JP2000221792A - Image forming device - Google Patents

Image forming device

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JP2000221792A
JP2000221792A JP11025954A JP2595499A JP2000221792A JP 2000221792 A JP2000221792 A JP 2000221792A JP 11025954 A JP11025954 A JP 11025954A JP 2595499 A JP2595499 A JP 2595499A JP 2000221792 A JP2000221792 A JP 2000221792A
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JP
Japan
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ink
image
latent image
image forming
carrying roller
Prior art date
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Pending
Application number
JP11025954A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Michio Izumi
倫生 泉
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Publication date
Application filed by Minolta Co Ltd filed Critical Minolta Co Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve miniaturization, simplification, and energy saving in a power source device and a drive circuit system which are used for electrifier for electrifying a latent-image carrier. SOLUTION: This image forming device forms an image by causing ink droplets 54 to fly according to an electrostatic latent image on a photoreceptor drum 12 from conductive ink held by an ink carrying roller 30, and by attaching the ink droplets 54 to paper indirectly. In the case, a large number of projections 40 are formed on the conductive surface of the ink carrying roller 30. A specific voltage that is different in polarity from the potential of the electrostatic latent image is applied to the projections 40, and also an ink thin layer 36 is spread over the ink carrying roller 30 so that its thickness is greater than the height of the projections 40.

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、インク担持体上に
保持された導電性インク薄層から潜像担持体上の静電潜
像または記録電極に印加される記録電圧に応じてインク
を飛翔させ、このインクを記録媒体に間接または直接に
付着させて画像を形成する画像形成装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of flying ink from a thin conductive ink layer held on an ink carrier in accordance with a recording voltage applied to an electrostatic latent image on a latent image carrier or a recording electrode. The present invention relates to an image forming apparatus that forms an image by indirectly or directly attaching the ink to a recording medium.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、例えば特開平6−295131号
公報おいて、潜像担持体上に書き込まれた静電潜像にイ
ンク担持体上から飛翔した導電性インク滴を付着させ、
これにより現像されたインク画像を用紙等の記録媒体に
転写して画像を形成する画像形成装置が提案されてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in JP-A-6-295131, a conductive ink droplet flying from an ink carrier is attached to an electrostatic latent image written on a latent image carrier,
There has been proposed an image forming apparatus that transfers an ink image developed as described above to a recording medium such as paper to form an image.

【0003】この種の画像形成装置において導電性イン
ク滴の飛翔力は、静電潜像の電荷とインク担持体上の導
電性インクに誘導注入される電荷との差によって形成さ
れる電界により導電性インクにクーロン力が作用するこ
とで得られる。したがって、そのクーロン力を大きくし
て安定したインク飛翔を実現するための一つの方法とし
て、静電潜像の電位を高くして潜像担持体とインク担持
体間の電界強度を強くする方法がある。
In this type of image forming apparatus, the flying force of a conductive ink droplet is controlled by an electric field formed by a difference between the charge of the electrostatic latent image and the charge induced and injected into the conductive ink on the ink carrier. It is obtained by the Coulomb force acting on the hydrophilic ink. Therefore, as one method for realizing stable ink flying by increasing the Coulomb force, a method of increasing the electric potential of the electrostatic latent image to increase the electric field strength between the latent image carrier and the ink carrier is known. is there.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、静電潜
像の電位を高くしようとすれば、潜像担持体表面の帯電
電位を大きくする必要があり、そのためには帯電装置の
電圧を高くしなければならないので、必然的に電源装置
が大型化することになる。
However, in order to increase the potential of the electrostatic latent image, it is necessary to increase the charging potential on the surface of the latent image carrier, and for this purpose, the voltage of the charging device must be increased. Therefore, the size of the power supply device is inevitably increased.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記問
題を解決するために、インク担持体上に保持された導電
性インク薄層から潜像担持体上の静電潜像または記録電
極に印加される記録電圧に応じてインクを飛翔させ、こ
のインクを記録媒体に間接または直接に付着させて画像
を形成する画像形成装置において、上記インク担持体の
導電性の表面に多数の突起部を形成し、これら突起部に
上記静電潜像または上記記録電圧の電位とは異なる極性
の所定電圧を印加するとともに、上記インク担持体上の
インク薄層を上記突起部の高さよりも厚く塗布したこと
を特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to a method for forming an electrostatic latent image or a recording electrode on a latent image carrier from a thin layer of conductive ink held on an ink carrier. In an image forming apparatus that forms an image by causing ink to fly in accordance with an applied recording voltage and indirectly or directly attaching the ink to a recording medium, a large number of protrusions are formed on the conductive surface of the ink carrier. And applying a predetermined voltage of a polarity different from the potential of the electrostatic latent image or the recording voltage to these protrusions, and applying a thin ink layer on the ink carrier to a thickness greater than the height of the protrusions. It is characterized by the following.

【0006】本発明の画像形成装置では、上記インク担
持体上のインク薄層の厚みをh1とし、上記突起部の高
さをh2としたとき、 h2+5μm≦h1≦h2+100μm であることが好ましい。
In the image forming apparatus of the present invention, it is preferable that h2 + 5 μm ≦ h1 ≦ h2 + 100 μm, where h1 is the thickness of the thin ink layer on the ink carrier and h2 is the height of the protrusion.

【0007】[0007]

【発明の作用及び効果】本発明の画像形成装置によれ
ば、インク担持体表面の突起部には静電潜像または記録
電圧の電位とは異なる極性の所定電圧が印加されてい
る。この状態でインク担持体が例えば潜像担持体上の静
電潜像と対向すると、静電誘導により各突起部の先端に
潜像電位とは逆極性の電荷が集中的に誘起され、この電
荷が各突起部上の導電性インク薄層に注入される。この
ように注入された導電性インク薄層の電荷と静電潜像の
電荷との差によりこれらの間に電界が形成され、この電
界の作用によって各突起部周辺のインクに静電潜像に向
かう方向のクーロン力が働き、これにより突起部上にイ
ンクが盛り上がってメニスカスが形成される。
According to the image forming apparatus of the present invention, a predetermined voltage having a polarity different from the potential of the electrostatic latent image or the recording voltage is applied to the projection on the surface of the ink carrier. In this state, when the ink carrier faces, for example, an electrostatic latent image on the latent image carrier, electrostatic induction induces intensively a charge having a polarity opposite to the latent image potential at the tip of each projection, and this charge Is injected into a thin layer of conductive ink on each protrusion. An electric field is formed between the electric charge of the conductive ink thin layer thus injected and the electric charge of the electrostatic latent image, and an electric field is formed between the ink around each protrusion by the action of the electric field. A Coulomb force acts in the direction to move, whereby the ink rises on the protrusions to form a meniscus.

【0008】このメニスカスが形成される際、インク薄
層を突起部の高さよりも厚く形成してあるため、インク
薄層を突起部の高さよりも薄く形成してある場合に比べ
て、突起部近傍のインクが突起部上に盛り上るように移
動しやすく、これにより突起部上には比較的大きなメニ
スカスが形成される。このメニスカスの先端に注入電荷
が集中し、これによりその先端に作用するクーロン力が
さらに大きくなる。その結果、大きなメニスカスの先端
は潜像担持体により近くなるため、その先端にはより強
いクーロン力が作用して比較的大きなインク滴が分離、
飛翔する。飛翔したインク滴は静電潜像に一旦付着して
インク画像となったのち記録媒体に転写されて画像が形
成されるか、または上記インク滴が記録媒体に直接付着
して画像が形成される。
When the meniscus is formed, the thin ink layer is formed to be thicker than the height of the protrusion, so that the thin ink layer is formed thinner than the height of the protrusion. The ink in the vicinity is easily moved so as to swell on the protrusion, thereby forming a relatively large meniscus on the protrusion. The injected charges concentrate on the tip of the meniscus, which further increases the Coulomb force acting on the tip. As a result, the tip of the large meniscus is closer to the latent image carrier, and a stronger Coulomb force acts on the tip to separate relatively large ink droplets.
To fly. The flying ink droplets once adhere to the electrostatic latent image to form an ink image and are then transferred to a recording medium to form an image, or the ink droplets directly adhere to the recording medium to form an image. .

【0009】このように本発明の画像形成装置によれ
ば、静電潜像または記録電極に対向した各突起部上のイ
ンク薄層に比較的大きなメニスカスが形成されるため、
電界強度がさほど強くなくてもインクが飛翔しやすくな
る。これにより、静電潜像または記録電圧の電位を低く
しても安定したインク飛翔を実現できるので、潜像担持
体帯電用または記録電圧印加用の電源装置および駆動回
路系の小型化、簡素化、省電力化を図ることができ、コ
ストを安価にできる。
As described above, according to the image forming apparatus of the present invention, a relatively large meniscus is formed in the ink thin layer on each of the projections facing the electrostatic latent image or the recording electrode.
Even if the electric field strength is not so strong, the ink can easily fly. As a result, even if the potential of the electrostatic latent image or the recording voltage is lowered, stable ink flying can be realized. Therefore, the power supply device for charging the latent image carrier or applying the recording voltage and the drive circuit system are reduced in size and simplified. Power can be saved, and the cost can be reduced.

【0010】また、静電潜像または記録電圧の電位を低
くできることにより、放電などの他のエレメントに対す
る電気的な影響を低減することもできるため、インク作
像システム全体として安定したものになり、耐久性や環
境変化に対する信頼性を非常に高いものにできる。
Further, since the potential of the electrostatic latent image or the recording voltage can be reduced, the electrical influence on other elements such as discharge can be reduced, so that the entire ink image forming system becomes stable. Extremely high durability and reliability against environmental changes can be achieved.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実
施形態である画像形成装置10の概略構成図である。こ
の画像形成装置10は、潜像担持体である感光体ドラム
12を備えている。感光体ドラム12は、矢印a方向に
回転駆動されるようになっている。感光体ドラム12の
周囲には、その回転方向に沿って順に、感光体ドラム1
2の表面を均一帯電させるコロナ帯電装置14と、均一
帯電した感光体ドラム12の表面に露光して露光部の電
荷を消去することにより非露光部の電荷を残すようにし
て静電潜像を書き込む露光装置16と、書き込まれた静
電潜像を導電性インクで現像するインク現像装置18
と、現像されたインク画像を記録媒体である用紙Sに転
写するための転写ローラ20と、転写後の感光体ドラム
12の表面に残留するインクを回収するクリーニング装
置22と、静電潜像を消去する除電装置24とが配置さ
れている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus 10 according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus 10 includes a photosensitive drum 12 as a latent image carrier. The photosensitive drum 12 is driven to rotate in the direction of arrow a. Around the photosensitive drum 12, the photosensitive drum 1 is sequentially arranged along the rotation direction.
And a corona charger 14 for uniformly charging the surface of the photosensitive drum 12 and exposing the uniformly charged surface of the photosensitive drum 12 to erase the charge on the exposed portion, thereby leaving the charge on the non-exposed portion to form an electrostatic latent image. Exposure device 16 for writing and ink developing device 18 for developing the written electrostatic latent image with conductive ink
A transfer roller 20 for transferring the developed ink image onto a sheet S as a recording medium; a cleaning device 22 for collecting ink remaining on the surface of the photosensitive drum 12 after the transfer; A static eliminator 24 for erasing is provided.

【0012】なお、静電潜像の書き込み方式は露光方式
に限定されるものではなく、他の方式、例えばイオンフ
ロー方式、焦電方式、あるいは強誘電体を熱や電気によ
り分極させる方式などによって静電潜像を書き込むよう
にしてもよい。また、多数の微細電極をドラムの表面全
体に形成してもよい。これらの技術は公知のものであ
る。さらに、図示していないが、用紙Sに転写されたイ
ンク画像を乾燥して定着させるインク定着装置を必要に
応じて設けてもよい。
The method of writing an electrostatic latent image is not limited to an exposure method, but may be any other method, such as an ion flow method, a pyroelectric method, or a method in which a ferroelectric is polarized by heat or electricity. An electrostatic latent image may be written. Also, a large number of fine electrodes may be formed on the entire surface of the drum. These techniques are known. Further, although not shown, an ink fixing device for drying and fixing the ink image transferred to the sheet S may be provided as necessary.

【0013】インク現像装置18は、図2に示すよう
に、感光体ドラム12に対向する開口部を有するケーシ
ング26を備えている。ケーシング26の内部には、導
電性インク28が収容されている。ケーシング26の開
口部には、インク担持ローラ30が矢印b方向に回転駆
動可能に配置されている。また、ケーシング26の上部
縁部とインク担持ローラ30との間にはシールローラ3
2が設けてあり、これによりインクの漏れと乾燥を防止
している。さらに、インク担持ローラ30に対してシー
ルローラ32と反対側のケーシング26の上部縁部に
は、規制ブレード34がインク担持ローラ30との間の
隙間を調節可能に設けられている。これにより、インク
担持ローラ30が回転すると、感光体ドラム12に対向
するインク担持ローラ30の表面を覆って導電性インク
薄層36が形成される。このインク薄層36は、規制ブ
レード34を調節することにより所定厚みに規制するこ
とができる。
As shown in FIG. 2, the ink developing device 18 has a casing 26 having an opening facing the photosensitive drum 12. A conductive ink 28 is accommodated inside the casing 26. An ink carrying roller 30 is arranged at an opening of the casing 26 so as to be rotatable in the direction of arrow b. A seal roller 3 is provided between the upper edge of the casing 26 and the ink carrying roller 30.
2 is provided to prevent leakage and drying of the ink. Further, a regulating blade 34 is provided at the upper edge of the casing 26 opposite to the seal roller 32 with respect to the ink carrying roller 30 so as to adjust the gap between the ink carrying roller 30 and the ink carrying roller 30. Thus, when the ink carrying roller 30 rotates, the conductive ink thin layer 36 is formed to cover the surface of the ink carrying roller 30 facing the photosensitive drum 12. The thin ink layer 36 can be regulated to a predetermined thickness by adjusting the regulating blade 34.

【0014】インク担持ローラ30は少なくとも表層部
が導電性材料で形成されており、その表面には多数の微
細な突起部40が形成してある。これら突起部40は金
属ローラの表面に切削加工、エッチング加工、または電
気鋳造加工などを施すことにより形成してもよいし、ま
たは樹脂ローラに上記突起部を形成したのちスパッタリ
ングなどで表面全体を金属薄膜で被覆してもよい。ま
た、インク担持ローラ30は、オフセット電源38に電
気的に接続されており、これによりインク担持ローラ3
0の表面の各突起部40に潜像電位とは異なる極性、例
えばプラスの所定電圧が印加されるようになっている。
なお、インク担持ローラ30を直接接地して、上記所定
電圧を接地電圧としてもよい。
The ink carrying roller 30 has at least a surface layer made of a conductive material, and has a large number of fine projections 40 formed on the surface thereof. These projections 40 may be formed by cutting, etching, electroforming, or the like on the surface of the metal roller, or by forming the projections on a resin roller and then sputtering the entire surface with metal. It may be covered with a thin film. Further, the ink carrying roller 30 is electrically connected to an offset power supply 38 so that the ink carrying roller 3
A polarity different from the latent image potential, for example, a positive predetermined voltage, is applied to each of the projections 40 on the surface of the zero.
The predetermined voltage may be used as the ground voltage by directly grounding the ink carrying roller 30.

【0015】図3(a)に、インク担持ローラ30を軸
方向に切断したときの表面の部分拡大断面図を示す。円
柱状または直方体状の各突起部40は矩形断面形状をな
し、かつ、等ピッチpで配置され、しかも、インク担持
ローラ30の表面全体として見ればマトリックス状に配
置されている。上記突起部40のピッチpは、20〜1
00μm程度が好ましい。また、突起部40の幅aと凹
部42の幅bとの比a:bは必ずしも1:1である必要
はなく、a:b=7:3〜3:7の範囲であればよい。
この場合において突起部40の幅aの割合が上記範囲よ
り小さいと製造が困難であり、逆に大きいと解像度が低
下することになる。さらに、突起部40の高さh2は1
0〜100μm程度が好ましい。その高さh2が10μ
mより小さいと静電誘導によるインク薄層36への電荷
の注入が集中的に誘起されにくくなることからインクを
飛翔させるために必要な潜像電位が高くなり過ぎ、一
方、100μmより大きいと製造が困難になるからであ
る。
FIG. 3A is a partially enlarged sectional view of the surface when the ink carrying roller 30 is cut in the axial direction. The columnar or rectangular parallelepiped projections 40 have a rectangular cross section and are arranged at an equal pitch p, and are arranged in a matrix when viewed as a whole surface of the ink carrying roller 30. The pitch p of the protrusions 40 is 20 to 1
It is preferably about 00 μm. Further, the ratio a: b of the width a of the protrusion 40 to the width b of the recess 42 does not necessarily need to be 1: 1, but may be in the range of a: b = 7: 3 to 3: 7.
In this case, if the ratio of the width a of the projection 40 is smaller than the above range, it is difficult to manufacture, and if it is larger, the resolution is reduced. Further, the height h2 of the protrusion 40 is 1
It is preferably about 0 to 100 μm. Its height h2 is 10μ
If it is smaller than m, the injection of charges into the ink thin layer 36 due to electrostatic induction is unlikely to be induced intensively, so that the latent image potential required for flying the ink becomes too high. Is difficult.

【0016】なお、突起部40の断面形状は矩形に限ら
れるものではなく、他の形状、例えば図3(b)〜
(d)に示すように、略半円形、三角形、台形等であっ
てもよい。また、突起部40の断面形状が矩形、三角
形、台形等の場合には、突起部40の端面や側面が丸み
を帯びていてもよい。さらに、上記インク担持ローラ3
0の表面には、図4(a)に示すように突起部40をマ
トリックス状に配置したが、図4(b)に示すように突
起部40を千鳥状に配置してもよいし、これら以外の一
定パターンに配置してもよい。
The cross-sectional shape of the projection 40 is not limited to a rectangle, but may be other shapes, for example, as shown in FIGS.
As shown in (d), the shape may be substantially semicircular, triangular, trapezoidal, or the like. When the cross-sectional shape of the protrusion 40 is rectangular, triangular, trapezoidal, or the like, the end face or side surface of the protrusion 40 may be rounded. Further, the ink carrying roller 3
4A, the projections 40 are arranged in a matrix as shown in FIG. 4A, but the projections 40 may be arranged in a staggered manner as shown in FIG. It may be arranged in a fixed pattern other than the above.

【0017】次に、上記構成からなる画像形成装置10
の動作について説明する。インク担持ローラ30上に
は、図5(a)に示すように、規制ブレード34により
所定厚みh1に規制されながらインク28が塗布され
て、平坦な表面のインク薄層36が形成される。このイ
ンク薄層36の厚みh1は突起部40の高さh2よりも
厚く形成されており、h2+5μm≦h1≦h2+10
0μmの条件に適合することが特に好ましい。その理由
は後述する。なお、インクの粘度が低い場合には剛性の
大きい規制ブレード34で規制するのが好ましいが、図
5(b)に示すようにゴム等からなる弾性ブレード34
aをたわませて規制してもよい。
Next, the image forming apparatus 10 having the above configuration
Will be described. As shown in FIG. 5A, the ink 28 is applied on the ink carrying roller 30 while being regulated to a predetermined thickness h1 by the regulating blade 34, and an ink thin layer 36 having a flat surface is formed. The thickness h1 of the thin ink layer 36 is formed to be greater than the height h2 of the projection 40, and h2 + 5 μm ≦ h1 ≦ h2 + 10
It is particularly preferable to meet the condition of 0 μm. The reason will be described later. When the viscosity of the ink is low, it is preferable that the ink be regulated by the regulation blade 34 having high rigidity. However, as shown in FIG. 5B, the elastic blade 34 made of rubber or the like is used.
a may be deflected and regulated.

【0018】また、図6に示すように、インク担持ロー
ラ30上の各突起部40には、オフセット電源38から
プラスの所定電圧が印加されている。この状態で上記各
突起部40が感光体ドラム12上の静電潜像部と対向す
ると、潜像対向部に位置する各突起部40の先端には静
電誘導により潜像電位とは逆極性の電荷すなわちプラス
電荷が誘導され、このプラス電荷が各突起部40の上を
覆っている導電性インク薄層36に注入される。このよ
うに注入された導電性インク薄層36のプラス電荷と感
光体ドラム12の静電潜像のマイナス電荷との差により
これらの間に電界が形成され、この電界の作用によって
各突起部40上のインクに静電潜像部に向かう方向のク
ーロン力が働き、これにより各突起部40上のインクが
盛り上がってメニスカス52が形成される。
As shown in FIG. 6, a predetermined positive voltage is applied from an offset power supply 38 to each projection 40 on the ink carrying roller 30. In this state, when each of the protrusions 40 opposes the electrostatic latent image portion on the photosensitive drum 12, the tip of each of the protrusions 40 located at the latent image opposing portion has a polarity opposite to the latent image potential due to electrostatic induction. Is induced, and this positive charge is injected into the conductive ink thin layer 36 covering each projection 40. An electric field is formed between the positive charge of the conductive ink thin layer 36 thus injected and the negative charge of the electrostatic latent image on the photosensitive drum 12 between the projections 40 by the action of the electric field. A Coulomb force in the direction toward the electrostatic latent image portion acts on the upper ink, whereby the ink on each projection 40 rises and a meniscus 52 is formed.

【0019】このようにしてメニスカス52が形成され
る際、図7(a)に示すようにインク薄層36の厚みh
1を突起部40の高さh2よりも薄く形成した場合に
は、突起部40近傍のインクは図中に矢印で示すように
突起部40に沿ってしか移動できず、形成されるメニス
カス52は比較的小さいものになる。そのため、小さい
メニスカス52の先端は感光体ドラム12から遠い位置
すなわちクーロン力が弱い位置にあることから、このメ
ニスカス52からインク滴54を分離させて飛翔させる
には比較的大きな電界強度が必要になり、飛翔するイン
ク滴54も小さいものになる。これに対し、本実施形態
では、インク薄層36の厚みh1を突起部40の高さh
2よりも厚く形成してあるため、突起部40近傍のイン
クは図7(b)に示すように突起部40に沿って移動す
るだけでなく矢印44,46で示す方向にインク薄層3
6の表層部においても突起部40上に盛り上るように移
動し、これにより突起部40上には比較的大きなメニス
カス52が形成される。その結果、大きなメニスカス5
2の先端は感光体ドラム12により近くなるため、その
先端にはより強いクーロン力が作用して比較的大きなイ
ンク滴54が分離、飛翔する。このことから、インク薄
層の厚みh1が突起部40の高さh2よりも大きい場合
の方が、低い電界強度でもインクを効率よく飛ばすこと
ができると言える。
When the meniscus 52 is formed in this way, as shown in FIG.
When 1 is formed thinner than the height h2 of the protrusion 40, the ink in the vicinity of the protrusion 40 can move only along the protrusion 40 as shown by an arrow in the drawing, and the formed meniscus 52 It will be relatively small. Therefore, since the tip of the small meniscus 52 is located far from the photosensitive drum 12, that is, at a position where the Coulomb force is weak, a relatively large electric field strength is required to separate and fly the ink droplet 54 from the meniscus 52. The flying ink droplet 54 is also small. On the other hand, in the present embodiment, the thickness h1 of the ink thin layer 36 is
2, the ink near the protrusion 40 moves not only along the protrusion 40 as shown in FIG. 7B but also in the direction indicated by arrows 44 and 46.
The surface layer 6 also moves so as to swell over the protrusion 40, whereby a relatively large meniscus 52 is formed on the protrusion 40. As a result, a large meniscus 5
Since the leading end of 2 is closer to the photosensitive drum 12, a stronger Coulomb force acts on the leading end, and a relatively large ink droplet 54 separates and flies. From this, it can be said that when the thickness h1 of the thin ink layer is larger than the height h2 of the projections 40, the ink can be efficiently ejected even at a low electric field strength.

【0020】ここで、インク薄層36の厚みh1は、突
起部40の高さh2よりも約5〜100μm程度厚く形
成されていることが好ましい。5μmより小さいと突起
部40近傍においてインク薄層36の表層部におけるイ
ンク移動が円滑に行われず、大きなメニスカス52を形
成できなくなるからである。一方、100μmより大き
いとメニスカス52が大きくなり過ぎて、飛翔するイン
ク滴も大きくなって解像度が低下するとともに、突起部
40を設けた意義が薄れて突起部40に対応しない位置
からもインク滴が飛翔したり、あるいは、隣接する突起
部40からそれぞれ飛翔するインク滴が互いに影響し合
ってクロストークが発生することにより画像が劣化する
ためである。
Here, the thickness h1 of the thin ink layer 36 is preferably formed to be about 5 to 100 μm thicker than the height h2 of the projection 40. If the thickness is smaller than 5 μm, the ink movement in the surface layer portion of the ink thin layer 36 in the vicinity of the protrusion 40 is not performed smoothly, and a large meniscus 52 cannot be formed. On the other hand, if it is larger than 100 μm, the meniscus 52 becomes too large, the flying ink droplets become large, and the resolution is reduced. This is because an image is degraded due to the occurrence of crosstalk caused by ink droplets flying or flying from the adjacent projections 40 affecting each other.

【0021】メニスカス52から飛翔したインク滴54
は静電潜像に付着してこれを現像し、これにより感光体
ドラム12上にインク画像が形成される。その後、この
インク画像は用紙Sに転写されて画像が形成される。こ
のように、本実施形態の画像形成装置10では、インク
担持ローラ30から飛翔したインク滴を感光体ドラム1
2上の静電潜像に一旦付着させてインク画像を形成した
のち、このインク画像を用紙Sに転写するというよう
に、インク担持ローラ30からのインク滴を用紙Sに間
接に付着させて画像形成を行うものである。
Ink droplets 54 flying from meniscus 52
Adheres to the electrostatic latent image and develops it, whereby an ink image is formed on the photosensitive drum 12. Thereafter, the ink image is transferred to the sheet S to form an image. As described above, in the image forming apparatus 10 of the present embodiment, the ink droplets flying from the ink carrying roller 30 are
Ink droplets from the ink carrying roller 30 are indirectly adhered to the paper S such that the ink image is transferred to the paper S after the ink image is formed by being once adhered to the electrostatic latent image on the paper 2. The formation is performed.

【0022】以上に説明したように本実施形態の画像形
成装置10によれば、静電潜像に対向した各突起部40
上のインク薄層36に比較的大きなメニスカス52が形
成されるため、電界強度がさほど強くなくてもインクが
飛翔しやすくなる。これにより、静電潜像の電位を低く
しても安定したインク飛翔を実現でき、感光体ドラム1
2を帯電させるための帯電装置14用の電源や駆動回路
系の小型化、簡素化、省電力化を図ることができ、コス
トを安価にできる。
As described above, according to the image forming apparatus 10 of the present embodiment, each of the projections 40 facing the electrostatic latent image
Since the relatively large meniscus 52 is formed on the upper ink thin layer 36, the ink can easily fly even if the electric field intensity is not so strong. As a result, stable ink flying can be realized even when the potential of the electrostatic latent image is lowered, and the photosensitive drum 1
The size and simplification of the power supply and the drive circuit system for the charging device 14 for charging the battery 2 and the power saving can be achieved, and the cost can be reduced.

【0023】また、静電潜像の電位を低くできることに
より、他のエレメント(例えば、インク担持ローラ3
0、インク現像装置18のケーシング26、規制ブレー
ド34など)に対する放電などの電気的な影響を低減す
ることもできるため、インク作像システム全体として安
定したものになり、耐久性や環境変化に対する信頼性を
非常に高いものにできる。
Further, since the potential of the electrostatic latent image can be reduced, other elements (for example,
0, the casing 26 of the ink developing device 18, the regulating blade 34, etc.), it is possible to reduce the electrical influence such as electric discharge, so that the whole ink imaging system becomes stable, and the durability and reliability against environmental changes are improved. Sex can be very high.

【0024】さらに、インク担持ローラ30上の突起部
40がマトリックス状に配置されているため、特に直線
部分を含む画像をきれいに形成することができる。
Further, since the projections 40 on the ink carrying roller 30 are arranged in a matrix, an image including a linear portion can be formed clearly.

【0025】ここで、図6に示す画像形成装置10を用
いてインク飛翔実験を行った。そのときの条件は次のよ
うにした。感光体ドラム12には、有機感光体ドラムを
使用し、感光体ドラム12の帯電電位(すなわち静電潜
像の電位)を−300ボルトとし、現像スピード(すな
わち感光体ドラムの周速)を200mm/secとし
た。また、インク担持ローラ30については、直径を1
00mm、周速を200mm/sec、突起部40のピ
ッチpを50μm、突起部40と凹部42の幅の比a:
bを1:1、突起部40の高さh2を20μmとし、イ
ンク薄層36の厚みh1を30μmとした。また、各突
起部40にはオフセット電源38により1.5kVの電
圧を印加した。そして、現像ギャップgを500μmと
した。さらに、使用した導電性インクの組成は、カーボ
ンブラック(ブラック)、クロモフタルイエロー(イエ
ロー)、キナクリドンマゼンタ(マゼンタ)または銅フ
タロシアニンブルー(シアン)のいずれかを10wt
%、溶媒として水を66.99wt%、界面活性剤とし
てフッ素系界面活性剤を0.01wt%、粘度調整剤と
してポリエチレングリコールを21wt%、分散剤とし
てスチレンアクリル酸塩を2wt%とした。これらの条
件の下で実験したところ、インクは静電潜像に対して良
好に飛翔した。
Here, an ink flying experiment was performed using the image forming apparatus 10 shown in FIG. The conditions at that time were as follows. An organic photosensitive drum is used as the photosensitive drum 12, the charging potential of the photosensitive drum 12 (that is, the potential of the electrostatic latent image) is -300 volts, and the developing speed (that is, the peripheral speed of the photosensitive drum) is 200 mm. / Sec. The diameter of the ink carrying roller 30 is 1
00 mm, the peripheral speed is 200 mm / sec, the pitch p of the projections 40 is 50 μm, and the width ratio a between the projections 40 and the recesses 42 is a:
b was set to 1: 1, the height h2 of the projection 40 was set to 20 μm, and the thickness h1 of the thin ink layer 36 was set to 30 μm. Further, a voltage of 1.5 kV was applied to each projection 40 by the offset power supply 38. Then, the developing gap g was set to 500 μm. Further, the composition of the conductive ink used was 10 wt% of one of carbon black (black), chromophthal yellow (yellow), quinacridone magenta (magenta) and copper phthalocyanine blue (cyan).
%, Water was 66.99 wt% as a solvent, 0.01 wt% of a fluorinated surfactant was used as a surfactant, polyethylene glycol was 21 wt% as a viscosity modifier, and styrene acrylate was 2 wt% as a dispersant. Experiments under these conditions showed that the ink flew well against the electrostatic latent image.

【0026】これに対し、インク担持ローラ30上のイ
ンク薄層36の厚みh1を突起部40の高さh2(20
μm)よりも小さい10μmとし、他の条件を上記実験
と同様にしたところインクは飛翔しなかった。これによ
り、インク薄層36の厚みh1を突起部40の高さh2
よりも厚く形成することにより安定したインク飛翔が可
能であることが確認できた。
On the other hand, the thickness h1 of the thin ink layer 36 on the ink carrying roller 30 is changed to the height h2 (20
When the other conditions were the same as in the above experiment, the ink did not fly. As a result, the thickness h1 of the thin ink layer 36 is reduced to the height h2 of the protrusion 40.
It was confirmed that stable ink flying was possible by forming the layer thicker.

【0027】次に、図8,9を参照して本発明の別の実
施形態である画像形成装置60について説明する。上記
画像形成装置10では、インク担持ローラ30から飛翔
したインク滴を用紙Sに間接に付着させて画像形成を行
ったが、本実施形態の画像形成装置60はインク担持ロ
ーラ30から飛翔したインク滴を用紙Sに直接付着させ
て画像を形成するものである。そのために、画像形成装
置60では、図8に示すように、互いに対向する感光体
ドラム12とインク現像装置18との間を用紙Sが感光
体ドラム12と接触しながら搬送されるようにしてあ
る。他の構成は上記画像形成装置10とほぼ同じである
が、感光体ドラム12にインクが付着することがないの
でクリーニング装置22を省くことができる。また、感
光体ドラム12に対する用紙Sの密着性をよくするため
に、一対の密着ローラ62,64を必要に応じて設けて
もよい。
Next, an image forming apparatus 60 according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the image forming apparatus 10 described above, an image is formed by indirectly adhering the ink droplets flying from the ink carrying roller 30 to the paper S. However, the image forming apparatus 60 according to the present embodiment uses the ink droplets flying from the ink carrying roller 30. Is attached directly to the sheet S to form an image. For this purpose, in the image forming apparatus 60, as shown in FIG. 8, the sheet S is transported between the opposing photosensitive drum 12 and the ink developing device 18 while contacting the photosensitive drum 12. . The other configuration is almost the same as that of the image forming apparatus 10, but the ink does not adhere to the photosensitive drum 12, so that the cleaning device 22 can be omitted. Further, in order to improve the adhesion of the sheet S to the photosensitive drum 12, a pair of adhesion rollers 62 and 64 may be provided as needed.

【0028】上記画像形成装置60におけるインク飛翔
原理は、上記において図6,7を参照して説明したのと
同様である。図9に示すように、インク滴54は、イン
ク担持ローラ30上の突起部40に対応する位置から感
光体ドラム12の潜像部に向けて飛翔し、用紙Sに直接
付着して画像が形成される。本実施形態の画像形成装置
60によってもまた、上記画像形成装置10と同様の効
果を得ることができる。
The ink flying principle in the image forming apparatus 60 is the same as that described above with reference to FIGS. As shown in FIG. 9, the ink droplet 54 flies from a position corresponding to the protrusion 40 on the ink carrying roller 30 toward the latent image portion of the photosensitive drum 12 and directly adheres to the sheet S to form an image. Is done. According to the image forming apparatus 60 of the present embodiment, the same effects as those of the image forming apparatus 10 can be obtained.

【0029】次に、図10,11を参照して本発明のさ
らに別の実施形態である画像形成装置70について説明
する。この画像形成装置70では、記録電極72が用紙
Sを介してインク現像装置18のインク担持ローラ30
に対向している。用紙Sは記録電極72の下部に接触し
つつ矢印方向に搬送される。記録電極72は、図11に
示すように、用紙搬送方向と直交する方向に沿って等間
隔で配列された多数の個別電極74と、これら個別電極
74の周囲を覆う保護絶縁部76とで構成される。上記
個別電極74は、画像の画素密度に対応する密度で配置
され、各先端部が記録電極72の下部に露出している。
また、各個別電極74はそれぞれ、スイッチ78を介し
て電源80に接続されている。スイッチ78は、画像情
報に応じて選択的にオンされ、これによりインクを飛
翔、付着させるべき位置の個別電極74にマイナス極性
の記録電圧が印加されるようになっている。なお、記録
電極72の構成を図11に例示したが、記録電極72は
この形態に限定されるものではなく、他の形態のマルチ
スタイラス電極を使用してもよい。
Next, an image forming apparatus 70 according to still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the image forming apparatus 70, the recording electrode 72 is connected to the ink carrying roller 30 of the ink developing device 18 via the paper S.
Facing. The sheet S is transported in the direction of the arrow while contacting the lower part of the recording electrode 72. As shown in FIG. 11, the recording electrodes 72 are composed of a large number of individual electrodes 74 arranged at equal intervals along a direction perpendicular to the paper transport direction, and a protective insulating portion 76 covering the periphery of the individual electrodes 74. Is done. The individual electrodes 74 are arranged at a density corresponding to the pixel density of an image, and each end is exposed below the recording electrode 72.
Each of the individual electrodes 74 is connected to a power supply 80 via a switch 78. The switch 78 is selectively turned on in accordance with the image information, so that a negative polarity recording voltage is applied to the individual electrode 74 at the position where the ink is to fly and adhere. Although the configuration of the recording electrode 72 is illustrated in FIG. 11, the recording electrode 72 is not limited to this mode, and a multi-stylus electrode of another mode may be used.

【0030】上記画像形成装置70におけるインク飛翔
原理は、上記画像形成装置60の場合と同様である。た
だ、感光体ドラム12が記録電極72に置き換えられ、
マイナス電荷を有する潜像部が、マイナス極性の記録電
圧が印加された個別電極74に代わっただけである。個
別電極74に記録電圧が印加されると、これに対向する
インク担持ローラ30の突起部40に対応する位置から
インク滴が飛翔し、このインク滴が用紙Sに直接付着し
て画像が形成される。このように本実施形態の画像形成
装置70でもまた、上記インク現像装置18を用いてい
るので、上記画像形成装置10と同様の効果を得ること
ができる。
The ink flying principle in the image forming apparatus 70 is the same as that in the image forming apparatus 60. However, the photosensitive drum 12 is replaced by the recording electrode 72,
The latent image portion having a negative charge is merely replaced with the individual electrode 74 to which a negative polarity recording voltage is applied. When a recording voltage is applied to the individual electrode 74, an ink droplet flies from a position corresponding to the protrusion 40 of the ink carrying roller 30 opposed thereto, and the ink droplet directly adheres to the sheet S to form an image. You. As described above, also in the image forming apparatus 70 of the present embodiment, since the ink developing device 18 is used, the same effect as that of the image forming apparatus 10 can be obtained.

【0031】なお、以上に説明した各画像形成装置1
0,60,70では、インク担持体としてローラ30を
用いたが、図12に示すように、上記インク担持ローラ
30と同様の表面形状を有するインク担持ベルト48を
インク現像装置18aに用いてもよい。
Each of the image forming apparatuses 1 described above
In FIGS. 0, 60 and 70, the roller 30 is used as an ink carrier, but as shown in FIG. 12, an ink carrying belt 48 having the same surface shape as the ink carrying roller 30 may be used in the ink developing device 18a. Good.

【0032】また、上記説明では静電潜像または記録電
圧の極性をマイナスとして説明したが、これとは逆に静
電潜像または記録電圧の極性がプラスの場合にも本発明
を適用することができる。
In the above description, the polarity of the electrostatic latent image or the recording voltage is described as minus, but the present invention is also applicable to the case where the polarity of the electrostatic latent image or the recording voltage is plus. Can be.

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

【図1】 本発明の一実施形態である画像形成装置の概
略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】 インク現像装置の拡大図。FIG. 2 is an enlarged view of an ink developing device.

【図3】 (a)〜(d)は、インク担持ローラ表面の
突起部の部分拡大断面図。
FIGS. 3A to 3D are partially enlarged cross-sectional views of a protrusion on the surface of an ink carrying roller.

【図4】 (a),(b)は、インク担持ローラ上の突
起部の配置パターンを示す部分拡大平面図。
FIGS. 4A and 4B are partially enlarged plan views showing an arrangement pattern of protrusions on an ink carrying roller.

【図5】 (a)は剛性の大きい規制ブレードにより、
(b)は弾性ブレードによりそれぞれ規制しながら、イ
ンク担持ローラ上の各突起部を覆うようにインク薄層を
形成した状態を示す部分拡大断面図。
FIG. 5 (a) shows a regulation blade having a large rigidity,
FIG. 3B is a partially enlarged cross-sectional view showing a state in which a thin ink layer is formed so as to cover each protrusion on the ink carrying roller while being regulated by elastic blades.

【図6】 インク担持ローラ上の突起部に対応する位置
からインクが飛翔する原理を説明するための部分拡大
図。
FIG. 6 is a partially enlarged view for explaining the principle of ink flying from a position corresponding to a protrusion on the ink carrying roller.

【図7】 突起部上にメニスカスが形成されてインクが
飛翔する様子を示す部分拡大図であり、(a)はインク
薄層の厚みを突起部の高さよりも薄く形成した場合を示
し、(b)はインク薄層の厚みを突起部の高さよりも厚
く形成した場合を示す。
FIG. 7 is a partially enlarged view showing a state in which a meniscus is formed on a protrusion and ink flies, and (a) shows a case where the thickness of the ink thin layer is formed smaller than the height of the protrusion; b) shows a case where the thin ink layer is formed to be thicker than the height of the protrusion.

【図8】 本発明の別の実施形態である画像形成装置の
概略構成図。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to another embodiment of the present invention.

【図9】 インク担持ローラ上の突起部に対応する位置
から飛翔したインクが用紙に直接付着する状態を示す部
分拡大図。
FIG. 9 is a partially enlarged view showing a state in which ink flying from a position corresponding to a protrusion on the ink carrying roller is directly attached to a sheet.

【図10】 本発明のさらに別の実施形態である画像形
成装置の概略構成図。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to still another embodiment of the present invention.

【図11】 記録電極の部分拡大図。FIG. 11 is a partially enlarged view of a recording electrode.

【図12】 インク担持体としてベルトを用いた変形例
を示す画像形成装置の概略構成図。
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus showing a modified example using a belt as an ink carrier.

【符号の説明】 10…画像形成装置、12…感光体ドラム(潜像担持
体)、30…インク担持ローラ(インク担持体)、36
…導電性インク薄層、40…突起部、42…凹部52…
メニスカス、54…インク滴。
DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS 10: image forming apparatus, 12: photosensitive drum (latent image carrier), 30: ink carrying roller (ink carrier), 36
... a thin conductive ink layer, 40 ... a protrusion, 42 ... a recess 52 ...
Meniscus, 54... Ink drops.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インク担持体上に保持された導電性イン
ク薄層から潜像担持体上の静電潜像または記録電極に印
加される記録電圧に応じてインクを飛翔させ、このイン
クを記録媒体に間接または直接に付着させて画像を形成
する画像形成装置において、 上記インク担持体の導電性の表面に多数の突起部を形成
し、これら突起部に上記静電潜像または上記記録電圧の
電位とは異なる極性の所定電圧を印加するとともに、上
記インク担持体上のインク薄層を上記突起部の高さより
も厚く塗布したことを特徴とする画像形成装置。
An ink is ejected from a thin layer of conductive ink held on an ink carrier in accordance with an electrostatic latent image on a latent image carrier or a recording voltage applied to a recording electrode, and the ink is recorded. In an image forming apparatus for forming an image by indirectly or directly adhering to a medium, a large number of projections are formed on a conductive surface of the ink carrier, and the electrostatic latent image or the recording voltage of the recording voltage is formed on these projections. An image forming apparatus, wherein a predetermined voltage having a polarity different from a potential is applied, and a thin ink layer on the ink carrier is applied thicker than the height of the protrusion.
【請求項2】 上記インク担持体上のインク薄層の厚み
をh1とし、上記突起部の高さをh2としたとき、 h2+5μm≦h1≦h2+100μm であ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 h2 + 5 μm ≦ h1 ≦ h2 + 100 μm, where h1 is the thickness of the thin ink layer on the ink carrier and h2 is the height of the protrusion. Image forming device.
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