JPH04238052A - 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、１ｒ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１ｒ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。ある
いは、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネートな
どの有機フィルムに微細孔をあけ、これにテフロンコー
トしたもの等も有効である。この浸透制御膜２は、イン
ク供給ローラ１ｒ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、循環する。

【０００７】インク供給ローラ１ｒ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１ｒ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１ｒ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１ｒ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１ｒ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に付着してドットが記録される。

【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１ｒ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ｉ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１ｒ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中
の導電性のインクｉ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、インク供給ローラ側の部分は、再びイ
ンク供給ローラに吸収され、　（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１ｒ
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の中間媒体１０を介して記録紙５に記
録する方式は、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１ｔを備
えており、インクタンク１ｔ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】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】この問題を解消するために、特願平２−４
０３６１９号に記載のように、多孔質部材を用い、毛細
管現象でインクを吸引しクリーニングすることも提案さ
れている。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに浸透制御膜をクリーニングして繰り返し使用する手
法では、クリーニングを確実に行なうことが困難なため
、印字品質の低下を完全に解決することはできない。 また、浸透制御膜を繰り返し使用している間に、撥水処
理膜が剥離してインクの浸透制御が不可能になること、
繰り返し使用している間にテンションによって浸透制御
膜が延び、安定した印字を行なうことが困難になる、な
どの問題が残る。

【００１９】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いて、エンドレスの
浸透制御膜を循環させて繰り返し使用するのでなく、常
に未使用の新たな浸透制御膜を使用できるようにするこ
とで、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。

【００２０】

【課題を解決するための手段】図１は本発明による電界
吸引式記録装置の基本原理を説明する側面図である。２
は浸透制御膜、５１０は記録媒体であり、インク供給部
１と記録電極７との間に、浸透制御膜２がインク供給部
１側に位置するように挟まれている。記録媒体５１０は
、浸透制御部において直接記録される印字用紙であって
もよく、図６における中間媒体であってもよい。

【００２１】インク供給部１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
孔中をインクが透過して記録媒体５１０に付着するよう
になっている。このような電界吸引式記録装置において
、前記の浸透制御膜２が、装置の搬送ローラに掛け回さ
れ循環する構造でなく、着脱交換して使い捨て可能な構
造となっている。

【００２２】請求項２の発明は、浸透制御膜を巻いてな
る繰り出しロール１５から前記の浸透制御膜２を繰り出
し、記録電極７とインク供給部１との間を経て、先端を
巻取りロール１６に取り付けた構成である。

【００２３】請求項３の発明は、前記の浸透制御膜２、
繰り出しロール１５および巻き取りロール１６がカセッ
ト化され、カセットｃに内蔵されている構成である。

【００２４】

【作用】請求項１に記載のように、浸透制御膜２を循環
式にして繰り返し使用するのでなく、着脱交換して使い
捨て可能な構造となっているため、常に未使用の新たな
浸透制御膜２でインクの浸透制御を行なうことになる。 したがって、浸透制御膜２のインク浸透孔が汚れていた
り、撥水膜が剥離しているために、印字不良となるよう
なことはない。クリーニングして何回も繰り返し使用す
る浸透制御膜のように、テンションで延びるようなこと
もなく、安定かつ高分解能の印字が可能となる。

【００２５】請求項２に記載のように、浸透制御膜を巻
いてなる繰り出しロール１５から前記の浸透制御膜２を
繰り出し、記録電極７とインク供給部１との間を経て、
先端を巻取りロール１６に取り付けた構成にすると、繰
り出しロール１５から浸透制御部に常に未使用の新たな
浸透制御膜２を円滑に供給することができる。しかも、
浸透制御膜２を浸透制御部に供給する制御が容易になる
。

【００２６】請求項３に記載のように、前記の浸透制御
膜２、繰り出しロール１５および巻き取りロール１６を
カセット化した構成の場合は、浸透制御膜２の着脱交換
や取扱いが簡便となる。また、浸透制御膜のロールがカ
セットに内蔵されているので、浸透制御膜に塵埃が付着
して、浸透制御特性が低下するなどの恐れもない。

【００２７】

【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
は、電界吸引式記録装置に取り付けられている繰り出し
軸に、浸透制御膜のロール１５を取り付ける実施例であ
る。１７は繰り出し軸、１８は巻き取り軸であり、それ
ぞれ電界吸引式記録装置に予め装備されている。なお、
巻き取り軸１８は、巻き取りモータに連結されている。

【００２８】浸透制御膜２を電界吸引式記録装置に取り
付けるには、繰り出し軸１７に、浸透制御膜２のロール
１５を装着する。そして、インク供給部１とプラテン６
を分離した後、繰り出しロール１５に巻かれている浸透
制御膜２の先端を、巻き取り軸１８に取り付けてから、
インク供給部１とプラテン６間を閉じ、プラテン６とイ
ンク供給部１との間に、浸透制御膜２と記録媒体５１０
を挟む。

【００２９】この状態で、印字動作が開始すると同時に
、巻き取り軸１８がモータなどで駆動され、繰り出しロ
ール１５の浸透制御膜を巻き取り開始する。そのため、
印字動作部に常に未使用の新たな浸透制御膜２が供給さ
れることになる。繰り出しロール１５の浸透制御膜が総
て繰り出されると、繰り出しロール１５および巻き取り
ロール１６を、繰り出し軸１７および巻き取り軸１８か
ら取り外して、新たな浸透制御膜のロールを繰り出し軸
１７に装着し、前記の要領でセットする。

【００３０】このように裸の浸透制御膜ロールを電界吸
引式記録装置に装着する実施例に対し、図３、図４の実
施例は、浸透制御膜２、繰り出しロール１５および巻き
取りロール１６がカセット構造になっている。すなわち
、繰り出しロール１５を内蔵支持している支持枠１９と
、巻き取りロール１６を内蔵支持している支持枠２０が
、両側の連結枠２１、２２で連結され、一体のカセット
構造になっている。

【００３１】繰り出しロール１５は、支持枠１９に支持
されている支軸２３に浸透制御膜を巻いたもので、浸透
制御膜２の先端は、繰り出しロール１５から引き出して
巻き取りロール１６側の支軸２４に取り付けられている
。

【００３２】この浸透制御膜のカセットを、電界吸引式
記録装置の印字部にセットすると、図４のようになる。 すなわち、インク供給ローラ１ｒを退避させた状態で、
カセットを装置に装着し、かつ記録媒体５１０を重ねた
後、インク供給ローラ１ｒをプラテン６側に戻して軽く
圧接させる。このようにセットした状態では、巻き取り
ロール１６の支軸２４は、装置の巻き取りモータに連結
される。

【００３３】浸透制御による電界吸引式記録が開始する
と、巻き取りモータも始動し、巻き取りロール１６が回
転することで、繰り出しロール１５から浸透制御膜が繰
り出され、常に未使用の新たな浸透制御膜が印字部に供
給されて、インク供給ローラ１ｒと記録電極７との間で
、記録媒体５１０に印字が行なわれる。

【００３４】繰り出しロール１５側の浸透制御膜が総て
繰り出されると、カセットを取り外し、新たなカセット
を装着する。カセット式にすると、このようにカセット
単位で着脱でき、図２のように、浸透制御膜の先端を巻
き取り軸に取り付けるなどの煩わしさがなくなる。

【００３５】浸透制御膜２としては、図８（ａ）（ｂ）
（ｃ）　のいずれを使用してもよいが、（ａ）　に示す
ように、微細孔１３をあけた浸透制御膜において、微細
孔１３を各記録電極７に対応して開けたものの場合は、
カセット構造の方が、微細孔１３と記録電極７との位置
合わせが容易である。すなわち、記録電極７の列と同じ
ピッチで、微細孔１３が開けられており、各微細孔１３
と記録電極７が１対１で対応するように位置決めする必
要がある。

【００３６】カセット構造の場合は、繰り出しロール１
５側の支持枠１９の繰り出しスリット２５と巻き取りロ
ール１６側の支持枠２０の巻き取りスリットによって、
浸透制御膜２とカセットとの位置合わせが行なわれる。 また、カセットを装置に装着すると、カセットと装置の
記録電極７との位置合わせが行なわれるので、結果的に
浸透制御膜２の微細孔１３と記録電極７とが容易に位置
合わせされる。

【００３７】なお、図示例では、記録電極７が１列しか
配設されていないが、縦横に配列することで、インク供
給ローラ１ｒを往復移動させることも可能である。この
場合は、センサを設けて、微細孔１３と浸透制御膜の送
り方向の記録電極列とのずれを検出し、位置合わせする
ことが必要である。

【００３８】このように記録電極を縦横に配列してなる
装置の場合は、浸透制御膜２をロール式にするのでなく
、記録電極列と同じ大きさのカットシート構造とし、外
周を枠で支持することもできる。このように、単票状の
浸透制御膜を用いると、微細孔１３と記録電極との位置
合わせは容易になるが、１回ずつ浸透制御膜を交換する
のは記録速度が低下する要因となるので、ある程度は繰
り返し使用することが好ましい。

【００３９】前記の浸透制御膜を繰り出して使用する構
造では、浸透制御膜２を記録媒体５１０と同じ速度で移
送することもできる。この場合、繰り出しロール１５の
浸透制御膜が総て繰り出された後に、カセットを反転し
て装着し、印字品質が低下しない範囲で繰り返し使用す
ることもできる。あるいは、浸透制御膜２の送り速度を
、記録媒体５１０の送り速度よりも十分遅くしたり、間
欠送りすることで、一度使用したら廃棄することもでき
る。

【００４０】浸透制御膜２としては、表面をテフロンで
撥水処理したテトロンなどのほかに、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に微細
孔をあけ、これにテフロンコートしたもの等も有効であ
る。浸透制御膜２の厚さは、４〜２００　μｍの範囲が
適しており、２００　μｍ以上になると、記録電圧を高
くする必要があり、４μｍ以下では、電圧を印加しない
状態でも、インクが微細孔を浸透する。

【００４１】浸透制御記録に用いられるインクは、水性
の導電性インクが有効である。インクの物性では、表面
張力の適性化が特に重要である。すなわち、インクの物
性値は、浸透制御膜の材質、微細孔の大きさに依存し、
テフロンを用いた場合は、その臨界表面張力が２８．５
ｄｙｎｅ／ｃｍであることから、インクの表面張力とし
ては、３０〜７０ｄｙｎｅ／ｃｍのものが有効である。 微細孔１３の大きさは、０．１　〜１０μｍの範囲が有
効であった。

【００４２】実験では、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７
０μｍの黒色濃度のドットが得られた。

【００４３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、エンドレ
スの浸透制御膜を循環して繰り返し使用する装置と異な
り、常に未使用の新たな浸透制御膜でインクの浸透制御
による記録を行なうことができるため、従来のように浸
透制御膜をクリーニングする必要がなく、しかも高解像
度で、印字汚れのない、印字品質の高い記録が可能とな
る。特に、浸透制御膜を巻いた繰り出しロールおよび巻
き取りロールをカセットに内蔵することで、取り扱いが
簡便となる。

【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
を説明する側面図である。

【図２】裸の浸透制御膜ロールを装置の繰り出し軸に装
着する実施例の側面図である。

【図３】浸透制御膜のロールを収めたカセットの実施例
を示す斜視図である。

【図４】カセット式の浸透制御膜の使用状態を示す側面
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】

１ｒ　　インク供給ローラ １ｔ　　インクタンク １　　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 ５１０　　記録媒体（記録紙または中間媒体）１１，１
２　ガイドローラ １３　　微細孔 １４　　吸引装置 １５　　繰り出しロール １６　　巻き取りロール １７　　装置の繰り出し軸 １８　　装置の巻き取り軸 １９　　カセットの繰り出しロール支持枠２０　　カセ
ットの巻き取りロール支持枠２１，２２　連結枠

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　浸透制御膜（２）　側にインク供給部
   （１）　が位置するように、インク供給部（１）　と記
   録電極（７）　との間に、浸透制御膜（２）　と記録媒
   体（５１０）　を挟んだ状態で、インク供給部（１）　
   の導電性インクと記録電極（７）　との間に電圧を印加
   し、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、前記の浸透制御膜（２）　を、装置の搬送
   ローラに掛け回して循環させる構造ではなく、着脱交換
   して使い捨て可能な構造としたことを特徴とする電界吸
   引式記録装置。
2. 【請求項２】　　浸透制御膜を巻いてなる繰り出しロー
   ル（１５）から前記の浸透制御膜（２）　を繰り出し、
   記録電極（７）　とインク供給部（１）　との間を経て
   、先端を巻取りロール（１６）に取り付けてなることを
   特徴とする請求項１記載の電界吸引式記録装置。
3. 【請求項３】　　前記の浸透制御膜（２）　、繰り出し
   ロール（１５）および巻取りロール（１６）がカセット
   化されていることを特徴とする請求項２記載の電界吸引
   式記録装置。