JPH04216965A - 電界吸引式記録装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリンタやファクシミ
リ等に適用される記録装置、特に液体のインクでライン
式に高速印字できる電界吸引式記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ディスクトップタイプのノンイン
パクトプリンタは、インクジェット式、熱転写式、電子
写真式などいくつかの方式が実用化されている。これら
の方式は、多くの長所をもつが、記録速度、信頼性、ラ
ンニングコスト、カラー化の容易性などについてみると
、一長一短がある。

【０００３】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、インクジェット方式は、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
いくつか提案されているが、まだ実用化には至っていな
い。一方、熱転写記録方式は、インクシートが消耗品で
あるため、ランニングコストが高いという問題を抱えて
いる。電子写真方式は、高速化に適しているが、粉体の
トナーを使用するため、加熱定着装置が必要であり、消
費電力が大きく、また常に予熱しておく必要があること
、大型になる、等の問題がある。

【０００４】そこで、これらの問題点を一掃する新しい
方式として、液体のインクを用いライン式の記録電極で
電界吸引して記録する装置が提案されている。

【０００５】図５、図６は従来の電界吸引式記録装置を
示す図で、図５は記録紙に直接記録する方式、図６は中
間媒体を介して記録紙に記録する方式である。図５にお
いて、１はインク供給ローラであり、導電性インクが含
浸されている。インク供給ローラ１としては、インクと
親和性の高い多孔質部材が適しており、材質としては、
ポリウレタンフォームなどが有効である。

【０００６】２は浸透制御膜であり、例えば不織布など
のように無数の微細孔のあいた膜、金属や樹脂製のフィ
ルムに微細孔をあけたもの等が適している。浸透制御膜
２の材質としては、表面をテフロンで撥水処理したテト
ロンが、インクの浸透を制御する上で適材である。この
浸透制御膜２は、インク供給ローラ１および搬送ローラ
３、４に巻き付けられており、一定速度で回転移送され
る。

【０００７】インク供給ローラ１に対向する位置に、記
録紙５を挟んでプラテン６が配設されている。プラテン
６には、紙面と垂直方向に多数分割されたライン状の記
録電極７が設けられており、インク供給ローラ１と記録
電極７間に、電源Ｅにより電圧が印加される。

【０００８】インク供給ローラ１中のインクの表面張力
と浸透制御膜２に対するインクの濡れ性を調節すること
で、電界が作用していないときは、インクが浸透制御膜
２の微細孔を通過できないようになっている。一方、記
録電極７とインク供給ローラ１間に電界を印加したとき
は、記録電極７とインク供給ローラ１中の導電性インク
との間に静電力が働くため、インクは微細孔を通り抜け
、記録紙５に付着して記録が行なわれる。

【０００９】図７は、静電力によって導電性インクが浸
透制御膜２を透過して記録紙５に吸着される模様を示す
断面図である。インク供給ローラ１はインクとの親和性
が高く、一方浸透制御膜２がインクをはじく性質をもつ
ものであるため、記録電極７に電圧が印加されていない
条件では、　（ａ）のようにインクのメニスカスの位置
が、浸透制御膜２とインク供給ローラ１の境界付近にあ
り、微細孔１３中にわずかに入り込む程度である。この
ような条件では、記録紙５が浸透制御膜２の外面に接触
しても、記録紙５にインクが付着することはない。

【００１０】次に　（ｂ）のようにインク供給ローラ１
中の導電性のインクと記録電極７との間にパルス的に電
圧が印加されると、インク供給ローラ１中のインクが微
細孔１３を通して記録電極７に吸引され、ついには　（
ｃ）のように微細孔１３を透過して記録紙５に到達する
。次いで　（ｄ）のように電圧が無印加の状態になると
、微細孔１３中のインクが途切れて、一部は９のように
記録紙５側に残り、インク供給ローラ１側の部分は、再
びインク供給ローラ１に吸収され、　（ａ）に示す元の
状態に戻る。

【００１１】このように浸透制御膜２および記録紙５を
移送しながら、印字情報に応じてインク供給ローラ１と
記録電極７間に電圧を印加することにより、記録紙５に
連続的に記録を行なうことができる。

【００１２】図６は中間媒体１０を介して記録紙５に記
録する方式であり、図５における記録紙５に代えて中間
媒体１０を配置し、ガイドローラ１１、１２で回転移送
されるようにし、ガイドローラ１１と記録紙ガイドロー
ラ８との間に、記録紙５を挟んた構造になっている。こ
の例では、インク供給ローラに代えてインクタンク１ａ
を備えており、インクタンク１ａから浸透制御膜２の微
細孔１３を透過して中間媒体１０に付着したインク９は
、記録紙５の位置に来ると、記録紙５に転写して吸収さ
れ、インク９ａによる記録が行なわれる。

【００１３】図８は各種浸透制御膜の拡大断面図であり
、（ａ）　は金属または樹脂の膜に微細孔１３を開けた
もの、　（ｂ）は不織布などのように無数の繊維の間に
微細孔をランダムに有するもの、（ｃ）は細い繊維をメ
ッシュ状に編んだものである。なお、無数の微細孔を有
する一定厚の膜であれば、これらに限定されない。

【００１４】このように電界吸引式の記録装置は、イン
ク供給ローラやタンク中の液体インクを、浸透制御膜２
を介して記録紙５に吸着するため、記録紙５の材質に応
じた速度で記録紙５にしみ込み乾燥する。したがって、
電子写真式の記録装置のような加熱定着装置を必要とせ
ず、消費電力を節減でき、かつ小型で簡素な装置となる
。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電界吸引式
の記録装置では、浸透制御膜２の微細孔がインクで濡れ
にくくできてはいるが、何回か繰り返して使用している
間に、浸透制御膜２の微細孔にインクが付着したままと
なる恐れがある。その結果、初期の状態と比べてインク
の浸透を正確に制御するのが難しく、次第に鮮明な印字
が困難となり、高品位の記録を行なうには、浸透制御膜
２のクリーニングが不可欠となっている。

【００１６】そこで従来から、図５に示すように、浸透
制御膜２に対向して吸引装置１４を配置し、記録電極７
を通過した後の濡れた状態のインクを吸引して除去する
ことが行なわれている。しかしながら、浸透制御膜２の
表面状態を悪化させないように、吸引装置１４を浸透制
御膜２に対し非接触で配置するため、微細孔内部に付着
したインクを確実に除去することができず、印字品質の
向上の妨げとなっている。吸引力を強くすると、浸透制
御膜２が吸引装置１４に吸着されて擦られるため、表面
状態が劣化する。

【００１７】本発明の技術的課題は、このような問題に
着目し、電界吸引式の記録装置における浸透制御膜に残
存しているインクを確実に除去して、インクの浸透制御
を正確に行ない、高品位の記録を継続して行なえるよう
にすることにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】図１　　（ａ）は本発明
による記録装置の基本原理を説明する側面図である。２
は微細孔を有する循環式の浸透制御膜である。５１０は
記録媒体であり、前記記録紙５などのように直接記録さ
れる媒体であってもよく、あるいは前記の中間媒体１０
などのような一時的な記録媒体であってもよい。

【００１９】該浸透制御膜２と記録媒体５１０を重ねた
状態で、インク供給部１ｉと記録電極７との間に挟み、
浸透制御膜２側に配設されたインク供給部１ｉのインク
と記録媒体側５１０に配設された記録電極７との間に電
圧を印加することで、インク供給部１ｉから浸透制御膜
２を透過して記録媒体５１０に液体のインクを吸引し付
着させる電界吸引式の記録装置が構成されている。この
記録装置において、記録電極７を通過した後の位置にお
いて、毛細管現象でインクを吸引できる多孔質部材１５
が、浸透制御膜２の外面（記録電極７側の面）に接する
ように配設されている。

【００２０】請求項２の記載は、この多孔質部材１５に
、クリーニング液を含浸したものである。

【作用】浸透制御膜２は、インク供給部１ｉと記録電極
７との間を通過した後、記録電極７側の面が多孔質部材
１５に接するため、記録動作部においてインクの浸透制
御に供された後も残っているインクは、多孔質部材１５
に毛細管現象により吸引されて、クリーニングされる。

【００２１】また、　（ｂ）に示すように、浸透制御膜
２の微細孔１３中に残っているインク１６も、記録電極
７側の面のインクが多孔質部材１５に吸引される際に、
インクの表面張力によって、多孔質部材１５側に吸引さ
れる。

【００２２】浸透制御膜２に残っているインクが液体の
状態であればよいが、乾燥し始めている場合は、請求項
２に記載のように、多孔質部材１５にクリーニング液を
含浸させておくことで、乾燥インクが湿らされ、容易に
吸引可能となる。

【００２３】このように、インクの吸引に多孔質部材１
５を使用するため、浸透制御膜２の表面や微細孔１３中
のインクを容易にかつ確実に吸収して除去でき、また多
孔質部材１５は表面が軟質なため、浸透制御膜２に接触
させても浸透制御膜２を傷つけたり摩耗し、表面状態を
劣化させることもない。

【００２４】

【実施例】次に本発明による電界吸引式記録装置が実際
上どのように具体化されるかを実施例で説明する。図２
〜図４は多孔質部材１５の各種実施例を示す側面図であ
る。図２においては、インク供給部は、インクタンク式
でなく、導電性のインクを内部に含浸したインク供給ロ
ーラ１からなっている。

【００２５】また浸透制御膜２は、図８にも示したよう
に、各種の材料が適用可能であるが、ポリエステル、ポ
リアミド、ポリカーボネートなどの有機フィルムや金属
のフィルムに穴をあけ、これにテフロンをコートしたも
のも使用できる。浸透制御膜２の厚さは、４〜　２００
μｍの範囲のものが使用可能であり、　２００μｍ以上
では、記録電圧が高くなり、また４μｍ以下では、電圧
を加えない条件でも記録紙へのインクの転移がみられた
。

【００２６】ここで使用したインクは、水性の導電性イ
ンクである。インクの物性では、表面張力の適性化が特
に重要である。適したインクの物性値は、浸透制御膜２
の材質と微細孔の孔径、膜厚に依存し、テフロンを用い
た場合には、その臨界表面張力が１８．５ｄｙｎｅ／ｃ
ｍであることから、適性なインクの表面張力としては３
０〜７０ｄｙｎｅ／ｃｍのものが望ましい。微細孔の孔
径としては、　０．１〜１０μｍの範囲で選択できる。

【００２７】記録電極７を通過した浸透制御膜２は、次
のインク除去部において、多孔質部材と接触し、その毛
細管現象によって残留インクが吸引除去される。このと
きの部材としては、スポンジ等の多孔性物質やフェルト
等の微細繊維によって編み上げられた材料が、インク吸
引の効果にすぐれている。

【００２８】また多孔質部材の形状としては、図２では
ローラ状のもの１５ａを用いている。そして、図２では
、浸透制御膜２の内面側にも同様に多孔質部材からなる
ローラ１７を配設し、両ローラ１５ａと１７間に浸透制
御膜２を挟んだ構成とする。このように両ローラ１５ａ
、１７を回転させながら、間を浸透制御膜２が通過する
構成とすることで、浸透制御膜２の表面側および微細孔
中のインクをより確実に除去でき、また裏面側もクリー
ニングできる。

【００２９】図３は、多孔質部材としてブレード状のも
の１５ｂを用いた例である。　（ａ）はブレード状多孔
質部材１５ｂを、浸透制御膜２の通過方向に向けた例、
　（ｂ）は浸透制御膜２の進入方向に向けた例である。

【００３０】図４はベルト状の多孔質部材１５ｃを用い
た例である。すなわち、ガイドローラ１８、１９にベル
ト状の多孔質部材１５ｃを巻付け、浸透制御膜２の移動
速度と同程度の速度で移動させると、ベルト状多孔質部
材１５ｃが一巡する間に、吸収したインクが乾燥するた
め、常に乾燥した新たな面が浸透制御膜２に接すること
になり、浸透制御膜２の残留インクのクリーニングを効
果的に行なうことができる。

【００３１】さらに、各多孔質部材１５、１５ａ、１５
ｂ、１５ｃにクリーニング液を含浸させたものは、イン
ク吸引の効果が高く、また乾燥したインクを加湿して拭
き取る効果もある。特に使用するインク成分中から色素
を除いた成分と同等の液体をクリーニング液として用い
ることで、効果的に残留インクを吸引除去できる。また
、クリーニングされた部分が記録電極７の位置に循環し
て来て、つぎにインクの浸透制御を行なう際に、インク
の成分に変動を来して、印字品質に悪影響を及ぼすよう
な恐れもない。

【００３２】インク供給ローラやインクタンクに溜める
インクとして、表面張力が約６０ｄｙｎｅ／ｃｍ、粘度
約３ｃｐの水性インク（ブラック）を用い、また浸透制
御膜２としては孔径５μｍ、厚さ６０μｍのテフロンを
用い、電圧　６００Ｖ、パルス幅１ｍｓの記録エネルギ
ーで記録を行った結果、記録紙上に直径約７０μｍの黒
色濃度のドットが得られた。

【００３３】さらに、記録動作後の浸透制御膜を、表１
に示すクリーニング液を含浸した多孔質部材でクリーニ
ングを行い、再び記録を行った結果、記録紙上にはイン
ク汚れのない直径約７０μｍの黒色濃度のドットを再現
することができた。

【００３４】

【表１】

【００３５】なお、多孔質部材にクリーニング液を含浸
するには、図４のようなベルト状多孔質部材１５ｃの下
端を、クリーニング液の槽１９に漬けて、ベルト状多孔
質部材１５ｃに常にクリーニング液を補充するのも良い
。

【００３６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、浸
透制御膜２が循環して、インクの記録媒体側への浸透制
御のために繰り返し使用されるような電界吸引式の記録
装置において、記録動作後に浸透制御膜２に残留してい
るインクが、多孔質部材１５の毛細管現象によって確実
に吸収除去される。

【００３７】しかも、多孔質部材１５は、表面が弾性質
であり、浸透制御膜２に接触しても、浸透制御膜２の表
面状態を劣化させることがない。多孔質部材にクリーニ
ング液を含浸することで、インクの除去作用が容易確実
となり、浸透制御膜２の表面劣化の防止効果も向上する
。

【００３８】その結果、浸透制御膜２を繰り返し使用し
ても、高解像度でかつ印字汚れがなく、記録品位の安定
した画像を記録することができ、また従来にないランニ
ングコストが低く、信頼性の高い電界吸引式の記録装置
を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電界吸引式の記録装置の基本原理
を説明する図である。

【図２】浸透制御膜の両面に多孔質材のローラを配設し
た実施例の側面図である。

【図３】ブレード状の多孔質部材を用いた実施例の側面
図である。

【図４】ベルト状の多孔質部材を用いた実施例の側面図
である。

【図５】従来の記録紙に直接記録する電界吸引式記録装
置の側面図である。

【図６】従来の中間媒体を介して記録紙に記録する電界
吸引式記録装置の部分断面側面図である。

【図７】静電力によって導電性インクが浸透制御膜を透
過して記録媒体に吸着される模様を示す拡大断面図であ
る。

【図８】各種浸透制御膜の拡大断面図である。

【符号の説明】

１　　インク供給ローラ １ａ　　インクタンク １ｉ　　インク供給部 ２　　浸透制御膜 ３，４　搬送ローラ ５　　記録紙 ６　　プラテン ７　　記録電極 ８　　ガイドローラ ９，９ａ　記録後のインク １０　　中間媒体 １１，１２　ガイドローラ １３　　微細孔 １４　　吸引装置 ５１０　　記録媒体（記録紙または中間媒体）１５　　
多孔質部材 １６　　微細孔中に残っているインク １５ａ，１７　　ローラ状の多孔質部材１５ｂ　ブレー
ド状の多孔質部材 １５ｃ　ベルト状の多孔質部材 １８，１９　ガイドローラ ２０　　クリーニング液の槽

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　循環式の浸透制御膜（２）　の内面側
   にインク供給部（１ｉ）を配設し、このインク供給部（
   １ｉ）と記録電極（７）　との間に、記録媒体（５１０
   ）　を挟んだ状態で、インク供給部（１ｉ）の導電性イ
   ンクと記録電極（７）　との間に電圧を印加することで
   、浸透制御膜（２）　の微細孔中をインクを透過させ記
   録媒体（５１０）　に付着させる電界吸引式の記録装置
   において、浸透制御膜（２）　が記録電極（７）　を通
   過した後の位置に、浸透制御膜（２）　の少なくとも外
   面と接するように多孔質部材（１５）を配設してなるこ
   とを特徴とする電界吸引式記録装置。
2. 【請求項２】　　前記の多孔質部材（１５）に、クリー
   ニング液が含浸されていることを特徴とする請求項１記
   載の電界吸引式記録装置。