KR20130038283A - 화상 형성 장치 및 화상 형성 방법 - Google Patents

화상 형성 장치 및 화상 형성 방법 Download PDF

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Abstract

화상 형성 장치는, 구동 신호에 따라 전기 전도성 기록액을 토출하는 노즐을 구비하는 헤드; 헤드에 의해 토출된 기록액이 가해지는 중간 전사체; 전기 전도성 기록액을 전기 분해에 의해 분해하기 위하여, 중간 전사체와 헤드 사이에 전압을 인가하는 전압 인가 유닛; 중간 전사체 상에 지지되는 화상을 기록 재료로 전사하는 전사 유닛; 및 전기 전도성 기록액이 노즐로부터 토출되게 하는 구동 신호를 생성하는 토출 제어 유닛을 포함한다. 토출 제어 유닛은, 헤드와 중간 전사체 사이에 기록액이 일시적으로 브리지를 형성하는 시간 간격 동안 메니스커스의 위치가 노즐의 외부에 배치되게 하도록 구동 신호를 생성한다.

Description

화상 형성 장치 및 화상 형성 방법{IMAGE FORMING DEVICE, AND IMAGE FORMING METHOD}
본 발명의 실시예는 잉크와 같은 기록액을 헤드를 통해 중간 전사체 상으로 인가함으로써 화상을 형성하는 잉크젯 화상 형성 장치와, 잉크젯 화상 형성 장치를 이용하는 화상 형성 방법에 관한 것이다.
압전 방식과 같은 가동 액추에이터를 이용하는 방식 또는 열 방식과 같은 가열 막비등 방식에 기초하여, 복수의 미소 노즐을 통해 잉크와 같은 기록액의 액적(luquid droplet)을 형성하여 토출하고(특허문헌 1 및 2 참조), 잉크젯 기록을 수행하는(특허문헌 3 내지 5 참조) 잉크젯 프린터와 같은 화상 형성 장치가 알려져 있다.
잉크젯 방식에서, 헤드로부터의 기록액이 기록 용지와 같은 기록 재료로 직접 인가되는 구성에서, 헤드 및 기록 재료가 서로 인접하기 때문에, 용지 먼지 및 기록 재료에 붙어 있는 먼지는 노즐에 붙으려는 경향이 있다. 용지 먼지가 노즐에 붙는 경우에, 노즐로부터 토출되는 액적의 비행 방향이 동요되고, 노즐이 막힐 수 있다. 따라서, 화상 품질 및 신뢰성이 저하된다. 이러한 문제를 회피하는 방법으로서, 보통 노즐의 토출 안정성이 우선되고, 낮은 점성을 갖는 기록액이 사용된다. 그러나, 낮은 점성을 갖는 기록액의 액적이 기록 재료로 부착될 때, 액적은 번지는 경향이 있다.
따라서, 중간 전사체를 갖는 화상 형성 장치가 제안되었다. 즉, 화상 형성 장치는 헤드로부터 토출되는 기록액의 액적을 지지하는 중간 전사체를 포함한다. 이 화상 형성 장치에서, 화상은 중간 전사체 상에 형성되고, 이어서 화상은 기록 재료로 전사된다(특허문헌 3 내지 5 참조).
또한, 처리액 인가 유닛을 갖는 화상 형성 장치가 제안되었다. 여기에서도, 화상 형성 장치는 중간 전사체를 포함한다. 처리액 인가 유닛은 중간 전사체 상으로의 기록액의 pH 레벨을 변경하는 처리액을 인가하기 위한 것이다(특허문헌 3 참조). 화상 형성 장치에서, 기록액은, 적어도 안료 및 고분자 입자가 분산된 물과 수용성 용매의 혼합물로 구성된 용매로 이루어진다. 여기에서, pH 레벨이 변화될 때, 안료 및 고분자 입자는 응집된다.
또한, 중간 전사체를 갖는 다른 화상 형성 장치가 제안되었다. 여기에서, 번짐을 감소시키기 위하여 기록 용지의 액적을 흡수하는 파우더가 중간 전사체 본체 상에 부착된다(특허문헌 4 참조).
또한, 중간 전사체를 갖는 다른 화상 형성 장치가 제안되었다. 즉, 제안된 화상 형성 장치에서, 번짐의 문제를 해결하기 위하여, 전기 전도성 기록액의 액체 기둥인 브리지가 노즐과 중간 전사체 사이에서 일시적으로 형성되고, 브리지 내에 포함된 물이 전기 분해에 의해 분해되도록 전압이 액체 기둥에 인가된다(특허문헌 5 참조).
그러나, 처리액 또는 파우더가 중간 전사체에 부착되는 화상 형성 장치(특허문헌 3 및 4 참조)는, 처리액 또는 파우더의 부착 때문에 인쇄 속도가 감소되는 문제점과, 화상 형성 장치의 크기가 증가하는 문제점을 가진다. 또한, 파우더가 중간 전사체에 부착되는 구성으로는, 파우더가 노즐에 부착되는 경향이 있으며, 기록액을 토출하기 위한 헤드의 토출 성능이 저하되는 경향이 있다. 따라서, 기록액을 토출하기 위한 헤드의 토출 성능을 보장하면서도, 인쇄 속도가 감소되는 문제점과 화상 형성 장치의 크기가 증가하는 문제점이 해결될 필요가 있을 수 있다.
한편, 노즐과 중간 전사체 사이에 전기 전도성 기록액의 액체 기둥의 브리지를 일시적으로 형성하고 브리지 내에 포함된 물이 전기 분해에 의해 분해되도록 전압을 브리지에 인가하는 화상 형성 장치(특허문헌 5 참조)에 대하여, 기록액외의 처리액 및 파우더가 필요하지 않은 이점이 있다.
이러한 화상 형성 장치에서, 번짐을 억제하기 위하여, 액체 기둥의 기록액은 전기 분해에 의해 충분히 분해되는 것이 바람직하다. 그러나, 전기 분해를 용이하게 하기 위하여 매우 높은 전압이 노즐과 중간 전사체 사이에 인가될 때, 필요한 전력이 증가할 수 있고, 기록액이 흩어질 수 있다. 또한, 전기 분해를 용이하게 하기 위하여 기록액의 전지 전도도가 증가되는 경우에, 안료의 분산 안정성은 다량의 전해액에 의해 열화된다.
본 실시예의 목적은 헤드를 통해 중간 전사체 상으로 기록액을 인가함으로써 화상을 형성하는 화상 형성 장치를 제공하는 것이 실시예의 목적이다. 여기에서, 화상 형성 장치는, 기록액을 토출하기 위한 헤드의 토출 성능을 보장하면서, 기록액 이외에 처리액 또는 파우더를 추가하지 않으면서 기록액의 액적의 번짐을 억제할 수 있다. 또한, 화상 형성 장치는 높은 전압이나 다량의 전해액을 이용하지 않으면서 전기 분해에 의해 기록액이 분해되는 것을 보장함으로써 기록액의 액적의 번짐을 억제할 수 있다.
본 실시예의 다른 목적은 화상 형성 장치가 활용되는 화상 형성 방법을 제공하는 것이다.
일본 공개특허공보 평01-130949호 일본 등록 특허 제2724141호 일본 공개특허공보 제2008-062397호 일본 공개특허공보 평11-188858호 일본 공개특허공보 제2010-188665호
일 양태에서, 구동 신호에 따라 전기 전도성 기록액을 토출하는 노즐을 구비하는 헤드; 헤드에 의해 토출된 기록액이 가해지고 적어도 표면이 전기 전도성인 중간 전사체; 전기 전도성 기록액이 헤드로부터 토출되어, 기록액이 헤드와 중간 전사체 사이에서 일시적으로 브리지를 형성하는 상태에 있을 때, 전기 전도성 기록액을 전기 분해에 의해 분해하기 위하여, 중간 전사체와 헤드 사이에 전압을 인가하는 전압 인가 유닛; 전기 전도성 기록액으로 이루어지고 중간 전사체 상에 지지되는 화상을 기록 재료로 전사하는 전사 유닛; 및 전기 전도성 기록액이 노즐로부터 토출되게 하는 구동 신호를 생성하는 토출 제어 유닛을 포함하는 화상 형성 장치가 제공된다. 토출 제어 유닛은, 기록액이 상기 상태에 있는 시간 간격 동안 메니스커스의 위치가 노즐의 외부에 배치되도록 구동 신호를 생성한다.
다른 양태에서, 구동 신호에 따라 전기 전도성 기록액을 토출하는 노즐을 구비하는 헤드; 헤드에 의해 토출된 기록액이 가해지고 적어도 표면이 전기 전도성인 중간 전사체; 전기 전도성 기록액이 헤드로부터 토출되어, 기록액이 헤드와 중간 전사체 사이에서 일시적으로 브리지를 형성하는 상태에 있을 때, 전기 전도성 기록액을 전기 분해에 의해 분해하기 위하여, 중간 전사체와 헤드 사이에 전압을 인가하는 전압 인가 유닛; 전기 전도성 기록액으로 이루어지고 중간 전사체 상에 지지되는 화상을 기록 재료로 전사하는 전사 유닛; 및 전기 전도성 기록액이 노즐로부터 토출되게 하는 구동 신호를 생성하는 토출 제어 유닛을 이용하는 화상 형성 방법이 제공된다. 여기에서, 상기 상태가 형성된 시간 간격 동안 메니스커스의 위치가 노즐의 외부에 배치되게 하도록 토출 제어 유닛에 의해 구동 신호를 생성함으로써, 화상이 형성된다.
실시예에 따르면, 화상 형성 장치는, 구동 신호에 따라 전기 전도성 기록액을 토출하는 노즐을 구비하는 헤드; 헤드에 의해 토출된 기록액이 가해지고 적어도 표면이 전기 전도성인 중간 전사체; 전기 전도성 기록액이 전기 분해에 의해 분해되도록 중간 전사체와 헤드 사이에 전압을 인가하는 전압 인가 유닛으로서, 전기 전도성 기록액은 헤드로부터 토출되어 헤드와 중간 전사체 사이에 전기 전도성 기록액이 일시적으로 브리지를 형성하는 상태에 있는 전압 인가 유닛; 전기 전도성 기록액으로 이루어지고 중간 전사체 상에 지지되는 화상을 기록 재료로 전사하는 전사 유닛; 및 전기 전도성 기록액을 노즐로부터 토출하기 위한 구동 신호를 생성하는 토출 제어 유닛을 포함한다. 화상 형성 장치 내의 토출 제어 유닛은, 상기 상태의 형성 동안 메니스커스의 위치가 노즐의 외부 측에 배치되게 하도록 구동 신호를 생성한다. 따라서, 화상 형성 장치는, 전기 전도성 기록액의 브리지가 형성될 때 메니스커스의 위치가 노즐의 외부 측에 배치되는 동안, 전기 분해에 의해 전기 전도성 기록액을 분해함으로써 전기 전도성 기록액의 액적의 번짐을 억제할 수 있다. 여기에서, 전기 전도성 기록액 이외의 처리액 또는 파우더는 추가되지 않고, 전기 전도성 기록액을 토출하는 헤드의 토출 성능이 보장된다. 또한, 화상 형성 장치는 고압 또는 대량의 전해액을 이용하지 않으면서 전기 분해에 의한 전기 전도성 기록액의 분해를 보장함으로써 전기 전도성 기록액의 액적의 번짐을 억제할 수 있다. 따라서, 에너지 소비, 운영 비용 및 리소스를 감소시킬 수 있는 화상 형성 장치가 제공될 수 있다. 또한, 화상 형성 장치는 고품질 화상을 형성할 수 있다.
토출 제어 유닛이 상기 상태를 형성하기 위한 제1 구동 신호와, 제1 구동 신호에 의해 형성된 상기 상태에서 전기 전도성 기록액을 노즐을 통해 추가로 토출하기 위한 제2 구동 신호를 생성하는 경우에, 전기 전도성 기록액을 토출하는 헤드의 토출 성능이 보장되고, 동시에, 전도성 기록액 이외에 처리액 및 파우더를 추가하지 않고서, 전기 전도성 기록액이 제2 구동 신호에 의해 추가로 토출되는 동안, 전기 전도성 기록액을 분해함으로써, 전기 전도성 기록액의 액적의 번짐이 상당히 억제될 수 있다. 또한, 전기 전도성 기록액의 액적의 번짐은 고압 또는 대량의 전해액을 이용하지 않으면서 전기 분해에 의한 전기 전도성 기록액의 분해를 보장함으로써 억제될 수 있다. 따라서, 에너지 소비, 운영 비용 및 리소스를 감소시킬 수 있고 고품질 화상을 형성할 수 있는 화상 형성 장치가 제공될 수 있다.
토출 제어 유닛이 노즐로부터 토출된 전기 전도성 기록액이 노즐로 복귀하게 하는 제2 구동 신호를 생성하는 경우, 전기 전도성 기록액을 토출하는 헤드의 토출 성능이 보장되고, 동시에, 전도성 기록액 이외에 처리액 및 파우더를 추가하지 않고서, 전기 전도성 기록액이 제2 구동 신호에 의해 추가로 토출되는 동안, 전기 전도성 기록액을 분해함으로써, 전기 전도성 기록액의 액적의 번짐이 상당히 억제될 수 있다. 또한, 전기 전도성 기록액의 액적의 번짐은 고압 또는 대량의 전해액을 이용하지 않으면서 전기 분해에 의한 전기 전도성 기록액의 분해를 보장함으로써 억제될 수 있다. 따라서, 에너지 소비, 운영 비용 및 리소스를 감소시킬 수 있고 고품질 화상을 형성할 수 있는 화상 형성 장치가 제공될 수 있다.
토출 제어 유닛이 제1 구동 신호와 제2 구동 신호 사이의 시간 간격이 노즐에서 진동 주기의 정수배가 되도록 제1 구동 신호와 제2 구동 신호 사이의 시간 간격을 조정하는 경우에, 전기 전도성 기록액을 토출하는 헤드의 토출 성능이 보장되고, 동시에, 전도성 기록액 이외에 처리액 및 파우더를 추가하지 않고서, 전기 전도성 기록액이 제2 구동 신호에 의해 적절한 타이밍에 추가로 토출되는 동안, 전기 전도성 기록액을 분해함으로써, 전기 전도성 기록액의 액적의 번짐이 상당히 억제될 수 있다. 또한, 전기 전도성 기록액의 액적의 번짐은 고압 또는 대량의 전해액을 이용하지 않으면서 전기 분해에 의한 전기 전도성 기록액의 분해를 보장함으로써 억제될 수 있다. 따라서, 에너지 소비, 운영 비용 및 리소스를 감소시킬 수 있고 고품질 화상을 형성할 수 있는 화상 형성 장치가 제공될 수 있다.
토출 제어 유닛이 제1 구동 신호와 제2 구동 신호 사이의 시간 간격이 노즐에서 진동 주기와 동일하도록 제1 구동 신호와 제2 구동 신호 사이의 시간 간격을 설정하는 경우에, 전기 전도성 기록액을 토출하는 헤드의 토출 성능이 보장되고, 동시에, 전도성 기록액 이외에 처리액 및 파우더를 추가하지 않고서, 전기 전도성 기록액이 제2 구동 신호에 의해 가장 적절한 타이밍에 추가로 토출되는 동안, 전기 전도성 기록액을 분해함으로써, 전기 전도성 기록액의 액적의 번짐이 상당히 억제될 수 있다. 또한, 전기 전도성 기록액의 액적의 번짐은 고압 또는 대량의 전해액을 이용하지 않으면서 전기 분해에 의한 전기 전도성 기록액의 분해를 보장함으로써 억제될 수 있다. 따라서, 에너지 소비, 운영 비용 및 리소스를 감소시킬 수 있고 고품질 화상을 형성할 수 있는 화상 형성 장치가 제공될 수 있다.
헤드가 헤드의 온도 또는 헤드 근처의 온도를 측정하는 온도 측정 유닛을 더 포함하고, 토출 제어 유닛이 온도 측정 유닛에 의해 측정된 온도에 기초하여 구동 신호를 생성하는 경우에, 전기 전도성 기록액을 토출하는 헤드의 토출 성능이 보장되고, 동시에, 전도성 기록액 이외에 처리액 및 파우더를 추가하지 않고서, 전기 전도성 기록액으로 브리지를 형성하는 때에 메니스커스의 위치가 노즐의 외부 측에 있는 상태에서, 환경 변동과 관련된 전기 전도성 기록액의 물성 변동에 대하여 맞추어진 구동 신호를 이용하여 전기 분해에 의해 전기 전도성 기록액를 분해하여 번짐 정도에서의 불균일을 감소시킴으로써, 전기 전도성 기록액의 액적의 번짐이 상당히 억제될 수 있다. 또한, 전기 전도성 기록액의 액적의 번짐은 고압 또는 대량의 전해액을 이용하지 않으면서 전기 분해에 의한 전기 전도성 기록액의 분해를 보장함으로써 억제될 수 있다. 따라서, 에너지 소비, 운영 비용 및 리소스를 감소시킬 수 있고 고품질 화상을 형성할 수 있는 화상 형성 장치가 제공될 수 있다.
화상 형성 장치가 상기 상태에서 전기 전도성 기록액에 걸쳐 흐르는 전류를 측정하는 전류 측정 유닛을 더 포함하고, 토출 제어 유닛이 전류 측정 유닛에 의해 측정된 전류에 기초하여 구동 신호를 생성하는 경우에, 전기 전도성 기록액을 토출하는 헤드의 토출 성능이 보장되고, 동시에, 전도성 기록액 이외에 처리액 및 파우더를 추가하지 않고서, 전기 전도성 기록액으로 브리지를 형성하는 때에 메니스커스의 위치가 노즐의 외부 측에 있는 상태에서, 브리지를 형성하는 때에 실시간으로 토출 상태에 대응하는 피드백으로 구동 신호가 생성되도록, 브리지를 형성하는 때에 측정된 전류에 기초하여 생성된 구동 신호를 이용하여 전기 전도성 기록액를 분해하여 번짐 정도에서의 불균일을 감소시킴으로써, 전기 전도성 기록액의 액적의 번짐이 상당히 억제될 수 있다. 또한, 전기 전도성 기록액의 액적의 번짐은 고압 또는 대량의 전해액을 이용하지 않으면서 전기 분해에 의한 전기 전도성 기록액의 분해를 보장함으로써 억제될 수 있다. 따라서, 에너지 소비, 운영 비용 및 리소스를 감소시킬 수 있고 고품질 화상을 형성할 수 있는 화상 형성 장치가 제공될 수 있다.
전기 전도성 기록액이 용매로서 물을 포함하고, 안료가 음이온 분산제에 의해 전기 전도성 기록액에서 분산되는 경우에, 그리고 전압 인가 유닛에 의한 전압의 인가 동안, 중간 전사체가 애노드로서 기능하는 경우에, 전기 전도성 기록액을 토출하는 헤드의 토출 성능이 보장되고, 동시에, 전도성 기록액 이외에 처리액 및 파우더를 추가하지 않고서, 전기 전도성 기록액으로 브리지를 형성하는 때에 메니스커스의 위치가 노즐의 외부 측에 있는 상태에서, 전기 전도성 기록액를 분해함으로써, 전기 전도성 기록액의 액적의 번짐이 상당히 억제될 수 있다. 또한, 전기 전도성 기록액의 액적의 번짐은 고압 또는 대량의 전해액을 이용하지 않으면서 전기 분해에 의한 전기 전도성 기록액의 분해를 보장함으로써 억제될 수 있다. 따라서, 에너지 소비, 운영 비용 및 리소스를 감소시킬 수 있고 고품질 화상을 형성할 수 있는 화상 형성 장치가 제공될 수 있다.
실시예에 따라, 화상 형성 방법에서, 다음의 유닛들이 이용된다, 즉, 구동 신호에 따라 전기 전도성 기록액을 토출하는 노즐을 구비하는 헤드; 헤드에 의해 토출된 기록액이 가해지고 적어도 표면이 전기 전도성인 중간 전사체; 전기 전도성 기록액이 상기 헤드로부터 토출되어, 기록액이 헤드와 중간 전사체 사이에서 일시적으로 브리지를 형성하는 상태에 있을 때, 전기 전도성 기록액이 전기 분해에 의해 분해되도록 중간 전사체와 헤드 사이에 전압을 인가하는 전압 인가 유닛; 전기 전도성 기록액으로 이루어지고 중간 전사체 상에 지지되는 화상을 기록 재료로 전사하는 전사 유닛; 및 전기 전도성 기록액을 노즐로부터 토출하기 위한 구동 신호를 생성하는 토출 제어 유닛이 이용된다. 따라서, 전기 전도성 기록액을 토출하는 헤드의 토출 성능이 보장되고, 동시에, 전도성 기록액 이외에 처리액 및 파우더를 추가하지 않고서, 전기 전도성 기록액으로 브리지를 형성하는 때에 메니스커스의 위치가 노즐의 외부 측에 있는 상태에서, 전기 분해에 의해 전기 전도성 기록액를 분해함으로써, 전기 전도성 기록액의 액적의 번짐이 상당히 억제될 수 있다. 또한, 전기 전도성 기록액의 액적의 번짐은 고압 또는 대량의 전해액을 이용하지 않으면서 전기 분해에 의한 전기 전도성 기록액의 분해를 보장함으로써 억제될 수 있다. 따라서, 에너지 소비, 운영 비용 및 리소스를 감소시킬 수 있고 고품질 화상을 형성할 수 있는 화상 형성 장치가 제공될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 화상 형성 장치의 개략적인 전면도이다;
도 2a 내지 2c는, 도 1에 도시된 화상 형성 장치에서, 전기 전도성 기록액이 헤드로부터 중간 전사체로 인가되는 동안의 상황을 도시하는 개략도이다;
도 3은, 도 1에 도시된 화상 형성 장치에서, 헤드로부터 토출된 전기 전도성 기록액에 포함된 안료가 프로톤을 통해 응집된 상태를 나타내는 개략도이다;
도 4는, 도 1에 도시된 화상 형성 장치에서, 캐소드 및 애노드 사이의 전기 전도성 기록액으로 이루어진 액체 기둥의 상태를 도시하는 개념도이다;
도 5a 및 5b는 기록액이 헤드와 중간 전사 벨트 사이에서 일시적으로 브리지를 형성하는 시간 구간 동안 메니스커스의 위치가 노즐의 외부 측에 배치되도록 구동 신호가 토출 제어 유닛에 의해 형성되는 것을 나타내는 개념도이다;
도 6a 내지 6d는 토출 제어 유닛에 의해 생성된 제1 신호 및 제2 신호의 예를 나타내는 개념도이다;
도 7은 화상이 적합하게 형성되었는지 여부를 확인하기 위하여 실험에서 사용된 평가 패턴의 개념도이다;
도 8은, 중간 전사체의 표면이 금속으로 이루어진 화상 형성 장치에서, 헤드로부터 토출된 전기 전도성 기록액에 포함된 안료가 프로톤과 금속 양이온을 통해 응집된 상태를 나타내는 개략도이다; 그리고,
도 9는, 중간 전사체의 표면이 금속으로 이루어진 화상 형성 장치에서, 표면이 탄성체로 이루어진 전사 화상 지지체를 갖는 화상 형성 장치의 구성의 일례를 도시하는 개략적인 전면도이다.
도 1은 일 실시예에 따른 화상 형성 장치(100)의 개략적인 도면이다. 화상 형성 장치(100)는 풀컬러 화상을 형성할 수 있는 잉크젯 프린터이다. 화상 형성 장치(100)는 화상 형성 장치(100)의 외부로부터 수신된 화상 정보에 대응하는 화상 신호에 기초하여 화상을 형성한다.
화상 형성 장치(100)는 복사용으로 일반적으로 사용되는 보통 용지에 더하여, 우편엽서 또는 봉투와 같은 투명 재질, 카드, 카드 보드로 이루어진 시트 형상의 기록 매체 상에 화상을 형성할 수 있다. 화상 형성 장치(100)는 전사 용지(S)의 한 면에 화상을 형성할 수 있는 단면 화상 형성 장치이다. 여기에서, 전사 용지(S)는 기록되는 재료인 용지 시트인 기록 매체이다. 그러나, 화상 형성 장치(100)는 전사 용지(S)의 양면에 화상을 형성할 수 있는 양면 화상 형성 장치일 수 있다.
화상 형성 장치(100)는 기록 헤드로서 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)를 포함한다. 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)는, 옐로우 잉크, 마젠타 잉크, 시안 잉크 및 블랙 잉크인 대응하는 전기 전도성 기록액(기록액)을 토출하는 기록액 토출체인 잉크 헤드이다. 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)는 옐로우 화상, 마젠타 화상, 시안 화상 및 블랙 화상을 각각 형성한다. 여기에서, 옐로우 화상, 마젠타 화상, 시안 화상 및 블랙 화상은 원 화상을 대응하는 색상으로 분해함으로써 획득된다.
헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)는 중간 전사체(37)의 외주면을 향하는 대응하는 위치에 배열된다. 여기에서, 중간 전사체(37)는 화상 형성 장치(100)의 본체(99)의 실질적으로 중심인 부분에 배열되는 중간 전사 드럼이다. 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)는 상류측으로부터 중간 전사체(37)의 이동 방향으로 이 순서로 배열된다. 여기에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 중간 전사체(37)의 이동 방향은 시계 방향인 A1으로 표시되는 방향이다. 도 1에서, 도면 부호에 이어지는 부호 Y, M, C 및 BK는 대응하는 요소가 옐로우, 마젠타, 시안 및 블랙의 색상에 대한 것이라는 것을 나타낸다.
헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)는 각각 잉크 토출 장치(60Y, 60M, 60C, 60BK) 내에 구비된다. 여기에서, 잉크 토출 장치(60Y, 60M, 60C, 60BK)는 각각 옐로우(Y) 화상, 마젠타(M) 화상, 시안(C) 화상 및 블랙(BK) 화상을 형성하기 위한 기록액 토출 장치이다. 그런데, 복수의 헤드(61Y)가 도 1의 용지면에 수직인 방향으로 배열되고, 잉크 토출 장치(60Y)에 구비된다. 유사하게, 복수의 헤드(61M), 복수의 헤드(61C) 및 복수의 헤드(61BK)가 도 1의 용지면에 수직인 방향으로 배열되고, 대응하는 잉크 토출 장치(60M, 60C, 60BK)에 구비된다.
화상은 중간 전사체(37)의 표면 상에 형성된다. 화상의 형성 동안, 옐로우, 마젠타, 시안 및 블랙 기록액이 순차적으로 인가되어 중첩되도록, 중간 전사체(37)가 A1 방향으로 회전하는 동안, 옐로우 기록액은 헤드(61Y)로부터 헤드(61Y)를 향하는 영역 상으로 토출되고, 마젠타 기록액은 헤드(61M)로부터 헤드(61M)를 향하는 영역 상으로 토출되고, 시안 기록액은 헤드(61C)로부터 헤드(61C)를 향하는 영역 상으로 토출되고, 블랙 기록액은 헤드(61BK)로부터 헤드(61BK)를 향하는 영역 상으로 토출된다. 전술한 바와 같이, 화상 형성 장치(100)는 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)가 중간 전사체(37)를 향하고 A1 방향으로 정렬되도록 앞뒤로 나란한 구조를 가진다.
헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)는, 옐로우 화상 영역, 마젠타 화상 영역, 시안 화상 영역 및 블랙 화상 영역이 중간 전사체(37) 상의 동일한 위치에 중첩되도록, 상류측에서 하류측으로 A1 방향으로 상이한 타이밍에 대응하는 기록액을 중간 전사체(37) 상으로 토출(인가)한다.
화상 형성 장치(100)는 잉크 토출 장치(60Y, 60M, 60C, 60BK); 이송 유닛(10); 용지 공급 유닛(20) 및 용지 배출 테이블(25)을 포함한다. 여기에서, 잉크 토출 장치(60Y, 60M, 60C, 60BK)는 각각 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)를 구비한다. 이송 유닛(10)은 중간 전사체(37)를 구비한다. 이송 유닛(10)은 전사 용지(S)가 A1 방향으로의 중간 전사체(37)의 회전에 따라 이송되는 용지 이송 유닛이다. 많은 전사 용지(S) 시트가 용지 공급 유닛(20) 상에 적재될 수 있다. 용지 공급 유닛(20)은 최상 위치에 위치되는 전사 용지(S) 시트를 이송 유닛(10)으로 향하여 전송한다. 이송 유닛(10)에 의해 이송된 많은 전사 용지(S) 시트는 용지 배출 테이블(25) 상에 적재될 수 있다. 여기에서, 화상은 전사 용지(25)의 시트 상에 형성된다. 다른 말로 하면, 인쇄가 전사 용지(25)의 시트에 대하여 완료된다.
또한, 화상 형성 장치(100)는 전압 인가 유닛(33)을 구비한다. 전압 인가 유닛(33)은 도 2b에 도시된 바와 같이 헤드로부터 옐로우 기록액이 헤드(61Y)로부터 토출된 직후에 옐로우 기록액이 옐로우 기록액으로 이루어진 액체 기둥이 일시적으로 헤드(61Y)와 중간 전사체(37) 사이에 브리지를 형성하고 있는 상태에 있는 동안 옐로우 기록액 내부에 전압을 인가하여, 전압차가 중간 전사체(37)와 헤드(61Y) 사이에 형성된다. 유사하게, 전압 인가 유닛(33)은 도 2b에 도시된 바와 같이 헤드로부터 마젠타, 시안 및 블랙 기록액이 헤드(61M, 61C, 61BK)로부터 토출된 직후에 마젠타, 시안 및 블랙 기록액이 마젠타, 시안 및 블랙 기록액으로 이루어진 액체 기둥이 일시적으로 헤드(61M, 61C, 61BK)와 중간 전사체(37) 사이에 브리지를 형성하고 있는 상태에 있는 동안 마젠타, 시안 및 블랙 기록액 내부에 전압을 인가하여, 전압차가 중간 전사체(37)와 헤드(61M, 61C, 61BK) 사이에 형성된다. 여기에서, 전류는 전극 산화 반응 또는 전극 환원 반응에 의해 발생된 전류 성분을 포함한다. 전압 인가 유닛(33)은 전술한 상태에서 기록액에 포함된 안료의 응집(후술됨)을 용이하게 하거나, 기록액의 점성의 증가를 용이하게 하는 전압 인가 유닛이다.
또한, 도 2a 내지 2c에 도시된 바와 같이, 화상 형성 장치(100)는 온도 센서(62)를 포함한다. 온도 센서(62)는 대응하는 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)의 온도를 측정하는 온도 측정 장치이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 화상 형성 장치(100)는 클리닝 유닛(34), 캐리지(50) 및 제어 유닛(40)을 더 구비한다. 여기에서, 클리닝 유닛(34)은 기록액이 전사 용지(S)로 전사된 후에 중간 전사체(37) 상에 잔류하는 기록액 등을 제거하기 위하여 중간 전사체(37)를 클리닝하기 위한 것이다. 캐리지(50)는 헤드(61Y, 61M, 61C, 6BK)를 통합하여 지지하는 헤드 지지체이다. 제어 유닛(40)은 화상 형성 장치(100)의 전체 동작을 제어하는 CPU와 메모리를 포함한다.
이송 유닛(10)은 중간 전사체(37)에 더하여 전사 유닛(64), 가이드 플레이트(39) 및 모터(미도시)를 포함한다. 전사 유닛(64)은, 중간 전사체(37)를 향하도록 위치되고, 중간 전사체(37)와 전사 롤러(38) 사이의 공간인 전사 영역(31)을 전사 용지(S)가 통과하는 동안, 중간 전사체(37) 상에 지지되는 기록액으로 이루어진 화상을 전사 용지(S) 상으로 전사한다. 가이드 플레이트(39)는 용지 공급 유닛(20)으로부터 전사 영역(31)으로 공급된 전사 용지(S)를 가이드한다. 또한, 가이드 플레이트(39)는 전사 영역(31)을 통과한 전사 용지(S)를 용지 배출 테이블(25)로 가이드한다. 모터는 중간 전사체(37)를 A1 방향으로 회전 구동한다. 전술한 바와 같이, 화상 형성 장치(100)는 화상이 중간 전사체(37)를 이용하여 전사 용지(S) 상에 간접적으로 형성되는 간접적인 방법을 채용한다.
전사 유닛(64)은 중간 전사체(37)에 의해 회전 구동되는 전사 롤러(38)를 포함한다. 여기에서, 전사 롤러(38)는 전사 용지(S) 상으로 전사되는 화상을 전사 용지(S)로 정착하기 위한 빌트인 히터를 포함할 수 있다. 또한, 이송 유닛(10)은 전사 롤러(38)에 의해 중간 전사체(37)로부터 전사 용지(S) 상으로 전사된 화상을 정착하기 위한 정착 롤러를 포함할 수 있다.
도 2a 내지 2c에 도시된 바와 같이, 중간 전사체(37)는 지지체(37a)와 표면층(37b)을 포함한다. 여기에서, 지지체(37a)는 전도성 기판이며, 알루미늄으로 이루어진다. 표면층(37b)은 지지체(37a) 상에 형성되고, 실리콘 고무로 이루어진다. 지지체(37a)의 재료는 알루미늄에 한정되지 않는다. 예를 들어, 지지체(37a)는, 금속이 충분한 강도를 가지고 있다면, 알루미늄 합금, 구리 또는 스테인리스 스틸과 같은 금속으로 이루어질 수 있다. 금속층(37b)의 재료는 실리콘 고무에 한정되지 않는다. 탄성 재료가 높은 분리성을 가지기 때문에, 전사 용지(S)에 대한 높은 추종성(followability)과 낮은 표면 에너지를 갖는 탄성 재료가 표면층(37b)의 재료로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 표면층(37b)은 우레탄 고무, 불소 고무 또는 니트릴 부타디엔 고무와 같은 재료일 수 있다.
표면층(37b)은, 중간 전사체(37)에 전기 전도도를 추가하기 위하여 카본, 플래티넘 또는 금의 미립자가 전도제(conducting agent)로서 분산된 고무 재료로 형성된 전기 전도성 고무로 이루어진 전기 전도층이다. 그러나, 전기 전도성 미립자가 증가되는 경우에, 표면층(37b)의 전기 전도도가 높아지는 반면, 표면층(37b)의 분리성이 낮아지는 트레이드 오프가 있다. 따라서, 전기 전도성 미립자의 양은 적절히 조정될 수 있다. 후술되는 바와 같이, 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)와 중간 전사체(37) 사이에서 일시적으로 브리지를 형성하는 기록액으로 이루어진 액체 기둥에 원하는 전압을 인가하기 위하여, 전기 전도성 고무의 체적 저항률은 103Ωcm 미만인 것이 바람직하다. 또한, 전기 전도성 고무의 체적 저항률은 기록액의 체적 저항률보다 더 낮은 것이 바람직하다.
표면층(37b)의 두께는 0.1 mm 내지 1 mm의 범위 내에 있을 수 있으며, 표면층(37b)의 두께는 0.2 mm 내지 0.6 mm의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 여기에서, 표면층(37b)는 필수 요소가 아니다. 예를 들어, 중간 전사체(37)는 지지체(37a)만을 포함할 수 있다. 또한, 중간 전사체(37)는 드럼 형성을 갖는 것에 한정되지 않는다. 중간 전사체(37)는 무한 벨트(endless belt)로서 형성될 수 있다. 또한, 중간 전사체(37)는 시트형 형상을 가질 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 용지 공급 유닛(20)은, 적어도, 용지 공급 트레이(21), 용지 공급 롤러(22), 새시(23) 및 모터(미도시)를 포함한다. 많은 전사 용지(S) 시트가 용지 공급 트레이(21) 상에 적재될 수 있다. 용지 공급 롤러(22)는 용지 공급 트레이(21) 상에 적재된 전사 용지(S) 시트 중 가장 위에 있는 전사 용지(S) 시트만을 공급한다. 새시(23)는 용지 공급 트레이(21)와 용지 공급 롤러(22)를 지지한다. 모터는, 공급 롤러의 회전을 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)로부터 대응하는 기록액을 토출하는 타이밍과 동기화하면서, 전사 용지(S)를 공급하도록 용지 공급 롤러(22)를 회전 구동한다.
헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)와 함께 캐리지(50)는 본체(99)에 탈착 가능하게 부착되어, 캐지리(50)는 예를 들어 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)가 악화될 때, 새로운 것으로 교체될 수 있고, 유지 보수를 용이하게 한다. 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)는 본체(99)에 개별적으로 탈착 가능하게 부착되어, 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)의 각각이, 예를 들어 그 헤드가 악화될 때, 새로운 것으로 교체될 수 있고, 유지 보수를 용이하게 한다. 이러한 방식으로 교체 및 유지 보수가 용이하게 된다.
잉크 토출 장치(60Y, 60M, 60C, 60BK)는 잉크 토출 장치(60Y, 60M, 60C, 60BK)에 대하여 사용되는 기록액의 색상이 다르다는 점에서 서로 상이하다. 이 점을 제외하고는, 잉크 토출 장치(60Y, 60M, 60C, 60BK)는 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 잉크 토출 장치(60Y)에서, 복수의 헤드(61Y)가 메인 스캔 방향으로 배열된다. 유사하게, 잉크 토출 장치(60M, 60C, 60BK)에서, 복수의 헤드(61M, 61C, 61BK)가 각각 메인 스캔 방향으로 배열된다. 따라서, 잉크 토출 장치(60Y, 60M, 60C, 60BK)와 함께 화상 형성 장치(100)는 고정된 헤드를 갖는 풀라인(full-line) 타입의 화상 형성 장치이다.
잉크 토출 장치(60Y, 60M, 60C, 60BK)는 대응하는 카트리지(81Y, 81M, 81C, 81BK), 대응하는 펌프(미도시) 및 대응하는 분배기 탱크(미도시)를 포함한다. 잉크 카트리지(81Y, 81M, 81C, 81BK)는 대응하는 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)에 공급되는 대응하는 색상의 기록액을 저장하는 메인 탱크이다. 펌프는 대응하는 카트리지(81Y, 81M, 81C, 81BK)에 저장된 기록액을 대응하는 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)에 공급한다. 분배기 탱크는 대응하는 카트리지(81Y, 81M, 81C, 81BK)로부터 공급된 기록액을 대응하는 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)로 분배한다.
잉크 토출 장치(60Y, 60M, 60C, 60BK)는 대응하는 잉크량 검출 센서(미도시); 펌프와 함께 잉크 카트리지(81Y, 81M, 81C, 81BK)와 분배기 탱크 사이의 기록액을 위한 대응하는 제1 공급 채널을 형성하는 대응하는 제1 파이프(미도시); 및 분배기 탱크와 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK) 사이의 기록액을 위한 대응하는 제2 공급 채널을 형성하는 대응하는 제2 파이프(미도시)를 더 포함한다. 잉크량 검출 센서는 대응하는 분배기 탱크 내의 대응하는 기록액의 부족을 검출하도록 대응하는 분배기 탱크 내의 대응하는 기록액의 양을 검출한다.
잉크 카트리지(81Y, 81M, 81C, 81BK)는 본체(99)에 탈착 가능하게 부착되어, 잉크 카트리지(81Y, 81M, 81C, 81BK)의 각각이, 예를 들어 잉크 카트리지 내의 기록액이 부족하게 될 때, 새로운 것으로 교체될 수 있어, 유지 보수를 용이하게 한다.
펌프의 동작은 제어 유닛(40)에 의해 제어된다. 구체적으로는, 대응하는 분배기 탱크 내의 기록액의 부족이 잉크량 검출 센서에 의해 검출되면, 잉크 카트리지(81Y, 81M, 81C, 81BK) 내의 기록액을 분배기 탱크로 분배하도록, 펌프는 부족이 검출되지 않을 때까지 구동된다. 이러한 점에서, 제어 유닛(40)은 기록액 공급 제어 유닛인 잉크 공급 제어 유닛으로서 기능한다. 구체적으로 설명되지 않는 경우에도, 부품이 화상 형성 장치(100) 내에서 구동된다면, 제어 유닛(40)은 화상 형성 장치(100) 내의 부품의 동작을 제어한다.
기록액은 옐로우, 마젠타, 시안 및 블랙에 대응하는 착색제; 대응하는 착색제를 분산시키는 음이온 분산제; 및 용매를 포함한다. 착색제 및 분산제 때문에, 대응하는 기록액 내의 잉크 성분은 음이온성 기를 가진다. 용매는 안전을 위해서 그리고 전기 분해를 발생시키는 전도도를 위해 물을 포함한다(후술됨). 기록액의 각각은 전기 전도성 잉크이며 동시에 수용성 잉크인 수용성 기록액이다. 또한, 기록액은 보존 안정성을 위하여 알카리성인 것이 바람직하다.
기록액에서 착색제로 이용되는 안료는 특별히 제한되지 않는다. 그러나, 오렌지 또는 옐로우 안료로서, 다음이 고려될 수 있다: C.I. 안료 오렌지 31, C.I. 안료 오렌지 43, C.I. 안료 옐로우 12, C.I. 안료 옐로우 13, C.I. 안료 옐로우 14, C.I. 안료 옐로우 15, C.I. 안료 옐로우 17, C.I. 안료 옐로우 74, C.I. 안료 옐로우 93, C.I. 안료 옐로우 94, C.I. 안료 옐로우 128, C.I. 안료 옐로우 138, C.I. 안료 옐로우 151, C.I. 안료 옐로우 155, C.I. 안료 옐로우 180 및 C.I. 안료 옐로우 185. 또한, 레드 또는 마젠타 안료로서, 다음이 고려될 수 있다: C.I. 안료 레드 2, C.I. 안료 레드 3, C.I. 안료 레드 5, C.I. 안료 레드 6, C.I. 안료 레드 7, C.I. 안료 레드 15, C.I. 안료 레드 16, C.I. 안료 레드 48:1, C.I. 안료 레드 53:1, C.I. 안료 레드 57:1, C.I. 안료 레드 122, C.I. 안료 레드 123, C.I. 안료 레드 139, C.I. 안료 레드 144, C.I. 안료 레드 149, C.I. 안료 레드 166, C.I. 안료 레드 177, C.I. 안료 레드 178 및 C.I. 안료 레드 222. 또한, 그린 또는 시안 안료로서, 다음이 고려될 수 있다: C.I. 안료 블루 15, C.I. 안료 블루 15:2, C.I. 안료 블루 15:3, C.I. 안료 블루 16, C.I. 안료 블루 60 및 C.I. 안료 블루 7. 또한, 블랙 안료로서, C.I. 안료 블랙 1, C.I. 안료 블랙 6 및 C.I. 안료 블랙 7이 고려될 수 있다. 대응하는 기록액 내의 안료의 함량은 일반적으로 0.1 내지 40 질량%의 범위 내이다. 바람직하게는, 이 함량은 1 내지 30 질량%이며, 더욱 바람직하게는, 이 함량은 2 내지 20 질량%이다.
전기 분해에 의해 기록액 내에 물을 분해하기 위하여, 이온 전도성을 증가시키기 위한 전해질 성분이 첨가될 수 있다. 기록액에 첨가되는 전해질 성분으로서, 다음이 고려될 수 있다: 염화나트륨, 염화칼륨, 염화리튬, 염화루비듐, 브롬화나트륨, 요오드화나트륨, 황산나트륨, 아황산나트륨, 아황산수소나트륨, 티오황산나트륨, 황산칼륨, 질산나트륨, 아질산나트륨, 질산칼륨, 인산나트륨, 탄산나트륨 및 중탄산나트륨과 같은 무기 알칼리 금속염; 아세트산나트륨, 아세트산칼륨, 옥살산나트륨, 구연산나트륨, 구연산수소나트륨, 구연산칼륨, 구연산수소칼륨과 같은 유기 알칼리 금속염; 및 염화암모늄, 질산암모늄, 황산암모늄, 염화테트라메틸암모늄, 질산테트라메틸암모늄 및 염화콜린 등의 유기 암모늄염.
2가 이상의 다가 금속염은 예를 들어, 착색제 또는 ABA형 양친매성 고분자의 용해도 또는 분산성을 해칠 수 있다. 따라서, 1가의 금속염이 바람직하다. 특히, 전해질 성분으로서 4차 암모늄염을 첨가하는 것이 바람직하다. 이는, 전하가 4차 암모늄 이온 내의 중심 원소에 결합된 알킬기에 의해서 분산되므로, 4차 암모늄 이온과 착색제 사이의 상호작용 및 4차 암모늄 이온과 ABA형 양친매성 고분자 사이의 상호작용이 작고, 4차 암모늄 이온이 기록액 내에 안정적으로 존재하기 때문이다. 또한, 4차 암모늄 이온은 물과 클러스터를 형성하지 않으려는 경향이 있기 때문에, 착색제 또는 ABA형 양친매성 고분자의 용해 또는 분산에 필요한 수화수를 빼앗을 가능성도 낮다. 더 작은 분자량을 갖는 화합물은 더 높은 도전율/분자량(몰 이온 전도도)을 갖는다. 4차 암모늄염 중에서, 테트라메틸암모늄염이 특히 바람직하다. 또한, 카운터 이온으로서, 염화이온, 질산이온 및 황산이온이 고려될 수 있다. 그러나, 염화이온은 애노드에 전극 반응을 일으켜서 염소의 발생을 초래할 수 있다. 따라서, 질산이온 및 황산이온이 상대적으로 비활성이므로, 질산이온 또는 황산이온이 바람직하다.
음이온 분산제는 고분자 분산제와 같은 고분자형 음이온 분산제, 또는 계면활성제와 같은 저분자형 음이온 분산제를 포함하는 것이 바람직하다. 음이온성 기를 갖는 고분자형 분산제의 예는, 폴리아크릴산 및 그 염; 폴리메타크릴산 및 그 염; 아크릴산과 아크릴로니트릴의 공중합체 및 그 염; 아크릴산과 아크릴산알킬에스테르의 공중합체 및 그 염; 스티렌과 아크릴산의 공중합체 및 그 염; 스티렌과 메타크릴산의 공중합체 및 그 염; 스티렌, 아크릴산과 아크릴산알킬에스테르의 공중합체 및 그 염; 스티렌, 메타크릴산과 아크릴산알킬에스테르의 공중합체 및 그 염; 스티렌, α-메틸스티렌과 아크릴산의 공중합체 및 그 염; 스틸렌, α-메틸스티렌, 아크릴산과 아크릴산알킬에스테르의 공중합체 및 그 염; 스티렌과 말레산의 공중합체 및 그 염; 비닐나프탈렌과 말레산의 공중합체 및 그 염; 아세트산비닐과 에틸렌의 공중합체 및 그 염; 아세트산비닐과 크로톤산의 공중합체 및 그 염; 아세트산비닐과 이크릴산의 공중합체 및 그 염; 및 β-나프타렌설폰산-포름알데히드의 축합물이 있다.
이러한 음이온성 고분자는, 물의 전기 분해 도중에 발생된 수소와 반응하여 응집된다. 따라서, 응집성의 관점에서, 자가 분산 안료만을 사용하는 것보다 자가 분산 안료에 이러한 음이온성 고분자를 첨가시키는 것이 바람직하다. 또한, 이러한 음이온성 고분자는 착색제를 접착시키는 기능을 가지므로, 이러한 음이온성 고분자의 첨가는 전사 과정 동안에, 중간 전사체(37)로부터 전사 용지(S) 상으로 화상을 전사하는 전사율을 향상시킨다.
음이온성 기를 갖는 저분자량 음이온 분산제의 구체적인 예는 다음의 성분(들)을 함유하는 분산제를 포함한다: 올레산 및 그 염, 라우르산 및 그 염, 베헨산 및 그 염, 스테아르산 및 그 염, 또는 이러한 지방산 및 그 염, 도데실설폰산 및 그 염, 데실설폰산 및 그 염, 또는 이러한 알킬설폰산 및 그 염, 라우릴설페이트 또은 올레일설페이트 등의 알킬설폰산에스테르류, 도데실벤젠설폰산 및 그 염, 라우릴벤젠설폰산 및 그 염, 또는 이러한 알킬벤젠설폰산 및 그 염, 디옥틸설포숙신산 및 그 염, 디헥실설포숙신산 및 그 염, 또는 이러한 디알킬설포숙신산 및 그 염, 나프틸설폰산 및 그 염, 나프틸카르본산 및 그 염, 또는 이러한 방향족 음이온 계면활성제, 폴리옥시에틸렌 알킬에테르 아세트산염, 폴리옥시에틸렌 알킬에테르 포스폰산염, 폴리옥시에틸렌 알킬에테르 설폰산염, 플루오르화 알킬카르본산 및 그 염 또는 플루오르화 알킬설폰산 및 그 염 등의 플루오르화 음이온 계면활성제.
기록액에 대하여, 물이 주요 액체 매질로서 사용된다. 그러나, 기록액이 원하는 특성을 갖도록 기록액의 물성을 조정하기 위해, 또는 건조된 기록액에 의해 발생되는 노즐(61C)의 막힘을 방지하기 위해, 후술되는 수용성 유기 용매를 보습제로서 사용하는 것이 바람직하다.
수용성 유기 용매의 구체적인 예는 다음을 포함한다: 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,3-프로판디올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 글리세린, 1,2,6-헥산트리올, 2-에틸-1,3-헥산디올, 1,2,4-부탄트리올, 1,2,3-부탄트리올 및 3-메틸펜탄-1,3,5-트리올과 같은 폴리올; 에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 트리에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 테트라에틸렌글리콜 모노메틸에테르 및 프로필렌글리콜 모노에틸에테르와 같은 다가알코올 알킬에테르; 에틸렌글리콜 모노페닐에테르 및 에틸렌글리콜 모노벤질에테르와 같은 다가알코올 아릴에테르; N-메틸-2-피롤리돈, N-히드록시에틸-2-피롤리돈, 2-피롤리돈, 1,3-디메틸이미다졸리디논 및 ε-카프로락탐과 같은 질소 함유 헤테로시클릭 화합물; 포름아미드, N-메틸포름아미드 및 N,N-디메틸포름아미드와 같은 아미드; 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 모노에틸아민, 디에틸아민 및 트리에틸아민과 같은 아민; 디메틸설폭시드, 설포런(sulpholane) 및 티오디에탄올과 같은 황 함유 화합물; 및 프로필렌 카보네이트, 에틸렌 카보네이트 및 γ-부티로락톤. 여기에서, 2 이상의 종류의 수용성 유기 용매가 동시에 사용될 수 있다.
또한, 다른 보습 성분으로서, 소르비톨 등의 당 알코올; 히알론산 등의 다당류; 및 폴리에틸렌글리콜과 같은 고분자가 사용될 수 있다. 또한, 요소, 락트산, 구연산염 및 아미노산과 같은 천연 보습 성분이 사용될 수 있다. 이러한 용매는 물과 함께 단독으로 사용될 수 있다. 이 대신에, 이러한 용매 몇 가지가 물과 함께 혼합하여 사용할 수 있다. 이러한 수용성 유기 용매의 함량에 대한 제한은 없다. 그러나, 수용성 유기 용매의 함량은 잉크 총량의 1 질량% 내지 60 질량%의 범위 이내인 것이 바람직하다. 또한, 수용성 유기 용매의 함량은 잉크 총량의 10 질량% 내지 40 질량%의 범위 이내인 것이 더욱 바람직하다.
기록액은, ABA형 양친매성 고분자 및 카르본산계 계면활성제를 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, ABA형 양친매성 고분자는 소수성 A-세그먼트 및 친수성 B-세그먼트를 포함한다. 카르본산계 계면활성제는 ABA형 양친매성 고분자를 전술한 수성 용매에 용해 또는 분산되게 한다.
ABA형 양친매성 고분자의 소수성 A-세그먼트로서, 즉 소수성 A-블록으로서, 이하의 어느 것이라도 적용될 수 있다. 예를 들어, 도데실, 트리데실, 테트라데실, 펜타데실, 헥사데실, 헵타데실, 옥타데실, 노나데실 및 에이코실과 같은 탄소수 12 이상의 직쇄 알킬기가 고려될 수 있다. 또한, 분지형 알킬기로서, 2-데실 도데실, 2-도데실 도데실 및 2-데실 헥사데실의 조합과 같은 것이 고려될 수 있다. 또한, 방향족 함유 알킬기로서, 페닐알킬, 디페닐알킬, 트리페닐알킬, 나프틸알킬, 디나프틸알킬, 트리나프틸알킬 및 안트라세닐알킬 등이 고려될 수 있다. 또한, 분기점으로서 벤젠 고리를 갖는 분지형 알킬기인, 페닐기 함유 알킬기로서, 디알킬페닐알킬 및 트리알킬페닐알킬과 같은 것이 고려될 수 있다. 또한, 시클릭 알킬기 함유 알킬기로서, 시클로헥실알킬, 디알킬-시클로헥실알킬, 트리알킬-시클로헥실알킬, 시클로펜틸알킬, 디알킬시클로펜틸알킬 및 트리알킬-시클로펜틸알킬과 같은 것이 고려될 수 있다. 전술한 바와 같이, 소수성 A-블록은 직쇄 알킬기, 분지형 알킬기, 시클릭 알킬기 및 페닐기 중 적어도 하나를 함유하는 것이 바람직하다.
또한, 소수성 A-블록은 소수성 모노머로 이루어진 블록 고분자일 수 있다. 소수성 모노머의 예는 스티렌 고분자, 아크릴산알킬 고분자, 메타크릴산알킬 고분자, 아크릴아미드알킬 고분자 및 메타크릴아미드알킬 고분자를 포함한다.
ABA형 양친매성 고분자의 친수성 B-세그먼트로서, 즉 친수성 B-블록으로서, 블록이 수성 용매에 친화성을 가진다면 어느 블록이라도 채용될 수 있다. 소수성 회합에 의한 물리적 가교에 의하여 수성 용매 내에 잉크 성분의 점도를 증가시키기 위해, 친수성 B-블록의 사슬 길이는 소수성 A-블록의 사슬 길이보다 충분히 긴 것이 요구될 수 있다. 이러한 ABA형 양친매성 고분자의 예는, 직쇄 폴리에틸렌 옥사이드를 포함하는 에틸렌 옥사이드의 100개 이상의 모노머 분자로 이루어진 고분자 및 프로필렌 옥사이드의 100개 이상의 모노머 분자로 이루어진 고분자를 포함한다. 친수성 B-블록은, 친수성 부분이 분기된 다중 분지형 폴리에틸렌 옥사이드를 포함하는 4-Arms 구조 또는 6-Arms 구조를 가질 수 있다. 여기서, "Aarms"는 소수성 A-블록을 의미한다. 상술한 바와 같이, 친수성 B-블록은, 직쇄 폴리에틸렌 옥사이드 및 다중 분지형 폴리에틸렌 옥사이드 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, ABA형 양친매성 고분자는 3개 이상의 소수성 A-블록을 포함하는 AnB형 양친매성 고분자인 것이 바람직하다. 이것은, ABA형 양친매성 고분자가 3개 이상의 소수성 A-블록을 포함하는 AnB형 양친매성 고분자인 경우, A-세그멘트들 사이의 소수성 회합이 발생하는 경향이 있고, pH 변화에 대한 점도 반응성이 향상되기 때문이다. 또한, ABA형 양친매성 고분자에서 "ABA형"이란, 친수성 B-블록을 중심으로 친수성 B-블록과 복수의 소수성 A-블록이 결합되도록, ABA형 양친매성 고분자가 구조를 갖는 것을 의미한다.
또한, 친수성 B-블록으로서, 비닐알코올 고분자, 비닐에테르 고분자, 비닐피롤리돈 고분자, 아크릴아미드 고분자, 메타크릴아미드 고분자 및 이들의 유도체가 고려될 수 있다. 또한, 친수성 B-블록은 이온성일 수 있고, 친수성 B-블록으로서, 아크릴산염 고분자, 메타크릴산염 고분자, 아크릴산알킬 4차 암모늄염의 고분자, 메타크릴산알킬 4차 암모늄염의 고분자, 아크릴아미드알킬 4차 암모늄염의 고분자 및 스티렌설폰산염의 고분자가 고려될 수 있다. 또한, 친수성 B-블록으로서, 다음이 고려될 수 있다: 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 히드록시에틸 셀룰로오스 및 카르복시메틸 셀룰로오스와 같은 셀룰로오스 유도체; 메틸 스타치, 에틸 스타치, 히드록시에틸 스타치 및 카르복시메틸 스타치와 같은 스타치 유도체; 알긴산 프로필렌 글리콜과 같은 알긴산 유도체; 젤라틴, 카제인, 알부민 및 콜라겐과 같은 동물계 고분자의 유도체; 구아검, 로커스트빈검, 퀸스시드검 및 카라기난과 같은 식물계 고분자의 유도체; 및 잔탄검, 덱스트란, 히아루론산, 풀루란 및 커드란과 같은 미생물계 고분자의 유도체. 소수성 A-블록과 친수성 B-블록 사이의 임의의 화학 결합은, 그 화학 결합이 안정적인 한, 충분하다. 화학 결합의 예는 에테르 연결, 우레탄 결합, 아미드 결합 및 에스테르 결합을 포함한다.
ABA형 양친매성 고분자가 수성 용매에 용해 또는 분산하게 하는 임의의 카르본산계 계면활성제는, 그 카르본산계 계면활성제가 소수성 알킬 부분과 카르본산염으로 구성되는 것이라면, 어느 것이라도 이용될 수 있다. 이러한 카르본산염의 예는, 카프로산 나트륨, 카프로산 칼륨, 카프릴산 나트륨, 카프릴산 칼륨, 카프르산 나트륨, 카프르산 칼륨, 라우린산 나트륨, 라우린산 칼륨, 미리스트산 나트륨, 미리스트산 칼륨, 팔미트산 나트륨, 팔미트산 칼륨, 스테아르산 나트륨, 및 스테아르산 칼륨과 같은 지방산 염을 포함한다.
후술하는 바와 같이, 기록액 내에 포함된 수성 잉크 조성물의 점도는 기록액의 pH 레벨에 따라 변화한다. 그러나, 본 실시예에 따른 기록액의 pH 레벨의 변화는, 프로톤이 잉크 조성물에 공급되는 것을 의미한다. 약산 염인 카르본산 이온의 프로톤화에 대한 pH 레벨의 지수로서, pKa가 이용될 수 있다. 지방산 염에 대한 pKa 값의 범위는 7 내지 9이고, 더 높은 pKa 값이 바람직하다.
ABA형 양친매성 고분자의 평균 분자량에 대한 특별한 제한은 없다. ABA형 양친매성 고분자가 카르본산계 계면활성제에 의해 완전하게 용해 또는 분산된 상태에서의 잉크젯 토출 성능을 고려하면, 분자량이 작은 것이 바람직하다. 그러나, 기록액이 이송 용지에 점착된 이후 점도가 증가된 상태의 강도를 고려하면, 고분자의 분자량이 큰 것이 바람직하다. 따라서, ABA형 양친매성 고분자의 분자량은 10,000 이상 내지 100,000 이하인 것이 바람직하다. 또한, ABA형 양친매성 고분자의 분자량은 20,000 이상 내지 50,000 이하인 것이 보다 바람직하다. 고분자 부분의 반복 수는 100개 이상의 모노머 분자 내지 1000개 이하의 모노머 분자인 것이 바람직하다. 잉크 조성물 내의 고분자의 농도는 0.1 질량% 이상 내지 10 질량% 이하의 범위인 것이 바람직하다. 그 농도는 0.5 질량% 이상 내지 5 질량% 이하의 범위인 것이 보다 바람직하다.
기록액의 토출 동안의 기록액의 점도는 1 mPa·s 내지 20 mPa·s의 범위이다. 그 점도는 2 mPa·s 내지 8 mPa·s의 범위인 것이 바람직하다. 기록액이 이송 용지에 점착된 후의 pH 레벨의 변화(후술함)로 인하여, 기록액의 점도는 토출 동안의 기록액의 점도의 적어도 10배, 바람직하게는 100배, 더욱 바람직하게는 적어도 1000배만큼 증가한다. 전술한 기록액의 물성에 더하여, 기록액의 표면 장력은 10 mN/m 내지 60 mN/m의 범위 이내, 바람직하게는 20 mN/m 내지 50 mN/m의 범위 이내이고, 기록액의 전도율은 0.01 S/m 내지 3 S/m의 범위 이내, 바람직하게는 0.02 S/m 내지 1 S/m의 범위 이내인 것이 바람직하다.
도 2a 내지 2c에 도시된 바와 같이, 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)의 각각은 노즐 플레이트(61a), 노즐(61b), 잉크 챔버(61c) 및 잉크 토출 유닛(미도시)을 포함한다. 도 2a 내지 2c에서, 노즐 플레이트(61a)는 기록액이 토출되는 측에 배치되어 아래로 향한다. 노즐(61b)은 노즐 플레이트(61a) 내에 형성된다. 기록액은 대응하는 분배기 탱크로부터 잉크 챔버(61c)로 공급된다. 잉크 챔버(61c)는 기록액으로 채워진다. 잉크 토출 유닛은 잉크 챔버(61c) 내의 기록액이 노즐(61b)로부터 토출되게 한다. 복수의 세트의 노즐 플레이트(61a), 노즐(61b), 잉크 챔버(61c) 및 잉크 토출 유닛이 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)에 구비된다. 그러나, 도 2a 내지 2c에서, 단지 한 세트의 노즐 플레이트(61a), 노즐(61b), 잉크 챔버(61c) 및 잉크 토출 유닛이 도시된다. 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)는 대응하는 노즐 플레이트(61a)를 구비한다. 그러나, 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)의 각각에서, 대응하는 노즐 플레이트(61a)는 헤드 내에 포함된 모든 노즐(61b)에 대하여 공통이다.
노즐 플레이트(61a)는 중간 전사체(37)를 향하는 측에서 기판 상에 형성된 방수막과 전기 전도성 기판을 포함한다. 방수성을 가지는 한, 방수막은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 방수막은 불소계 방수제 또는 실리콘계 방수제를 기판에 인가함으로써, 또는 불소계 고분자 또는 불소-금속 합성 아공융 합금(eutectoid)으로 기판을 코팅함으로써 형성될 수 있다. 노즐 플레이트(61a)는, 노즐 플레이트(61a)와 잉크 챔버(61c) 내의 기록액 사이의 계면을 형성하는 계면 형성부인 잉크 챔버(61c)의 측에 있는 표면을 포함한다. 후술되는 바와 같이, 노즐 플레이트(61a)는 캐소드로서 기능한다.
전체 노즐 플레이트(61a)는 전기 전도성이다. 이 대신에, 노즐 플레이트(61a)가 잉크 챔버(61c) 측만이 전기 전도성으로 처리되는 부재이거나, 또는 노즐 플레이트(61a)가 잉크 챔버(61c) 측에 배치된 전기 전도성 부재 및 중간 전사체(37) 측에 배치된 절연 부재로 이루어질 수 있다.
후술되는 바와 같이, 노즐 플레이트(61a)의 전기 전도성 부분이 캐소드로서 기능하기 때문에, 전기 전도성 부분은 금속 용리에 대한 저항성을 가지는 재료로 이루어지는 것이 요구되지 않을 수 있다. 노즐 플레이트(61a)의 전기 전도성 부분은 금속 또는 카본과 같은 높은 전기 전도도를 갖는 재료로 이루어질 수 있다.
노즐 플레이트(61a)는, 노즐 플레이트(61a)와 중간 전사체(37) 사이의 거리가 50 ㎛ 내지 200 ㎛가 되도록 배치된다. 노즐 플레이트(61a)와 중간 전사체(37) 사이의 거리가 50 ㎛ 미만이면, 중간 전사체(37)와 노즐 플레이트(61a) 사이의 거리를 유지하는 것이 어려울 수 있다. 한편, 노즐 플레이트(61a)와 중간 전사체(37) 사이의 거리가 200 ㎛보다 크면, 액체 기둥의 브리지(후술됨)가 형성되지 않을 수 있다. 여기에서, 거리가 유지될 수 있다면, 노즐 플레이트(61a)와 중간 전사체(37) 사이의 거리는 50 ㎛ 미만일 수 있다. 유사하게, 안정된 액체 기둥 브리지가 형성될 수 있다면, 노즐 플레이트(61a)와 중간 전사체(37) 사이의 거리가 200 ㎛ 이상일 수 있다.
잉크 토출 유닛은 기록액이 노즐(61b)을 통해 액적으로서 토출되게 하고 토출된 액적이 전사 용지(S)에 부착되게 하는 압전 소자를 포함한다. 잉크 토출 유닛은 제어 유닛(40)으로부터 인가된 전압 펄스인 구동 신호에 따라 기록액을 노즐(61b)로부터 압전 소자로 토출한다. 이러한 점에서, 제어 유닛(40)은 잉크 토출 제어 유닛으로서 기능한다. 잉크 토출 제어 유닛으로서 기능하는 제어 유닛(40)은 압전 소자를 구동하고 사전 결정된 신호 파형, 즉 사전 결정된 구동 파형을 이용하여 노즐(61b)을 통해 기록액이 토출되게 하는 구동 신호를 생성한다. 그 다음, 제어 유닛(40)은 생성된 구동 신호를 압전 소자에 입력한다.
이러한 방식으로, 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK), 더욱 구체적으로는, 대응하는 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)에 구비된 노즐(61b)은 잉크 토출 제어 유닛으로서 기능하는 제어 유닛(40)에 의해 생성된 구동 신호에 따라 대응하는 기록액을 토출한다.
잉크 토출 유닛에 구비된 액추에이터는 압전 방식과 같이 소자가 그 형상을 변경하는 다른 종류의 가동 액추에이터일 수 있다. 이 대신에, 잉크 토출 유닛은 열 방식과 같은 가열 방식에 기초하여 노즐(61b)을 통해 기록액을 토출할 수 있다.
전압 인가부(33)는 전원(33a), 전기 회로(미도시), 전류 센서(35) 및 전압 인가 제어 유닛을 포함한다. 전기 회로는 전원(33a)을 지지체(37a)에 연결하고, 전원(33a)을 노즐 플레이트(61a)에 연결한다. 전류 센서(35)는 전기 회로에 연결되어, 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK) 중 대응하는 것과 중간 전사체(37) 사이에 기록액이 브리지를 일시적으로 형성할 때, 기록액에 걸쳐 흐르는 전류를 측정한다. 전압 인가 제어 유닛은 제어 유닛(40)의 기능의 일부로서 실현된다. 전압 인가 제어 유닛은 전원(33a)으로부터 전압을 인가하는 타이밍과 전압이 인가되는 시간 간격을 제어한다. 전압 인가 제어 유닛으로서의 제어 유닛(40)은 전원(33a)으로부터의 전압을 변경하는 전압 변경 유닛으로서도 기능한다.
전원(33a)의 애노드는 지지체(37a)에 연결되고, 전원(33a)의 캐소드는 노즐 플레이트(61a)에 연결된다. 따라서, 전압 인가 유닛(33)은 아노드로서의 중간 전사체(37)와 캐소드로서의 노즐 플레이트(61a)를 포함한다.
본 실시예에서, 전류 센서(35)는, 후술되는 바와 같이, 화상을 형성하기 전에, 아이들(idle) 토출 동안의 전류를 측정한다. 그러나, 전류 센서(35)는 화상을 형성하기 위하여 기록액이 토출되고 있는 동안에 전류를 측정할 수 있다. 전류 센서(35)는 측정된 전류를 제어 유닛(40)에 입력한다.
온도 센서(62)는, 대응하는 기록액의 사용 환경에서의 온도 변화와 관련된 대응하는 기록액의 물성의 변화를 검출하기 위하여, 대응하는 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)의 온도, 더욱 구체적으로는, 대응하는 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK) 내부의 온도를 측정한다. 여기에서, 온도 센서(62)는 대응하는 기록액의 온도를 실질적으로 측정한다. 이 대신에, 온도 센서(62)는 대응하는 기록액의 온도를 직접 측정할 수 있다. 이에 더하여, 온도 센서(62)가 대응하는 기록액의 사용 환경에서의 온도 변화에 관련된 대응하는 기록액의 물성의 변경을 검출할 수 있다면, 내부에서 온도 센서(62)가 대응하는 기록액의 온도를 실질적으로 측정할 수 있는, 대응하는 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)의 근처에 온도 센서(62)가 배치될 수 있어, 대응하는 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)의 온도를 측정한다. 온도 센서(62)는 측정된 온도를 제어 유닛(40)에 입력한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 클리닝 유닛(34)은 클리닝 부재와 클리닝 블레이드를 포함한다. 여기에서, 클리닝 부재는, 클리닝 부재가 중간 전사체(37)의 회전 방향에 대하여 기울어지는 동안 중간 전사체(37)와 접촉하는 탄성체로서 고무로 이루어진다. 클리닝 유닛(34)은 클리닝 블레이드에 더하여 클리닝 부재로서 클리닝 롤러를 포함할 수 있다.
전술한 구성을 갖는 화상 형성 장치(100)에서, 화상 형성을 개시하는 사전 결정된 신호가 입력되면, 중간 전사체(37)는 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)를 향하면서 A1 방향으로 회전한다. 이 과정에서, 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)는 옐로우, 마젠타, 시안 및 블랙의 대응하는 기록액을 상이한 타이밍에 상류측으로부터 하류측으로 A1 방향으로 토출하여, 옐로우 기록액, 마젠타 기록액, 시안 기록액 및 블랙 기록액이 순차적으로 중첩되어 옐로우 화상 영역, 마젠타 화상 영역, 시안 화상 영역 및 블랙 화상 영역이 중간 전사체(37) 상의 동일한 위치에 중첩된다. 형성된 화상은 중간 전사체(37) 상에 일시적으로 지지된다.
동시에, 전압 인가 제어 유닛으로서 기능하는 제어 유닛(40)은 전압 인가 유닛(33)을 구동하고, 전압 인가 유닛(33)은 지지체(37a)와 노즐 플레이트(61a) 사이에 전압을 인가한다. 이 상태에서, 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)는 대응하는 기록액을 중간 전사체(37) 상으로 가한다. 기록액을 가하는 동안, 도 2a에 도시된 바와 같이, 대응하는 노즐(61b)에서 매니스커스를 형성하는 기록액은 대응하는 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)로부터 중간 전사체(37)를 향하여 이동한다. 이러한 방식으로, 도 2b에 도시된 바와 같이, 대응하는 기록액으로 이루어진 액체 기둥의 브리지가 대응하는 노즐(61b)과 중간 전사체(37) 사이에서 일시적으로 형성된다. 이어서, 도 2c에 도시된 바와 같이, 대응하는 기록액으로 이루어진 액체 기둥의 브리지는 분리되고, 대응하는 기록액은 중간 전사체(37)에 의해 지지된다. 이러한 방식으로, 화상이 중간 전사체(37) 상에 기록액에 의해 형성된다.
또한, 대응하는 기록액으로 이루어진 액체 기둥의 브리지가 형성된 상태에서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 기록액에서의 착색제 성분은 전압 인가 유닛(33)으로부터 응집 효과를 받는다. 구체적으로는, 전압이 전압 인가 유닛(33)에 의해 인가될 때, 후술되는 전극 반응 (1)이 캐소드인 노즐 플레이트(61a)에서 발생한다. 또한, 후술되는 전극 반응 (2)가 애노드인 중간 전사체(37)에서 발생한다. 이러한 방식으로, 대응하는 기록액으로 이루어진 액체 기둥의 브리지에 포함된 물이 전기 분해에 의해 분해된다.
캐소드: 4H2O + 4e- → 2H2 + 4OH- ----------- 반응식 (1)
애소드: 2H2O → 4H- + O2 + 4e- ----------- 반응식 (2)
이로써, 애노드로서 기능하는 중간 전사체(37)의 표면 상에서, 대응하는 기록액으로 이루어진 액체 기둥의 브리지에 포함된 물이 산화되어 프로톤(H+)이 생성된다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 음이온 분산제(D) 내에 분산된 안료(P)가 프로톤을 통해 응집된다. 이 대신에, 기록액이 ABA형 양친매성 고분자와 카르본산계 계면 활성제를 포함할 때, ABA형 양친매성 고분자 중 소수성 기이 카르본산계 계면활성제의 프로톤화에 의해 서로 결합되고, 기록액의 점도가 증가한다. 이러한 방식으로, 이웃하는 도트 사이의 번짐이 발생하는 것이 방지되고, 고해상도 화상이 형성된다. 또한, 전압의 이러한 인가는 노즐(61b)의 막힘을 방지하는 이점을 가진다. 또한, 액체 기둥의 브리지가 형성되는 시간 간격은, 예를 들어, 압전 소자에 인가된 전자기 펄스의 피크 전압 및 펄스의 폭에 의해 제어될 수 있다.
여기에서, 캐소드와 애노드 사이에 형성된 액체 기둥의 브리지가 도 4를 이용하여 설명된다. 액체 기둥의 브리지(B)에서, 양이온은 캐소드(C) 근처를 향하여 이동하고, 음이온은 애노드(A) 근처를 향하여 이동한다. 결과적으로, 전기 이중층(EC)이 캐소드(C)의 표면 상에 형성되고, 전기 이중층(EA)이 애노드(A)의 표면 상에 형성된다. 전기 이중층(EC, EA)의 대전율은 액체 기둥의 브리지(B)의 전기 전도도와 기록액에 포함된 이온 밀도에 의해 결정된다. 이 때, 전기 이중층(EA)가 수 볼트에 도달할 때, 물이 전기 분해에 의해 분해되고, 패러데이 전류가 흐른다. 결과로서, 애노드(A)의 표면 상에서, 물은 산화되고 프로톤이 생성되며, 음이온 분산제에 의해 분산된 안료가 응집되거나 기록액의 점도가 증가된다. 즉, 브리지가 형성되는 순간에, 안료가 응집되게 하는 이온이 브리지 내에 효율적으로 형성된다. 따라서, 기록액은 중간 전사체(37)에 부착되고, 동시에 안료는 응집된다. 결과적으로 번짐이 기록액으로 이루어진 이웃하는 도트 사이에 발생하지 않으며, 매우 높은 해상도의 용질 화상이 형성된다.
전술한 바와 같이, 전압 인가 유닛(33)은 중간 전사체(37)와 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)(구체적으로는, 대응하는 노즐 플레이트(61a)) 사이에 전압을 인가하기 위한 구성을 가져, 전기 분해에 의해 액체 기둥의 브리지(B)를 형성하는 대응하는 기록액을 분해한다. 전압 변경 유닛으로서 기능하는 제어 유닛(40)인 전압 인가 제어 유닛은 전압의 인가를 제어하여, 기록액에 인가된 전압에 기인하는 전기 방전을 억제한다. 이러한 전기 방전 및 제어 모드는 아래에서 더욱 상세히 설명된다.
일반적으로, 액체 기둥의 브리지(B)의 형성과 브리지(B)의 분리 사이의 시간 간격은 수 마이크로 초 내지 수십 마이크로 초 범위 내이다. 기록액의 전기 전도도는 일반적으로 수십 mS/m 내지 수백 mS/m 범위 내이다. 따라서, 기록액에 의해 중간 전사체(37) 상에 화상을 형성하기 위하여, 전압 인가부(33)로부터의, 예를 들어, 물의 이론적인 분해 전압인 1.23 V의 인가 전압 또는 물을 분해하기 위한 일반적인 전압인 수 볼트 내지 수십 볼트의 범위의 전압은 충분하지 않을 수 있다. 전압 인가 유닛(33)으로부터의 전압은 수십 볼트 내지 수백 볼트의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.
용지 공급 유닛(20)으로부터 공급된 단일 전사 용지(S)는 중간 전사체(37) 상에 지지되는 화상의 전방 단부가 전사 유닛(31)에 도달하는 타이밍에 동기하여 전사 유닛(31)으로 공급된다. 중간 전사체(37)에 의해 지지되는 화상은, 전사 롤러(38)가 구동되는 동안, 전사 유닛(31)을 통과하는 전사 용지(S) 상으로 전사된다. 이러한 방식으로, 화상이 전사 용지(S) 상의 표면에 형성된다. 화상이 형성되는 전사 용지(S)는 용지 배출 테이블(25)로 가이드되어, 용지 배출 테이블(25) 상으로 적재된다.
전술한 바와 같이, 화상이 전사 용지(S) 상으로 전사될 때, 응집되고 점도가증가된 기록액은 전사 용지(S) 상으로 전사된다. 따라서, 전사 용지(S)가 보통 용지이더라도, 전술한 응집 효과(condensing effect) 및 농화 효과(thickening effect)에 의해 응집되고 점도가 증가된 기록액으로 화상을 형성함으로써, 페더링(feathering) 및 블리딩(bleeding)을 방지하거나 억제하면서, 고밀도 및 고품질 화상이 고속으로 형성될 수 있다.
또한, 화상 형성이 고속으로 수행되는 경우에, 기록액은 신속한 건조 성질을 가지도록 요구될 수 있으며, 일반적으로 기록액은 전사 용지(S)에 의해 잘 흡수된다. 그러나, 이러한 경우에, 기록액 전사 용지(S)로 깊게 투과하여, 블리드 스루(bleed-through)가 발생한다. 이 경우에, 기록액은 양면 화상 형성에 적합하지 않다. 그러나, 응집 효과 및 농화 효과에 의해, 전사 용지(S)에 의해 흡수되는 기록액의 양이 감소되고, 블리드 스루가 방지되거나 억제된다. 따라서, 기록액은 양면 화상 형성에도 적합하다. 더하여, 전사 용지(S)에 의해 흡수되는 기록액의 양이 감소되기 때문에, 말림(curl)과 같은 전사 용지(S)의 변형이 방지되거나 억제된다. 동시에, 화상이 전사되는 전사 용지(S)를 이송하는 것이 용이하게 되어, 용지 걸림이 방지되거나 억제된다. 따라서, 전사 용지(S)를 다루는 것이 용이하게 된다.
화상이 전사 유닛(31)에서 전사 용지(S) 상으로 전사되고, 전사 유닛(31)을 통과하는 중간 전사체(37)에서, 기록액으로부터 유래하는 어떠한 성분도 거의 남아있지 않는다. 중간 전사체(37)가 클리닝 유닛(34)에 의해 클리닝되기 때문에, 기록액의 잔류량이 감소된다. 따라서, 화상 형성이 반복되어 수행되더라도, 중간 전사체(37)의 표면은 열화되는 것이 방지된다. 따라서, 화상과 중간 전사체(37)의 열화가 억제되거나 방지되고, 양질의 화상이 장시간 동안 형성될 수 있다.
전술한 화상 형성 장치(100)에서, 전술한 응집 효과 또는 농화 효과에 의해 번짐이 억제되거나 방지되는 양질의 화상 형성을 수행하기 위하여, 이러한 양질의 화상 형성을 수행하기 위한 기록액의 단위 체적당 프로톤의 충분한 양이 보장될 수 있다. 여기에서, 프로톤은 반응식 (2)에 의해 중간 전사체(37)의 표면 상에 형성된다. 반응식 (2)에 의해 표현되는 전기 분해가 용이하게 될 때, 이러한 프로톤의 양은 증가한다.
여기에서, 프로톤의 생성 속도는 대응하는 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)와 중간 전사체(37) 사이에 기록액이 일시적으로 브리지를 형성하는 단위 시간당 대응하는 상태에서 기록액에 걸쳐 흐르는 전류(I)의 적분값에 의해 결정된다. 전류(I)는 아래의 (a) 및 (b)에 의해 결정된다.
(a) 기록액이 중간 전사체(37)와 대응하는 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK) 사이에, 구체적으로는 중간 전사체(37)와 대응하는 노즐 플레이트(61a) 사이에, 기록액이 브리지를 형성하는 시간 간격 동안 전압이 전압 인가 유닛(33)으로부터 대응하는 기록액으로 인가된다. 여기에서, 전류(I)는 그 시간 간격 동안의 전압에 비례한다.
(b) 기록액의 전기 저항
전류(I)는 시간 간격 동안 대응하는 기록액의 전기 저항에 반비례한다. 전기 저항의 값(R)은 대응하는 기록액으로 이루어진 액체 기둥의 형상과 대응하는 기록액의 전기 전도도(σ)에 의해 결정된다. 값 R은 아래의 수학식 A에 의해 표현된다. 이 수학식 A에서, r(x)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 기록액의 각각의 토출 방향이 x 축으로 설정될 때, 위치 x에서의 액체 기둥의 반지름을 나타낸다.
[수학식 A]
Figure pct00001

전술한 바와 같이, (a)에 관련하여, 전압이 증가될 때, 필요한 전력이 증가하고 기록액이 전기 방전의 발생에 의해 흩어지는 문제점이 있다. (b)에서 설명된 기록액의 전기 전도도에 관련하여, 안료의 분산 안정성이 많은 양의 전해액에 의해 낮아지는 가능성이 있다.
따라서, 전술한 문제점을 회피하면서 충분한 양의 프로톤이 생성되는 것을 보장하기 위하여, 대응하는 기록액으로 이루어진 액체 기둥의 형상이 고안되는 것이 바람직하다. 대응하는 기록액으로 이루어진 액체 기둥의 형상을 관찰함으로써, 일반적으로 노즐로부터 토출된 기록액이 단부가 두껍고 나머지 부분이 기둥 형상을 가지는 형상을 가진다는 것이 발견되었다. 시간이 경과함에 따라, 노즐 근처의 기록액은 점점 직경이 더 작아지고, 결국은 끊어진다. 따라서, 전압이 일정하게 유지되는 경우에, 액체 기둥을 형성하는 기록액에 걸쳐 흐르는 전류는 기록액이 중간 전사체(37)의 표면에 접촉하는 순간에 가장 크고, 시간이 경과함에 따라, 액체 기둥의 직경이 더 작아짐에 따라 감소된다.
따라서, 화상 형성 장치(100)에서, 잉크 토출 제어 유닛으로서 기능하는 제어 유닛(40)은, 대응하는 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)와 중간 전사체(37) 사이에 기록액이 일시적으로 브리지를 형성하는 시간 간격 동안 대응하는 기록액이 대응하는 노즐(61b)로부터 토출되게 하는 구동 신호로서, 메니스커스의 위치가 대응하는 노즐 플레이트(61a)의 외부에 배치되게 하는 구동 신호, 다른 말로 하면, 메니스커스의 위치가 대응하는 노즐 플레이트(61a) 또는 대응하는 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)의 외부에 배치되게 하는 구동 신호를 생성한다.
여기에서, 메니스커스의 위치는, 기둥 형상을 갖는 기록액을 제외한 대응하는 기록액이 도 5a 및 5b에서 고려될 때, 대응하는 노즐(61b)에서 반구 형상을 갖는 대응하는 기록액으로 이루어진 메니스커스의 중심부의 위치이다. 다른 말로 하면, 메니스커스의 위치는 메니스커스를 형성하는 기록액의 x 축 방향으로의 단부일 수 있는 위치이다. 메니스커스의 위치는, 도 5a 및 5b에 도시된 바와 같이, x 축 방향으로 메니스커스의 반구 부분과 액체 기둥의 기둥 형상 부분 사이의 경계 근처의 위치이다. 따라서, 대응하는 기록액이 브리지를 형성하고 메니스커스의 위치가 노즐(61b)의 외부에 배치되는 상태는 대응하는 기록액이 노즐(61b)의 전체로부터 돌출하는 상태를 나타낸다.
여기에서, 액체 기둥의 브리지가 형성되는 전체 시간 구간 동안, 메니스커스의 위치가 대응하는 노즐(61b)의 외부에 배치되는 것이 필요하지 않다. 메니스커스의 위치는 시간 간격의 일부 동안 대응하는 노즐(61b)의 외부에 배치될 수 있다.
메니스커스의 위치가 이러한 방식으로 배치되는 경우에, 대응하는 기록액으로 이루어진 액체 기둥의 전기 저항은, 도 2b와 도 5a 및 5b에 도시된 바와 같이, 소정의 시간 간격 동안 상대적으로 감소되고, 대응하는 기록액의 단위 체적당 분해된 양은 증가된다. 따라서, 대응하는 기록액의 단위 체적당 프로톤의 양은 증가된다. 여기에서, 도 5에 도시된 기록액에 대하여, 소정의 시간 간격 동안 전기 저항이 감소된 대응하는 기록액으로 이루어진 액체 기둥은, 메니스커스의 일부를 형성하는 기록액을 포함한다.
또한, 이러한 프로톤의 양이 충분한 경우에, 브리지를 형성하는 동안 메니스커스의 위치가 노즐(61b)의 외부에 있게 하는 구동 신호를 이용하지 않으면서, 전압 인가 유닛(33)에 의해 인가된 전압은 감소될 수 있다. 전압이 감소되는 경우에, 전압 인가 유닛(33)으로 전압을 인가하기 위하여 필요할 수 있는 전력이 감소되고, 동시에, 기록액에서의 전기 방전에 기인하는 기록액의 흩어짐이 감소된다. 따라서, 더 양질의 화상이 형성될 수 있다. 또한, 이러한 경우에, 전압 인가 유닛(33)에 의해 인가되는 전압을 감소시키는 것에 더하여 또는 이 대신에, 기록액에 포함된 전해액의 양이 감소될 수 있다. 기록액에 포함된 전해액이 감소되는 경우에, 기록액의 비용 및 재료가 감소될 수 있다.
도 6a 내지 6d는 메니스커스의 위치가 브리지의 형성 동안에 노즐(61b)의 외부에 있는 액체 기둥의 형상을 실현하는 구동 신호의 특정 예를 도시한다. 도 6a 내지 6d에서 도시된 바와 같이, 구동 신호는 제1 구동 펄스로서의 제1 구동 신호와 제2 구동 펄스로서의 제2 구동 신호를 포함한다. 여기에서, 구동 신호는 잉크 토출 제어 유닛으로서 기능하는 제어 유닛(40)에 의해 생성된다. 제1 구동 신호는 제1 신호 파형으로 이루어진다. 제2 구동 신호는 제2 신호 파형으로 이루어진다. 제1 구동 신호 및 제2 구동 신호는 사전 결정된 시간 간격만큼 분리된다.
도 6a에서, 제1 구동 신호와 제2 구동 신호가 생성된다. 여기에서, 제1 구동 신호는 노즐(61b)로부터 토출된 대응하는 기록액이 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)와 중간 전사체(37), 구체적으로는, 대응하는 노즐 플레이트(61a)와 중간 전사체(37) 사이에서 브리지를 형성하게 하기 위한 것이다. 제2 구동 신호는 제1 구동 신호에 의해 형성된 상태에서, 대응하는 노즐(61b)로부터 대응하는 기록액을 추가로 토출하기 위한 것이다.
도 6a에 도시된 예에서, 제2 구동 신호는 액체 기둥이 얇아지는 노즐(61b) 근처에서의 위치에 기록액을 공급함으로써 액체 기둥의 직경 감소를 완화시키고, 전압 인가 유닛(33)으로부터 인가된 전압에 의해 기록액으로 이루어진 액체 기둥에 걸쳐 흐르는 전류의 감소를 완화시킨다. 다른 말로 하면, 제2 구동 신호는, 반응식 (2)에 의해 표현되는 전기 분해를 유지하도록 생성되어, 압전 소자로 입력된다.
도 6a에 도시된 예에서, 제1 구동 파형과 제2 구동 파형 사이의 시간 간격, 즉 제1 구동 신호가 입력되는 시간과 제2 구동 신호가 입력되는 시간 간격은, 전기 분해가 기록액의 추가 방전에 의해 효율적으로 유지되도록, 즉 기록액으로 이루어진 액체 기둥의 형상이 전기 분해의 효율이 유지되는 형상이 되게 유지되도록, 설정된다.
여기에서, 제2 구동 신호에 의해 노즐(61b)로부터 토출된 기록액이 중간 전사체(37)에 부착되면, 중간 전사체(37)에 의해 지지되고 화상을 형성하는 기록액의 체적은 증가된다. 즉, 전기 분해에 의해 응집되고 농화될 기록액의 체적이 증가된다. 결과적으로, 응집량 및 농화량에 대응하는 전력이 요구될 수 있다. 따라서, 기록액의 단위 체적당 프로톤의 양은 상당히 증가되는 것으로 예측되지 않는다.
따라서, 도 6a에 도시된 예에서, 노즐(61b)로부터 추가로 토출된 기록액의 양이 노즐(61b)로 복귀하도록, 잉크 토출 제어 유닛으로서 기능하는 제어 유닛(40)은 제2 구동 신호를 생성한다. 다른 말로 하면, 제어 유닛(40)은 노즐(61b)로부터 추가로 토출된 기록액의 양의 중간 전사체(37)에 부착되지 않도록 제2 구동 신호를 생성한다.
여기에서, 노즐(61b)로부터 추가로 토출된 기록액의 전량이 노즐(61b)로 엄격하게 복귀하도록, 도 6a에 도시된 예에서의 제2 구동 신호가 형성되는 것이 필요하지 않다. 기록액의 단위 체적당 충분한 양의 프로톤이 생성되는 것을 보장하도록, 제2 구동 신호가 생성되는 것이면 충분하다.
여기에서, 제1 구동 신호와 제2 구동 신호가 활용되는 경우에, 제2 구동 파형에 의해 추가로 토출된 기록액이 중간 전사체(37)에 부착되지 않는다면, 제1 구동 신호만이 활용되는 경우에 비하여, 제2 구동 신호가 더 강해질수록, 중간 전사체(37)에 부착되는 기록액의 양은 더 적어진다. 이것은, 추가로 토출된 기록액이 노즐(61b)로 복귀할 때, 추가 토출된 기록액이 제1 구동 파형에 의해 노즐(61b)를 향하여 토출된 기록액의 일부를 끌어당길 수 있기 때문이다.
따라서, 기록액으로 이루어진 액체 기둥의 형상이 전기 분해의 효율이 유지되는 형상인 것으로 유지되는 전술한 관점에 더하여, 제1 구동 신호가 입력되는 시간과 제2 구동 신호가 입력되는 시간 사이의 시간 간격은, 이 시간 간격이 노즐(61b)에서의 메니스커스의 진동 주기에 대응하도록 설정된다.
이러한 점에서, 제1 구동 신호에 의해 토출된 기록액에서의 메니스커스의 잔류 진동의 위상이 제2 구동 신호의 위상, 즉 제2 구동 신호에 의해 추가로 토출된 기록액의 위상과 일치할 때, 기록액은 노즐(61b)의 근처에서 액체 기둥의 일부에 효율적으로 공급되어, 여기에서 액체 기둥은 더 가늘게 된다.
따라서, 잉크 토출 제어 유닛으로서 기능하는 제어 유닛(40)은 제1 구동 신호와 제2 구동 신호 사이의 시간 간격이 잔류 진동의 진동 주기의 정수배가 되도록 설정한다. 그 다음, 잔여 진동의 진동 주기에 대한 전술한 조건이 만족되면, 액체 기둥의 형상을 유지하는 조건이 만족된다.
또한, 잔류 진동의 진동 주기 조건에 관하여, 제1 구동 신호와 제2 구동 신호 사이의 시간 간격은, 액체 기둥의 형상을 유지하기 위한 조건이 양호하게 만족될 수 있도록, 잔류 진동의 진동 주기와 일치하는 것이 바람직하다. 이는, 액체 기둥의 양질의 형상을 유지하기 위하여, 액체 기둥이 너무 얇아지기 전에, 제2 구동 신호에 의해 기록액을 공급하는 것이 바람직하기 때문이다.
진동 주기의 조건에 대하여, 제1 구동 신호와 제2 구동 신호 사이의 시간 간격이 메니스커스의 진동 주기 또는 메니스커스의 진동 주기의 정수배와 완전히 일치할 필요는 없다. 예를 들어, 제1 구동 신호와 제2 구동 신호 사이의 시간 간격이 진동 주기로부터 ±20% 시프트되는 경우가 있지만, 기록액의 단위 체적당 충분한 양의 프로톤이 생성된다. 따라서, 메니스커스의 진동 주기 또는 메니스커스의 진동 주기의 정수배와 일치하도록 제1 구동 신호 및 제2 구동 신호 사이의 시간 간격을 설정하는 것은 기록액의 단위 체적당 충분한 양의 프로톤이 생성되는 범위 내의 시프트를 포함하는 것이 가정된다. 후술되는 실험은, 이러한 시프트가 있더라도, 기록액의 단위 체적당 충분한 양의 프로톤이 생성되는 것을 확인한다.
구동 신호는 도 6a에 도시된 것과 동일하게 생성된다. 이에 더하여, 구동 신호는 도 6b 내지 6d에 도시된 예와 동일하게 생성될 수 있다. 도 6b 및 6c에 도시된 예에서, 제2 구동 신호는 노즐(61b) 내부의 압력을 감소시키기 않도록 제1 구동 신호의 직후에 생성된다. 도 6d에 도시된 예에서, 제2 구동 신호는 노즐(61b) 내부의 압력을 감소시키도록 그리고 동시에 반동을 이용하여 액체 기둥의 얇은 부분에 기록액을 공급하도록 제1 구동 신호의 직후에 생성된다.
도 6a 내지 6d의 각각에서, 제1 구동 신호와 제2 구동 신호 사이의 시간 간격은 제1 구동 신호의 제1 대응부 및 제2 구동 신호의 제2 대응부 사이의 시간 간격인 것으로 정의된다. 여기에서, 도 6a 내지 6d에서 제1 신호의 제1 대응부들은 서로 대응하며, 도 6a 내지 6d에서 제2 신호의 제2 대응부들은 서로 대응한다.
또한, 브리지가 형성되는 시간 간격 동안 메니스커스의 위치가 노즐(61b) 외부에 배치되게 하는 구동 신호는 도 6a 내지 6d에 도시된 제1 신호 및 제2 신호의 조합에 한정되지 않는다. 즉, 구동 신호가, 메니스커스의 위치가 노즐(61b)의 외부에 배치되게 하고, 기록액으로 이루어진 액체 기둥의 전기 저항이 소정의 시간 간격 동안 상대적으로 감소하게 하고, 단위 체적당 전기 분해의 양을 증가시킴으로서 기록액의 단위 체적당 프로톤의 양이 증가하게 한다면, 구동 신호는 임의의 파형에 의해 생성될 수 있다. 또한, 제2 구동 신호는 생성된 복수의 제2 구동 신호가 전술한 조건을 만족하는 범위 내에서 복수 회 생성되어 사용될 수 있다.
전술한 조건이 고려되는 다음의 실험에 의해 화상이 성공적으로 형성되는지 여부가 확인된다. 실험 조건은 다음과 같다.
실험을 위해 사용된 화상 형성 장치는 화상 형성 장치(100)의 구성과 동일한 구성을 갖는 수정된 "잉크젯 프린터 GX 5000(Rocoh Comparny, Ltd 제조)"인 화상 형성 장치이다. 중간 전사체(37)는 지지체(37a)로서의 알루미늄 요소 튜브와, 알루미늄 요소 튜브의 외주면을 덮는 표면층(37b)으로서의 실리콘 고무층을 구비한다. 실리콘 고무층은 1.6 Ω·cm의 체적 저항률과 0.5 mm의 두께를 갖는다. 실리콘 고무층에서 카본 입자는 분산된다. 중간 전사체는 A1 방향으로 회전 구동된다. 중간 전사체의 외주의 선형 속도는 100 mm/s 이었다.
헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)와 중간 전사체(37) 사이의 거리는 100 ㎛로 설정되었다. 중간 전사체(37)와 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK) 사이에 인가되는 전압은 200 V로 설정되었다(후술되는 바와 같이, 일부 경우에, 값은 달랐다). 전사 롤러(38)는 5 mm의 두께를 갖는 고무층과, 고무층에 의해 둘러싸인 금속으로 이루어진 코어 바로 이루어졌다. 클리닝 유닛(34)으로서 불소 고무로 이루어진 블레이드가 사용되었다. 또한, 전류 센서(35) 및 온도 센서(62)는 전술한 바와 같이 화상 형성 장치 내에 배치되었다.
실험에서, 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)는 중간 전사체(37)의 세로 방향, 즉, 도 1의 용지면에 수직인 방향인 A1 방향에 수직인 방향으로 이동되지 않았으며, 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)는 고정되어 사용되었다. 도 1에 도시된 바와 같이, 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)는 A1 방향으로 서로에 대하여 시프트된 위치에 배치되었다. 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)는 각각 복수의 노즐(61b)을 포함하였다. 그러나, 실험에서, 번짐이 후술되는 바와 같이 평가될 수 있도록, 기록액은 선택된 노즐(61b)로부터 토출되었다. 도 7은 화상 패턴인 토출 패턴, 즉 실험 동안 형성된 평가를 위한 패턴에 대한 개념적인 도면이다. 실험에서 형성된 토출 패턴은 이웃하는 라인이 서로 상이한 색상을 갖는 8개 라인의 반복에 의해 제작되었다. 후술되는 평가는 토출 패턴을 형성하는 결과에 기초하여 수행되었다.
기록액으로서, 후술되는 액체가 사용되었다.
<옐로우 기록액>
- 술폰산기 결합형 옐로우 안료 분산액(CAB-O-JET-270Y, 고형분: 10 질량%, Cabot Corporation 제조): 40 질량%
- 트리에틸렌 글리콜: 15.0 질량%
- 글리세린: 25.0 질량%
- 프로필렌 글리콜 모노-부틸 에테르: 0.9 질량%
- 소수성으로 변성된 폴리에테르 우레탄(ABA형 양친매성 고분자에 대응: ADEKA Corporation 제조): 0.75 질량%
- 라우린산 칼륨(카르본산기 계면 활성제에 대응): 0,5 질량%
- 탈수소 아세트산 소다: 0.1 질량%
- 증류수: 잔량
이러한 성분들이 혼합된 후에, 결과에 따른 액체는 5 질량%의 수산화 리튬을 첨가함으로써 9.1의 pH 레벨을 갖도록 조정되었고, 0.8 ㎛의 평균 공극 크기를 갖는 막 필터에 의한 압력 여과를 받았다.
<마젠타 기록액>
- 술폰산기 결합형 마젠타 안료 분산액(CAB-O-JET-260M, 고형분: 10 질량%, Cabot Corporation 제조): 40.0 질량%
- 디에틸렌 글리콜: 20.0 질량%
- 소수성으로 변성된 폴리에테르 우레탄(ABA형 양친매성 고분자에 대응: ADEKA Corporation 제조): 0.75 질량%
- 라우린산 칼륨(카르본산기 계면 활성제에 대응): 0,5 질량%
- 탈수소 아세트산 소다: 0.1 질량%
- 증류수: 잔량
이러한 성분들이 혼합된 후에, 결과에 따른 액체는 5 질량%의 수산화 리튬을 첨가함으로써 9.1의 pH 레벨을 갖도록 조정되었고, 0.8 ㎛의 평균 공극 크기를 갖는 막 필터에 의한 압력 여과를 받았다.
<시안 기록액>
- 술폰산기 결합형 시안 안료 분산액(CAB-O-JET-250C, 고형분: 10 질량%, Cabot Corporation 제조): 40.0 질량%
- 에틸렌 글리콜: 4.0 질량%
- 트리에틸렌 글리콜: 14.0 질량%
- 프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르: 0.9 질량%
- 소수성으로 변성된 폴리에테르 우레탄(ABA형 양친매성 고분자에 대응: ADEKA Corporation 제조): 0.75 질량%
- 라우린산 칼륨(카르본산기 계면 활성제에 대응): 0,5 질량%
- 탈수소 아세트산 소다: 0.1 질량%
- 증류수: 잔량
이러한 성분들이 혼합된 후에, 결과에 따른 액체는 5 질량%의 수산화 리튬을 첨가함으로써 9.1의 pH 레벨을 갖도록 조정되었고, 0.8 ㎛의 평균 공극 크기를 갖는 막 필터에 의한 압력 여과를 받았다.
<블랙 기록액>
- 술폰산기 결합형 블랙 안료 분산액(CAB-O-JET-200, 고형분: 20 질량%, Cabot Corporation 제조): 35.0 질량%
- 2-피롤리돈: 10.0 질량%
- 글리세린: 14.0 질량%
- 프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르: 0.9 질량%
- 소수성으로 변성된 폴리에테르 우레탄(ABA형 양친매성 고분자에 대응: ADEKA Corporation 제조): 0.75 질량%
- 라우린산 칼륨(카르본산기 계면 활성제에 대응): 0,5 질량%
- 탈수소 아세트산 소다: 0.1 질량%
- 증류수: 잔량
이러한 성분들이 혼합된 후에, 결과에 따른 액체는 5 질량%의 수산화 리튬을 첨가함으로써 9.1의 pH 레벨을 갖도록 조정되었고, 0.8 ㎛의 평균 공극 크기를 갖는 막 필터에 의한 압력 여과를 받았다.
실험의 상기 조건을 만족하는 화상 형성 장치(100)는 제1 실시예에 따른 화상 형성 장치(100)이다. 실험에서의 평가 절차는 다음과 같다.
(1) 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)의 각각으로부터 단일 도트 라인이 A1 방향을 따라 출력된다. 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)에서, 토출 주파수는 1000 Hz로 설정되고, 토출 시간은 1초로 설정된다.
(2) Ricoh Business Gross court(전사 용지; Rocoh Comparny, Ltd의 제품)가 중간 전사체(37)와 전사 롤러(38) 사이에서 이송된다. 전술한 단계 (1)에서 중간 전사체(37) 상에 형성된 전기 전도성 기록액으로 이루어진 화상이 전사 용지로 전사되고, 번짐이 평가된다.
제1 실시예에서, 제1 구동 파형과 제2 구동 파형 사이의 시간 간격이 변동되었으며, 제2 구동 신호 파형의 파형 진폭이 변동되었다. 이러한 방식으로, 아래의 표 1에서 설명되는 복수의 조건이 생성되었다. 표 1에서, 번짐 평가의 결과와 기록액의 단위 체적당 전하가 각 조건에서 요약된다. 여기에서, 조건 2와 조건 22는 동일하고, 결과가 동일하다.
표 1에 표시된 조건에 관하여, 제1 구동 파형의 파형 진폭은 14 V로 고정되었다. 또한, 대응하는 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)의 메니스커스의 진동 주기는 대략 8 ㎲인 것이 측정으로부터 확인되었다. 여기에서, 이러한 진동 주기는 헤드 및 노즐의 구조로부터 계산될 수 있다. 또한, 전압 인가 유닛(33)에 의해 중간 전사체(37)와 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK) 사이에 인가된 전압은 조건 27에 대하여만 0 V이었다. 다른 조건에 대하여, 인가된 전압은 전술한 바와 같이 200 V이었다.
표 1에 표시된 평가 결과에서, "번짐"은 현미경을 이용하여 대응하는 색상의 기록액 사이의 경계 부분을 관찰함으로써 평가되었다. 평가 기준은 다음과 같다.
- 경계 부분이 매우 선명 ··· 3
- 경계 부분이 선명 ··· 2
- 번짐이 있으나 무시 가능 ··· 1
- 라인의 색상이 혼합되고, 원 색상이 불명확 ··· 0
표 1에 표시된 평가 결과에서, "기록액의 단위 체적당 전하"에 대응하는 수치는 다음 절차에 의해 획득되었다.
(1) 헤드(61BK)가 1초 동안 1000 Hz로 A1 방향을 따라 단일 도트 라인 화상의 192 라인을 출력하였다. 그 다음, 전류 센서(35)를 이용하여 전류가 측정되었다. 측정된 전류는 기록액의 한 도트를 통해 흐른 전하로 변환되었다. 다음으로, 전하는 적분되어, 전하량이 획득된다.
(2) 헤드(61BK)가 1분 동안 1000 Hz로 A1 방향을 따라 접시(미도시)로 단일 도트 라인 화상의 192 라인을 출력하였다. 그 다음, 접시가 공급받은 기록액의 무게가 측정되었다. 측정된 무게에 기초하여, 단위 도트당 기록액의 체적이 계산되었다.
(3) 각 조건에 대하여, (하나의 도트를 통해 흐르는 전하)/(도트당 기록액의 체적)이 단계 (1)에서 획득된 하나의 도트에 흐르는 전하와 단계 (2)에서 획득된 도트당 기록액의 체적에 기초하여 계산되었다.
Figure pct00002
표 1로부터, 번짐에 대한 제2 구동 신호를 입력하는 효과가 확인될 수 있다. 또한, 기록액의 단위 체적당 전하를 비교함으로써, 상기 효과가 제2 구동 전류를 이용함으로써 발생될 수 있는 단위 체적당 전하의 증가에 기초한다는 것이 확인될 수 있다.
또한, 번짐이 "3"인 것을 번짐이 "2"인 조건과 비교함으로써, 제1 구동 파형과 제2 구동 파형 사이의 시간 간격이 메니스커스의 진동 주기의 정수배와 일치할 때, 또는 제1 구동 파형과 제2 구동 파형 사이의 시간 간격이 메니스커스의 진동 주기의 정수배에 가까울 때, 기록액의 단위 체적당 전하가 증가하고, 번짐을 방지하는 특성이 향상된다는 것이 확인될 수 있다.
특히, 제1 구동 파형과 제2 구동 파형 사이의 시간 간격이 메니스커스의 진동 주기와 일치하는 조건 2 및 22에 대하여, 기록의 단위 체적당 전하의 증가량이 최대가 된다. 따라서, 번짐을 방지하는 가장 효율적으로 방식은 제1 구동 파형과 제2 구동 파형 사이의 시간 간격이 메니스커스의 진동 주기와 일치되게 하는 것이라는 것이 이해될 수 있다.
따라서, 제1 구동 파형과 제2 구동 파형 사이의 간격이 메니스커스의 진동 주기 또는 메니스커스의 진동 주기의 정수배와 일치하게 하도록 제1 구동 파형과 제2 구동 파형 사이의 시간 간격을 설정하는 것이 바람직하다. 여기에서, 전술한 바와 같이, 메니스커스의 진동 주기는 측정 또는 계산에 의해 결정된다.
또한, 조건 26 및 다른 조건을 비교함으로써, 전압 인가 유닛(33)에 의한 중간 전사체(37)와 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK) 사이의 전압의 인가가 번짐을 방지하는 효과를 가진다는 것이 확인될 수 있다.
또한, 조건 23 내지 25에 대하여, 제2 구동 신호의 진폭이 크기 때문에, 제2 구동 신호에 의해 토출된 추가로 토출된 기록액이 중간 전사체(37)에 부착되었다. 따라서, 단위 체적당 전하의 양은 상대적으로 작은 값이었다.
- 제2 실시예
제2 실시예에서, 제어 유닛(40)은, 제1 실시예에서 설명된 조건에 더하여, 온도 센서(62)에 의해 측정된 온도에 기초하여, 미리 마련되어 메모리에 저장된 온도 및 구동 신호 사이의 관련성을 나타내는 테이블에 따라 구동 신호를 결정하여 생성한다.
제2 실시예에서, 제1 구동 신호의 펄스 진폭과 제2 구동 신호의 펄스 진폭은 측정된 온도에 따라 변동된다. 표 2는 메모리에 저장되어 측정된 온도와 제1 구동 신호 및 제2 구동 신호의 진폭 사이의 관련성을 나타내는 테이블이다.
여기에서, 제1 구동 신호의 진폭과 제2 구동 신호의 진폭은 토출된 체적과 기록액의 단위 체적당 전하량이 실질적으로 일정하도록 조정된다. 측정된 온도가 테이블의 목록에 없을 때, 측정된 온도에 가장 가까운 온도가 목록에 있는 온도 사이에서 선택되고, 제1 구동 신호의 진폭과 제2 구동 신호의 진폭은 선택된 온도에 기초하여 결정된다.
Figure pct00003
제2 실시예에서, 전술한 바와 같이, 제1 구동 신호와 제2 구동 신호의 진폭은 구동 신호를 결정하기 위한 제어 파라미터로서 활용된다. 그러나, 제2 실시예는 이에 한정되지 않으며, 제1 구동 신호의 펄스폭과 전압, 제2 구동 신호의 펄스폭과 전압, 제1 구동 신호와 제2 구동 신호 사이의 시간 간격 중 적어도 하나가 제어 파라미터로서 활용될 수 있다.
이러한 방식으로, 메니스커스의 위치는 환경 온도에 의해 변동되는 기록액의 물성에 따라 구동 파형을 결정함으로써, 환경 온도에 관계없이, 노즐(61b)의 외부에 위치될 수 있다. 여기에서, 기록액의 온도가 실질적으로 측정되고, 측정된 온도를 이용함으로써 구동 파형이 결정된다. 이로써, 기록액으로 이루어진 액체 기둥의 전기 저항률이 소정의 시간 간격 동안 상대적으로 감소되고, 기록액의 단위 체적당 분해량이 증가된다. 따라서, 기록액의 단위 체적당 프로톤의 양이 증가되고, 고품질 화상이 형성될 수 있다.
- 제3 실시예
제3 실시예에서, 제어 유닛(40)은 제1 실시예에서 설명된 조건에 더하여 전류 센서(35)로 측정된 전류에 기초하여 최대 전류량을 이용함으로써 구동 파형을 결정하여 생성한다. 제어 유닛(40)은, 아이들 토출 동안에, 화상을 형성하기 전에 전류 센서(35)에 의해 측정된 전류 중에서 최대 전류량을 추출한다. 제어 유닛(40)은 구동 신호를 결정하기 위하여 추출된 최대 전류량을 이용한다. 여기에서, 아이들 토출을 수행하기 위한 구동 신호는 16 V의 진폭을 갖는 제1 구동 신호이다. 제2 구동 신호는 아이들 토출을 수행하기 위한 구동 신호에 대하여 활용되지 않는다. 제어 유닛(40)은 최대 전류량을 도트당 값으로 변환한다.
제어 유닛(40)은 최대 전류량과 구동 신호 사이의 관련성을 나타내는 테이블에 따라 구동 신호를 결정하여 생성한다. 여기에서, 테이블은 미리 마련되어 메모리에 저장된다. 표 3은 메모리에 미리 저장되고 최대 전류량과 제1 구동 신호와 제2 구동 신호의 진폭 사이의 관련성을 나타내는 테이블이다.
여기에서, 제1 구동 신호의 진폭과 제2 구동 신호의 진폭은 토출된 체적과 기록액의 단위 체적당 전하량이 실질적으로 일정하도록 조정된다. 최대 전류량이 테이블의 목록에 없을 때, 최대 전류량에 가장 가까운 전류량에 대응하는 전류값이 선택되고, 선택된 전류값에 기초하여 제1 구동 신호의 진폭과 제2 구동 신호의 진폭이 결정된다.
Figure pct00004
전술한 바와 같이, 제3 실시예에서, 최대 전류량이 구동 신호를 결정하는 정보로서 활용된다. 최대 전류량에 대한 정보를 획득하기 위하여, 제어 유닛(40)은 전류 센서(35)의 측정 결과를 이용하여 동작하여 최대 전류량에 대한 정보를 추출할 수 있다. 제어 유닛(40)은 최대 전류량 및 구동 신호 사이의 관련성을 나타내는 테이블에 따라 구동 신호를 결정할 수 있다. 최대 전류량을 제외하고는, 적분된 전류량인 전하량, 전류가 흐르는 시간 구간 및 압전 소자가 이동하기 시작하는 시간과 전류가 흐르기 시작하는 시간 사이의 시간 간격 중 적어도 하나가 추출될 값으로서 활용될 수 있다.
이러한 방식으로, 액체 기둥의 브리지에 걸쳐 흐르는 전류가 측정될 수 있고, 구동 파형이 측정된 전류에 의해 결정될 수 있다. 이로써, 구동 파형은 액체 기둥의 형상을 나타내는 전류의 파형에 따라 결정될 수 있다. 또한, 메니스커스의 위치는 브리지가 형성되는 시간 간격 동안 노즐(61b) 외부에 배치될 수 있고, 기록액으로 이루어진 액체 기둥의 전기 저항률이 소정의 시간 구간 동안 감소될 수 있다. 따라서, 기록액의 단위 체적당 분해량이 증가될 수 있다. 그러므로, 기록액의 단위 체적당 프로톤의 양이 증가될 수 있고, 고품질의 화상이 형성될 수 있다.
여기에서, 중간 전사체(37)가 표면층(37b)를 포함하지 않고 지지체(37a)만을 포함하는 구성에서, 지지체(37a)는 전술한 바와 같이 애노드로서 기능한다. 이러한 경우에, 금속인 지지체(37a)는 지지체(37a)의 표면 상에서 물로 산화될 수 있다. 금속인 지지체(37a)가 산화되는 경우에, 금속 양이온이 생성된다. 금속 양이온은 착색제를 응집하는 효과를 갖는다. 따라서, 도 8에 도시된 바와 같이, 음이온 분산제(D)에 의해 분산된 안료(P)는 프로톤과 금속 양이온(Mn +)을 통해 응집되고, 안료(P)의 응집성이 증가된다.
이러한 구성에서, 도 9에 도시된 바와 같이, 전사 유닛(64)이 전사 롤러(38)에 더하여 중간 전사 드럼(63)을 포함하는 것이 바람직하다. 중간 전사 드럼(63)은, 표면이 중간 전사체(37) 상에 형성되고 탄성체 상으로 전사되는 화상을 일시적으로 지지하는 탄성체층으로서 고무층(63a)을 포함하는, 전사 화상 지지체이다. 중간 전사 드럼(63)은 중간 전사체(37)의 회전에 의해 회전 구동된다. 전사 롤러(38)는 중간 전사 드럼(63)의 회전에 의해 회전 구동된다. 중간 전사 드럼(63)의 표면이 탄성체로 이루어지기 때문에, 화상은 금속으로 이루어지고 표면 경도가 높은 중간 전사체(37)로부터 중간 전사 드럼(63) 상으로 양호하게 전사된다. 따라서, 전사 유닛(64)의 전사성이 향상된다.
중간 전사 드럼(63)은 고무층(63a)과, 고무층(63a)으로 덮인 기판(63b)을 포함한다. 기판(63b)의 재료는 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 기판(63b)의 재료로서, 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리 및 스테인리스 스틸과 같은 금속이 고려될 수 있다. 고무층(63a)의 재료는 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 고무층(63a)의 재료로서, 예를 들어, 실리콘 고무, 우레탄 고무 및 불소 고무가 고려될 수 있다.
또한, 제어 유닛(40)은 메모리에서의 화상 형성 방법을 실행하는 화상 형성 프로그램을 저장한다. 화상 형성 방법에서, 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK); 중간 전사체(37); 전압 인가 유닛(33); 전사 유닛(64); 및 제어 유닛(40)이 활용된다. 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)는 구동 신호에 따라 대응하는 기록액을 토출하는 대응하는 노즐(61b)을 포함한다. 대응하는 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)로부터 토출된 기록액은 중간 전사체(37) 상으로 가해진다. 적어도 중간 전사체(37)의 표면은 전기 전도성이다. 전기 인가 유닛(31)은 전기 분해로 기록액을 분해하기 위하여 중간 전사체(37)와 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK) 사이에 전압을 인가한다. 여기에서, 기록액은 대응하는 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK)로부터 토출되어 중간 전사체(37)와 대응하는 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK) 사이에서 일시적으로 브리지를 형성한다. 전사 유닛(64)은 기록액으로 이루어지고 중간 전사체(37) 상에 지지된 화상을 전사 용지(S)로 전사한다. 토출 제어 유닛으로서 기능하는 제어 유닛(40)은 구동 신호를 생성한다. 구동 신호는 기록액이 대응하는 노즐(61Y, 61M, 61C, 61BK)로부터 토출되게 한다. 또한, 화상 형성 방법에서, 토출 제어 유닛으로서 기능하는 제어 유닛(40)은, 대응하는 기록액이 중간 전사체(37)와 대응하는 헤드(61Y, 61M, 61C, 61BK) 사이에서 일시적으로 브리지를 형성하는 시간 간격 동안, 대응하는 기록액의 메니스커스가 대응하는 노즐(61b)의 외부에 배치되게 하는 구동 신호를 생성한다. 이러한 방식으로, 제어 유닛(40)은 화상 형성을 수행한다. 이러한 점에서, 제어 유닛(40) 또는 메모리는 화상 형성 프로그램 저장 유닛으로서 기능한다. 이러한 화상 형성 프로그램은, 제어 유닛(40)에 구비된 메모리에 더하여, 반도체 매체(예를 들어, ROM 또는 비휘발성 메모리), 광학 매체(예를 들어, DVD, MO, MD 또는 CD-R), 자기 매체(예를 들어, 하드 디스크, 자기 테이프 또는 플렉서블 디스크) 등에 저장될 수 있다. 이러한 메모리 등이 화상 형성 프로그램을 저장하는 경우에, 메모리 등은 화상 형성 프로그램을 저장하는 비일적인 컴퓨터 판독가능한 매체를 형성한다.
바람직한 실시예가 전술되었다. 그러나, 본 발명은 구체적으로 개시된 실시예에 한정되지 않으며, 변형 또는 수정이 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 이루어질 수 있다.
예를 들어, 전기 전도성 기록액에 포함된 안료는 양이온 분산제에 의해 분산될 수 있으며, 안료는 캐소드로서 기능하는 중간 전사체(37)의 표면 상에 생성된 수산화물 이온을 통해 응집될 수 있다. 전체 중간 전사체(37)가 전기 전도성일 필요는 없다. 예를 들어, 전사체(37)의 표면만이 전기 전도성일 수 있다.
임의의 전술한 실시예에 따른 화상 형성 장치는 전술한 종류에 한정되지 않는다. 다른 종류의 화상 형성 장치일 수 있다. 예를 들어, 헤드는 셔틀 타입 헤드일 수 있다. 또한, 화상 형성 장치는 복사기, 팩시밀리 기기, 이의 복합기 또는 이의 단색 복합기일 수 있다. 또한, 화상 형성 장치는 전기 회로를 형성하기 위하여 사용되는 화상 형성 장치 또는 생명 공학 분야에서 사전 결정된 화상을 형성하기 위하여 사용되는 화상 형성 장치일 수 있다. 헤드의 개수는 화상 형성 장치의 용도에 따라 변동될 수 있다. 예를 들어, 화상 형성 장치는 하나의 헤드만을 포함할 수 있다. 이 대신에, 화상 형성 장치는 복수의 헤드를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 설명된 효과는 단지 본 발명의 실시예로부터 발생하는 적합한 효과를 열거한 것이며, 본 실시예의 효과는 전술된 효과에 한정되지 않는다.
본 발명은 본 명세서에서 전문이 참조로서 편입되는 2011년 4월 15일 출원된 일본 특허 출원 제2011-091414호 및 2011년 12월 28일 출원된 일본 특허 출원 제2011-289354호에 기초한다.
33 전압 인가 유닛
35 전류 센서
37 중간 전사체
40 토출 제어 유닛
61b 노즐
61Y, 61M, 61C, 61BK 헤드
62 온도 측정 유닛
64 전사 유닛
100 화상 형성 장치
S 기록 재료

Claims (9)

  1. 구동 신호에 따라 전기 전도성 기록액을 토출하는 노즐을 구비하는 헤드;
    상기 헤드에 의해 토출된 상기 기록액이 가해지고 적어도 표면이 전기 전도성인 중간 전사체;
    상기 전기 전도성 기록액이 상기 헤드로부터 토출되어, 상기 기록액이 상기 헤드와 상기 중간 전사체 사이에서 일시적으로 브리지를 형성하는 상태에 있을 때, 상기 전기 전도성 기록액을 전기 분해에 의해 분해하기 위하여, 상기 중간 전사체와 상기 헤드 사이에 전압을 인가하는 전압 인가 유닛;
    상기 전기 전도성 기록액으로 이루어지고 상기 중간 전사체 상에 지지되는 화상을 기록 재료로 전사하는 전사 유닛; 및
    상기 전기 전도성 기록액이 상기 노즐로부터 토출되게 하는 구동 신호를 생성하는 토출 제어 유닛
    을 포함하고,
    상기 토출 제어 유닛은, 상기 상태가 형성된 시간 간격 동안 메니스커스의 위치가 상기 노즐의 외부에 배치되게 하도록 상기 구동 신호를 생성하는,
    화상 형성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 토출 제어 유닛은, 상기 구동 신호로서, 상기 상태를 형성하는 제1 구동 신호와, 상기 제1 구동 신호에 의해 형성된 상기 상태 동안 상기 전기 전도성 기록액이 상기 노즐로부터 추가로 토출되게 하는 제2 구동 신호를 생성하는,
    화상 형성 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 토출 제어 유닛은, 상기 노즐로부터 추가로 토출된 상기 전기 전도성 기록액이 상기 노즐로 복귀하도록 상기 제2 구동 신호를 생성하는,
    화상 형성 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 토출 제어 유닛은, 상기 제1 구동 신호와 상기 제2 구동 신호 사이의 시간 간격이 상기 노즐에서의 상기 메니스커스의 진동 주기의 정수배가 되도록 상기 제1 구동 신호와 상기 제2 구동 신호 사이의 시간 간격을 설정하는,
    화상 형성 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 토출 제어 유닛은, 상기 제1 구동 신호와 상기 제2 구동 신호 사이의 시간 간격이 상기 노즐에서의 상기 메니스커스의 진동 주기와 일치하도록 상기 제1 구동 신호와 상기 제2 구동 신호 사이의 시간 간격을 설정하는,
    화상 형성 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 헤드의 온도 또는 상기 헤드 근처의 온도를 측정하는 온도 측정 유닛을 더 포함하고,
    상기 토출 제어 유닛은, 상기 온도 측정 유닛에 의해 측정된 온도에 기초하여 상기 구동 신호를 생성하는,
    화상 형성 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상태에서 상기 전기 전도성 기록액에 걸쳐 흐르는 전류를 측정하는 전류 측정 유닛을 더 포함하고,
    상기 토출 제어 유닛은, 상기 전류 측정 유닛에 의해 측정된 전류에 기초하여 상기 구동 신호를 생성하는,
    화상 형성 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 전도성 기록액은 용매로서 물을 포함하고, 안료가 음이온 분산제에 의해 상기 전기 전도성 기록액에서 분산되며,
    상기 전압 인가 유닛에 의해 전압이 상기 중간 전사체에 인가되는 경우에, 상기 중간 전사체는 애노드로서 기능하는,
    화상 형성 장치.
  9. 구동 신호에 따라 전기 전도성 기록액을 토출하는 노즐을 구비하는 헤드;
    상기 헤드에 의해 토출된 상기 기록액이 가해지고 적어도 표면이 전기 전도성인 중간 전사체;
    상기 전기 전도성 기록액이 상기 헤드로부터 토출되어, 상기 기록액이 상기 헤드와 상기 중간 전사체 사이에서 일시적으로 브리지를 형성하는 상태에 있을 때, 상기 전기 전도성 기록액을 전기 분해에 의해 분해하기 위하여, 상기 중간 전사체와 상기 헤드 사이에 전압을 인가하는 전압 인가 유닛;
    상기 전기 전도성 기록액으로 이루어지고 상기 중간 전사체 상에 지지되는 화상을 기록 재료로 전사하는 전사 유닛; 및
    상기 전기 전도성 기록액이 상기 노즐로부터 토출되게 하는 구동 신호를 생성하도록 구성된 토출 제어 유닛
    을 이용하여,
    상기 상태가 형성된 시간 간격 동안 메니스커스의 위치가 상기 노즐의 외부에 배치되게 하도록 상기 토출 제어 유닛에 의해 상기 구동 신호를 생성함으로써, 화상이 형성되는,
    화상 형성 방법.
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