JP2000235305A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成および製造が比較的簡単で、画像の高解
像度化を図れるとともに、記録媒体を連続搬送させなが
ら記録媒体搬送方向と直交する直線画像を形成できる画
像形成装置を提供する。 【解決手段】 感光体ドラム上の静電潜像に応じてイン
ク担持ローラ上の多数の微細な導電部ａ，ｂ，ｃ，ｄか
ら導電性インクを飛翔させ、この飛翔インクを記録媒体
に間接または直接に付着させて画像を形成する画像形成
装置であって、上記導電部ａ，ｂ，ｃ，ｄはインク担持
ローラ上に所定パターンに傾斜配列されているととも
に、インク担持ローラの周速が感光体ドラムの周速より
速く設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、潜像担持体上の静
電潜像に応じてインク担持体上の複数のインク飛翔点か
ら導電性インクを飛翔させ、この飛翔したインクを記録
媒体に間接または直接に付着させて画像を形成する画像
形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば特開昭６１−２２５０６８
号公報において、図１８に示す印刷装置１が開示されて
いる。この印刷装置１は、電極ローラ４上に塗布したイ
ンク薄膜から印刷紙２上へクーロン力によりインク滴を
飛翔させる装置であり、搬送される印刷紙２を挟んで対
向する電極列３と、外周面に多数の微細な電導面ａ，
b，c，ｄを設けた電極ローラ４とを備えている。電極列
３は、電極ローラ４の回転軸方向（矢印Ｙ方向）のドッ
ト数に対応する数の複数の電極Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄからな
る。また、電極列３は、所定数（ここでは、４つ）の連
続した電極Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄからなる電極群３ａ，３ｂ，
３ｃ…に分かれている。各電極群３ａ，３ｂ，３ｃ…
は、各電極群３ａ，３ｂ，３ｃ…の両端の電極Ａ，Ｄ間
で電極ローラ４の回転方向（矢印Ｘ方向）に１ドットの
ずれＬを形成するようにそれぞれ傾斜配列されている。

【０００３】上記電極ローラ４上の電導面ａ，b，c，ｄ
は、電極ローラ４の回転軸方向に上記電極群３ａ，３
ｂ，３ｃ…の各電極Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの配列間隔Ｌと同じ
間隔Ｌで配列されている。また、上記電導面ａ，ｂ，
ｃ，ｄは、電極ローラ４の回転方向に関して該電極ロー
ラ４の外周を等分割した位置に、各分割位置間でそれぞ
れ上記回転軸方向に１ドット分のずれＬを設けて配列さ
れている。

【０００４】上記構成からなる印刷装置１によれば、電
極列３を一直線状に配列するとともに電極ローラ４上の
電導面ａ，ｂ，ｃ，ｄをマトリックス状に配置した印刷
装置に比べて、隣接する電導面間および電極間でそれぞ
れ相互干渉を生じることなく、印刷紙２を連続搬送しな
がら上記回転軸方向に平行な直線を印刷できるととも
に、電極ローラ４の電導面の配列間隔を印刷ドット間隔
よりも疎にできるために電極ローラの製造が容易になる
という効果を奏するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記印
刷装置１では、画像信号に応じて少なくとも１００ボル
ト以上の電圧を個々の電極Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにそれぞれス
イッチングして選択的に印加するための構成が必要にな
るので、装置が複雑化および大型化するという問題があ
る。また、電極群３ａ，３ｂ，３ｃ…ごとに傾斜配列さ
せるのは製造面で非常に困難である。

【０００６】そこで、本発明は上記問題点を解決課題と
して、構成および製造が比較的簡単で、画像の高解像度
化を図れるとともに、記録媒体を連続搬送させながら記
録媒体搬送方向と直交する直線画像を形成できる画像形
成装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、潜像担持体上の静電潜像に応じてインク担持
体上の多数の微細なインク飛翔点から導電性インクを飛
翔させ、この飛翔インクを記録媒体に間接または直接に
付着させて画像を形成する画像形成装置であって、上記
インク飛翔点は上記インク担持体の回転軸方向に沿って
等ピッチで配列されたインク飛翔点列をなし、このイン
ク飛翔点列は上記インク担持体の回転方向に等ピッチで
配置され、上記回転方向に隣接する各インク飛翔点列の
インク飛翔点は上記回転軸方向にそれぞれ所定ピッチず
れた位置に傾斜配列されるとともに、所定数置きのイン
ク飛翔点列のインク飛翔点が上記回転軸方向に関して同
じ位置に配置されており、一方、上記インク担持体の周
速が上記潜像担持体の周速より速く設定されているもの
である。

【０００８】本発明の画像形成装置では、上記インク飛
翔点が、絶縁部に囲まれた導電部、導電性を有する突起
部、または内面の少なくとも一部が導電性を有する凹部
からなっていてもよい。

【０００９】

【発明の効果】本発明の画像形成装置によれば、インク
担持体上のインク飛翔点を上述したように傾斜配列して
あるため、マトリックス状に配置する場合に比べてイン
ク飛翔点を疎に配置することができ、これにより隣接す
るインク飛翔点間で相互干渉するなく個々のインク飛翔
点について安定したインク飛翔を実現できるとともに、
インク担持体の製造が容易になる。

【００１０】また、インク担持体上のインク飛翔点を上
述したように傾斜配列するとともにインク担持体の周速
を潜像担持体の周速より速く設定してあるため、インク
担持体上のインク飛翔点を疎に配置しながらも画像の解
像度を向上させることができ、しかも、記録媒体を連続
搬送しながらインク担持体の回転軸方向に平行な直線画
像を形成することができる。

【００１１】さらに、本発明の画像形成装置では、イン
クを飛翔させるための手段として、構成が複雑で製造が
困難な電極列ではなく潜像担持体を用いているので、構
成および製造が比較的簡単になるとともに、潜像担持体
によれば電極列を用いた場合よりも強いインク飛翔用電
界を形成することができるので、より安定したインク飛
翔による画像形成が可能になる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実
施形態である画像形成装置１０の概略構成図である。こ
の画像形成装置１０は、潜像担持体である感光体ドラム
１２を備えている。感光体ドラム１２は、矢印ｍ方向に
回転駆動されるようになっている。感光体ドラム１２の
周囲には、その回転方向に沿って順に、感光体ドラム１
２の表面を均一帯電させるコロナ帯電装置１４と、均一
帯電した感光体ドラム１２の表面に露光して露光部の電
荷を消去することにより非露光部の電荷を残して静電潜
像を書き込む露光装置１６と、書き込まれた静電潜像を
導電性インクで現像するインク現像装置１８と、現像さ
れたインク画像を記録媒体である用紙Ｓに転写する転写
ローラ２０と、転写後の感光体ドラム１２の表面に残留
するインクを回収するクリーニング装置２２と、静電潜
像を消去する除電装置２４とが配置されている。

【００１３】なお、静電潜像の書き込み方式は露光方式
に限定されるものではなく、他の方式、例えばイオンフ
ロー方式、焦電方式、あるいは強誘電体を熱や電気によ
り分極させる方式などによって静電潜像を書き込むよう
にしてもよい。また、多数の微細電極をドラムの表面全
体に形成してもよい。これらの技術は公知のものであ
る。さらに、図示していないが、用紙Ｓに転写されたイ
ンク画像を乾燥して定着させるインク定着装置を必要に
応じて設けてもよい。

【００１４】インク現像装置１８は、図２に示すよう
に、感光体ドラム１２に対向する開口部を有するケーシ
ング２６を備えている。ケーシング２６の内部には、導
電性インク２８が収容されている。ケーシング２６の開
口部には、インク担持ローラ３０が感光体ドラム１２と
平行に、かつ感光体ドラム１２との間に隙間をおいて配
置され、矢印ｎ方向に回転駆動可能になっている。この
インク担持ローラ３０の周速は、感光体ドラム１２の周
速より速く設定されている。

【００１５】ケーシング２６の上部縁部２６ａとインク
担持ローラ３０との間にはシールローラ３２が設けてあ
り、これによりインクの漏れと乾燥を防止している。さ
らに、インク担持ローラ３０に対してシールローラ３２
と反対側のケーシング２６の上部縁部には、規制ブレー
ド３４がインク担持ローラ３０との間の隙間を調節可能
に設けられている。インク担持ローラ３０が回転する
と、その回転につれて移動してきたケーシング２６内の
インクが規制ブレード３４で規制されることにより、感
光体ドラム１２に対向するインク担持ローラ３０の表面
には均一な厚みのインク薄層３６が形成される。このイ
ンク薄層３６は、規制ブレード３４を調節することによ
り所望の厚みに設定できる。

【００１６】インク担持ローラ３０は、図３に示すよう
に、中心部が金属ローラ３８からなり、その外周に絶縁
層４０が設けられている。絶縁層４０の外周には導電層
からなる共通電極４２が設けてある。共通電極４２の外
周には、表層部４４が設けられている。表層部４２は、
図４に示すように、インク飛翔点である多数の微細な導
電部ａ，ｂ，ｃ，ｄと、これら導電部ａ，ｂ，ｃ，ｄの
周囲を取り囲む絶縁部４８とからなっている。円柱状を
なす各導電部ａ，ｂ，ｃ，ｄは、図５に示すように、絶
縁部４８に埋め込まれるように形成されており、その下
部において共通電極４２にそれぞれ導通している。ま
た、導電部ａ，ｂ，ｃ，ｄおよび絶縁部４８の表面は平
滑に形成されている。ここで、平面形状が円形をなす各
導電部ａ，ｂ，ｃ，ｄの直径は、１０〜１００μｍ程度
が好ましい。なお、導電部ａ，ｂ，ｃ，ｄの平面形状は
円形に限定されず、それ以外の形状、例えば楕円や四角
形などであってもよい。

【００１７】図４を再度参照すると、導電部ａはインク
担持ローラ３０の回転軸方向に沿って等ピッチ４×ｓで
配列されて導電部列Ａをなしている。導電部ｂもまた、
インク担持ローラ３０の回転軸方向に沿って等ピッチ４
×ｓで配置されて導電部列Ｂをなしている。導電部ｃ，
ｄについても同様に、インク担持ローラ３０の回転軸方
向に沿って配列されてそれぞれ導電部列Ｃ，Ｄをなして
いる。これら導電部列Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはインク担持ロー
ラ３０の回転方向に等ピッチｔで配置されている。

【００１８】インク担持ローラ３０の回転方向に隣接す
る各導電部列Ａ，Ｂの導電部ａ，ｂは、インク担持ロー
ラ３０の回転軸方向にそれぞれピッチｓだけずれた位置
に傾斜配列されている。上記回転方向に隣接する各導電
部列Ｂ，Ｃの導電部ｂ，ｃもまた、上記回転軸方向にそ
れぞれピッチｓだけずれた位置に傾斜配列されている。
さらに、上記回転方向に隣接する各導電部列Ｃ，Ｄの導
電部ｃ，ｄについても同様に、上記回転軸方向にそれぞ
れピッチｓだけずれた位置に傾斜配列されている。

【００１９】このように配列された導電部列Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄが１つのグループをなし、このグループがインク
担持ローラ３０の外周全面に繰り返し配置されている。
したがって、例えば導電部列Ａは３列置きごとに配置さ
れるため、３列置きの各導電部列Ａの導電部ａは上記回
転軸方向に関して同じ位置に配置されている。この関係
は、各導電部列Ｂ，Ｃ，Ｄについても同様である。

【００２０】なお、上記インク担持ローラ３０では、導
電部ａ，ｂ，ｃ，ｄを絶縁部４８に埋め込むようにして
形成したが、図６，７に示すインク担持ローラ３０ａの
ように、導電部ａ，ｂ，ｃ，ｄを例えば銀ペーストを印
刷することにより形成してもよい。この場合、金属ロー
ラ３８の外周に設けた絶縁層４０の表面に、図７に示す
ような印刷を施す。この印刷では、インク担持ローラ３
０ａの端部外周にリング状の共通電極４２ａを形成する
とともに、多数の円形の導電部ａ，ｂ，ｃ，ｄを上述し
たような傾斜配列にて形成し、ローラ軸方向に隣接する
各導電部ａ，ｂ，ｃ，ｄおよび共通電極４２ａを接続線
５０でそれぞれ接続することにより各導電部ａ，ｂ，
ｃ，ｄを共通電極４２ａに導通させる。この場合におい
ても各導電部ａ，ｂ，ｃ，ｄの直径は１０〜１００μｍ
程度が好ましい。また、接続線５０の幅は３μｍ以下で
あることが好ましい。

【００２１】次に、上記構成からなる画像形成装置１０
の動作について説明する。図８に示すように、インク担
持ローラ３０の共通電極４２はオフセット電源５６に接
続され、インク担持体ローラ３０表面の各導電部ａ，
ｂ，ｃ，ｄには共通電極４２を介して静電潜像の極性
（マイナス）とは異なる極性のプラスの電圧が印加され
ている。一方、感光体ドラム１２は接地されている。

【００２２】この状態で上記各導電部ａ，ｂ，ｃ，ｄが
感光体ドラム１２の静電潜像部と対向すると、静電誘導
により各導電部ａ，ｂ，ｃ，ｄに潜像電位とは逆極性の
電荷すなわちプラス電荷が誘導され、このプラス電荷が
各導電部ａ，ｂ，ｃ，ｄの上を覆っている導電性インク
薄層３６に注入される。このように注入された導電性イ
ンク薄層３６のプラス電荷と感光体ドラム１２の静電潜
像のマイナス電荷との差によりこれらの間に電界が形成
され、この電界の作用によって各導電部ａ，ｂ，ｃ，ｄ
上のインクに静電潜像部に向かう方向のクーロン力が働
き、これにより各導電部ａ，ｂ，ｃ，ｄ上に位置するイ
ンクが盛り上がってメニスカス５２が形成される。する
と、メニスカス５２の先端に注入電荷が集中してその先
端に作用するクーロン力がさらに大きくなり、その結
果、メニスカス５２からインク滴５４が分離して飛翔す
る。飛翔したインク滴５４は静電潜像に付着してこれを
現像し、これにより感光体ドラム１２上にインク画像が
形成される。その後、このインク画像は用紙Ｓに転写さ
れて画像が形成される。このように、本実施形態の画像
形成装置１０では、インク担持ローラ３０から飛翔した
インク滴５４を感光体ドラム１２上の静電潜像に一旦付
着させてインク画像を形成した後、このインク画像を用
紙Ｓに転写するというように、インク担持ローラ３０か
らのインク滴５４を用紙Ｓに間接に付着させて画像形成
を行うものである。

【００２３】なお、この場合には誘導電荷が注入される
ことにより非潜像部に対向する導電部ａ，ｂ，ｃ，ｄ上
のインク薄層３６にもメニスカス５２ａが形成される
が、非潜像部は露光装置１６による露光で電荷が消去さ
れて帯電しておらず、かつ、オフセット電源５６による
導電部ａ，ｂ，ｃ，ｄへの印加電圧も非潜像部に対して
インク飛翔が起こらない程度に設定されているため、メ
ニスカス５２ａに作用するクーロン力は弱く、メニスカ
ス５２ａからインクが分離して飛翔することはない。

【００２４】続いて、感光体ドラム１２の回転軸方向に
平行な直線インク画像を感光体ドラム１２の表面に現像
し、このインク画像を用紙Ｓに転写することにより直線
画像を形成する場合について説明する。

【００２５】図２に示すように、感光体ドラム１２とイ
ンク担持ローラ３０との間に形成されるインク飛翔領域
Ｗは、感光体ドラム１２およびインク担持ローラ３０の
回転方向に関して或る程度の幅がある。上記画像形成装
置１０では、インク担持ローラ３０の周速を感光体ドラ
ム１２の周速より速く設定してあるため、感光体ドラム
１２上の直線潜像が上記インク飛翔領域Ｗを通過する間
に、まず、その直線潜像の対向位置をインク担持ローラ
３０上の導電部列Ａが通過して導電部ａから飛翔したイ
ンク滴５４が上記直線潜像に付着し、次に、導電部列Ｂ
が通過して導電部ｂから飛翔したインク滴５４が上記直
線潜像に付着し、続いて導電部列Ｃ，Ｄが順次通過して
導電部ｃ，ｄからそれぞれ飛翔したインク滴５４が上記
直線潜像に付着する。これにより、上記直線潜像が隙間
なく現像されて直線インク画像となり、このインク画像
が用紙Ｓに転写されて用紙搬送方向と直交する直線画像
が形成される。このような直線画像形成の原理は、感光
体ドラム１２とインク担持ローラ３０の間を通過する用
紙Ｓにインク滴を直接付着させて画像形成を行う後述す
る画像形成装置においても同様であり、このタイプの画
像形成装置では用紙Ｓを連続搬送しながらインク担持ロ
ーラ３０の回転軸方向に平行な直線画像を形成できる。

【００２６】このように直線画像を形成するためには、
図４に示すようにインク担持ローラ回転方向の導電部
ａ，ｂ，ｃ，ｄの配置ピッチをｔ、導電部ａ，ｂ，ｃ，
ｄの直径をｒ、導電部列における導電部間ピッチを隣接
する各導電部列の導電部ずれピッチで割った値をＮ（本
実施形態では、導電部列における導電部間ピッチは４ｓ
であり、隣接する各導電部列の導電部ずれピッチはｓで
あるから、Ｎ＝４ｓ÷ｓ＝４となる。この値は、１グル
ープの導電部列Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにおいて傾斜配列されて
いる導電部ａ，ｂ，ｃ，ｄの数に等しい。）とすると、
感光体ドラム１２の周速に対するインク担持ローラ３０
の周速比をＮ×（ｔ／ｒ）（式）とする必要がある。
この式は、次のようにして導かれる。上記インク飛翔
領域Ｗにおいて、感光体ドラム１２上の所定点が１ドッ
ト幅（すなわち導電部の直径ｒ）に相当する距離だけ移
動する間に、上記所定点の対向部をインク担持ローラ３
０の表面が１サイクル分（すなわち導電部列Ａと隣接す
る次の導電部列Ａとの間のピッチＮ×ｔ）に相当する距
離だけ移動すればよいから、この場合、感光体ドラム１
２の表面が距離ｒだけ移動するのに要する時間Ｔ₁と、
インク担持ローラ３０の表面が距離Ｎ×ｔだけ移動する
のに要する時間Ｔ₂とは等しい。したがって、感光体ド
ラム１２の周速をＶｓ、インク担持ローラ３０の周速を
Ｖｉとすると、Ｔ₁＝ｒ／Ｖｓ、Ｔ₂＝（Ｎ×ｔ）／Ｖｉ
であるから、Ｔ₁＝Ｔ₂より、感光体ドラム１２の周速に
対するインク担持ローラ３０の周速比Ｖｉ／Ｖｓは次式
から求められる。

【００２７】

【数１】Ｔ₁＝Ｔ₂ ｒ／Ｖｓ＝（Ｎ×ｔ）／Ｖｉ ∴ Ｖｉ／Ｖｓ＝Ｎ×（ｔ／ｒ）

【００２８】なお、導電部ａ，ｂ，ｃ，ｄの直径ｒと、
インク滴５４が感光体ドラム１２または用紙Ｓに付着し
て形成されるドットの径が同一とは限らないので、余裕
を見る意味で上記周速比をＮ×（ｔ／ｒ）±３０％の範
囲に設定するのが好ましい。また、同様の理由から導電
部ピッチｓをｒ±３０％の範囲にするのが好ましい。さ
らに、インク担持ローラ３０の回転方向の導電部間ピッ
チｔはインク担持ローラ３０の周長を整数で割った値で
あればいくらでもよいが、ｒ<ｔ<４ｒであることが好ま
しい。上記回転方向の導電部間ピッチｔがこの範囲より
小さければ、導電部の配列が密になってインク担持ロー
ラ３０の構成が複雑になり、一方、上記導電部間ピッチ
ｔが上記範囲より大きければインク担持ローラ３０の周
速をかなり速くする必要があり、そうするとインク滴が
横方向の速度を持ちつつ飛翔するために、形成されるド
ットに尾引きなどの画像ノイズが生じるからである。

【００２９】以上に説明したように本実施形態の画像形
成装置によれば、インク担持ローラ３０上の導電部ａ，
ｂ，ｃ，ｄを上述のように傾斜配列してあるため、マト
リックス状に配置する場合に比べて導電部ａ，ｂ，ｃ，
ｄを疎に配置することができ、これにより隣接する導電
部間で相互干渉することなく個々の導電部について安定
したインク飛翔を実現できるとともに、インク担持ロー
ラ３０の製造が容易になる。

【００３０】また、インク担持ローラ３０上の導電部
ａ，ｂ，ｃ，ｄを上述のように傾斜配列するとともにイ
ンク担持ローラ３０の周速を感光体ドラム１２の周速よ
り速く設定してあるため、インク担持ローラ３０上の導
電部ａ，ｂ，ｃ，ｄを疎に配置しながらも画像の解像度
を向上させることができ、しかも、用紙Ｓを連続搬送し
ながらインク担持ローラ３０の回転軸方向に平行な直線
画像を形成することができる。

【００３１】さらに、本実施形態の画像形成装置１０で
は、インクを飛翔させるための手段として、構成が複雑
で製造が困難な電極列ではなく感光体ドラム１２を用い
ているので、構成および製造が比較的簡単になるととも
に、感光体ドラム１２によれば電極列を用いた場合より
も強いインク飛翔用電界を形成することができるので、
より安定したインク飛翔による画像形成が可能になる。

【００３２】ところで、上記画像形成装置１０では、イ
ンク担持ローラ３０上のインク飛翔点を導電部ａ，ｄ，
ｃ，ｄとして形成したが、図９に示すように、インク担
持ローラ３０の少なくとも表層部を導電材料で形成する
とともに、その表層部に上記導電部ａ，ｄ，ｃ，ｄと同
様のパターンに配置された突起部６０を形成し、この突
起部６０をインク飛翔点としてもよい。インク担持ロー
ラ３０が上記オフセット電源５６に電気的に接続されて
いることにより、上記各突起部６０に所定電圧が印加さ
れるようにする。

【００３３】この突起部６０は、例えば金属ローラに切
削加工、エッチング加工、または電気鋳造加工などを施
すことにより形成してもよいし、または、樹脂ローラの
外周に上記突起部６０を成形した後、スパッタリングな
どにより表面全体を導電性薄膜で被覆してもよい。

【００３４】この突起部６０は、図９（ａ）に示すよう
に、円柱状または直方体状に形成され、その断面形状は
矩形状をなしている。突起部６０の高さｃは１０〜１０
０μｍ程度とするのが好ましい。１０μｍより小さいと
インクを飛翔させるのに必要な潜像電位が高くなり過
ぎ、１００μｍより大きいと製造が困難になるからであ
る。また、突起部６０の幅ｄは１０〜４０μｍ程度が好
ましい。１０μｍより小さいと製造が困難になり、４０
μｍより大きいと解像度が低下するからである。

【００３５】突起部６０の形状は、円柱または直方体に
限らず、図９（ｂ）に示すように断面が略半円形である
半球状であってもよいし、図９（ｃ）に示すように断面
が三角形である円錐または角錐であってもよいし、図９
（ｄ）に示すように断面が台形である円錐台または角錐
台であってもよい。図９（ｄ）に示す形状の場合、突起
部６０の台形断面の上辺ｅは３〜４０μｍであることが
好ましい。また、突起部６０が図９（ａ），（ｃ），
（ｄ）に示す形状に形成されている場合には、突起部６
０の端面や側面が丸みを帯びていてもよい。

【００３６】このようにインク飛翔点が突起部６０から
なる場合のインク飛翔原理は、図８を参照して説明した
のとほぼ同様である。すなわち、図１０に示すように、
インク担持ローラ３０上を覆って均一厚みに形成された
インク薄層３６には、上記突起部６０の先端から誘導電
荷が注入され、接地された感光体ドラム１２との間の電
位差によって形成される電界のクーロン力により、各突
起部６０上にメニスカス５２，５２ａが形成される。メ
ニスカス５２が感光体ドラム１２の回転により潜像部と
対向すると、メニスカス５２にはさらに大きなクーロン
力が働き、これによりメニスカス５２からインク滴５４
が分離して飛翔し、このインク滴５４が潜像部に付着し
てインク画像が現像され、そしてインク画像が用紙Ｓに
転写されて画像が形成される。

【００３７】また、図１１に示すように、インク担持ロ
ーラ３０上のインク飛翔点を凹部６２としてもよい。こ
の凹部６２もまた、上記導電部ａ，ｄ，ｃ，ｄと同様の
パターンに配列されている。この凹部６２は、その内面
の少なくとも一部が導電性を有し、その導電性のある面
に上記オフセット電源５６からの電圧が印加されていれ
ばよい。上記凹部６２は、例えば金属ローラの表面に切
削加工、エッチング加工、または電気鋳造加工などを施
すことにより形成できる。または、ディッピングにより
金属ローラの表面に樹脂層を形成した後、エキシマレー
ザを照射して樹脂層に貫通孔を形成することにより凹部
を形成してもよい。

【００３８】上記凹部６２は、図１１（ａ）に示すよう
に、断面形状が矩形状をなすように円柱状または直方体
状の内部空間を有している。凹部６２の深さｆは１０〜
１００μｍ程度が好ましい。１０μｍより浅いと内部に
インクを塗り込みにくくなり、１００μｍより深いと製
造が困難になるからである。また、凹部６２の幅ｇは１
０〜４０μｍ程度が好ましい。１０μｍより小さいと製
造が困難であり、４０μｍより大きくなると解像度が低
下するからである。

【００３９】上記凹部６２の内部空間は、円柱状または
直方体状に限られず、図１１（ｂ）に示すように略半球
状であってもよいし、図１１（ｃ）に示すように円錐状
または角錐状であってもよいし、図１１（ｄ）に示すよ
うに円錐台状または角錐台状であってもよい。凹部６２
が図１１（ｄ）に示す形状の場合、その底面の幅ｈは４
〜３０μｍ程度が好ましい。

【００４０】このようにインク担持ローラ３０上のイン
ク飛翔点を凹部６２とした場合には、図１２に示すよう
に、規制ブレード３４をインク担持ローラ３０の表面に
接触させ、インクをすりきるようにして凹部６２の内部
だけにインクが残るようにする。このように凹部２６に
インクを塗り込んだインク担持ローラ３０が感光体ドラ
ム１２に対向すると、図１３に示すように、誘導電荷が
注入された凹部６２内部のインクが盛り上ってメニスカ
ス５２，５２ａが形成され、潜像部に対向したメニスカ
ス５２からインク滴５４が飛翔し、このインク滴により
静電潜像が現像されてインク画像が形成され、そしてこ
のインク画像が用紙Ｓに転写されて画像が形成される。

【００４１】ここで、図１３に示す画像形成装置を用い
てインク飛翔実験を行った。そのときの条件は次のよう
にした。感光体ドラム１２には、直径８０ｍｍのＯＰＣ
感光体ドラムを使用し、感光体ドラム１２の帯電電位
（すなわち静電潜像の電位）を−６００ボルトとし、感
光体ドラムの周速Ｖｓを２００ｍｍ／ｓｅｃとした。ま
た、現像ギャップｇを２００μｍとした。

【００４２】インク担持ローラ３０には直径５０ｍｍの
アルミニウム管を使用し、その表面にポリイミド樹脂を
ディッピングにより２５μｍの厚みに塗布した後、エキ
シマレーザでポリイミド樹脂の必要部分だけを除去して
各凹部６２を形成した。したがって、凹部６２の深さｆ
は２５μｍである。

【００４３】凹部６２は図１４に示すように形成した。
凹部６２の直径ｒを４０μｍ、インク担持ローラ３０の
回転方向の凹部６２間ピッチｔを６０μｍ、インク担持
ローラ３０の回転軸方向の凹部６２間ピッチｓを３０μ
ｍとした。この場合には各凹部列Ａ，Ｂ，Ｃにおける凹
部６２間ピッチ（ｓ×３）を隣接する各凹部列Ａ，Ｂ，
Ｃの凹部６２のずれピッチ（ｓ）で割った値Ｎは３とな
る。また、インク担持ローラ３０の周速Ｖｉは、上記式
に基づいて求めた値すなわちＶｉ＝Ｖｓ×Ｎ×（ｔ／
ｒ）＝２００×３×（６０／４０）＝９００ｍｍ／ｓｅ
ｃとした。また、各凹部６２にはオフセット電源５６に
より１．５ｋＶの電圧を印加した。

【００４４】使用した導電性インクの組成は、カーボン
ブラック（ブラック）、クロモフタルイエロー（イエロ
ー）、キナクリドンマゼンタ（マゼンタ）または銅フタ
ロシアニンブルー（シアン）のいずれかを１０ｗｔ％、
溶媒として水を７６．９９ｗｔ％、界面活性剤としてフ
ッ素系界面活性剤を０．０１ｗｔ％、粘度調整剤として
ポリエチレングリコールを１１ｗｔ％、分散剤としてス
チレンアクリル酸塩を２ｗｔ％とした。

【００４５】これらの条件の下で実験したところ、イン
クは隣接する凹部６２間で相互干渉することなく静電潜
像に対して良好に飛翔し、かつインク担持ローラ３０お
よび感光体ドラム１２の回転軸方向に平行な直線画像を
形成することができた。

【００４６】なお、上記画像形成装置１０では、インク
担持体としてローラ３０を用いたが、図１５に示すよう
に、上記インク担持ローラ３０と同様の表面形状を有す
るインク担持ベルト７０を用いてもよい。

【００４７】次に、図１６，１７を参照して本発明の別
の実施形態である画像形成装置８０について説明する。
上記画像形成装置１０では、インク担持ローラ３０から
飛翔したインク滴を用紙Ｓに間接に付着させて画像形成
を行ったが、本実施形態の画像形成装置８０はインク担
持ローラ３０から飛翔したインク滴を用紙Ｓに直接付着
させて画像を形成するものである。そのために、画像形
成装置８０では、図１６に示すように、感光体ドラム１
２とインク現像装置１８との間を用紙Ｓが感光体ドラム
１２と接触しながら搬送されるようにしてある。他の構
成は上記画像形成装置１０とほぼ同じであるが、感光体
ドラム１２にインクが付着することがないのでクリーニ
ング装置２２を省くことができる。また、感光体ドラム
１２に対する用紙Ｓの密着性をよくするために、一対の
密着ローラ８２，８４を必要に応じて設けてもよい。

【００４８】上記画像形成装置８０におけるインク飛翔
原理は、上記において図８を参照して説明したのと同様
である。図１７に示すように、インク滴５４は、インク
担持ローラ３０上の導電部ａ，ｂ，ｃ，ｄに対応する位
置から感光体ドラム１２の潜像部に向けて飛翔し、用紙
Ｓに直接付着して画像が形成される。本実施形態の画像
形成装置８０によってもまた、上記画像形成装置１０と
同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態である画像形成装置の概
略構成図。

【図２】 インク現像装置の拡大断面図。

【図３】 インク担持ローラの部分拡大図。

【図４】 インク担持ローラの表面の部分拡大平面図。

【図５】 インク担持ローラの表層部の部分拡大断面
図。

【図６】 インク担持ローラの変形例を示す部分拡大
図。

【図７】 インク担持ローラの変形例の表面の部分拡大
平面図。

【図８】 インク担持ローラから感光体ドラムの潜像部
に向けてインクが飛翔する状態を説明するための図。

【図９】 （ａ）〜（ｄ）は、インク飛翔点を突起部と
したときのインク担持ローラの表層部の部分拡大断面
図。

【図１０】 インク飛翔点を突起部としたときのインク
飛翔状態を説明するための図。

【図１１】 （ａ）〜（ｄ）は、インク飛翔点を凹部と
したときのインク担持ローラの表層部の部分拡大断面
図。

【図１２】 インク担持ローラ上の凹部内だけにインク
が残るように塗布した状態を示す部分拡大断面図。

【図１３】 インク飛翔点を凹部としたときのインク飛
翔状態を説明するための図。

【図１４】 インク飛翔実験で用いたインク担持ローラ
の表面における凹部配置パターンを示す部分拡大平面
図。

【図１５】 インク担持ローラに代えてインク担持ベル
トを用いた画像形成装置の概略構成図。

【図１６】 本発明の別の実施形態である画像形成装置
の概略構成図。

【図１７】 インク担持ローラから飛翔したインクが用
紙に直接付着して画像が形成される状態を示す図。

【図１８】 電極列と電極ローラとを備え、電極列によ
る電界印加により電極ローラ上に保持されたインクを飛
翔させ、この飛翔インクを用紙に直接付着させて画像を
記録する従来の印刷装置の一例を示す図。

【符号の説明】

１０…画像形成装置、１２…感光体ドラム（潜像担持
体）、３０…インク担持ローラ（インク担持体）、３６
…導電性インク薄層、ａ，ｂ，ｃ，ｄ…導電部（インク
飛翔点）、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ…導電部列（インク飛翔点
列）Ｓ…用紙（記録媒体）。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 潜像担持体上の静電潜像に応じてインク
   担持体上の多数の微細なインク飛翔点から導電性インク
   を飛翔させ、この飛翔インクを記録媒体に間接または直
   接に付着させて画像を形成する画像形成装置であって、
   上記インク飛翔点は上記インク担持体の回転軸方向に沿
   って等ピッチに配列されたインク飛翔点列をなし、この
   インク飛翔点列は上記インク担持体の回転方向に等ピッ
   チに配置され、上記回転方向に隣接する各インク飛翔点
   列のインク飛翔点は上記回転軸方向にそれぞれ所定ピッ
   チずれた位置に傾斜配列されるとともに、所定数置きの
   インク飛翔点列のインク飛翔点が上記回転軸方向に関し
   て同じ位置に配置されており、一方、上記インク担持体
   の周速が上記潜像担持体の周速より速く設定されている
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 上記インク飛翔点が絶縁部に囲まれた導
   電部からなることを徴とする請求項１に記載の画像形成
   装置。
3. 【請求項３】 上記インク飛翔点が導電性を有する突起
   部からなることを特徴とする請求項１に記載の画像形成
   装置。
4. 【請求項４】 上記インク飛翔点が内面の少なくとも一
   部が導電性を有する凹部からなることを特徴とする請求
   項１に記載の画像形成装置。