JPS6045430B2 - 画像形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ファクシミリ情報、電算機等の出力情報、
あるいは光学情報等に応じて液状インクで画像形成を行
なう画像形成方法に関するものである。

データ処理の分野で、無振動・無騒音な印字装置を可
能とするものとして広く利用されている。

その代表的なものとして、インク滴を連続的に記録材に
向けて放出し、情報信号に応じて記録材に付着させたく
ないインク滴は、その飛翔過程で記録材方面への飛翔を
抑制し、記録材上に情報信号に応じた画像を形成する方
法がある。しかし、本構成では、微小な間隔しか飛翔し
ないインク滴を、その微量時間の飛翔過程で抑制しなけ
ればならず、情報信号に応じた正確な制御が困難であり
、画像精度に限界がある。また、記録材方面への飛翔を
抑制したインク滴は、回収し再度使用するための循環機
構が必要であり、装置が大型化する欠点もある。 また
、他の画像形成方法としては複数のインク供給孔（ノズ
ル）を記録材に向けて配置し、その記録材背面に各ノズ
ル毎に対応するピン電極を各々独立して設け、情報信号
に応じた高電圧パルスを、各ノズル−電極間に選択的に
印加することにより、インクを飛翔させ、画像を形成す
る方法がある。

本構成とした場合、各ノズル毎に正確に情報信号が印加
できるので、画像精度が高められる。また、飛翔を抑制
したいインク滴は、はじめから飛翔させないので、イン
ク滴を循環する必要がなく、装置が小型化できる利点が
ある。しかし、画像精度を高めるためには、ノズル−ピ
ン電極の対応位置を正確に一致させることが必要である
が、ノズルの噴出口、ピン電極ともに微小なため、この
両者の対応位置を一致させることは、装置構成上非常に
面倒である。さらに、両者は設置位置がわすかにずれて
も、画像精度は低下する。また、ピン電極には高電圧パ
ルスを印加しなければならず、ノズルを高密度に配置す
ると隣接電極どうしの相互作用が生じるために、ノズル
を高密度に配置することができず、高解像度の画像形成
が期待できない欠点がある。そこで本発明は、画像形成
の低電圧制御を可能とすることにより、高解像度の画像
を得ることができるとともに、微小なノズルの噴出口と
ピン電極の対応位置を正確に一致させるという面倒な操
作を必要としない画像形成方法を提供するものである。

すなわち、上記目的を達成する本発明は、スクリーン状
部材に接触させて、その貫通孔近傍に制御電極を配置す
るものである。

そして、上記制御電極に情報信号に応じた電圧を印加し
て、上記貫通孔内に導電性インク液を選択的に導入する
ことにより、画像を形成するものてある。本構成とする
ことにより、微小なノズル噴出口とピン電極の対応位置
を正確に一致させるという面倒な操作は必要ではなくな
る。また、本発明は、上記構成にさらに、スクリーン状
部材の導電性インク液と接触する面とは反対側に対向電
極を設けることを特徴とするものである。

本構成とすることにより、上記述べた効果の．ほかにさ
らに、制御電極の低電圧制御が可能となり、貫通孔をよ
り密に設けられるので、高解像度の画像を得ることがで
きる。以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は、本発明に用いるスクリーン状部材の一．例を
示した平面図である。第２図は、第１図に示したスクリ
ーン状部材を、品″線で切断した断面図である。図中、
１はスクリーン状部材で、多数の毛細な貫通孔２を有し
、その表面はテトラフルオルエチレン等の発水性かつ絶
縁性の物質で形成・された、インク反発層３で被覆され
ている。４は、スクリーン状基材でポリイミド・ポリエ
ステル等の絶縁性の物質で構成されている。５は、導電
性液状インクであり、スクリーン状部材と接触している
。

６は制御電極てあり、貫通孔２周縁に配置されている。

なお、第１図に示したスクリーン状部材は、その全表面
を発水性かつ絶縁性の物質で被覆されているが、必らす
しも全表面を発水性かつ絶縁性の物質て被覆する必要は
なく、インクと接触する面は少なくとも発水性かつ絶縁
性物質で被覆すればよい。ここで本発明は、画像情報に
応じた電気信号によつて、選択した上記制御電極のみに
パルス電圧）を印加するものである。

これにより、画像情報に応じて選択した各々の貫通孔内
へインクが満たされ、スクリーン状部材に画像情報に応
じた画像が描かれる。すなわち、制御電極にパルス電圧
を印加することにより生する電界の静電引力により、イ
ンクを貫通孔内へ満たすものである。図中、矢示は、選
択した制御電極６１にのみ、パルス電圧を印加したこと
により生する電気力線の向きを示す。なお、貫通壁の表
面は、インク反発層３で被覆されているため、インクは
インク反発層３により弾じかれて、制御電極にパルス電
圧が印加されなかつた貫通孔へは侵入することはない。
本実施例においては、制御電極は貫通孔の上面、又は貫
通孔内の上面近傍にスクリーン状部材に接触して設けら
れるので、従来の如くノズルの噴出口とピン電極との面
倒な位置合わせが必要でない。

しかも、各々の貫通孔へ同一のインク液層からインクの
供給ができるので、装置が簡略化できる効果がある。さ
らに、本構成では、制御電極の表面は発水性の物質で被
覆されているので、インクによる制御電極の腐食が防止
てきるとともに、インクが付着することにより電極作用
が低下することも防止てきるのて、制御電極の耐久性を
増加させることもできる。なお、制御電極へのパルス電
圧の印加は、制御電極にバイアス電源６。

から電圧を送るのと同時に、画像に従つて信号源６３か
ら情報信号を送りパルス変換器６４でパルス状に変換し
て、画像に従つて制御を行うものである。ここで、第３
図を用いて、さらに本発明の他の実施例を説明する。

本発明は、上記スクリーン状部材１を導電性インク５に
接触させるとともに、その上方に平行に対向電極８を配
置する。そして、導電性インク５をアースし、これと対
向電極８との間に、電源装置９から電圧を持続的に印加
する。しかし、この印加電圧は、貫通孔へインク５を上
昇させ得ない程度にしておいて、画像情報に応じた電気
信号（図示せず）によつて、選択された制御電極（図に
おいては、制御電極６１）にパルス電圧を印加するもの
である。これにより、選択した貫通孔へインクが満たさ
れる。貫通孔を満たしたインクは、メニスカスを形成し
、貫通孔かられずかに突出した状態で留まる。これによ
り、スクリーン状部材に画像情報に応じた画像が形成さ
れる。なお、制御電極は、貫通孔周縁に貫通孔に接触し
て設けられているので、インクは貫通孔からあふれ出る
ことはない。即ち、本実施例は、インク５と対向電極８
との間の印加電圧を低くし、インク５が開孔内へ上昇し
ない程度にしておいて、画像情報に応じた制御電極にパ
ルス電圧を印加することにより、対向電極と制御電極と
の静電引力の協動により、インクを貫通孔内へ満たすも
のである。なお、貫通孔壁の表面は、インク反発層３で
被覆されているため、上記した如くインクはインク反発
層３により弾じかれて、制御電極に電圧パルスが印加さ
れなかつた貫通孔内へは侵入することはない。この状態
を第４図に示す。第４図は、第３図に示した如く、貫通
孔２１の周縁に配置された制御電極６１にのみ電圧パル
スが印加されたため、選択された貫通孔２１にのみイン
クが満たされたものである。なお、第３図において、矢
示７は制御電極と対向電極からの電気力線の向きを示す
。

また、貫通孔内に発生する電界Ｅは、Ｅ≧２（α／ＥＯ
ＥＳＲ）１１２の条件を満たすことが必要である。ここ
で、αはインクの表面張力係数、εｏは真空中の誘電率
、εｓは媒質の比誘電率、Ｒは貫通孔の半径を表わす。
以上、述べた如く本発明は、対向電極と制御電極との協
働により、インクを貫通孔内へ上昇させるので、制御電
極へのパルス電圧は低電圧で済む。

即ち、制御電極の低電圧制御が可能となる。そのため、
電気容量と抵抗の積で決定されるパルスの応答性は、低
圧パルスで制御可能となるために、高速パルスが得られ
、画像形成の応答性は著しく高められる。また、高電圧
の場合には、隣接電極同志の相互作用による電気歪みが
大きいため、画質を損う恐れがあり、高密度に電極を並
べることができない。しかし、低圧パルスで制御可能と
なるために、高密度に電極を並べることができ、高解像
の画像が得られる。さらに、低圧パルスですむので、小
型のトランジスタ、ＩＣ等を使用することができるので
装置のコンパクト化が可能となる。なお、一旦貫通孔内
へ侵入したインクは、静電引力が働らかなくなつても、
下降しないことが実験上確かめられた。

そのため、次に示す転写工程が可能となるものである。
なお、パルス電圧を印加する方法は、第２図に示した実
施例と同様なので特に図示していない。さらに第５図に
、スクリーン状部材に形成して画像を印刷媒体に転写の
ために移動させる工程を示す。

画像を形成されたスクリーン状部材は、無端状で、２つ
の駆動ローラに懸架されている。第５図においては、駆
動ローラ１０のみを示す。この２つの駆動ローラにより
、スクリーン状部材は移動する。この際、スクリーン状
部材のインク層５と接触している部分は、インク層５か
ら順次離れていくが、その際、インク容器１１の端部を
形成するドクター壁１２によつて、貫通孔内へ満たされ
たインクを排出することなく、スクリーン状部材表面か
らのみ余剰インクは除去される。上記した如く、スクリ
ーン状部材表面からインクを除去した後も、一旦貫通孔
内へ満たされたインクは、スクリーン状部材が移動して
も、貫通孔内へ保持されることは実験上確かめられてい
る。従つて、画像情報に応じた電気信号によつて、選択
的に貫通孔内へ満たされスクリーン状部材上に画像ｊを
形成したインク滴は、スクリーン状部材の移動により転
写位置まで運ばれる。なお、ローラ１３はスクリーン状
部材と同期して回転し、スクリーン状部材をドクター壁
１２に圧接させている。次に、第６図に転写工程を示す
。その表面に画７像を形成されたスクリーン状部材は、
転写位置まで運ばれ、ローラ１５上に設けられた紙等の
印刷媒体と順次接触することにより、印刷媒体１６上へ
画像を転写する。本発明においては貫通孔の直径を変え
ることによりインク滴の大きさを容易にフ変化させるこ
とができるので、高度の鮮明さと解像力を確保しながら
、複雑な画像を印刷することができる。なお、転写が行
なわれる印刷媒体１６の、非転写面側へさらに対向電極
を設け、貫通孔内へ保持されて運ばれてきたインク滴を
静電吸引する構成とすれば、転写がより確実に、しかも
より迅速に行なわれる。また、転写は、スクリーン部材
面の表裏どちらの面と印刷媒体１６を接触させても可能
である。なお、転写をローラ１０の下方で行なう構成と
すれば、インク滴の印刷媒体１６への転写が、インク滴
の重力によつても助けられるので、転写はさらに迅速に
行なわれる。さらに、他の実施例を、第７図および第８
図を用いて説明する。第７図は、スクリーン状部材の他
の実施例を示した断面図である。絶縁フィルム１８の上
に、セレン（Ｓｅ）や硫化カドミウム（ＣｄＳ）等の光
導電層１９が積層されており、さらにその上に導電性透
明被膜、例えばネサ膜２０が積層されている。また、前
記実施例と同様の毛細な貫通孔２１を有している。そし
て、これら全表面をテトラフルオルエチレン等の発水性
かつ絶縁性の物質でコーティングしてある。本構成のス
クリーン状部材の絶縁フィルム１８側へ、液状インク毛
細層２２を接触させる。この状態で、ネサ膜２０に所定
の電圧を印加するとともに、画像情報に応じた電気信号
によつて、選択的に光照射を行なう。（図中、光照射を
矢印にて示す）。この光を照射された箇所の光導電層１
９は、光を照射されたこにより導電性を示すようになる
。従つて、ネサ膜２０に所定の電圧を印加することによ
り、貫通孔内に発生する電界の電気力線と、さらに光導
電層１９が導電性になつたことにより、光導電層１９か
ら貫通孔内に発生する電気力線とが加わつて、電界強度
が強められることにより、より強い静電引力でインクを
貫通孔内へ満たすことができる。即ち、前記実施例て示
した制御電極の役目を、本実施例ではネサ膜と光導電層
とが行なつている。そのために、単に光の照射を０Ｎ，
０ＦＦすることにより、インクを貫通孔内へ上昇させる
動作を制御することができる。即ち前記実施例の如，く
、制御電極を制御するための複雑な配線がいらない。な
お、本実施例においても、前記実施例と同様に、スクリ
ーン状部材表面はインク反発層で被覆されているため、
画像情報に応じた電気信号によつて、選択的に光照射さ
れた貫通孔へしかインクは侵入しない。また、全てのネ
サ膜には一律に所定の電圧が印加されているが、この電
圧強度は、これにより生ずる静電引力のみでは、インク
を貫通孔２１内へ上昇させることはてきない程度とする
。そのために、上記した如く、画像情報に応じた電気信
号によつて、選択的に光照射された光導電層１９が、導
電性に変わることにより生ずる静電引力が加わつて、は
じめてインクを貫通孔内へ上昇させることができるもの
である。さらに、本実施例においても、前記実施例と同
様にスクリーン状部材の背面に高圧対向電極を設けるこ
とにより、ネサ膜および光導電層の低電圧制御が可能に
なる。この場合にも、高電圧制御による欠ａ点が除去さ
れるとともに、前記実施例と同様の著しい効果が得られ
る。さらに、第８図に、本スクリーン状部材を使用した
装置の概略図を示す。

２３は、エンドレススクリーン状部材であり、第１０図
に示した構成と同様である。

このスクリーン状部材２３は、駆動ローラ（図示せず）
により、駆動をうけ回転を行なう。該スクリーン状部材
には、第１０図と同様に電圧が印加されている。図に示
す如く、スクリーン状部材の絶縁フィルム側に、毛細層
容器２４”を接触させる。該容器２４には、インクタン
ク２５から毛細管２６を通つてインクが供給され、該イ
ンクは薄い層となつてスクリーン状部材に接触する。該
インク薄層と接触するスクリーン状部材の上方には、画
像情報に応じた電気信号によつて、選択的に光導電層に
光を照射する光源２７からの光が、反射鏡２８により照
射されるようになつている。選択的に光が照射されるこ
とにより、光導電層は導電性に変わり、ネサ膜から生す
る静電引力とともに、画像情報に応じてインクを貫通孔
内へ満たす。貫通孔内へ満たされたインク滴は、貫通孔
内へ保持されたまま、スクリーン状部材の移動に従つて
、転写ローラ２９まて運ばれる。転写ローラ２９には、
公知の搬送手段により、印刷媒体がスクリーン状部材２
３と同期して搬送される。搬送されてきた印刷媒体は、
転写ローラ２９とベルト３０との協働により転写ローラ
２９上に一端を挟持された状態で、スクリーン状部材と
接触する。そのため、スクリーン状部材の貫通孔に、メ
ニスカスを形成して突出した状態で保持されてきたイン
ク滴は、順次印刷媒体へ転移し、画像の転写が行なわれ
る。転写を終えたスクリーン状部材は、ローラ３１によ
り両側面を洗浄される。なお、３２は洗浄液で、ローラ
３１を洗浄するものである。また３３はドクター壁て、
スクリーン状部材表面から余剰のインクを除去するもの
である。さらに、ローラ３４は、スクリーン状部材２３
を上下方向から挾持し、容器３４内のインク薄層と正し
く接触するように位置ぎめしている。なお、前記実施例
と同様に、転写位置の印刷媒体の背面に対向電極を設け
て、静電引力により転写の確実性を増すことも可能てあ
る。本装置においては、画像情報に応じた電気信号によ
つて、選択的に光導電層に光を照射することにより、選
択的に貫通孔内へインクを侵入させることがてきるので
、制御電極を制御するための複雑な電気配線がいらない
。

そのために、装置が小型化になるとともに、故障が著し
く減少するものである。なお、以上述べた本発明の画像
形成に使用されるインクは、導電性でなければならない
が、その導電率は特に限定されるものではなく、広範囲
にわたつて本発明に適用可能である。

また、制御電極の形状は、貫通孔の周縁をとり囲んて設
けられるものに限定されず、貫通孔の近傍に複数の制御
電極を間隔を有して設置しても良い。

さらに、貫通孔の上面に接触して配置するものに限定さ
れす、貫通孔内の上面近傍に配置してを良い。また、制
御電極はその表面を発水性かつ絶縁性の物質で被覆する
ことができるので、被覆することにより、インクによる
制御電極の腐食、あるいはインクが付着することによる
電極作用の低下を著しく軽減することができる。よつて
、制御電極の耐久性を著しく増加することがてきる。ま
た、ノズルとピン電極との面倒な位置合わせを必要とせ
ず、画像の精度を高めることができる。また、本発明に
おいては、導電性インクを使用し得るので、回路におけ
る抵抗値を下げることができ、パルスの応答性が高めら
れる。そのため、画質が向上するとともに、画像形成速
度の改善がなされ、より高速の画像形成が可能となる。
さらに各貫通孔毎に制御電極を設け、その制御電極に印
加される低いバイアス電圧を、画像情報に従つて制御す
ることによつて、画像を画かせるものであるから、パル
ス変換が容易で、その装置が簡単、安価、小型に製作で
きる。また、低電圧制御が可能なので、制御電極相互の
干渉が少なく、貫通孔を密に設けることを可能で、その
ために貫通孔を密に設けることにより、画像の画質を容
易に高めることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、スクリーン状部材の平面図、第２図はその断
面図、第３図は、本発明を説明するための断面図、第４
図は、画像情報に応じてスクリーン状部材に、インクが
満たされた状態を示す断面図、第５図、第６図は、本発
明を適用した装置の概略図、第７図は、本発明の他の実
施例を示す断面図、第８図は、その装置の概略図である
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 夫々固有の制御電極が設けられた貫通孔の複数を有
   するスクリーン状部材を導電性インク液面に対して配設
   し、上記各制御電極と上記導電性インク液との間に情報
   信号に応じた電圧を選択的に印加して、対応する貫通孔
   内に上記導電性インク液を選択的に導入して画像を形成
   することを特徴とする画像形成方法。 ２ 上記スクリーン状部材は、上記導電性インク液と接
   触し得る面に、少なくともインク反発層を形成したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像形成方法
   。 ３ 特許請求の範囲第１項において、上記スクリーン状
   部材の上記導電性インク液と接触し得る面とは反対側に
   対向電極を設けることを特徴とする画像形成方法。 ４ 特許請求の範囲第１項において、上記画像を転写材
   に転写することを特徴とする画像形成方法。