JPH04239662A - 電界吸引式光学プリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液体のインクでライン
式に高速印字できる電界吸引式の光学プリンタに関する
。

【０００２】

【従来の技術】従来、デスクトップタイプのノンインパ
クトプリンタは、インクジェット式、熱転写式、電子写
真式などいくつかの方式が実用化されている。これらの
方式は、多くの長所をもつが、記録速度、信頼性、ラン
ニングコスト、カラー化の容易性などについてみると、
一長一短がある。

【０００３】記録速度の向上には、印字ヘッド部のライ
ン化が不可欠であるが、インクジェット方式は、原理的
にノズルのライン化が難しい。このため、改良タイプが
いくつか提案されているが、まだ実用化には至っていな
い。一方、熱転写記録方式は、インクシートが消耗品で
あるため、ランニングコストが高いという問題を抱えて
いる。電子写真方式は、高速化に適しているが、粉体の
トナーを使用するため、加熱定着装置が必要であり、消
費電力が大きく、また常に予熱しておく必要があること
、大型になる、等の問題がある。

【０００４】そこで、これらの問題点を一掃する新しい
方式として、液体のインクを用いライン式の記録電極で
電界吸引して記録する装置が提案されている。

【０００５】図３は従来の電界吸引式ライン記録装置を
示す側面図である。１ｒはインク供給ローラであり、導
電性インクが含浸されている。インク供給ローラ１ｒと
しては、インクと親和性の高い多孔質部材が適しており
、材質としては、ポリウレタンフォームなどが有効であ
る。

【０００６】２は浸透制御膜であり、例えば不織布など
のように無数の微細孔のあいた膜、金属や樹脂製のフィ
ルムに微細孔をあけたもの等が適している。浸透制御膜
２の材質としては、表面をテフロンで撥水処理したテト
ロンも、インクの浸透を制御する上で適材である。この
浸透制御膜２は、インク供給ローラ１ｒおよび搬送ロー
ラ３、４に巻き付けられており、一定速度で回転移送さ
れる。

【０００７】インク供給ローラ１ｒと対向する位置に、
記録紙５を挟んでプラテン６が配設されている。プラテ
ン６には、紙面と垂直方向に多数分割されたライン状の
記録電極７が設けられており、インク供給ローラ１ｒと
記録電極７間に、電源Ｅにより選択的に電圧が印加され
る。

【０００８】インク供給ローラ１ｒ中のインクの表面張
力と浸透制御膜２に対するインクの濡れ性を調節するこ
とで、電界が作用していないときは、インクが浸透制御
膜２の微細孔を通過できないようになっている。一方、
記録電極７とインク供給ローラ１ｒ間に電圧を印加した
ときは、記録電極７とインク供給ローラ１ｒ中の導電性
インクとの間に静電力が働くため、インクは微細孔を通
り抜け、記録紙５に付着して記録が行なわれる。

【０００９】図４は、静電力により導電性インクが浸透
制御膜２を透過して記録紙５に吸着される模様を示す図
で、記録電極７の列方向の断面図である。

【００１０】インク供給ローラ１ｒはインクとの親和性
が高く、一方浸透制御膜２がインクをはじく性質をもつ
ものであるため、記録電極７に電圧が印加されていない
条件では、　（ａ）のようにインクのメニスカスの位置
が、浸透制御膜２とインク供給ローラ１ｒの境界付近に
あり、微細孔１３中にわずかに入り込む程度である。こ
のような条件では、記録紙５が浸透制御膜２の外面に接
触しても、記録紙５にインクが付着することはない。

【００１１】次に　（ｂ）のように、インク供給ローラ
１ｒ中の導電性インクと記録電極７との間に選択的にパ
ルス電圧が印加されると、インク供給ローラ１ｒ中のイ
ンクが、微細孔１３を通して、電圧印加された記録電極
７に吸引され、ついには　（ｃ）のように微細孔１３を
透過して記録紙５に到達する。次いで　（ｄ）のように
電圧が無印加の状態になると、微細孔１３中のインクが
途切れて、一部はｄのように記録紙５側に残り、インク
供給ローラ１ｒ側の部分は、再びインク供給ローラ１ｒ
に吸収され、（ａ）に示す元の状態に戻る。

【００１２】このように浸透制御膜２および記録紙５を
移送しながら、印字情報に応じてインク供給ローラ１ｒ
と各記録電極７間に選択的に電圧を印加することにより
、記録紙５に連続的にライン印字を行なうことができる
。

【００１３】図５は各種浸透制御膜の拡大断面図であり
、（ａ）　は金属または樹脂の膜に微細孔１３を開けた
もの、　（ｂ）は不織布などのように無数の微細繊維の
間に微細孔をランダムに有するもの、（ｃ）は細い繊維
をメッシュ状に編んだものである。なお、無数の微細孔
を有する一定厚の膜であれば、これらに限定されない。

【００１４】図３は浸透制御膜２が記録紙５といっしょ
に移動する構成であるが、図６のように浸透制御部を固
定することもできる。すなわち、インクタンク１ｔと記
録紙５との間に、各記録電極７に対応して微細孔１３が
開いた浸透制御部を設け、インクタンク１ｔ中のインク
ｉと各記録電極７との間に、選択的に電圧を印加する。

【００１５】ところで、このように記録紙５に直接イン
クを吸着して記録する方式では、記録紙５によって、印
字品質が左右されるという問題がある。すなわち、記録
紙５が厚いと印加電圧を高くしないとインクの吸引量が
不十分となり、また記録紙５の表面粗さや湿度の違いに
よって、インクの電界吸引特性が左右される。

【００１６】そこで、図７に示すように電界吸引式の記
録は中間媒体１０に行ない、この中間媒体１０上のイン
ク像９を記録紙５に転写する方式が提案されている。す
なわち、図３における記録紙５に代えて中間媒体１０を
配置し、送りローラ１１、１２で回転移送されるように
し、送りローラ１１と記録紙送りローラ８との間に、記
録紙５を挟んだ構造になっている。この例では、インク
供給ローラに代えてインクタンク１ｔを備えており、イ
ンクタンク１ｔから浸透制御膜２の微細孔１３を透過し
て中間媒体１０に付着したインク像９は、記録紙５の位
置に来ると、記録紙５に転写して吸収され、インク９ａ
による記録が行なわれる。

【００１７】図７においては、中間媒体１０はベルト状
になっているが、環状であればよく、ドラム状なども可
能である。このように中間媒体１０に一旦浸透制御によ
る記録を行なった後、インクの像を記録紙に転写する方
式だと、中間媒体１０が循環し常に同一媒体に記録する
ため、条件が変動する記録紙と異なり、電界吸引式記録
を最良かつ一定の条件で行なうことができ、印字品質が
向上する。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
中間媒体１０に記録する方式では、インクの表面張力な
どによって、隣接するドット同士が吸引しあって一つの
ドットになるなど、中間媒体１０に記録されたインクの
像が、転写部に到達するまでに変形する恐れがあり、情
報信号に忠実な記録像を得ることが困難である。

【００１９】また、図３のように浸透制御膜２が記録紙
５といっしょに移動する方式、図６のように浸透制御部
が固定式のいずれにおいても、浸透制御用の微細孔１３
と記録紙５や中間媒体１０との間で、インクの染み込み
やこすれなどによって、字形や像がくずれる恐れがある
。

【００２０】さらに、このようにライン状電極で電圧を
印加する方式では、記録像の解像度や精彩度が電極に依
存するという問題があり、レーザプリンタなどのように
光学的に自由度の高い記録を行なうとか、レーザプリン
タ以上に解像度を高めるといったことができない。

【００２１】本発明の技術的課題は、このような問題に
着目し、電界吸引力で液体インクを浸透制御して中間媒
体に記録しかつ記録紙に転写する記録装置において、浸
透制御で記録されたインク像を変形させることなしに安
定して転写部まで移送でき、しかも情報信号にしたがっ
て光学的に像を記録できるようにすることにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】図１は本発明による電界
吸引式光学プリンタの基本原理を説明する側面図である
。１４は環状の感光体であり、その外周に沿って、その
回転方向に、全面帯電部１５、露光部１６、浸透制御部
１７、記録媒体５への転写部１８の順に配設されている
。そして、前記浸透制御部１７は、微細孔１３を有する
浸透制御部材と該浸透制御部材に液体のインクを供給す
るインク供給部１とを有し、該浸透制御部材が前記の環
状感光体１４の表面に対向配置されている。

【００２３】なお、インク供給部１は、インクタンク式
、インク供給ローラ式、その他インクを浸透制御用の微
細孔１６に供給できるものであれば足りる。

【００２４】請求項２は、前記のインク供給部１中のイ
ンクに電圧を印加するための電極１９を設けたものであ
り、インクと前記の感光体１４との間にバイアス用の電
圧を印加されるように配線されている。

【００２５】請求項３は、露光手段として、レーザ光の
走査による露光手段、光ファイバー列、ＬＥＤ、液晶シ
ャッターなどを用いてなるものである。

【００２６】

【作用】図１のように、環状の感光体１４が、図におけ
る時計方向に回転するものとすると、全面帯電部１５に
おいて感光体１４がその全幅にわたって一様帯電され、
次に露光部１６に移動することで、光学的に露光が行な
われ、静電潜像２１が形成される。この静電潜像２１は
、露光によって、前記の一様帯電面２０の電荷が除去さ
れることで形成されたものである。

【００２７】この静電潜像部２１が、次の浸透制御部１
７に移動すると、静電潜像による電荷の存在する部分の
み、インク供給部１中のインクが浸透制御部１７の微細
孔１３を透過して、静電潜像の電荷に吸着される。

【００２８】こうして静電潜像に吸着された液体のイン
クの像２２が、転写部１８に到達すると、液体のインク
像２２が、記録紙５に吸着され、記録紙５にインク像２
３が形成される。転写終了した部分が、全面帯電部１５
に戻ってくることで、再び一様に帯電が行なわれ、次の
静電潜像形成に供される。

【００２９】このように、図７の中間媒体１０に相当す
る感光体１４上では、静電潜像の電荷にインクが吸引さ
れてインク像が形成され、かつ感光体表面に保持される
ため、従来のようにインクの表面張力でインク像が変形
する恐れがなく、情報信号に忠実なインク像を転写部１
８に安定して移送し、記録紙などに転写できる。

【００３０】しかも、静電潜像に吸着されたインクドッ
トは、感光体表面に電荷によって吸着されているため、
安定性が良く、従来のように容易にこすれたり、染み込
むことはなく、字形や像のくずれが防止される。

【００３１】また、静電潜像の電荷による浸透制御作用
で、インク供給部１中からインクを感光体１４上に吸引
するため、従来のレーザ光走査などの手法によって、容
易に静電潜像を形成し、光学的に液体のインクによる情
報記録を行なうことが可能となる。その結果、電極列に
よって記録する場合のような制限を受けず、情報記録の
自由度が増す。

【００３２】従来のレーザプリンタは、トナーの粒径に
よって、解像度や精彩度が左右されたが、本発明のよう
に液体のインクで現像する場合は、インク粒径を数μｍ
オーダまで微細化できるので、光学的な露光と液体イン
ク粒の微細化によって、解像度や精彩度が更に向上する
。

【００３３】インク供給部１中のインクを静電潜像の電
荷のみで吸引するには、静電潜像の電荷を非常に高くし
なければならないが、請求項２のように、インク供給部
１中に電極１９を設けて、インクと前記の感光体１４と
の間に予めバイアス電圧を印加しておくと、静電潜像の
電位を低減でき、電源構成が簡素化され、制御も容易に
なる。すなわち、バイアス電圧のみを印加した状態では
、インクは微細孔１３を透過できないが、静電潜像の電
荷が作用することで初めて、インクが微細孔１３を透過
して、感光体１４の表面に吸着される。

【００３４】静電潜像を形成するための露光手段は、レ
ーザ光の走査による露光手段が有効であるが、光ファイ
バー列、ＬＥＤ、液晶シャッターなども有効であり、露
光手段の自由度が拡がる。

【００３５】

【実施例】次に本発明による電界吸引式光学プリンタが
実際上どのように具体化されるかを実施例で説明する。 図２は本発明による電界吸引式光学プリンタの実施例を
示す側面図である。この実施例は、転写部１８と全面帯
電部１５との間に、残存電荷を除去する除電部２４と残
存インクを除去するクリーニング部２５が配設されてい
る。その結果、転写部１８において、普通紙などの記録
媒体５にインク像２２を転写した後に、感光体１４側に
電荷が残っている場合は、除電部２４において光照射す
ることで除電され、電気的に中性の状態となる。ついで
クリーニング部２５において、ブラシなどによって、電
気的に中性状態の残存インクが除去される。

【００３６】このようにして、残存電荷やインクよごれ
等が除去された後の清浄な面が、全面帯電部１５に供さ
れるため、常に入力情報信号に忠実で解像度の高い高精
彩な記録像が得られる。

【００３７】次に各部の実施例を説明する。まず、環状
の感光体１４としては、ＯＰＣなどの有機感光体、ａ−
Ｓｉなどで表面を蒸着した感光体が適している。形状は
、図示のようなドラム状が良いが、ベルト状も可能であ
る。

【００３８】全面帯電部１５は、コロトロンやスコロト
ロン等のコロナ放電器を用い、−４００Ｖ程度に帯電さ
せるのが有効である。このとき、直流に交流を重畳した
状態で印加するのが効果的である。

【００３９】全面帯電部１５として、導電性ブラシや導
電性ローラなどを用い、感光体１４の表面に接触させる
こともできる。導電性ブラシの材料としては、ビスコー
スレーヨン、アセテートレーヨンなどのような抵抗値１
０３　〜１０８　Ωｃｍのレーヨンが有効である。この
ほか、抵抗値１０５　〜１０７　Ωｃｍのナイロンや、
ベスロンなどの抵抗値１０７　〜１０８Ωｃｍのアクリ
ル系繊維も有効である。

【００４０】図示のように、インク供給ローラ１ｒなど
のインク供給部中にバイアス電極１９を設け、感光体１
４との間に電源Ｅ１を設けることで、制御電圧を小さく
できる。 すなわち、静電潜像の電荷のみによって、導電性インク
の浸透制御を行なうのでなく、予め電極１９でバイアス
電圧を印加した状態とし、静電潜像の電荷が加わった状
態で初めて、インク供給部中のインクが感光体１４上に
吸引される。その結果、全面帯電部１５や露光部１６の
出力を小さくでき、制御が容易になる。

【００４１】露光部１６としては、レーザ光走査による
露光が適しているが、このほかに光ファイバー列、ＬＥ
Ｄ、液晶シャッターを用いたもの等も有効である。

【００４２】浸透制御部１７は、インク供給部１中の導
電性のインクを、感光体１４上の静電潜像の電荷によっ
て、微細孔１３を通して感光体１４上に吸引するもので
ある。浸透制御膜としては、各種の材料が適用可能であ
るが、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネートな
どの有機フィルムや金属のフィルムに穴をあけ、これに
テフロンをコートしたものも使用できる。あるいは、不
織布のようなものや、繊維を編んだもの等でもよい。

【００４３】浸透制御膜２の厚さは、４〜　２００μｍ
の範囲のものが使用可能であり、　２００μｍ以上では
、記録電圧を高くする必要があり、また４μｍ以下では
、電圧を加えない条件でも記録紙へのインクの透過がみ
られた。

【００４４】微細孔の孔径としては、　０．１〜１０μ
ｍの範囲で選択できる。したがって、インクドットを、
従来のトナーを用いた場合より微細化でき、高解像度で
かつ高精彩な記録が可能となる。

【００４５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、静電潜像
の電荷によって液体のインクが吸引され感光体１４上に
保持されるため、液体インクの像が表面張力で変形する
ことがなく、転写部１８まで安定かつ確実に搬送できる
。しかも、インクドットが感光体表面に電気的に吸着さ
れ、安定性がよいため、こすれや染み込みによる字形く
ずれなどが抑制される。

【００４６】静電潜像の形成は、レーザ光の走査などの
手法で光学的に行なえるため、微細ドットを形成できる
液体インクを使用できることと相まって、高解像度でか
つ高精彩な記録像を実現できる。

【００４７】また、インク供給部１中に電極１９を設け
て、バイアス電圧を印加しておくことで、静電潜像の電
位を低減でき、電源構成が簡素化され、制御が容易にな
る。

【００４８】静電潜像を形成するための露光手段は、公
知の各種の装置を利用でき、電界吸引式光学プリンタの
多様化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電界吸引式光学プリンタの基本原
理を説明する側面図である。

【図２】本発明による電界吸引式光学プリンタの実施例
を示す側面図である。

【図３】従来の記録紙に直接記録する電界吸引式ライン
記録装置の側面図である。

【図４】静電力により導電性インクが浸透制御膜を透過
して記録媒体に吸着される模様を示す拡大断面図である
。

【図５】浸透制御膜の各種実施例を示す断面図である。

【図６】従来の浸透制御部を固定にした電界吸引式ライ
ン記録装置の部分断面側面図である。

【図７】従来の中間媒体を介して記録紙に記録する電界
吸引式ライン記録装置の部分断面側面図である。

【符号の説明】

１　　インク供給部 １ｒ　　インク供給ローラ １ｔ　　インクタンク ｉ　　液体インク ２　　浸透制御膜 ３，４　搬送ローラ ５　　記録紙（　記録媒体　） ６　　プラテン ７　　記録電極 ８　　紙送りローラ ９　　浸透制御部で記録されたインクの像９ａ　　中間
媒体から記録紙上に転写されたインクの像１０　　中間
媒体 １１、１２　　送りローラ １３　　微細孔 １４　　環状の感光体（感光体ドラム）１５　　全面帯
電部 １６　　露光部 １６ｒ　レーザ走査器 １７　　浸透制御部 １８　　転写部 １９　　バイアス電極 ２０　　一様帯電面 ２１　　静電潜像部 ２２　　感光体上のインク像 ２３　　記録媒体上のインク像 ２４　　除電部 ２５　　クリーニング部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　環状の感光体（１４）の外周に沿って
   、その回転方向に、全面帯電部（１５）、露光部（１６
   ）、浸透制御部（１７）、記録媒体への転写部（１８）
   の順に配設されており、前記浸透制御部（１７）は、微
   細孔（１３）を有する浸透制御部材と該浸透制御部材に
   液体のインクを供給するインク供給部（１）　とを有し
   、該浸透制御部材が前記の環状感光体（１４）の表面に
   対向配置されてなることを特徴とする電界吸引式光学プ
   リンタ。
2. 【請求項２】　　前記のインク供給部（１）　中のイン
   クに電圧を印加するための電極（１９）を設け、前記の
   感光体（１４）との間にバイアス用の電圧を印加するよ
   うに配線してなることを特徴とする請求項１記載の電界
   吸引式光学プリンタ。
3. 【請求項３】　　前記の露光部（１６）における露光手
   段として、レーザ光の走査手段、光ファイバー列、ＬＥ
   Ｄ、液晶シャッターを用いてなることを特徴とする請求
   項１または２記載の電界吸引式光学プリンタ。