JPS585267A - 電気浸透インク記録ヘツド - 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】 本発明は、液状インクの電気浸透現象を利用したインク
記録ヘッ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ッドは既に本発明者の一人によ
って提案されている。

このインク記録ヘッ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、これを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ッドは、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ッドでは、第１の電
極材料として黒鉛や飯粒そをプラスチック材料から成る
バインダーに混入した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Ｊした記録液状
インク部の内り一部は第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
記録ヘッ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
記録ヘッドにおいて、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
録ヘッドにある３゜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ッドの−実癩
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３゜図において、１００はイン
ク記録ヘット、２００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６ｅ
Ｅ≠ヘノ１゛１００に供給、き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Ｍｌなどの記
録ノート、６００は記録体５００をインク記録ヘッド１
００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１を接ローラ
ーである。

１ｏは、硼珪酸ガラス等の板状の誘電体基伺から成る支
持基板である。その表面に所望の配録解像度に応じて例
えば１Ｂ当り３〜８　の密度でエツチングや機械加−［
技術によって例えば）ぐ々か２ｏ〜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Ｌトノ−Ｃ１金属膜から成る第１の電極２ｏ
が被着さｊＬ　５　。

第１の電極２０は、例えば予めクローム等をｏ、ｉ〜０
．３　ｐｍ程度薄く予備蒸着して被着％　’ｋを改善し
、３のトに眠気化学的安定１’Ｊ−の観点Ｚ・ら例えば
金を１１ｔｍ程＋ｉ蒸着するか、乃至はＩ−記りローム
膜トに金メッ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１１Ｆ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２ｏ○が厚
み方向に浸透し得る多孔質体４゜を設置し、第１の電極
２０表面との間に溝間隙３゜が形成させる。多孔質体４
０け、例えば厚さが２０〜２００　ｐ　ｍ、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
ィルターを使用する。多孔質体４０．！：ｌ−では、こ
の他のプラスチック材料や、ガラス、磁器材料等を使用
できる。

多孔質体４ｏの縁端４１は、支持基板１ｏの縁端１３よ
り例えば６０〜３００１ｔ　ｍ　ｇ変向側に位置せしめ
、支（々基板表面１１１：に露出縁端面１４を形成させ
ることが望ましい。縁端部１４の形成に、この而１４Ｆ
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１ｏに利する反月の入面側には
例えば１インチ当り１ｏ○〜３００メツン一程度の密度
で貫通ずる細孔（図示省略）を設けた厚さ５０〜３００
　、＃　ｍ程度の液状インク２００透過性のステンレス
板や金属メツ／Ｌ等の第２Ｊ′）電極６ｏを設置して、
多孔質体４ｏを圧接、固定する。

なお、第２の電極５ｏは、多孔質体４０３而に、黒鉛等
の導電性塗料を薄く塗布して構成するとともできる。

多孔質体４ｏの記録体５００設置而（・（幻し７て反対
側の端部は、接着剤などの封着剤６０をも−ｆＣ多孔質
体４ｏを、支持体表面１１お・よび第１の電極２０表面
に封着し、縫述の電気浸透に上る液状インクの逆流を防
上する。

液状インク２ｏ○は、スポンジ体７ｏｏおよび第２の電
極６ｏを介して多孔質体４０に供給、τ浸される。

液状インク２００は、上述の多孔質体４０．支持基板１
０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ンランから成
る液体材料に、必要なバインダ剤、電荷制御剤２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〜
６チ程妾、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４ｏ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ＶＢ　、
　ＶＢ　ｔ　カ第２の電極６ｏ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□□□Ｏに利
して第２の電極６ｏが負なるオフ電圧ＶＢｔ。

反対に電極５０に対して電極２０が負なるオン電圧ＶＢ
を交互に印加した場合を例に取り、動作を説明する。

ＶＢｔ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６０側
に、多孔質体４ｏを介して、液状インク２００が矢印２
１０の如く電気浸透すると共Ｃζ、それに伴って電極先
端部２１側に位置する液状インク２００も図の矢印２１
１の如く、溝間ＩＱ　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４ｏと同様の電気浸透性
を有するように構成さｔｌでいるので、ＶＢ／が印加さ
れている電極２ｏから、ＶＢｔ；印７Ｊｌ］されて負電
極を形成する隣接する電極２０（こｈｌ、）で、液状イ
ンク２００が矢印２１２のクロく、電極間隙面１６を含
む支持体面１１上を電気浸透する。

したがって、ＶＢ　ｔ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１４上には液
状インク２００は存在し得な００一方、ＶＢが印加され
る第１の電極２０部−Ｃは、第２の電極５０を透過し、
多孔質体４０を介ｔ、、　−ご液状インク２００が矢印
２２０の如く電気浸透し。

て、第１の電極２ｏの表面に向って集中する。縁端１３
とは反対の端部側は封着剤６０によ、Ｊ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って
第１の電＠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２０に対応して、位置制御並びにｖＢの
振幅に対してインク量制仰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１
６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ＶＢ
／印加時１゜ 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
通帛その幅は前述の如（５０〜３００μｍ程度に選ばれ
る。

記録体５００として厚さがｓ　ｏ　ｐｍ程度の記録紙を
用い、し１えばオフ電圧Ｖ　Ｂ　ｔは１６ｏｖの−・定
振幅、オン電圧ＶＢとしてはＶ　Ｂ　ｔに対して逆極性
で最大振幅が１６０ｖ、記録濃度に応じてこの範囲で振
幅変調、）（ルス幅変調、・（ルス幅振幅変調すると、
その電圧値に応じて、ＶＢ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６ω表面にインク付着２４０を生じ
、一方、ｖＢｌ印の電極先端部２１には液状インク部２
２２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、ＶＢ、ＶＢ／に対応じて
インク画像の記録が行える。

然し、従来のインク記録ヘッド１００におい−Ｃは、第
１の電極２ｏ材料として黒鉛や銀等の導電粒子をプラス
チッ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、塗層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２ｏけ多孔性状になり、またその表面に
は微細な凹凸を生じて、機態的な観点からすると、粗表
面を形成していた。

従って、オン電圧ｖＢ印加時に第１の電極２゜の先端部
２１に形成された記録液状インク部２２２の一部のイン
クは第１の電極２ｏ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ｖＢｌ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ＶＢ　を印加にも拘はらず、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２ｏは、陥没溝１６
の底部更には側壁に、蒸着やメッキ等で、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ｓ　ｌｔ６解像のインク記録ヘッドが実
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５０ｏをインク記録ヘッ
ド１００の縁端１３、側縁端面１２より１００〜２００
μｍ程度離し、ヘッド１００に灼する反対側に補助電極
を設置し、第１乃至は：ａ２の電極２０．５０とこの補
助電極との間ＩＣ１，５〜２．ＯＫＶ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１、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だめの動作の
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／ζ、信号電圧ＶＢ　、　
ＶＢ　ｔの高周波数化に苅応して心棒間隙１６等、支持
基材表面１１上における液状インク２００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。

３ 少くとも露出縁端面１４の電極間隙部１６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ッ
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ッドであり、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ッドの一実
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。 １ｏ・・・・・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、６ｏ・・・・・
・第２の電極、１００・・・・・インク記録ヘッド、２
００・・・・・・液状インク、３００・・・・・・イン
ク容器、４００・・・信号電圧源、ＳＯＯ・・・・・・
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. 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ッドにおいて、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
   透インク記録ヘッド。