JPH0229505B2 - - Google Patents

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
たインク記録ヘツドの改良に関するものである。

誘電体基材面に陥没溝を設け、この陥没溝内に
記録電極たる第１の電極を設置し、この陥没溝を
有する誘電体基材面上に二次元的な広がりをもつ
膜、層状の多孔質体を設置し、この多孔質体の前
記第１の電極に対する反対面側に液状インク透過
性の第２の電極を設置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の一人によつて提
案されている。

このインク記録ヘツドは前記多孔質体に液状イ
ンクを供給含浸させると共に、第１及び第２の電
極間に信号電圧を印加して前記液状インクを多孔
質体を介して電気浸透させ、前記第１の電極と多
孔質体との間に位置する陥没溝間隙を介してオン
電圧信号で押し出し、オフ電圧信号で吸引するこ
とにより、第１の電極先端部側に、前記信号電圧
に対応して記録紙に記録すべき制御された液状イ
ンク部を形成させ、これ直接記録紙に転写した
り、クーロン力で記録紙に飛翔付着させることに
より、図形や記号等のインク画像記録装置が実現
できる。

然し、この種のインク記録ヘツドは、第１の電
極表面を介して液状インクの押し出し、吸引作用
をもたせるため、その材質に特別の配慮が必要で
あることが判明した。

すなわち、従来上記のインク記録ヘツドでは、
第１の電極材料として黒鉛や銀粒子をプラスチツ
ク材料から成るバインダーに混入し導電塗料を使
用していたが、オン電圧信号時に第１の電極先端
部に形成された記録液状インク部の内の一部は第
１の電極内部に進入含浸せしめられ、また第１の
電極表面に付着残留し、オフ電圧信号印加時に完
全にこれらの液状インクを吸引することが困難
で、オフ電圧信号印加にも拘わらず、この含浸残
留インクが記録紙に付着するために、インク記録
はいわゆる尾を引き、記録画像の解像度と品質の
低下を招来することが判明した。

本発明は、以上の問題点を背景にして改良され
たインク記録ヘツドを提供することを目的とす
る。

本発明を更に具体的に説明する。前記の電気浸
透インク記録ヘツドにおいて、前記第１の電極
は、金属蒸着や鍍金等で陥没溝内に被着された金
属膜で形成したインク記録ヘツドにある。

以下、実施例について本発明の態様を詳述す
る。図は本発明にかかる電気浸透インク記録ヘツ
ドの一実施例とその応用によるインク記録装置の
斜視部分構造図と給電方式を示す図である。

図において、１００はインク記録ヘツド、２０
０はインク容器３００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、５００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の縁端１３および側縁端面１２
に圧接させると共に図の矢印５０７方向に紙送り
するゴム等の圧接ローラーである。

１０は、硼珪酸ガラス等の板状の誘電体基材か
ら成る支持基板である。その表面に所望の記録解
像度に応じて例えば１mm当り３〜８の密度でエツ
テングや機械加工技術によつて例えば夫々が20〜
70μｍ程度の幅と深さを有する陥没溝１６を設け
る。この溝１６の底部更には側壁に亘つて、金属
膜から成る第１の電極２０が被着される。

第１の電極２０は、例えば予めクローム等を
0.1〜0.3μｍ程度薄く予備蒸着して被着強度を改
善し、３の上に電気化学的安定性の観点から例え
ば金を1μｍ程度蒸着するか、乃至は上記クロー
ム膜上に金メツキ等を行ない非多孔性の金属電極
膜を形成せしめる。

斯くしてこの支持基板面１１上には、実質的に
厚み方向に貫通する孔乃至は隙間を有し、液状イ
ンク２００が厚み方向に浸透し得る多孔質体４０
を設置し、第１の電極２０表面との間に溝間隙３
０が形成させる。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４０としては、この他のプラスチツ
ク材料や、ガラス、磁気材料等を使用できる。

多孔質体４０の縁端４１は、支持基板１０の縁
端１３より例えば50〜300μｍ程度内側に位置せ
しめ、支持基板表面１１上に露出縁端面１４を形
成させることが望ましい。縁端面１４の形成に、
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、高解像度記録に有用である。

多孔質体４０の支持基板１０に対する反対の表
面側に例えば１インチ当り100〜300メツシユ程度
の密度で貫通する細孔（図示省略）を設けた厚さ
50〜300μｍ程度の液状インク２００透過性のス
テンレス板や金属メツシユ等の第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表面に黒
鉛等の導電性塗料を薄く塗布して構成することも
できる。

多孔質体４０の記録体５００設置面に対して反
対側の端部は、接着剤などの封着剤６０をもつて
多孔質体４０を、支持体表面１１および第１の電
極２０表面に封着し、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および
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は、上述の多孔質体４０、支
持基板１０に対して良き電気浸透性を与えるもの
として、例えばγ−メタクリロキシプロピルトリ
メトキシシランから成る液体材料に、必要なパイ
ンダ剤、電荷制御剤、表面活性剤などと共に、例
えば、油溶性染料等を重量比で２〜５％程度、混
入して油溶性インク２００が構成される。

この種のインクは前述の多孔質体４０や支持基
板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程度の電界強度になるよう設定さ
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。

今、図のように信号電圧として、第１の電極２
０に対して第２の電極５０が負なるオフ電圧
V_B′、反対に電極５０に対して電極２０が負なる
オン電圧V_Bを交互に印加した場合を例に取り、
動作を説明する。

V_B′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、多孔質体４０を介して、液状イン
ク２００が矢印２１０の如く電気浸透すると共
に、それに伴つて電極先端部２１側に位置する液
状インク２００も図の矢印２１１の如く、溝間隙
３０を介して第２の電極５０側に吸い上げられ
る。

更に、支持基板１０も多孔質体４０と同様の電
気浸透性を有するように構成されているので、
V_B′が印加されている電極２０から、V_Bが印加さ
れて負電極を形成する隣接する電極２０に向つ
て、液状インク２００が矢印２１２の如く、電極
間隙面１５を含む支持体面１１上を電気浸透す
る。

したがつて、V_B′が印加された第１の電極２０
の先端部２１側、およびその周辺の露出縁端面１
４上には液状インク２００は存在し得ない。

一方、V_Bが印加される第１の電極２０部では、
第２の電極５０を透過し、多孔質体４０を介して
液状インク２００が矢印２２０の如く電気浸透し
て、第１の電極２０の表面に向つて集中する。縁
端１３とは反対の端部側は封着剤６０によつて封
着されているため、液状インク２００は、その電
気浸透圧によつて第１の電極２０表面すなわち溝
間隙３０を介して、図の矢印２２１の如く先端部
２１側に押し出され、露出縁端面１４側に電極２
０に対応して、位置制御並びにV_Bの振幅に対し
てインク量制御された液状インク部２２２を形成
する。

加えて、隣接する正電極たる電極２０側からも
支持基板表面１１、および露出縁端面１４を介し
て、前述の矢印２１２の如く液状インク２００が
電気浸透して陥没溝１６内の電極２０表面に集ま
るための押し出し収束効果により、液状インク部
２２２の形成は一層効果的になる。

本原理の如き、液状インク２００の吸引、押し
出し、収束効果を有効に利用するためには、縁端
４１と１３との間の距離を一定に保つため、縁端
４１，１３は平行に保つことが望ましく、その間
隔すなわち露出縁端面１４の幅は、狭過ぎると面
１４における液状インク２００の収束効果が減少
して記録解像度が低下し、広過ぎるとV_B′印加時
に、先端部２１上の吸引すべきインク２００が吸
引し切れずに残留して記録画像の品質を低下させ
る。以上から通常その幅は前述の如く50〜300μ
ｍ程度に選ばれる。

記録体５００として厚さが80μｍ程度の記録紙
を用い、例えばオフ電圧V_B′は150Vの一定振幅、
オン電圧V_BとしてはV_B′に対して逆極性で最大振
幅が150V、記録濃度に応じてこの範囲で振幅変
調、パルス幅変調、パルス幅振幅変調すると、そ
の電圧値に応じて、V_B印加の電極先端部２１に
はインク量の制御された液状インク部２２２を生
じ、その接触転写により記録体５００表面にイン
ク付着２４０を生じ、一方、V_B′印の電極先端部
２１には液状インク部２２２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
してインク画像の記録が行える。

然し、従来のインク記録ヘツド１００において
は、第１の電極２０材料として黒鉛や銀等の導電
粒子をプラスチツク材料等の誘電体材料に混入し
た導電塗料を使用していた。そのため、塗布され
た導電塗料の乾燥や硬化時に溶媒や気体の蒸発作
用及びバインダーの収縮作用により、第１の電極
２０は多孔性状になり、またその表面には微細な
凹凸を生じて、微想的な観点からすると、粗表面
を形成していた。

従つて、オン電圧V_B印加時に第１の電極２０
の先端部２１に形成された記録液状インク部２２
２の一部のインクは第１の電極２０内部にしみ込
んで含浸されたり、粗表面に付着、残留し、この
インクはオフ電圧V_B′印加時に完全に吸引するこ
とが難しく、そのまま電極先端部２１に含浸、付
着して残留する。

それ故、オフ電圧V_B′印加にも拘はらず、上述
の含浸、残留インクが記録体５００に転写、付着
するため、いわゆるインクの尾引き現象により、
記録画像の解像度と品質の低下を招来する。

然るに本発明によれば、第１の電極２０は、陥
没溝１６の底部更には側壁に、蒸着やメツキ等
で、金属膜から成る非多孔質で、凹凸の少ない一
種の光沢鏡面が形成されるため、上述のインク含
浸や表面残留が防止でき、切れの良い、高品質、
高解像のインク記録ヘツドが実現できる利点があ
る。

なお、この実施例では、直接転写法による応用
記録装置を例に取り説明したが、記録体５００を
インク記録ヘツド１００の縁端１３、側縁端面１
２より100〜200μｍ程度離し、ヘツド１００に対
する反対側に補助電極を設置し、第１乃至は第２
の電極２０，５０とこの補助電極との間に1.5〜
2.0KV程度の直流電圧を印加することにより、ク
ーロン力による飛翔記録が行える。また、この場
合、電極先端２１から縁端１２側え液状インク部
２２２が廻り込んで付着するための動作の不安定
化を防止するため、側縁端面１２表面に撥インク
剤を塗布したりして実質的にこの部分１２を撥イ
ンク性に構成することができる。また、信号電圧
V_B，V_B′の高周波数化に対応して電極間隙１５
等、支持基材表面１１上における液状インク２０
０の収束作用の低下による記録画像の品質低下を
改善するために、支持基材表面１１の内、少くと
も露出縁端面１４の電極間隙部１５に、撥インク
剤を塗布する等しい実質的に撥インク性を付与す
ることができる。また支持基板１０そのものを撥
インク性誘電材料で構成することもできる。

以上述べた種々の構成は、適宜組合せて実施で
きるものとする。

以上、詳述したように、本発明にかかるインク
記録ヘツドは、支持基板の陥没溝内に設けられる
第１の電極を実質的に金属膜で構成した電気浸透
記録ヘツドであり、第１の電極先端部における液
状インクの不要な含浸、残留を防止して、インク
記録画像の品質や解像度が改善され、その工業的
な効果は極めて大きなものである。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明にかかる電気浸透インク記録ヘツ
ドの一実施例と、その応用によるインク記録装置
の斜視部分構造と給電方式を示す図である。 １０……誘電体基材から成る支持基板、１６…
…陥没溝、２０……第１の電極、３０……溝間
隙、４０……多孔質体、５０……第２の電極、１
００……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、５００……記録体、６００……圧接ローラ
ー、７００……スポンジ体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 誘電体基材面に陥没溝を設け、この陥没溝内
   に第１の電極を設置し、この陥没溝を有する誘電
   体基材面上に多孔質体を設置し、この多孔質体の
   前記第１の電極に対する反対面側に液状インク透
   過性の第２の電極を設置する関係にある電気浸透
   インク記録ヘツドにおいて、前記第１の電極は、
   金属膜で形成されたことを特徴とする電気浸透イ
   ンク記録ヘツド。