JPH04238053A - 電界吸引・転写式記録装置 - 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ライン記録装置に関する
。

【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は従来の電界吸引式ライン記録装置を
示す側面図である。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
ロンも、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
れる。

【０００７】インク供給ローラ１ｒと対向する位置に、
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により選択的に電圧が印加され
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間に電圧を印加した
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に付着して記録が行なわれる。

【０００９】図６は、静電力により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図
で、記録電極７の列方向の断面図である。

【００１０】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。

【００１１】次に　（ｂ）のように、インク供給ローラ
１ｒ中の導電性インクと記録電極７との間に選択的にパ
ルス電圧が印加されると、インク供給ローラ１ｒ中のイ
ンクが、微細孔１３を通して、電圧印加された記録電極
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ｄのように記録紙５側に残り、インク
供給ローラ１ｒ側の部分は、再びインク供給ローラ１ｒ
に吸収され、（ａ）に示す元の状態に戻る。

【００１２】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
と各記録電極７間に選択的に電圧を印加することにより
、記録紙５に連続的にライン印字を行なうことができる
。

【００１３】図７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微細繊維の
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】図５は浸透制御膜２が記録紙５といっしょ
に移動する構成であるが、図８のように浸透制御部を固
定することもできる。すなわち、インクタンク１ｔと記
録紙５との間に、各記録電極７に対応して微細孔１３が
開いた浸透制御部を設け、インクタンク１ｔ中のインク
ｉと各記録電極７との間に、選択的に電圧を印加する。

【００１５】ところで、このように記録紙５に直接イン
クを吸着して記録する方式では、記録紙５によって、印
字品質が左右されるという問題がある。すなわち、記録
紙５が厚いと印加電圧を高くしないとインクの吸引量が
不十分となり、また記録紙５の表面粗さや湿度の違いに
よって、インクの電界吸引特性が左右される。

【００１６】そこで、図９に示すように電界吸引式の記
録は中間媒体１０に行ない、この中間媒体１０上のイン
ク像９を記録紙５に転写する方式が提案されている。す
なわち、図５における記録紙５に代えて中間媒体１０を
配置し、送りローラ１１、１２で回転移送されるように
し、送りローラ１１と記録紙送りローラ８との間に、記
録紙５を挟んだ構造になっている。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に付着したインク像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。

【００１７】図９においては、中間媒体１０はベルト状
になっているが、ドラム状なども可能である。このよう
に中間媒体１０に一旦浸透制御による記録を行なった後
、インクの像を記録紙に転写する方式だと、中間媒体１
０が循環し常に同一媒体に記録するため、条件が変動す
る記録紙と異なり、電界吸引式記録を最良かつ一定の条
件で行なうことができ、印字品質が向上する。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
中間媒体１０に記録する方式では、インクの表面張力な
どによって、隣接するドット同士が吸引しあって一つの
ドットになるなど、中間媒体１０に記録されたインクの
像が、転写部に到達するまでに変形する恐れがあり、情
報信号に忠実な記録像を得ることが困難である。

【００１９】また、図５のように浸透制御膜２が記録紙
５といっしょに移動する方式、図７のように浸透制御部
が固定式のいずれにおいても、浸透制御用の微細孔１３
と記録紙５や中間媒体１０との間で、インクの染み込み
やこすれなどによって、字形や像がくずれる恐れがある
。

【００２０】本発明の技術的課題は、このような問題に
着目し、電界によって浸透制御する記録装置において、
電界による浸透制御で記録した像が、インクの染み込み
やこすれ等によってくずれることなく、また転写部に到
達する間に、インクの表面張力などによって変形するの
を未然に防止することにある。

【００２１】

【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・転写式記録装置の基本原理を説明する部分断面・
側面図である。１４はインクドット保持膜であり、絶縁
層１５とその外側の多数の微細孔１６を有する浸透制御
層２ａからなっている。そして、インクドット保持膜１
４の微細孔１６側に、インク供給部１が接触している。

【００２２】１７は電界発生手段であり、インクドット
保持膜１４の前記絶縁層１５側から、インク供給部１の
インクとの間に、情報信号に応じて選択的に電荷を印加
するものであり、例えば記録電極等である。

【００２３】１８は転写部であり、電界吸引によって、
インク供給部１から微細孔１６中にインクを吸引した後
のインクドット保持膜が移動する位置に配設されている
。この転写部は、該インクドット保持膜１４の微細孔１
６側を記録紙５に圧接する構成になっている。

【００２４】請求項２に記載のように、前記のインクド
ット保持膜１４は、ベルト状でもよいが、ドラム状でも
よい。

【００２５】請求項３は、前記の選択的な電界発生手段
１７を、インクドット保持膜の移動方向と垂直方向の記
録電極の列で構成したものである。

【００２６】請求項４は、前記の選択的な電界発生手段
１７を、感光体の内側または外側から光学的に電位を制
御するように構成したものである。

【００２７】請求項５は、前記のインクドット保持膜１
４が、微細孔を多数有する樹脂からなる浸透制御膜また
は金属箔に微細な貫通孔をあけた浸透制御膜を絶縁フィ
ルムに貼りつけたものである。

【００２８】

【作用】図２は、本発明の作用を説明する側面図であり
、（ａ）　に示すように、インク供給部１中のインクと
記録電極などの選択的電界発生手段１７との間に電圧を
印加すると、インク供給部１中のインクが、インクドッ
ト保持膜１４の微細孔１６中に引き込まれる。そして、
電圧が無印加状態になるとともに、インクドット保持膜
１４は（ｂ）のように各微細孔１６中にインクドットｄ
を保持した状態で、次の転写部に移動する。

【００２９】（ｃ）は転写部であり、インクドットを保
持している微細孔１６の部分が、転写部１８に到達する
と、微細孔１６側に記録紙５が押しつけられるため、微
細孔１６中のインクドットは記録紙５に転写され、記録
紙５に吸収される。

【００３０】このように、電界による浸透制御でインク
ドット保持膜１４に吸着されたインクドットは、微細孔
１６の中に引き込まれているので、インクドット保持膜
１４が移動したりしても、インクが当該微細孔１６から
外部に染み出したり、こすれ跡が発生することはなく、
電界印加された微細孔１６のみに確実にインクが保持さ
れる。

【００３１】また、このように微細孔１６中にインクが
保持された状態で、転写部に移動するので、従来のよう
にインクの表面張力などによって、転写部に到達する間
に変形するようなことも解消される。

【００３２】請求項２に記載のように、インクドット保
持膜１４は、ベルト状の場合でも、ドラム状の場合でも
、微細孔１６にインクが吸引された後、転写部に移動し
、再び浸透制御部に戻って来て、インクが微細孔１６に
吸引されるため、機能的には、ベルト状およびドラム状
のいずれでも差支えない。

【００３３】また、請求項３に記載のように、前記の選
択的な電界発生手段１７を、インクドット保持膜の移動
方向と垂直方向の記録電極の列で構成した場合は、従来
の電界吸引式記録装置と全く同様に、各記録電極７とイ
ンク供給部１中のインクとの間に選択的に電圧が印加さ
れることで、インクに静電気による吸引力が働く。

【００３４】請求項４に記載のように、選択的な電界発
生手段１７が、感光体の内側から光学的に電位を制御す
るように構成した場合は、電子写真式記録装置における
静電潜像と全く同様に選択的に電荷を残すことができ、
この電荷が存在している位置に対応する微細孔１６のみ
、インクが吸入される。

【００３５】インクドット保持膜１４は、１枚の合成樹
脂フィルムの片面に微細孔１６を開けることも可能では
あるが、請求項５に記載のように、微細孔を多数有する
樹脂からなる浸透制御膜または金属箔に微細な貫通孔を
あけた浸透制御膜を絶縁シートに貼りつけたものが、容
易に製造でき、かつ種々な種類のインクドット保持膜を
製造できる。

【００３６】

【実施例】次に本発明による電界吸引・転写式記録装置
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３はインクドット保持膜をベルト状にした実施例を
示す斜視図である。絶縁層の上に無数の微細孔１６を有
するインクドット保持膜１４が、送りローラ１１、１２
に掛け回されている。

【００３７】そして、微細孔１６側にインク供給ローラ
１ｒが押し当てられ、該インク供給ローラ１ｒに対向し
て、インクドット保持膜１４の内側に、プラテン６が配
設されている。プラテン６には、インクドット保持膜１
４の搬送方向と垂直方向に、多数分割されたライン状の
記録電極が配列されている。したがって、印字情報に応
じて記録電極７に電圧が印加されると、インクドット保
持膜１４の微細孔１６中にインク供給ローラ１ｒからイ
ンクが吸入される。インクドット保持膜１４を移送しな
がら、ライン状の記録電極７に印字情報に応じて電圧を
印加すると、インクドットの組み合わせによる文字や図
形などのパターン１９が形成される。

【００３８】送りローラ１２と押し当てローラ８との間
に、記録紙５が挟まれ、転写部を構成しているため、パ
ターン１９の部分が転写部に到達すると、インクドット
保持膜１４のインクドットパターン１９が、記録紙５に
押しつけられて転写し、記録紙５にインクドットの組み
合わせによる文字、図形などが記録される。

【００３９】他方の送りローラ１１側には、クリーナ２
０が押しつけられている。クリーナ２０は、スポンジや
フェルトなどのような吸水性部材であり、ローラ状やブ
レード状などが適している。インクが記録紙５に転写さ
れた後のインクドット保持膜１４がクリーナ２０の位置
に到来すると、インクドット保持膜１４に残存したイン
クがクリーナ２０に吸収され、常に清浄なインクドット
保持膜１４を浸透制御部に供給できる。なお、クリーナ
２０には、アルコールなどの洗浄液を含浸することも有
効である。

【００４０】インクドット保持膜１４は、微細孔１６を
有する浸透制御膜と絶縁層１５を重ねて貼り合わせるこ
とが容易に製造できる。すなわち、図７（ａ）　〜（ｃ
）　に示すように微細孔を有する浸透制御膜２を、絶縁
シートに貼りつけることで、図１、図２に示すように片
面に微細孔１６を有するインクドット保持膜１４が得ら
れる。

【００４１】例えば、ポリエステルやポリアミドなどの
繊維を編んだスクリーンの片面にＰＥＴ（ポリエチレン
テレフタレート）　などのフィルムを接着することで得
られる。このとき、ポリエステルやポリアミドなどの繊
維は、線径４０μｍ程度のものを用い、ピッチ２５０　
メッシュで編んだものが有効であった。

【００４２】ステンレススティールなどの金属線を編ん
だスクリーンの片面に絶縁フィルムを接着したものや、
図７（ｂ）　のような不織布状のものなども可能である
。あるいは、図７（ａ）　のように合成樹脂フィルムに
、各記録電極７の位置に対応する微細孔１３を開けたり
、ステンレススティールやニッケルなどの金属箔に、各
記録電極７の位置に対応する微細孔１３を開けたもので
もよい。なお、一つの記録電極７に対し複数の微細孔１
３が対応するように無数にあけた場合は、微細孔１３と
記録電極７を１対１で対応させる必要はない。

【００４３】ステンレススティールに微細孔１３をあけ
る場合は、厚さ４０μｍ、孔の直径６０μｍ、孔のピッ
チ８０μｍの貫通孔を有する箔を、厚さ５μｍのＰＥＴ
に接着して実現した。

【００４４】これらのインクドット保持膜は、インクが
吸着される側の面にテフロン樹脂などをコートすること
で、撥インク性を持たせるのが、微細孔以外にインクが
付着するのを防止する上で有効である。

【００４５】なお、インク供給ローラ１ｒはスポンジ製
で、内部にインクが含浸されており、インクが電気的に
接地されるように、中心の金属製の軸が接地されている
。

【００４６】インクは、水とグリセリンを１対１で混合
した溶媒に、染料を１重量％溶解したものを用いた。こ
のインクは、テトロン繊維に対して接触角は１００　°
、表面張力は６７．４ｄｙｎｅ／ｃｍであるが、インク
ドット保持膜１４の微細孔側面にテフロン樹脂をコート
すると、接触角は１２０　°となり、非記録部のインク
の汚れが生じにくくなる。

【００４７】以上の実施例は、インクドット保持膜１４
がベルト状の場合であるが、インクドット保持膜１４を
ドラム状とすることもできる。

【００４８】また、記録電極７などでインクとの間に電
圧を印加する場合、情報信号に応じて印加電圧の大きさ
やパルス幅を制御することで、階調記録を行なうことも
できる。すなわち、印加電圧を高くしたり、パルス幅を
大きくすると、微細孔１６へのインクの吸入量が増加し
、逆に印加電圧を低くしたり、パルス幅を小さくすると
、微細孔１６へのインクの吸入量が減少することを利用
して、各インクドットの径を制御し、階調記録を行なう
ことが可能となる。

【００４９】図４は、選択的な電界発生手段として、ピ
ン電極をライン状に配列するものに代えて、光学的に電
界制御する実施例の部分断面・側面図である。インクド
ット保持膜１４は、前記のように絶縁フィルム１５に浸
透制御膜２を貼りつけたものである。２１はガラスなど
の透明体ドラムであり、その外周全面に透明電極２２が
積層されており、該透明電極２２の外周全面に絶縁層２
３が積層されている。

【００５０】この感光ドラムの外側には、一様帯電器２
４が配設され、内部には光学系２５が配設されている。 この光学系は、電子写真式の記録装置ですでに実用化さ
れているものと同じであり、感光ドラムの内面で、光学
系２５によって紙面と垂直方向に光走査する。この光走
査位置は、感光ドラムとインクドット保持膜１４との接
触面よりわずかに一様帯電器２４寄りの位置が好ましい
。

【００５１】この装置において、一様帯電器２４で全面
帯電した面が、インクドット保持膜１４と接する位置に
近づくと、光学系２５で光走査されることで、絶縁層１
５の光の当たった位置が導体となり、電荷が透明電極２
２を経て除電され、静電潜像が形成される。その結果、
静電潜像とインク供給ローラ１ｒ中のインクとの間に電
界が作用し、電界が作用した位置のみ、微細孔１６中に
インクが引き込まれる。

【００５２】インクドット保持膜１４は、絶縁層２３の
外周面に積層することもできる。この場合は、一様帯電
器２４は必要ない。すなわち、光走査で露光された部分
のみ、絶縁層２３が導電性になって、インク供給ローラ
１ｒのインクとの間に電圧が印加される。なお、光学系
２５を感光ドラムの外に配設し、外側から露光すること
もできる。

【００５３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、インクド
ット保持膜１４のインク供給部１側の面に微細孔１６を
有しているため、インク供給部から電界吸引によって吸
引されたインクのドットが、微細孔１６中に溜まり、確
実に保持される。したがって、インク供給部１やインク
ドット保持膜１４が移動したりしても、インクが染み出
したり、こすられたりする恐れがなく、字形や像がくず
れにくい。また、インクのドットが微細孔１６の中に保
持されているので、転写部に移動する間に、インクの表
面張力などで像が変形したりすることも少ない。その結
果、記録紙５に転写後の像は、印字情報に忠実な高精彩
で高解像度の像となり、印字品質が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電界吸引・転写式記録装置の基本
原理を説明する部分断面・側面図である。

【図２】本発明の作用を順次説明する側面図である。

【図３】インクドット保持膜をベルト状にした実施例を
示す斜視図である。

【図４】光学的に電界制御する実施例の部分断面・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ライン
記録装置の側面図である。

【図６】静電力により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７】浸透制御膜の各種実施例を示す断面図である。

【図８】従来の浸透制御部を固定にした電界吸引式ライ
ン記録装置の部分断面側面図である。

【図９】従来の中間媒体を介して記録紙に記録する電界
吸引式ライン記録装置の部分断面側面図である。

【符号の説明】

１　　インク供給部 １ｒ　　インク供給ローラ １ｔ　　インクタンク ｉ　　インク 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　　紙送りローラ ９　　浸透制御部で記録されたインクの像９ａ　　中間
媒体から記録紙上に転写されたインクの像１０　　中間
媒体 １１，１２　送りローラ １３　　微細孔 １４　　インクドット保持膜 ｄ　　インクドット １５　　絶縁層（絶縁フィルム） １６　　微細孔 １７　　電界発生手段 １８　　転写部 １９　　インクドット保持膜上のインクドットのパター
ン２０　　クリーナ ２１　　ガラスドラム ２２　　透明電極 ２３　　絶縁層 ２４　　一様帯電器 ２５　　光学系

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　絶縁層（１５）の外側に多数の微細孔
   （１６）を有してなるインクドット保持膜（１４）の微
   細孔（１６）側にインク供給部（１）　を接触させ、イ
   ンクドット保持膜（１４）の前記絶縁層（１５）側から
   、インク供給部（１）　のインクとの間に、情報信号に
   応じて選択的に電荷を印加する電界発生手段（１７）を
   有し、電界吸引によって、インク供給部（１）　から微
   細孔（１６）中にインクを吸入した後のインクドット保
   持膜が移動する位置に、該インクドット保持膜（１４）
   の微細孔（１６）側を記録紙（５）　に圧接する転写部
   （１８）を備えたことを特徴とする電界吸引・転写式記
   録装置。
2. 【請求項２】　　前記のインクドット保持膜（１４）が
   、ベルト状またはドラム状となっていることを特徴とす
   る請求項１記載の電界吸引・転写式記録装置。
3. 【請求項３】　　前記の選択的な電界発生手段（１７）
   が、インクドット保持膜（１４）の移動方向と垂直方向
   の記録電極の列であることを特徴とする請求項１または
   ２記載の電界吸引・転写式記録装置。
4. 【請求項４】　　前記の選択的な電界発生手段（１７）
   が、感光体の内側または外側から光学的に電位を制御す
   るものであることを特徴とする請求項１または２記載の
   電界吸引・転写式記録装置。
5. 【請求項５】　　前記のインクドット保持膜（１４）が
   、微細孔を多数有する樹脂からなる浸透制御膜または金
   属箔に微細な貫通孔をあけた浸透制御膜を絶縁フィルム
   （１５）に貼りつけたものであることを特徴とする請求
   項１または２または３または４記載の電界吸引・転写式
   記録装置。