JPH0448624B2

JPH0448624B2 -

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Publication number: JPH0448624B2
Application number: JP57038433A
Authority: JP
Inventors: Tadao Kobashi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1982-03-11
Filing date: 1982-03-11
Publication date: 1992-08-07
Also published as: JPS58155966A

Description

【発明の詳細な説明】１本発明は、無色乃至は着色液状体の移動を電
気的に制御する、特にインク記録装置等に応用可
能な、新しい原理に基く液状体の電気的移動制御
装置に関するものである。

従来、上述の如き液状体の電気的移動制御法に
は幾つかの方法が提案されていて、これらは広く
インク記録装置等に利用されている。

これら従来方法をインク記録装置への適用を例
にとつて分類すると、その第１は、圧電素子に電
圧パルスを印加し、インクを形成する液状体を細
孔ノズルから空間へ移動噴出させると共に変調さ
せる方法、第２は超音波や空気圧力で細いノズル
から液状体を帯電させて空間に噴出させ、この噴
出飛翔する液状体滴を高電界で加速させたり、偏
向させてその移動を変調する方法、第３は予め液
状体のメニスカスを形成させ高電界を印加し、そ
のクーロン力で飛翔・変調させて移動する方法、
第４は本発明者（小橋）によつて提案された方法
で、多孔質膜を介して狭い間隙に液状体を電気浸
透で供給し、この電気浸透圧を利用して前記の狭
い間隙から液状体を可逆的にはみ出させる移動変
調法である。

然し従来の第１及び第１の方法は、高解像度、
高速度のインク記録に不可欠の狭い間隔でのマル
チノズル化が困難、また第２、第３の方法は、ク
ーロン力を利用する関係から1kv以上もの高電圧
の変調を必要とし、装置そのものが高価、複雑と
なる。第４の方法は、高密度のマルチノズル化、
低電圧駆動等多くの利点があるが、間隙からの液
状体のはみ出し効果を利用している関係上、その
はみ出し長等で装置設計上の制約を受け、はみ出
し効果ではなく強制的な液状体の電気的移動変調
制御原理の開発が、更に高性能のインク記録装置
の実現に要求される所である。

本発明は、以上の観点から有用な新しい原理に
基く液状体の電気的移動制御装置の提供と、また
インク記録装置、特に前記第４の方法に基くイン
ク記録装置への応用改善を目的とする。

本発明を更に具体的に述べると、固定誘電体基
材面上に、互に絶縁された複数個の電極を配設す
ると共に、これら電極間の電極間隙を変化させ、
前記基材面上に、この基材面に対して電気浸透性
の液状体を配し、前記電極の相隣る電極間に電圧
を印加し、この電圧に対応して前記液状を電気的
に移動制御することを原理とする液状体の電気的
移動制御装置にある。

ここに、電気浸透とは、固体誘電体に液状体を
配し、この接触界面に平行成分を有する電界（電
圧）を印加した時、前記液状体が前記固体誘電体
に対して移動する界面動電現象の総称と定義され
る。

また液状体とは、着色、非着色を問わず、また
液体材料そのものに限定されることなく、溶液、
混合体、懸濁体とを問わぬ流動性を有する材料の
総称とする。

以下、実施例について本発明の態様を詳述す
る。第１図ａ，ｂ，ｃは、本発明にかかる液状体
の電気移動制御装置の一実施例の斜視部分構造図
を給電方式を示す図で、特に本例は動作原理を説
明するものである。

図において、１は信号電圧回路、２はスイツチ
回路、１００は移動制御素子である。

２００は電気的に移動制御される可き無色乃至
は着色を問わぬ液状体で、板乃至はフイルム状の
固体誘電体基材１０の表面１１に配せられる。基
材１０と共に移動制御素子１００を形成する電極
_o-2…_o…_o+2は、例えばS_oO₂等の金属酸化
物導電膜やA_u等の金属蒸着膜で作る。電極_o-2
…_o…_o+2の幅Ｗは領域Ａ，Ｂ，Ｃを問わず本
例では一定に保たれ、その電極間隙Ｇ及び配列ピ
ツチＰは、Ａ，Ｂ，Ｃ各領域の接合点で不連続に
変化する。各領域におけるＧ及びＰは、Ａ領域で
は一定、Ｂ領域では縁端１２に向つて連続的に小
になり、一方Ｃ領域では縁端１３に向つて連続的
に大になつている。

液状体２００と誘電体基材１０の材質は、電極
_o-2…_o…_o+2相互間に電圧を印加した時、液
状体２００は基材１０の表面１１に対して電気浸
透し、また基材１０の表面１１は液状体２００を
電気浸透させるようにその相関関係が選ばれる。

液状体２００は、水性、非水性を問わぬ液体材
料に、必要に応じて表面活性剤や電荷制御剤を加
えて構成することができる。また液状体２００は
着色したいわゆる記録インクを形成する場合に
は、染料や顔料等の着色剤を溶解若しくは混入し
たり、更にはビヒクル材を加えて、溶液や混合体
を形成することもできる。

高感度動作に当つては、液状体２００は例えば
１０センチポアズ以下の低粘度の材料を選び、低
消費電力で且つ絶縁破壊を防止する点からは例え
ばその固有抵抗は１０⁶〜cm以上とし、印加され
る信号電圧は電極間隙Ｗが1μm当りで5V以内に
選ぶことが望ましい。

この観点から、液状体２００は有機溶剤を主体
とし、着色材としては油溶性染料（すなわち
Solvent dye）を用いることが望ましい。

液状体２００は、例えばほぼ無色透明のγ−メ
タクリロキシプロピルトリメトキシシランで構成
する。この場合の着色剤としては例えば黒色系イ
ンクの構成には、バイエル社のマクカレスクブル
ーFRと関東科学社のオイルレツドメロの混合体、
青色系インクにはバイエル社のマクロレクスブル
ーRR、黄色系インクにはセレスイエロー3G、赤
色系インクには有本化学社のオイルレツド5303等
を重量比で２〜５％程度混合、溶解し、これを
過したものが用いられる。

上例の如き無色及び着色液状体２００は、例え
ば基材１０としてソーダライム、硼珪酸ガラス、
石英ガラス、酢酸セルーズ等を選ぶと、対をなす
電極の間、負の電圧極性関係にある電極方向に、
表面１１を電気浸透する。

なお、正の電圧極性関係にある電極方向に、表
面１１を電気浸透させる場合には、液体材料とし
てフエニルトリエトキシシラン等を使用すれば良
い。

以下の説明では、説明の便宜上、液状体２００
は全て負電極方向に電気浸透する場合を例にと
り、正電極方向に電気浸透する構成では以下の説
明の電圧極性関係を反対極性に選べば同様に適用
できる。

斯くして、第１図ａでは、スイツチ回路２のス
イツチS_o-2…S_o…S_o+2は端子ｂにあり、電極_o-
_１…_o…_o+2相互は全て同電位にあるため、表
面１１上では電気浸透を生ぜず、基材１０を水平
に保持した状態では液状体２００は全表面に亘つ
て均一な厚さを有する。

然るに、図においてスイツチS_oをＣ端子に接続
して、電極_oにV_o＝V_cなる負電圧たるオン電圧
Vcを印加した場合を考える。

第１図ｂは上記の場合の電極_o-1，_o，_o+1
等を拡大抜き出した部分図で、動作姿態を定性的
に説明するものである。電極_oは隣接する_o-
_１、_o+1に対して負電位を形成するので、液状体
２００は、電極_o-1、_o+1側から電極_o側に、
図の矢印２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃで例示す
る如く電気浸透により集中する。なお、矢印の長
さは電気浸透の速度と圧力に対応させて定性的に
表示してある。

この液状体２００の基材表面１１に対する電気
浸透速度及び電気浸透圧は、電極間隙Ｇに関連し
た電界強度Vc／Ｇの増大と共に増大し、その減
少と共に減少する関係にある。領域Ａでは、Ｇは
一定、従つて電気浸透２０１Ａの速度及び圧力
は、電極_oの長さ方向に不均一性は存在しない。
それ故、電極_o上に集中した液状体２００は、
矢印２０２ACの如く領域Ｃ方向にも、あるいは
２０２ABの如く領域Ｂ方向への何れにも押し出
され得、その方向性は不安定である。

然るに、Ｂ領域では、縁端１２に近付く程、電
極間隙Ｇは狭くなり、従つて電気浸透２０１Ｂの
速度及び圧力も大になり、逆に縁端１２から遠ざ
かる程小になる。

加えるに電極幅Ｖは一定である。従つて縁端１
２に近い程、単位時間に電極_o上に集中、隆起
する液状体２００の量は大である。そのため、こ
の集中した液状体２００は矢印２０２Ｂの如く、
電極_o上を領域Ａ方向に押し出される。

一方、領域Ｃでは、縁端１３に近付く程、配列
ピツチＰ及び電極間隙Ｇが大になり、従つて電界
強度V_o／Ｇ、それ故、電極_oに集中する電気浸
透２０１Ｃの速度及び圧力は小になる。そのため
領域Ｃ内では、電極_o上に集中した液状体２０
０は領域Ａ側から縁端１３方向に向つて矢印２０
２Ｃの如く押し出される。

斯くして、前記移動２０２Ｂと相俟つて、領域
Ａ内においては、液状体２００の２０１AC，２
０１ABの如き移動の不安定性が解消され、矢印
２０２Ａの如く、領域Ｃ側にその向きが固定され
る。

このようにして、第１図ｂの状態では、電極
V_o上では、基材表面１１に対する液状体２００
の電気浸透２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃによ
り、液状体２００が２０２Ｂ，２０２Ａ，２０２
Ｃの如く移動制御され、縁端１３側の電極_oの
先端には、図に例示する如く、集束された液状体
２００の隆起（メニスカス）、換言すれば、電圧
V_oに対応して制御された液状体部２１０が集束
形成される。この隆起２１０の量は、オン電圧
V_o−V_cなるオン電圧の振幅と共に増大する。

第１図ｂの状態から、スイツチ回路２のスイツ
チS_oをａ端子に接続し、電極_oにV_o＝V_Aなる正
電圧を印加する。

第１図ｃに示すように、第２図ｂの電気浸透２
０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃは夫々２０１A′，
２０１B′，２０１C′の如く逆向きとなり、電極
_ｏ上及び電極_oと_o-1，_o+1間の基板表面１１
上の液状体２００は、電極_o-1，_o+1側に電気
浸透する。この電気浸透は、Ｃ領域よりもＡ領
域、Ａ領域よりもＢ領域が著しく、且つＣ領域の
電気浸透２０２C′は、縁端１３を離れる程、また
Ｂ領域では縁端１２に近付く程著しくなる。

このＢ領域の著しい電気浸透に基く液状体２０
０の吸い上げにより、前記の液状体２００の隆起
２１０は、図の矢印２０２C′，２０２A′，２０
２B′の如く移動し、遂には図上例示する如く消
滅し、電極_o上の全域は勿論のこと、電極_o+
_１，_o-1間の基材表面１１上に亘つて、液状体不
在部２１１を形成する。

斯くして、上述の如く、複数本の電極を配設
し、これらの電極の電極間隙Ｇを少くとも不連続
乃至は連続的の何れかに変化されることにより、
隣接する電極に対して、液状体２００が電気浸透
して集まる関係にあるオン電圧Vcを、対象とす
る電極に印加した状態では、その電極上を液状体
２００は、電極間隙Ｇが大なる方向に移動し、電
極先端に集束された液状体の隆起２１０が電気的
に形成制御される。

一方、上記とは反対極性のオフ電圧V_Aが印加
される場合には、電極間隙Ｇが狭い方向に液状体
２００が移動し、隆起２１０は勿論のこと、遂に
は対象とする電極上の液状体２００は、電極表面
に電気化学的に薄く付着している部分る除き、殆
ど全てが吸い上げられ液状体不在部２１１が電気
的に形成されることになる。

なお、本例では、電極幅Ｗは一定に選ばれたが
電極間隙Ｇが狭い部分では、電極幅Ｗを広く、電
極間隙Ｇが広い部分では、電極幅Ｗを狭く選ぶこ
とも、また、反対に第２図に示す如く電極間隙Ｇ
が狭い部分では電極幅Ｗも狭く、電極間隙Ｇが広
い部分では電極幅ｗも広く選ぶこともできる。

上記の内、前者は、電極を配列電極としてその
配列ピツチを一定とすることが出来、この場合に
は電極設計が容易となる利点がある。一方、後者
は、電極間隙Ｇの狭い部分で電極幅Ｗが狭いた
め、この部分への液状体２００への集中が速く、
従つてこの部分からの電気浸透２０１による液状
体２００の押し出し２０２の効果が有効に利用で
きる利点がある。なお、電極幅Ｗは全ておなじよ
うに変化させることなしに、例えば電極１本おき
に一定幅にしたり、異なるように変化させても良
い。

何れにしても、本発明においては、スイツチ回
路２を介して、夫々その両隣りの電極に対して、
対象とする単遂乃至は複数の電極にオフ電圧V_A、
オン電圧V_cを選択的に印加することにより、液
状体２００の電気的移動制御が行え、電極先端部
に液状体隆起部２１０、液状体不在部２１１を選
択的に形成できる。

なお、第２図の如く電極間隙Ｇが他に比較して
極端に狭い場合、オン電圧V_cの印加により急激
に対象とする電極_o上に液状体２００が集中す
ると、その効果で液状体２００が縁端１２側に流
出する場合がある。

この流出は、液状体２００の移動２０１の効果
を減少させるので、電極間隙Ｇが狭い縁端１２側
に、流出防止手段を付与して解決される。

この有効な手段は、第２図に例示するように、
細帯状に流出防止剤３００を塗布設置することで
ある。流出防止剤３００は、例えば表面張力が
11dyne／cm程度に極めて小さい弗素樹脂系のオ
イルバリヤ（例えば商品名で住友3M社の
Flncrad FC−721）を薄く塗るか、若しくはプラ
スチツク材料等の絶縁性の角柱を接着したり、接
着剤を塗布して形成できる。

第３図は本発明にかかる液状体の電気的移動制
御体の他の実施例の斜視部構造図と給電方式を示
す図である。

本発明によると、電気的に制御された液状体の
隆起部（メニスカス）が形成できるため、前述の
如く液状体２００をインク等の着色体にすること
により、インクオンドマンド型のマルチノズルの
インクプリンタが形成できる。本例はこのような
プリンタへの応用の一例を示したものである。

本例では、電極₁，₂，…_o-1，_oは、例
えば３００μm程度の等しい配列ピツチで、その
総数が奇数個の配列電極で構成する。

奇数番電極₁，₃，…_o-2，_oは基板表面
１１上に、例えばその幅20μm程度にAu等を蒸着
し、これらの電圧、V₁，V₃…V_o-4，V_o-2，V_oは
零Ｖとし、一括して接地される。一方、偶数番電
極₂，₄，…_o-3，_o-1は、深さが例えば20
〜50μm、その幅は縁端１２側が20〜30μmで縁端
１２から縁端１３側に向けて広くなり、その最大
幅は２００μm程度に選んだ陥没溝１４内に、A_u
等を1μ程度の厚さに蒸着して構成し、選択的に
オン電圧V_c、オフ電圧が印加されるか接地（零
Ｖ）される。

奇数番電極₁，₃……_o-4，_o-2，_oが設
けられる基板表面１１の縁端１２側から縁端面１
２′にかけて、インクを形成する液状体２００を
はじく、いわゆる前述の如きオイルバリヤ３１０
を塗布し、これらの部分からの液状体２００の漏
流出を防止する。

縁端１３側には、基板表面１１へ、インクを形
成する液状体２００を供給する液状体供給体４０
０を設置する。その設置位置は、好しくは前記陥
没溝１４の幅、すなわち電極幅最大部乃至は変化
部の少くとも何れかを含む位置で、供給体４００
の縁端４０１に対応する位置から縁端１２迄の長
さすなわち露出端面の幅は例えば0.1〜２mm程度
とする。

液状体の供給体４００は本例にとどまらず第５
図においても、好しくは、液状体２００に対して
基板表面１１と同一の電気浸透極性（本例では負
電極方向）を有するよう、ガラス板や酢酸セルロ
ーズ等のプラスチツク板等から作り、間隙４０２
内での液状インク２００の不要な電気浸透による
環流を防止する。この供給体板面と基材表面１１
との間隙４０２は例えば50〜100μm程度の平行間
隙とし、縁端１３側の側板は、プラスチツク接着
剤等から成る流出防止剤３２０をもつて、基板表
面１１及び陥没溝１４内の電極₁，₂…_o-1，
_o表面に封着され、縁端１３側への液状体２０
０の流出を防止する。間隙４０２には細いチユー
ブ４１０を介してインクを形成する液状体２００
が外部から供給され、その供給圧力は、間隙４０
２から基板表面１１及び陥没溝１４にしみ出す程
度の適当に低い圧力に選ぶ。

斯くして奇数電極１，３，…_o-2，_oと偶数
電極₂，₄……_o-3，_o-1の電極間隙は、縁
端４０１部で約４０μm程度と狭く、縁端１２に
近付く程広くなり、縁端１２部では約１２５〜１
３０μmで約３倍程度広い。

V_o-5＝O^vとした偶数電極_o-5は両隣りの奇数
電極_o-4，_o-6（V_o-4＝V_o-6＝O^v）と電位差が
ないため、液状体２００の電気浸透は生ぜず、そ
の電極先端_o-5′には液状体隆起は発生しない。

然るに、偶然電極_o-1の如く例えばV_o-1＝−
150V程度のオン電圧V_cを印加すると、両隣りの
奇数電極_o，_o-2（V_o＝V_o-2＝O^v）側から基
材表面１１を介して液状体２００の電気浸透２０
１を生じて陥没溝１４内に集中し、電極先端_o-
_１′方向への液状体２００の移動２０２が起こる。
この液状体２００はオイルバリヤ３１０の存在の
ために縁端面１２′に濡れ逃げることなく、縁端
面１２′から突出した液状体２００の隆起部（い
わゆるメニスカス）２１０を生ずる。

一方、偶数電極_o-3の如く、例えばV_o-3＝＋
150^v程度のオフ電圧V_Aが印加された状態では、
偶然電極_o-3側から奇数電極_o-2，_o-4側に電
気浸透２０２′を生じ、従つて陥没溝１４内では
矢印２０１′の如き液状体２００の移動が起こり、
電極先端_o-1′に例示した如き隆起部２１０は消
滅し、電極先端_o-3′には液状体不在部２１１を
生ずることになる。

奇数電極先端部_o-2′，_o-4′にはオイルバリ
ヤ３１０が例えば幅100〜200μm程度で細帯状に
塗布されていて液状体２００をはじくため、隆起
部２１０は形成し得ない。

斯くして、縁端面１２′から例えば２００μm程
度の隔たりをもつて紙などの記録媒体５００を設
け、その裏側に対向電極６００を設置し、この対
向電極６００に、前記隆起部２１０の存在下で、
この隆起部２１０から液状体２００をクーロン力
で飛翔させるに足る高電圧V_Hを、従来法とは異
なり、変調することなしに、単にバイアス印加し
ておくことにより、オン電圧V_cが印加された偶
数電極の先端からインク飛翔が起こり、記録媒体
５００面上に、いわゆるインク付着２２０を選択
的に生じさせることができる。オフ電圧V_A、或
いは零Ｖに保持された電極先端には隆起部２１０
が存在しないため、インク付着２２０は生じ得な
い。インク付着濃度は隆起部２１０の大きさに依
存するから、オン電圧V_cを振幅変調、パルス幅
変調、更にはパルス幅振幅変調することによつて
変化し、中間調をもつたインク記録ができる。

バイアス高電圧V_Hの極性は正、負何れでも可
とするが、オン電圧V_Aと同極性に選ぶと、より
低電圧で安定なインク記録が行える。

これは、液状体２００が原理的にオン電圧V_c
と反対極性に荷電していることに起因するもの
で、前述の例ではV_HとV_cの電位差は例えば1.5kv
以上に選ぶことが望ましく、前述の動作条件下で
は例えばV_Hは−1.7kv〜−2.0kv程度が好しい。

このようにして、スイツチ回路２を介して偶数
電極₂，₄……_o-3，_o-1に変調されたオン
電圧V_c、一定のオフ電圧V_A（零Ｖを含む）を選択
的に印加し、この電圧印加に同期して記録媒体５
００を矢印５０１の如く移動させると、文字、図
形、更には中間調画像のインク記録が行える。

第４図は本発明にかかる液状体の電気的移動制
御装置の更に他の実施例の斜視部分構造と給電方
式を示す図である。

実施例は第３図の奇数番電極１，３，……_o-
_２，_oも偶数番電極２，４，……_o-3，_o-1と
同様に陥没溝１４内に設置し、実質的にインク記
録にあずかる単位長当りの記録電極数を増加して
インク記録解像度の改善をはかつたもので、その
寸法は第３図の場合と比較して電極₁，₂……
_o-1，_oの配列ピツチを例えば４００μm程度
に選ぶこと以外は同様に構成される。本例の場合
は、動作方式を改良することにより奇数番先端
_１′，₃′……_o-2′，_o′を横切つて基材表面１
１上に設けられたオイルバリヤは除去され、縁端
面１２′上のみオイルバリヤ３１０が塗布される。

また、最外部に位置する電極₁，_oの動作を
安定化させ、これ以外の電極₂，₃……_o-1
と同一条件で動作するよう、₂，₃……_o-1
相互と同様の電極間隙を呈するよう、電極₁，
_oの外側に補助電極A₁，A₂を金属蒸着膜等で基
材表面１１上に設ける。なお、補助電極A₁，A₂
は他の電極１，２，……ｎ−１，ｎの場合と同様
に陥没溝１４を設け、この中に設置することもで
きる。補助電極A₁，A₂にはオン電圧V_Aと同極
性、同振幅の固定バイアスV_Bを印加する。

電極₁，₂……_o-1，_oへの電圧印加は、
変調信号電圧V_c′を、少くとも夫々の両隣りの電
極にオフ電圧V_Aが印加された状態で、選択的に
印加される。

ここに変調信号電圧V_c′は、インク記録しない
場合には零Ｖを含む一定振幅のオフ電圧V_Aと、
入力信号で変調されてインク記録する場合のオン
電圧V_cとを含む。

本例では、奇数番電極１，３……_o-2，_oと
偶数番電極２，４……_o-3，_o-1に交互に一定
振幅のオフ電圧V_Aと変調信号電圧V_c′が夫々印加
され、いわゆる二度書きによつて一線がインク記
録される線順次記録の場合が例示されている。

図の状態は、奇数番電極への印加電圧V₁，V₃
……V_o-2，V_oに変調信号電圧V_c′（すなわちV_A
若しくはV_c）、偶数番電極₂，₄……_o-3，
_ｏ−１にオフ電圧V_Aが印加された瞬間である。

例えば電極₁にはV₁＝V_c′＝V_Aなるオフ電圧
から成る変調信号電圧V_c′が印加されるが、その
隣りの偶数番電極₂にはV₂＝V_Aなるオフ電圧、
また補助電極A₀にはV_B＝V_Aなる固定バイアスが
印加され、V₁＝V₂＝V_Aなる関係から、液状体２
００たるインクの電気浸透、従つて電極先端
_１′及び₂′，A₁′には液状体２００の隆起部２１
０は生ぜず、第３図の如き液状体たるインクの付
着２２０は生じない。

一方、変調信号電圧V_c′としてオンで電圧V_cが
印加された奇数番電極_o-2（V_o-2＝V_c′＝V_c）
では、その両隣りの偶数番電極_o-3（V_o-3＝
V_A），_o-1（V_o-1＝V_A）からの電気浸透２０１，
２０１′によつて、電極_o-2上の陥没溝１４には
液状体２００の押し出し移動２０２が起こり、電
極先端_o-2′には隆起部２１０を生じるため、第
３図の如きインクを形成する液状体２００の付着
２２０が得られる。

V_o＝V_c′＝V_cなる奇数番電極_oについても隣
接する片方の電極として補助電極A₂（V_B＝V_A）
が位置するため、全く同様に動作し、隆起部２１
０を生じる。

偶数番電極V_o-3（V_o-3＝V_A），_o-1（V_o-1＝
V_A）では上記の電気浸透２０１，２０１′により
矢印２０１の如き液状体２００の移動を生じ、
夫々の電極先端_o-3′，_o-1′には液状体不在部
２１１を発生し、上述のインク付着２２０は発生
しない。

斯くして、上述の動作では、奇数番電極₁，
₃……_o-2，_oに印加される変調信号電圧
V_c′に対応した濃淡で記録媒体５００上にインク
付着２２０を生じ、偶数番電極₂，₄……_o-
_３，_o-1及び補助電極A₁，A₂部ではインク付着
２２０は生じない。

次の瞬間に奇数番電極₁，₃……_o-2，_o
にオフ電圧V_Aを印加し、偶数番電極₂，₄…
…_o-3，_o-1に夫々変調信号電圧V_c′を印加す
ると、偶数番電極部で夫々のV_c′に対応したイン
ク付着２２０を生じ、このように２回の時分割駆
動により一線のインク記録が行え、これに同期し
て記録媒体５００を紙送りすると、線順次で文
字、図形、画像のインク記録が行える。

なお、補助電極A₁，A₂は、本例にとどまらず
他の実施例においても、製作技術的には陥没溝１
４内に収容される配列電極₁，₂……_o-1，
_oの内の最外側の電極₁，_oを利用し、これ
に固定バイアスV_Bを印加して、代用することが
できる。

第５図は本発明にかかる液状体の電気的移動制
御装置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。

本例は、第４図の電気的移動制御素子１００に
おいて、基材表面１１への液状体２００の供給を
二次元的な広がりをもち、液状体２００透過性の
膜状の多孔質誘電体４１０に対する液状体２００
の電気浸透を利用して、前記変調信号電圧V_c′に
よつて変調制御して行い、更に高感度な動作を意
図したものである。

多孔質誘電体４１０は液状体２００を、基材表
面１１の場合と同極性、すなわち負電極向に電気
浸透させるよう材質を選ぶ。多孔質誘電体４１０
は例えば厚さが40〜200μm、平均孔径が0.1〜
8μm、空孔率60〜80％程度の酢酸セルローズのマ
イクロポーラスメングレンフイルタを用いる。そ
の一縁端側は図のように逆流防止封着剤３２０を
もつて基材表面１１及び陥没溝１４に亘つて封着
する。多孔質誘電体４１０上には、例えば厚さが
50μm程度のステンレスや燐青銅板等に100〜400
メツシユ程度に孔をあけた液状体透過性電極４２
０を設置、固定する。液状体２００は、例えば図
示の如く、例えば容器４４０からスポンジ体４３
０の毛管現象を利用して、電極４２０を介して多
孔質誘電体４１０、並びにその基材表面１１との
間隙４１１に供給される。

このようにして、本実施例の移動制御装置は構
造的には給電部Ｋ、逆流防止部Ｌ、液状体供給変
調部Ｍ、露出端面を形成する液状体集束部Ｎから
成る。

本実施例も第４図と同様に、奇数、偶数番電極
に交互に時分割で、オフ電圧V_A、変調信号電圧
V_c′が印加される場合が例示され、液状体透過性
電極４２０は接地され、基材電位を形成する。

図示の如く、奇数番電極₁，₃……_o-2，
_oに夫々オフ電圧V_A、オン電圧V_cを含む変調信
号電圧V_c′、偶数番電極₂，₄……_o-3，_o-1
にオフ電圧V_A、補助電極A₁，A₂にバイアス電圧
V_Bが印加された場合、V_c′＝V_Aなる関係にある
奇数電極（例えば図では、₃，_o）、偶数番電
極及び補助電極部では、これに対向する液状体透
過性電極４２０部は負電極を形成するため、これ
らの電極部から電極４２０方向に多孔質酸電体４
１０の厚みを介してその電気浸透に基く吸い上げ
による液状体２００の移動２０３′が起こる。ま
たその内で特に、隣接する偶数番電極（例えば図
では、₁，_o-2）にV_c′＝V_cなるオン電圧が印
加された奇数番電極（例えば図では₂，_o-
_３，_o-1）では、変調部Ｍ、集束部Ｎを問わず基
材表面１１を介してその偶数電極に向つての前述
の電気浸透２０１′もある。従つて前記の全ての
電極の電極先端部（すなわち図ではA₁′，₂′
_３′，_o-3′，_o-1′，_o′，A₂′）に位置する液
状
体２００はその吸い込み移動２０２により、これ
らの電極先端部には存在し得ず、その電極先端は
勿論のこと、ほぼ液状体集束部Ｎの全範囲に亘つ
て効果的に液状体不在部２１１が形成される。

一方、変調信号電圧V_c′としてオン電圧V_cが印
加された奇数電極（例えば図の₁，_o-2）で
は、隣接する補助電極（A₁）、偶数電極（₂，
_o-3，_o-1）側からの液状体２００の電気浸透
集中２０１に加えて、多孔質誘電体４１０を介し
ての電極４２０側からの電気浸透２０３によつ
て、電極先端部_o-2′に向けての強制的な液状体
２００の押し出し２０２、また集束部Ｎ内に位置
する基材表面１１における電気浸透集中２０１に
よつて、陥没溝１４したがつて電極先端部_o-
_２′には効果的に液状体隆起部２１０が形成され
る。

従つて、第４図の如きクーロン力飛翔法、乃至
は第５図の如く、ゴム等の圧接ローラ６１０を介
して縁端１２従つて隆起部２１０に記録媒体５０
０を接触せしめる接触転写法により、V_c′に対応
して選択的に良好な液状体付着２２０が得られ
る。

斯くして、奇数、偶数電極に時分割で交互に変
調信号電圧V_c′に選択的に印加し、また、液状体
２００として着色インクを用いると、低電圧動作
のインクプリンタが構成できる。

第４図の如く、縁端面１２′へのオイルバリヤ
３１０の設置は本例においても有効であるが、接
触転写法による場合は、第５図の如く省略するこ
ともできる。

本実施例の如く、多孔質誘電体４１０、液状体
透過性電極４２０を設けて液状体２００を供給変
調するインクプリンタ装置は、既に本発明者によ
つて提案されているが、電極₁，₂……_o-1，
_oの電極幅Ｗ、電極間隙Ｇが本発明とは異なり
一定である。

そのため、前述の如き電極間隙Ｇ野変化に基く
液状体の押し出し移動２０２、吸引移動２０２′
が弱く、電極先端における隆起部２１０、液状体
不在部２１１の形成は、多孔質誘電体４１０を介
しての電気浸透２０３，２０３′に基く惰熱によ
る液状集束部Ｎへの液状体２００のしみ出し効果
及び表面張力に起因する液状体供給変調部Ｍへの
引つ張り込み効果が主たるものであつた。

そのため、液状体集束部Ｎの幅も50〜75μm程
度と狭くする必要があり、また高速動作では、集
束部Ｎにおける液状体２００の移動２０２，２０
２′が対応できなくなり、高速度動作には難があ
つた。

然るに本願によれば、電極間隙Ｇの変化による
前述の電気浸透２０１，２０１′に基いて強制さ
れた液状体移動２０２，２０２′が付加されるた
め、集束部Ｎの幅も１００μm以上と広く取るこ
とが可能で、また高速動作にも有利である。

なお、液状体供給変調部Ｍの幅は、通常20mm以
上に適宜広く選択される。

第６図は本発明にかかる液状体の電気的移動制
御装置の一実施例の、また第７図は他の実施例の
斜視部分構造図である。

一般に液状体２００として着色インクを使用し
第５図の装置を、インクプリンタ等として使用す
る場合、その記録解像度は単位長当りの配列電極
数に依存する。この記録解像度の向上には、配列
電極の配列ピツチを狭くする必要がある。配列ピ
ツチを狭くすると、配列電極延長方向への電極間
隙Ｇ及び電極幅Ｗの変化の度合いが大きく取れな
いため、前述の電気浸透２０１，２０１′に基く
液状体の移動２０２，２０２′、特に最も必要さ
れる液状体集束部Ｎにおける移動が大きく取り難
いことになる。第６図、第７図は、第５図装置を
例にとりその改善を意図したもので、この理念は
第３図や第４図の装置にも適用される。

第６、第７図においては電極_o-3……_oを収
容する陥没溝１４は、液状体供給変調部Ｍにおい
ては、配列ピツチPo及び幅Woは一定の陥没溝１
４′で、したがつて電極_o-3……_oの幅Ｗ及び
電極間隙Ｇも一定不変である。

然るに、液状体集束部Ｎにおける陥没溝１４〓
のピツチPoは不変であるがWWo′は第６図では
縁端１２に向つて連続的に狭くなり、また第７図
では連続的に段差をもつて狭くなつている。

従つて液状体集束部Ｎにおける電極_o-3…_o
間の電極幅Ｗ及び電極間隙Ｇは、縁端１２に向つ
て夫々第６図では連続的に狭く及び広くなり、第
７図では段差をもつて不連続的に狭く及び広くな
る。

このように、電極間隙Ｇ及び電極幅Ｗの変化を
露出端面すなわち液状体集束部Ｎ内に限定して設
けると、この部分での単位長当りのＧ及びＷの変
化率を、電極_o-3……_o従つて陥没溝１４の配
列ピツチを狭く取つても大にでき、集束部Ｎ内に
おける前述の電気浸透２０１，２０１′における
液状体２００の移動２０２，２０２′がより効果
的に行え、隆起部２１０、液状体不在部２１１の
形成における前述の原理上の難点が更に改善され
る。

なお、第６図の如く、縁端１２に向つて陥没溝
１４′の深さを浅くすると、上記の移動２０２，
２０２′がより助長される優れた効果を有する。

なお、本実施例では、電極_o-3……_oは陥没
溝１４の底部に配置された例が図示されている
が、陥没溝１４の底部を含み、内壁全面に被着し
ても良い。

なお、以上の説明において液状体２００は着色
インクに限らず、他の非着色材料も同様に使用で
きることは明らかである。

以上詳述したように、本発明は固体誘電体基材
面上に複数個の電極を設けて、これらの電極間隙
を変化させ、その電気浸透を利用した液状体の電
気的移動制御装置であり、種々の液状体の電気的
移動制御、更にはこれらを応用することによりマ
ルチノズル、インクオンデマンド、低電圧変調動
作型等の高性能のインクプリンタ等が実現でき、
その産業上の効果は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂ，ｃは本発明にかかる液状体の電
気的移動制御装置の一実施例の斜視部分構造と給
電方式を示す図、第２図は本発明にかかる液状体
の電気的移動制御装置の他の実施例にかかる部分
構造図、第３図は本発明にかかる液状体の電気的
移動制御装置の更に他の実施例の斜視部分構造と
給電方式を示す図、第４図は本発明にかかる液状
体の電気的移動制御装置の他の実施例の斜視部分
構造と給電方式を示す図、第５図は本発明にかか
る液状体の電気的移動制御装置の他の実施例の斜
視部分構造と給電方式を示す図、第６図は本発明
にかかる液状体の電気的移動制御装置の一実施例
の斜視部分構造図、第７図は本発明にかかる液状
体の電気的移動制御装置の他の実施例の斜視部分
構造図である。１……信号電圧回路、２……スイツチ回路、１
０……誘電体基材、１１……基材表面、１２，１
３……縁端、１４……陥没溝、１００……電気的
移動制御素子、２００……液状体、２０１，２０
１′，２０２，２０２′……電気浸透による液状体
移動、２１０……液状体の隆起部、２１１……液
状体不在部、２２０……液状体付着、３１０……
オイルバリヤ、３２０……流出防止封着剤……、
４００……液状体供給体、４１０……多孔質体、
４２０……液状体透過性電極、５００……記録媒
体、６００……対向電極、６１０……圧接ロー
ラ、₁，₂……_o-1，_o，A₁，A₂……電極、
V₁，V₂……V_o-1，V_o，V_A，V_B，V_c，V_c′……電
圧。

Claims

【特許請求の範囲】

１固定誘電体基材の平面上に設けられ、互いに
絶縁されてその基材の縁端部まで延長された複数
の電極を相隣る前記電極の間隙が前記縁端部に向
つて広がるように配置し、前記基材上に電気浸透
性の液状体を配し、相隣る前記電極間に印加され
た電圧に対応して前記電極に沿つて前記液状体を
移動制御することにより、前記縁端部から露出す
る液状体の量を制御する液状体の電気的移動制御
装置。