JP3315268B2 - Image forming device - Google Patents

Image forming device

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JP3315268B2
JP3315268B2 JP22761594A JP22761594A JP3315268B2 JP 3315268 B2 JP3315268 B2 JP 3315268B2 JP 22761594 A JP22761594 A JP 22761594A JP 22761594 A JP22761594 A JP 22761594A JP 3315268 B2 JP3315268 B2 JP 3315268B2
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株式会社東芝
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    • B41J2002/063Moving solid toner particles in carrier liquid by eletrostatic force acting on the toner particles, e.g. for accumulating the toner particles around an ejection electrode of an electrostatic printhead

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、帯電粒子及び色剤から
なるトナーを絶縁性液体中に分散させてなるインクを現
像剤として使用し、記録媒体上に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 an image forming apparatus for forming an image on a recording medium by using, as a developer, an ink obtained by dispersing a toner composed of charged particles and a colorant in an insulating liquid.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、パーソナルプリンタ分野では、イ
ンクジェット記録が広く普及している。しかし、従来の
インクジェットプリンタでは、色剤として染料を使用し
ているため、画像の耐光性が悪い、画像の保存性が悪
い、等の問題があった。
2. Description of the Related Art In recent years, ink jet recording has become widespread in the field of personal printers. However, the conventional ink jet printer uses a dye as a colorant, and thus has problems such as poor light fastness of an image and poor storability of an image.

【0003】これに対し、既に、色剤として顔料粒子の
使用を可能とし、染料性インクの上記問題点を解決した
装置が提案されている。この装置では、先端がインク流
れ方向に対して30度の角度に切られて終端する導電性
のインク供給チューブを具備する。インク供給チューブ
とこの先端に対向する対向電極との間に電圧が付与され
る。インク供給チューブの電位と同極性に帯電した顔料
粒子(以下トナーとする)を含むインクがインク供給チ
ューブに供給される。
[0003] On the other hand, there has already been proposed an apparatus which makes it possible to use pigment particles as a coloring agent and solves the above-mentioned problems of the dye ink. This device includes a conductive ink supply tube whose end is cut at an angle of 30 degrees with respect to the ink flow direction and terminates. A voltage is applied between the ink supply tube and a counter electrode facing the tip. Ink containing pigment particles (hereinafter referred to as toner) charged to the same polarity as the potential of the ink supply tube is supplied to the ink supply tube.

【0004】インク内の帯電トナーは、インク供給チュ
ーブの先端近傍の吐出ポイントで、対向電極から静電吸
引力を受ける。しかし、インクの溶媒の表面張力により
トナーはインクから飛翔することができず、インク供給
チューブの先端に留まる。この様にして、多くのトナー
がインク供給チューブの先端に集まり、凝集物となる。
インク供給チューブと対向電極との間の電圧を更に上げ
ると、インクの溶媒の表面張力よりも静電吸引力が勝
り、インクからトナー凝集物が飛翔する。
[0004] The charged toner in the ink receives an electrostatic attraction force from the counter electrode at a discharge point near the tip of the ink supply tube. However, the toner cannot fly from the ink due to the surface tension of the solvent of the ink, and stays at the tip of the ink supply tube. In this way, a large amount of toner collects at the tip of the ink supply tube and forms aggregates.
When the voltage between the ink supply tube and the counter electrode is further increased, the electrostatic attraction force exceeds the surface tension of the solvent of the ink, and the toner aggregates fly from the ink.

【0005】上述の飛翔原理に基づく画像形成装置で
は、従来のインクジェット記録のような飛翔小滴サイズ
を決定するノズルがないため、顔料粒子を用いることが
できる。このため、従来のインクジェット記録の問題点
であった、画像の保存性、耐光性等の問題が解決され
る。
In an image forming apparatus based on the above-described flying principle, since there is no nozzle for determining a flying droplet size as in the conventional ink jet recording, pigment particles can be used. This solves the problems of the conventional ink jet recording, such as the image storability and light resistance.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のトナーを含むインク液を使用する画像形成装置も以
下のような問題点がある。まず、吐出ポイントにインク
中のトナーを凝集させた状態でインクを供給するため、
小滴の生成速度が速く、凝集物の消費量が多くなると、
吐出ポイントへのトナー凝集物の供給が間に合わず、画
像濃度が低下、或いは画像濃度が不均一になる等の問題
が起こるおそれがある。
However, the above-mentioned conventional image forming apparatus using an ink liquid containing a toner also has the following problems. First, to supply ink in a state where the toner in the ink is aggregated at the ejection point,
When the production rate of droplets is high and the consumption of aggregates is large,
There is a possibility that the supply of the toner aggregate to the discharge point cannot be completed in time, causing problems such as a decrease in image density or an uneven image density.

【0007】また、吐出ポイントが複数隣接して設けら
れる画像形成装置では、隣接する吐出ポイント間で静電
的な干渉或いはトナー凝集行程での干渉が起こり、記録
速度が低下する、同時駆動できない、或いは画点濃度が
不均一になる、等の問題が生じる。
In an image forming apparatus provided with a plurality of discharge points adjacent to each other, electrostatic interference or interference in the toner aggregating process occurs between adjacent discharge points, so that the recording speed is reduced, simultaneous driving is not possible, Alternatively, problems such as non-uniform image point density occur.

【0008】本発明は、かかる従来技術の問題点に基づ
いてなされたものであり、トナーを含むインクを使用す
る画像形成装置において、吐出ポイントにおけるトナー
の凝集効率を高めることを目的とする。本発明はまた、
複数の吐出ポイントを有する画像形成装置において、隣
接する吐出ポイント間の相互の干渉を防止するを目的と
する。
The present invention has been made on the basis of the problems of the related art, and has as its object to increase the aggregation efficiency of toner at an ejection point in an image forming apparatus using ink containing toner. The present invention also provides
In an image forming apparatus having a plurality of ejection points, an object is to prevent mutual interference between adjacent ejection points.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の画像形成装置は、帯電粒子及び色剤からな
るトナーを絶縁性液体中に分散させてなるインクを、記
録媒体に対向するように配置された吐出口へ供給する
ンク流路と、前記インク流路内に第1の電界を形成し、
前記吐出口へ供給される前記インク内で前記トナーを偏
在させる手段と、前記吐出口に第2の電界を形成し、前
記吐出口において前記インク内の前記トナーを凝集させ
ることによりトナー凝集物を形成する手段と、前記吐出
口に第2の電界より強い第3の電界を形成し、前記トナ
ー凝集物を前記吐出口から前記記録媒体上に飛翔させる
手段と、を具備する。
Means for Solving the Problems To achieve the above object,
Because, the image forming apparatus of the present invention, i supplies the toner consisting charged particles and colorant ink obtained by dispersing in the insulating liquid, the arranged ejection opening so as to face the recording medium
Forming a first electric field in the ink flow path and the ink flow path;
Means for unevenly distributing the toner in the ink supplied to the ejection port, forming a second electric field in the ejection port, and aggregating the toner in the ink at the ejection port to form a toner aggregate. Means for forming, and means for forming a third electric field stronger than the second electric field at the discharge port, and causing the toner aggregate to fly onto the recording medium from the discharge port.

【0010】また、本発明の画像形成装置は、帯電粒子
及び色剤からなるトナーを絶縁性液体中に分散させてな
るインクを、記録媒体に対向するように配置された吐出
口の近傍に位置する予備凝集位置へ供給する第1インク
流路と、前記予備凝集位置に第1の電界を形成し、前記
予備凝集位置において前記インク内の前記トナーを凝集
させ、トナー予備凝集物を形成する手段と、前記予備凝
集位置から前記吐出口へ前記トナー予備凝集物を含む前
記インクを供給する第2インク流路と、前記吐出口に第
2の電界を形成し、前記吐出口において前記インク内の
前記トナー予備凝集物を更に凝集させることによりトナ
ー凝集物を形成する手段と、前記吐出口に第2の電界よ
り強い第3の電界を形成し、前記トナー凝集物を前記吐
出口から前記記録媒体上に飛翔させる手段と、を具備す
る。
In the image forming apparatus of the present invention, an ink obtained by dispersing a toner composed of charged particles and a colorant in an insulating liquid is provided near an ejection port arranged to face a recording medium. Ink to be supplied to the pre-coagulation position
A flow path, means for forming a first electric field at the preliminary aggregation position, aggregating the toner in the ink at the preliminary aggregation position, and forming a toner preliminary aggregate, and a discharge port from the preliminary aggregation position A second ink flow path for supplying the ink including the toner pre-aggregate to the discharge port, and forming a second electric field at the discharge port to further coagulate the toner pre-aggregate in the ink at the discharge port. And a means for forming a third electric field stronger than the second electric field at the discharge port to fly the toner aggregate from the discharge port onto the recording medium. .

【0011】また、本発明の画像形成装置は、帯電粒子
及び色剤からなるトナーを絶縁性液体中に分散させてな
るインクを、記録媒体に対向するように配置された吐出
口の近傍に位置する予備凝集位置へ供給する第1インク
流路と、前記第1インク流路内に第1の電界を形成し、
前記予備凝集位置へ供給される前記インク内で前記トナ
ーを偏在させる手段と、前記予備凝集位置に第2の電界
を形成し、前記予備凝集位置において前記インク内の前
記トナーを凝集させ、トナー予備凝集物を形成する手段
と、前記予備凝集位置から前記吐出口へ前記トナー予備
凝集物を含む前記インクを供給する第2インク流路と、
前記吐出口に第3の電界を形成し、前記吐出口において
前記インク内の前記トナー予備凝集物を更に凝集させる
ことによりトナー凝集物を形成する手段と、前記吐出口
に第3の電界より強い第4の電界を形成し、前記トナー
凝集物を前記吐出口から前記記録媒体上に飛翔させる手
段と、具備する。
In the image forming apparatus of the present invention, an ink obtained by dispersing a toner composed of charged particles and a colorant in an insulating liquid is placed in the vicinity of a discharge port arranged to face a recording medium. Ink to be supplied to the pre-coagulation position
And the flow path, the first field is formed in the first ink flow path,
Means for unevenly distributing the toner in the ink supplied to the preliminary aggregation position; forming a second electric field at the preliminary aggregation position to aggregate the toner in the ink at the preliminary aggregation position; Means for forming an aggregate, a second ink flow path for supplying the ink including the toner preliminary aggregate from the preliminary aggregation position to the discharge port,
Means for forming a third electric field at the discharge port, and further forming a toner aggregate by further coagulating the toner pre-aggregate in the ink at the discharge port; and a stronger electric field than the third electric field at the discharge port. Means for forming a fourth electric field and causing the toner aggregate to fly from the ejection port onto the recording medium.

【0012】[0012]

【0013】また、本発明の画像形成装置は、帯電粒子
及び色剤からなるトナーを絶縁性液体中に分散させてな
るインクを、記録媒体に対向するように配置された吐出
口の近傍に位置する予備凝集位置へ供給する第1インク
流路と、前記吐出口に対向して前記記録媒体側に配置さ
れた第1電極と、前記予備凝集位置を挟んで前記第1電
極と対向する第2電極と、前記第1及び第2電極間に電
位差を与えることにより前記予備凝集位置に第1の電界
を形成し、前記予備凝集位置において前記インク内の前
記トナーを凝集させ、トナー予備凝集物を形成する手段
と、前記予備凝集位置から前記吐出口へ前記トナー予備
凝集物を含む前記インクを供給する第2インク流路と、
前記吐出口を挟んで前記第1電極と対向する第3電極
と、前記第1及び第3電極間に電位差を与えることによ
り前記吐出口に第2の電界を形成し、前記吐出口におい
て前記インク内の前記トナー予備凝集物を更に凝集させ
ることによりトナー凝集物を形成する手段と、前記第1
及び第3電極間に電位差を与えることにより前記吐出口
に第2の電界より強い第3の電界を形成し、前記トナー
凝集物を前記吐出口から前記記録媒体上に飛翔させる手
段と、を具備する。
In the image forming apparatus of the present invention, an ink obtained by dispersing a toner composed of charged particles and a colorant in an insulating liquid is provided near an ejection port arranged to face a recording medium. Ink to be supplied to the pre-coagulation position
A flow path , a first electrode disposed on the recording medium side facing the discharge port, a second electrode facing the first electrode with the preliminary aggregation position interposed therebetween, and the first and second electrodes Means for forming a first electric field at the preliminary aggregation position by applying a potential difference therebetween, aggregating the toner in the ink at the preliminary aggregation position, and forming a toner preliminary aggregate, A second ink flow path for supplying the ink including the toner pre-aggregate to the discharge port,
A third electrode facing the first electrode with the discharge port interposed therebetween, and a second electric field is formed at the discharge port by applying a potential difference between the first and third electrodes. Means for forming a toner aggregate by further aggregating the toner pre-aggregate therein;
Means for forming a third electric field stronger than the second electric field at the discharge port by applying a potential difference between the third electrodes and causing the toner aggregate to fly from the discharge port onto the recording medium. I do.

【0014】さらに、本発明の画像形成装置は、帯電粒
子及び色剤からなるトナーを絶縁性液体中に分散させて
なるインクを、記録媒体に対向するように配置された吐
出口の近傍に位置する予備凝集位置へ供給する第1イン
ク流路と、前記吐出口に対向して前記記録媒体側に配置
された第1電極と、前記第1インク流路を挟んで対向す
る第2及び第3電極と、前記第2電極は前記予備凝集位
置を挟んで前記第1電極と対向することと、前記第2及
び第3電極間に電位差を与えることにより前記第1イン
ク流路内に第1の電界を形成し、前記予備凝集位置へ供
給される前記インク内で前記トナーを偏在させる手段
と、前記第1及び第2電極間に電位差を与えることによ
り前記予備凝集位置に第2の電界を形成し、前記予備凝
集位置において前記インク内の前記トナーを凝集させ、
トナー予備凝集物を形成する手段と、前記予備凝集位置
から前記吐出口へ前記トナー予備凝集物を含む前記イン
クを供給する第2インク流路と、前記吐出口を挟んで前
記第1電極と対向する第4電極と、前記第1及び第4電
極間に電位差を与えることにより前記吐出口に第3の電
界を形成し、前記吐出口において前記インク内の前記ト
ナー予備凝集物を更に凝集させることによりトナー凝集
物を形成する手段と、前記第1及び第4電極間に電位差
を与えることにより前記吐出口に第3の電界より強い第
4の電界を形成し、前記トナー凝集物を前記吐出口から
前記記録媒体上に飛翔させる手段と、を具備する。
Further, in the image forming apparatus of the present invention, the ink formed by dispersing the toner composed of the charged particles and the colorant in the insulating liquid is positioned in the vicinity of the discharge port arranged to face the recording medium. 1st supply to the pre-coagulation position
A first electrode disposed on the recording medium side facing the discharge port; second and third electrodes facing each other with the first ink channel interposed therebetween; A first electric field is formed in the first ink flow path by facing the first electrode across the pre-aggregation position, and by applying a potential difference between the second and third electrodes, and Means for unevenly distributing the toner in the ink supplied to the ink, and forming a second electric field at the pre-aggregation position by applying a potential difference between the first and second electrodes; Agglomerating the toner in the
Means for forming a toner pre-aggregate, a second ink flow path for supplying the ink including the toner pre-aggregate from the pre-aggregation position to the discharge port, and a first electrode facing the first electrode across the discharge port Forming a third electric field at the discharge port by applying a potential difference between the fourth electrode and the first and fourth electrodes to further coagulate the toner pre-aggregate in the ink at the discharge port. Forming a fourth electric field stronger than a third electric field at the discharge port by applying a potential difference between the first and fourth electrodes, and forming the toner aggregate at the discharge port. Means for causing the recording medium to fly onto the recording medium.

【0015】[0015]

【作用】本発明の第1の視点に係る画像形成装置におい
ては、前記インク流路に形成される前記第1の電界の作
用により、帯電粒子及び色剤からなるトナーがインク中
で偏り、インク中にトナー濃度差が形成される。この状
態でインクは前記吐出ポイント(吐出口)まで搬送さ
れ、ここで、インク中に偏在するトナーが前記第2の電
界の作用により凝集される。そして、より強い前記第3
の電界が吐出ポイントに形成されると、トナー凝集物が
静電クーロン力により吐出ポイントから記録媒体上に飛
翔し、画像が形成される。
In the image forming apparatus according to the first aspect of the present invention, due to the action of the first electric field formed in the ink flow path, the toner composed of the charged particles and the colorant is biased in the ink, and A toner density difference is formed therein. In this state, the ink is transported to the discharge point (discharge port), where the toner unevenly distributed in the ink is aggregated by the action of the second electric field. And the stronger third
When the electric field is formed at the discharge point, the toner aggregate flies from the discharge point onto the recording medium by the electrostatic Coulomb force, and an image is formed.

【0016】本発明の第2の視点に係る画像形成装置に
おいては、前記予備凝集位置において、前記インク中の
帯電粒子及び色剤からなるトナーが前記第1の電界の作
用により凝集され、予備凝集物が形成される。予備凝集
物はインクと共に前記第2インク流路に沿って前記吐出
ポイント(吐出口)に供給され、ここで、前記第2の電
界の作用により更に凝集される。そして、より強い前記
第3の電界が吐出ポイントに形成されると、トナー凝集
物が静電クーロン力により吐出ポイントから記録媒体上
に飛翔し、画像が形成される。
In the image forming apparatus according to a second aspect of the present invention, at the preliminary aggregation position, the toner including the charged particles and the colorant in the ink is aggregated by the action of the first electric field, and the preliminary aggregation is performed. An object is formed. The pre-aggregate is supplied to the ejection point (ejection port) along with the ink along the second ink flow path, where it is further aggregated by the action of the second electric field. When the stronger third electric field is formed at the ejection point, the toner aggregate flies from the ejection point onto the recording medium by the electrostatic Coulomb force, and an image is formed.

【0017】本発明の第3の視点に係る画像形成装置に
おいては、前記第1インク流路に形成される前記第1の
電界の作用により、帯電粒子及び色剤からなるトナーが
インク中で偏り、インク中にトナー濃度差が形成され
る。この状態でインクは前記予備凝集位置まで搬送さ
れ、ここで、インク中に偏在するトナーが前記第2の電
界の作用により凝集され、予備凝集物が形成される。予
備凝集物はインクと共に前記第2インク流路に沿って前
記吐出ポイント(吐出口)に供給され、ここで、前記第
3の電界の作用により更に凝集される。そして、より強
い前記第4の電界が吐出ポイントに形成されると、トナ
ー凝集物が静電クーロン力により吐出ポイントから記録
媒体上に飛翔し、画像が形成される。
In the image forming apparatus according to a third aspect of the present invention, the toner composed of the charged particles and the colorant is biased in the ink by the action of the first electric field formed in the first ink flow path. Then, a toner density difference is formed in the ink. In this state, the ink is transported to the pre-aggregation position, where the toner unevenly distributed in the ink is aggregated by the action of the second electric field to form a preliminary aggregate. The pre-aggregate is supplied along with the ink to the ejection point (ejection port) along the second ink flow path, where it is further aggregated by the action of the third electric field. When the stronger fourth electric field is formed at the discharge point, the toner aggregate flies from the discharge point onto the recording medium due to electrostatic Coulomb force, and an image is formed.

【0018】本発明の第4の視点に係る画像形成装置に
おいては、前記インク流路を挟んで対向する前記第2及
び第3電極間の電位差によりインク流路に形成される前
記第1の電界の作用により、帯電粒子及び色剤からなる
トナーがインク中で偏り、インク中にトナー濃度差が形
成される。この状態でインクは前記吐出ポイント(吐出
口)まで搬送され、ここで、インク中に偏在するトナー
が、吐出ポイントを挟んで対向する前記第1及び第2電
極間の電位差による前記第2の電界の作用により凝集さ
れる。そして、前記第1及び第2電極間の電位差によ
る、より強い前記第3の電界が吐出ポイントに形成され
ると、トナー凝集物が静電クーロン力により吐出ポイン
トから記録媒体上に飛翔し、画像が形成される。
In the image forming apparatus according to a fourth aspect of the present invention, the first electric field formed in the ink flow path by a potential difference between the second and third electrodes opposed to each other across the ink flow path. , The toner composed of the charged particles and the colorant is biased in the ink, and a toner density difference is formed in the ink. In this state, the ink is transported to the ejection point (ejection port), where the toner unevenly distributed in the ink is caused by the second electric field due to the potential difference between the first and second electrodes opposed to each other across the ejection point. Is aggregated by the action of Then, when the stronger third electric field is formed at the discharge point due to the potential difference between the first and second electrodes, the toner aggregate flies from the discharge point onto the recording medium by electrostatic Coulomb force, and the image is displayed. Is formed.

【0019】本発明の第5の視点に係る画像形成装置に
おいては、前記予備凝集位置において、前記インク中の
帯電粒子及び色剤からなるトナーが、予備凝集位置を挟
んで対向する前記第1及び第2電極間の電位差による前
記第1の電界の作用により凝集され、予備凝集物が形成
される。予備凝集物はインクと共に前記第2インク流路
に沿って前記吐出ポイント(吐出口)に供給され、ここ
で、吐出ポイントを挟んで対向する前記第1及び第3電
極間の電位差による前記第2の電界の作用により更に凝
集される。そして、前記第1及び第3電極間の電位差に
よる、より強い前記第3の電界が吐出ポイントに形成さ
れると、トナー凝集物が静電クーロン力により吐出ポイ
ントから記録媒体上に飛翔し、画像が形成される。
In the image forming apparatus according to a fifth aspect of the present invention, in the pre-aggregation position, the first and the second toners, each of which is composed of the charged particles and the colorant in the ink, oppose each other across the pre-aggregation position. Aggregation is performed by the action of the first electric field due to the potential difference between the second electrodes, and a preliminary aggregate is formed. The pre-aggregate is supplied to the ejection point (ejection port) along the second ink flow path together with the ink, and the second aggregate due to a potential difference between the first and third electrodes opposed to each other across the ejection point. By the action of the electric field. Then, when the stronger third electric field is formed at the discharge point due to the potential difference between the first and third electrodes, the toner aggregate flies from the discharge point onto the recording medium due to electrostatic Coulomb force, and an image is formed. Is formed.

【0020】本発明の第6の視点に係る画像形成装置に
おいては、前記第1インク流路を挟んで対向する前記第
2及び第3電極間の電位差により第1インク流路に形成
される前記第1の電界の作用により、帯電粒子及び色剤
からなるトナーがインク中で偏り、インク中にトナー濃
度差が形成される。この状態でインクは前記予備凝集位
置まで搬送され、ここで、インク中に偏在するトナー
が、予備凝集位置を挟んで対向する前記第1及び第2電
極間の電位差による前記第2の電界の作用により凝集さ
れ、予備凝集物が形成される。予備凝集物はインクと共
に前記第2インク流路に沿って前記吐出ポイント(吐出
口)に供給され、ここで、吐出ポイントを挟んで対向す
る前記第1及び第4電極間の電位差による前記第3の電
界の作用により更に凝集される。そして、前記第1及び
第4電極間の電位差による、より強い前記第4の電界が
吐出ポイントに形成されると、トナー凝集物が静電クー
ロン力により吐出ポイントから記録媒体上に飛翔し、画
像が形成される。
In an image forming apparatus according to a sixth aspect of the present invention, the first ink flow path is formed in the first ink flow path by a potential difference between the second and third electrodes opposed to each other across the first ink flow path. Due to the action of the first electric field, the toner composed of the charged particles and the colorant is biased in the ink, and a toner density difference is formed in the ink. In this state, the ink is transported to the pre-aggregation position, where the toner unevenly distributed in the ink acts on the second electric field due to the potential difference between the first and second electrodes opposed to each other across the pre-aggregation position. To form a preliminary aggregate. The pre-aggregate is supplied to the discharge point (discharge port) along the second ink flow path together with ink, and the third aggregate is formed by a potential difference between the first and fourth electrodes opposed to each other across the discharge point. By the action of the electric field. Then, when the stronger fourth electric field is formed at the discharge point due to the potential difference between the first and fourth electrodes, the toner aggregate flies from the discharge point onto the recording medium by electrostatic Coulomb force, and the image is displayed. Is formed.

【0021】[0021]

【実施例】図1は本発明の第1実施例に係る画像形成装
置の要部を示す。同図(a)、(b)、(c)は夫々、
縦断側面、平面、正面の概略を示し、(d)は記録ヘッ
ドと対向電極との関係を示す図である。
FIG. 1 shows a main part of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention. (A), (b) and (c) of FIG.
FIG. 4 schematically shows a vertical side surface, a plane, and a front surface, and FIG. 4D is a diagram illustrating a relationship between a recording head and a counter electrode.

【0022】記録ヘッド1は、吐出電極2が形成された
絶縁性基板4と、共通電極14が形成された絶縁性天板
13とを有する。絶縁性基板4及び絶縁性天板13は吐
出電極2と共通電極14とが対向するように配置され、
この間にインク流路20となる空隙が形成される。イン
ク流路20の後端側(矢印A1の向きとは逆方向の端
部)はインク供給装置(図示せず)に接続され、同供給
装置から現像剤であるインク6がインク流路20に供給
される。インク流路20の先端側前方には、接地電位に
された対向電極9が設置される。記録媒体(図示せず)
は対向電極9の記録ヘッド1側の面上に配置される。
The recording head 1 has an insulating substrate 4 on which the discharge electrodes 2 are formed, and an insulating top plate 13 on which a common electrode 14 is formed. The insulating substrate 4 and the insulating top plate 13 are arranged so that the ejection electrode 2 and the common electrode 14 face each other.
In the meantime, a gap serving as the ink flow path 20 is formed. The rear end side (the end in the direction opposite to the direction of arrow A1) of the ink flow path 20 is connected to an ink supply device (not shown), from which the ink 6 as a developer is supplied to the ink flow path 20. Supplied. A counter electrode 9 set to a ground potential is provided in front of the front end side of the ink flow path 20. Recording medium (not shown)
Are disposed on the surface of the counter electrode 9 on the recording head 1 side.

【0023】吐出電極2は、絶縁性基板4上にアルミニ
ウム若しくは金などの金属を真空蒸着し、フォトエッチ
ング法によりパターニングすることにより形成される。
吐出電極2は、各吐出ポイント(吐出口)に対応するよ
うに横並びに且つ個々の電極が電気的に独立して配列さ
れる。各吐出電極2は、共通電極14と対向する部分は
一様な幅を有するが、これを越えた先端部においては、
漸次幅が細くなる収束形状を有する。共通電極14は、
絶縁性天板13上にアルミニウム若しくは金等の金属を
真空蒸着した一枚の金属膜電極として形成される。吐出
電極2と共通電極14とは、吐出電極2の収束先端部が
共通電極14よりも前方に突出するように対向する。
The discharge electrode 2 is formed by vacuum-depositing a metal such as aluminum or gold on the insulating substrate 4 and patterning the metal by photoetching.
The discharge electrodes 2 are arranged side by side so as to correspond to each discharge point (discharge port), and individual electrodes are electrically independently arranged. Each of the ejection electrodes 2 has a uniform width at a portion facing the common electrode 14, but at a tip end beyond this,
It has a convergent shape with a gradually decreasing width. The common electrode 14
A metal film electrode formed by vacuum-depositing a metal such as aluminum or gold on the insulating top plate 13 is formed. The ejection electrode 2 and the common electrode 14 face each other such that the converging tip of the ejection electrode 2 projects forward from the common electrode 14.

【0024】吐出電極2は、IC(図示せず)を介して
各電極に電位を与えるための記録信号用電源7及びバイ
アス用電源8aに接続され、共通電極14はバイアス用
電源8bに接続される。共通電極14及び電源8bによ
り濃度差形成手段が構成される。
The discharge electrode 2 is connected to a recording signal power source 7 and a bias power source 8a for applying a potential to each electrode via an IC (not shown), and the common electrode 14 is connected to a bias power source 8b. You. The common electrode 14 and the power supply 8b constitute a density difference forming unit.

【0025】現像剤であるインク6は帯電粒子及び色剤
からなるトナーを絶縁性液体中に分散させてなる。トナ
ーは、樹脂やワックスからなるバインダーの内部若しく
は表面に含有若しくは付着したカーボンブラック等の色
剤顔料、分散剤、帯電制御剤等を含む。トナーは、吐出
電極2及び共通電極14に与える電位と同極性に帯電し
ているか若しくは帯電する粒子からなる。本実施例にお
いて、トナーの粒子は正の極性に予め帯電している。
The ink 6 as a developer is obtained by dispersing a toner composed of charged particles and a colorant in an insulating liquid. The toner contains a coloring agent pigment such as carbon black contained in or attached to the inside or surface of a binder made of a resin or wax, a dispersant, a charge control agent, and the like. The toner is charged with the same polarity as the potential applied to the discharge electrode 2 and the common electrode 14, or is made of charged particles. In this embodiment, the toner particles are charged to a positive polarity in advance.

【0026】図2は、吐出電極2及び共通電極14の夫
々に付与される電位の経時的変化を示す。吐出電極2
は、図中実線X1で示すように、非記録時に電位Vaに
バイアスされ、記録時にVcまで上げられる。共通電極
14は、図中点線Z1で示すように、非記録時及び記録
時共に電位Vbにバイアスされる。即ち、記録時におい
て、吐出電極2にはVc−Vaのパルスが付与される。
FIG. 2 shows the change over time in the potential applied to each of the ejection electrode 2 and the common electrode 14. Discharge electrode 2
Is biased to the potential Va during non-recording and is raised to Vc during recording, as indicated by the solid line X1 in the figure. The common electrode 14 is biased to the potential Vb both during non-recording and during recording, as indicated by a dotted line Z1 in the drawing. That is, at the time of recording, a pulse of Vc-Va is applied to the ejection electrode 2.

【0027】次に、図3及び図4を参照して、図1図示
の記録ヘッドの作用を説明する。本実施例は、インクを
吐出ポイントに供給する前にインク中でトナーの偏在を
生じさせることを特徴とする。
Next, the operation of the recording head shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. The present embodiment is characterized in that uneven distribution of the toner in the ink occurs before the ink is supplied to the ejection point.

【0028】図3(a)は、吐出電極2及び共通電極1
4に電位が与えられていない場合のトナー10のインク
6内での状態を示す。トナー10は、電界などの外力が
加わらない時は、分散剤等の作用及びトナー10の粒子
間の静電的反発力によりほぼ一様に絶縁性液体内に分散
する。
FIG. 3A shows the discharge electrode 2 and the common electrode 1.
4 shows the state of the toner 10 in the ink 6 when no electric potential is applied to the toner 4. When an external force such as an electric field is not applied, the toner 10 is almost uniformly dispersed in the insulating liquid by the action of a dispersant or the like and the electrostatic repulsion between the particles of the toner 10.

【0029】図3(b)は、吐出電極2及び共通電極1
4の夫々に図2のバイアス電位Va、Vbが与えられ、
電極間に電位差が生じ、電界による外力がトナー10に
加わった状態を示す。正の極性を持つ帯電粒子からなる
トナー10は電気泳動効果により、電位の低い側に移動
する。記録ヘッド1では、共通電極14の電位が吐出電
極2よりも低いため、トナー10は共通電極14側に集
まる。
FIG. 3B shows the discharge electrode 2 and the common electrode 1.
4 are supplied with the bias potentials Va and Vb of FIG.
This shows a state where a potential difference is generated between the electrodes and an external force due to an electric field is applied to the toner 10. The toner 10 composed of charged particles having a positive polarity moves to a lower potential side due to an electrophoretic effect. In the recording head 1, since the potential of the common electrode 14 is lower than that of the ejection electrode 2, the toner 10 is collected on the common electrode 14 side.

【0030】インク6は、インク供給装置(図示せず)
から静水圧若しくは低圧ポンプによりインク流路20へ
供給される。そして、インク6がインク流路20先端に
向かって押流される際、図3(b)図示の如く、トナー
10は吐出電極2及び共通電極14間の電界の影響によ
り共通電極14側に偏在して流れる。更に、共通電極1
4先端より先では、トナー10は、対向電極9の影響を
受ける。このため、トナー10は、共通電極14先端と
吐出電極2先端との間に形成されるインク流路20先端
の傾斜開放部に沿って偏在して流れ、吐出ポイントDP
に供給される。
The ink 6 is supplied to an ink supply device (not shown)
Is supplied to the ink flow path 20 by a hydrostatic pressure or low pressure pump. Then, when the ink 6 is swept toward the tip of the ink flow path 20, the toner 10 is unevenly distributed on the common electrode 14 side due to the electric field between the ejection electrode 2 and the common electrode 14, as shown in FIG. Flowing. Further, the common electrode 1
Beyond the four tips, the toner 10 is affected by the counter electrode 9. For this reason, the toner 10 flows unevenly along the inclined open portion at the tip of the ink flow path 20 formed between the tip of the common electrode 14 and the tip of the ejection electrode 2, and the ejection point DP
Supplied to

【0031】このように、吐出電極2及び共通電極14
間に印加される電圧は、インク流路20の深さ方向にト
ナー10の濃度差を形成するように作用する。このた
め、トナー10は、インク6中において共通電極14側
の濃度が高い状態で効率よく搬送され、更に、共通電極
14先端より先ではインク6表面側の濃度が高い状態で
吐出ポイントDPまで搬送される。
As described above, the discharge electrode 2 and the common electrode 14
The voltage applied therebetween acts to form a density difference of the toner 10 in the depth direction of the ink flow path 20. For this reason, the toner 10 is efficiently conveyed in the state where the density on the common electrode 14 side is high in the ink 6, and is further conveyed to the ejection point DP in a state where the density on the surface side of the ink 6 is high before the tip of the common electrode 14. Is done.

【0032】吐出ポイントDP近傍において、吐出電極
2の尖鋭な先端と接地電位の対向電極9との間の電界集
中のため、図4図示の如く、トナー10は対向電極9か
ら静電吸引力を受ける。このため、トナー10は吐出電
極2先端より図中矢印B1方向へと集められ、吐出ポイ
ントDPにおけるトナー濃度が増加する。微小な吐出ポ
イントDPに集められたトナー10は、複数のトナー粒
子が集まった凝集物となる。
In the vicinity of the discharge point DP, due to the electric field concentration between the sharp tip of the discharge electrode 2 and the counter electrode 9 at the ground potential, as shown in FIG. receive. Therefore, the toner 10 is collected from the tip of the discharge electrode 2 in the direction of arrow B1 in the figure, and the toner density at the discharge point DP increases. The toner 10 collected at the minute ejection point DP becomes an aggregate of a plurality of toner particles.

【0033】以上説明したトナー10のインク6内での
振る舞いは、個々の吐出電極2に対応して生じ、図5に
示すように、各吐出電極2のパターンに対応して分散し
たトナーの凝集物を含むインク6の流れが形成される。
The above-described behavior of the toner 10 in the ink 6 occurs corresponding to each of the ejection electrodes 2, and as shown in FIG. The flow of the ink 6 containing the object is formed.

【0034】次に、図6を参照して、吐出電極2による
トナーの凝集効果と飛翔原理について説明する。図6
は、吐出ポイントDPである吐出電極2先端近傍におけ
るトナー10の挙動を示す。吐出電極2先端は接地電位
である対向電極9との距離が最も近いため、吐出ポイン
トDPでは、対向電極9の表面に対して直角な方向、即
ち図中矢印B1方向に最も強い電界が生じる。このため
吐出ポイントDPに供給されたトナー10は対向電極9
方向の静電吸引力を受け、対向電極9方向へと移動す
る。
Next, with reference to FIG. 6, the toner aggregation effect and the flying principle by the discharge electrode 2 will be described. FIG.
Shows the behavior of the toner 10 in the vicinity of the tip of the ejection electrode 2 at the ejection point DP. Since the tip of the discharge electrode 2 is closest to the counter electrode 9 at the ground potential, the strongest electric field is generated at the discharge point DP in a direction perpendicular to the surface of the counter electrode 9, that is, in the direction of arrow B1 in the figure. For this reason, the toner 10 supplied to the discharge point DP is
It receives the electrostatic attraction force in the direction, and moves toward the counter electrode 9.

【0035】しかし、図2のバイアス電位Vaを吐出電
極2に与えた場合に吐出ポイントDPでトナーに作用す
る静電吸引力は、インク6の溶媒である絶縁性液体の表
面張力よりも小さくなるように設定されている。このた
め、トナー10は絶縁性液体即ちインク6から飛翔する
ことはできず、対向電極9方向に吐出電極2先端の吐出
ポイントに留まる。そして、更に多くのトナー10が対
向電極9からの静電吸引力を受け、先着のトナー10が
留まっている吐出ポイントへと移動し、同じ位置に留ま
る。このように集まってきたトナー10は、吐出電極2
先端の微小領域に集められるため、もはやトナー10の
個々の粒子が分散できないほど距離が縮まり、図6
(b)に示すように、トナー凝集物11を形成する。
However, when the bias potential Va shown in FIG. 2 is applied to the discharge electrode 2, the electrostatic attraction force acting on the toner at the discharge point DP becomes smaller than the surface tension of the insulating liquid as the solvent of the ink 6. It is set as follows. For this reason, the toner 10 cannot fly from the insulating liquid, that is, the ink 6, and stays at the discharge point at the tip of the discharge electrode 2 in the direction of the counter electrode 9. Then, more toner 10 receives the electrostatic attraction force from the counter electrode 9 and moves to the discharge point where the first arrived toner 10 stays, and stays at the same position. The toner 10 collected in this manner is applied to the ejection electrode 2.
Since the particles are collected in the very small area at the tip, the distance is reduced so that the individual particles of the toner 10 can no longer be dispersed.
As shown in (b), a toner aggregate 11 is formed.

【0036】このようにして形成されたトナー凝集物1
1の大きさが適度な大きさになるタイミングで、図2の
電位Vcを吐出電極2に与えると、トナー凝集物11は
インク6の溶媒である絶縁性液体の表面張力に打ち勝
ち、図6(c)に示すように対向電極9方向へ飛翔す
る。
The toner aggregate 1 thus formed
When the potential Vc shown in FIG. 2 is applied to the ejection electrode 2 at a timing when the size of the ink droplet 1 becomes an appropriate size, the toner aggregate 11 overcomes the surface tension of the insulating liquid which is the solvent of the ink 6, and FIG. It flies in the direction of the counter electrode 9 as shown in c).

【0037】上述の飛翔原理でトナー凝集物11を飛翔
させる場合、吐出ポイントに多くのトナー10を供給す
る必要がある。WO93/1186に示す従来の技術で
は、吐出ポイント近傍までインク内のトナー濃度は一定
に保たれるため、適度な大きさのトナー凝集物を形成す
るのに時間が掛る。これに対して本発明では、吐出電極
2と共通電極14間に電位差を与え、インク6内のトナ
ー濃度を個々の吐出電極2毎に高くすることにより、個
々の吐出ポイントに効率よくトナー10を供給でき、個
々の吐出ポイントでのトナー凝集物11をより速く形成
することができる。このため、本発明の記録ヘッドを用
いることにより、記録速度を向上させることができる。
When the toner aggregate 11 is caused to fly by the above-described flying principle, it is necessary to supply a large amount of toner 10 to the discharge point. According to the conventional technique disclosed in WO 93/1186, the toner concentration in the ink is kept constant up to the vicinity of the ejection point, so that it takes time to form a toner aggregate having an appropriate size. On the other hand, in the present invention, by applying a potential difference between the ejection electrode 2 and the common electrode 14 and increasing the toner concentration in the ink 6 for each ejection electrode 2, the toner 10 can be efficiently applied to each ejection point. The toner can be supplied, and the toner aggregates 11 at individual discharge points can be formed more quickly. Therefore, the recording speed can be improved by using the recording head of the present invention.

【0038】また、上述の飛翔原理でトナー凝集物11
を飛翔させる場合、トナー10を吐出ポイントに供給す
る段階で、隣接する吐出ポイントの電気的干渉を受けて
はならない。WO93/1186に示す従来の技術で
は、吐出ポイント近傍までトナー10は外力を受けずに
一定に保たれる必要があるため、隣接する吐出ポイント
の電気的干渉を防ぐには、吐出ポイント間の間隔を大き
くする必要がある。これに対して本発明では、各吐出電
極2毎にトナー濃度差を形成する機構があり、隣接する
吐出ポイントの影響を受けずに、個々の吐出ポイントに
トナー10を供給できるため、複数の吐出ポイントが近
接して存在するラインヘッド化に適したものとなる。
Further, the toner aggregate 11
In the step of supplying the toner 10 to the discharge point, the toner must not be subjected to electrical interference between adjacent discharge points. In the prior art shown in WO93 / 1186, the toner 10 needs to be kept constant without receiving any external force until near the discharge point. Therefore, in order to prevent electrical interference between adjacent discharge points, the distance between the discharge points must be reduced. Need to be larger. On the other hand, according to the present invention, there is a mechanism for forming a toner density difference for each discharge electrode 2, and the toner 10 can be supplied to each discharge point without being affected by adjacent discharge points. This is suitable for a line head where points exist close to each other.

【0039】以上説明したように、第1実施例に係る画
像形成装置の記録ヘッド1においては、インク流路20
を形成する吐出電極2と共通電極14と間に電位差が付
与される。これにより、帯電粒子からなるトナー10が
共通電極14近傍に偏在するようにインク6中にトナー
濃度差が形成され、この状態でインク6が吐出ポイント
まで搬送される。インク6中の偏在したトナー10は、
更に、吐出ポイントにおいて対向電極9による強電界の
作用により凝集される。そして、吐出電極2と対向電極
9との間により強い電圧が付与されると、トナー凝集物
11が静電クーロン力により吐出ポイントから記録媒体
上に飛翔し、画像が形成される。
As described above, in the recording head 1 of the image forming apparatus according to the first embodiment, the ink flow path 20
A potential difference is applied between the discharge electrode 2 and the common electrode 14 that form the pixel. As a result, a toner density difference is formed in the ink 6 such that the toner 10 composed of charged particles is unevenly distributed near the common electrode 14, and in this state, the ink 6 is transported to the discharge point. The unevenly distributed toner 10 in the ink 6 is
Further, the particles are aggregated by the action of the strong electric field by the counter electrode 9 at the discharge point. When a stronger voltage is applied between the ejection electrode 2 and the counter electrode 9, the toner aggregate 11 flies from the ejection point onto the recording medium by the electrostatic Coulomb force, and an image is formed.

【0040】図7は本発明の第2実施例に係る画像形成
装置の要部を示す。同図(a)、(b)、(c)は夫
々、縦断側面、平面、正面の概略を示し、(d)は記録
ヘッドと対向電極との関係を示す図である。
FIG. 7 shows a main part of an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention. 3A, 3B, and 3C schematically show a vertical side surface, a plane, and a front surface, respectively, and FIG. 3D is a diagram showing a relationship between a recording head and a counter electrode.

【0041】記録ヘッド31は、吐出電極32が形成さ
れた絶縁性基板34と、この上に積層されたトナー凝集
手段としての凝集電極33が形成された絶縁性基板35
とを有する。凝集電極33に対向して絶縁性天板43が
配設され、この間にインク流路50となる空隙が形成さ
れる。インク流路50の後端側(矢印A2の向きとは逆
方向の端部)はインク供給装置(図示せず)に接続さ
れ、同供給装置から現像剤であるインク36がインク流
路50に供給される。インク流路50の先端側前方に
は、接地電位にされた対向電極39が設置される。記録
媒体(図示せず)は対向電極39の記録ヘッド31側の
面上に配置される。
The recording head 31 has an insulating substrate 34 on which the discharge electrode 32 is formed, and an insulating substrate 35 on which the aggregation electrode 33 as a toner aggregation means is formed.
And An insulating top plate 43 is provided so as to face the aggregation electrode 33, and a gap serving as the ink flow path 50 is formed therebetween. The rear end side (the end in the direction opposite to the direction of arrow A2) of the ink flow path 50 is connected to an ink supply device (not shown). Supplied. A counter electrode 39 set to the ground potential is provided in front of the front end side of the ink flow path 50. The recording medium (not shown) is arranged on the surface of the counter electrode 39 on the recording head 31 side.

【0042】吐出電極32は、絶縁性基板34上にアル
ミニウム若しくは金などの金属を真空蒸着し、フォトエ
ッチング法によりパターニングすることにより形成され
る。吐出電極32は、各吐出ポイント(吐出口)に対応
するように横並びに且つ個々の電極が電気的に独立して
配列される。各吐出電極32は、絶縁性天板43と対向
する部分は一様な幅を有するが、これを越えた先端部に
おいては、漸次幅が細くなる収束形状を有する。
The discharge electrode 32 is formed by vacuum-depositing a metal such as aluminum or gold on the insulating substrate 34 and patterning the metal by photoetching. The discharge electrodes 32 are arranged side by side so as to correspond to each discharge point (discharge port), and individual electrodes are electrically independently arranged. Each of the discharge electrodes 32 has a uniform width at a portion facing the insulating top plate 43, but has a converging shape in which the width gradually becomes narrower at a tip portion beyond the width.

【0043】凝集電極33は、絶縁性基板35上にアル
ミニウム若しくは金などの金属を真空蒸着し、フォトエ
ッチング法によりパターニングすることにより形成され
る。吐出電極33は、各吐出ポイントに対応するように
横並びに且つ個々の電極が電気的に独立して配列され
る。絶縁性基板35は、絶縁性天板43と対向する部分
は一様な厚さを有するが、先端においては漸次薄くなる
傾斜部を有する。また、各凝集電極33は、絶縁性天板
43と対向する部分は一様な幅を有するが、絶縁性基板
35の先端傾斜部において漸次幅が細くなる収束形状を
有する。即ち、各凝集電極33先端は、下向きに傾斜し
且つ漸次細くなる。
The aggregated electrode 33 is formed by vacuum-depositing a metal such as aluminum or gold on the insulating substrate 35 and patterning the metal by photoetching. The ejection electrodes 33 are arranged side by side so as to correspond to each ejection point, and the individual electrodes are electrically independently arranged. The insulating substrate 35 has a uniform thickness at a portion facing the insulating top plate 43, but has an inclined portion that becomes gradually thinner at the tip. Further, each of the aggregated electrodes 33 has a convergent shape in which the portion facing the insulating top plate 43 has a uniform width, but the width is gradually narrowed at the tip inclined portion of the insulating substrate 35. That is, the tip of each aggregated electrode 33 is inclined downward and becomes gradually thinner.

【0044】絶縁性基板34、35は、吐出電極32と
凝集電極33とが絶縁性基板35を介して対向するよう
に積層される。ここで、吐出電極32と凝集電極33と
は同一の幅を有し、1つの吐出電極32と1つの凝集電
極33とが幅に関して上下で整一する。また、吐出電極
32先端は凝集電極33よりも前方に突出する。
The insulating substrates 34 and 35 are stacked such that the discharge electrode 32 and the aggregated electrode 33 face each other with the insulating substrate 35 interposed therebetween. Here, the ejection electrode 32 and the aggregation electrode 33 have the same width, and one ejection electrode 32 and one aggregation electrode 33 are vertically aligned with respect to the width. Further, the tip of the discharge electrode 32 protrudes forward from the aggregation electrode 33.

【0045】吐出電極32は、IC(図示せず)を介し
て各電極に電位を与えるための記録信号用電源37及び
バイアス用電源38に接続され、凝集電極33はバイア
ス用電源38に接続される。
The discharge electrode 32 is connected to a recording signal power supply 37 and a bias power supply 38 for applying a potential to each electrode via an IC (not shown), and the aggregated electrode 33 is connected to a bias power supply 38. You.

【0046】現像剤であるインク36は帯電粒子及び色
剤からなるトナーを絶縁性液体中に分散させてなる。ト
ナーは、樹脂やワックスからなるバインダーの内部若し
くは表面に含有若しくは付着したカーボンブラック等の
色剤顔料、分散剤、帯電制御剤等を含む。トナーは、吐
出電極32及び共通電極44に与える電位と同極性に帯
電しているか若しくは帯電する粒子からなる。本実施例
において、トナーの粒子は正の極性に予め帯電してい
る。
The ink 36 as a developer is obtained by dispersing a toner composed of charged particles and a colorant in an insulating liquid. The toner contains a coloring agent pigment such as carbon black contained in or attached to the inside or surface of a binder made of a resin or wax, a dispersant, a charge control agent, and the like. The toner is charged to have the same polarity as the potential applied to the ejection electrode 32 and the common electrode 44 or is made of charged particles. In this embodiment, the toner particles are charged to a positive polarity in advance.

【0047】図8は、吐出電極32及び凝集電極33の
夫々に付与される電位の経時的変化を示す。吐出電極3
2は、図中実線X2で示すように、非記録時に電位Va
にバイアスされ、記録時にVcまで上げられる。凝集電
極33は、図中点線Y2で示すように、非記録時及び記
録時共に電位Vaにバイアスされる。即ち、記録時にお
いて、吐出電極32にはVc−Vaのパルスが付与され
る。
FIG. 8 shows the change over time of the potential applied to each of the ejection electrode 32 and the aggregation electrode 33. Discharge electrode 3
2 indicates a potential Va during non-recording as indicated by a solid line X2 in the figure.
, And raised to Vc during recording. The aggregated electrode 33 is biased to the potential Va both during non-recording and during recording, as indicated by the dotted line Y2 in the figure. That is, at the time of recording, a pulse of Vc-Va is applied to the ejection electrode 32.

【0048】次に、図9及び図10を参照して、図7図
示の記録ヘッドの作用を説明する。図9は、吐出電極3
2及び凝集電極33の夫々に図8のバイアス電位Vaが
与えられ、電界による外力がトナー40に加わった状態
を示す。インク36は、インク供給装置(図示せず)か
ら静水圧若しくは低圧ポンプによりインク流路50へ供
給され、インク流路50先端に向かって押流される。こ
の際、正の極性を持つ帯電粒子からなるトナー40は、
インク流路50先端即ち出口で、凝集電極33と対向電
極39とにより形成された電界に従って、インク36中
で、凝集電極33のパターンに対応した位置で且つ絶縁
性天板43側に偏る。また、トナー40は、凝集電極3
3の傾斜先端部では、凝集電極33と対向電極39とに
より形成された強い電界に影響を受け、更にインク36
の表面側に移動する。
Next, the operation of the recording head shown in FIG. 7 will be described with reference to FIGS. FIG. 9 shows the discharge electrode 3
The bias potential Va shown in FIG. 8 is applied to each of the second electrode 2 and the aggregation electrode 33, and the external force due to the electric field is applied to the toner 40. The ink 36 is supplied from an ink supply device (not shown) to the ink flow path 50 by a hydrostatic pressure or low pressure pump, and is swept toward the tip of the ink flow path 50. At this time, the toner 40 composed of charged particles having a positive polarity is
At the tip or outlet of the ink flow path 50, the ink 36 is biased toward the insulating top plate 43 at a position corresponding to the pattern of the aggregation electrode 33 in the ink 36 according to the electric field formed by the aggregation electrode 33 and the counter electrode 39. In addition, the toner 40 is
3 is affected by the strong electric field formed by the aggregation electrode 33 and the counter electrode 39,
Move to the front side of.

【0049】更に、予備凝集位置となる凝集電極33先
端においては、凝集電極33と対向電極39との間の電
界が最も強くなり、トナー40は、対向電極39による
静電吸引力のために凝集電極33先端から図中矢印C1
方向へと引張られる。しかし、トナー40はインク36
の溶媒である絶縁性液体の表面張力により凝集電極33
先端近傍に留まり、トナー凝集物41を形成する。
Further, the electric field between the aggregation electrode 33 and the counter electrode 39 becomes the strongest at the tip of the aggregation electrode 33 at the pre-aggregation position, and the toner 40 aggregates due to electrostatic attraction by the counter electrode 39. Arrow C1 in the figure from the tip of the electrode 33
Pulled in the direction. However, the toner 40 is
Aggregation electrode 33 due to the surface tension of the insulating liquid
The toner stays in the vicinity of the leading end to form the toner aggregate 41.

【0050】凝集電極33先端で形成されるトナー凝集
物41は成長し、次第にその大きさを増していく。しか
し、凝集電極33にはトナー凝集物41を飛翔させるだ
けの電位を与えていないので、トナー凝集物41が飛翔
することはない。凝集電極33先端で成長したトナー凝
集物41の大きさが大きくなると、表面積も増加し、イ
ンク36の流れから受ける力が増加する。対向電極39
による静電吸引力よりもインク36の流れから受ける力
が勝ると、凝集電極33先端のトナー凝集物41は、凝
集電極33先端に留まることができず、静電吸引力とイ
ンク36の流れから受ける力との合力方向に移動する。
The toner aggregate 41 formed at the tip of the aggregate electrode 33 grows and gradually increases in size. However, since the potential for causing the toner aggregate 41 to fly is not applied to the aggregation electrode 33, the toner aggregate 41 does not fly. As the size of the toner aggregate 41 grown at the tip of the aggregation electrode 33 increases, the surface area also increases, and the force received from the flow of the ink 36 increases. Counter electrode 39
If the force received from the flow of the ink 36 exceeds the electrostatic attraction force caused by the ink, the toner aggregate 41 at the tip of the aggregation electrode 33 cannot stay at the tip of the aggregation electrode 33, and the electrostatic attraction force and the flow of the ink 36 Move in the direction of the resultant force with the received force.

【0051】対向電極39方向の電界が最も強くなる凝
集電極33先端から吐出電極32方向へ移動したトナー
凝集物41は、対向電極39による静電吸引力から解放
され、インクの流れに沿って移動する。図7図示の記録
ヘッド31では、凝集電極33先端と吐出電極32先端
近傍の吐出ポイントDPとを結ぶ線がインクの流れ方向
に対応する。このため、凝集電極33先端で形成された
トナー凝集物41は、吐出ポイントDPへ供給される。
The toner aggregates 41 that have moved in the direction of the ejection electrode 32 from the tip of the aggregation electrode 33 where the electric field in the direction of the counter electrode 39 is the strongest are released from the electrostatic attraction force of the counter electrode 39 and move along the flow of ink. I do. In the recording head 31 shown in FIG. 7, the line connecting the tip of the aggregation electrode 33 and the ejection point DP near the tip of the ejection electrode 32 corresponds to the ink flow direction. Therefore, the toner aggregate 41 formed at the tip of the aggregation electrode 33 is supplied to the discharge point DP.

【0052】吐出ポイントDPに供給されたトナー凝集
物41は、図6に関して説明した原理と同じ原理で、更
に凝集して大きなトナー凝集物42となる。そして、ト
ナー凝集物42が所望の大きさになるタイミングで、図
8の電位Vcを吐出電極32に与えることにより、トナ
ー凝集物42はインク36の溶媒である絶縁性液体の表
面張力に打ち勝ち、対向電極39方向へ飛翔する。
The toner aggregate 41 supplied to the discharge point DP is further aggregated into a large toner aggregate 42 according to the same principle as described with reference to FIG. Then, by applying the potential Vc of FIG. 8 to the ejection electrode 32 at a timing when the toner aggregate 42 has a desired size, the toner aggregate 42 overcomes the surface tension of the insulating liquid as the solvent of the ink 36, It flies in the direction of the counter electrode 39.

【0053】本発明の記録ヘッド31では、凝集電極3
3先端での予備凝集行程のため、吐出ポイントDPにお
いて、WO93/1186に示す従来の技術よりも速く
所望の大きさのトナー凝集物42を成長させることがで
きる。従って、吐出ポイントのみで凝集と飛翔を行う従
来の技術よりも記録速度の向上が実現できる。
In the recording head 31 of the present invention, the aggregation electrode 3
Because of the pre-aggregation process at the three tips, the toner aggregate 42 of a desired size can be grown at the discharge point DP faster than in the conventional technique shown in WO93 / 1186. Therefore, the recording speed can be improved as compared with the related art in which the aggregation and the flying are performed only at the ejection points.

【0054】以上説明したトナー40のインク36内で
の振る舞いは、個々の吐出電極32に対応して生じ、図
10に示すように、各吐出電極32のパターンに対応し
て分散したトナーの凝集物を含むインク36の流れが形
成される。即ち、本実施例は、各吐出ポイントDP毎に
トナーの予備凝集機構があり、隣接する吐出ポイントの
影響を受けずに、個々の吐出ポイントにトナー40を供
給できるため、複数の吐出ポイントが近接して存在する
ラインヘッド化に適したものとなる。
The above-described behavior of the toner 40 in the ink 36 occurs in correspondence with the individual ejection electrodes 32, and as shown in FIG. A stream of ink 36 containing the object is formed. That is, in the present embodiment, there is a toner pre-aggregation mechanism for each discharge point DP, and the toner 40 can be supplied to each discharge point without being affected by the adjacent discharge points. This is suitable for the existing line head.

【0055】以上説明したように、第2実施例に係る画
像形成装置の記録ヘッド31においては、インク流路5
0を形成する凝集電極33に電位が付与される。これに
よりトナー40は、対向電極39との間で電界が集中す
る凝集電極33先端で予備的に凝集される。そして、ト
ナーの予備凝集物41がインク36と共に吐出電極32
の先端に供給され、更に凝集してより大きなトナー凝集
物42となる。そして、吐出電極32と対向電極39と
の間により強い電圧が付与されると、トナー凝集物42
が静電クーロン力により吐出ポイントDPから記録媒体
上に飛翔し、画像が形成される。
As described above, in the recording head 31 of the image forming apparatus according to the second embodiment, the ink flow path 5
A potential is applied to the aggregation electrode 33 forming 0. Thus, the toner 40 is preliminarily aggregated at the tip of the aggregation electrode 33 where the electric field is concentrated between the toner 40 and the counter electrode 39. Then, the pre-aggregate 41 of the toner is discharged together with the ink
And is further aggregated to form a larger toner aggregate 42. When a stronger voltage is applied between the ejection electrode 32 and the counter electrode 39, the toner aggregate 42
Flies over the recording medium from the discharge point DP by the electrostatic Coulomb force, and an image is formed.

【0056】図11は本発明の第3実施例に係る画像形
成装置の要部を示す。同図(a)、(b)、(c)は夫
々、縦断側面、平面、正面の概略を示し、(d)は記録
ヘッドと対向電極との関係を示す図である。
FIG. 11 shows a main part of an image forming apparatus according to a third embodiment of the present invention. 3A, 3B, and 3C schematically show a vertical side surface, a plane, and a front surface, respectively, and FIG. 3D is a diagram showing a relationship between a recording head and a counter electrode.

【0057】記録ヘッド61は、吐出電極62が形成さ
れた絶縁性基板64と、この上に積層されたトナー凝集
手段としての凝集電極63が形成された絶縁性基板65
と、共通電極74が形成された絶縁性天板73とを有す
る。絶縁性基板65及び絶縁性天板73は凝集電極63
と共通電極74とが対向するように配置され、この間に
インク流路80となる空隙が形成される。インク流路8
0の後端側(矢印A3の向きとは逆方向の端部)はイン
ク供給装置(図示せず)に接続され、同供給装置から現
像剤であるインク66がインク流路80に供給される。
インク流路80の先端側前方には、接地電位にされた対
向電極69が設置される。記録媒体(図示せず)は対向
電極69の記録ヘッド61側の面上に配置される。
The recording head 61 has an insulating substrate 64 on which an ejection electrode 62 is formed, and an insulating substrate 65 on which an aggregation electrode 63 as a toner aggregation means is formed.
And an insulating top plate 73 on which a common electrode 74 is formed. The insulating substrate 65 and the insulating top plate 73
And the common electrode 74 are arranged so as to face each other, and a gap serving as the ink flow path 80 is formed therebetween. Ink channel 8
The rear end side (the end in the direction opposite to the direction of arrow A3) of 0 is connected to an ink supply device (not shown), and ink 66 as a developer is supplied to the ink flow path 80 from the supply device. .
A counter electrode 69 at a ground potential is provided in front of the front end side of the ink flow path 80. The recording medium (not shown) is arranged on the surface of the opposing electrode 69 on the recording head 61 side.

【0058】吐出電極62は、絶縁性基板64上にアル
ミニウム若しくは金などの金属を真空蒸着し、フォトエ
ッチング法によりパターニングすることにより形成され
る。吐出電極62は、各吐出ポイント(吐出口)に対応
するように横並びに且つ個々の電極が電気的に独立して
配列される。各吐出電極62は、絶縁性天板73と対向
する部分は一様な幅を有するが、これを越えた先端部に
おいては、漸次幅が細くなる収束形状を有する。
The discharge electrode 62 is formed by vacuum-depositing a metal such as aluminum or gold on the insulating substrate 64 and patterning the metal by photoetching. The discharge electrodes 62 are arranged side by side so as to correspond to each discharge point (discharge port), and individual electrodes are electrically independently arranged. Each of the discharge electrodes 62 has a uniform width at a portion facing the insulating top plate 73, but has a converging shape in which the width gradually becomes narrower at the tip beyond the same.

【0059】凝集電極63は、絶縁性基板65上にアル
ミニウム若しくは金などの金属を真空蒸着し、フォトエ
ッチング法によりパターニングすることにより形成され
る。吐出電極63は、各吐出ポイントに対応するように
横並びに且つ個々の電極が電気的に独立して配列され
る。絶縁性基板65は、絶縁性天板73と対向する部分
は一様な厚さを有するが、先端においては漸次薄くなる
傾斜部を有する。また、各凝集電極63は、絶縁性天板
73と対向する部分は一様な幅を有するが、絶縁性基板
65の先端傾斜部において漸次幅が細くなる収束形状を
有する。即ち、各凝集電極63先端は、下向きに傾斜し
且つ漸次細くなる。
The aggregated electrode 63 is formed by vacuum-depositing a metal such as aluminum or gold on the insulating substrate 65 and patterning it by a photoetching method. The ejection electrodes 63 are arranged side by side so as to correspond to each ejection point, and the individual electrodes are electrically independently arranged. The insulating substrate 65 has a uniform thickness at a portion facing the insulating top plate 73, but has an inclined portion that becomes gradually thinner at the tip. Further, each of the aggregated electrodes 63 has a convergent shape in which the portion facing the insulating top plate 73 has a uniform width, but the width gradually decreases at the tip inclined portion of the insulating substrate 65. That is, the tip of each aggregated electrode 63 is inclined downward and becomes gradually thinner.

【0060】絶縁性基板64、65は、吐出電極62と
凝集電極63とが絶縁性基板65を介して対向するよう
に積層される。ここで、吐出電極62と凝集電極63と
は同一の幅を有し、1つの吐出電極62と1つの凝集電
極63とが幅に関して上下で整一する。また、吐出電極
62先端は凝集電極63よりも前方に突出する。
The insulating substrates 64 and 65 are stacked such that the discharge electrode 62 and the aggregated electrode 63 face each other with the insulating substrate 65 interposed therebetween. Here, the ejection electrode 62 and the aggregation electrode 63 have the same width, and one ejection electrode 62 and one aggregation electrode 63 are vertically aligned with respect to the width. Further, the tip of the discharge electrode 62 projects forward from the aggregation electrode 63.

【0061】共通電極74は、絶縁性天板73上にアル
ミニウム若しくは金等の金属を真空蒸着した一枚の金属
膜電極として形成される。絶縁性天板73は、下方の凝
集電極63の傾斜収束先端部及び吐出電極62の収束先
端部が共通電極74よりも前方に突出するように配置さ
れる。
The common electrode 74 is formed as a single metal film electrode formed by vacuum-depositing a metal such as aluminum or gold on the insulating top plate 73. The insulating top plate 73 is arranged such that the inclined converging tip of the lower aggregation electrode 63 and the converging tip of the discharge electrode 62 project forward of the common electrode 74.

【0062】吐出電極62は、IC(図示せず)を介し
て各電極に電位を与えるための記録信号用電源7及びバ
イアス用電源68に接続される。凝集電極63及び共通
電極74は共にバイアス用電源68に接続されるが、凝
集電極63の方が共通電極74よりも電位が高くなるよ
うに設定される。
The ejection electrode 62 is connected to a recording signal power supply 7 and a bias power supply 68 for applying a potential to each electrode via an IC (not shown). The aggregated electrode 63 and the common electrode 74 are both connected to a bias power supply 68, and the aggregated electrode 63 is set to have a higher potential than the common electrode 74.

【0063】現像剤であるインク66は帯電粒子及び色
剤からなるトナーを絶縁性液体中に分散させてなる。ト
ナーは、樹脂やワックスからなるバインダーの内部若し
くは表面に含有若しくは付着したカーボンブラック等の
色剤顔料、分散剤、帯電制御剤等を含む。トナーは、吐
出電極62、凝集電極63及び共通電極74に与える電
位と同極性に帯電しているか若しくは帯電する粒子から
なる。本実施例において、トナーの粒子は正の極性に予
め帯電している。
The ink 66 as a developer is obtained by dispersing a toner composed of charged particles and a colorant in an insulating liquid. The toner contains a coloring agent pigment such as carbon black contained in or attached to the inside or surface of a binder made of a resin or wax, a dispersant, a charge control agent, and the like. The toner is charged to have the same polarity as the potential applied to the ejection electrode 62, the aggregation electrode 63, and the common electrode 74, or is made of charged particles. In this embodiment, the toner particles are charged to a positive polarity in advance.

【0064】図12は、吐出電極62、凝集電極63及
び共通電極74の夫々に付与される電位の経時的変化を
示す。吐出電極62は、図中実線X3で示すように、非
記録時に電位Vaにバイアスされ、記録時にVcまで上
げられる。凝集電極63は、図中点線Y3で示すよう
に、非記録時及び記録時共に電位Vaにバイアスされ
る。共通電極74は、図中点線Z3で示すように、非記
録時及び記録時共に電位Vaより低い電位Vbにバイア
スされる。即ち、凝集電極63と共通電極74との電位
差は常にVa−Vbとなる。また、記録時において、吐
出電極62にはVc−Vaのパルスが付与される。
FIG. 12 shows the change over time of the potential applied to each of the ejection electrode 62, the aggregation electrode 63, and the common electrode 74. The ejection electrode 62 is biased to a potential Va during non-recording and is raised to Vc during recording, as indicated by a solid line X3 in the drawing. The aggregated electrode 63 is biased to the potential Va both during non-recording and during recording, as indicated by the dotted line Y3 in the figure. The common electrode 74 is biased to a potential Vb lower than the potential Va during both non-recording and recording, as indicated by a dotted line Z3 in the drawing. That is, the potential difference between the aggregation electrode 63 and the common electrode 74 is always Va−Vb. At the time of recording, a pulse of Vc−Va is applied to the ejection electrode 62.

【0065】次に、図13及び図14を参照して、図1
1図示の記録ヘッドの作用を説明する。図13は、吐出
電極62、凝集電極63及び共通電極74の夫々に図1
2のバイアス電位Va、Va、Vbが与えられ、電極間
に電位差が生じ、電界による外力がトナー70に加わっ
た状態を示す。正の極性を持つ帯電粒子からなるトナー
70は電気泳動効果により、電位の低い側に移動する。
記録ヘッド61では、共通電極74の電位が凝集電極6
3よりも低いため、トナー70は共通電極74側に集ま
る。
Next, referring to FIGS. 13 and 14, FIG.
The operation of the recording head shown in FIG. 1 will be described. FIG. 13 shows each of the ejection electrode 62, the aggregation electrode 63, and the common electrode 74 as shown in FIG.
2 shows a state in which two bias potentials Va, Va, and Vb are applied, a potential difference occurs between the electrodes, and an external force due to an electric field is applied to the toner 70. The toner 70 composed of charged particles having a positive polarity moves to a lower potential side due to an electrophoretic effect.
In the recording head 61, the potential of the common electrode 74 is
3, the toner 70 collects on the common electrode 74 side.

【0066】インク66は、インク供給装置(図示せ
ず)から静水圧若しくは低圧ポンプによりインク流路8
0へ供給される。そして、インク66がインク流路80
先端に向かって押流される際、図13図示の如く、トナ
ー70は凝集電極63及び共通電極74間の電界の影響
により共通電極74側に偏在して流れる。このように、
凝集電極63及び共通電極74間に印加される電圧は、
インク流路80の深さ方向にトナー70の濃度差を形成
するように作用する。
The ink 66 is supplied from an ink supply device (not shown) to the ink flow path 8 by a hydrostatic or low pressure pump.
0. Then, the ink 66 flows into the ink flow path 80.
When the toner 70 is swept toward the front end, as shown in FIG. 13, the toner 70 flows unevenly toward the common electrode 74 due to the effect of the electric field between the aggregation electrode 63 and the common electrode 74. in this way,
The voltage applied between the aggregation electrode 63 and the common electrode 74 is
It acts so as to form a density difference of the toner 70 in the depth direction of the ink flow path 80.

【0067】更に、共通電極74先端より先では、トナ
ー70は、対向電極69の影響を受ける。このため、ト
ナー70は、共通電極74先端と凝集電極63先端との
間に形成されるインク流路80先端の傾斜開放部に沿っ
て偏在して流れ、効率よく凝集電極63先端に向けて搬
送される。トナー70は、凝集電極63の傾斜先端部で
は、凝集電極63と対向電極69とにより形成された強
い電界に影響を受け、更にインク66の表面側に移動す
る。
Further, the toner 70 is affected by the counter electrode 69 before the tip of the common electrode 74. For this reason, the toner 70 flows unevenly along the inclined open portion of the tip of the ink flow path 80 formed between the tip of the common electrode 74 and the tip of the aggregation electrode 63, and is efficiently conveyed toward the tip of the aggregation electrode 63. Is done. The toner 70 is affected by the strong electric field formed by the aggregation electrode 63 and the counter electrode 69 at the inclined tip of the aggregation electrode 63, and further moves toward the surface of the ink 66.

【0068】更に、予備凝集位置となる凝集電極63先
端においては、凝集電極63と対向電極69との間の電
界が最も強くなり、トナー70は、対向電極69による
静電吸引力のために凝集電極63先端から図中矢印C2
方向へと引張られる。しかし、トナー70はインク66
の溶媒である絶縁性液体の表面張力により凝集電極63
先端近傍に留まり、トナー凝集物71を形成する。
Further, the electric field between the aggregation electrode 63 and the counter electrode 69 becomes strongest at the tip of the aggregation electrode 63 at the pre-aggregation position, and the toner 70 aggregates due to electrostatic attraction by the counter electrode 69. Arrow C2 in the figure from the tip of the electrode 63
Pulled in the direction. However, the toner 70 is
Due to the surface tension of the insulating liquid which is the solvent
The toner stays in the vicinity of the leading end to form the toner aggregate 71.

【0069】凝集電極63先端で形成されるトナー凝集
物71は成長し、次第にその大きさを増していく。しか
し、凝集電極63にはトナー凝集物71を飛翔させるだ
けの電位を与えていないので、トナー凝集物71が飛翔
することはない。凝集電極63先端で成長したトナー凝
集物71の大きさが大きくなると、表面積も増加し、イ
ンク66の流れから受ける力が増加する。対向電極69
による静電吸引力よりもインク66の流れから受ける力
が勝ると、凝集電極63先端のトナー凝集物71は、凝
集電極63先端に留まることができず、静電吸引力とイ
ンク66の流れから受ける力との合力方向に移動する。
The toner aggregate 71 formed at the tip of the aggregation electrode 63 grows and gradually increases in size. However, since the potential sufficient to cause the toner aggregate 71 to fly is not applied to the aggregation electrode 63, the toner aggregate 71 does not fly. As the size of the toner aggregate 71 grown at the tip of the aggregation electrode 63 increases, the surface area also increases, and the force received from the flow of the ink 66 increases. Counter electrode 69
If the force received from the flow of the ink 66 exceeds the electrostatic attraction force caused by the toner, the toner aggregate 71 at the tip of the aggregation electrode 63 cannot stay at the tip of the aggregation electrode 63, and Move in the direction of the resultant force with the received force.

【0070】対向電極69方向の電界が最も強くなる凝
集電極63先端から吐出電極62方向へ移動したトナー
凝集物71は、対向電極69による静電吸引力から解放
され、インクの流れに沿って移動する。図11図示の記
録ヘッド61では、凝集電極63先端と吐出電極62先
端近傍の吐出ポイントDPとを結ぶ線がインクの流れ方
向に対応する。このため、凝集電極63先端で形成され
たトナー凝集物71は、吐出ポイントDPへ供給され
る。
The toner aggregate 71 that has moved in the direction of the ejection electrode 62 from the tip of the aggregation electrode 63 where the electric field in the direction of the counter electrode 69 is the strongest is released from the electrostatic attraction force of the counter electrode 69 and moves along the flow of ink. I do. In the recording head 61 shown in FIG. 11, the line connecting the tip of the aggregation electrode 63 and the ejection point DP near the tip of the ejection electrode 62 corresponds to the ink flow direction. Therefore, the toner aggregate 71 formed at the tip of the aggregate electrode 63 is supplied to the discharge point DP.

【0071】吐出ポイントDPに供給されたトナー凝集
物71は、図6に関して説明した原理と同じ原理で、更
に凝集して大きなトナー凝集物72となる。そして、ト
ナー凝集物72が所望の大きさになるタイミングで、図
12の電位Vcを吐出電極62に与えることにより、ト
ナー凝集物72はインク66の溶媒である絶縁性液体の
表面張力に打ち勝ち、対向電極69方向へ飛翔する。
The toner aggregate 71 supplied to the discharge point DP further aggregates into a large toner aggregate 72 according to the same principle as described with reference to FIG. Then, by applying the potential Vc of FIG. 12 to the ejection electrode 62 at a timing when the toner aggregate 72 reaches a desired size, the toner aggregate 72 overcomes the surface tension of the insulating liquid as the solvent of the ink 66, It flies in the direction of the counter electrode 69.

【0072】本発明の記録ヘッド61では、凝集電極6
3先端での予備凝集行程のため、吐出ポイントDPにお
いて、WO93/1186に示す従来の技術よりも速く
所望の大きさのトナー凝集物72を成長させることがで
きる。更に、予備凝集行程以前に、インク66内のトナ
ー濃度を個々の凝集電極63毎に高くするため、予備凝
集行程自体も図7図示の記録ヘッド31に比べて効率が
高くなる。従って、吐出ポイントのみで凝集と飛翔を行
う従来の技術よりも記録速度の向上が実現できる。
In the recording head 61 of the present invention, the aggregation electrode 6
Because of the pre-aggregation process at the three tips, the toner aggregate 72 of a desired size can be grown at the discharge point DP faster than in the conventional technique shown in WO93 / 1186. Further, since the toner concentration in the ink 66 is increased for each of the aggregation electrodes 63 before the preliminary aggregation step, the efficiency of the preliminary aggregation step itself is higher than that of the recording head 31 shown in FIG. Therefore, the recording speed can be improved as compared with the related art in which the aggregation and the flying are performed only at the ejection points.

【0073】以上説明したトナー70のインク66内で
の振る舞いは、個々の吐出電極62に対応して生じ、図
14に示すように、各吐出電極62のパターンに対応し
て分散したトナーの凝集物を含むインク66の流れが形
成される。即ち、本実施例は、各吐出ポイントDP毎に
トナーの濃度差形成機構及び予備凝集機構があり、隣接
する吐出ポイントの影響を受けずに、個々の吐出ポイン
トにトナー70を供給できるため、複数の吐出ポイント
が近接して存在するラインヘッド化に適したものとな
る。
The above-described behavior of the toner 70 in the ink 66 occurs in correspondence with each of the ejection electrodes 62, and as shown in FIG. 14, the aggregation of the toner dispersed in accordance with the pattern of each of the ejection electrodes 62. A stream of ink 66 containing the object is formed. That is, in the present embodiment, there is a toner density difference formation mechanism and a pre-aggregation mechanism for each discharge point DP, and the toner 70 can be supplied to each discharge point without being affected by the adjacent discharge points. This is suitable for use in a line head in which the discharge points are close to each other.

【0074】以上説明したように、第3実施例に係る画
像形成装置の記録ヘッド61においては、インク流路8
0を形成する凝集電極63と共通電極74と間に電位差
が付与される。これにより、帯電粒子からなるトナー7
0が共通電極74表面近傍に偏在するようにインク66
中にトナー濃度差が形成され、この状態でインク66が
凝集電極63先端まで搬送される。トナー70は、対向
電極39との間で電界が集中する凝集電極33先端で予
備的に凝集される。そして、トナーの予備凝集物71が
インク66と共に吐出電極62の先端に供給され、更に
凝集してより大きなトナー凝集物72となる。そして、
吐出電極62と対向電極69との間により強い電圧が付
与されると、トナー凝集物72が静電クーロン力により
吐出ポイントDPから記録媒体上に飛翔し、画像が形成
される。
As described above, in the recording head 61 of the image forming apparatus according to the third embodiment, the ink flow path 8
A potential difference is applied between the aggregated electrode 63 forming a zero and the common electrode 74. As a result, the toner 7 composed of charged particles
0 is unevenly distributed near the surface of the common electrode 74.
A toner density difference is formed therein, and in this state, the ink 66 is transported to the tip of the aggregation electrode 63. The toner 70 is preliminarily aggregated at the tip of the aggregation electrode 33 where the electric field is concentrated between the toner 70 and the counter electrode 39. Then, the pre-aggregate 71 of the toner is supplied to the tip of the ejection electrode 62 together with the ink 66, and further aggregates to form a larger toner aggregate 72. And
When a stronger voltage is applied between the ejection electrode 62 and the counter electrode 69, the toner aggregate 72 flies from the ejection point DP onto the recording medium by electrostatic Coulomb force, and an image is formed.

【0075】[0075]

【発明の効果】本発明の画像形成装置によれば、インク
中にトナー濃度差が形成され、この状態でインクが吐出
ポイントに供給されるため、吐出ポイントにおけるトナ
ーの凝集効率を高めることができる。従って、画像濃度
の低下或いは画像濃度の不均一がない画像を形成するこ
とができる。
According to the image forming apparatus of the present invention , the toner density difference is formed in the ink, and the ink is supplied to the discharge point in this state, so that the toner aggregation efficiency at the discharge point can be improved. . Therefore, it is possible to form an image without a decrease in image density or uneven image density.

【0076】また、本発明の画像形成装置によれば、予
備凝集位置においてインク中に予めトナー予備凝集物が
形成され、この状態でインクが吐出ポイントに供給され
るため、吐出ポイントにおけるトナーの凝集効率を高め
ることができる。従って、画像濃度の低下或いは画像濃
度の不均一がない画像を形成することができる。
Further, according to the image forming apparatus of the present invention, a toner pre-aggregate is formed in the ink in advance at the pre-aggregation position, and the ink is supplied to the ejection point in this state. Efficiency can be increased. Therefore, it is possible to form an image without a decrease in image density or uneven image density.

【0077】また、本発明の画像形成装置によれば、イ
ンク中にトナー濃度差が形成され、この状態でインクが
予備凝集位置に供給されるため、予備凝集位置における
トナーの凝集効率を高めることができる。更に、予備凝
集位置においてインク中に予めトナー予備凝集物が形成
され、この状態でインクが吐出ポイントに供給されるた
め、吐出ポイントにおけるトナーの凝集効率を高めるこ
とができる。従って、画像濃度の低下或いは画像濃度の
不均一がない画像を形成することができる。
Further, according to the image forming apparatus of the present invention , a toner concentration difference is formed in the ink, and the ink is supplied to the preliminary aggregation position in this state. Can be. Further, a toner pre-aggregate is formed in the ink in advance at the pre-aggregation position, and the ink is supplied to the ejection point in this state, so that the toner aggregation efficiency at the ejection point can be increased. Therefore, it is possible to form an image without a decrease in image density or uneven image density.

【0078】さらに、本発明の画像形成装置によれば、
複数の吐出ポイントを並設する場合に、各吐出ポイント
毎にトナー凝集物を形成するためのトナーの流れを形成
することができ、従って、吐出ポイント間での静電的な
干渉或いはトナー凝集行程での干渉が起こらなくなる。
Further, according to the image forming apparatus of the present invention ,
When a plurality of ejection points are arranged in parallel, it is possible to form a toner flow for forming a toner aggregate at each ejection point. Therefore, electrostatic interference between the ejection points or a toner aggregation process Interference in the system will not occur.

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

【図1】本発明の第1実施例に係る画像形成装置の要部
を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a main part of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1実施例の各電極に付与される電位の経時的
変化を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a change over time of a potential applied to each electrode of the first embodiment.

【図3】第1実施例のインク流路におけるインク中のト
ナーの状態を示す図。
FIG. 3 is a diagram illustrating a state of toner in ink in an ink flow path according to the first embodiment.

【図4】第1実施例の吐出ポイントにおけるトナーの凝
集の態様を示す図。
FIG. 4 is a diagram illustrating a mode of aggregation of toner at an ejection point according to the first embodiment.

【図5】第1実施例における複数の吐出ポイントとトナ
ーの分布との関係を示す図。
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a plurality of ejection points and a distribution of toner in the first embodiment.

【図6】第1実施例の吐出ポイントにおけるトナーの飛
翔原理を説明する図。
FIG. 6 is a view for explaining the principle of toner flight at an ejection point in the first embodiment.

【図7】本発明の第2実施例に係る画像形成装置の要部
を示す図。
FIG. 7 is a diagram illustrating a main part of an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図8】第2実施例の各電極に付与される電位の経時的
変化を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing a change over time of a potential applied to each electrode of the second embodiment.

【図9】第2実施例のインク流路におけるインク中のト
ナーの状態を示す図。
FIG. 9 is a diagram illustrating a state of toner in ink in an ink flow path according to a second embodiment.

【図10】第2実施例における複数の吐出ポイントとト
ナーの分布との関係を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing a relationship between a plurality of ejection points and a distribution of toner in the second embodiment.

【図11】本発明の第3実施例に係る画像形成装置の要
部を示す図。
FIG. 11 is a diagram showing a main part of an image forming apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図12】第3実施例の各電極に付与される電位の経時
的変化を示す図。
FIG. 12 is a diagram showing a change over time of a potential applied to each electrode of the third embodiment.

【図13】第3実施例のインク流路におけるインク中の
トナーの状態を示す図。
FIG. 13 is a diagram illustrating a state of toner in ink in an ink flow path according to a third embodiment.

【図14】第3実施例における複数の吐出ポイントとト
ナーの分布との関係を示す図。
FIG. 14 is a diagram illustrating a relationship between a plurality of ejection points and a distribution of toner according to a third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、31、61…記録ヘッド、2、32、62…吐出電
極、33、63…凝集電極、6、36、66…インク、
7、37、67…記録信号用電源、8a、8b38、6
8…バイアス用電源、9、39、69…対向電極、1
0、40、70…トナー、11、41、42、71、7
2…トナー凝集物、14、74…共通電極20、50、
80…インク流路。
1, 31, 61: recording head, 2, 32, 62: ejection electrode, 33, 63: aggregation electrode, 6, 36, 66: ink,
7, 37, 67: power supply for recording signals, 8a, 8b38, 6
8 ... bias power supply, 9, 39, 69 ... counter electrode, 1
0, 40, 70 ... toner, 11, 41, 42, 71, 7
2 ... toner aggregates, 14, 74 ... common electrodes 20, 50,
80 ... Ink channel.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−5282(JP,A) 特開 平8−72248(JP,A) 特開 昭47−17509(JP,A) 特開 昭58−6906(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/385 B41J 2/06 - 2/065 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-62-5282 (JP, A) JP-A-8-72248 (JP, A) JP-A 47-17509 (JP, A) JP-A 58-72 6906 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B41J 2/385 B41J 2/06-2/065

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】(57) [Claims]
  1. 【請求項1】 帯電粒子及び色剤からなるトナーを絶縁
    性液体中に分散させてなるインクを、記録媒体に対向す
    るように配置された吐出口へ供給するインク流路と、 前記インク流路内に第1の電界を形成し、前記吐出口へ
    供給される前記インク内で前記トナーを偏在させる手段
    と、 前記吐出口に第2の電界を形成し、前記吐出口において
    前記インク内の前記トナーを凝集させることによりトナ
    ー凝集物を形成する手段と、 前記吐出口に第2の電界より強い第3の電界を形成し、
    前記トナー凝集物を前記吐出口から前記記録媒体上に飛
    翔させる手段と、 を具備する画像形成装置。
    An ink flow path configured to supply an ink obtained by dispersing a toner including a charged particle and a colorant in an insulating liquid to an ejection port arranged to face a recording medium; Means for forming a first electric field in the ink, and unevenly distributing the toner in the ink supplied to the ejection port, and forming a second electric field in the ejection port, and forming the second electric field in the ejection port. Means for forming a toner aggregate by aggregating the toner; and forming a third electric field stronger than the second electric field at the discharge port;
    Means for causing the toner aggregates to fly from the discharge port onto the recording medium.
  2. 【請求項2】 帯電粒子及び色剤からなるトナーを絶縁
    性液体中に分散させてなるインクを、記録媒体に対向す
    るように配置された吐出口の近傍に位置する予備凝集位
    置へ供給する第1インク流路と、 前記予備凝集位置に第1の電界を形成し、前記予備凝集
    位置において前記インク内の前記トナーを凝集させ、ト
    ナー予備凝集物を形成する手段と、 前記予備凝集位置から前記吐出口へ前記トナー予備凝集
    物を含む前記インクを供給する第2インク流路と、 前記吐出口に第2の電界を形成し、前記吐出口において
    前記インク内の前記トナー予備凝集物を更に凝集させる
    ことによりトナー凝集物を形成する手段と、 前記吐出口に第2の電界より強い第3の電界を形成し、
    前記トナー凝集物を前記吐出口から前記記録媒体上に飛
    翔させる手段と、 を具備する画像形成装置。
    2. A method of supplying an ink obtained by dispersing a toner composed of charged particles and a colorant in an insulating liquid to a pre-aggregation position located near an ejection port arranged to face a recording medium. A means for forming a first electric field at the preliminary aggregation position, aggregating the toner in the ink at the preliminary aggregation position, and forming a toner preliminary aggregate; A second ink flow path for supplying the ink including the toner pre-aggregate to an ejection port, and a second electric field is formed at the ejection port to further coagulate the toner pre-aggregate in the ink at the ejection port. Means for forming a toner aggregate by causing the discharge port to form a third electric field stronger than the second electric field,
    Means for causing the toner aggregates to fly from the discharge port onto the recording medium.
  3. 【請求項3】 帯電粒子及び色剤からなるトナーを絶縁
    性液体中に分散させてなるインクを、記録媒体に対向す
    るように配置された吐出口の近傍に位置する予備凝集位
    置へ供給する第1インク流路と、 前記第1インク流路内に第1の電界を形成し、前記予備
    凝集位置へ供給される前記インク内で前記トナーを偏在
    させる手段と、 前記予備凝集位置に第2の電界を形成し、前記予備凝集
    位置において前記インク内の前記トナーを凝集させ、ト
    ナー予備凝集物を形成する手段と、 前記予備凝集位置から前記吐出口へ前記トナー予備凝集
    物を含む前記インクを供給する第2インク流路と、 前記吐出口に第3の電界を形成し、前記吐出口において
    前記インク内の前記トナー予備凝集物を更に凝集させる
    ことによりトナー凝集物を形成する手段と、 前記吐出口に第3の電界より強い第4の電界を形成し、
    前記トナー凝集物を前記吐出口から前記記録媒体上に飛
    翔させる手段と、 を具備する画像形成装置。
    3. An ink in which a toner composed of charged particles and a colorant is dispersed in an insulating liquid is supplied to a pre-aggregation position located near an ejection port arranged to face a recording medium. A first ink flow path, means for forming a first electric field in the first ink flow path, and unevenly distributing the toner in the ink supplied to the pre-aggregation position; Means for forming an electric field and aggregating the toner in the ink at the pre-aggregation position to form a toner pre-aggregate; and supplying the ink including the toner pre-aggregate to the discharge port from the pre-aggregation position Means for forming a third electric field at the discharge port and further coagulating the toner pre-aggregate in the ink at the discharge port to form a toner aggregate; Fourth field stronger than the third field in the discharge port is formed,
    Means for causing the toner aggregates to fly from the discharge port onto the recording medium.
  4. 【請求項4】 帯電粒子及び色剤からなるトナーを絶縁
    性液体中に分散させてなるインクを、記録媒体に対向す
    るように配置された吐出口の近傍に位置する予備凝集位
    置へ供給する第1インク流路と、 前記吐出口に対向して前記記録媒体側に配置された第1
    電極と、 前記予備凝集位置を挟んで前記第1電極と対向する第2
    電極と、 前記第1及び第2電極間に電位差を与えることにより前
    記予備凝集位置に第1の電界を形成し、前記予備凝集位
    置において前記インク内の前記トナーを凝集させ、トナ
    ー予備凝集物を形成する手段と、 前記予備凝集位置から前記吐出口へ前記トナー予備凝集
    物を含む前記インクを供給する第2インク流路と、 前記吐出口を挟んで前記第1電極と対向する第3電極
    と、 前記第1及び第3電極間に電位差を与えることにより前
    記吐出口に第2の電界を形成し、前記吐出口において前
    記インク内の前記トナー予備凝集物を更に凝集させるこ
    とによりトナー凝集物を形成する手段と、 前記第1及び第3電極間に電位差を与えることにより前
    記吐出口に第2の電界より強い第3の電界を形成し、前
    記トナー凝集物を前記吐出口から前記記録媒体上に飛翔
    させる手段と、 を具備する画像形成装置。
    4. A method for supplying an ink obtained by dispersing a toner composed of charged particles and a colorant in an insulating liquid to a pre-aggregation position located near an ejection port arranged to face a recording medium. A first ink flow path, a first ink flow path, a first ink flow path,
    An electrode; and a second electrode facing the first electrode with the pre-aggregation position interposed therebetween.
    An electrode, a first electric field is formed at the preliminary aggregation position by applying a potential difference between the first and second electrodes, and the toner in the ink is aggregated at the preliminary aggregation position to form a toner preliminary aggregate. Means for forming; a second ink flow path for supplying the ink including the toner pre-aggregate from the pre-aggregation position to the ejection port; and a third electrode facing the first electrode across the ejection port. A second electric field is formed at the discharge port by applying a potential difference between the first and third electrodes, and the toner pre-aggregate in the ink is further coagulated at the discharge port to form a toner aggregate. Forming a third electric field stronger than the second electric field in the discharge port by applying a potential difference between the first and third electrodes, and forming the toner aggregate from the discharge port in the recording mode. Image forming apparatus comprising: means of flying on the body, the.
  5. 【請求項5】 帯電粒子及び色剤からなるトナーを絶縁
    性液体中に分散させてなるインクを、記録媒体に対向す
    るように配置された吐出口の近傍に位置する予備凝集位
    置へ供給する第1インク流路と、 前記吐出口に対向して前記記録媒体側に配置された第1
    電極と、 前記第1インク流路を挟んで対向する第2及び第3電極
    と、前記第2電極は前記予備凝集位置を挟んで前記第1
    電極と対向することと、 前記第2及び第3電極間に電位差を与えることにより前
    記第1インク流路内に第1の電界を形成し、前記予備凝
    集位置へ供給される前記インク内で前記トナーを偏在さ
    せる手段と、 前記第1及び第2電極間に電位差を与えることにより前
    記予備凝集位置に第2の電界を形成し、前記予備凝集位
    置において前記インク内の前記トナーを凝集させ、トナ
    ー予備凝集物を形成する手段と、 前記予備凝集位置から前記吐出口へ前記トナー予備凝集
    物を含む前記インクを供給する第2インク流路と、 前記吐出口を挟んで前記第1電極と対向する第4電極
    と、 前記第1及び第4電極間に電位差を与えることにより前
    記吐出口に第3の電界を形成し、前記吐出口において前
    記インク内の前記トナー予備凝集物を更に凝集させるこ
    とによりトナー凝集物を形成する手段と、 前記第1及び第4電極間に電位差を与えることにより前
    記吐出口に第3の電界より強い第4の電界を形成し、前
    記トナー凝集物を前記吐出口から前記記録媒体上に飛翔
    させる手段と、 を具備する画像形成装置。
    5. A method of supplying an ink obtained by dispersing a toner composed of charged particles and a colorant in an insulating liquid to a pre-aggregation position located near an ejection port arranged to face a recording medium. A first ink flow path, a first ink flow path, a first ink flow path,
    An electrode; second and third electrodes opposed to each other across the first ink flow path; and the second electrode sandwiches the first ink channel across the preliminary aggregation position.
    Forming a first electric field in the first ink flow path by opposing an electrode and applying a potential difference between the second and third electrodes, and forming the first electric field in the ink supplied to the pre-aggregation position; Means for unevenly distributing toner, forming a second electric field at the preliminary aggregation position by applying a potential difference between the first and second electrodes, and aggregating the toner in the ink at the preliminary aggregation position; Means for forming a pre-aggregate; a second ink flow path for supplying the ink including the toner pre-aggregate from the pre-aggregation position to the ejection port; and a face facing the first electrode with the ejection port interposed therebetween. By applying a potential difference between the fourth electrode and the first and fourth electrodes, a third electric field is formed at the ejection port, and the toner pre-aggregate in the ink is further aggregated at the ejection port. Forming a fourth electric field stronger than a third electric field at the discharge port by applying a potential difference between the first and fourth electrodes, and forming the toner aggregate at the discharge port. Means for flying from above to the recording medium.
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