JPS6280049A - 記録装置 - Google Patents

記録装置

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JPS6280049A
JPS6280049A JP22130885A JP22130885A JPS6280049A JP S6280049 A JPS6280049 A JP S6280049A JP 22130885 A JP22130885 A JP 22130885A JP 22130885 A JP22130885 A JP 22130885A JP S6280049 A JPS6280049 A JP S6280049A
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JP
Japan
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recording
ink
amorphous silicon
electrode
silicon nitride
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Pending
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JP22130885A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsumi Suzuki
克己 鈴木
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPS6280049A publication Critical patent/JPS6280049A/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1606Coating the nozzle area or the ink chamber

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

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】 〔発明の技術分野] 本発明はたとえばプリンタやファクシミリ等に適用され
るインクジェット方式の記録装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
インクジェット方式の記録装置は、現像・定着操作の不
要な普通紙記録方式として従来よりプリンタおよびびフ
ァクシミリに応用されているが、高速記録性・簡易性を
向上させるための電子平面走査化が望まれている。
このインクジェット方式の記録装置の電子平面走査化は
主にマルチノズルにすることによって検討がなされてい
るが、各記録ノズルのインクの目づまりによる信頼性の
低下が問題となって実用化に至っていないのが現状であ
る。
そこで、上記ノズル方式の不都合点のない平面走査型の
インクジェット方式の記録装置として、以下に示すスリ
ットジェット方式の記録装置が本発明に先行して提案さ
れている。
すなわち、第4図および第5図中1は記録ヘッドで、こ
れは下側記録ヘッド部2と上側記録ヘッド部3とから構
成されている。
上記下側記録ヘッド部2は、絶縁性の下側基板(下側基
体)4上に、下側共通電極5と、たとえばCrやNi等
の材質でかつ8本/m1llまたは16本7mmでパタ
ーニングされ、上記下側共通電極5と電気的に接続した
複数本の第1の個別電極(第1の記録電極)6・・・と
、この第1の個別電極6・・・とギャップd3を保って
1対1で対向した第2の個別電極7・・・と、この第2
の個別電極7・・・と上記第1の個別電極6・・・どの
間のギャップd3に成膜されたたとえばアモルファスシ
リコン(以vIa−3iと記す。)またはアモルファス
セレン(以後a−8eと記す。)等の光導電体11!l
(光電変換部材)8・・・とを備えた構成となっている
上記上側記録ヘッド部3は、上記下側基体4の上方でギ
ャップd2を保って対向した絶縁性の上側基板(上側基
体)9上に、上記第2の個別電極7・・・と微小間隙を
保って対向する上側共通電極10を備えた構成となって
いる。
また、上記記録ヘッド1の先端には、下側基板4と上側
基板9とによって構成されたギャップd2を有するスリ
ット状の開口部11が形成され、インク収容部12から
供給される液状のインク13によってインクメニスカス
14が形成される。
また、上記記録ヘッド1の先端と対向してローラ状の背
面電極15が設けられ、この背面電極15には普通紙等
の記録体16が支持されている。
また、上記記録ヘッド1の上方には記録体16と同期し
て動作する原稿台17が設けられているとともに、この
原稿台17と記録ヘッド1との間には集束性ファイバー
レンズアレイ18および露光光源19からなる露光系が
設けられている。
しかして、スイッチ操作により原稿台17および記録体
16が同期して動作し、また光源19が点灯して原稿台
17上の原稿の光像がファイバーレンズアレイ18を通
して光導電体膜8上に照射される。
下側共通電極5にはたとえば直流電源20の負極が、上
側共通電極10には直流電源21の正極がそれぞれ接続
されていて、光が照射された部分の第2の個別電極7・
・・には記録ヘッド1の先端に負極性の電位が、暗部に
対しては正極性の電位がそれぞれ出力される。
上記信号出力の原理は第6図に示す等両回路で説明する
ことができる。すなわち、光導電体膜8の光照射時の抵
抗をρph、暗時の抵抗をρdark。
上側共通電極10と第2の個別電極7との間のインク1
3の抵抗をρinkとすると、ρph〈ρink〈ρd
arkの関係が成り立つようにインク13の抵抗ρin
kを予め調整しておくことにより、光照射時にはρin
kが支配的となり第1の直流電源20により負極性の電
位が第2の個別電極7・・・の先端に出力され、暗時に
はρdarkが支配的となり第2の直流量if!21に
より正極性の電位が出力される。
つぎに、背面電極15には第3の直流電源22により0
■に対して負極性側にパルス状の電圧が印加され、上記
第2の個別電極7・・・の先端に正極性の電位が出力さ
れたとき、インクメニスカス14に正極性の電荷が注入
され、インク13が背面電極15側l\飛翔し、これに
より記録体16上に原稿画像に対応した選択的な記録が
行われるようになっている。
なお、下記に示すプロビス設定条件であれば充分良好な
インク13の飛翔による記録が可能であることが確認さ
れている。
すなわち、下側共通電極5の印加電圧は一50V〜−I
KV、上側共通電極10の印加電圧は0〜+IKV、背
面電441 !l)印加1ffi圧ハO〜−2,OKV
、背面電極15の周波数は10〜10kH7、ギャップ
d1は10μm 〜500μ7FL、ギ?’/プd2は
10μm〜300μmである。
また、ギャップd3の値は光導電体膜8の比抵抗によっ
ても異なるが、光導電体[18がたとえばa−3ilt
’ある場合ハ20μ7FL 〜80μm 、 a −8
e膜やa−8eTe膜である場合は5μTrL〜50μ
mである。
また、光導電体118が、たとえばa−seII!Jで
ある場合、ρdarkは109〜1012Ωcrn、ρ
phは105〜108ΩCff1となるから、インク1
3の抵抗ρinkは106〜1010Ω口に選ばなけれ
ばならない。
さらに、光導電体膜8上に照射される光像の内、暗部は
50L ux 〜500L uxである。
しかしながら、上記のスリットジェット方式の記録装置
には次のようなな不具合点がある。
すなわち、第7図に示すように、たとえば光のオン(O
N)・オフ(OFF>の信号によって第2の個別電極7
a〜7eのうち第2の個別電極7Cのみに波形22のよ
うな電気信号が出力されている場合、インク13の抵抗
の高低にもよるが、たとえば106〜10’Ω履である
時、第8図に示すように、電圧計23によって第2の個
別電極7a〜7eの電圧を測定すると、第9図に示すよ
うに、本来第2の個別電極7Cのみに出力されるべき電
圧がインク13を通して隣接した第2の個別電極7b、
7dへリークしてしまう。
そのため、第7図に示すように、本来第2の個別電極7
Cのみから飛翔するはずのインク13c以外にもインク
13b、13dが少量飛翔してしまい、結果的には記録
されたインク130以外のインク13b、13dが記録
されてしまい、いわゆる解像度が悪くなる。
そこで、インク13による信号電圧の第2の個別電極7
・・・の相互間におけるリークを防止するために、第1
0図に示すように、第2の個別電極7・・・の端よりd
4の距離の部分を除いて、高絶縁性1!24で表面コー
トすることが提案されている。
しかしながら、第2の個別電極7・・・の端より距1!
id4の部分は、出力された信号電圧をインク13に注
入すための役割を果たすため、この部分を高絶縁性11
!24で表面コートすることはできない。
したがって、この距離d4の部分をいかに狭くすること
ができるかが問題となるが、実験結果によるとd4 ”
 o、iM1〜2Mの範囲では隣接電極への信号電圧の
リークは防止できないことが確認されている。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情にもとづいてなされたもので、その目
的とするところは、本来信号電圧が出力されている記録
電極の隣接電極へその信号電圧がリークすることを防止
することができ、以て、記録ヘッドの先端のインクを記
録電極毎に分離して微細状態のインクを選択的に飛翔さ
せることができるので高解像度が達成できるようにした
記録装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、上記目的を達成するために、記録ヘッドの先
端で記録電極の相互間に、疎インク性かつ高絶縁性の物
質よりなる表面コート膜を選択的に表面コートしたこと
を特徴とするものである。
(発明の実施例〕 以下、本発明の一実施例を第1図〜第3図を参照しなが
ら説明する。なお、上述した奪第4図および第5図に示
す構成と同一の構成部分は説明を省略し、異なる要部の
構成のみ説明する。
第1図に示すように、下側記録ヘッド部2の先端より距
離d4の部分を除いた部分は、前述した第10図に示す
構成と同様に、高絶縁性物質24で表面コートされてい
る。また、先端からd4の部分については、第2の個別
電極7・・・の相互間に、疎インク性かつ高絶縁性の物
質よりなる表面コート膜25・・・が選択的に表面コー
トされており、この表面コート膜25・・・は、インク
13が油性の場合は疎油性のもの、たとえば水素化アモ
ルファスシリコン窒化lI(以下a−8iNiH膜と記
す。)またはアモルファスシリコン窒化yI(以下a 
−8IN膜と記す。)であり、インクが水性の場合は疎
水性のものである。
このような構成によれば、インク13は表面コート膜2
5・・・の上には乗ることはないため、下側記録ヘッド
部2の先端には第2の個別電極7・・・の表面の上のみ
にインク13が存在し、インク13が分離される。また
、信号電圧が隣接する第2の個別電極7・・・へリーク
することもない。
次に、表面コート膜25を下側記録ヘッド部2の先端d
4の部分で第2の個別電極7・・・の相互間に選択的に
表面コートする方法を説明する。
第3図(a)に示すように、下側記録ヘッド部2の下側
基板4上にCr等によって複数本の第2の個別電極7・
・・をパターニングした後、グロー放電CVD装置によ
り高絶縁性がっ疎油性のa−8i N i Hll (
表面コートI!125)を表面コートし、さらにその上
に通常のフォトレジスト液をスピンナーによりコートし
フォトレジスト層26を形成する。ここで、グロー放電
cvD法によるa−8i N i HI[lの表面コー
ト方法は一般に行われているもので、減圧化の反応容器
内に、上記下側記録ヘッド部2をセットし、温度を23
0℃にまで昇温した後、SiH4ガスとN2ガスを1:
10の比率で反応容器内へ導入し、容量結合型の対向電
極にラジオフリークエンジンパワー200Wを投入して
成膜する方法である。また、フォトレジスト液のスグン
ナーによるコート方法も一般化されている方法である。
ついで、第2の個別電極7・・・に対応する遮光部27
・・・を有するマスク28の上方より紫外線照射29を
行い、第2の個別電極7・・・のない部分のみフォトレ
ジスト層26を露光する。
ついで、第3図(b)に示すように、ネガ型の現像液を
用いて、露光されなかった部分のフォトレジスト層26
をエツチングした後リンスを行う。
この段階ではa−8iNiH躾(表面ロー1〜膜25)
上の第2の個別電極7・・・のない部分にフォトレジス
ト層26が残る。
ついで、この下側記録ヘッド部2をドライ型のプラズマ
エツチング装置内にセットし、減圧下でCF4ガスと0
2ガスを約2=1の比率で導入してマイクロ波により約
300 Wでa−8iNil−IB!(表面コート11
25>をエツチングする。
このとき、フォトレジスト層26が上面にオーバコート
されている部分のa−8iNiH膜(表面コート膜25
)は、CF402のプラズマにさらされないため、第3
図(C)に示すように、エツチングされない。
ついで、ドライエツチングにより残ったa−8iNiH
ll(表面コートjl 25 )上のフォトレジスト層
26を、第3図(d)に示すように、レジス1−剥雛液
により剥離した。この状態では下側記録ヘッド部2の第
2の個別電極7・・・の相互間に高絶縁性かつ疎油性の
a−8iNiH膜(表面コート膜25)が選択的に表面
コートされている。
次に、以上の方法で作成された下側記録ヘッド部2と上
側記録ヘッド部3とをアッセンブリして、実際にインク
13を供給したところ、第2図に示すように、疎油性か
つ高絶縁性の8−3iNi)−1膜で先端より距離d4
まで選択的に表面コートした部分まではインク13は全
面に広がるが、先端よりd4の部分では第2の個別電極
7・・・の上のみインク13が選択的に存在した。
このd4の最適値は、インク13の表面張力や粘度によ
って異なるが、60μm〜2fflIIlの範囲が適正
であることが確認されている。なお、ここではd4を0
.5n+mとした。
次に、上記方法によって作成した下側記録ヘッド部2を
第4図に示すスリットジェット方式の記録装置に組み込
んで次の示すプロセス条件により実際の原稿の複写を行
った。
すなわち、下側共通電ai5の印加電圧を−300v1
上側共通′iR極10の印加1圧を+  150V、背
面電極15の印加電圧を一700■、周波数を1KH2
、デイユティーを50%とした。また、ギtツブd1を
100μm、d2を100μmとし、また光導電性l1
8としてa−8iNiHIllを用いd3を40μmと
した。油性のインク13は、表面張力が28.Odyn
/Cam、粘度が7センチストークス、抵抗が10Ωa
mのものを用いた。
その結果、8本7mmの高解像度の複写画像が得られた
〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、本来信号電圧が出
力されている記録電極の隣接電極へその信号電圧がリー
クすることを防止することができ、以て、記録ヘッドの
先端のインクを記録電極毎に分離して微細状態のインク
を選択的に飛翔させることができるので高解像度が達成
できる等の優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は本発明の一実施例を示すもので、第1
図は記録ヘッドの先端部分を示す断面図、第2図は下側
記録ヘッドの先端部分を示す平面図、第3図(a)〜(
d)は表面コート膜を表面コートする方法を説明するた
めの図、第4図〜第10図は本発明に先行して提案され
たインクジェット方式の記録装置を示すもので、第4図
は装置全体を概略的構成図、第5図は同じくその下側記
録へラド部を示す平面図、第6図は選択的にインクを飛
翔させる原理を説明するための等価回路図、第7図は隣
接した第2の個別電極に信号電圧がリークした場合のイ
ンクの状態を示す平面図、第8図は第2の個別電極の電
圧の測定方法を説明するための側面図、第9図は信号電
圧がリークした場合の第2の個別電極の電圧の状態を示
す図、第10図は下側記録電極部の他の一例を示す平面
図である。 1・・・記録ヘッド、2・・・下側記録ヘッド部、3・
・・上側記録ヘッド部、4・・・下側基体(下側基板)
、5・・・下側共通電極、6・・・第1の記録電極(第
1の個別電極)、7・・・第2の記録電Fi(第2の個
別電極)、8・・・光電変換部材(光導電体膜)、9・
・・上側基体(上側基板)、10・・・上側共通電極、
11・・・記録体、13・・・インク、15・・・背面
電極、16・・・開口部、25・・・表面コート膜。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦第2図 第3図(a) 第3I!1(b) 第 3図(d) 第5図 第6図

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)先端に微小間隙よりなるスリット状の開口部を有
    するとともに上記開口部に複数本の記録電極を設けた記
    録ヘッドと、この記録ヘッドの先端と対向する背面電極
    とを具備し、この背面電極と上記記録ヘッドとの間に記
    録体を介在させるとともに上記開口部に液状のインクを
    供給し、この状態で上記記録電極に電気信号を出力する
    ことにより、その電気信号に対応して上記記録電極から
    上記記録体上へインクを飛翔させ、情報の記録を行うよ
    うにしたものにおいて、上記記録ヘッドの先端で上記記
    録電極の相互間に、疎インク性かつ高絶縁性の物質より
    なる表面コート膜を選択的に表面コートしたことを特徴
    とする記録装置。
  2. (2)表面コート膜は、インクが油性の場合は疎油性の
    ものとし、インクが水性の場合は疎水性のものとしたこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の記録装置。
  3. (3)疎油性の表面コート膜は、水素化アモリファスシ
    リコン窒化膜またはアモルファスシリコン窒化膜のいず
    れかであることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載
    の記録装置。
  4. (4)水素化アモルファスシリコン窒化膜またはアモル
    ファスシリコン窒化膜よりなる表面コート膜は、上記水
    素化アモルファスシリコン窒化膜またはアモルファスシ
    リコン窒化膜上にフォトレジスト膜を選択的にマスクし
    てプラズマエッチングをすることにより、記録電極の相
    互間に選択的に表面コートしたことを特徴とする特許請
    求の範囲第3項記載の記録装置。
  5. (5)絶縁性の下側基体上に、下側共通電極と、この下
    側共通電極と電気的に接続した複数本の第1の記録電極
    と、この第1の記録電極と所定の微小間隙を保つて1対
    1で対向した第2の記録電極と、この第2の記録電極と
    上記第1の記録電極との間の所定の間隙に成膜した光電
    変換部材とを有した下側記録ヘッド部と、 上記下側基体の上方で微小間隙を保つて対向した絶縁性
    の上側基体上に、上記第2の記録電極と微小間隙を保つ
    て対向する上側共通電極を有した上側記録ヘッド部と、 上記下側記録ヘッド部の先端と対向する背面電極とを具
    備し、 この背面電極と上記下側記録ヘッド部との間に記録体を
    介在させるとともに上記下側および上側の記録ヘッド部
    間の微小間隙に液状のインクを供給し、この状態で上記
    光電変換部材に光像信号を入力することにより、その光
    像信号に対応して上記下側記録ヘッド部の先端から上記
    記録体上へインクを飛翔させ、情報の記録を行うように
    したものにおいて、上記下側記録ヘッド部の先端から0
    .05mm〜2mmの範囲までの上記第2の記録電極の
    相互間に、疎インク性かつ高絶縁性の物質よりなる表面
    コート膜を選択的に表面コートしたことを特徴とする記
    録装置。
  6. (6)表面コート膜は、インクが油性の場合は疎油性の
    ものとし、インクが水性の場合は疎水性のものとしたこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第5項記載の記録装置。
  7. (7)疎油性の表面コート膜は、水素化アモリファスシ
    リコン窒化膜またはアモルファスシリコン窒化膜のいず
    れかであることを特徴とする特許請求の範囲第6項記載
    の記録装置。
  8. (8)水素化アモルファスシリコン窒化膜またはアモル
    ファスシリコン窒化膜よりなる表面コート膜は、上記水
    素化アモルファスシリコン窒化膜またはアモルファスシ
    リコン窒化膜上にフォトレジスト膜を選択的にマスクし
    てプラズマエッチングをすることにより、記録電極の相
    互間に選択的に表面コートしたことを特徴とする特許請
    求の範囲第7項記載の記録装置。
JP22130885A 1985-10-04 1985-10-04 記録装置 Pending JPS6280049A (ja)

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