JPH0230555A - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、流動性インクの電気化学反応を用いて被記録
媒体に低コストて文字・画像の情報を記録する記録装置
に関し、特に記録電極へエネルギーを供給する駆動回路
の改良に関する。

［従来の技術１ 今日、情報処理の記録方式のうち、普通紙に記録し得る
ものとして、インパクトプリンターや電子写真、レーザ
ー・ビームプリンター、或いは感熱転写式プリンター等
、種々の形式のものか開発されている。

このなかで、低騒音にして小型化か可能であることから
、感熱転写式の記録装置が広く使用されている。この記
録方式は熱溶融性インクをベースシート上に塗布形成し
てなるインクリボンを使用し、このインクリボンを記録
ヘットで画像バタン状に加熱し、溶融したインクを記録
紙に転写するものであるので、低騒音で比較的装置の小
型化か可能であり、且つ装置コストも低く出来る等の利
点がある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述の従来の感熱転写方式にあっては、
インクリボンを製造するに当って、耐熱ベースシート上
に複雑な工程で熱溶融性インクを塗布しなければならず
、またこのインクリボンは一度の記録に使用するのみで
使い捨てにしなければならないこともあって、ランニン
グコストが高くなる等の問題点があった。

そこで、本件出願人は、上述の問題点を解消するための
一手段として、流動性インクをインク穆送手段で膜状に
して移送し、このインクに所定のエネルギーを選択印加
して電気化学反応により画像パターン状に粘着性が付与
されたインク像を形成し、このインク像を被記録媒体上
に転写する記録装置を提案した（特開昭６３−３０２７
９号公報参照）。

このような記録材の電気化学反応に基づく通電記録方式
による記録装置によれは、従来の感熱転写方式の様なイ
ンクリボンを使用する必要がなく、インク像を形成した
インクのみを被記録媒体に転写して、インク像を形成し
ないインクを繰り返し使用することが出来る。また、こ
の装置は記録ヘッドの電極への通電時にその電極に接触
する記録ドツト部分の流動性インクが強酸状態になるの
で、その電極自体あるいはその電極の表面部分を化学的
に最も安定である白金等で構成している。

ところで、上記記録ヘッドの電極は相対移動する流動性
インクと摺接するので、通電に伴なうインク表面の粘度
（硬度）変化、あるいは通電時の化学反応に基づく発泡
により、その電極部表面は機械的ストレスを受ける。し
かしながら、その電極部表面に用いられるＰｔ、　Ａｕ
等の金属はそれ自体で十分な機械的強度は望めなく、ま
た厚膜印刷蒸着、あるいは無電解メツキ等の製造プロセ
スて得られる電極部表面は基材との十分な密着強度か得
られる金属光沢を有する程平坦でないので、上記の発泡
による機械的ストレスによって記録パルスが加わる毎に
微小なＰｔ金属粒子が徐々に欠損してゆき、十分な耐久
寿命が得られないという問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑み、通電に伴うインク表面の
粘度変化、あるいは通電時の化学反応に基づく発泡によ
る電極表面の機械的ストレスを軽減して記録電極の耐久
性の向上が得られるようにした記録装置を提供すること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ かかる目的を達成するため、本発明は流動成膜性を有し
、かつエネルギー印加により粘着性が付与される流動性
インクを用いて被記録媒体上に画像を形成する記録装置
において、流動性インクを収納してインク担持体により
インク層を転写位置に沿って担持移送するインクユニッ
トと、インク担持体とインクの層を介して接触し、イン
ク相持体間で通電可能な記録電極と、画像信号に応じて
記録電極に供給する１ドツト記録するための記録電圧を
その電圧波形に傾きを持たせて発生ずる駆動回路とを具
備したことを特徴とする。

［作　用］ 本発明は、上記構成により、１ドツト記録に要する単位
時間以内において、記録電極に加えるエネルギー（記録
電圧）を所定率で徐々にＮ衝させて印加するようにした
ので、１ドツトの記録電圧の波形が徐々に変化するため
急激な粘度変化が押えられ、発泡も減少して記録電極に
対する流動性インクのゾル・ゲル変化に伴う機械的スト
レスがＭ街されるので、Ｐ、を用いた記録電極の耐久性
の向上が得られ、ひいては装置の長寿命化、ランニング
コストの低減が達成できる。

［実施例１ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例の記録装置の概略断面構造を
示し、第２図はその内部外観を示す。

先ず全体の構成を説明すると、インク移送手段となるイ
ンク移送ローラ１か、インク溜３内に収容された流動性
インク２を移送しつつ矢印六方向（反時計回転方向）に
回転可能に設けられている。

上記インク２は流動成膜性を有し、且つ通常時は実質的
には粘着性を有しないか、所定のエネルキー、例えは電
気エネルギー等が印加されると粘着性を有する性質をも
つ。従って、インク移送ローラ１か回転すると、コーテ
ィング手段４によってインク移送ローラ１の表面に一定
の層厚てインク２かコーティングされ、且つインク移送
ローラ１の回転に伴って移送される。

このインク移送ローラ１の表面に一定の層状に形成され
たインク２は、本発明に係る駆動回路２０により駆動制
御される記録ヘッド（エネルギー印加手段）５によって
画像パターン状に電気エネルギー等か付与され、このエ
ネルギー付与により粘着性を付与されたインク像２ａか
形成される。この像２ａは第１図の矢印Ｂ方向（時計回
転方向）に回転する中間転写ローラ（中間転写媒体）６
と接触してこのローラ６の表面に転写される。

中間転写ローラ６に転写されたインク像２ａは、中間転
写ローラ６に圧接して第１図の矢印Ｃ方向（反時計回転
方向）に回転可能に設けられた転写ローラ（転写手段）
７と中間転写ローラ６間に搬送される被記録媒体（例え
ば、普通紙やプラスチックシート等、以下「記録紙Ｊと
いう）８上に転写され、これにより所定画像か記録され
た記録紙８は搬送ローラ対９ａ、９ｂによって矢印り方
向（第１図の右側）に排出される。

方、中間転写ローラ６に転写されなかったインク２は、
インク移送ローラ１の回転に伴ってインク溜３内に再収
容され、再ひ使用される。

記録ヘット５を駆動する駆動回路２０は１ドツト記録に
要する単位時間以内において、記録ヘッド５の電極に加
える電気エネルギーを所定率で徐々に緩衝させるもので
あり、パルス状の入力画像信号は駆動回路２０により１
ドツトの立上がり部分または立下がり部分で徐々に傾斜
する台形波形の記録電圧に変換されて、記録ヘット５の
電極に印加される。

また、上記の記録ヘッド５は、例えは第３図に示すよう
に、ガラスエポキシ、アルミナ、ガラス等の絶縁材質か
らなる基体５ａ上に、白金からなる複数の電極５ｂを一
列に配列して形成され、この電極５ｂ上の先端部以外の
部分、即ちインク２と接触する部分以外の部分に、ポリ
イミド等からなる絶縁性皮膜５ｃを設けて、その先端部
に電極素子（絶縁性皮膜から露出している電極先端部分
）５ｄを構成している。この記録ヘット５によるインク
２の層への電気エネルギーの印加は、第１図に示すよう
に、駆動回路２０からフレキシブルの信号ケーブル５ｅ
を介して伝達される上記の記録電圧に応じて個々の電極
５ｂを通電し、これによって電極素子５ｄと接触したイ
ンク２の層を介してアース線１０で接地したインク移送
ローラ１へ通電することにより行っている。

次に、上述の駆動回路２０について詳細に説明する。

第４図および第５図は本発明実施例の駆動回路２０を構
成する前段と後段の回路の構成例を示し、第６図はそれ
らの回路での人出力信号の波形とタイミングを示す。

まず、第４図に示すように、後述のタイミング信号が人
力する入力端子と直列接続の抵抗器Ｒ１，Ｒ２間にそれ
ぞれ片端が接地した定電圧用のツェナーダイオードＺ１
と充電用のコンデンサＣ１とを並列接続し、その前段の
抵抗器Ｒ１の入力端ニインバータＱ２を並列接続し、こ
のインバータＱ２の出力側をエミッタ接地の放電用ｎｐ
ｎトランジスタＱ１のベースに接続し、そのコレクタを
後段の抵抗器Ｒ２の出力側に接続して、これにより緩衝
駆動電圧波形を生成するだめの充放電回路を構成してい
る。ざらにＱ３はプラス入力端子が抵抗器Ｒ２と接続す
るバッファ用の演算増幅器、Ｑ４はプラス入力端子が演
算増幅器Ｑ３と接続する可変増幅用の演算増幅器、Ｒ３
，Ｒ４は演算増幅器Ｑ４のゲインを決定するための抵抗
器、Ｑ５は演算増幅器Ｑ４がベースに接続するｎｐｎト
ランジスタてあり、これらにより増幅回路を構成してい
る。

第６図のタイミングチャートにおいて、信号■は１ドツ
ト記録に要する期間Ｔを示す同期信号であり、本実施例
では例えば５ｍｓに設定されているものとする。本図の
信号■は本発明による緩衝駆動電圧波形を発生させる為
のタイミング信号であり、第４図に示す抵抗器Ｒ１とコ
ンデンサＣ１で構成される充放電回路に人力される。い
ま、時定数ＲＩＣ１を同期期間Ｔに比べて大と設定すれ
は、第６図の信号■に相似なＴｓ期間で所定率の傾きを
有し、ツェナーダイオードＺ１でクランプされた台形波
形の信号が発生する。

尚、第６図の信号■の立ち下がりから立ち上り間のＴＲ
期間ではインバータＱ２によってトランジスタＱ１がＯ
Ｎ状態となり、コンデンサＣ１の電荷は抵抗器Ｒ１の抵
抗値に比べて十分小さい抵抗値の抵抗器Ｒ２により高速
に放電される。演算増幅器Ｑ３は上記の台形波形の信号
を正確に発生させるためのホルテージフォロアを構成し
、その演算増幅器Ｑ３の出力は演算増幅器Ｑ４により記
録可能電圧Ｖｗまで抵抗器Ｒ３，Ｒ４の抵抗値を設定し
て増幅する。尚、記録エネルギーとしての記録可能電圧
Ｖｗは約２〜３０Ｖであって、２１６ｍｍ８　ｐｅｌの
場合においてその電流は約２００ｍＡより小であるので
、第４図に示すようなトランジスタＱ５を用いて電流増
幅する事により、１７２８画素の全ての記録電極に対し
て同時に第６図の■に示す波形の記録電圧を容易に印加
てきる。

第５図は第３図に示すように配列された電極群５ｂへ駆
動信号を印加するだめの駆動回路である。本図において
、４０は人力画像信号（記録データ）を１ライン分人力
してシリアル−パラレル変換するシフトレジスタ、４１
はシフトレジスタ４０カ）ら出力するパラレル信号を同
期信号■に同期して保持するラッチ回路である。４２は
ラッチ回路４１から出力するパルス信号と、濃度信号■
と、台形波形の記録電圧■とから記録ヘット５の各電極
５ｂへ印加する駆動信号■を生成するドライバー回路で
ある。ドライバー回路４２は各電極５０毎にそれぞれ設
けられたアンドゲート４２−１とＭＯＳスイッチ４２−
２とから構成される。

上述のシフトレジスタ４０には１ライン１７２８画素分
の１ビツト記録データが、同期期間Ｔ以内にシリアル入
力され、シフトレジスタ４０でシリアル−パラレル変換
された後、保持回路としてのラッチ回路４１に人力され
る。ラッチ回路４１での保持タイミングは同期信号■の
立ち上がりであり、この信号■の立ち上がりに応して期
間Ｔの間、出力レベルが保持される。このラッチ回路４
１の出力はドライバ４２内の各アントゲ−１−４２−１
の一方の入力端子にそれぞれ入力され、他方の入力端子
に人力する濃度信号＠と論理積演算されたハイレベル期
間のみ、ＭＯＳスイッチ４２−２をＯＮに駆動させて前
述した駆動波形の電圧■を選択的に通し、記録電極５ｂ
に記録エネルギーとして印加する。以上により１ドツト
記録の開始時に緩衝させた記録エネルギーの付与が可能
となる。

ここで、第６図に示す上述の濃度信号■は記録濃度を制
御する為の信号であり、実際に記録電極５ｂに印加され
る信号の波形は第６図の■に示すように、この信号■が
’Ｈ”（ハイレベル）の期間のみとなり、記録濃度は濃
度信号■のハイレベルの期間が長い程高くなる。また、
第６図の■に示す様に、同期期間Ｔに対して本発明によ
る印加エネルギー緩衝期間Ｔｓ（及びＴＲ）分だけ記録
時間が短くなるが、第１図及び第３図に示すように本記
録方式では記録電極５ｂの先端部５ｄに有限の接触面積
を有するので、その緩衝期間Ｔｓを同期期間Ｔの約５０
％程度まで大きく設定しても、所定の記録ドツト形状及
び濃度値を保証出来る。

さらに、同期期間Ｔにおける記録可能電圧Ｖｗに対する
エネルギー緩衝期間Ｔｓの比をとった緩衝率Ｖ　ｗ　／
　Ｔ　ｓを小さくする程、電極素子５ｄの耐久性は向上
し、例えばＶｗ＝３０Ｖ、　Ｔ　ｓ　：＝２ｍｓ。

Ｔ＝５ｍｓの条件下での実験においてＴｓ＝Ｏの場合に
対して約１０倍の寿命の向上が確認された。

上述の実施例ではエネルギー印加の初期時にのみ緩衝さ
せた駆動例を示したが、エネルギー遮断時に対しても上
述と同様の緩衝駆動することにょリ、インク２のツル・
ケル変化に伴なう機械的ストレスをさらに軽減させるこ
とかできる。

第７図および第８図はこのようなエネルギー遮断時の緩
衝駆動を実行する本発明の他の実施例の回路構成を示し
、第９図はその回路での人出力信号の波形とタイミング
を示す。ここで、第７図の回路は第４図の回路からイン
バータＱ２とトランジスタＱ１および抵抗器Ｒ２を取り
除いた構成のものであり、第８図の回路は第５図の回路
からアントケート４２−１を取り除いて、ラッヂ回路４
０の出力を直接ＭＯＳスイッチ４２−２に接続したもの
である。

第９図に示す■の信号は濃度信号であり、第７図に示す
ような充放電回路に直接人力することにより、第９図の
■に示すような対称形の台形波形の電圧か駆動電圧とし
て得られる。従って、第８図に示すように、同期期間Ｔ
の間ラッチ回路４１て保持された画像信号により上記の
駆動電圧波形の信号■をＭＯＳスイッチ４２−２によっ
て選択的に記録ヘット５の電極５ｂに印加することがで
きる。

なお、本発明の別の実施例として、エネルギー付与の緩
衝駆動するための定電流回路を各電極ドライバー回路４
３に付加しても良い。例えは上述のＴｓ期間の定電流値
を定電流回路によりステップ的に複数段切り換えて、記
録ヘッド５の電極５ｂを駆動しても上述の実施例と同様
の効果か得られる。

また、上述の記録電圧Ｖｗを一定とし、エネルギー緩衝
期間Ｔｓに相当する期間をパルス状に変調し、そのデユ
ーティ（緩衝率Ｖ　ｗ　／　Ｔ　ｓ　）を徐々に０→１
００％に近すけるようにしても上述の実施例と同様の効
果が得られる。

次に、参考までにエネルギーか印加される流動性インク
２について簡単に説明する。

このインク２は厳密にはある程度の粘着性を有し、かつ
一定の外力の付与のもとに流動してインクインク膜を形
成する流動成膜性を有し、外力により切断された後、経
時的に粘着復元可能な性質を有する。またこのインク２
はそのままでは実質的に粘着性を有さす、所定のエネル
ギーが印加されると、その印加された部分のみに粘着性
が選択的に付与されて、インク２を転写ローラ６等の物
体に接触させたときに、インク２の一部がインク全体か
ら公庫１して物体に付着するという性質を有する。

このような性質を有するインク２としては、溶媒を架橋
構造物質により保持する広義のゲル状態を有するインク
、または比較的高粘度の溶媒中に粒子を分散させてなる
スラッジ状態を有するインクがある。このようなインク
２の具体例としては、例えば本出願人が先に出願した特
願昭６１１７５１９１号、或いは特願昭６２−３６９０
４号に記載したインクかある。

なお、エネルギーが印加された場合、ゲル状インクにあ
っては架橋構造が、スラッジ状インクにあっては粒子の
配列状態等が変化することにより、上述の粘着性が付与
されるゲル状態からゾル状態に変わるものと考えられる
。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明によれば、１ドツト記録に
要する単位時間以内において、記録電極に加えるエネル
ギー（記録電圧）を所定率で徐々に緩衝させて印加する
ようにしたので、１ドツトの記録電圧の波形が徐々に変
化するため急激な粘度変化が押えられ、発泡も減少して
記録電極に対する流動性インクのゾル・ケル変化に伴う
機械的ストレスが緩衝されるので、Ｐ、を用いた記ｆ：
３電極の耐久性の向上か得られ、ひいては装置の長寿命
化、ランニングコストの低減が達成できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の記録装置の断面構造を示す断面
図、 第２図はその内部外観を示す斜視図、 第３図は第１図の記録ヘットを示す斜視図、第４図およ
び第５図は第１図の駆動回路の回路構成の一例を示す回
路図、 第６図は第４図、第５図の回路での入出力信号の波形と
タイミングを示すタイミングチャート、 第７図および第８図は第１図の駆動回路の他の回路構成
を示す回路図、 第９図は第７図、第８図の回路での人出力信号の波形と
タイミングを示すタイミングチャートである。 １・・・インク移送ローラ、 ２・・・流動性インク、 ２ａ・・・インク像、 ５・・・記録ヘット、 ５ｂ・・・電極、 ５ｄ・・・電極素子、 ６・・・中間転写ローラ、 ７・・・転写ローラ、 ８・・・記録紙、 ２０・・・駆動回路、 ４０・・・シフトレジスタ、 ４１・・・ラッチ回路、 ４２・・・ドライバ回路。 ［有］

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 流動成膜性を有し、かつエネルギー印加により粘着性が
   付与される流動性インクを用いて被記録媒体上に画像を
   形成する記録装置において、前記流動性インクを収納し
   てインク担持体により該インク層を転写位置に沿って担
   持移送するインクユニットと、 前記インク担持体と前記インクの層を介して接触し、該
   インク担持体間で通電可能な記録電極と、 画像信号に応じて前記記録電極に供給する１ドット記録
   するための記録電圧をその電圧波形に傾きを持たせて発
   生する駆動回路と を具備したことを特徴とする記録装置。