JPS58155966A - 液状体の電気的移動制御装置 - 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】 本発明は、無色乃至は着色液状体の移動を電気的に制御
する、特にインク記録装置等に応用可能な、新しい原理
に基く液状体の電気的移動制御装置に関するものである
。

従来、上述の如き液状体の電気的移動制御法には幾つか
の方法が提案されていて、これらは広くインク記録装置
等に利用されている。

これら従来方法をインク記録装置への適用を例にとって
分類すると、その第１は、圧電素子に電圧パルスを印加
し、インクを形成する液状体を細孔ノズルから空間へ移
動噴出させると共に変調させる方法、第２は超音波や空
気圧力で細いノズルから液状体を帯電させて空間に噴出
させ、この噴出飛翔する液状体部を高電界で加速させた
り、偏向させてその移動を変調する方法、第３は予め液
状体のメニスカスを形成させ高電界を印加し、そのクー
ロン力で飛翔・変調させて移動する方法、第４は本発明
者（小橋）によって提案された方法で、多孔質膜を介し
て狭い間隙に液状体を電気浸透で供給し、この電気浸透
圧を利用して前記の狭い間隙から液状体を可逆的にはみ
出させる移動変調法である。

然し従来の第１及び第１の方法は、高解像度。

高速度のインク記録に不可欠の狭い間隔でのマルチノズ
ル化が困難、また第２．第３の方法は、クーロン力を利
用する関係から１ｋｖ以上もの高電圧の変調を必要とし
、装置そのものが高価、複雑となる。第４の方法は、高
密度のマルチノズル化。

低電圧駆動等多くの利点があるが、間隙からの液状体の
はみ出し効果を利用している関係上、そのはみ出し長等
で装置設計上の制約を受け、はみ出し効果ではなく強制
的な液状体の電気的移動変調制御原理の開発が、更に高
性能のインク記録装置の実現に要求される所である。

本発明は、以上の観点から有用な新しい原理に基く液状
体の電気的移動制御装置の提供と、またインク記録装置
、特に前記第４の方法に基くインク記録装置への応用改
善を目的とする。

本発明を更に具体的に述べると、固体誘電体基材面上に
、互に絶縁された複数個の電極を配設すると共に、これ
ら電極間の電極間隙を変化させ、前記基材面上に、この
基材面に対して電気浸透性の液状体を配し、前記電極の
相隣る電極間に電圧を印加し、この電圧に対応して前記
液状を電気的に移動制御することを原理とする液状体の
電気的移動制御装置にある。

ここに、電気浸透とは、固体誘電体に液状体を配し、こ
の接触界面に平行成分を有する電界（電圧）を印加した
時、前記液状体が前記固体誘電体に対して移動する界面
動電現象の総称と定義される。

また液状体とは、着色、非着色を問わず、また液体材料
そのものに限定されることなく、溶液。

混合体、懸濁体とを問わぬ流動性を有する材料の総称と
する。

以下、実施例について本発明の態様を詳述する。

第１図ａ、ｂ、ｃは、本発明にかかる液状体の電気移動
制御装置の一実施例の斜視部分構造図を給電方式を示す
図で、特に本例は動作原理を説明するものである。

図において、１は信号電圧回路、２はスイッチ回路、１
００は移動制御素子である。

２００は電気的に移動制御される可き無色乃至は着色を
問わぬ液状体で、板乃至はフィルム状の固体誘電体基材
１ｏの表面１１に配せられる。基材１ｏと共に移動制御
素子１００を形成する電極１ｎ−２・・・ｌｎ・・・ｌ
ｎ＋２は、例えば３ｎ０２等の金属酸化物導電膜やムＵ
等の金属蒸着膜で作る。電極わず本例では一定に保たれ
、その電極間隙Ｇ及び配列ピッチＰは、ム、Ｂ、Ｃ各領
域の接合点で不連続に変化する。各領域におけるＧ及び
Ｐは、ム領域では一定、Ｂ領域では縁端１２に向って連
続的に小になり、一方Ｃ領域では縁端１３に向って連続
的に大になっている。

液状体２００と誘電体基材１０の材質は、電極Ｋｎ２・
・・Ｉｎ・・・”ｎ＋２相互間に電圧を印加した時、液
状体２００は基材１ｏの表面１１に対して電気浸透し、
また基材１０の表面１１は液状体２００を電気浸透させ
るようにその相関関係が選ばれる。

液状体２００は、水性、非水性を問わぬ液体材料に、必
要に応じて表面活性剤や電荷制御剤を加えて構成すると
とができる。また液状体２００は着色したいわゆる記録
インクを形成する場合には、染料や顔料等の着色剤を溶
解若しくは混入したり、更にはビヒクル材を加えて、溶
液や混合体を形成することもできる。

高感度動作に当っては、液状体２００は例えば１０セン
チポアズ以下の低粘度の材料を選び、低消費電力で且つ
絶縁破壊を防止する点からは例えばその固有抵抗は１０
６〜ｃＩｒＬ以上とし、印加される信号電圧は電極間隙
Ｗが１μｍ当りで６ｖ以内に選ぶことが望ましい。

この観点から、液状体２００は有機溶剤を主体とし、着
色材としては油溶性染料（すなわち５ｏｌｖｅｎｔ　ｄ
ｙｅ）を用いることが望ましい。

液状体２００は、例えばほぼ無色透明のγ−メタクリロ
キシプロピルトリメトキシシランで構成する。この場合
の着色剤としては例えば黒色系インクの構成には、バイ
エル社のマクカレスクプル−ＦＲと関東化学社のオイル
レッドメロの混合体、青色系インクにはバイエル社のマ
クロレクスプルーＲＲ１黄色系インクにはセレスイエロ
ー３Ｇ、赤色系インクには有本化学社のオイルレッド６
３０３等を重量比で２〜６チ程度混合、溶解しこれを濾
過したものが用いられる。

上側の如き無色及び着色液状体２００は、例えば基材１
ｏとしてソーダライム、硼珪酸ガラス。

石英ガラス、酢酸セルーズ等を選ぶと、対をなす電極の
間、負の電圧極性関係にある電極方向に、表面１１を電
気浸透する。

なお、正の電圧極性関係にある電極方向に、表面１１を
電気浸透させる場合には、液体材料としてフェニルトリ
エトキシシラン等を使用すれば良い。

以下の説明では、説明の便宜上、液状体２００は全て負
電極方向に電気浸透する場合を例にとり、正電極方向に
電気浸透する構成では以下の説明の電圧極性関係を反対
極性に選べば同様に適用できる。

斯くして、第１図ａでは、スイッチ回路２のスイッチ５
ｎ−２”’　ｓｎ　”’　Ｓｎ＋２は端子すにあり、電
極７！ｎ−＋・・・７！ｎ・・・Ｉｎ＋２相互は全て同
電位にあるため、表面１１上では電気浸透を生ぜず、基
材１ｏを水平に保持した状態では液状体２００は全表面
に亘って均一な厚さを有する。

然るに、図においてスイッチＳｎをＣ端子に接続して、
電極ＩｎにＶｎ　＝　Ｖｃなる負電圧たるオン電圧Ｖｃ
を印加した場合を考える。

第１図すは上記の場合の電極ｌｎ−＋　、　７！ｎ　、
　ｌｎ＋＋等を拡大抜き出した部分図で、動作姿態を定
性的に説明するものである。電極７！ｎは隣接するβｎ
−１゜７！ｎ−＋−＋に対して負電位を形成するので、
液状体２００は、電極７！ｎ−＋　　Ａｎ＋−＋側から
電極ｊｎ側に、図の矢印２０１ム、２０１　Ｂ　、２０
１　Ｃで例示する如く電気浸透により集中する。なお、
矢印の長さは電気浸透の速度と圧力に対応させて定性的
に表示しである。

この液状体２００の基材表面１１に対する電気浸透速度
及び電気浸透圧は、電極間隙Ｇに関連した電界強度Ｖｃ
／Ｇの増大と共に増大し、その減少と共に減少する関係
にある。領域ムでは、Ｇは一定、従って電気浸透２０１
人の速度及び圧力は、電極ｌｎの長さ方向に不均一性は
存在しない。それ故、電極ｌｎ上に集中した液状体２０
０は、矢印２０２ムＣの如く領域Ｃ方向にも、あるいは
２０２ムＢの如く領域Ｂ方向への何れにも押し出され得
、その方向性は不安定である。

然るに、Ｂ領域では、縁端１２に近付く程、電極間隙Ｇ
は狭くなり、従って電気浸透２０１　Ｂの速度及び圧力
も犬になり、逆に縁端１２がら遠ざかる程小になる。

加えるに電極幅Ｖは一定である。従って縁端１２に近い
程、単位時間に電極１１ｎ上に集中、隆起する液状体２
００の量は犬である。そのため、この集中した液状体２
００は矢印２０２Ｂの如く、電極ｌｎ上を領域表方向に
押し出される。

一方、領域Ｃでは、縁端１３に近付く程、配列ピッチＰ
及び電極間隙Ｇが大になり、従って電界強度Ｖｎ／Ｇ　
、それ故、電極Ｉｎに集中する電気浸透２０１０の速度
及び圧力は小になる。そのため領域Ｃ内では、電極ｌｎ
上に集中した液状体２００は領域ム側から縁端１３方向
に向って矢印２０２０の如く押し出される。

斯くして、前記移動２０２Ｂと相俟って、領域ム内にお
いては、液状体２ｏｏの２０１ムＣ２０１ムＢの如き移
動の不安定庇が解消され、矢印２０２ムの如く、領域Ｃ
側にその向きが固定される。

このようにして、第１図すの状態では、電極ｖｎ上では
、基材表面１１に対する液状体２００の電気浸透２０１
ム、２０１　Ｂ　、２０Ｉ　Ｃにより、液状体２００が
２０２Ｂ　、２０２ムｙ　２０２　Ｃの如く移動制御さ
れ、縁端１３側の電極ｌｎの先端には、図に例示する如
く、集束された液状体２００の隆起（メニスカス）、換
言すれば、電圧ｖｎに対応して制御された液状体部２１
０が集束形成される。この隆起２１０の量は、オン電圧
Ｖｎ−Ｖｃなるオン電圧の振幅と共に増大する。

第１図すの状態から、スイッチ回路２のスイッチＳｎを
ａ端子に接続し、電極７！ｎにＶｎ＝　ＶＡなる正電圧
を印加する。

第１図Ｃに示すように、第２図すの電気浸透２０２ム、
２０２］３，２０２ｃは夫々２０１ム′２０１Ｂ’　、
　２０１Ｇ’の如く逆向きとなり、電極ｌｎ上及び電極
ｌｎとＪｎ−１，ｌｎ＋＋間の基板表面１１上の液状体
２００は、電極１ｎ−＋　、　ｌｎ＋＋側に電気浸透す
る。この電気浸透は、Ｃ領域よりもム領域、ム領域より
もＢ領域が著しく、且っＣ領域の電気浸透２０２　（５
’は、縁端１３を離れる程、またＢ領域では縁端１２に
近付く程著しくなる。

このＢ領域の著しい電気浸透に基く液状体２００の吸い
上げにより、前記の液状体２００の隆起２１０は、図の
矢印２０２Ｃ’　、２０２ム’　、２０２Ｂ’の如く移
動し、遂には図上例示する如く消滅し、電極ｌｎ上の全
域は勿論のこと、電極ｌｎ＋　＋　、　ｌｎ−＋間の基
材表面１１上に亘って、液状体不在部２１１を形成する
。

斯くして、上述の如く、複数本の電極を配設し、これら
の電極の電極間隙Ｇを少くとも不連続乃至は連続的の何
れかに変化させることにより、隣接する電極に対して、
液状体２ｏＯが電気浸透して集まる関係にあるオン電圧
ｖｃを、対象とする電極に印加した状態では、その電極
上を液状体２ωは、電極間隙Ｇが犬なる方向に移動し、
電極先端に集束された液状体の隆起２１０が電気的に形
成制御される。

一方、上記とは反対極性のオフ電圧ＶＡが印加される場
合には、電極間隙Ｇが狭い方向に液状体２００が移動し
、隆起２１０は勿論のこと、遂には対象とする電極上の
液状体２００は、電極表面に電気化学的に薄く付着して
いる部分る除き、殆んど全てが吸い上げられ液状体不在
部２１１が電気的に形成されることになる。

なお、本例では、電極幅Ｗは一定に選ばれたが電極間隙
Ｇが狭い部分では、電極幅Ｗを広く、電極間隙Ｇが広い
部分では、電極幅Ｗを狭く選ぶことも、また、反対に第
２図に示す如く電極間隙Ｇが狭い部分では電極幅Ｗも狭
く、電極間隙Ｇが広い部分では電極幅Ｗも広く選ぶこと
もできる。

上記の内、前者は、電極を配列電極としてその配列ピッ
チを一定とすることが出来、この場合には電極設計が容
易となる利点がある。一方、後者は、電極間隙Ｇの狭い
部分で電極幅Ｗが狭いため、この部分への液状体２００
への集中が速く、従ってこの部分からの電気浸透２０１
による液状体２００の押し出し２０２の効果が有効に利
用できる利点がある。なお、電極幅Ｗは全て同じように
変化させることなしに、例えば電極１本おきに一定幅に
したり、異なるように変化させても良い。

何れにしても、本発明においては、スイッチ回路２を介
して、夫々その両隣りの電極に対して、対象とする単送
乃至は複数の電極に一オフ電圧ＭＡ。

オン電圧ＶＣを選択的に印加することにより、液状体２
００の電気的移動制御が行え、電極先端部に液状体隆起
部２１０．液状体不在部２１１を選択的に形成できる。

なお、第２図の如く電極間隙Ｇが他に比較して極端に狭
い場合、オン電圧Ｖｃの印加により急激に対象とする電
極ｌｎ上に液状体２００が集中すると、その効果で液状
体２００が縁端１２側に流出する場合がある。

この流出は、液状体２００の移動２０１の効果を減少さ
せるので、電極間隙Ｇが狭い縁端１２側に、流出防止手
段を付与して解決される。

この有効な手段は、第２図に例示するように、細帯状に
流出防止剤３００を塗布設置することである。流出防止
剤３００は、例えば表面張力が１１　ｄｙｎｅ／Ｃｍ程
度に極めて小さい弗素樹脂系のオイルバリヤ（例えば商
品名で住友３Ｍ社のＦｌｎｃｒａｄＦＣ−７２１）を薄
く塗るか、若しくはプラスチック材料等の絶縁性の角柱
を接着したり、接着剤を塗布して形成できる。

第３図は本発明にかかる液状体の電気的移動制御体の他
の実施例の斜視部構造図と給電方式を示す図である。

本発明によると、電気的に制御された液状体の隆起部（
メニスカス）が形成できるため、前述の如く液状体２０
０をインク等の着色体にすることにより、インクオンド
マンド型のマルチノズルのインクプリンタが形成できる
。本例はこのようなフリンタへの応用の一例を示したも
のである。

本例では、電極Ｌ　＋　１２　＋　・・・１ｎ−１＋　
７！ｎは、例えば３００μｍ程度の等しい配列ピンチで
、その総数が奇数個の配列電極で構成する。

奇数番電極ｊ！＋　、　ｌｓ　、−１ｎ−２，ｌｎは基
板表面１１上に、例えばその幅を２０μｍ程度にムＵ等
を蒸着し、これらへの電圧、”１＋　ｖ３・・・ｖｎ−
ａ　、　ｖｎ−２。

Ｖｎは零Ｖとし、一括して接地される。一方、偶数番電
極１ｈ　、　Ａ４．−１ｎ−ｓ　、　Ａｎ−１は、深さ
が例えば２０〜６０μｍ、その幅は縁端１２側が２０〜
３０μｍで縁端１２から縁端１３側に向けて広くなり、
その最大幅は２００μｍ程度に選んだ陥没溝１４内に、
ムＵ等を１μ程度の厚さに蒸着して構成し、選択的にオ
ン電圧Ｖｃ　、オフ電圧が印加されるか接地（零Ｖ）さ
れる。

奇数番電極Ａｔ　、　ｌｓ・＝＝＃１ｎ−ａ　、　ｉｎ
−＋　、　Ｉｎが設けられる基板表面１１の縁端１２側
から縁端面１２′にかけて、インクを形成する液状体２
００をはじく、いわゆる前述の如きオイルバリヤ３１・
０を塗布し、これらの部分からの液状体２００の湯流出
を防止する。

縁端１３側には、基板表面１１へ、インクを形成する液
状体２００を供給する液状体供給体４００を設置する。

その設置位置は、好しくけ前記陥没溝１４０幅、すなわ
ち電極幅最大部乃至は変化部の少くとも何れかを含む位
置で、供給体４００の縁端４０１に対応する位置から縁
端１２迄の長さすなわち露出端面の幅は例えば０．１〜
２闘程度とする。

液状体の供給体４００は本例にとどまらず第６図におい
ても、好しくけ、液状体２００に対して基板表面１１と
同一の電気浸透極性（本例では負電極方向）を有するよ
う、ガラス板や酢酸セルローズ等のプラスチック板等か
ら作り、間隙４０２内での液状インク２００の不要な電
気浸透による環流を防止する。この供給体板面と基材表
面１１との間隙４０２は例えば６０〜１００μｍ程度の
平行間隙とし、縁端１３側の側板は、プラスチック接着
剤等から成る流出防止封着剤３２０をもって、基板表面
１１及び陥没溝１４内の電極１１，１２・・・ｌｎ−＋
、Ｉｎ表面に封着され、縁端１３側への液状体２００の
流出を防止する。間隙４０２には細いチューブ４１０を
介してインクを形成する液状体２００が外部から供給さ
れ、その供給圧力は、間隙４０２から基板表面１１及び
陥没溝１４にしみ出す程度の適当に低い圧力に選ぶ。

斯くして奇数電極１，３．・・・１ｎ−２，ｌｎと偶数
電極１２＋　ｌ＜−・・Ｉｎ−５、ｌｎ−＋　　の電極
間隙は、縁端４０１部で約４０μｍ程度と狭く、縁端１
２に近付く程広くなり、縁端１２部では約１２６〜１３
０μｍで約３倍程度広い。

Ｖｎ−５＝ｏ　　とした偶数電極１ｎ−５は両隣りの奇
数電極１ｎ−４１ｎ−６（Ｖｎ−４＝　Ｖｎ−６二〇）
と電位差がないため、液状体２００の電気浸透は生ぜず
、その電極先端Ｉｎ−５’には液状体隆起は発生しない
。

然るに、偶数電極１ｎｊの如く例えばＶｎ−ｊ　＝−１
６０部程度のオン電圧ｖｃを印加すると、両隣りの奇数
電極７！ｎ　ｓ　７Ｉｎ−２（Ｖｎ　＝　Ｖｎ−２−ｏ
ｖ）側から基材表面１１を介して液状体２００の電気浸
透２０１を生じて陥没溝１４内に集中し、電極先端Ａｎ
−＋’方向への液状体２００の移動２０２が起こる。こ
の液状体２００はオイルバリヤ３１０の存在のために縁
端面１２′に濡れ逃げることなく、縁端面１２′から突
出した液状体２００の隆起部（いわゆるメニスカス）２
１０を生ずる。

一方、偶数電極１ｎ−５の如く、例えば”ｎ−３−＋１
５０　程度のオフ電圧ＶＡが印加された状態では、偶数
電極ｇｎ−ｓ　　側から奇数電極Ｉｎ−２１１ｎ−ａ側
に電気浸透２０２′を生じ、従って陥没溝１４内では矢
印２０１′の如き液状体２００の移動が起こり、電極先
端βｎ−１′に例示した如き隆起部２１０は消滅し、電
極先端ｅｎ−ｓ’には液状体不在部２１１を生ずること
になる。

奇数電極先端部”　２’　＋　１ｎ−４’にはオイルバ
リヤ３１０が例えば幅１００〜２００μｍ程度で細帯状
に塗布されていて液状体２０ｏをはじくため、隆起部２
１０は形成し得ない。

斯くして、縁端面１２′から例えば２００μｍｆｊ度の
隔たりをもって紙などの記録媒体５００を設け、その裏
側に対向電極６００を設置し、この対向電極６００に、
前記隆起部２１０の存在下で。

この隆起部２１０から液状体２００をクーロン力で飛翔
させるに足る高電圧ｖＨを、従来法とは異なり、変調す
ることなしに、単にバイアス印加しておくことにより、
オン電圧ｖｃが印加された偶数電極の先端からインク飛
翔が起こり、記録媒体６００面上に、いわゆるインク付
着２２０を選択的に生じさせることができる。オフ電圧
ＭＡ、或いは零Ｖに保持された電極先端には隆起部２１
０が存在しないだめ、インク付着２２０は生じ得ない。

インク付着濃度は隆起部２１０の大きさに依存するから
、オン電圧Ｖｃを振幅変調、パルス幅変調、更にはパル
ス幅振幅変調することによって変化し、中間調をもった
インク記録ができる。

バイアス高電圧ＶＨの極性は正、負何れでも可とするが
、オン電圧ＶＡと同極性に選ぶと、より低電圧で安定な
インク記録が行える。

これは、液状体２ｏｏが原理的にオン電圧Ｖｃと反対極
性に荷電していることに起因するもので、前述の例では
ＶＨとｖｃの電位差は例えば１．５ＫＶ以上に選ぶこと
が望ましく、前述の動作条件下では例えばＶＨは−１，
７ＫＶ〜−２，ＯＫＶ程度が好しい。

このようＫして、スイッチ回路２を介して偶数電極１２
．１＜・・・・・・１ｎ−３，ｌｎ−＋に変調されたオ
ン電圧Ｖｃ　、一定のオフ電圧ＶＡ　（零Ｖを含む）を
選択的に印加し、この電圧印加に同期して記録媒体５０
０を矢印５０１の如く移動させると、文字。

図形、更には中間調画像のインク記録が行える。

第４図は本発明にかかる液状体の電気的移動制御装置の
更に他の実施例の斜視部分構造と給電方式を示す図であ
る。

本実施例は第３図の奇数番電極１，３．・・・・・・Ａ
ｎ−２，ｌｎも偶数番電極２　、４　、−７！ｎ−ｓ　
ｓｌｎ　ｉ　と同様に陥没溝１４内に設置し、実質的に
インク記録にあずかる単位長当りの記録電極数を増加し
てインク記録解像度の改善をはかったもので、その寸法
は第３図の場合と比較して電極７！１゜１２・・・・・
・ｌｎ−＋　、　ｌＨの配列ピッチを例えば４００μｍ
程度に選ぶこと以外は同様に構成される。本例の場合は
、動作方式を改良することにより奇数番電極先端１　＋
’　＋　ｌｓ’・・・・・・１ｎ−２’　ｔ　Ｉｎ’を
横切って基材表面１１上に設けられたオイルバリヤは除
去され、縁端面１２′上のみオイルバリヤ３１０が塗布
される。

まだ、最外部に位置する電極１．ｓｌｎの動作を安定化
させ、これ以外の電極Ｊ２　、　Ｉｓ・・・・・・Ｉｎ
−１。

と同一条件で動作するよう、１２．　Ａｓ・・・・・・
Ｉｎ−１相互と同様の電極間隙を呈するよう、電極り、
Ｉｎの外側に補助電極ム１．ム２を金属蒸着膜等で基材
表面１１上に設ける。なお、補助電極ム１．ム２は他の
電極１，２．・・・・・・ｎ−１，ｎの場合と同様に陥
没溝１４を設け、この中に設置することもできる。

補助電極ム１．ム２にはオン電圧ＶＡと同極性、同振幅
の固定バイアスＶＢを印加する。

電極１＋　、　７！２・・・・・・１ｒｎ−１，ｌｎ　
への電圧印加は、変調信号電圧ｖＣ′を、少くとも夫々
の両隣りの電極にオフ電圧ＶＡが印加された状態で、選
択的に印加される。

ここに変調信号電圧ｖＣ′は、インク記録しない場合に
は零Ｖを含む一定振幅のオフ電圧ＶＡと、入力信号で変
調されてインク記録する場合のオン電圧Ｖｃとを含む。

本例では、奇数番電極１，３・・・・・・１ｎ−２，ｌ
ｎと偶数番電極２，４・・・・・・Ｉｎ−５ｌｎ−１に
交互に一定振幅のオフ電圧ＶＡと変調信号電圧ｖＣ′が
夫々印加され、いわゆる二度書きによりて一線がインク
記録される線順次記録の場合が例示されている。

図の状態は、奇数番電極への印加電圧ｖ、　、　Ｖ。

・・・・・・Ｖｎ−２Ｖｎに変調信号電圧ｖＣ′（すな
わちＶｘ若Ｌ＜　ｉｊ：Ｖｃ　）　、偶数ｖｉａ極１２
　、　ｌａ・＝＝・ｌｎ、−ｓ。

１ｒｎ−＋にオフ電圧ＶＡが印加された瞬間である。

例えば電極７！１にはｖ１＝ｖｃ′二ｖＡ　　なるオフ
電圧から成る変調信号電圧ｖＣ′が印加されるが、その
隣りの偶数番電極１２にはｖ２−ｖＡなるオニ電圧、ま
た補助電極ム０にはｖＢ　＝　ｖＡなる固定バイアスが
印加され、ｖにｖ２二ＶＡなる関係から、液状体２００
たるインクの電気浸透、従って電極先端１１’及び１２
′、ム１′　には液状体２００の隆起部２１０は生ぜず
、第３図の如き液状体たるインクの付着２２０は生じな
い。

一方、変調信号電圧ｖＣ′とじてオン電圧Ｖｃが印加サ
レタ奇数番電極１ｎ−２（Ｖｎ−２＝　Ｖｃ’　＝　Ｖ
ｃ）では、その両隣りの偶数番電極Ｉｎ−５（Ｖｎ−ｓ
＝Ｖｘ）　。

ｌｎ−＋　（Ｖｎ−＋　＝　ＶＡ）からの電気浸透２０
１，２０１’によって、電極１ｎ−２上の陥没溝１４に
は液状体２００の押し出し移動２０２が起こり、電極先
端１ｎ−２’には隆起部２１０を生じるため、第３図の
如きインクを形成する液状体２００の付着２２０が得ら
れる。

ｖｎ−ｖｃ′＝ｖｃなる奇数番電極ｌｎについても隣接
する片方の電極として補助電極ム２（ＶＢ：ＶＡ）が位
置するだめ、全く同様に動作し、隆起部２１０を生じる
。

偶数番電極１ｎ−ｓ　（Ｖｎ−３＝　ＶＡ　）　＋　Ａ
ｎ−＋　（Ｖｎ−＋＝　ＶＡ　）では上記の電気浸透２
０１，２０１’により矢印２０１の如き液状体２００の
移動を生じ、夫々の電極先端１ｎ−ｓ’　＋　ｌｎ−＋
’には液状体不在部２１１を発生し、上述のインク付着
２２０は発生しない。

斯くして、上述の動作では、奇数番電極１＋　、１３・
・・・・・１ｎ−２１ｎに印加される変調信号電圧Ｖ　
ｅ　ｒに対応した濃淡で記録媒体６００上にインク付着
２２０を生じ、偶数番電極１２　、　ｌａ・・・・・・
１ｎ−ｓ。

１ｎ−１及び補助電極ム１．ム２部ではインク付着２２
０は生じない。

次の瞬間に奇数番電極り、Ａ３・・・・・・Ｉｎ−２，
ｌｎにオフ電圧ＶＡを印加し、偶数番電極７！２．β４
・・・Ｉｎ−５、４１！ｎ−１に夫々変調信号電圧ｖｃ
′を印加すると、偶数番電極部で夫々の’ｌ／　ｃ　ｒ
に対応したインク付着２２０を生じ、このように２回の
時分割駆動により一線のインク記録が行え、これに同期
して記録媒体６００を紙送りすると、線順次で文字。

図形９画像のインク記録が行える。

なお、補助電極ム１．ム２は、本例にとどまらず他の実
施例においても、製作技術的には陥没溝１４内に収容さ
れる配列電極７！１．　Ａ２・・・・・・１ｎ−１，ｌ
ｎの内の最外側の電極７！１．Ａｎを利用し、これに固
定バイアスＶＢを印加して、代用することができる。

第６図は本発明にかかる液状体の電気的移動制御装置の
他の実施例の斜視部分構造と給電方式を示す図である。

本例は、第４図の電気的移動制御素子１００において、
基材表面１１への液状体２００の供給を二次元的な広が
りをもち、液状体２００透過性の膜状の多孔質誘電体４
１０に対する液状体２００の電気浸透を利用して、前記
変調信号電圧ｖｃ　Ｊによって変調制御して行い、更に
高感度な動作を意図したものである。

多孔質誘電体４１０は液状体２００を、基材表面１１の
場合と同極性、すなわち負電極方向に電気浸透させるよ
う材質を選ぶ。多孔質誘電体４１０は例えば厚さが４０
〜２００μｍ、平均孔径が０．１〜８μｍ、空孔率６０
〜８０％程度の酢酸セルローズのマイクロポーラスメン
グレンフィルタを用いる。その−縁端側は図のように逆
流防止封着剤３２ｏをもりて基材表面１１及び陥没溝１
４に亘って封着する。多孔質誘電体４１０上には、例え
ば厚さが６０μｍ程度のステンレスや燐青銅板等に１ｏ
ｏ〜４００メツシュ程度に孔をあけた液状体透過性電極
４２０を設置、固定する。液状体２００は、例えば図示
の如く、例えば容器４４０からスポンジ体４３０の毛管
現象を利用して、電極４２０を介して多孔質誘電体４１
０、並びにその基材表面１１との間隙４１１に供給され
る。

このようにして、本実施例の移動制御装置は構造的には
給電部に、逆流防止部り、液状体供給変調部Ｍ、露出端
面を形成する液状体集束部Ｎから成る。

本実施例も第４図と同様に、奇数、偶数番電極に交互に
時分割で、オフ電圧ＶＡ　、変調信号電圧ｖｃ　ｔが印
加される場合が例示され、液状体透過性電極４２０は接
地され、基準電位を形成する。

図示の如く、奇数番電極１．ｌｓ・・・・・・Ｉｎ−２
，Ｉｎに夫々オフ電圧ＶＡ　、オン電圧Ｖｃを含む変調
信号電圧ｖＣ′、偶数番電極１２．　ｌａ−・・１ｎ−
ｓ　、　ｌｎ−＋にオフ電圧ＶＡ　、補助電極ム１．ム
２にバイアス電圧ＶＢが印加された場合、Ｖｃ’　＝　
ＶＡなる関係にある奇数電極（例えば図では、ｌｓ　、
７Ｉｎ　）　、偶数番電極及び補助電極部では、これに
対向する液状体透過性電極４２０部は負電極を形成する
だめ、とれらの電極部から電極４２０方向に多孔質誘電
体４１０の厚みを介してその電気浸透に基く吸い上げに
よる液状体２００の移動２０３′が起こる。またその内
で特に、隣接する偶数番電極（例えば図ではｌ＋＋７！
ｎ−２）にｖＣ′＝ＶＣナルオン電圧カ印加された奇数
番電極（例えば図では１２＋１ｎ−ｓ。

１ｎ−１）では、変調部Ｍ、集束部Ｎを問わず基材表面
１１を介してその偶数電極に向っての前述の電気浸透２
０１′もある。従って前記の全ての電極の電極先端部（
すなわち図では人、（、ｌ　２１　、　ｌ　ｓ　Ｊ。

ｌｎ　３’　＋　Ａｎ−１’　＋　ｌｎ’　ｓ人２′）
に位置する液状体２００はその吸い込み移動２Ｃ）’に
より、これらの電極先端部には存在し得す、その電極先
端は勿論のこと、はぼ液状体集束部Ｎの全範囲に亘って
効果的に液状体不在部２１１が形成される。

一方、変調信号電圧ｖＣ′としてオン電圧ＶＣが印加さ
れた奇数電極（例えば図の１＋、Ｉｎ−２）では、隣接
する補助電極（ム１）、偶数電極（１２゜１ｎ−ｓ　　
１ｎ−１）側からの液状体２ｏｏの電気浸透集中２０１
に加えて、多孔質誘電体４１０を介しての電極４２０側
からの電気浸透２０３によって、電極先端部７Ｉｎ−２
’に向けての強制的な液状体２ωの押し出し２０２、ま
た集束部Ｎ内に位置する基材表面１１における電気浸透
集中２０１によって、陥没溝１４したがって電極先端部
１ｎ−２’には効果的に液状体隆起部２１０が形成され
る。

従って、第４図の如きクーロン力飛翔法、乃至は第６図
の如く、ゴム等の圧接ローラ６１０を介して縁端１２従
って隆起部２１０に記録媒体改℃を接触せしめる接触転
写法により、Ｖｃ’に対応して選択的に良好な液状体付
着２２０が得られる。

斯くして、奇数、偶数電極に時分割で交互に変調信号電
圧Ｖｃ’に選択的に印加し、また、液状体２００として
着色インクを用いると、低電圧動作のインクプリンタが
構成できる。

第４図の如く、縁端面１２′へのオイルツクリヤ３１０
の設置は本例においても有効であるが、接触転写法によ
る場合は、第６図の如く省略することもできる。

本実施例の如く、多孔質誘電体４１ｏ、液状体透過性電
極４２０を設けて液状体２００を供給変調するインクプ
リンタ装置は、既に本発明者によって提案されているが
、電極１＋、ｌｚ・・・・・・Ｉｎ−１゜Ｊｎの電極幅
Ｗ、電極間隙０が本発明とは異々ゆ一定である。

そのため、前述の如き電極間隙Ｇの変化に基く液状体の
押し出し移動２ｏ２．吸引移動２０２′が弱く、電極先
端における隆起部２１ｏ、液状体不在部２１１の形成は
、多孔質誘電体４１０を介しての電気浸透２０３，２０
３’に基く情熱による液状集束部Ｎへの液状体２００の
しみ出し効果及び表面張力に起因する液状体供給変調部
Ｍへの引っ張り込み効果が主たるものであった。

そのため、液状休業束部Ｈの幅も５０〜７６μｍ程度と
狭くする必要があり、また高速動作では、集束部Ｈにお
ける液状体２００の移動２０２，２０２’が対応できな
くなり、高速度動作には難があった。

然るに本願によれば、電極間隙Ｇの変化による前述の電
気浸透２０１．２０１’に基いて強制された液状体移動
２０２，２０２’が付加されるため、集束部Ｈの幅も１
００μｍ以上と広く取ることが可能で、また高速動作に
も有利である。

なお、液状体供給変調部Ｍの幅は、通常２０闘以上に適
宜広く選択される。

第６図は本発明にかかる液状体の電気的移動制御装置の
一実施例の、また第７図は他の実施例の斜視部分構造図
である。

一般に液状体２００として着色インクを使用し２第６図
の装置を、インクプリンタ等として使用する場合、その
記録解像度は単位長当りの配列電極数に依存する。この
記録解像度の向上には、配列電極の配列ピッチを狭くす
る必要がある。配列ヒ。

ノチを狭くすると、配列電極延長方向への電極間隙Ｇ及
び電極幅Ｗの変化の度合いが大きく取れないだめ、前述
の電気浸透２０１　、２０１’に基く液状体の移動２０
２，２０２’　、特に最も必要される液状休業束部Ｎに
おける移動が大きく取り難いことになる。第６図、第７
図は、第６図装置を例にとりその改善を意図したもので
、この理念は第３図や第４図の装置にも適用される。

第６．第７図においては電極１ｎ−３・・・・・Ｉｎを
収容する陥没溝１４は、液状体供給変調部証においては
、配列ピッチｐｏ及び幅ＷＯは一定の陥没溝１４′で、
したがって電極４ｎ−３・・・・・・７！ｎの幅Ｗ及び
電極間隙Ｇも一定不変である。

然るに、液状休業束部Ｎにおける陥没溝１４″のピッチ
ＰＯは不変であるがＷ　Ｗｏ’は第６図では縁端１２に
向って連続的に狭くなり、また第７図では連続的に段差
をもって狭くなっている。

従って液状休業束部Ｎにおける電極１Ｈ−ｓ・・・ｌｎ
間の電極幅Ｗ及び電極間隙０は、縁端１２に向って夫々
第６図では連続的に狭く及び広くなり、第７図では段差
をも９て不連続的に狭く及び広くなる。

このように、電極間隙Ｇ及び電極幅Ｗの変化を露出端面
すなわち液状体集束部Ｎ内に限定して設けると、この部
分での単位長当りのＧ及びＷの変化率を、電極Ｉｎ−５
・・・・・・Ｉｎ従って陥没溝１４の配列ピンチを狭く
取っても犬にでき、集束部Ｎ内における前述の電気浸透
２０１　、２０１’における液状体２００の移動２０２
　、２０２’がより効果的に行え、隆起部２１ｏ、液状
体不在部２１１の形成における前述の原理上の難点が更
に改善される。

なお、第６図の如く、縁端１２に向って陥没溝１４“の
深さを浅くすると、上記の移動２０２，２０２’がより
助長される優れた効果を有する。

なお、本実施例では、電４１ｎ−ｓ・・・・・・Ａｎは
陥没溝１４の底部に配置された例が図示されているが、
陥没部１４の底部を含み、内壁全面に被着しても良い。

なお、以上の説明において液状体２００は着色インクに
限らず、他の非着色材料も同様に使用できることは明ら
かである。

以上詳述したように、本発明は固体誘電体基材面上に複
数個の電極を設けて、これらの電極間隙を変化させ、そ
の電気浸透を利用した液状体の電気的移動制御装置であ
り、種々の液状体の電気的移動制御、更にはこれらを応
用することによりマルチノズル、インクオンデマンド、
低電圧変調動作型等の高性能のインクプリンタ等が実現
でき、その産業上の効果は犬なるものがある。

【図面の簡単な説明】 第１図ａ、ｂ、ｃは本発明にかかる液状体の電気的移動
制御装置の一実施例の斜視部分構造と給電方式を示す図
、第２図は本発明にかかる液状体の電気的移動制御装置
の他の実施例にかかる部分構造図、第３図は本発明にか
かる液状体の電気的移動制御装置の更に他の実施例の斜
視部分構造と給電方式を示す図、第４図は本発明にかか
る液状体の電気的移動制御装置の他の実施例の斜視部分
構造と給電方式を示す図、第６図は本発明にかかる液状
体の電気的移動制御装置の他の実施例の斜視部分構造と
給電方式を示す図、第６図は本発明にかかる液状体の電
気的移動制御装置の一実施例の斜視部分構造図、第７図
は本発明にかかる液状体の電気的移動制御装置の他の実
施例の斜視部分構造図である。 １・・・・・・信号電圧回路、２・・・・・・スイッチ
回路、１゜・・・・・・誘電体基材、１１・・・・・・
基材表面、１２，１３・・・・・・縁端、１４・・・・
・・陥没溝、１ｏＯ・・・・・・電気的移動制御素子、
２０ｏ・・・・・・液状体、２０１．２０１’。 ２０２．２０２’・・・・・・電気浸透による液状体移
動、２１０・・・・・・液状体の隆起部、２１１・・・
・・・液状体不・底部、２２０・・・・・・液状体付着
、３１０・・・・・・オイルバリヤ、３２０・・・・・
・流出防止封着剤、４００・・・・・・液状体供給体、
４１０・・・・・・多孔質体、４２０・・・・・・液状
体透過性電極、５００・・・・・・記録媒体、６００・
・・・・・対向電極、６１０・・・・・・圧接ローラ、
１１．Ｉｋ・・・・・・ｌｎ−＋　、　ｉｎ　、ム１．
ム２・・・・・・電極、Ｖ、、Ｖ２・・・・・・Ｖｎ−
１、Ｖｎ、　ＶＡ　、　ＶＢ　、　ＶＣ、ＶＣ′・””
・電圧。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名簿　
ｌ　＠ α Ｌ−−−−−べｆ 第７図 蜂に１→−一−ＭＮ＋ＴＩ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）固体誘電体基材面上に、互に絶縁された複数個の
   電極を配設すると共にこれら電極間の電極間隙を変化さ
   せ、前記基材面上に、この基材面に対して電気浸透性の
   液状体を配し、前記電極の相隣る電極間に電圧を印加し
   、この電圧に対応して前記液状体を電気的に移動制御す
   ることを特徴とする液状体の電気的移動制御装置。 ＋２１　　前記電極は複数本の配列電極から成り、その
   長さ方向に電極間隙を変化させたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の液状体の電気的移動制御装置。 （３）前記配列電極の電極幅は、隣接する配列電極との
   電極間隙が狭い部分では狭く、広い部分では広く選ばれ
   たことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の液状体
   の電気的移動制御装置。 （４）前記電極の電極間隙の狭い部分側の前記誘電体基
   板面上に、前記液状体の流出を防止する手段を付与した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液状体の
   電気的移動制御装置。 （６）前記電極は複数本の配列電極から成り、これらの
   電極の一方の端部側と比較して他方の端部側の電極間隙
   は広く選ばれ、且つ前記一方の端部を含む前記誘電体基
   材面上に液状体を供給する手段を付与したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の液状体の電気的移動制
   御装置。 （６）前記配列電極の前記一方の端部側と比較して他方
   の端部側の電極幅が狭く選ばれたことを特徴とする特許
   請求の範囲第６項記載の液状体の電気的移動制御装置。 （７）　　前記電極は、前記誘電体基材面に設けられた
   陥没溝内に設置されたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項、第２項、第４項または第６項記載の液状体の電
   気的移動制御装置。 （８）　　前記電極は、前記誘電体基材面に設けられ、
   且つその一方の端部断面が、前記誘電体基材の一方の縁
   端面に露出して形成された複数本の配列陥没溝内に配設
   された配列電極から成り、この誘電体基材面と液状体透
   過性電極との間に、液状体透過性にして二次元的な広が
   りをもつ多孔質誘電体を介挿せしめると共に、この多孔
   質誘電体の一縁端を前記誘電体基材の一方の縁端よりも
   内側に位置せしめてこれら両縁端間に前記誘電体基材の
   露出端面を形成せしめ、前記配列陥没溝及び配列電極は
   、少くとも前記露出端面において前記誘電体基材の一方
   の縁端に向けて、夫々の電極幅を狭く、また、夫々の電
   極間隙を広く形成すると共に、前記誘電体基材面並びに
   前記多孔質体に対して同一電界極性方向に電気浸透する
   関係にある液状体を、前記液状体透過性電極を介して前
   記多孔質体に供給し、且つ、前記液状体透過性電極と夫
   々の前記配列電極間に選択的に信号電圧を印加し、この
   信号電圧に対応して前記露出端面の配列電極上に制御さ
   れた液状体部を選択的に形成することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の液状体の電気的移動制御装置。 （９）前記露出端面における前記配列陥没溝及び配列電
   極の幅及び電極間隙を連続的に変化せしことを特徴とす
   る特許請求の範囲第８項記載の液状体の電気的移動制御
   装置。 （１ｏ）前記露出端面における前記配列陥没溝及び配列
   電極の幅及び電極間隙が不連続的に変化せしことを特徴
   とする特許請求の範囲第８項記載の液状体の電気的移動
   制御装置。 （１１）前記液状体は着色体であることを特徴とする特
   許請求の範囲第８項記載の液状体の電気的移動制御装置
   。