JPH054342A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気粘性効果を有する記録液液滴を電界形
成手段及び中間転写媒体を用い、被転写媒体に転写・定
着することにより、被転写媒体の表面平滑度の大小にか
かわらず、記録ドットの滲みやヒゲの発生がない高品位
印字を可能にする。 【構成】 記録ヘッド１０１により、電気粘性効果を有
する記録液を液滴化させ、表面に電界が形成された中間
転写媒体１０３に付着させ、更に被転写媒体１０２に転
写させるプロセスを有し、記録液が増粘した状態で被転
写媒体１０２へ転写させることにより高品位印字を可能
とする記録装置であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録ヘッドに印加され
る電気信号に対応して、記録液を液滴状に吐出させ記録
を行なう記録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電気機械変換素子、または電気熱
変換素子を用いて記録液に圧力変動を与え、ノズルまた
はスリットから液滴を吐出させ、被転写媒体に付着させ
て記録をおこなう記録装置は種々のタイプのものが公知
である。

【０００３】特開昭５５ー１１７６６３号公報、特開昭
５７ー７５８６５号公報に開示されているように電気信
号により電気機械変換素子を変形させ、記録液に圧力変
動を与え液滴をノズルから吐出させる方式、また特願昭
５２ー１１８７９８号公報に開示されているように機械
熱変換素子が記録液の状態変化をひきおこし、その結果
生ずる作用力によって液滴化させる方式等、が提案され
ている。

【０００４】これらの記録装置は低騒音、高速記録、普
通紙記録が可能等の利点を有する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
記録装置においては被転写媒体に表面平滑度の低い、い
わゆるコピー紙、ボンド紙、再生紙等を用い記録をおこ
なうと、付着した記録液液滴の滲みやヒゲが発生し印画
品質を劣化させるという欠点があった。

【０００６】また、２色以上の記録液を順次吐出させて
カラー記録をおこなう場合、被転写媒体上で隣接、或い
は重なった異色の記録液液滴が不均一に混じり合い、カ
ラー画品質を低下させていた。

【０００７】本発明の目的は、表面平滑度の低い被転写
媒体に記録を行なった場合でも、記録液液滴の滲みやカ
ラー記録に於ける不均一な混色が発生しないようにして
印画品質を向上させることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の記録装置は、前
述の目的を達成するために、電気粘性効果を有する記録
液を液滴化させ中間転写媒体に付着させる記録ヘッド
と、中間転写媒体の記録液付着面に電界を形成する手段
と、中間転写媒体状の記録液を被転写媒体へ転写させる
手段とを備えたことを特徴とする。

【０００９】

【実施例】本実施例の記録装置で用いられる記録液は電
気粘性効果を有するものである。すなわち、外部電界の
影響をうけて見かけの粘性が変化する流体であり、流体
単独で電界により粘性が増加する単一相電気粘性流体
と、分散媒に微粒子粉末状の分散相を均一に分散させた
二相電気粘性流体とがある。本実施例においては両者共
使用可能であるが、電界による粘性の増加は後者のほう
が大きいため、望ましくは二相電気粘性流体を記録液と
して用いる。

【００１０】二相電気粘性流体としての記録液は主とし
て、分散媒、分散相、色剤、界面活性剤で構成される。
分散媒としては電気的に安定な誘電体の溶媒が使用でき
る。望ましくは固有電気抵抗が１０ｋΩｃｍ以上の油性
溶媒を用いる。具体例としてはケロシン、アイソパー等
の石油系脂肪族炭化水素、ｎーヘキサン、ｎーペンタン
等の脂肪族炭化水素、トルエン、キシレン等の芳香族炭
化水素、シリコン油、オリーブ油、流動パラフィン、セ
バシン酸ブチル等を挙げることができる。分散相として
は、直径０．０１〜１０μｍの固体微粒子が用いられ
る。具体例として、シリカゲル、澱粉、デキストリン、
カーボンブラック、石膏、ゼラチン、アルミナのほかイ
オン交換樹脂等の高分子重合体が挙げられる。色剤とし
ては、一般の染料、顔料が使用でき、前記高分子重合体
を染色して用いることも可能である。界面活性剤は、分
散相の分散安定性を高めるためのもので、アニオン系、
ノニオン系、陰イオン系、陽イオン系、フッソ系等の界
面活性剤が用いられる。以上の主要構成成分からなる記
録液は２５℃、無電界下において粘性が１〜５０ｃＰ、
望ましくは１〜３０ｃＰになるように成分比率を調整す
る。

【００１１】本実施例の記録装置の記録ヘッドは記録液
を液滴化させ記録ドットとして中間転写媒体に付着させ
る機構を有するもので、液滴の形成方法により、各種方
式のものを用いることができる。具体例としては、電気
機械変換素子を用いその変形によって記録液に圧力変動
を与え、記録ヘッドに設けられたノズルから液滴状に吐
出させ記録をおこなうものとして、カイザー方式、グー
ルド方式、ステムメ方式、ダイヤフラム方式等のインク
ジェット記録ヘッドが挙げられる。また電気熱変換素子
を用い熱による気泡の発生によって記録液を液滴化し吐
出させるバブルジェット方式のインクジェット記録ヘッ
ドを挙げることができる。

【００１２】本実施例の中間転写媒体は記録ヘッドから
吐出された記録液を付着させ、更にその記録液を被転写
媒体へ転写させる機能を有するもので、ドラム状或いは
ベルト状等の形態で構成することができる。また後述の
電界形成手段により、記録液が付着する表面に電界を形
成する必要があるため、その表面の材料は体積抵抗率及
び比誘電率が高いもが望ましい。さらには被転写媒体へ
の記録液の転写性をよくするため、弾性を有することが
のぞましい。また転写時の離型性をあげるため表面処理
を施すことも可能である。具体的な素材としては、ＮＲ
天然ゴム、ＳＢＲ、ＮＢＲニトリルゴム、ＣＲクロロプ
レン、ＨＲブチルゴム、ＥＰＤＭエチレンプロピレンゴ
ム、ハイパロン、シリコンゴム、フッ素ゴム、ウレタン
ゴム等を挙げることができる。さらには、後述の電界形
成手段と中間転写媒体の役割を兼ねるものとしてエレク
トレットを用いることができる。エレクトレットは外部
電界が存在しない状態でも恒久的に電気分極を保持し、
周囲に対して電界を形成するため、これをプラテンロー
ル表面或いはベルトに使用し記録液付着面に電界を形成
し、さらに中間転写媒体として付着した記録液を被転写
媒体上に転写するものである。エレクトレットはフィル
ム化あるいは不織布状にして用いることも可能である。
また中間転写媒体の表面は平滑であることが望ましい
が、均一な微細凹凸をつけることも可能である。

【００１３】本実施例の記録装置の中間転写媒体の記録
液付着面に電界を形成する手段は各種方式のものを使用
することができるが、重要なことは、記録液の液滴が中
間転写媒体に付着するときに、付着位置において既に電
界形成がなされていることである。本実施例においては
記録液液滴が付着する中間転写媒体の表面は平滑である
ため、表面平滑度の低い被転写媒体上での滲み、ヒゲの
発生は起こりにくいが、ドットの過剰な広がりやカラー
記録に於ける不均一な混色の発生は液滴付着直後から開
始されるため、その防止には付着時、付着位置において
既に形成されている電界によってできる限りはやく記録
液の粘性あるいは降伏値を上げる必要がある。本実施例
で使用される記録液の粘性の電界強度依存性は図３に示
す如くである。図中、Ｅ2は中間転写媒体上に形成され
る電界強度を示しており、このときの粘性はη2であ
る。記録液は電界Ｅ2印加後１ｍｓｅｃ以内で所定粘性
η2に到達するため、前述のドットの過剰な広がりやカ
ラーの混色は最小限に抑えることができる。高品位記録
を実現するために、低シェアレートでの粘性η2が１０
０ｃｐｓ以上、より望ましくは３００ｃｐｓ以上になる
ように、記録液組成及び電界Ｅ２を調整する。また図中
η0は記録液の無電界下の粘性であり、前述の如く１〜
５０ｃｐｓ、更に望ましくは１〜３０ｃｐｓになるよう
に記録液組成を調整する。また記録ヘッドによる液滴形
成時において安定な吐出を行なうため、記録液の粘性は
５０ｃｐｓ以下におさえる必要がある。このため、記録
ヘッド内での記録液に印加される電界Ｅ1はゼロ、或い
は電界印加時の記録液の粘性η1 が５０ｃｐｓ以下にな
るように調整する必要がある。 次に電界を形成する手
段の具体例について説明する。第１の例として帯電デバ
イスを使用し、中間転写媒体の記録液付着面に電荷を付
与し、面上に電界を形成する方法がある。非接触帯電方
式として、放電ワイヤの周囲に半空間を占めるケーシン
グ電極とそのほぼ中心に置かれた放電ワイヤより構成さ
れ、コロナ放電により電荷を付与するコロトロンデバイ
スを用いる電界形成手段、コロトロンデバイスにグリッ
ド電極を付加したスコロトロンデバイスを用いる電界形
成手段、また接触帯電方式として、電荷供給ローラを被
転写媒体と接触回転させながら電荷移動による帯電をお
こなうローラ帯電デバイスを用いる電界形成手段、導電
性ブラシに直流電圧を印加した状態でブラシ先端を接触
させて電荷を付与する導電性ブラシデバイスを用いる電
界形成手段等を挙げることができる。電界を形成する手
段の他の具体例として、被転写媒体の記録液付着面と反
対側に背面電極を設け、さらに被転写媒体をはさむよう
に背面電極と平行に対抗電極を形成し、両電極間に直流
電圧を印加する電界形成手段がある。

【００１４】さらには、前述のエレクトレットを用いる
方法がある。

【００１５】中間転写媒体から被転写媒体への記録液の
転写は、転写時において記録液の粘性または降伏値が滲
みや混色を起こさない程度に大きくなっている状態で行
なうことが必要である。従って、記録液の溶媒の乾燥に
より粘性が上昇した後、或いは電界が印加され粘性が高
い状態で被転写媒体への転写が行なわれるように機構の
設定をする。

【００１６】 （実施例１）図１は本実施例の記録装置のブロック図を
示したものである。

【００１７】図中、符号１０１は記録ヘッド、符号１０
２は被転写媒体、符号１０３は電界形成手段及び中間転
写媒体としてのエレクトレット層、符号１０４はプラテ
ンロール、符号１０５は支持ロール、符号１０６は記録
液液滴を示す。被転写媒体１０２の搬送方向、及びプラ
テンロール１０４の回転方向はそれぞれ図の矢印に示す
如くである。

【００１８】記録液は粒径０．２μｍのカーボンブラッ
クと粒径０．４μｍのイオン交換樹脂をエクソン社製ア
イソパーＬに均一分散し、２５℃、無電界下の粘性が１
０ｃｐｓになるように調整したものを用いた。同記録液
は電気粘性効果を示し、１０ｋＶ／ｃｍの電界下での粘
性は３００ｃｐｓであった。記録ヘッドはカイザー方式
のインクジェットヘッドを用いた。記録液は、直径５０
μｍの記録ヘッドノズルから０．１２μｇの記録液液滴
を初速８ｍ／ｓｅｃの飛翔スピードで吐出させ、中間転
写媒体としてのエレクトレット層１０３に付着させた。
被転写媒体１０２はゼロックス社製ＸＥＲＯＸ４０２４
紙を用いた。同紙のベック平滑度は３０秒であった。エ
レクトレット層１０３はシリコンのプラテンロール１０
４に厚さ２ｍｍのエレクトレットフィルムを接着して形
成した。エレクトレット層１０３の記録液液滴付着面の
電界強度は１０ｋＶ／ｃｍであった。被転写媒体への転
写は線圧１０ｋｇ／ｃｍで行った。

【００１９】以上の構成の記録装置で、解像度３００Ｄ
ＰＩの印字記録を行った。被転写媒体１０２上の記録ド
ットは滲みやヒゲの発生がなく、直径１２０μｍの真円
に近いものであった。またベタ印字の光学濃度は１．６
であった。

【００２０】 （実施例２）図２は本実施例のカラー記録をおこなう記
録装置のブロック図を示したものである。符号２０１は
ブラック色の記録液記録ヘッド、２０２はイエロー色記
録ヘッド、２０３はマゼンダ色記録ヘッド、２０４はシ
アン色記録ヘッドである。２０５は被転写媒体、２０６
は金属中空ドラム、２０７は中間転写媒体としてのシリ
コンゴム層、２０８は電界形成手段としてのコロトロン
デバイス、２０９は被転写媒体搬送ローラーを示す。金
属中空ドラム２０６の回転方向及び被転写媒体２０５の
搬送方向は図中矢印に示す如くである。記録液は粒径
０．５μｍの各色顔料とセルロース重合体を絶縁オイル
に均一分散し、電気粘性効果を有するように調整した。
記録ヘッド２０１〜２０４はラインタイプのバブルジェ
ット方式インクジェットヘッドを用いた。被転写媒体２
０５はベック平滑度が１０秒のボンド紙を使用した。コ
ロトロンデバイス２０８によりシリコンゴム層２０７表
面の電界強度が１５ｋＶ／ｃｍになるように電界形成
し、記録ヘッドからシアン、マゼンダ、イエロー、ブラ
ックの順に記録液をシリコンゴム層２０７に付着させ
た。付着した記録液は線圧５ｋｇ／ｃｍで被転写媒体２
０５に転写・定着させた。得られたカラー記録像は、異
色隣接ドット間の、また重畳ドットの不均一な混色がな
く高品位なものであった。

【００２１】（比較例）実施例１においてエレクトレッ
ト層の分極を消去した記録装置で印字を行った。記録液
及びその他の構成は実施例１と同様である。得られた被
転写媒体上の記録ドットはドットの周辺が滲み、セルロ
ース繊維に沿ったヒゲが現れていた。またベタ印字の光
学濃度は１．３と実施例１に比べ低下していた。

【００２２】

【発明の効果】本発明の記録装置は、電気粘性効果を有
する記録液を液滴状に吐出させ電界が形成された中間転
写媒体上へ付着させ、さらに被転写媒体へ転写し記録を
行なうため、付着した記録液液滴の粘性或いは降伏値
は、被転写媒体へ転写する時には十分高くなって、表面
平滑度の低い被転写媒体を用いた場合でも記録ドットの
滲みやヒゲ、或いはカラー記録時の不均一な混色を起こ
すことなく高品位印字が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による記録装置の第１実施例を示したブ
ロック図である。

【図２】本発明による記録装置の第２実施例を示したブ
ロック図である。

【図３】本発明による記録装置に使用する記録液の粘性
の電界依存性を示した図である。

【符号の説明】

１０１ 記録ヘッド １０２ 被転写媒体 １０３ エレクトレット層 １０４ プラテンロール １０５ 支持ロール １０６ 記録液液滴

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 電気粘性効果を有する記録液を液滴化さ
   せ中間転写媒体に付着させる記録ヘッドと、中間転写媒
   体の記録液付着面に電界を形成する手段と、中間転写媒
   体上の記録液を被転写媒体へ転写させる手段とを備えた
   ことを特徴とする記録装置。