JPH0225336B2

JPH0225336B2 -

Info

Publication number: JPH0225336B2
Application number: JP10469581A
Authority: JP
Inventors: Tadao Kobashi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1981-07-03
Filing date: 1981-07-03
Publication date: 1990-06-01
Also published as: JPS587359A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、液状インクの電気浸透現象を利用し
た記録ヘツドに関するものである。

複数個の第１の電極を有する誘電体支持基材面
上に多孔質体が設置され、この多孔質体の第１の
電極に対する反対面側に第２の電極を位置せし
め、前記多孔質体に液状インクを供給含浸させる
と共に、前記多孔質体を介して前記第２の電極側
から前記第１の電極側へ前記液状インクを電気浸
透させるオン電圧信号と、またこのオン電圧信号
と反対極性で、前記多孔質体を介して前記第１の
電極側から前記第２の電極側に前記液状インクを
電気浸透させるオフ信号電圧とを含む信号電圧を
前記第２の電極に対して前記複数個の第１の電極
に選択的に印加し、前記信号電圧に対応して前記
第１の電極先端部側に、記録体に記録すべき制御
された液状インク部を選択的に形成する関係にあ
る電気浸透インク記録ヘツドは、既に本発明者に
より提案されている。

このインク記録ヘツドにおいて、前記電極先端
部に直接記録体を接触せしめて制御された液状イ
ンク部を転写、付着させたり、或いは、この電極
共端部に隔たりをもつて記録体を設け、その裏側
に補助電極を設置して、前記第１あるいは第２の
電極との間に高電圧を印加し、そのクーロン力で
液状インク部からインクを記録体に飛翔付着させ
ることによりインク画像の記録が行えるインク記
録装置が実現できる。

然し、この種のインク記録ヘツドにおいて、
種々実験の結果、互に隣合う連続した複数個の第
１の電極にオン電圧信号が同時に印加されると、
その他の場合と比較して前記液状インク部のイン
ク量が多くなり、且つ第１の電極相互のインク分
離が不能で、記録体へのインク付着は、異常に太
く、濃度が濃く、且つ帯状となり、点状分離がで
きないことが判明した。

従つて従来の動作方式によるインク画像記録で
は、上述の現像により、オン電圧信号の印加条件
により、第１の電極先端部に対応して夫々点状に
インク記録される箇所と、複数個の電極先端部に
対応して太く、濃く、且つ帯状にインク記録され
る箇所とが入り交つてインク記録画像内に存在
し、その画像品質を低下させる。

本発明は、以上の従来方式の動作の問題点を背
景としての難点を改良する駆動方式の提案を目的
とする。

本発明の特徴は、上述の電気浸透インクによる
記録方式において、前記複数個の第１の電極間に
補助電極を配設し、前記第２の電極に対してこの
補助電極へ、前記オフ電圧信号と同極性のバイア
ス電圧を印加することにある。

以下、本発明の実施例を詳述する。第１図は、
本発明にかゝる電気浸透インク記録ヘツドとその
駆動方式を適用し記録装置の斜視部分構造と給電
方式を示す図である。

図において、１００は電気浸透インク記録ヘツ
ド、２００はインク容器内に収容され、スポンジ
体７００の毛管現象を利用して、インク記録ヘツ
ド１００に供給、含浸される液状インクである。
４００は信号電圧源、４０１は補助電圧源、５０
０は記録体たる紙などの記録シート、６００は記
録体５００をインク記録ヘツド１００の側縁端部
１２および縁端１３に圧接せしめると共に図の矢
印５０１方向に紙送りするゴム等の圧接ローラー
である。

１０は、硼珪酸ガラス板等の誘電体支持基材、
その表面１１側にはインク記録解像度に応じて所
望のピツチ、例えば１mm当り４本の密度で、エツ
チングや機械加工によつて例えば幅が50〜100μ
ｍ、深さが20〜70μｍ程度の陥没構１６を設け
る。この溝１６の底部、更には側壁に渡つて例え
ば蒸着や鍍金による金等の金属膜から成る第１の
電極２０が厚さ1μｍ程度被着される。

また、第１の電極２０の相互間、すなわち、例
えば支持基材表面１１の電極２０の間隙表面１５
に、補助電極２０′を設ける。補助電極２０′は例
えば電極２０と同様に金等の厚さ1μｍ程度の金
属被着膜とする。その被着位置及び幅は、電極２
０と接触しない範囲で電極間隙表面１５の全面に
設置することもできるが、インク記録量の効果的
な制御の観点からは、間隙表面１５のほぼ中央に
位置し、電極２０の幅と同程度あるいはそれ以
下、例えば30〜40μｍ程度になることが望まし
い。

斯くしてこの支持基材面１１上には、実質的に
厚み方向に貫通する孔あるいは隙間を有し、液状
インク２００が厚み方向に浸透し得る多孔質体４
０を設置し、第１の電極２０の表面との間に溝間
隙３０を形成させる。

多孔質体４０は、例えば厚さが20〜200μｍ、
平均孔径が0.1〜8μｍ、空孔率が60〜80％程度の
酢酸セルローズから成るいわゆるマイクロポーラ
スメンブレンフイルターを使用する。多孔質体４
０の材質としては、必要に応じてこの他のプラス
チツク材料や、ガラス、磁器材料等使用できる。

多孔質体４０の縁端４１は、支持基材１０の縁
端１３より例えば50〜300μｍ程度内側に位置せ
しめ、支持基材表面１１上に露出縁端面１４を形
成させることが望ましい。露出縁端面１４は、こ
の面１４上における液状インク２００の電気浸透
性を利用した液状インクの電気的収束作用が利用
でき、高解像度のインク記録に有用である。

支持基材１０に対する多孔質体４０の反対表面
側には、例えば１インチ当り100〜300メツシユ程
度の密度で厚み方向に貫通する細孔を有する厚さ
50〜300μｍ程度のステンレス板や金属メツシユ
等の液状インク透過性の第２の電極５０を設置し
て、多孔質体４０を圧接、固定する。なお、第２
の電極５０は、多孔質体４０表面に直接、鉛や銀
などを含んだ導電塗料を薄く塗布して液状インク
透過性の電極とすることもできる。

記録体５００設置面に対して反対側の多孔質体
４０端部は接着剤などの封着剤６０をもつて、多
孔質体４０と、支持基材表面１１及び第１の電極
２０表面との間を封着し、後述の電気浸透による
液状インクの逆流を防止する。

液状インク２００は、スポンジ体７００及び第
２の電極５０を介して多孔質体４０に供給、含浸
される。

液状インク２００としては、上述の多孔質体４
０及び支持基材１０に対して同一の電界極性方向
に電気浸透するように選ばれる。液状インク２０
０としては、例えばγ−メタクリロプロピルトリ
メトキシシランから成る液体材料に着色材として
例えば油溶性染料を重量比で２〜５％程度混入し
た油溶性インクを用いる。なお、必要に応じてバ
インダ一剤電荷制御剤、界面活性剤なども混入す
ることができる。

この種のインクは、前述の多孔質体４０及び支
持基材１０に対して負の電極方向に電気浸透す
る。この電気浸透の速度は、印加される信号電圧
と共に増大するが、その最大振幅は、絶縁破壊を
考慮して、2V／μｍ程度の電界強度の範囲内に
設定される。記録電極たる第１の電極２０夫々は
信号電圧源４００に接続され、信号電圧V_B，
V_B′が第２の電極５０との間に選択的に印加され
る。また、補助電極２０′は一括して補助電圧源
４０１に接続され、信号電圧V_B′と同極性のバイ
アス電圧V_Aが印加される。

今、図のように信号電圧として、第２の電極５
０に対して夫々正なるオフ電圧信号V_B′及びバイ
アス電圧V_Aを第１の電極２０及び補助電極２
０′に印加し、反対に負なるオン電圧信号V_Bを互
に隣り合う複数個の第１の電極２０に印加した場
合を例に取り、動作を説明する。

V_B′，V_Aが印加された部分では、正電極を形成
する第１の電極２０側から、負電極を形成する第
２の電極５０側に液状インク２００が矢印２１０
の如く多孔質体４０を電気浸透すると共に、電極
２０，２０′の先端部２１，２１′に位置する液状
インク２００も図の矢印２１１の如く吸い上げら
れる。特に先端部２１に位置する液状インク２０
０は、陥没溝１６、及び電極２０と多孔質体４０
との溝間隙３０を介して効果的に吸い上げられ
る。

従つてV_B′，V_Aが印加されたこの状態では、電
極先端部２１，２１′には液状インク２００すな
わち液状インク部２２２は存在し得ない。

一方、V_Bが印加された第１の電極２０部では、
第２の電極５０側から負電極たる第１の電極２０
側へ多孔質体４０を介して図の矢印２２０の如く
電気浸透し、第１の電極２０の表面に向つて集中
する。一方、隣接する補助電極２０′はV_Aが印加
されて正電極を形成し、また第２の電極２０は
V_Bが印加されて負電極を形成し、且つ支持基材
表面１１すなわち電極間隙表面１５も多孔質体４
０と同様の電気浸透性を有するように構成されて
いるため、この電極間隙表面１５を電極２０′側
から電極２０側に向けて図の矢印２１２の如く液
状インク２００が電気浸透する。

然るに、縁端１３と反対の端部側は、封着剤６
０によつて封着されているため、上記二種類の電
気浸透の圧力によつて電極先端部２１に向けて電
極２０の表面、すなわち溝間隙３０を介して押し
出される。

この急激な押し出しにより露出縁端面１４では
液状インク２００は、陥没溝１６から溢れ出る場
合があるが、前述と同様にこの溢れ出たインクは
図に例示した矢印２１２の如く、電極２０′側か
ら電極２０側に向けて露出縁端面１４上を電気浸
透する収束効果によつて電極先端部２１に、電極
２０の形状に対応して、位置並びにV_Bの振幅に
対してインク量の制御された液状インク部２２２
を形成する。従つてたとえ、互に隣接する複数個
の第１の電極２０にオン電圧信号V_Bが同時に印
加されても、露出縁端面１４上では補助電極２
０′を含む電極間隙表面１５には液状インク２０
０に存在し得、電極先端部２１上にのみ液状イン
ク部２２２が形成されることになる。

従つて記録体５００として例えば厚さが80μｍ
程度の記録紙を用い、例えばオフ電圧信号V_B′と
して150Vの一定振幅、バイアス電圧V_Aとして
V_B′と同極性でV_B′と好しくは同程度、例えば
150Vの直流電圧を印加し、またオン電圧信号V_B
としてV_B′に対して逆極性であつて最大振幅が
150V程度で、記録濃度に応じて振幅変調、パル
ス幅変調、パルス幅振幅変調すると、その信号電
圧に応じてV_B印加の電極共端部２１夫々に、イ
ンク量制御された独立した液状インク部２２２を
生じ、その接触、転写によつて記録体５００表面
に、互に独立したインク付着２４０を生じる。

一方、V_B′印加の第１の電極共端部２１、V_A印
加の補助電極共端部２１′には液状インク部２２
２は存在し得ないから、インク付着２４０は生じ
ない。

斯くして加えられる信号電圧、V_B，V_B′に対応
して独立したインク付着２４０が、電極先端部２
１に対応して生じ、電極先端部２１′を含む電極
間隙１５部からのインク付着は生じない。

加えて、互に隣合う第１の電極２０は夫々V_A
によりバイアス印加される補助電極２０′により
隔絶される。従つて第１の電極２０夫々は隣接す
る電極２０に印加される信号電圧による影響が少
なく、それ自身に印加される信号電圧に対応した
電気浸透による液状インク部２２２の制御が行
え、各電極に印加される信号電圧に正確に対応し
て均一なインク付着２４０が得られる。

ところが従来の電気浸透インクヘツドでは補助
電極を有しない。従つて、隣合う電極２０相互は
電気的に隔離されていないため、その影響により
液状インク部２２２の形成は作用を受ける。

すなわち両隣りにオフ電圧信号V_B′が印加され、
真中の１本に又オン電圧信号V_Bが印加された場
合と、互に隣合う連続した複数本の電極２０に
V_Bが印加された場合の液状インク部２２２のイ
ンク量を比較すると、後者は隣りのV_B印加の電
極２０との相乗効果により単位液状インク部２２
２当りのインク量が多くなり、前者と比較して濃
く、且つ太いインク付着２４０を生じる。

つまり、補助電極２０′が存在しないため、陥
没溝１６をはみ出した液状インクに対する前述の
収束作用は無い。従つて後者の場合は、V_Bが印
加された電極２０複数本の縁端１３に渡つて液状
インク部２２２が広がり、帯状にインク付着２４
０を生じる。

従つて、インク記録画像には、点状インク付着
と帯状インク付着が入り交り、且つ点状部に比較
して帯状部のインク付着濃度が濃く、均一で、画
質のよいインク記録には難がある。

この実施例によれば、上述の従来の難点が改良
され、均一で、画質のよいインク記録が行える。

この実施例の如く、第１の電極２０を陥没溝１
６間に設置する構成は、接触転写記録にはインク
付着濃度が高く取れ有用である。このような場
合、陥没溝１６加工の必要から電極間隙表面１５
に補助電極２０′を設ける構成は、製作の上で陥
没溝１６のピツチを狭くでき、高解像度記録のイ
ンクヘツド１００の構成に有用である。然し、あ
まり解像度を重視しない場合には、予め同一寸法
の陥没溝１６を設置してその中に電極を被着した
後、この電極１本置きにV_Aを印加して補助電極
２０′として用い、その残りを第１の電極２０と
して利用することができる。

また、補助電極２０′と同様に陥没溝１６を設
けることなく、第１の電極２０を支持基材表面１
１に設けることができる。

この場合も、予め等間隔で金属膜等の平行格子
状電極を支持基材表面１１上に被着し、その後で
１本おきにV_Aを印加して補助電極２０′とするこ
とができる。

バイアス電圧V_Aは、オフ信号電圧V_B′と同極性
であれば必ずしもその電圧値は問わず、適宜選ぶ
ことができる。然しあまり電圧が低いとオフ電圧
信号V_B′に切り換わつた第１の電極２０側から露
出縁端面１４上を液状インク２００が電気浸透し
て、電極２０′上に液状インク部が形成される場
合があり、また電極２０相互間の電気的隔離作用
も低下する。一方、極端にバイアス電圧V_Aの電
圧が高いと、この電圧の影響により、オン電圧信
号V_Bを印加する隣接した電極２０部の電気浸透
作用が阻害され、液状インク部２２２の形成が不
完全となる。従つてオフ電圧信号V_B′の電圧値と
ほゞ同程度附近の電圧値に設定し、好しくはこの
電圧値を可変にする手段を付与し、必要に応じて
微調整できるようにすると、更に動作が安定化す
る。

第２図は、本発明にかゝる電気浸透インク記録
ヘツド及び動作方式の他の実施例の斜視部分構造
と給電方式を示す図である。なお、説明の便宜
上、液状インクの供給手段は図示省略されてい
る。

本例では、例えば太さ20〜60μｍ程度の銅等の
金属線を、弗化エチレン系ポリマー等の厚さ20〜
50μｍ程度の撥インク性被膜材１０″で破覆して
帯状位を形成せしめてガラスやプラスチツク等の
補助支持基材１０′に接着剤（図示省略）等で接
着される。この部分の多孔質体４０側の帯状体表
面は平面研磨され、金属線は半円状断面を有して
露出させる。支持基材１０は、上述の撥インク性
被膜材１０″が研磨されて残つた部分と、補助支
持基材１０′とから成る。金属線は１本置きに補
助電圧源４０１に一括接続されると共に第１図で
説明したバイアス電圧V_Aが印加されて、前記の
補助電極２０′を形成する。残りの金属線は夫々
の信号電圧源４００に接続されて、選択的にオン
電圧信号V_B′オフ電圧信号V_B′が印加されて第１の
電極２０を構成する。

第２の電極５０は貫通孔５１を有する金属板を
使用する。

この構成では、液状インク２００は、撥インク
性被膜材１０″の撥インク性によつて露出縁端面
１４では、電極２０，２１′上にしか存在が困難
である。補助電極２１′の先端部２１′は前記の如
くバイアスV_Aの効果による電極５０側への電気
浸透による吸い上げ効果で液状インク２００は存
在せず、一方、第１の電極２０の先端部２１に
は、V_B，V_B′に応じて多孔質体４０、電極２０表
面を介しての電気浸透による液状インク２００の
押し出し、吸い上げ効果により制御された液状イ
ンク部が形成される。

上述の構成は、補助電極２０′と第１の電極２
０を同じものが利用され、然も夫々が撥インク性
被膜１０″で絶縁されるため、それらのピツチ間
隔を狭く、すなわちインク記録に当つて高解像度
のものが容易に得られる利点がある。然も補助電
極２０′の存在により第１の電極２０は電気的に
互に隔離されるため、隣りの第１の電極２０に印
加される信号電圧V_B，V_B′による影響が防止で
き、点状のインク付着による安定なインク画像が
記録できる。

この種の構成は、第１図と同様に接触、転写記
録にも使用できるが、特に縁端１３より200μｍ
程度離して記録紙を設け、その裏側に高圧電極を
設けて、電極２０の先端部２１との間に高電圧を
印加して、制御された液状インク部を、クーロン
カで記録紙表面に飛翔、付着させるインク飛翔付
着法によるインク記録に有用である。

以上、述べたように、本発明は、電気浸透イン
クによる記録方法において、複数個の第１の電極
の相互間に夫々補助電極を配設し、第２の電極に
対してこの補助電極へ、オフ電圧信号と同極性の
バイアス電圧を印加する手段を具えたインク記録
ヘツド及びその動作方式で、信号電圧に対応して
分離された安定なインク記録が行え、インク画像
品質の優れた記録が行えるもので、産業上、極め
て有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかゝる電気浸透インク記録ヘ
ツド及びその動作方式を適用した記録装置の斜視
部分構造と給電方式図、第２図は本発明にかゝる
電気浸透インク記録ヘツド及びその動作方式の他
の実施例の斜視部分構造と給電方式を示す図であ
る。１０……支持基材、２０……第１の電極、２
０′……補助電極、３０……溝間隙、４０……多
孔質体、５０……第２の電極、６０……封着剤、
１００……電気浸透インク記録ヘツド、２００…
…液状インク、３００……インク容器、４００…
…信号電圧源、４０１……補助電圧源、５００…
…記録体、６００……圧接ローラー、７００……
スポンジ体。

Claims

【特許請求の範囲】

１複数個の第１の電極を有する誘電体支持基材
面上に多孔質体が設置され、この多孔質体の第１
の電極に対する反対面側に第２の電極を位置せし
め、前記多孔質体に液状インクを供給含浸させる
と共に、前記第２の電極に対して前記第１の電極
に、前記多孔質体を介して前記第２の電極側から
前記第１の電極側へ前記液状インクを電気浸透さ
せるオン電圧信号と、この電圧と反対極性で、前
記多孔質体を介して前記第１の電極側から前記第
２の電極側に前記液状インクを電気浸透させるオ
フ電圧信号とを含む信号電圧を前記第２の電極に
対して前記複数個の第１の電極に選択的に印加
し、前記信号電圧に対応して前記第１の電極先端
部側に記録体に記録すべき制御された液状インク
部を選択的に形成する関係にある電気浸透インク
記録ヘツドにおいて、前記複数個の第１の電極の
相互間に、補助電極を配設し、前記第２の電極に
対してこの補助電極へ、前記オフ電圧信号と同極
性のバイアス電圧を印加する手段を具えたことを
特徴とする電気浸透インクによる記録ヘツド。