JP5504808B2 - Image forming apparatus and image forming method - Google Patents
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Description
本発明は、エレクトロクロミック材料を有する書き換え可能な表示媒体に画像を形成する画像形成装置及び画像形成方法に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus and an image forming method for forming an image on a rewritable display medium having an electrochromic material.
近年、情報機器の発達などにより情報量が増大し、情報を手軽に大量に出力することが可能な媒体の重要性が増している。これに伴い、従来から存在するインクジェットや電子写真といったハードコピーの手法によって紙面上に情報を出力する手段の他に、いわゆる電子ペーパーあるいはペーパーライクディスプレイと総称されるような、低消費電力で画像を表示・書き換えることが可能な小型・軽量な反射型の表示デバイス(以下電子ペーパーと呼ぶ)が脚光を浴びている。特に最近では環境問題に対する意識の高まりなどにより、電子ペーパーが紙へのハードコピーの代替技術となることに強い期待が寄せられている。
電子ペーパーの画像表示・書き換え方法としては、帯電粒子の移動を利用する方法、双安定性液晶を用いる方法、MEMSなど機械的な駆動部を利用して画像切り替えを行う方法、エレクトロクロミック材料を使用した方法、など多数の方法が提案されている。これらに関しては、非特許文献1に詳しく分類・整理されている。
In recent years, the amount of information has increased due to the development of information equipment, and the importance of media capable of easily outputting a large amount of information has increased. Along with this, in addition to conventional means for outputting information on paper by means of hard copy methods such as ink jet and electrophotography, images can be displayed with low power consumption, collectively called so-called electronic paper or paper-like display. A small and lightweight reflective display device (hereinafter referred to as electronic paper) that can be displayed and rewritten is in the spotlight. In recent years, there is a strong expectation that electronic paper will become an alternative technology to hard copy on paper due to increasing awareness of environmental issues.
Image display and rewriting methods for electronic paper include a method that uses the movement of charged particles, a method that uses bistable liquid crystal, a method that switches images using a mechanical drive such as MEMS, and an electrochromic material Many methods have been proposed. These are classified and arranged in detail in Non-Patent Document 1.
これら電子ペーパーは、画像を表示するための画素構造を有しており、画素ごとに印加電圧を制御することによって画像表示の制御を行っている。このため、走査電極とデータ電極とがマトリクス接続されたパッシブまたはアクティブ型のマトリクスパネルに、走査電極用駆動回路とデータ電極用駆動回路を実装したパネルモジュールを必要とする。
これら駆動回路部は製造コストが高く、特にアクティブ型では画素ごとにTFTが必要となるため駆動回路が電子ペーパーのコストの多くを占めている。また、画素構造を有するため画素構造を高密度化して高精細な画像を表示することは容易では無く、高精細な画像表示のためにはより複雑な駆動回路および多くの画素構造が必要となりコスト増となる。
特に、パッシブ型では画素間のクロストークの問題から高精細な画像を表示することは困難である。
このように、電子ペーパーは紙へのハードコピーに対する代替技術として期待されているが、低製造コストと高密度化を両立することが課題となっており広く普及するまでには至っていない。
These electronic papers have a pixel structure for displaying an image, and image display is controlled by controlling an applied voltage for each pixel. Therefore, a panel module in which a scanning electrode driving circuit and a data electrode driving circuit are mounted on a passive or active matrix panel in which scanning electrodes and data electrodes are connected in a matrix is required.
These drive circuit units are expensive to manufacture. Particularly, in the active type, a TFT is required for each pixel, so that the drive circuit occupies much of the cost of electronic paper. In addition, since it has a pixel structure, it is not easy to display a high-definition image with a high-density pixel structure, and more complicated drive circuits and many pixel structures are required for high-definition image display. Increase.
In particular, in the passive type, it is difficult to display a high-definition image due to the problem of crosstalk between pixels.
As described above, electronic paper is expected as an alternative technique to hard copy on paper, but it has been a problem to achieve both low manufacturing cost and high density, and has not yet been widely spread.
これに対して、上述のような画素構造を持たず、駆動回路、マトリクスパネルを必要としない画像表示および画像切り替えを行う方法が特許文献1から5に提案されている。
特許文献1では、エレクトロクロミック材料を含む印字フイルムに電極および電解質部を有する描具を通じて通電することで画像を形成する印字装置が提案されている。描具としては先端部に電極を有するペン型のもの、あるいはドットを複数密に配置したものが実施例に示されている。
特許文献2および特許文献3では、局在化した電界によって光学的特性が変化するエレクトロクロミック材料およびそれを用いた表示媒体が提案されており、さらに実施例において表示媒体に対して電極アレイを介して電界を与えて画像形成を行う方法が示されている。
特許文献4および5では、電気泳動型の表示媒体とそれに画像を形成するための画像形成装置が示されており、これらでは、表示媒体がマトリックス状の電極を有しているが駆動回路は持たず、画像形成装置から複数の電極を介して電圧を印加させ画像を形成するシステムが提案されている。
On the other hand, Patent Documents 1 to 5 propose methods for image display and image switching that do not have the pixel structure as described above and do not require a drive circuit and a matrix panel.
Patent Document 1 proposes a printing apparatus that forms an image by energizing a printing film containing an electrochromic material through a drawing tool having an electrode and an electrolyte part. Examples of the drawing tool include a pen type having an electrode at the tip or a plurality of dots arranged densely.
In Patent Document 2 and Patent Document 3, an electrochromic material whose optical characteristics are changed by a localized electric field and a display medium using the same are proposed. Further, in the embodiment, an electrode array is interposed between the display medium and the display medium. A method for forming an image by applying an electric field is shown.
Patent Documents 4 and 5 show an electrophoretic display medium and an image forming apparatus for forming an image on the electrophoretic display medium. In these, the display medium has matrix-shaped electrodes, but has a drive circuit. First, a system for forming an image by applying a voltage from an image forming apparatus via a plurality of electrodes has been proposed.
特許文献1〜特許文献5で提案されるような方法においては、表示媒体に画素構造やマトリクスパネルを必要としない、もしくは駆動回路を必要としないため、従来の電子ペーパーに対して圧倒的に安価に表示媒体を製造することが可能となり、紙の代替手段として利用することが期待できる。
しかしながら、これらの表示媒体もしくは画像形成装置では、何度も書き換えて画像を表示するものであることが前提であるため、画像形成装置の電極部と表示媒体とが機械的に接触することによる表示媒体の磨耗、傷などの損傷が問題となる。
特に、高速で画像形成を行う際には電極部と媒体との機械的な接触による損傷はより激しくなり大きな問題となる。
また、高精細な画像の形成を達成するためには、画像形成装置の接触電極をより細かく高密度とする必要があるため、このような電極の形成および維持が困難となるばかりでなく、画像形成装置の電極の損傷も顕著となる虞がある。
In the methods proposed in Patent Documents 1 to 5, the display medium does not require a pixel structure or a matrix panel, or does not require a driving circuit, so that it is overwhelmingly cheaper than conventional electronic paper. Thus, it is possible to manufacture a display medium, and it can be expected to be used as a substitute for paper.
However, since these display media or image forming apparatuses are based on the premise that they display images by rewriting many times, the display by the mechanical contact between the electrode section of the image forming apparatus and the display medium. Damage such as media wear and scratches becomes a problem.
In particular, when image formation is performed at high speed, damage due to mechanical contact between the electrode portion and the medium becomes more serious and becomes a serious problem.
In addition, in order to achieve the formation of a high-definition image, it is necessary to make the contact electrodes of the image forming apparatus finer and higher in density, which makes it difficult to form and maintain such electrodes, There is also a risk that damage to the electrodes of the forming apparatus will be significant.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、マトリクスパネルおよび駆動回路を持たない安価な表示媒体に対して、高精細に画像を形成でき、なおかつ画像形成時の機械的な接触による表示媒体への損傷を防止でき、良好な画像形成を長期に亘って維持できるとともに、低コストな表示媒体のメリットを十分に活かせる画像形成装置および画像形成方法の提供を、その主な目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and is capable of forming a high-definition image on an inexpensive display medium that does not have a matrix panel and a driving circuit, and also displays by mechanical contact during image formation. The main purpose of the present invention is to provide an image forming apparatus and an image forming method that can prevent damage to the medium, maintain good image formation over a long period of time, and sufficiently utilize the advantages of a low-cost display medium. .
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、エレクトロクロミック層を有し電圧の印加によって書き換え可能な表示媒体に画像を形成する画像形成装置において、導電性を有する液体を吐出するノズルを備えた記録ヘッドと、前記表示媒体を支持し、前記ノズルとの間に前記導電性を有する液体からなる液柱のブリッジを一時的に形成することを可能とする表示媒体支持搬送手段と、前記ノズルと前記表示媒体の内部または表面に設置された電極との間に電圧を印加する電圧印加手段と、を有していることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus for forming an image on a display medium having an electrochromic layer and rewritable by application of a voltage. A display head supporting and conveying means for supporting the display medium and temporarily forming a bridge of a liquid column made of the conductive liquid between the nozzle and the nozzle; Voltage application means for applying a voltage between the nozzle and an electrode installed in or on the surface of the display medium is provided.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の画像形成装置において、前記表示媒体の全面に対して所定の電圧を印加する画像消去手段を有していることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項2記載の画像形成装置において、前記画像消去手段が、画像が形成された前記表示媒体の表面に電解質液を供給する電解質液供給手段と、前記表示媒体の表面に当接する導電性部材と、該導電性部材と前記表示媒体の電極との間に電圧を印加する電圧印加手段とを有していることを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項2記載の画像形成装置において、前記画像消去手段が、径方向外側に向って順に電極層と固体電解質層とを有し前記表示媒体の表面に当接する消去ローラと、該消去ローラの前記電極層と前記表示媒体の電極との間に電圧を印加する電圧印加手段とを有していることを特徴とする。
A second aspect of the present invention is the image forming apparatus according to the first aspect, further comprising an image erasing unit that applies a predetermined voltage to the entire surface of the display medium.
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the second aspect, the image erasing unit includes an electrolyte solution supply unit that supplies an electrolyte solution to the surface of the display medium on which an image is formed, and the display medium. A conductive member abutting on the surface, and voltage applying means for applying a voltage between the conductive member and an electrode of the display medium are provided.
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the second aspect, the image erasing unit has an electrode layer and a solid electrolyte layer in order toward the radially outer side and abuts against the surface of the display medium. And a voltage applying means for applying a voltage between the electrode layer of the erasing roller and the electrode of the display medium.
請求項5記載の発明は、請求項3または4記載の画像形成装置において、前記導電性部材または前記消去ローラが、前記表示媒体支持搬送手段の一部を兼ねることを特徴とする。
請求項6記載の発明は、請求項1〜5のいずれかに記載の画像形成装置において、前記表示媒体に吐出された前記導電性を有する液体を前記表示媒体から除去するクリーニング手段を備えていることを特徴とする。
請求項7記載の発明は、請求項1〜6のいずれかに記載の画像形成装置において、前記記録ヘッドは、前記導電性を有する液体を吐出する第1の記録ヘッドの他に、着色インクを吐出する第2の記録ヘッドを有していることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the third or fourth aspect, the conductive member or the erasing roller also serves as a part of the display medium supporting and conveying unit.
A sixth aspect of the present invention is the image forming apparatus according to any one of the first to fifth aspects, further comprising a cleaning unit that removes the conductive liquid ejected to the display medium from the display medium. It is characterized by that.
According to a seventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to sixth aspects, the recording head uses colored ink in addition to the first recording head that discharges the conductive liquid. It has the 2nd recording head which discharges, It is characterized by the above-mentioned.
請求項8記載の発明は、エレクトロクロミック層を有し電圧の印加によって書き換え可能な表示媒体に画像を形成する方法において、ノズルを有する記録ヘッドから前記表示媒体の所定位置に導電性を有する液体を吐出し、前記ノズルと前記表示媒体とのギャップ間に液柱によるブリッジを一時的に形成すると共に、前記ノズルと前記表示媒体との間に電圧を印加することで、前記液柱を介した通電により前記表示媒体の前記エレクトロクロミック層に電気化学反応を生ぜしめて画像を形成することを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a method for forming an image on a display medium having an electrochromic layer and rewritable by application of a voltage, wherein a conductive liquid is applied to a predetermined position of the display medium from a recording head having a nozzle. Discharging and temporarily forming a bridge by a liquid column between the nozzle and the display medium, and applying a voltage between the nozzle and the display medium to energize the liquid column Thus, an electrochemical reaction is caused in the electrochromic layer of the display medium to form an image.
本発明によれば、エレクトロクロミック層を有する表示媒体に対して、従来のインクジェットプリンタに用いられる記録ヘッドと同等の記録ヘッドから吐出される導電性液体を用いて画像形成を行うことができる。従来のマトリクスパネルおよび駆動回路を有する電子ペーパーに対して非常に単純な構成の表示媒体に従来の記録ヘッド構成を利用して画像を形成することが可能であり、低コスト化を実現できる。
従来のものと異なり、表示媒体に通電を行う際に電極を直接接触させることが無いため、機械的接触による損傷を抑制でき、損傷による部品交換等に起因するコストアップを回避することができる。
既存のインクジェットプリンタに用いられているヘッドおよび記録制御方式を転用することができるため、装置をより安価に作製できる。
画像消去手段を設けた場合には、画像形成、消去、書き換えの全てを行うことが可能となり、例えばユーザは使用後の画像形成済み表示媒体を本発明の画像装置に投入して新しい画像を表示させることが可能となる。
クリーニング手段を有する場合には、濡れ感やべたつき感などによる不快感を解消することができる。
また、書き換え可能な表示媒体に画像形成を行えるほか、通常の記録用紙への画像形成を行うことも可能である。これによってユーザが随意に出力方法を選択することができる画像形成装置を提供することができる。
According to the present invention, an image can be formed on a display medium having an electrochromic layer using a conductive liquid ejected from a recording head equivalent to a recording head used in a conventional ink jet printer. An image can be formed on a display medium having a very simple configuration on an electronic paper having a conventional matrix panel and a driving circuit by using a conventional recording head configuration, and cost reduction can be realized.
Unlike conventional ones, when the display medium is energized, the electrodes are not brought into direct contact with each other, so that damage due to mechanical contact can be suppressed, and an increase in cost due to replacement of parts due to damage can be avoided.
Since the head and the recording control method used in the existing ink jet printer can be diverted, the apparatus can be manufactured at a lower cost.
When the image erasing unit is provided, it is possible to perform all of image formation, erasure, and rewriting. For example, the user inserts a used image-formed display medium into the image apparatus of the present invention to display a new image. It becomes possible to make it.
In the case of having the cleaning means, it is possible to eliminate discomfort due to a wet feeling or a sticky feeling.
In addition to image formation on a rewritable display medium, it is also possible to form an image on a normal recording sheet. Accordingly, it is possible to provide an image forming apparatus that allows the user to arbitrarily select an output method.
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
まず、図1乃至図9に基づいて第1の実施形態を説明する。図1は、本発明の画像形成の原理(流体を介した電圧印加方式)を模式的に示している。
図1(a)に示すように、記録ヘッド10は、微小ノズル11が形成されたノズル板12と、液室13と、この液室13に収容された導電性液体14と、液体吐出手段としての圧電素子15(図2参照)などを有している。
記録ヘッド10のノズル面(ノズル板12)に対向して、表示媒体16が設けられている。表示媒体16は、光散乱性を有する支持体17と、透明電極層18と、エレクトロクロミック材料からなるエレクトロクロミック層19などを有している。
記録ヘッド10のノズル板12もしくは液室13と、透明電極層18との間には電源20によって所定の電圧が印加されている。
かかる構成において、記録ヘッド10から表示媒体16に対して導電性液体14を吐出することで画像を形成するものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, a first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 schematically shows the principle of image formation according to the present invention (voltage application method via a fluid).
As shown in FIG. 1A, the
A
A predetermined voltage is applied by the
In such a configuration, an image is formed by ejecting the conductive liquid 14 from the
記録ヘッド10は、インクを導電性液体14に代えるだけであるので、通常のインクジェットプリンタで用いられている記録ヘッドと同等のものを使用することが可能である。
ここではノズル板12を電極としており、このときにはノズル板12は高い導電性を有するものが好ましく、本実施形態においてはノズル板が金属で構成される記録ヘッド(市販インクジェットプリンタGX5000、リコー製)を使用した。
図1(b)に示すように、記録ヘッド10から吐出された導電性液体14は、表示媒体16の表面とノズル板12のギャップ間に液柱によるブリッジ21を一時的に形成する。この液柱21を介してエレクトロクロミック層19に通電が行われ、エレクトロクロミック層19の微小領域に光学的特性の変化(電気化学的反応;以下では単に「着色」と記載する。)が誘起され、微小ドットが形成される。
これを記録ヘッド10と表示媒体16の相対位置を変化させながら多数繰り返すことによって画像を形成する。
Since the
Here, the
As shown in FIG. 1B, the conductive liquid 14 ejected from the
By repeating this many times while changing the relative position of the
図2に示すように、記録ヘッド10はマイクロコンピュータとしての制御手段22によって制御される。制御手段22はヘッド駆動回路23を介して圧電素子15を制御する。圧電素子15に印加される電圧パルスに応じてノズル11より導電性液体14が吐出され、表示媒体16上に着液してエレクトロクロミック層19に電圧が印加されることにより、画像が形成される。
As shown in FIG. 2, the
図3に、記録ヘッド10から吐出される導電性液体14の液柱を介してノズル板12と表示媒体16の透明電極層18との間に流れる電流値を計測した結果を示す。ここで導電性液体14としては10wt%の塩化ナトリウム水溶液(導電率11.1S/m)を用い、電源20によって印加する電圧は30Vとした。
表示媒体16とノズル板12との間のギャップ距離、印加電圧および導電性液体14の導電率によって通電可能な電流および総電荷量が制御可能であるため、これらは適宜調整すれば良い。
例えば、導電性液体14の導電率が11.1S/mであり、300V〜500Vの電圧をギャップ100μmで印加したとき、通電電荷量は約10〜20nCとなる。液柱の着液時の断面積が約1000μm2であることから、一回の液体吐出によって1〜2mC/cm2の電荷をエレクトロクロミック層19に与えることが可能となる。
これは一般的なエレクトロクロミック材料を着色することが可能な電荷量となっている(例えば、非特許文献2参照)
着色に必要な電荷量が不足する条件下では、略同一箇所に何回か繰り返し導電性液体14を吐出して通電を行うことによって総電荷量を増加させ着色させる手段をとることも可能である。
FIG. 3 shows the result of measuring the value of the current flowing between the
Since the current that can be passed and the total charge amount can be controlled by the gap distance between the
For example, when the conductivity of the
This is a charge amount that can color a general electrochromic material (for example, see Non-Patent Document 2).
Under the condition that the amount of charge necessary for coloring is insufficient, it is also possible to take a means for increasing the total amount of charge and coloring by discharging the
上記のように、本発明では、導電性液体によるブリッジを形成して電圧を印加する構成であるため、表示媒体16の表面に対する物理的、機械的接触ではあるものの、接触するものが液体であるため、従来の剛体としての電極を接触させる方式に比べて表示媒体16の表面を損傷する危険性は殆どない。
また、従来においては電極側の損傷も懸念されるが(高精細化の場合には特に顕著となる)、本発明では消耗品としての導電性液体14が接触電極を担うので、記録ヘッド10側の損傷は生じない。
As described above, according to the present invention, since a voltage is applied by forming a bridge made of a conductive liquid, although it is a physical or mechanical contact with the surface of the
In addition, although there is a concern about damage on the electrode side in the past (particularly noticeable in the case of high definition), in the present invention, the conductive liquid 14 as a consumable serves as a contact electrode, so the
次に各部材に関する詳細を説明する。
記録ヘッド10に用いられる液体吐出手段としては、液室13に圧力を加えることによって液体を吐出するための圧力印加手段や、加熱による膜沸騰によって液体を吐出するための加熱手段などを用いることが可能である。
本実施形態においては、上記のように、圧力印加手段として圧電素子15を利用している。圧電素子15に印加される電圧はヘッド駆動回路23によって制御されており、随意に液体吐出のオン・オフを制御することができる。
Next, the detail regarding each member is demonstrated.
As the liquid ejecting means used in the
In the present embodiment, as described above, the
導電性の液体としては様々なものを使用することが可能であり、上述した塩化ナトリウム水溶液のようなアルカリ金属塩水溶液の他に、プロピレンカーボネートなどの有機極性溶媒に無機塩を溶解させたもの、イオン液体またはイオン液体に塩を溶解したもの、アルカリ性水溶液、酸性水溶液など様々な液体電解質を用いることが可能である。
また、導電性液体には、上述の液体電解質に加え液柱形成時間を長くし通電時間を伸ばすために、表面張力を下げるための界面活性剤や、液の粘性を高めるための高分子が添加されていても良い。また、導電性の液体は画像形成後の見え方に影響を与えないように、無色であることが好ましい。
A variety of conductive liquids can be used. In addition to the alkali metal salt aqueous solution such as the sodium chloride aqueous solution described above, an inorganic salt dissolved in an organic polar solvent such as propylene carbonate, Various liquid electrolytes such as an ionic liquid or a salt dissolved in an ionic liquid, an alkaline aqueous solution, and an acidic aqueous solution can be used.
In addition to the above-mentioned liquid electrolyte, the conductive liquid is added with a surfactant to lower the surface tension and a polymer to increase the viscosity of the liquid in order to increase the liquid column formation time and extend the energization time. May be. The conductive liquid is preferably colorless so as not to affect the appearance after image formation.
表示媒体16に用いられるエレクトロクロミック材料は、エレクトロクロミズム、すなわち電気的なエネルギーによって可逆的に光学的特性の変化を示す材料の総称であり、例えば非特許文献3中にまとめられているように、酸化タングステンなどの金属酸化物材料、ヘプチルビオロゲンなどの有機材料、プルシアンブルーなどの金属錯体を用いることが可能である。
エレクトロクロミック材料は、これらの中から用途や色に応じて適宜選択すれば良い。本実施形態では、酸化タングステンをエレクトロクロミック材料として用いることとする。
表示媒体16に用いられる透明電極層18としては一般的に透明電極として使用される酸化インジウム錫を用いることができる。透明電極層は、電圧を印加するために表示媒体端部などにおいて表面が露出していることが好ましい。
支持体17としては光散乱性を有するポリマーや、ガラス、金属などの上に無機またはポリマー散乱体を塗布したもの、あるいは紙など様々なものを使用することができる。
The electrochromic material used for the
The electrochromic material may be appropriately selected from these according to the use and color. In this embodiment, tungsten oxide is used as the electrochromic material.
As the
As the
表示媒体16の構成として別の実施例を図4および図5に示す。図4に示す表示媒体16Aでは、支持体17上に電極層24、光散乱層25、エレクトロクロミック層19から成るものが示されている。
この場合、電極層24としては透明電極を用いる必要は無く、アルミ、銀、白金などの金属を用いることが可能である。光散乱層25は絶縁性を有するが完全な絶縁ではないことが必要とされる。このためには例えば酸化チタン微粒子を薄層化したものなどが適している。
図5に示す表示媒体16Bでは、支持体7上に透明電極層18、エレクトロクロミック層19、固体電解質層26、画素構造を有する透明電極層27が形成されている。
固体電解質層26としてはポリエチレンオキシドに無機塩を混合した高分子固体電解質を用いることが可能である。透明電極層27が画素構造を有しているため、記録ヘッド10から吐出される液に多少の位置ずれがあったとしてもエレクトロクロミック層19へ印加される電圧の位置変化、すなわち着色位置ずれは少ない。
Another embodiment of the configuration of the
In this case, it is not necessary to use a transparent electrode as the
In the
As the
次に、既に書き込まれた画像を消去し初期化する方法(画像消去手段)に関して述べる。表示媒体16上の画像を消去するためには表示媒体全面に対して電極との間に電圧を印加すればよい。
例えば、図6に示すように、画像が書き込まれた表示媒体16の表面に、電解質液供給手段28およびブレード29などから成る電解質液塗布手段30によって電解質液を塗布した後に、電圧印加手段としての電源31により所定電圧を印加した導電性部材としての導電性ローラ32を押し当てながら搬送することによって、表示媒体全面の画像を消去することが可能である。電解質液供給手段28、導電性ローラ32および電源31により、画像消去手段33が構成されている。
図6において、符号34は電解質液塗布手段30に対向する搬送ローラを、35は導電性ローラ32に対向する搬送ローラを示す。
図7に画像消去手段の他例を示す。画像消去手段36は、消去ローラ37と、電圧印加手段としての電源38とから構成されている。消去ローラ37は、電極層39および該電極層の外側に設けられた固体電解質層40を有している。電極層39と表示媒体16の透明電極層との間に所定電圧が印加される。消去ローラ37を通過する際に表示媒体16上の画像は消去される。
電源38は画像形成時には常に電圧印加されている必要は無く、例えばユーザが画像形成時に画像消去モードを指定したときのみに電圧を印加するといった使用法も考えられる。また、ここでは消去ローラ37が固体電解質層40を有する構成としたが、この代わりに液体電解質層を電極層39に塗布する手段を備えていても良い。
図7において、符号40は搬送ローラを示している。
Next, a method for erasing and initializing an already written image (image erasing means) will be described. In order to erase the image on the
For example, as shown in FIG. 6, after applying the electrolyte solution to the surface of the
In FIG. 6,
FIG. 7 shows another example of the image erasing means. The
The
In FIG. 7,
図8は、本実施形態に係る画像形成装置の要部を示している。
記録ヘッド10はキャリッジ41により表示媒体16の搬送方向と直交する副走査方向に移動可能となっている。記録ヘッド10の液室13には、液体タンク42から導電性液体14が適宜補充される。
表示媒体16は、表示媒体支持搬送手段43により所定速度で矢印方向に搬送される。表示媒体支持搬送手段43は、表示媒体16を挟持搬送する搬送ローラ対44や、記録ヘッド10に対向する対向ローラ45等を有している。
表示媒体支持搬送手段43は、表示媒体16を搬送すると共に記録ヘッド10のノズル板12と表示媒体16の表面との間のギャップを適正な距離に維持している。
FIG. 8 shows a main part of the image forming apparatus according to the present embodiment.
The
The
The display medium support conveyance means 43 conveys the
ギャップ距離を維持するために、表示媒体支持搬送手段43はギャップ制御システムを有している。具体的には表示媒体16の厚みを搬送ローラ対44の機械的な位置関係より算出する位置センサ50(図2参照)と、該位置センサ50の出力に応じて対向ローラ45を変位させる対向ローラ駆動機構51(図2参照)を有している。位置センサ50の出力に応じた制御は制御手段22により行われる。
ギャップ制御システムとしてはこれに限られるわけでは無く、位置センサ50の代わりに記録ヘッド10またはキャリッジ41に光学的な距離センサ(反射型センサ)が備えられていても良い。
また、別な方法として、位置センサ50の代わり電源20によって流れる電流量を測定しその結果からギャップを算出するギャップ測定手段が備えられていても良い。
表示媒体支持搬送手段43としては、これらの他に必要に応じて表示媒体を吸着するシステムなどを備えていても良い。
In order to maintain the gap distance, the display medium support transport means 43 has a gap control system. Specifically, a position sensor 50 (see FIG. 2) that calculates the thickness of the
The gap control system is not limited to this, and an optical distance sensor (reflection type sensor) may be provided in the
As another method, a gap measuring unit that measures the amount of current flowing by the
In addition to these, the display medium support / conveyance means 43 may include a system for adsorbing the display medium as necessary.
記録ヘッド10のノズル面と表示媒体16の透明電極層18の間には、電圧印加手段としての電源20によって所定の電圧が印加可能となっている。電源20は、表示媒体16の透明電極層18から電気的接点を取る手段を有している。これは例えば表示媒体端部板に露出した透明電極層から、板バネ型の接触式電極を介する手法などで達成される。
電圧印加手段は画像形成時には常に電圧が印加されていても良いし、形成する画像に応じて印加する電圧を変えることも考えられる。
表示媒体支持搬送手段43による表示媒体16の搬送およびキャリッジ41の移動に応じて、記録ヘッド10からの導電性液体14の吐出を制御し、表示媒体16上のエレクトロクロミック層19に通電を行うことで画像を形成する。
エレクトロクロミック層19へ着色を行う原理に関しては既に説明した通りである。
以上のようにして、エレクトロクロミック層19を含む書き換え可能な表示媒体16に対して、画像形成を行うことができる。
A predetermined voltage can be applied between the nozzle surface of the
The voltage application means may be applied with a voltage at the time of image formation, and it is conceivable to change the voltage to be applied according to the image to be formed.
In accordance with the conveyance of the
The principle of coloring the
As described above, image formation can be performed on the
図8で示した構成では、表示媒体16上に吐出された導電性液体14を画像形成後に除去するクリーニング手段55(図9参照)を備えていても良い。画像形成後に表示媒体16の表面に導電性液体が残存し、これによってユーザが濡れ感やべたつき感などによる不快を感じる虞があり、この懸念を解消するためである。
クリーニング手段55としては、例えばシリコンやウレタンなどのゴムから成るブレード状のものを表示媒体16の表面に押し当てて液体を掻き取る構成とすることができる。
クリーニング手段55の異なる形態としては、吸液性を有するローラまたはブレードなどを押し当てる構成とすることも可能である。
The configuration shown in FIG. 8 may include a cleaning unit 55 (see FIG. 9) that removes the conductive liquid 14 discharged onto the
As the cleaning means 55, for example, a blade-like material made of rubber such as silicon or urethane may be pressed against the surface of the
As a different form of the cleaning means 55, it is possible to adopt a configuration in which a roller or a blade having a liquid absorbing property is pressed.
図9に、本実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す。
画像消去手段としては、図7で示した画像消去手段36を採用している。図中の点線矢印は表示媒体16の搬送経路を示している。給紙トレ56には複数の表示媒体16が保持されており、必要に応じて表示媒体支持搬送手段43によって1枚ずつ取り出され搬送される。
表示媒体16は画像消去手段36を通過することで、必要に応じて画像の消去が行われる。画像消去手段36は図7で示したものと同様のものであり、電圧印加が必要かどうかはユーザが画像形成の指示を出すときに同時に指定可能となっている。
画像消去手段36の消去ローラ37とこれに対向する搬送ローラ40は、表示媒体支持搬送手段43の搬送機能の一部を担っている。すなわち、表示媒体支持搬送手段43の一部である搬送ローラを画像消去手段と兼用で用いている。勿論、搬送ローラとは別に画像消去手段を備えていても良い。
画像消去手段36の手前に図示しない光学的センサを設置し、光学的な検知により既に形成されている画像の有無を検知し、その結果から電圧印加の有無を決定する構成を取ることも可能である。
表示媒体支持搬送手段43によって搬送された表示媒体16は、記録ヘッド10の導電性液体の吐出、および電源20による電圧印加によって画像形成され、クリーニング手段55により導電性液体14を除去された後、排紙トレイ57上に排紙される。
FIG. 9 shows the overall configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment.
As the image erasing means, the image erasing means 36 shown in FIG. 7 is adopted. A dotted line arrow in the drawing indicates a conveyance path of the
The display medium 16 passes through the image erasing means 36 so that the image is erased as necessary. The
An erasing
An optical sensor (not shown) may be installed in front of the image erasing means 36 to detect the presence or absence of an image already formed by optical detection, and to determine the presence or absence of voltage application from the result. is there.
The
図10及び図11に基づいて、第2の実施形態を説明する。なお上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する。
図10に示すように、本実施形態における記録ヘッド60は、導電性液体を吐出する第一の記録ヘッド61(記録ヘッド10に相当)のほかに、着色インクを吐出する第二の記録ヘッド62を有している。換言すれば、記録ヘッド60は、エレクトロクロミック層19に電圧を印加するための記録ヘッドと従来のインクジェットプリンタの記録ヘッドとの複合ヘッドである。
図10は記録ヘッド60をノズル面側から見たものであり、第一の記録ヘッド61は導電性液体を吐出するノズル列を有し、第二の記録ヘッド62は4列の液体吐出ノズル列を有し、それぞれが図中に記載されるようにイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)に着色されたインクを吐出することが可能となっている。
このような構成においては、前述したエレクトロクロミック材料層を有する書き換え可能な表示媒体に画像を形成する用途の他に、通常の紙に対して着色インクによる画像形成を行うことが可能である。
Based on FIG.10 and FIG.11, 2nd Embodiment is described. In addition, the same part as the said embodiment is shown with the same code | symbol, and unless it was especially required, the description on the structure and function which were already performed is abbreviate | omitted, and only the principal part is demonstrated.
As shown in FIG. 10, in addition to the first recording head 61 (corresponding to the recording head 10) that discharges the conductive liquid, the
FIG. 10 shows the
In such a configuration, in addition to the use of forming an image on the rewritable display medium having the electrochromic material layer described above, it is possible to form an image with colored ink on ordinary paper.
図11は、本実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示している。
この画像形成装置は、通常の記録用紙Pが搭載された第二の給紙トレイ63を有している。給紙トレイ63に保持されている記録用紙Pは、表示媒体支持搬送手段43によって搬送され、記録ヘッド60の着色インク吐出によって画像形成された後に排紙トレイ57上に排紙される。
この場合、クリーニング手段55は機能しない。
ユーザは表示媒体16に画像形成を行うか、もしくは記録用紙Pへ画像形成を行うかを図示しない操作パネルにより随意に選択できるようになっている。
電源20は表示媒体16への画像形成が指示されたときのみ駆動状態となり電圧を印加する。また、表示媒体支持搬送手段43は、表示媒体16への画像形成と記録用紙Pへの画像形成のどちらが指示されたかに従って、記録ヘッド60のノズル面と表示媒体16もしくは記録媒体Pの表面とのギャップ距離の制御値を変えることが可能となっている。
液体タンク65は、導電性液体、着色インクをそれぞれ保持しており、必要に応じて記録ヘッド60へ液体の供給を行っている。
以上のような構成によって、本実施形態に係る画像形成装置は、エレクトロクロミック材料層を含む表示媒体への画像形成および、記録用紙への画像形成の両方を行うことが可能となっている。
FIG. 11 shows the overall configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment.
This image forming apparatus has a second
In this case, the cleaning means 55 does not function.
The user can arbitrarily select whether to form an image on the
The
The
With the configuration described above, the image forming apparatus according to the present embodiment can perform both image formation on a display medium including an electrochromic material layer and image formation on a recording sheet.
11 ノズル
10 記録ヘッド
16 表示媒体
19 エレクトロクロミック層
20 電圧印加手段としての電源
21 ブリッジ
30 電解質液供給手段
31 電圧印加手段
32 導電性部材としての導電性ローラ
33、36 画像消去手段
37 消去ローラ
38 電圧印加手段
39 電極層
40 固体電解質層
43 表示媒体支持搬送手段
55 クリーニング手段
61 第1の記録ヘッド
62 第2の記録ヘッド
DESCRIPTION OF
Claims (8)
導電性を有する液体を吐出するノズルを備えた記録ヘッドと、
前記表示媒体を支持し、前記ノズルとの間に前記導電性を有する液体からなる液柱のブリッジを一時的に形成することを可能とする表示媒体支持搬送手段と、
前記ノズルと前記表示媒体の内部または表面に設置された電極との間に電圧を印加する電圧印加手段と、を有していることを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus that has an electrochromic layer and forms an image on a rewritable display medium by applying a voltage,
A recording head including a nozzle for discharging a conductive liquid;
A display medium supporting and conveying means for supporting the display medium and temporarily forming a bridge of a liquid column made of the conductive liquid between the display medium and the nozzle;
An image forming apparatus, comprising: a voltage applying unit configured to apply a voltage between the nozzle and an electrode installed in or on the surface of the display medium.
前記表示媒体の全面に対して所定の電圧を印加する画像消去手段を有していることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
An image forming apparatus comprising image erasing means for applying a predetermined voltage to the entire surface of the display medium.
前記画像消去手段が、画像が形成された前記表示媒体の表面に電解質液を供給する電解質液供給手段と、前記表示媒体の表面に当接する導電性部材と、該導電性部材と前記表示媒体の電極との間に電圧を印加する電圧印加手段とを有していることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 2.
The image erasing unit includes an electrolyte solution supply unit that supplies an electrolyte solution to the surface of the display medium on which an image is formed, a conductive member that contacts the surface of the display medium, and the conductive member and the display medium. An image forming apparatus comprising: a voltage applying unit that applies a voltage between the electrode and the electrode.
前記画像消去手段が、径方向外側に向って順に電極層と固体電解質層とを有し前記表示媒体の表面に当接する消去ローラと、該消去ローラの前記電極層と前記表示媒体の電極との間に電圧を印加する電圧印加手段とを有していることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 2.
The image erasing means comprises an erasing roller having an electrode layer and a solid electrolyte layer in order toward the outer side in the radial direction and in contact with the surface of the display medium; the electrode layer of the erasing roller; and an electrode of the display medium An image forming apparatus comprising voltage applying means for applying a voltage therebetween.
前記導電性部材または前記消去ローラが、前記表示媒体支持搬送手段の一部を兼ねることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 3 or 4, wherein:
The image forming apparatus, wherein the conductive member or the erasing roller also serves as a part of the display medium supporting and conveying unit.
前記表示媒体に吐出された前記導電性を有する液体を前記表示媒体から除去するクリーニング手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1,
An image forming apparatus, comprising: a cleaning unit that removes the conductive liquid discharged to the display medium from the display medium.
前記記録ヘッドは、前記導電性を有する液体を吐出する第1の記録ヘッドの他に、着色インクを吐出する第2の記録ヘッドを有していることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1,
The image forming apparatus, wherein the recording head includes a second recording head for discharging colored ink in addition to the first recording head for discharging the conductive liquid.
ノズルを有する記録ヘッドから前記表示媒体の所定位置に導電性を有する液体を吐出し、前記ノズルと前記表示媒体とのギャップ間に液柱によるブリッジを一時的に形成すると共に、前記ノズルと前記表示媒体との間に電圧を印加することで、前記液柱を介した通電により前記表示媒体の前記エレクトロクロミック層に電気化学反応を生ぜしめて画像を形成することを特徴とする画像形成方法。 In a method of forming an image on a display medium having an electrochromic layer and rewritable by application of a voltage,
A liquid having conductivity is discharged from a recording head having a nozzle to a predetermined position of the display medium, and a bridge formed by a liquid column is temporarily formed between the nozzle and the display medium, and the nozzle and the display An image forming method, wherein an image is formed by applying a voltage to a medium to cause an electrochemical reaction in the electrochromic layer of the display medium by energization through the liquid column.
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