arrangement, it is possible to perform recording with higher resolution than the arrangement interval of the electrodes 33 in the width direction of the belt photoconductor 41. That is, the interval recorded by the ink droplets flying by the electrodes 33 arranged in the width direction of the belt photoconductor 41 is the interval between the electrodes 33. However, during this interval, ink droplets can be recorded by the electrodes 33 in other rows, so that substantially high-resolution recording can be performed. Therefore, it is possible to obtain an image having a higher resolution than the arrangement interval of the electrodes 33 without arranging the electrodes 33 at high density.

【0055】図9は、本発明の画像形成装置の第3の実
施の形態を示す概略構成図である。図中、図4と同様の
部分には同じ符号を付して説明を省略する。15a〜1
5dは各色のインク現像部、51はスライダ、52は転
写ドラムである。この第3の実施の形態では、カラー画
像を形成する画像形成装置の一例を示している。ここで
は、各インク現像部15a〜15dには、それぞれ異な
る色のインクが収容されている。そしてこれらのインク
現像部15a〜15dがスライダ51上に載置され、そ
れぞれが感光体11の下部へ移動可能に構成している。
FIG. 9 is a schematic diagram showing a third embodiment of the image forming apparatus of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. 15a-1
5d is an ink developing section for each color, 51 is a slider, and 52 is a transfer drum. In the third embodiment, an example of an image forming apparatus that forms a color image is shown. Here, inks of different colors are stored in the respective ink developing units 15a to 15d. These ink developing units 15 a to 15 d are mounted on the slider 51, and each of them is configured to be movable to the lower part of the photoconductor 11.

【0056】転写ドラム52には例えば記録紙18等の
最終的に画像を形成する媒体が巻回されている。記録紙
18は、例えば静電的に、あるいはグリッパなどによっ
て転写ドラム52に支持されている。この転写ドラム5
2が1回転する間に、1色の画像を記録紙18に形成す
る。この1色の画像を記録紙18に形成するまでの過程
は、上述の第1の実施の形態と同様である。例えば図9
に示した状態では、感光体11の回転とともに、帯電器
12で感光体11を帯電させた後、露光器13によって
静電潜像を形成し、インク現像部15aによって現像し
て転写器21で記録紙18に転写する。これによって、
記録紙18にはインク現像部15aに収容されていたイ
ンク色の画像が形成される。
A medium for finally forming an image, such as the recording paper 18, is wound around the transfer drum 52. The recording paper 18 is supported on the transfer drum 52, for example, electrostatically or by a gripper. This transfer drum 5
An image of one color is formed on the recording paper 18 during one revolution of the recording paper 2. The process until this one-color image is formed on the recording paper 18 is the same as in the above-described first embodiment. For example, FIG.
In the state shown in (1), after the photoconductor 11 is charged by the charger 12 with the rotation of the photoconductor 11, an electrostatic latent image is formed by the exposure device 13, developed by the ink developing unit 15a, and developed by the transfer device 21. The image is transferred to the recording paper 18. by this,
On the recording paper 18, an image of the ink color contained in the ink developing unit 15a is formed.

【0057】転写ドラム52が1回転して1色の画像が
記録紙18に形成された後、記録紙18を転写ドラム5
2に保持させたまま、スライダ51をスライドさせ、例
えばインク現像部15bを感光体11の下部に位置させ
る。そして上述のようにして、インク現像部15bに収
容されているインク色の画像を記録紙18上に形成す
る。これによって、2色の画像が重ねて形成されたこと
になる。同様にしてスライダ51をスライドさせてイン
ク現像部15c、15dを感光体11の下部に位置さ
せ、それぞれのインク色の画像を記録紙18上に重ねて
記録する。このようにして、転写ドラム52が4回転す
るうちに記録紙18上に4色の画像を重ねて形成し、フ
ルカラーの画像を得ることができる。その後、カラー画
像が形成された記録紙18を転写ドラム52からはず
し、排出すればよい。
After the transfer drum 52 makes one rotation and an image of one color is formed on the recording paper 18, the recording paper 18 is transferred to the transfer drum 5.
The slider 51 is slid while holding it at 2 to position, for example, the ink developing unit 15 b below the photoconductor 11. Then, as described above, the image of the ink color accommodated in the ink developing unit 15b is formed on the recording paper 18. As a result, two color images are formed in an overlapping manner. Similarly, the slider 51 is slid to position the ink developing units 15c and 15d below the photoreceptor 11, and images of the respective ink colors are superimposed and recorded on the recording paper 18. In this manner, while the transfer drum 52 rotates four times, the four-color images are formed on the recording paper 18 in a superimposed manner, and a full-color image can be obtained. Thereafter, the recording paper 18 on which the color image has been formed may be removed from the transfer drum 52 and discharged.

【0058】なお、図9に示した例では、感光体11と
してドラム状のものを用いた例を示したが、図7に示し
た第2の実施の形態のように、ベルト状の感光体を用い
てもよく、装置のコスト、大きさ、記録速度等の特性を
考慮して適宜選択すればよい。
In the example shown in FIG. 9, a drum-shaped photoconductor 11 is used as the photoconductor 11, but as in the second embodiment shown in FIG. 7, a belt-shaped photoconductor 11 is used. May be appropriately selected in consideration of characteristics such as the cost, size, and recording speed of the apparatus.

【0059】図10は、本発明の画像形成装置の第4の
実施の形態を示す概略構成図である。図中、図4,図
7,図9と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略
する。この第4の実施の形態は、カラー画像を形成する
画像形成装置の別の例を示している。ここでは、ベルト
感光体41を4つ並列に配置し、ベルト感光体41ごと
に帯電器12,露光器13,ミラー14,定着器21を
有するとともに、各色のインク現像部15a〜15dを
それぞれ有している。この構成では、記録紙搬送ベルト
19によって搬送されてくる例えば記録紙18等に対し
て、順次、各インク現像部15a〜15dに収容されて
いる各色のインクによる画像を、各インク現像部15a
〜15dに対応するベルト感光体41を用いて形成して
ゆく。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing a fourth embodiment of the image forming apparatus of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIGS. 4, 7, and 9 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. The fourth embodiment shows another example of an image forming apparatus for forming a color image. Here, four belt photoconductors 41 are arranged in parallel, each belt photoconductor 41 has a charger 12, an exposing device 13, a mirror 14, and a fixing device 21, and also has an ink developing section 15a to 15d for each color. are doing. In this configuration, for example, the recording paper 18 and the like conveyed by the recording paper conveyance belt 19 are sequentially imaged with the inks of the respective colors contained in the respective ink developing units 15a to 15d.
To 15d using the belt photoreceptor 41.

【0060】この構成では、記録紙18が1回だけ各転
写器21を通過するだけで、各インク色の画像が重ねて
形成され、フルカラーの画像を形成することができる。
そのため、上述の図9に示した転写ドラム52を4回転
させる構成に比べ、高速にカラー画像を形成することが
できる。この構成を用いることにより、高速な画像形成
が要求される軽印刷装置等に適用することができる。
With this configuration, the image of each ink color is formed in a superimposed manner by passing the recording paper 18 only once through each transfer unit 21, and a full-color image can be formed.
Therefore, a color image can be formed at a higher speed as compared with the configuration in which the transfer drum 52 is rotated four times as shown in FIG. By using this configuration, the present invention can be applied to a light printing apparatus or the like that requires high-speed image formation.

【0061】なお、図10に示した例では、感光体とし
てベルト状のものを用いたが、ドラム状の感光体を用い
ても同様に構成することができる。
In the example shown in FIG. 10, a belt-shaped photosensitive member is used. However, a drum-shaped photosensitive member can be used for the same configuration.

【0062】また、図9,図10に示した例では、4色
のインクを用いた例を示しているが、これに限らず、2
〜3色、5色以上で構成することも可能である。また、
これらの例においては、図6で説明したように、露光量
を制御することによって各色のインクを感光体に移動さ
せるときのインク量を変更させることによって、各画素
ごとにフルカラーの表現が可能であり、解像度の高いカ
ラー画像を得ることができる。
Further, in the examples shown in FIGS. 9 and 10, an example using four color inks is shown, but the present invention is not limited to this.
It is also possible to configure with three colors, five colors or more. Also,
In these examples, as described with reference to FIG. 6, by controlling the amount of exposure to change the amount of ink when each color ink is moved to the photoconductor, full-color expression can be performed for each pixel. Yes, a high-resolution color image can be obtained.

【0063】図11は、本発明の画像形成装置の第5の
実施の形態を示す概略構成図である。図中、61は記録
ヘッド、62は液柱、63は電極、64は記録紙であ
る。この例では、被記録媒体として記録紙64を用いる
場合を示している。記録ヘッド61は、図4におけるイ
ンク現像部15と同様の構成を有している。記録ヘッド
61のインクの自由表面と対向するように、記録紙64
が給送される。さらにその記録紙64のインク自由表面
と対向する面の反対側の面には、電極63が配置されて
いる。電極63は、基本的に液柱および液柱形成用の超
音波素子と対になるように、液柱ごとに個別に設けられ
ている。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing a fifth embodiment of the image forming apparatus of the present invention. In the figure, 61 is a recording head, 62 is a liquid column, 63 is an electrode, and 64 is a recording paper. In this example, a case where the recording paper 64 is used as a recording medium is shown. The recording head 61 has the same configuration as the ink developing unit 15 in FIG. The recording paper 64 is opposed to the free surface of the ink of the recording head 61.
Is fed. Further, an electrode 63 is arranged on the surface of the recording paper 64 opposite to the surface facing the free ink surface. The electrodes 63 are individually provided for each liquid column so as to basically pair with the liquid column and the ultrasonic element for forming the liquid column.

【0064】この第5の実施の形態における画像形成の
動作は、図3において説明したとおりである。すなわ
ち、画像信号に応じて電極63とインクとの電位差を与
えることによって静電吸引力を発生させ、液柱からイン
クを電極63の方向へと移動させる。これにより、イン
クと電極63の間に給送されている記録紙64の表面に
インクを付着させ、記録紙64上に画像を形成すること
ができる。
The image forming operation according to the fifth embodiment is as described with reference to FIG. That is, by applying a potential difference between the electrode 63 and the ink according to the image signal, an electrostatic attraction force is generated, and the ink is moved from the liquid column toward the electrode 63. Thereby, the ink can be attached to the surface of the recording paper 64 fed between the ink and the electrodes 63, and an image can be formed on the recording paper 64.

【0065】図12は、本発明の画像形成装置の第5の
実施の形態における記録部付近の拡大図である。上述の
図3でも説明したように、本発明ではインクの自由表面
に、ミスト化せずに不安定な液柱を生成し、これによっ
て例えば図3(B)に示したように電極位置と液柱の位
置が多少ずれていても、インクを移動させることができ
る。
FIG. 12 is an enlarged view of the vicinity of a recording section in a fifth embodiment of the image forming apparatus of the present invention. As described with reference to FIG. 3 described above, in the present invention, an unstable liquid column is formed on the free surface of the ink without forming a mist, whereby, for example, as shown in FIG. Even if the positions of the columns are slightly shifted, the ink can be moved.

【0066】特に図12に示すように、多数の液柱を形
成し、また各液柱に対応した電極63を設ける場合、各
電極63間の配置誤差や、記録ヘッド61と電極63を
組み付ける際のアライメント誤差が生じる。そのため、
各電極63は、実際には、液柱および超音波発生手段と
対になる位置に完全に一致させて配置させることは困難
である。そのために実際の組付後の電極63と液柱およ
び超音波発生手段との位置関係は、図12に示すように
それぞれの組において多少ずれた状態となる。
In particular, as shown in FIG. 12, when a large number of liquid columns are formed and electrodes 63 corresponding to the respective liquid columns are provided, an arrangement error between the electrodes 63 and an error in assembling the recording head 61 and the electrodes 63 are required. Alignment error occurs. for that reason,
Actually, it is difficult to arrange the electrodes 63 so as to completely coincide with a position that is paired with the liquid column and the ultrasonic wave generating means. Therefore, the positional relationship between the electrode 63, the liquid column, and the ultrasonic wave generating means after the actual assembly is slightly shifted in each group as shown in FIG.

【0067】この場合、電極63によって液柱との間で
発生する電界は、液柱を形成するための放射圧の方向
(図中の垂直方向)とは異なってしまう。しかし、液柱
の頂部が不安定な状態で維持されているため、放射圧の
かかる方向の力はほとんど無視でき、インクはほぼ電界
に沿った移動をする。そのため、電極63と液柱および
超音波発生手段との位置が図12に示すように多少ずれ
ていても、電極63と液柱の間に発生する静電吸引力に
従ってインクが記録紙64へと移動する。これによっ
て、記録紙64上には画素抜け等のない良好な画像を形
成することができる。
In this case, the electric field generated between the electrode 63 and the liquid column is different from the direction of the radiation pressure for forming the liquid column (vertical direction in the figure). However, since the top of the liquid column is maintained in an unstable state, the force in the direction in which the radiation pressure is applied is almost negligible, and the ink moves substantially along the electric field. Therefore, even if the positions of the electrode 63 and the liquid column and the ultrasonic wave generating means are slightly shifted as shown in FIG. 12, the ink is transferred to the recording paper 64 according to the electrostatic attraction generated between the electrode 63 and the liquid column. Moving. This makes it possible to form a good image on the recording paper 64 without missing pixels.

【0068】電極63には画像信号に応じて電圧が印加
される。これによって、多数形成されている液柱から選
択的にインクを記録紙64へと移動させることができ
る。図12では、黒く塗りつぶした電極63に電圧が印
加されていることを示しており、対応する液柱からイン
クが記録紙64に移動している。
A voltage is applied to the electrode 63 according to an image signal. Thus, the ink can be selectively moved to the recording paper 64 from the liquid columns formed in large numbers. FIG. 12 shows that a voltage is applied to the electrode 63 painted black, and the ink has moved to the recording paper 64 from the corresponding liquid column.

【0069】なお、電極63に印加する電圧を画像の濃
度に応じて変化させることによって静電吸引力を制御す
ることができ、記録紙64へ移動させるインク量を制御
することができる。これによって、階調記録が可能とな
る。
The electrostatic attractive force can be controlled by changing the voltage applied to the electrode 63 according to the density of the image, and the amount of ink moved to the recording paper 64 can be controlled. Thereby, gradation recording becomes possible.

【0070】また、記録ヘッド61は、例えば図8に示
したように超音波発生手段を2次元状に配置して液柱を
形成し、各液柱に対応して電極63を2次元状に配置し
て、解像度を向上させてもよい。さらに、記録ヘッド6
1をインク色に応じて複数配置し、また各記録ヘッド6
1に形成される液柱に対応して電極63を配置すること
によって、カラー画像を形成することができる。
In the recording head 61, for example, as shown in FIG. 8, ultrasonic generating means are arranged two-dimensionally to form liquid columns, and the electrodes 63 are two-dimensionally corresponding to each liquid column. It may be arranged to improve the resolution. Further, the recording head 6
A plurality of printheads 1 are arranged in accordance with the ink colors.
A color image can be formed by arranging the electrodes 63 corresponding to the liquid columns formed in the first column.

【0071】図13は、本発明の画像形成装置の第6の
実施の形態を示す概略構成図である。図中、図7と同様
の部分には同じ符号を付して説明を省略する。71は記
録ヘッド、72は液柱、73は電極、74は中間体ベル
トである。この例では、被記録媒体として中間体を用い
た例を示している。
FIG. 13 is a schematic configuration diagram showing a sixth embodiment of the image forming apparatus of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. 71 is a recording head, 72 is a liquid column, 73 is an electrode, and 74 is an intermediate belt. This example shows an example in which an intermediate is used as a recording medium.

【0072】記録ヘッド71には、この例では図8に示
したように超音波発生手段が2次元状に配置されてお
り、2次元状に液柱72が形成配置されている。また、
これらの液柱に対応して、インクの自由表面に対向する
ように電極73が設けられている。
In the recording head 71, in this example, as shown in FIG. 8, the ultrasonic wave generating means is arranged two-dimensionally, and the liquid column 72 is formed and arranged two-dimensionally. Also,
The electrodes 73 are provided corresponding to these liquid columns so as to face the free surface of the ink.

【0073】液柱72と電極73の間を通過するよう
に、中間体ベルト74が配置されている。中間体ベルト
74は、例えばポリイミド材等のプラスチックベルトで
構成されており、液柱72から移動したインクを保持す
る。液柱72から中間体ベルト74へのインクの移動は
上述の第5の実施の形態と同様に行われ、液柱72と電
極73との位置が多少ずれていても、インクを中間体ベ
ルト74へ移動させることができる。もちろん、電極7
3に印加する電圧を画像の濃度に応じて制御することに
よって、インクの移動量を制御し、多階調の画像を形成
することも可能である。
An intermediate belt 74 is arranged so as to pass between the liquid column 72 and the electrode 73. The intermediate belt 74 is formed of, for example, a plastic belt made of a polyimide material or the like, and holds the ink moved from the liquid column 72. The movement of the ink from the liquid column 72 to the intermediate belt 74 is performed in the same manner as in the fifth embodiment. Even if the position of the liquid column 72 and the electrode 73 is slightly shifted, the ink is transferred to the intermediate belt 74. Can be moved to Of course, electrode 7
By controlling the voltage applied to 3 according to the density of the image, it is possible to control the amount of movement of the ink and to form a multi-tone image.

【0074】通常、記録紙の方が中間体ベルト74に比
べ、表面の凹凸が大きく、また記録紙が多少なりとも含
水しているため、電界を乱しやすい。そのため、この実
施の形態のように被記録媒体として中間体ベルト74を
用いる方が、インクを移動させる位置精度を向上させる
ことができる。
Normally, the recording paper has larger surface irregularities than the intermediate belt 74, and the recording paper contains water to some extent, so that the electric field is more likely to be disturbed. Therefore, when the intermediate belt 74 is used as the recording medium as in this embodiment, the positional accuracy of moving the ink can be improved.

【0075】中間体ベルト74に移動したインクは、転
写器21によって記録紙18に転写される。これによっ
て、記録紙18上に画像が形成される。記録紙18に転
写後の中間体ベルト74は、クリーナ22によってその
表面を清掃し、繰り返し、記録ヘッド71による画像の
形成に用いる。
The ink moved to the intermediate belt 74 is transferred to the recording paper 18 by the transfer device 21. Thus, an image is formed on the recording paper 18. The surface of the intermediate belt 74 transferred to the recording paper 18 is cleaned by the cleaner 22, and is repeatedly used for forming an image by the recording head 71.

【0076】なお、この例では中間体としてベルト状の
中間体ベルト74を用いる例を示したが、これに限ら
ず、ドラム状の中間体を用いてもよい。また、この例で
は記録ヘッド71を1つのみ示しているが、インク色の
異なる複数の記録ヘッドを並べて配置し、中間体ベルト
74上にカラー画像を形成し、記録紙18にカラー画像
を転写形成してもよい。カラー画像の形成には、図9に
示したように転写ドラムに記録紙を巻回した構成でもよ
く、この場合には感光体11の代わりに中間体ドラムを
用い、1色ずつ中間体ドラムに記録しては記録紙に転写
することもできる。さらに、図10に示す構成において
感光体ベルト41の代わりに中間体ベルトを用いてもよ
い。
In this example, an example in which a belt-shaped intermediate belt 74 is used as an intermediate is shown. However, the present invention is not limited to this, and a drum-shaped intermediate may be used. Although only one recording head 71 is shown in this example, a plurality of recording heads having different ink colors are arranged side by side to form a color image on the intermediate belt 74 and transfer the color image to the recording paper 18. It may be formed. In order to form a color image, a configuration in which a recording paper is wound around a transfer drum as shown in FIG. 9 may be used. In this case, an intermediate drum is used instead of the photoreceptor 11, and one color is applied to the intermediate drum. After recording, it can be transferred to recording paper. Further, an intermediate belt may be used instead of the photosensitive belt 41 in the configuration shown in FIG.

【0077】[0077]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、静電吸引力によって液体を移動させて画像を
形成する際に、現像器と感光体や、記録ヘッドと電極等
の製造誤差や取り付け誤差による画素抜けや印字不良を
低減し、良好な画質を得ることができる。このように高
い信頼性を保証するとともに、高速でかつ構成が簡単な
画像形成装置を提供することができるという効果があ
る。
As is apparent from the above description, according to the present invention, when an image is formed by moving a liquid by electrostatic attraction, a developing unit and a photoreceptor, a recording head and an electrode and the like are used. It is possible to reduce pixel omission and printing defects due to manufacturing errors and mounting errors, and obtain good image quality. As described above, there is an effect that it is possible to provide an image forming apparatus which is high in speed and has a simple configuration while ensuring high reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の原理的な構成の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a basic configuration of the present invention.

【図2】 液柱の形成の説明図である。FIG. 2 is an explanatory view of formation of a liquid column.

【図3】 インク滴の移動の説明図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the movement of an ink droplet.

【図4】 本発明の画像形成装置の第1の実施の形態を
示す概略構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating a first embodiment of the image forming apparatus of the present invention.

【図5】 インク現像部の一例を示す概略構成図であ
る。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an ink developing unit.

【図6】 露光器により発生する光信号と感光体上の電
位の具体例を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing a specific example of an optical signal generated by an exposure device and a potential on a photoconductor.

【図7】 本発明の画像形成装置の第2の実施の形態を
示す概略構成図である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram illustrating a second embodiment of the image forming apparatus of the present invention.

【図8】 本発明の画像形成装置の第2の実施の形態に
おけるインク現像部の電極の配置の一例を示す平面図で
ある。
FIG. 8 is a plan view illustrating an example of an arrangement of electrodes of an ink developing unit according to a second embodiment of the image forming apparatus of the present invention.

【図9】 本発明の画像形成装置の第3の実施の形態を
示す概略構成図である。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram illustrating a third embodiment of the image forming apparatus of the present invention.

【図10】 本発明の画像形成装置の第4の実施の形態
を示す概略構成図である。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing a fourth embodiment of the image forming apparatus of the present invention.

【図11】 本発明の画像形成装置の第5の実施の形態
を示す概略構成図である。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing a fifth embodiment of the image forming apparatus of the present invention.

【図12】 本発明の画像形成装置の第5の実施の形態
における記録部付近の拡大図である。
FIG. 12 is an enlarged view of the vicinity of a recording unit according to a fifth embodiment of the image forming apparatus of the present invention.

【図13】 本発明の画像形成装置の第6の実施の形態
を示す概略構成図である。
FIG. 13 is a schematic configuration diagram showing a sixth embodiment of the image forming apparatus of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…インク、1a…インク自由表面、1b…液柱、2…
基板、3…音響トランスデューサ、4…高周波電源、5
…音響波、6…電極、11…感光体、12…帯電器、1
3…露光器、14…ミラー、15,15a〜15d…イ
ンク現像部、16…インク液柱、17…用紙トレイ、1
8…記録紙、19…記録紙搬送ベルト、20…記録紙吸
着用帯電器、21…転写器、22…クリーナ、31…基
材、32…圧電材料、33…電極、34…インク、35
…自由表面、36…液柱、37…駆動部、41…ベルト
感光体、51…スライダ、52…転写ドラム、61…記
録ヘッド、62…液柱、63…電極、64…記録紙、7
1…記録ヘッド、72…液柱、73…電極、74…中間
体ベルト。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ink, 1a ... Ink free surface, 1b ... Liquid column, 2 ...
Substrate, 3 acoustic transducer, 4 high frequency power supply, 5
... acoustic wave, 6 ... electrode, 11 ... photoconductor, 12 ... charger, 1
3 ... Exposure unit, 14 ... Mirror, 15, 15a-15d ... Ink developing unit, 16 ... Ink column, 17 ... Paper tray, 1
Reference numeral 8: recording paper, 19: recording paper transport belt, 20: recording paper suction charger, 21: transfer unit, 22: cleaner, 31: base material, 32: piezoelectric material, 33: electrode, 34: ink, 35
... Free surface, 36 ... liquid column, 37 ... drive unit, 41 ... belt photoconductor, 51 ... slider, 52 ... transfer drum, 61 ... recording head, 62 ... liquid column, 63 ... electrode, 64 ... recording paper, 7
1. Recording head, 72 liquid column, 73 electrode, 74 intermediate belt.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 静電吸引力を利用して液体を被記録媒体
に移動させ、画像を形成する画像形成装置において、液
体中に超音波を発生する超音波発生手段と、前記超音波
発生手段を駆動して液体の自由表面に液柱を形成する駆
動手段と、液体に静電吸引力を作用させて前記液柱から
液体を前記被記録媒体に移動させる移動手段を有し、前
記駆動手段は、液体の表面張力と前記超音波発生手段よ
り与えられる放射圧とでバランスするエネルギより大き
なエネルギを前記超音波発生手段に与えて液体がミスト
化せずに不安定な状態の液柱を形成させることを特徴と
する画像形成装置。
1. An image forming apparatus for forming an image by moving a liquid to a recording medium by using an electrostatic attraction force, an ultrasonic generator for generating an ultrasonic wave in the liquid, and the ultrasonic generator. A driving unit for driving the liquid to form a liquid column on a free surface of the liquid; and a moving unit for applying an electrostatic attraction force to the liquid to move the liquid from the liquid column to the recording medium. Applies an energy larger than the energy balanced by the surface tension of the liquid and the radiation pressure given by the ultrasonic wave generating means to the ultrasonic wave generating means to form a liquid column in an unstable state without mist formation of the liquid. An image forming apparatus comprising:
【請求項2】 前記超音波発生手段は複数個設けられて
おり、前記駆動手段は、前記各超音波発生手段をそれぞ
れ制御して液体の自由表面に複数の液柱を個別に形成す
ることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein a plurality of said ultrasonic wave generating means are provided, and said driving means controls each of said ultrasonic wave generating means to individually form a plurality of liquid columns on a free surface of a liquid. The image forming apparatus according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記被記録媒体は感光体であり、画像情
報に従って前記感光体上に静電潜像を形成する帯電露光
手段と、前記感光体上に形成された画像を記録紙に転写
する転写手段をさらに有し、前記移動手段として、前記
感光体上に形成された静電潜像による静電吸引力によっ
て前記液柱より液体を前記感光体上へ移動させて前記感
光体上に画像を形成することを特徴とする請求項1また
は請求項2に記載の画像形成装置。
3. The recording medium is a photoreceptor, a charging exposure unit for forming an electrostatic latent image on the photoreceptor in accordance with image information, and transferring the image formed on the photoreceptor to recording paper. The image forming apparatus further includes a transfer unit, wherein the moving unit moves the liquid from the liquid column onto the photoconductor by electrostatic attraction due to an electrostatic latent image formed on the photoconductor to form an image on the photoconductor. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is formed.
【請求項4】 前記被記録媒体は記録紙であり、前記移
動手段として、前記記録紙の液体の自由表面に対して背
面側に個別電極を設けたことを特徴とする請求項1また
は請求項2に記載の画像形成装置。
4. The recording medium according to claim 1, wherein the recording medium is a recording paper, and an individual electrode is provided as the moving means on a back side of a free surface of the liquid of the recording paper. 3. The image forming apparatus according to 2.
【請求項5】 前記被記録媒体は中間体であり、前記移
動手段として、前記中間体の液体の自由表面に対して背
面側に個別電極を設け、さらに前記中間体に形成された
画像を記録紙に転写する転写手段を有することを特徴と
する請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。
5. The recording medium is an intermediate, an individual electrode is provided as the moving means on the back side of the free surface of the liquid of the intermediate, and an image formed on the intermediate is recorded. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a transfer unit configured to transfer the image onto paper.
【請求項6】 前記移動手段は、前記静電吸引力を画像
信号に応じて制御し、前記被記録媒体上へ移動させる液
量を可変としたことを特徴とする請求項1ないし請求項
5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
6. The apparatus according to claim 1, wherein said moving means controls said electrostatic attraction force in accordance with an image signal to vary a liquid amount to be moved onto said recording medium. The image forming apparatus according to claim 1.
【請求項7】 静電吸引力を利用して液体を被記録媒体
に移動させ、画像を形成する画像形成方法において、液
体中より液体の自由表面に向けて超音波を発生させ、液
体がミスト化せずに不安定な状態の液柱を液体の自由表
面に形成し、前記液柱から静電吸引力により液体を前記
被記録媒体上に移動させることを特徴とする画像形成方
法。
7. An image forming method for forming an image by moving a liquid to a recording medium using an electrostatic attraction force, wherein an ultrasonic wave is generated from inside the liquid toward a free surface of the liquid, and the liquid is mist Forming an unstable liquid column on the free surface of the liquid without causing the liquid column to move the liquid onto the recording medium by electrostatic attraction from the liquid column.
【請求項8】 液体中の複数の箇所から液体の自由表面
に向けてそれぞれ個別に制御された超音波を発生させ、
液体の自由表面に複数の前記液柱を形成することを特徴
とする請求項7に記載の画像形成方法。
8. Generated individually controlled ultrasonic waves from a plurality of locations in the liquid toward a free surface of the liquid,
The image forming method according to claim 7, wherein a plurality of the liquid columns are formed on a free surface of the liquid.
【請求項9】 前記被記録媒体は感光体であり、前記感
光体上に静電潜像を形成し、前記感光体上に形成された
静電潜像による静電吸引力によって前記液柱より液体を
前記感光体上へ移動させて前記感光体上に画像を形成
し、前記感光体上に形成された画像を記録紙に転写する
ことを特徴とする請求項7または請求項8に記載の画像
形成方法。
9. The recording medium is a photoreceptor, forms an electrostatic latent image on the photoreceptor, and generates an electrostatic latent image on the photoreceptor by the electrostatic attraction force of the electrostatic latent image formed on the photoreceptor. 9. The image forming apparatus according to claim 7, wherein an image is formed on the photoconductor by moving a liquid onto the photoconductor, and the image formed on the photoconductor is transferred to recording paper. Image forming method.
【請求項10】 前記被記録媒体は記録紙であり、前記
記録紙の液体の自由表面に対して背面側に設けた個別電
極によって静電吸引力を発生させることを特徴とする請
求項7または請求項8に記載の画像形成方法。
10. The recording medium is a recording paper, and an electrostatic attraction force is generated by an individual electrode provided on the back side with respect to a free surface of the liquid of the recording paper. An image forming method according to claim 8.
【請求項11】 前記被記録媒体は中間体であり、前記
記録紙の液体の自由表面に対して背面側に設けた個別電
極によって静電吸引力を発生させて前記中間体上に画像
を形成し、前記中間体上に形成された画像を記録紙に転
写することを特徴とする請求項7または請求項8に記載
の画像形成方法。
11. The recording medium is an intermediate body, and an image is formed on the intermediate body by generating electrostatic attraction by an individual electrode provided on the back side of the free surface of the recording paper liquid. 9. The image forming method according to claim 7, wherein the image formed on the intermediate body is transferred to a recording sheet.
【請求項12】 前記静電吸引力を画像信号に応じて制
御し、前記被記録媒体上へ移動させる液量を変化させる
ことを特徴とする請求項7ないし請求項11のいずれか
1項に記載の画像形成方法。
12. The apparatus according to claim 7, wherein said electrostatic attraction force is controlled in accordance with an image signal to change a liquid amount to be moved onto said recording medium. The image forming method as described in the above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP4660521B2 (en) * 2006-09-27 2011-03-30 株式会社東芝 Inkjet recording device

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