JPH02239952A - 記録装置 - 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】 〔概　要〕 メッシュ状のインク保持体の穴に供給される導電性イン
クを、静電力により前記穴を通過させて記録を行う方式
の記録装置に関し、 簡単な構造でライン化も容易な小型、高速の記録装置を
実現することを目的とし、 多数の穴を有し、インク受容体上に配置されたインク保
持体と、導電性インクを含浸し、前記インク保持体に圧
接して前記穴に前記インクを供給するインク供給ローラ
と、前記インクに静電力を与え前記穴を通させて前記イ
ンク受容体に付着させる手段とを少なくとも備えた構成
とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、メソシュ状のインク保持体の穴に供給される
導電性インクを、静電力により前記穴を通過させて記録
を行う方式の記録装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、デスクトソプタイプのノンインパクトプリンタと
しては、インクジェソト熱転写等幾つかの方式が実用化
されている。これらの方式は、構造が簡単で小型化が容
易なのが共通の長所であるが、記録速度、カラー化の容
易さ等においては一長一短がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

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、インクジェソト方式は原理的にノズルのライン
化が難しい。このため、改良タイプが幾つか提案されて
いるが、まだ実用には到っていない。一方、熱転写方式
は、幅広インクシ一トのメインテナンスが難しく、充分
普及しているとは言いがたい。

本発明は、簡単な構造でライン化も容易な小型、高速の
記録装置を実現することを目的としている。

〔課題を解決するだめの手段〕

上述の目的を達成するため、本発明では、略直線状に配
置された多数の電極と、多数の微細な穴を有し、前記電
極上にインク受容体を介し接するように配置されるイン
ク保持体と、導電性インクを含浸して前記電極に対向配
置され、前記インク保持体に圧接して前記穴に前記イン
クを供給するインク供給ローラと、前記インクと創記電
極の間に電圧を印加し、これにより発生する静電力によ
り前記インクを前記穴を通過させて前記インク受容体に
付着させる電圧印加手段とを備えた構成（第１の構成）
とする。

また、上記目・的は、前記導電性インクの代わりに導電
性ワックスインクを用いるとともに、前記インク供給ロ
ーラに、前記導電性ワ・ノクスインクを溶融するための
熱源を内蔵させた構成（第２の構成）とすることによっ
て達成される。

さらに、上記目的は、感光体と、前記感光体の透明電極
側に設けられた露光光学系と、多数の微細な穴を有し、
前記露光光学系と反対側で前記感光体にインク受容体を
介し接するように配置されるインク保持体と、導電性イ
ンクを含浸し、前記露光光学系に対向する位置で前記イ
ンク保持体に圧接して前記穴に前記インクを供給するイ
ンク供給ローラと、前記インクと前記透明電極との間Ｇ
ど電界を印加ずる電圧印加手段とを備え、前記露光光学
系からの光照射により前記感光体の表面に誘導される電
荷と、前記電圧印加手段により前記インクと前記透明電
極との間に発生する電界とによって、前記インクを前記
穴を通過させて前記インク受容体上に付着させる構成（
第３の構成）とすることによっても達成される。

〔作　用〕 第１の構成の場合； 電圧印加手段による電界がインク，電極間に作用してい
ないときは、インクの表面張力とインク保持体に対する
インクのぬれ性を調節することにより、インク供給ロー
ラによりインク保持体に供給されるインクは穴に進入で
きず、インク受容体にはインクが達しない。

記録時には、電圧印加手段によりインク，電極間に電圧
を印加する。これにより、インク，電極間に電界が作用
し、静電力が働いてインクは穴を通過してインク受容体
に付着する。このように、インクに電界を作用させ穴を
通過させるだけで記録ができるので、構造が簡単であり
、またライン化も容易である。

インク受容体としては、記録紙を用いるかまたはインク
受容体フィルムを用いる。前者の場合は、記録紙に直接
記録が行われ、後者の場合は、インク受容フィルムに一
旦付着したインク像を、次の工程でインク受容フィルム
に記録紙を重ねて該記録紙に転写する。

さらに、電圧印加手段により印加する電圧の高さを変え
ることによりインク受容体へのインク付着量を変えて、
ドット単位（各電極単位）で記録濃度を制御するように
すれば、階調記録が可能になる。また、印加電圧をパル
ス状としパルス幅を制御するようにしても、同様に階調
記録が可能になる。

第２の構成の場合； 記録時には、熱源により導電性ワックスインクを溶融さ
せ、上述と同様の手順により記録を行う。

この場合、インク受容体に付着したワックスインクはに
じみ過ぎず、速かに固化定着する。

第３の構成の場合； 記録時には、インクと感光体の透明電極との間に電圧印
加手段により電圧を印加するとともに、露光光学系によ
り透明電極を通して惑光体の電荷発生層に光を照射して
電荷を発生させる。電圧印加手段による電界で電荷は感
光体の電荷輸送層の表面に達し、インクに作用する静電
力は増加する。

インクの表面張力とインク保持体に対するインクのぬれ
性とは、光により惑光体表面に発生する電荷がない低電
界ではインクが穴を通過できないように調節しておく。

そこで、上記のように光により電荷を感光体表面に発生
させ、インクに作用する電界を強くすると、インクは充
分な静電力を受けて穴を通過し、インク受容体に付着す
る。この場合も同様の効果が得られる。

〔実施例〕

以下、図面に関連して本発明の実施例を説明する。

第１図（ａｌ及び第１図（ｂｌに第１の実施例を示す。

まず始めに記録原理を第１図（ｂ）により説明する。

第１図（ｂ）に示すように、電極１，記録紙７，厚み方
向に貫通穴３を多数密に開けたメソシュ（インク保持体
）２，インク（層）８を考える。メソシュ２に対してイ
ンク８が濡れないように（接触角θ≧９０゜）にしてお
くと、圧力を加えないとインク８は穴３に入っていけな
い。（これは、メソシュの材料とインクの表面張力で調
整できる。）一方、インク８を導電性にして電極１との
間に電圧を印加すると、．記録紙７と（穴の中の）空気
層を介して電極１とインク８間に静電力が作用する。静
電力がインク８の表面張力の作用より大きいとインク８
は穴３に進入し、記録紙７に付着する。

ではどのくらいの電圧が必要か、試算してみた。

まずインクの表面張力の作用を考える。

半径ｒのパイプ状の穴３とインク８との濡れθ＝９０゜
，インクの表面張力γとする。表面張力がインクの流入
を阻止する方向に作用し、その力（圧力）ｐは、 ｐ＝２πｒγ／πｒｔ（ｄｙｎｅ／ｃＪ）　　＋・＋＋
＋＋　　（１）となる。

ここで、ｒ−７０μｍ　＋　　ｒ　＝　６　０　ｄｙｎ
ｅ／ｃｍとすると、ｐ＝　１．　７　Ｘ　１　０　’（
ｄｙｎｅ／　ｃＪ）になり、ｐ以上の圧力を加えると液
体は穴に流入する。

次に静電力ｆを考える。記録祇７の厚さをｄ，，誘電率
を８１とし、穴３　（空気層）の厚さをｄｚ，誘電率を
６２とすると、 と表せる。

ここで、ｄｌ＝６０μｍ，εｒｌ　（記録紙の比誘電率
）　＝３，　　ｄｚ　＝５０，ｌｊｍ　，　　ｅｒｚ　
（空気の比誘電率）−１として、ｐ＝ｆの時の■，を求
めると、Ｖｐ　−１．６　７　ｘ　１　０３（Ｖ）にな
る。

すなわち、１．６７ｋＶを越える電圧を加えると記録が
できることになる。

ｑ 第１図（ａ）に示す記録装置はこの原理によるものであ
る。

第１図（ａ）は本例の記録装置の要部構造を示す斜視図
で、図中、１は多数の電極、２は多数の穴３を有する金
属メソシュ状のインク保持体、４はインク供給ローラ、
５は電源（電圧印加手段）である。

電極１は、プラテン６の表面に金属を１４０μｍピッチ
で直線状に埋め込んで形成される。

インク保持体２は、例えば厚さ６０μｍのステンレス板
に直径１００μｍの円形の穴を１４０μｍピッチであけ
て形成され、電極１上に記録紙（インク受容体）７を介
し配置されている。電極１と穴３とは位置合わせがして
あり、後述するように電圧を加えた電極の位置に相当す
る記録紙上にインクが付着して記録が行われるようにな
っている。

インク供給ローラ４は、水性の導電性インク８を含浸す
るスポンジ状のもので、電極１に対向して配置されてイ
ンク保持体２に圧接している。インクの物性では表面張
力の適性比が特に重要であるが、インク保持体２の厚さ
及び穴３の径に大きく依存し、１０〜７３ｄｙｎｅ／ｃ
ｍの範囲で調整する必要がある。ここでは６　１．　７
　ｄｙｎｅ　／　ｃｍのインクを用いた。

電源５は電極１とインク保持体２に接続され、インク供
給ローラ４により穴３内に供給されるインク８と電極１
の間に電圧を印加して電界を発生させる。この電源５に
よる印加電圧は記録祇７の厚さと関連する。記録祇７は
特に厚さを規定するものではないが、記録紙が厚くなる
に従って電圧も上げる必要がある。ここでは６５μｍ厚
の記録紙を使用し、電圧は７００Ｖである。

この記録装置の作用は次の通りである。

電源５による電界がインク８，電極１間に作用していな
いときは、インク８の表面張力を上述のように調節する
ことにより、インク供給ローラ４によりインク保持体２
に供給されるインクは穴３内に進入できず、記録紙７に
はインクが達しない。

記録時には、電源５によりインク８，電極１間に電圧を
印加して電界を発生させる。これにより働く静電力によ
り、インク８は穴３を通過して記録紙７に付着する。な
お、次のラインの印字を行うときは、インク供給ローラ
４を矢印で示す時計方向に所定量回転させるとともに、
インク保持体２，記録紙７をそれぞれ矢印方向に所定量
移動させて印字を行う。

このように、インク８に電界を作用させ穴を通過させる
だけで記録が行われるので、構造は簡単であり、またラ
イン化も可能で、小型，高速プリンタを実現することが
できる。

上述の説明ではインク保持体２がステンレス板で形成さ
れる例について述べたが、ステンレス以外の金属板を用
いても良い。またインク保持体を、金属以外の材料例え
ば高分子フィルムに多数の穴をあけて形成しても良い。

この場合は、インク供給ローラ４を電極として電圧を加
えるようにする。

第２図及び第３図に第２の実施例を示す。

第２図は本例の記録装置の要部構造を示す斜視図で、図
中１１はインク受容フィルム（インク受容体）である。

なお、前例と同様の部材には同じ符号を用いている。

記録は前例と同様に行われ、電界を受けて穴３を通過し
たインク８はインク受容フィルム１１に付着する。この
ようにしてインク受容フィルム１１上に形成されたイン
ク像１２は、第３図に示すように、次の工程でインク受
容フィルム１１と記録紙７を重ねることにより該記録紙
７に転写される。

本例の場合は、前例と同様の効果が得られる外に、広範
囲な種類の記録紙使用が可能になる。

第４図に第３の実施例を示す。

第４図は本例の記録装置の要部構造を示す斜視図で、図
中、２１は電源（電圧印加手段）である。

それ以外の構成は第１の実施例と同様である。

電源２１は、インク８と電極１の間に電圧を印加できる
ように接続されており、添加電圧の高さを所定範囲内で
調節可能な制御系を備えている。

ここでは、電圧調節範囲は４００〜７００■である。

記録は前述と同様の手順で行われるが、インク８，電極
１間に加える電圧が４００〜７００Ｖの範囲では、ほぼ
電圧に比例した量だけインク８が記録祇７に付着する。

すなわち、電圧を制御系により、プラテン６側の各電極
１につき個別に制御し、ドット単位で記録の濃度階調を
実現することができる。そして、この操作を、イエロー
．マゼンタ，シアン，ブランクと４回同一記録紙に行う
ことにより、フルカラー記録を実現することができる。

このためには、図示は省略するが、例えば各色用の第４
図と同様の構成の装置を記録紙搬送路に添って並設し、
各装置による記録を同一記録紙上に重ねて行うようにす
れば良い。

このように、本例の場合は、第１の実施例と同様の効果
が得られる外に、ドット単位で濃度階調を行うことが可
能で、小型，高速フルカラー記録装置を実現することが
できる。

第５図乃至第７図に第４の実施例を示す。

第５図は本例の記録装置の要部構造を示す斜視図で、図
中、３１は電源（電圧印加手段）である。

なお、これまでの例と同様の部材には同符号を用いてい
る。

電源３１は、インク供給ローラ４と電極１に接続されて
おり、電圧４００Ｖのパルス状電圧をパルス幅θ〜８　
ｍｓｅｃで印加できるようになっている。

記録は前述と同様の手順で第６図に示すように行われる
が、この場合穴３を通過してインク受容フィルム１１に
付着するインク８の量は、印加電圧のパルス幅が広い程
多くなる。第７図はパルス幅を変えたときの記録紙上の
ドット径を示し、パルス幅が大きくなる程ドット径が大
きくなる。従って、パルス幅を制御することにより、ド
ット単位で階調記録ができる。インク受容フィルム１ｌ
に付着したインク像は、第２の実施例と同様に記録紙に
転写されて記録が完了する。

本例によれば、第３の実施例と同様の効果が得られる。

第８図及び第９図に第５の実施例を示す。

第８図は本例の記録装置の要部構造を示す側面図で、図
中、４１は電源（電圧印加手段）、４２はクリーニング
機構である。

インク保持体２は、エンドレス状のもので、インク供給
ローラ４とガイドローラ４３．４４に掛け渡されている
。

電源４１は、インク供給ローラ４と電極１に接続され、
これらの間に電圧を印加するようになっている。４５は
スイッチである。

クリーニング機構４２は、第９図に示すように、インク
保持体２に記録部を通過した位置で近接する吸引部４６
を有し、該吸引部４６に接続する吸引パイプ４７は図示
しない吸引源に接続されている。

記録紙７に対する記録は前述と同様に行われ、記録後に
穴３内に残っているインクは、クリーニング機構４２に
より吸引，除去される。従って、インク保持体２を繰り
返し使用することができる。

本例の場合は、第１の実施例と同様の効果が得られるだ
けでなく、インク保持体を繰り返し使用することが可能
になる。

なお、記録紙の代わりにインクが浸透しない程度の密度
を持つ絶縁性フィルムを用い、該フィルム上にインク像
を形成後これを記録紙に密着させ転写して記録を行うよ
うにすることもできる。

また、金属電極を設けたプラテンの代わりに感光ドラム
を設けるとともに該感光ドラムの内側に電極を設け、該
電極とインク供給ローラの間に電圧を加えるようにして
も良い。

第１０図に第６の実施例を示す。

第１０図は本例の記録装置の要部構造を示す斜視図で、
図中、５１はインク保持体２に圧接するインク供給ロー
ラ、５２は電源（電圧印加手段）である。

インク供給ローラ５１は、前述のインク供給ローラ４と
同様のスポンジローラに導電性ワックスインク５３を含
浸して成り、記録時に該ワックスインク５３が適正粘度
になるように温度制御するためのヒータ（熱源）５４を
内蔵している。

電源５２は、電極１とインク供給ローラ５１に接続され
、これらの間に記録時に電圧を印加して電界を発生させ
る。

インク保持体２は、インク供給ローラ５１から穴３内に
供給されるワックスインクが即固化しないように、該イ
ンク保持体２を搬送する図示しない搬送ローラにより加
熱されるようになっている。

上述の導電性ワックスインク５３は染料，ポリエチレン
グリコール，グリセリン，水を混合して作成された融点
６０℃のもので、記録時にはヒータ５４により８０℃程
度に加熱される。加熱溶融したインクの物性では、前述
のように表面張力の適性化が特に重要であるが、ここで
は５　１．　Ｏ　ｄｙｎｅ／　ｃｍのものを用いた。

記録に際しては、上述のようにインク保持体２を加熱す
るとともに、インク供給ローラ５１を加熱してワックス
インク５３を溶融させ、該ワックスインク５３と電極１
の間に電圧を加え電界を発生させる。これにより、ワッ
クスインク５３は静電力により穴３を通過して記録紙７
上に付着して記録が行われる。

本例の場合は、第１の実施例と同様の効果を得る外に、
ワックスインクを用いているために、常温状態の記録紙
７に付着したインクは滲み過ぎる？とがなく速かに固化
，定着し、記録を鮮明にできるという効果も得られる。

第１１図に第７の実施例を示す。

第１１図は本例の記録装置の要部構造を示す側面図で、
図中、６１は感光ドラム（感光体）、６２は露光光学系
、６３は電源（電圧印加手段）である。

感光ドラム６１は、透明電極６１．上に電荷発生層６１
■及び電荷輸送層６１３を順次形成して成り、記録紙７
及びインク保持体２を介しインク供給ローラ４に圧接し
ている。

露光光学系６２は、感光ドラム６１の内側（透明電極６
１１側）に設けられてインク供給ローラ４に対向してい
る。

電源６３は、インク保持体２と透明電極６１１の間に電
圧を印加するようになっている。電圧は７００ｖに設定
されている。

記録に際しては、露光光学系６２により透明電極６１．
を通して電荷発生層６１■に光を照射して電荷を発生さ
せる。この電荷は電源６３による電界で電荷輸送層６１
３の表面に達し、インク８に作用する静電力は増加する
。露光により感光ドラム表面に発生する電荷がない低電
界では、インク８は穴３を通過できないが、露光により
上記のように電荷を感光ドラム６１の表面に発生させて
インク８に作用する電界を強くすると、インク８に充分
な静電力が働き、インク８は穴３を通過して記録紙７に
付着する。

本例の場合も、第１の実施例と同様の効果が得られる。

尚、電極の配列は一直線状のものについて説明したが千
鳥状配列であっても良いことはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、簡単な構造でライ
ン化も容易なので、小型で高速なプリンタ装置を実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌは本発明の第１の実施例の記録装置の要部
構造を示す斜視図、 第１図（ｂ）は同記録原理説明図、 第２図は本発明の第２の実施例の記録装置の要部構造を
示す斜視図、 第３図は同、記録紙へのインク像転写要領説明図、 第４図は本発明の第３の実施例の記録装置の要部構造を
示す斜視図、 第５図は本発明の第４の実施例の、記録装置の要部構造
を示す斜視図、 第６図は同、記録装置の作用説明図、 第７図は同、記録装置の効果を示すグラフ、第８図は本
発明の第５の実施例の、記録装置の要部構造を示す側面
図、 第９図は同、クリーニング機構の構成，作用を示す斜視
図、 第１０図は本発明の第６の実施例の記録装置の要部構造
を示す斜視図、 第１１図は本発明の第７の実施例の記録装置の要部構造
を示す側面図で、 図中、 ？は電極、 ２はインク保持体、 ３は穴、 ４．５１はインク供給ローラ、 ５，２１，３Ｌ　　４．Ｌ　　５２ 圧印加手段） ７は記録紙（インク受容体）、 ８は導電性インク、 １１はインク受容フィルム（イ ５３は導電性ワックスインク、 ５４はヒータ、 ６１は感光ドラム（感光体）、 ６１．は透明電極、 ６１■ば電荷発生層、 ６１３は電荷輸送層、 ６２は露光光学系である。 ６３は電源 ンク受容体）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、略直線状に配置された多数の電極（１）と、多数の
   微細な穴（３）を有し、前記電極（１）上にインク受容
   体（７）を介し接するように配置されるインク保持体（
   ２）と、 導電性インク（８）を含浸して前記電極（１）に対向配
   置され、前記インク保持体（２）に圧接して前記穴（３
   ）に前記インク（８）を供給するインク供給ローラ（４
   ）と、 前記インク（８）と前記電極（１）の間に電圧を印加し
   、これにより発生する静電力により前記インク（８）を
   前記穴（３）を通過させて前記インク受容体（７）に付
   着させる電圧印加手段（５）とを備えたことを特徴とす
   る記録装置。 ２、請求項１記載の記録装置において、 前記導電性インク（８）の代わりに導電性ワックスイン
   ク（５３）を用いるとともに、 前記インクローラ（４）に、前記導電性ワックスインク
   （５３）を溶融するための熱源（５４）を内蔵させたこ
   とを特徴とする記録装置。 ３、感光体（６１）と、 前記感光体（６１）の透明電極（６１＿１）側に設けら
   れた露光光学系（６２）と、 多数の微細な穴（３）を有し、前記露光光学系（６２）
   と反対側で前記感光体（６１）にインク受容体（７）を
   介し接するように配置されるインク保持体（２）と、 導電性インク（８）を含浸し、前記露光光学系（６２）
   に対向する位置で前記インク保持体（２）に圧接して前
   記穴（３）に前記インク（８）を供給するインク供給ロ
   ーラ（４）と、 前記インク（８）と前記透明電極（６１＿１）との間に
   電圧を印加する電圧供給手段（６３）とを備え、 前記露光光学系（６２）からの光照射により前記感光体
   （６１）の表面に誘導される電荷と、前記電圧印加手段
   （６３）により前記インク（８）と前記透明電極（６１
   ＿１）の間に発生する電界とによって、前記インク（８
   ）を前記穴（３）を通過させて前記インク受容体（７）
   上に付着させるようにしたことを特徴とする記録装置。