JPH0313068B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電気浸透インク記録装置の改良に関
するものである。

上記インク記録装置は、本発明者の一人によつ
て幾つかの提案がなされている。その原理とする
所は、配列された複数個の第１の電極と、二次元
的な広がりをもつ固定誘電体と、第２の電極と、
前記誘電体に液状インクを供給する手段とを有
し、且つ前記第１の電極と第２の電極を介して前
記誘電体と液状インクに選択的に信号電圧を印加
し、この信号電圧に対応せしめて前記液状インク
を前記誘電体に対して電気浸透させ、前記第１の
電極、特にその一方の電極共端部側に制御された
液状インク部を選択的に形成、変調し、液状イン
クを紙などの記録媒体に付着、記録させる関係に
ある電気浸透インク記録装置である。

その代表的なインク記録ヘツドの構成例を挙げ
ると、第１の構成は、固体誘電体基板に記録密度
に対応した配列間隔で線状の第１の電極を貫通、
設置し、この配列された第１の電極群を中心にし
て対向する複数の導電部から成る第２の電極を、
前記誘電体基板表面に設置し、この第１の電極と
第２の電極間に位置する誘電体基板表面の液状イ
ンクの電気浸透を用いる。

第２の構成は、第１の電極の一方の端部が露出
するように第１の電極を二枚の非多孔質の誘電体
基材間に介挿せしめ、これらの誘電体基材の外面
に第２の電極を設置し、この第２の電極と前記の
第１の電極端部との間に位置する誘電体基材夫々
の側縁端面における液状インクの電気浸透を利用
する。

第３の構成は、上述の第２の構成において二枚
の誘電体基材を実質的に厚み方向に貫通する細孔
を有する多孔質体で形成すると共に第２の電極を
液状インク透過性に構成し、上述の側縁端面と共
に多孔質体の厚み方向の液状インクの電気浸透性
を利用する。液状インクは、上述の側縁端面と共
に、第１の電極が位置する多孔質体介挿接合間隙
を移動する。第４の構成は、第１の非多孔質の誘
電体基材の一表面にその一端が第１の誘電体基材
の縁端に迄延びるよう第１の電極を配設し、この
電極配設面上に第１の誘電体基材の縁端より少し
内側にずらして第２の非多孔質の誘電体基材を配
設せしめて、前記第１の電極の一方の端部側が、
前記第１の誘電体基材の縁端部表面と共に露出す
る露出縁端面を形成させ、且つ第１の電極の配設
面に対して反対側の第２の誘電体基材表面に第２
の電極を設置し、この第２の電極と前記露出縁端
面との間に位置する第２の誘電体基材の側縁端
面、また前記露出縁端面における液状インクの電
気浸透を利用する。

第５の構成は、上記第４の構成において、第２
の誘電体基材を実質的に厚み方向に貫通する細孔
を有する多孔質体で形成すると共に、第２の電極
を液状インク透過性に構成する。

液状インクは第４の構成の場合と比較して、多
孔質体の厚み方向の電気浸透が付加され、液状イ
ンクは、第１の電極設置面と前記多孔質体面間の
接合間隙を介しての移動が付加される。

この他、冒頭の原理に従つて他の種々の構成が
存在するが、何れにしても誘電体基材の側縁端
面、誘電体基材の厚み方向、露出縁端面における
少くとも何れかの液状インクの電気浸透を利用し
て、第１の電極、特にその先端部側に制御された
液状インク部を形成する関係にある。

この制御された液状インク部の液状インクを、
入力信号電圧に同期せしめて順次、紙などの記録
体に付着させ、入力信号に対応したインク画像を
記録体にインク記録させる方式には、大別すると
４つの方式がある。

その第１の方式は、液状インク部に記録体を直
接、接触せしめて記録体に液状インクを付着させ
る接触方式である。

第２の方式は、記録体を液状インク部から適当
な隔たりをもつて配設し、液状インク部から電気
浸透圧により液状インクを飛翔付着させる電気浸
透飛翔方式である。

第３の方式は、上記第１及び第２の方式におい
て、液状インク部に対する記録体の反対表面側に
対向電極を設置し、この対向電極を前述の第１の
電極との間に電圧を印加し、上記記録体へのイン
ク付着を電界的に助勢するインク付着助勢方式で
ある。

第４の方式は、記録体を液状インク部から適当
な隔たりをもつて配設すると共に、この記録体の
前記液状インク部に対する反対面側に対向電極を
設置し、この対向電極と前記第１の電極との間に
高電圧を印加し、液状インク部から記録体へ、ク
ーロン力で強制的に液状インクを飛翔、付着させ
るクーロン力飛翔方式である。

これらの何れの方式においても、良好な画像を
記録再生するためには、夫々加えられる信号電圧
に対応して、第１の電極先端部側に選択的に且つ
独立した液状インク部が形成されねばならない。

然し、この種の記録装置では、相隣る第１の電
極の複数個に記録すべき液状インク部を形成する
ための入力画像信号で変調されたいわゆるオン信
号電圧が同時に印加される場合には、この他の場
合と比較して記録されるべき液状インク部のイン
ク量が異常に増加し、然も液状インク部は第１の
電極先端に対応して独立に形成されず、オン信号
電圧が印加された相隣る電極先端部に連結し、帯
状に形成される。

そのため、記録媒体たる記録紙上におけるイン
ク記録濃度は、上記の場合には、この他の場合と
比較して異常に高濃度となり、然も、インク記録
は点状に分離することなく、帯状になり、記録画
像品質を著しく低下させることが判明した。

本発明は、以上の如き従来装置の原理上の問題
点を解決する改良された電気浸透インク記録装置
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と、前述の原理
に基づく種々の電気浸透インク記録装置におい
て、前記信号電圧は、インク記録すべき濃淡に応
じた入力画像信号により変調され、前記の液状イ
ンク部を形成し、消滅させる等、そのインク量を
変調する関係にあるオン信号電圧と、前記入力画
像信号とは無関係に前記液状インク部を消滅乃至
その形成を停止させる関係にある一定のオフ電圧
とを有し、前記第１の電極夫々を介して対応する
単位画素を前記々録媒体にインク記録するに当つ
て、前記オン信号電圧が印加されるべき第１の電
極は予め定められた順序で選択されると共に、こ
の選択された第１の電極夫々に少くとも隣接する
他の第１の電極には前記オフ電圧が印加される関
係において、前記選択された夫々の第１の電極へ
対応するオン電圧信号を時分割印加し、点順次で
夫々の単位画素を前記々録媒体にインク記録する
ことにより、前記入力画像信号に対応したインク
画像を前記々録媒体に線順次記録する手段を付与
した電気浸透インク記録装置にある。

以下、本発明の一実施例について詳述する。第
１図は、本発明にかゝる改良された電気浸透イン
ク記録装置の一実施例の斜視部分構造と結電方式
を示す図である。

なお、インク記録ヘツドは、前述の第５の構成
を例にとり、またインク記録方式は前記第１の接
触方式を例にとつて代表して示してある。

また、本例では単位画素は第１の電極たる記録
電極の１本に対応してインク記録され、記録電極
は奇数、偶数の各１本の電極したがつて計２本を
もつて１つのブロツクが形成される場合が例示さ
れている。

第１図において１００はインク記録ヘツド、で
主要構成要素として、表面に記録電極たる複数本
の配列から成る第１の電極E₁，E₂，E₃……E_o-2，
E_o-1，E_oを有する支持基板１０、二次元的な広が
りをもつ膜状の固体誘電体から成る多孔質膜４
０、この膜上に設置される第２の電極たるメツシ
ユ電極５０を含む。支持基板１０の一縁端１２、
すなわち記録電極E₁，E₂……E_oの一方の先端部
E₁′，E₂′，……E_o′側にはインク記録すべき媒体
たる記録紙５００が紙送りローラ６００によつて
圧接され、電極端部E₁′，E₂′，……E_o′側に形成
されたいわゆる信号電圧によつて制御された液状
インク部から記録紙５００に液状インクが付着記
録される。支持基板１０表面において、記録電極
E₁…E_oの配列範囲の外側の縁端部１２′，１２″
から記録紙５００へ不要なインク付着を阻止する
ために、この縁端１２′，１２″を少くとも含み、
且つ記録電極E₁，E_oと適当な隔たり（好しくは
記録電極E₁，E₂……E_oの電極間隙と同じかほゞ
等しい間隔）をもつて外接する補助電極A₀，
A₀′が設置される。

インク記録すべき外部からの入力画像信号１
は、直並列変換回路２で、線順次信号に変換蓄積
される。この変換蓄積された信号は、Ｄ／Ａ，
Ａ／Ｄコンバータ等を含む駆動回路３に並列供給
され、入力画像信号１に対応して、電極端部E₁′，
E₂′，……E_o′へ夫々制御された液状インク部を形
成するための振幅変調、パルス幅変調、或いはパ
ルス幅振幅変調されたオン電圧信号V₁，V₂……
V_oが形成される。このオン電圧信号V₁，V₂……
V_oは、スイツチ回路４のスイツチS₁，S₂……S_o
夫々のａ端子に接続印加されると共に、ｂ端子に
はオフ電圧回路６から一括してオフ電圧V_Bが印
加され、入力画像信号とは無関係に電極端部E₁′，
E₂′……E_o′上の液状インク部の形成を阻止消滅乃
至は停止させる役割を有する。

スイツチ回路４は、直並列変換回路２、駆動回
路３、パルスモータ等の紙送り駆動器７等と共に
同期パルス回路５からの同期パルスで、そのスイ
ツチS₁，S₂……S_oが同期制御される。そして第２
の電極５０と第１の電極たる記録電極E₁，E₂…
…E_o間に電圧印加されるのであるが、一般にあ
る瞬間にインク記録されるべきオン電圧信号V_r
（但しｒはｎ＞ｒ＞１の整数）がｒ番目の記録電
極E_rに印加される時、少くともその両隣りの記録
電極E_r-1，E_r+1にはオフ電圧V_Bが印加され、次の
瞬間にはE_rにオフ電圧V_Bが印加されるよう、常
にオン電圧信号印加電極の両隣りにはオフ電圧が
印加される関係にスイツチ回路は制御され、これ
をくり返して結果として電極E₁，E₂……E_r……
E_o-1，E_oによつて電圧信号V₁，V₂……V_r……
V_o-1，V_oに対応した線順次インク記録をする。

補助電極A₀，A₀′には補助電圧回路８から電極
５０との間に吸引電圧V_Aを常時印加し、縁端１
２′，１２″部ににじみ出した液状インクを多孔質
膜４０を介して電極５０側に常に吸い上げるよう
に構成される。オフ電圧V_Bが、制御された液状
インク部を阻止消滅させるように選ばれる通常の
動作状態では、V_Aはその極性がV_Bと等しく、振
幅はV_Bと等しいか若しくはこれに近い状態に設
定されるため、E₁，E_o夫々についても上述のE_r
の動作条件を満足させることができる。

斯くして上述の動作条件に基ずいて、電極E₁，
……E_r……E_oへオン信号電圧V₁，……V_r……V_o
と一定のオフ電圧V_Bを交互にS₁……S_r……S_oを
切換えて印加することにより、入力画像信号に対
応した二値、若しくは中間調を含む濃淡で、記録
紙５００上に線順次でインク記録する。

上記の原理に基づき、電極E₁，E₂，E₃……
E_o-1，E_oによつてV₁，V₂，V₃……V_o-1，V_oの信
号電圧に対応した線順次記録を行なうに簡便にし
て有効な動作方法は、ある瞬間には第１図に例示
するごとく、奇数番のスイツチS₁，S₃，S₅……を
ａ側に接続して、オン信号電圧V₁，V₃，V₅……
を夫々奇数番の記録電極E₁，E₃，E₅……に選択
的に印加すると共に、偶数番のスイツチS₂，S₄，
S₆……をｂ側に接続してオフ電圧V_Bを偶数番の
電極E₂，E₄，E₆……に印加し、次の瞬間には奇
数番のスイツチをｂ側に接続してオフ電圧V_Bを
奇数番の記録電極E₁，E₃，E₅……に印加すると
共に隅数番のスイツチをａ側に接続してオン信号
電圧V₂，V₄，V₆……を印加することである。こ
の間、紙送り駆動器７による紙送りを停止してお
くと、線順次インク記録すべき、V₁，V₂，V₃…
…V_o-1，V_oなるオン信号電圧が二度書きによつ
て線順次でインク記録されることになる。この動
作を順次交互にくり返すことにより、線順次で、
二値あるいは中間調表示で、文字、図形、画像等
のインク記録を行なえる。

第２図は、本発明にかゝる上記のインク記録装
置の一実施例を示す各部の信号電圧関係を示す図
である。

第２図において、A₀，E₁，E₂……E_r-1，E_r，
E_r+1……E_o-1，E_o，A₀，A₀′，Ｐは記録電極、補
助電極、紙送り駆動器夫々に印加される電圧パル
スを時間ｔ（横軸）と共に表わし、無印はオフ電
圧V_Bパルスを、斜線部は各電極に印加されるオ
ン信号電圧V₁，V₂，……V_r-1，V_r，V_r+1……
V_o-1，V_oを示し、夫々の縦軸は電圧振幅の大き
さを表わす。またオン信号電圧の極性が＋電圧、
−電圧によつて斜線の向きを変えて表示してあ
る。

一般に、この種のインク記録装置では、液状イ
ンクは、支持基板１０の表面、多孔質膜４０に対
して負の電極方向に電気浸透する材料を使用する
場合が多いため、本例図でも、吸引電圧V_A、オ
フ電圧V_Bは第２の電極５０に対して正電圧（従
つて電極５０が負）で表示してある。また、オン
信号電圧E₁，E₂……E_r……E_o-1，E_oの極性及び
振幅とインク記録濃度との関係は、負電圧パルス
とする時はその振幅の増大と共に記録濃度が増加
し、零電圧、更には正電圧パルスとする時は、記
録濃度が零になるか、或いはその振幅の増大と共
に記録濃度が減少し、オフ電圧V_Bと等しい振幅、
例えば第２図のV₁′，V₃′の如き状態ではインク記
録は完全に阻止され、記録濃度が零となるよう等
に選ばれる。

第２図のE₁には文字や図形等、いわゆるオン、
オフの二値表示記録される場合のオン信号電圧
V₁の例が示され、正パルスV₁′では記録濃度が零
のオフ状態、負パルスV₁″では高濃度のオン状態
を表わす。

第２図のE₂にはオン信号電圧V₂が零ボルト以
下の負パルスを用いて中間調画像を記録表示する
場合、第２図のE₃にはオン信号電圧V₃を、負極
性から更に正極性に迄振り込んで、中間調画像の
記録濃度範囲の拡大及び記録画像の品質の改善を
行なう場合が例示されている。

オン信号電圧V₁，V₂，V₃……V_r……V_o-1，
V_oを正極性に振り込む時、その最大振幅は通常、
オフ電圧V_Bの振幅を等しく選ぶことが望ましい。

第２図では、E_r，E_oが奇数番の場合が例示さ
れているが、時分割駆動周期、すなわち本例では
線順次記録周期をT₀とする時、時間Ｏｔ＜Ｔ
の半周期（T₀／２）₁では、E₁，E₃，……E_r-2，
E_r……E_oの奇数番の記録電極には入力信号１で
変調されたインク記録すべきオン電圧信号V₁，
V₃……V_r-2，V_r……V_oが、一方E₂，E₄，……
E_r-1，E_r+1……E_o-1の偶数番の記録電極には、入
力画像信号１とは無関係の一定振幅のオフ電圧
V_Bが印加される。

次の半周期（T₀／２）₂では上記とは反対に、
奇数番の記録電極にはオフ電圧V_B、偶数番E₂，
E₄……E_r-1，E_r+1，……E_o-1には入力信号１で変
調されたオン信号電圧V₂，V₄，……V_r-1，V_r+1，
……V_o-1が印加され、ｔ＝Ｔでは同期パルスＰ
により紙送り駆動器７を間欠的に動作させ、一線
分だけ記録紙５００を紙送りする。

このように奇数と偶数の記録電極の計２本を１
ブロツクとし、インク記録すべき対応する信号電
圧V₁，V₂……V_r-1，V_r，V_r+1……V_o-1，V_oを
夫々のブロツク内で点順次で交互に切換へ、本例
では二度の時分割により線順次記録する。

第３図は、第１図装置の具体的な動作姿態を説
明する斜視部分構造図である。

第１の電極たる記録電極E₁，E₂，E₃……は、
ガラス基板等の支持基板１０の表面１１に、例え
ば深さ20μｍ，幅50μｍ、ピツチ125μｍ（電極間
隙75μｍ）程度の溝２０を設け、その内壁に予め
0.2μｍ程度の厚さにC_rを蒸着し、更にその上に
Auを2μｍ程度の厚さに鏡面状に蒸着して構成す
る。補助電極A₀，A₀′も同様にCrとAuを蒸着し、
記録電極E₁，E_oとの間隔は75μｍ程度に選ぶ。

表面１１上には、硝酸セルローズや酢酸セルロ
ーズ等から成り、平均孔径0.1〜8μｍ程度、空孔
率60〜80％程度、厚さが40〜200μｍ程度のマイ
クロポーラスメンブレンフイルム等の多孔質膜４
０をその一縁端が縁端１２，１２′から50〜200μ
ｍ程度ずらして露出縁端面３０を形成するよう配
置し、他方の縁端側は逆流封着剤６０をもつて表
面１１及び溝２０間に迄封着する。封着剤６０側
から露出縁端面３０側迄の距離、すなわち多孔質
膜４０の幅は、液状インク２００の電気浸透によ
る押し出し、吸引に基づくポンピング量を決定す
るので、例えば20mm以上に広く選ぶ。第２の電極
５０は液状インク２００透過性電極で、例えば50
〜100μｍ程度の厚さの金属板に100〜200メツシ
ユ程度に貫通孔を設けたメツシユ電極を用いる。

液状インク２００は、インク容器３００内に収
容され、毛管現象を利用して、海綿（スポンジ）
体４００、メツシユ電極５０を介して多孔質膜４
０に供給含浸される。液状インク２００は、例え
ば有機溶媒に３〜５重量％程度の油溶性染料と共
に、必要な電荷制御剤や表面活性剤を溶解せし
め、通常、多孔質膜４０の厚み方向、並びに支持
基板表面１１を、共に同一電界極性方向、例えば
一般的に負電極方向に電気浸透するよう構成さ
れ、粘度が２〜10センチポアズ、固有抵抗10⁶Ω
cm以上、比誘電率５以上、電気浸透度が10^-5cm²／
Ｖ−sec程度のものが用いられる。

縁端１２，１２′には、記録紙５００が、ゴム
等の弾性体から或る紙送りローラ６００によつて
圧接され、その回転によつて５０１の如き方向に
紙送りされる。

第３図ａでは、第２図の（T₀／２）₁周期の電
圧印加状態が例示されている。

補助電極A₀には正電圧V_Aが印加されているた
め、電極A₀上、更には縁端１２′上にはみ出した
液状インク２００は、矢印２０１の如く多孔質膜
４０を介して負電極たる第２の電極５０側に電気
浸透で吸い上げられ、縁端１２′から記録紙５０
０への不要なインク付着は阻止される。正なるオ
フ電圧V_Bが印加された偶数番の記録電極E₂，E₄，
……も同様で、夫々の溝２０側から多孔質膜４０
を介して負電位の第２の電極５０側に多孔質膜４
０を介して矢印２０２，２０３の如く液状インク
２００が吸い上げられ、従つてV_Bが印加された
夫々偶数電極先端E₂′，E₄′部の液状インク２００
は消滅する。

一方、入力信号１で変調された負なるオン信号
電圧V₁，V₃，V₅……が印加され、負電位にある
奇数番の電極E₁，E₃，E₅……には、正電位にあ
る第２の電極５０側から、図の矢印２０４の如く
液状インク２００が電気浸透し、この液状インク
２００は、逆流阻止剤６０とは反対側、すなわち
電極先端E₁′，E₃′，E₅′……側に向けて、溝２０
を介して矢印２０５の如く押し出される。

また、基板表面と多孔質膜４０との間の接合間
隙１３においても、正電極を形成する補助電極
A₀、及び偶数番電極E₂，E₄，……側から奇数番
電極E₁，E₃，E₅……に向けて矢印２０６の如く
電気浸透し、上述の押出し２０５を一層効果的に
する。この押し出しの効果による液状インク２０
０は、多孔質膜４０の露出縁端面３０側の縁端で
は図に例示する如く広がりを持つが、基板表面１
１に対する液状インク２００の電気浸透により、
正電極たる補助電極A₀、及び偶数電極E₂，E₄…
…から、負電極たる奇数電極E₁，E₂，E₃……に
向けて矢印２０７の如き電気浸透する。この集束
絞り作用により、奇数番電極先端E₁′，E₃′，
E₅′……では、その溝内に限定されて且つオン信
号電圧V₁，V₂，V₃……の振幅に対応して制御さ
れた液状インク部２１０が形成される。

この液状インク部２１０は記録紙５００表面に
接しているため、インク付着を生じ、奇数番電極
E₁，E₂，E₃……では、その電極幅、溝断面に正
しく対応し、オン信号電圧V₁，V₃，V₅……夫々
に対応した濃淡の点状のインク記録、すなわち単
位画素のインク記録がなされることになる。

第３図ｂは、第２図の（T₀／２）₂期間におけ
る動作状態を示す。奇数番電極E₁，E₃，E₅……
は、オン電圧信号V₁，V₃，V₅……からオフ電圧
V_Bに切換えられ、一方、偶数番電極E₂，E₄，…
…はオフ電圧V_Bから、夫々オン電圧信号V₂，V₄
……に切換えられる。

V₁，V₃，V₅……に対応して奇数番電極先端
E₁′，E₃′，E₅′……に形成されていた液状インク
部２１０は、オフ電圧V_Bによる電気浸透２０２，
２０６，２０７に基ずく矢印２０３の如き液状イ
ンク２００の吸い上げによつて消滅する。替つて
負電極を形成する偶数電極E₂，E₄……には、既
述の原理に基づき矢印２０４，２０６，２０７の
如く液状インク２００が集中集束し、その矢印２
０５の如き押し出しにより先端部E₂，E₄，……
にオン信号電圧V₂，V₄……に夫々対応した液状
インク部２１０′が形成され、記録紙５００上に
インク付着を生じる。

斯くしてＯｔ＜Ｔの一周期の内の半周期
（T₀／２）₁では、奇数電極E₁，E₃，E₅……による
夫々の単位画素のインク記録が、また（T₀／２）
₂では偶数電極E₂，E₄，……による単位画素のイ
ンク記録が行なわれる。この時分割記録により、
ｔ＝Ｔで同期パルスＰで紙送りした第３図ｃの状
態（すなわち第２図においてＴｔ＜2Tの次の
周期の（T₀／２）₁）では、記録紙５００上に、
図に例示される如く、記録電極E₁，E₂，E₃……
を介してオン信号電圧V₁，V₂，V₃……に対応し
た濃淡で線順次記録されたインク記録２２０を得
ることができ、このような線順次動作により、所
期のインク画像が記録できる。

以上の如く、単位画素をインク記録する記録電
極の、両隣りの単位画素に対応する記録電極には
常にオフ電圧V_Bが印加される関係に点順次で時
分割選択してインク記録することを原理とする本
発明においては、オン信号電圧が印加される単位
画素記録電極には、常に前記の矢印２０５と同時
に、矢印２０７の如き電気浸透収束作用が存在す
るため、にじみの少ない点状の高解像度のインク
記録が行える利点がある。

また、記録電極には周期的にオフ電圧V_Bが印
加されて周期的にリセツトされ、また前記矢印２
０３の如き液状インク２００の吸引作用が周期的
に訪れるため、動作が平均化され、オン信号電圧
に対応した安定な濃淡のインク記録が行える優れ
た効果がある。

また、上記液状インク２００の押し出しと吸引
が周期的に交互に繰り返されるため、電極先端部
E₁′，E₂′，E₃′……が液状インク２００により一
種の洗滌を受けることになり、液状インク２００
の乾燥、目詰まり等による動作の不安定化も防止
できる利点がある。

然るに従来の装置では、記録電極E₁，E₂，E₃
……E_r-1，E_r，E_r+1……に同時にオン信号電圧
V₁，V₂，V₃……V_r-1，V_r，V_r+1……が時分割さ
れることなく印加されるため、電極E_rの収束作用
２０７は、その電圧差V_r−V_r-1，V_r−V_r+1によ
りなされる。然るにこれらは必ずもし大きくな
く、特にV_rV_r-1，V_rV_r+1，V_rV_r-1V_r+1
の場合には電圧差は零となり、全く、或いは殆ん
ど収束作用２０７が働かない場合がでて来る。こ
れらの場合のインク記録は第３図ｃの２２０の如
く互に分離した点状にならず、単位画素の複数個
にまたがつた帯状のインク記録となる。加えて、
互に隣接した複数本の記録電極から同時に液状イ
ンク２００が押し出されるため、インクの押し出
しが容易で異常に濃くインク記録される。また、
これらの状態に続いてインク記録を阻止する関係
にある信号電圧が来た場合には、吸引すべきイン
ク量が過大で、インク吸引２０３が不充分とな
る。また、このようなインク記録阻止信号電圧が
連続した後に、インク記録を指令する信号電圧が
来た場合には、過度にインク吸引されているた
め、所望のインク押し出し２０５が困難となる。

このように従来装置では、集束作用が不充分で
記録画像が点と帯の入り交つたインク像となり、
また、両隣りの記録電極、更には先発の信号電圧
の影響により、インク記録濃度が、場所によつて
必ずしもオン信号電圧V₁，V₂……V_r-1，V_r，
V_r+1……に対応せず、著しく記録画像品質を低
下させる問題を含んでいる。

本発明によると、上述の問題点が改良される優
れた効果を有する。

なお、以上の実施例では、奇数、偶数を対とし
た２本の単位ブロツクとする記録電極について
夫々時分割記録をしたが、更に本数を増やした単
位ブロツクについても同様に時分割記録ができ
る。

例えば、記録電極E₁，E₂，E₃……を３本をブ
ロツクとする場合には、第１番目のブロツクは
E₁，E₂，E₃、第２番目のブロツクをE₄，E₅，E₆、
第３番目はE₇，E₈，E₉と以下同様に３本づつを
ブロツクとして、線順次記録周期Ｔ内を（Ｔ／
３）₁，（Ｔ／３）₂，（Ｔ／３）₃の如く３分割し、
（Ｔ／３）₁内で、各ブロツクの１番目の電極E₁，
E₄，E₇……に夫々オン信号電圧V₁，V₄，V₇……
を、またこの他の電極にはオフ電圧V_Bを、以下
同様に（Ｔ／３）₂内では各ブロツク２番目の電極
E₂，E₅，E₈……にオン信号電圧V₂，V₅，V₈……
を、（Ｔ／３）₃内では３番目の電極E₃，E₆，E₉…
…にオン信号電圧V₃，V₆，V₉……を時分割印加
し、全て記録電極にオン信号電圧が夫々時分割印
加された後で同期パルスＰで紙送りすると線順次
記録ができる。

従つて一般に各ブロツクをＮ本の記録電極で構
成する時、線順次記録周期T₀内をＮケに分割し、
夫々のブロツク内で夫々の順番に従つて、記録電
極に夫々のオン信号電圧を時分割印加し、その他
の記録電極にはオフ電圧V_Bを印加すれば良い。
斯くすることにより、オン信号電圧が印加された
記録電極の少くとも両隣りの記録電極にはオフ電
圧V_Bが印加されることになる。

第４図は、本発明にかゝるインク記録装置の他
の実施例にかゝる信号電圧印加法を示す図であ
る。なお、本例では、オン信号電圧は図形や文字
等を二値表示する場合を例示してある。

以上の実施例は、説明の便宜上同期パルスＰに
よる記録紙５００の紙送り時間が無視できる程度
く、この紙送り時間における記録紙５００へのイ
ンク付着２２０は無視できるものと仮定して説明
して来た。

然し、線順次記録周期T₀が非常に小さい、い
わゆる高速記録時には、同期パルスＰによる紙送
り時間T_Pにおける記録紙５００への不要なイン
ク付着は無視できなくなる。例えば第３図ｃの如
く、紙送り方向にインク付着２２０が点状に分離
され難くなり、この尾引き現象により紙送り方向
へ帯状になる場合がある。このような記録画像品
質の低下を防止するためには、図に例示するごと
く、夫々の同期パルスＰの幅T_Pの期間、全ての
記録電極E₁，E₂……E_o-1，E_oにオフ電圧V_Bを印
加し、前述の如き夫々の記録電極先端E₁′，E₂′…
…E_o-1′，E_o′における制御され液状インク部２１
０，２１０′を強制的に吸引消滅させて改善する
ことができる。

また、高速記録時には、時分割で夫々の記録電
極に印加されるオン信号電圧の時間幅が狭くなる
ため、前述の如く、順次、互に隣接する記録電極
に、オン信号を一方向に切換えて行く方式による
と、後続の記録電極の動作は、隣接する先行電極
の動作的な過度現象の履歴による影響を受け、記
録画像品質の低下を招来することがある。この現
象は特に中間調のインク記録画像を得る場合に著
しい。

この改善は、第４図に例示する如く、時分割駆
動周期T₀＝Ｔ−T_P内において、時分割駆動すべ
き各ブロツク内で、少くとも隣接する記録電極を
跳び越すようにオン信号電圧を時分割駆動するこ
とによつて改善される。この場合、相隣るブロツ
ク間の隣接する記録電極においても周期的に連続
してオン信号電圧が印加されぬよう配慮が必要で
ある。この条件は、各ブロツク内において第１番
目と最終番目の記録電極が連続して時分割駆動さ
れぬよう選べば充分である。

これらは、夫々のブロツク内に含まれる記録電
極数をＮ本、ブロツク数をＲ個とする時、記録電
極E₁，E₂……E_o-1，E_oの総数をｎ本とする時、
Ｎ５本、ｎ＝NR本に選び、且つ各記録電極へ
のオン信号電圧への時分割印加周期をT₀／Ｎと
すれば良い。この場合、単位画素をｍ本の記録す
る場合にはｎ5m本、Ｎ＝nmRとなることは明
らかである。

第４図は、以上の原理に基づき、Ｎ＝５本とし
て、説明の便宜上記録紙５００全面を一様に高濃
度でインク記録する場合を代表して例示したもの
で、各ブロツク１，２，……Ｒ、夫々の第１番目
の記録電極E₁，E₆，E₁₁……E_o-4に第１時分割印
加周期（T₀／５）₁にオン信号電圧V₁，V₆，V₁₁
……V_o-4を、第２周期（T₀／５）₂に第３番目の
電極E₃，E₈，E₁₃……E_o-2にV₃，V₈，V₁₃……
V_o-2を、第３周期（T₀／５）₃に第５番目の電極
E₅，E₁₀，E₁₅……E_oにV₅，V₁₀，V₁₅……V_oを、
第４周期（T₀／５）₄に第２番目の電極E₂，E₇，
E₁₂……E_o-3を、第５周期（T₀／５）₅に第４番目
の電極E₄，E₉，E₁₃…E_o-1にV₄，V₉，V₁₃……
V_o-1を印加して、全記録電極E₁，E₂……E_oに
夫々のオン信号電圧V₁，V₂……V_oを点順次で時
分割印加し終る。この方法によると、夫々のブロ
ツク内は勿論のこと、互に隣接するブロツク、例
えば第１ブロツクと第２ブロツク、第Ｒ−１ブロ
ツクと第Ｒブロツクの隣接する記録電極、例えば
E₅とE₆、E_o-5とE_o-4にも連続した駆動印加周期で
オン信号電圧が印加されず、インク記録動作の安
定化がはかられる。

斯くして第５周期（T₀／５）₅に引き続き、同
期パルスＰによつてT_P周期に亘つて紙送りされ、
このような線順次記録は次の線順次記録周期Ｔ
ｔ＜2Tへと移り、以下、同様に動作させる。一
般に前述の制御された液状インク部２１０の生
成、消滅はオン信号電圧、オフ電圧に対して有限
の応答時定数をもつて、遅れて発生する。

従つて高速記録においては、この遅れが無視で
きなくなる。それ故この遅れの時定数を考慮して
同期パルスＰの発生は図に例示するよりも多少遅
らせ、上記インク部２１０の生成、消滅と紙送り
を正確に同期させると尾引きの少ない鮮明なイン
ク記録が行える利点がある。

然し、更に高速化すると液状インク部２１０，
２１０′の生成、消滅か時定数的に不満足になる
場合がある。

第５図は、更に改良された本発明にかゝるイン
ク記録装置の一実施例にかゝる駆動法を示すもの
で、本例ではＮ＝６本の時分割駆動印加法を例示
してある。

この実施例は、記録応答特性を考慮してインク
記録特性の改良を意図したものである。

すなわち、夫々、印加周期T₀／６内における
オン信号電圧V₁，V₂……V_oの時分割印加に引続
き、オフ電圧V_Bに、液状インク２００の吸引２
０３が行われる極性の、例えばV_Bと同じ極性で
印加周期T₀／６より短かいパルス幅T_bの補助オ
フパルスV_bを重畳印加し、前述の制御された液
状インク部２１０，２１０′の吸引２０３を強制
的に加速し、吸引時定数の減少をはかる。

この手段によると、きれのよい、且つ尾引きの
少ないインク付着２２０が得られ、更に高速記録
が行える利点がある。

一般に時分割駆動によると、オン信号印加周期
T₀／Ｎに比較して、オフ電圧V_Bの印加時間が長
い。

従つて、前述の動作法で吸引時定数の減少のた
めにV_Bの振幅を大に選ぶと、オン信号電圧非印
加時に過度に液状インク２００が吸引され、この
吸引２０３により次にオン信号電圧が印加された
時、押し出し２０５による液状インク部２１０，
２１０′形成の、いわゆる押し出し時定数が長く
なり、高濃度のインク付着２２０が困難となる場
合がある。

然るにこの実施例において、液状インク２００
の押し出し２０５が停止、若しくは吸引２０３が
僅かに行なわれる程度にV_Bの振幅を小に選び、
且つ充分大なる振幅の補助オフパルスV_bを印加
して強制的に、且つ瞬間的に所期の吸引２０３を
行なうと、上記問題点が改良されると共に、押し
出し２０５及び吸引２０３の夫々の時定数を減少
できる利点がある。

なお、補助オフパルスV_bの振幅｜V_b｜及びパ
ルス幅T_bの少くとも何れかは、オン信号電圧V₁，
V₂……V_oの振幅（すなわち液状インク２００を
吸引２０３し、インク付着２２０を生じさせない
いわゆる最低電位関係にあるオン信号電圧電位を
基準電位として測つたV₁，V₂……V_oの電位差の
絶対値、図の例では上記基準電位はV_Bにあるた
め｜V₁，₂……ｎ−V_B｜の増加と共に減少する関
係にオン信号電圧で変調することもできる。しか
し、回路的な複雑さを防止する観点からは夫々を
一定値に保つことが望ましい。

押し出し２０５の時定数の減少には、図に例示
する如く、夫々のオン信号電圧V₁，V₂……V_oの
立上り部にかけて、時分割印加周期、いわゆる書
き込み周期T₀／６よりも狭いパルス幅T_aを有し、
液状インク２００の押し出し２０５を生ずる関係
にある電圧極性の補助オンパルスVaを重畳印加
し、液状インク２００の押し出し２０５を付勢す
ることが有効である。

この場合、図のオン信号電圧V₁′に例示する如
く、インク付着２２０を生じさせない、いわゆる
オフ状態にオン信号電圧V₁，V₂……V_oがある
時、補助オンパルスV_aにより、このオフ状態が
著しく崩れてインク付着２２０を生じることのな
いよう、オフ電圧V_bの振幅を適度に大にし、且
つV_aの振幅｜V_a｜とパルス幅T_aを適当に設定す
る配慮が必要である。

補助オンパルスV_aも補助オフパルスV_bと同様
に、オン信号電圧V₁，V₂……V_oの前記振幅の増
加と共に、その振幅｜V_a｜、パルス幅T_aの少く
とも何れかをオン信号電圧に対応して変調増加さ
せると、インク付着２２０の低濃度域の応答特性
が改善され、一方、変調減少させると、コントラ
ストの強いインク画像記録が行える利点がある
が、回路的な複雑さを防止する点からは、夫々、
一定値に保つことが望ましい。

なお、この実施例では、V_aはV₁，V₂……V_oに
重畳印加されるため、夫々｜V_a＋V_1,2…_o｜の振
幅はV₁，V₂……V_oにより変動する利点がある。
しかし、この替りに、オン信号電圧V₁，V₂……
V_oとは無関係に、オン信号電圧の最大振幅より
も大なる一定振幅を有し、且つ液状インク２００
の押し出し２０５を助長する電圧極性で、パルス
幅T_aが書き込み周期T₀／６よりも充分に小さい
固定の補助パルスを印加し、これに引き続いてオ
ン信号電圧をT₀／６−T_aの書き込み時間内で印
加するようにすると更に回路構成が容易になる。

なお、図では、紙送りのための同期パルスＰは
第４図の場合と比較して液状インク部２１０，２
１０′の消滅時定数を考慮してT_pdだけ遅らせて
いるが、このT_pdの調節により尾引き現象の改善
されたインク画像記録が行える利点がある。

以上は、単位画素の記録電極の夫々１本に対応
してインク記録する場合を例にとり、説明した
が、低解像度で記録するため単位画素を記録電極
の複数本を並列接続して動作させる場合も、これ
らを一本の記録電極として取扱うことにより同様
の理念で動作できることは明らかである。

実際の動作に当つては、種々の電圧V₁，V₂…
…V_o，V_B，V_a，V_bの電圧範囲は、第２の電極５
０と第１の電極たる記録電極V₁，V₂……V_o間、
及び相隣る記録電極のピツチ間隔について、その
実質的な総合電界強度が1μｍ当り５ボルトを越
えぬ範囲内で適宜選択することが、絶縁破壊等の
動作不安定を防止する意味から好しい。

例えば、第１図及び第３図の記録ヘツド１００
の構成で、前述の材料構成において多孔質膜４０
をニトロセルローズのマイクロポーラスメンブラ
ンフイルター（厚さ150μｍ、平均孔径3μｍφ、
空孔率80％）封着剤６０から露出縁端面３０迄の
多孔質膜４０の幅を約20mm、第２の電極たる記録
電極E₁，E₂……E_oの配列ピツチを125μｍ（８
本／mm）、露出縁端面３０の幅を70μｍとした場
合、オン信号電圧V₁，V₂……V_oを−100V（イン
ク記録）、＋250V（インク非記録）の二値信号電
圧、吸引電圧V_Aおよびオフ電圧V_Bを＋250Vとし
た時、単位画素のインク記録は５ｍsec以内、第
１図〜第３図の如き奇数−偶数時分割駆動で、１
ライン当り10ｍsecの線順次記録速度をもつて、
二値表示の文字、図形のインク記録が行えた。

以上の説明では記録ヘツド１００として冒頭に
説明した第５の構成を例に取り、本発明の態様を
説明したが、第１〜第４並びに他の記録ヘツド構
成についても同様の理念で動作できることは明ら
かである。

また、記録方式としては冒頭に記載した第１の
接触方式を中心に説明したが、第１，３図等にお
いて、記録媒体たる記録紙５００を縁端１２，１
２′から適当な隔たりをもつて配置したり、或い
は、更に紙送りローラ６００を対向電極に構成
し、記録電極E₁，E₂，……E_oとの間に電圧を印
加することにより、第２の電気浸透飛翔方式、第
３のインク付着助勢方式、第４のクーロン力飛翔
方式をもつて同様の理念でインク記録できること
も明らかである。またこの説明では、単位ブロツ
ク内で夫々１本の記録電極にオン信号電圧が時分
割印加されたが、同時に複数本の記録電極にオン
信号電圧を印加し、複数の単位画素を、夫々の両
隣りにオフ電圧V_Bが印加される関係で同時記録
するように構成できることも明らかである。

以上、詳述した如く、本発明は第１の電極たる
記録電極を介して単位画素をインク記録するに当
つて、この記録電極に隣接する記録電極に常に一
定のオフ電圧が印加される関係において、前記々
録電極に入力信号で変調されたオン信号電圧を順
次時分割で印加、切換えて単位画素を記録媒体に
点順次でインク記録し、もつて線順次記録により
インク画像を得ることを原理とした電気浸透イン
ク記録装置にある。

本発明によると、均一なインク画像が得られる
と共に、安定に動作し、且つインク詰まりなどの
動作上の難点も改良され、実用的にその効果は大
なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における電気浸透イ
ンク記録装置の斜視部構造と給電方式を示す図、
第２図は第１図装置の各部の信号関係を示す図、
第３図ａ，ｂ，ｃは第１図装置の具体的な動作姿
態を説明するための装置の斜視図、第４図は同他
の実施例における電気浸透インク記録装置の信号
電圧印加法を示す図、第５図は同さらに他の実施
例における電気浸透インク記録装置の信号電圧印
加法を示す図である。 １…入力画像信号、２…直並列変換回路、３…
駆動回路、４…スイツチ回路、５…同期パルス回
路、６…オフ電圧回路、７…紙送り駆動器、８…
補助電圧回路、１０…支持基板、２０…電極溝、
３０…露出縁端面、４０…多孔質膜、５０…第２
の電極、１００…インク記録ヘツド、２００…液
状インク、２１０，２１０′…制御された液状イ
ンク部、２２０…インク付着、３００…インク容
器、４００…海綿体、５００…記録媒体、６００
…紙送りローラ、E₁，E₂……E_o……第１の電極、
V₁，V₂……V_o……オン信号電圧、V_A…吸引電
圧、V_B…オフ電圧。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 配列された複数個の第１の電極と、二次元的
   な広がりをもつ固体誘電体と、第２の電極と、前
   記誘電体に液状インクを供給する手段とを有し、
   前記第１の電極と第２の電極を介して、前記誘電
   体並びに液状インクに選択的に信号電圧を印加
   し、この信号電圧に対応せしめて前記液状インク
   を前記誘電体に対して電気浸透させ、前記夫々の
   第１電極に制御された液状インク部を選択的に形
   成させ、このインクを記録媒体に付着記録させる
   よう構成し、前記信号電圧は、インク記録すべき
   入力画像信号によつて変調されて前記の液状イン
   ク部を形成、変調する関係にあるオン信号電圧
   と、前記入力画像信号とは無関係に前記液状イン
   ク部を消滅乃至その形成を停止させる関係にある
   一定のオフ電圧とを有し、前記第１の電極夫々を
   介して対応する単位画素を前記記録媒体にインク
   記録するに当つて、前記オン信号電圧が印加され
   るべき第１の電極は予め定められた順序で時分割
   で選択されると共に、この選択された第１の電極
   夫々に少くとも隣接する他の第１の電極には前記
   オフ電圧が印加される関係において、前記選択さ
   れた夫々の第１の電極に前記夫々のオン電圧信号
   を順次に時分割印加し、点順次で夫々の単位画素
   を前記記録媒体にインク記録することにより、前
   記入力画像信号に対応したインク画像を前記々録
   媒体に線順次記録する手段を付与したことを特徴
   とする電気浸透インク記録装置。 ２ 第１の電極は、その複数本を単位とするブロ
   ツクにブロツク分けされ、夫々のブロツク内にお
   いて単位画素の点順次インク記録をすることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の電気浸透イ
   ンク記録装置。 ３ 第１の電極による単位画素の点順次記録は、
   夫々隣接する単位乃至は複数本の前記第１の電極
   を跳び越してオン信号電圧が時分割印加されるこ
   とによることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の電気浸透インク記録装置。 ４ 夫々のブロツク内の単位画素の点順次記録
   は、夫々隣接する単位乃至は複数本の第１の電極
   を跳び越してオン信号電圧が時分割印加されると
   共に、各ブロツクの第１番目と最終番目の第１の
   電極への前記オン信号電圧の時分割印加が連続し
   ない関係にあることを特徴とする特許請求の範囲
   第２項記載の電気浸透インク記録装置。 ５ ブロツク内に含まれる第１の電極本数を５本
   以上とすることを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載の電気浸透インク記録装置。 ６ 記録媒体は、線順次記録周期に対応して間欠
   的に移動する関係にあり、この移動に同期せしめ
   て第１の電極の全てにオフ電圧を印加することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項または
   第３項記載の電気浸透インク記録装置。 ７ 第１の電極に時分割印加されるオン信号電圧
   パルスの立ち上り部にこのパルス幅よりも小なる
   幅で、且つ液状インク部の形成を助長する関係に
   ある補助オンパルスと、前記オン信号電圧の立ち
   下り部に引続いて、前記液状インク部の消滅を助
   長する関係にあり、且つ前記オン信号電圧パルス
   のパルス幅よりも小なる幅の補助オフパルスとの
   内の、何れか一方乃至は両方の電圧パルスを印加
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項、第
   ２項または第３項記載の電気浸透インク記録装
   置。 ８ 制御された液状インク部は、第１の電極の先
   端部側に形成される関係にあり、この電極先端部
   配列面に外接して、第１の電極と絶縁された補助
   電極が設置され、この補助電極と第２の電極との
   間に、前記オフ電圧と同一極性の固定電圧を印加
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項、第
   ２項または第３項記載の電気浸透インク記録装
   置。