JPS5919819B2 - 画像記録方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は記録面に対向した面上に磁力により、磁性を有
する流動体を隆起させて、その隆起部分をクーロンカ等
によつて前記記録面に飛翔させて画像を得る記録方法に
関するものである。

本発明の第１の目的は、品質が高い記録画像を安定に得
ること”である。

ここで゛品質が高い’’ということは解像力とＳ ／Ｎ
比が人きいことを云・ い、゛安定に得る”とは、基本
的な消耗品の補給以外の補修を基本的に必要としないこ
とを云う。さらに解像力が高いということは、機械的な
高密度走査のみならず、隆起部分を高密度に形成させす
なわちマルチスタイラスによる電子的走査が可、能であ
ることを意味するものである。一般的に普通紙への画像
記録が可能で有望な方法として、ノズルからインクを飛
翔させるインクジニット記録、磁性粉体と回転磁界｝よ
び電界による粒子転移法とが知られている。

後者は、特公昭５１−４６７０７公報に記載の如く、回
転磁界で磁性粉体を記録点まで移動させ、磁力で鎖状と
なつた粉体の先端を用紙と接触させ、その先端を電界で
紙に転移させたのち加熱定着するものである。前者は種
々の改良がなされ、磁性流動体を応用するものに発展し
ている。この磁性流動体を応用した文字又は画像の記録
技術として次のようなものが知られている。

まず記録紙を介して支持体に一様に付着された磁気イン
ク面と磁石を対応させて前記インクを磁気で記録紙に飛
翔させる方法（特公昭４９−１７７４６号公報）がある
。また、ノズル中の磁気インクを交番磁気バイアスで振
動させて、電界または磁界による前記インクの飛翔を容
易にする方法（特公昭５１−１５４１９号公報）がある
。さらに電磁的に磁気インクを推進させる推進磁極と逆
極性にノズル中の該磁気インクを磁化させ確実に記録し
ようとする方法（特公昭４９−４８１４１号公報）があ
る。しかしながら、これらの公知技術には６品質が高い
記録画像を安定に”得られないという欠点がある。

すなわち、磁性体を用いる場合には磁性粉体を記録紙に
接触させることが必須要件となつているので、Ｓ／Ｎ比
が低下し記録像の品質が基本的に低くなる。また、イン
クを用いる場合には最も重要なノズルの先端部が微細孔
であるため、インク中のゴミや外部からの付着ゴミによ
つてあるいはインクの乾燥によつて微細孔が詰まるので
常時安定に記録できない。な訃このノズルを用いる方法
は基本的にノズルの高密度が難しく、かつそのノズルを
個々に制御することは困難である。さらに一様な面から
磁力で流動体を飛翔させる場合には多大のエネルギーを
必要とし、かつそのエネルギーが飛翔滴を推進させるに
は過人なので飛翔速度が高すぎる結果、流動体が霧化す
るので、解像力が低く、結果的に記録の品質が低下する
ものである。本発明は、上記従来技術に鑑み、磁力によ
り磁性流動体を隆起させ、それを画像記録信号にもとづ
くクーロンカ等で飛翔させる事によつて解決し、゛品質
が高い記録画像を安定に得る゛方法を提供するものであ
る。

以下図面とともに本発明の詳細について説明する。

まず第１図は本発明の記録方法に｝ける基本構成を示す
ものであり、１は記録体を表わし、クーロンカにより飛
翔した流動体が付着するための支持体で、１′は記録体
の表面すなわち記録面を示す。この記録面と対向しある
間隔を持つて、磁性を有する流動体３を支持する支持体
２が配置されている。２′は３および２の界面すなわち
２の表面を表わし、２′はＶと対面している。

４は本構成内に形成された磁場によるところの磁力線を
示すものである。

ところで本発明の特徴の一つに、流動体３として磁性体
を用いＱことから、前記流動体３は磁力の影響を受けて
、磁力線４に沿つて支持体２上に流動体の隆起点５を生
じるという現象がある。図中８は電源、９はスイツチを
示し、いまスイツチ９を閉じて１｝よひ３間ｖこ電界を
印加すると、隆起点５の先端部がクーロンカにより引き
離され、粒子６として記録面に向つて飛翔して行き、７
のごとくに記録面に到達し、記録面にクーカノカに応答
した記録が得られるものである。この構成の最も人きな
特徴は、磁力線４が存在する限り、５の隆起部分７＞籍
已録のために消費されても、流動体が磁性体であるため
即座に補給されて記録前の状態に復帰することである。
すなわち流動体の自已補給性を有することであり、この
ため従来のイックジェット記録のような微細孔を有する
ノズルを必要としないので、記録部機構を簡単に形成で
き、またごみやほこリによる目詰りは一切考慮しなくて
よいといつた優れた効果を持つている。第１図ｂは磁性
流動体が隆起部から分離されないで記録面に飛翔する状
態を示す。すなわち６′はクーロンカにより曵糸状に飛
翔したインクである。第１図ａの飛翔状態との差はイン
クの表面張力により生じるものであり、水のような表面
張力の低い液体を媒体とするインクでは第１図ｂのよう
に隆起部先端から糸を引いたようになる。次に本発明の
実施態様を更に詳しく説明する。

まず第１図記録体１としては、記録可能な面を有するこ
とが必須条件であり、記録体自体が必ずしも導電性物質
である必要はない。例えば紙，ブラスチツクシートや布
などの絶縁性材料を用いたときは、その背面に金属また
はそれに類する電極を設けることになク、記録のための
目的は達成されるものである。また記録体を最終目的の
記録を得るための媒体、すなわち転写体として用いると
きは、記録面が平滑でかつ流動体の浸透性の悪い材質の
ものが効果的である。な｝転写体として用いるときは像
を反転して記録しておく。第１図の２は流動体を担持す
るものであつて形状ならひに材質の如何を問わず磁性体
，非磁性体，導電体，非導電体たとえば金属訃よびその
合金，ガラス，セラミツク，紙，プラスチツクを用いる
ことができさらにそれらの多孔質体が使用できる。また
支持体２の表面２／！−１ｉ１記録面に対して必ずしも
平行である必要はなく凹凸面を有していてもよいもので
ある。流動体３はマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）、γ−フ
エライト（Ｆｅ２Ｏ３）、鉄粉などの磁性体そのものま
たはそれを含有することにより、流動体自体が磁性体と
して挙動するものである。流動体をクーロンカにより飛
翔させる場合には電荷が注入されやすい導電性の高い流
動体が望ましい。これらの流動体は磁性粒子と液体との
混合体、微粉体あるいはエアロゾルなどの状態で使用で
きる。微粉体は流動性に関してその他のものに劣るが、
表面張力が関与しないため比較的低い電圧で粒子を飛翔
させることができるという長所がある。この長所を活か
せる流動体として望ましい粉体は流動性を高のるために
磁性球状微粉体を用いることが良い、また、球状微粉体
の表面は平滑なほど有利である。

この流動性は安息角で表すことができ、本実施例では３
『未満であれば後述の自己補給性を認めた。安息角が３
『〜４『未満でも使用可能であるが“安定に記録できる
”状態ではない。さっに４『を越えると自已補給性が不
充分で振動などの補助エネルギを与えないと記録にかな
う隆起が得られなかつた。一方、液体との混合体もしく
はエアロゾルを流動体として用いたときは、それらが流
動性に優れているため流動体の自己補給性が迅速であり
記録レスボンスがきわめて速いという効果があり、さら
に記録体に繊維質の紙や布を使うと、その毛細管現象に
よる流動体の記録体に対する浸透が速いため、一切の定
着操作を要しないという優れた効果をも有している。

一定磁場中での流動体の自己補給性すなわち流動体の流
動性に及ぼす要因は数多くあるが、本記録方法に卦いて
は特に次の因子が重要な関連性を有する 本方法におい
ては流動体は磁性体であることが必須条件であジ、その
磁性が強ければ強い程自己補給性が人きい。

すなわち流動体は透磁率が大きくかつ飽和磁化が大きい
ほど優れている。また流動体が液体であるときは、支持
体に対する流動体の濡れや界面張力が小さいほど、さら
に粘度や比重が小さいほど自己補給性は向上する。流動
体が微粉体である場合には、その安息角、比重、粒径が
小さい程自已補給性が天きい。自己補給性の各因子は流
動体の飛翔性にも深い関係を持つて卦ｖ自己補給性の優
れた流動体ほど飛翔性にも勝れる。次に磁力による隆起
点の形成方法を第２図で説明する。

４は主たる磁力線を示し、５は流動体の隆起点を示す。

第２図でわかるように流動体の隆起点５を得るのは流動
体表面を垂直もしくはそれに近い角度で横切る磁力線４
を形成することによリ達成される。磁力線４を形成する
手段として次に示す方法がある。すなわち第２図におい
てａは流動体表面に対して上下いずれか一方にたけ磁石
１０を配置したものであり、磁石は永久磁石でも電磁石
でもよく、また磁石の極性に左右されないことは勿論で
ある。ｂは流動体表面に対して上下両方に磁石を配置し
たものであり、対向する磁石の極性が図のように異なれ
ばその効果は増人する。Ｃ，ｄ，ｅは支持体１１が流動
体中にある場合を示し、ｃは支持体表面が磁場がないと
きの流動体面より内部、ｄは同一平面上、ｅは外部にあ
るときの状態図である。支持体１１が磁石であればそれ
自体で磁力線４を形成し、図のような隆起点５ノ を作
る。１１が鉄のような透磁率の高い磁性体材料を用いた
場合、ａおよびｂと同様な方法で磁場を与えると磁力線
４が形成され図のような陸起点ができる。

また支持体１１が非磁性体Ｃかつ流動体が液体の場合は
、少なくとも磁石を隆起方向側に置くことにより隆起点
５が形成される。以上説明したごとく記録のための隆起
点の形成手段は、装置設計に鑑みいかにでも選択応用さ
れるものである。

隆起点の形状や人きさは磁力の強さや支持体１１の大き
さにより変わる。しかるにつ これらの要因を適宜調整
することにより、記録面上に所望の人きさの記録点を得
ることが可能である。次に本発明の実施例を第３図に示
す。

図中５は磁性を有する流動体を示し、この流動体として
松本油脂（株）製磁性流体”マーポマグナＦＮ４Ｏ″（
比抵抗ρ＋１０７Ω・Ｃｍ，粘度４０ｃＰｓ、飽和磁化
４００ガウス、分散パラフイン）を使用した。１０はピ
ン状の記録電極であ１００．２ｍ１ｔ直径の鉄線を用い
た。

これは磁性流体を支持と、これをつたつて磁性流体が隆
起する。１１は電磁石の磁心であり、かつ対向電極を示
すもので５ｍ１直径の鉄棒を用いた。

第３図の１２は金属ドラム表面である。１３は記録体で
あり厚さ８０μｍの上質紙を用いた。

１４は磁性流体をしみ込ませたフエルトである。

Ｅ，は電磁石の電源を示し、スイツチＳ２を閉じると図
のように磁性流体が記録電極先端に隆起する。記録電極
と記録紙との間隔は０．８１１に設定した。Ｅ９はバイ
アス電圧電源を示し、直流１．４ｋｖを印加した。次に
スイツチＳ２を閉じたままロールを主走査速度が０．５
ｍ／ｓとなるように回転させ、さらに副走査方向は８ラ
イン／ｍｌで移動させ、−７００Ｖ，１８ＫＨｚの画像
信号を与えたところ、信号に応じた黒色の品質の高い画
像が安定に得られた。これにより形成された画像の線幅
は約０．ｉｍであり、優れた解像度を持つものであり、
また生地の汚染は当然ながら全くなかつた。次に電磁石
の磁力を強めて同様に記録したところ約０．２露の線幅
からなる画像が得られ、これはきわめてコントラストの
高い、すなわち品質の高い記録画像であつた。

またこれらの電磁石を小さな永久磁石に変えたところ、
同様な結果を得た。いずれの場合も、数日放置後でも安
定に記録できた。以上は、バイアス電圧電源Ｅ２と画像
記録信号源Ｖｆとで電界を流動体５の隆起部分と記録体
１３との間に与えて、隆起部分にクーロンカを作用させ
る構成について示したが、第２図ｂに示すように、磁石
１０により流動体５を引き出せることから、第３図に卦
いて、記録体１３を狭んで記録電極１０の先端部に対向
する位置に電磁石を配置し、この電磁石の磁心に巻回さ
れるコイルに、バイアス電圧電源Ｅ２と画像記録信号源
Ｖｆを接続することにより、磁界を流動体５の隆起部分
と記録体１３との間に与えて、隆起部分に磁力を作用さ
せて記録を行なうことも可能であり、またこれらを併用
して記録することも可能である。

なお、クーロンカを用いると、磁力を用いるのに比べて
、機器設計に卦いてマルチスタイラス法を容易とする。
第５図に本発明の他の実施例を示す。

図中２は流動体を収容した容器、３は磁性流体、５は磁
力により形成された隆起点を示す。１１は７０μｍ径の
鉄−ニツケルーコバルトの合金（商品名：コバール住友
金属（株））を使用し強度を増すためエポキシ樹脂で補
強した。

１２は永久磁石で記録電極の背後に、その磁力線の向き
が記録電極と平行となるように配置した。

１３は記録紙で厚さ８０μｍの上質紙を用い、１４はこ
の記録紙を矢印方向に動かすゴムローラーである。

記録紙１３は磁心１１と接触させ、流動体液面と記録紙
との間隔は約２ｍｍとした。Ｅ６はバイアス電圧のため
の電源で直流１．５ｋｖを印加した。次に記録紙を矢印
方向に動かしながら、６００Ｖのサイン半波（６０Ｈｚ
）の信号を印加したところ、直径約２００μの黒色点か
らなる品質の高い直線が記録紙上に安定に得られた。以
上のように本発明は流動体を磁力で隆起させて飛翔させ
て記録するものであり、ノズルを使用する従来技術に比
較して不使用のときインクを抜，・ておいたり、ノズル
先端をインクタンクに漬けておくなどの特別の措置をす
ることなく常時安定に記録ができる。

これは、たとえ乾燥性の流動体を使用した場合でも、隆
起部の外側から使用されていくので本質的に隆起の特性
が変化することがなく、さらに塵埃が付着しても、隆起
の外面にのみ関与するたけなので、隆起の特性は常に安
定な状態にあるからである。さらに前記のようにノズル
を使用するものでは本質的に高密度化に難しさがあるの
に比較して、本発明では単純な構造のピン状支持体の高
密度化であるから、エツチングやワイヤリングなどの通
常の技術で高密度化を達成できるうえに、隆起部の先端
はさらに微細化されるから、解像力的に有利であり、６
品質が高い記録画像”に多大に寄与する。また平面状の
流動体からその一部を記録滴として磁力で飛翔させる方
式に比較すると”記録画像の品質゛と“安定性”の点で
効果がある。すなわち記録面に記録滴が到達するまでの
記録エネルギを次式で表わすことができる。

記録エネルギ（Ｅ）＝記録滴形成エネルギ（Ｅ，）十記
録滴飛翔エネルギ（Ｅｆ）・・・・・・Ｏ）ここでＥｆ
は記録滴の飛翔エネルギであるから特公昭４９−１７７
４６号公報記載の技術と本発明とは同じと考えられる。

しかしながら、Ｅ，は記録滴を正立方体としてモデル的
に単純化した場合本発明は流動体の隆起点を形成するた
め切離し面が一面であるのに比べ、特公昭４９−１７７
４６号公報記載の技術では隆起点を有しないので切離し
面が５面もある−、したがつてＥｐが本発明では？です
む。ここでＥｆは本来きわめて小量しか必要でないのに
、Ｅｐのだめに大きなＥを与えると障害がでる。すなわ
ち、Ｅｆに対し過人のエネルギーが供給されるので、記
録滴は必要以上に加速されるので、記録滴が霧化する結
果、゛記録面像の品質゛を損ない、かつ不安定となる。
これに対し本発明はこのような恐れがない。また本発明
はレスポンスの面でも優れている。また特公昭５１−４
６７０７号公報記載の粒子転移法と比較すると、これは
流動体が記録面と常時接触状態にあるので当然のことな
がら生地汚染されＳ／Ｎ比が小さい。

これに対し、本発明は流動体が接触していないので明ら
かにＳ／Ｎ比的に進歩性がある。なお、この特公昭５１
−４６７０７号公報に記載の流動体は流動性が低く、本
発明には適用できず、本発明の粒状流動体としては表面
が平滑な磁性球状微粉体で安息角が少なくとも３『未満
のものが良い。以上のように、本発明によれば、流動体
支持部に流動体を供給するのにノズル状の閉鎖系のイン
ク供給路を用いるのではなく、開放系のインク供給路例
えば流動体を含浸したフエルトなどを用いているため流
動体は磁化された支持部先端又は面上へと磁力により供
給され、流動体に加わる圧力が変化しても常に適正な隆
起を支持部先端又は面上に形成でき、高解像度記録を低
電圧で容易に得ることができるとともにノズルを用いな
いため、ノズルの目詰などの問題は全く発生せずしかも
磁性針のマルチ化を容易に行なうことができる。

このような効果を利用し得る記録機器にはフアクシミリ
，プリンタ，レコーダや複写機などがあり、本発明の方
法はきわめて、応用分野が広く有用なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的原理図、第２図ａ−ｅは磁性流
動体の隆起手段を示す図、第３図あ・よひ第４図は本発
明の記録方法を具体化した要部構成図である。 １・・・・・・記録体、２・・・・・・支持体、３・・
・・・・流動体、４・・・・・・磁力線、５・・・・・
・隆起点、６・・・・・・粒子、８・・・・・・電源、
９・・・・・・スイツチ、１０・・・・・・記録電極、
１２・・・・・・金属ドラム表面、１３・・・・・・記
録体、１４・・・・・・フエルト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 記録面に対向した支持体上に、磁性体を含む流動体
   を開放系の供給路により供給し、磁場勾配による磁力に
   より前記流動体を隆起させ、前記流動体の隆起部分と前
   記記録面との間に、画像記録信号に対応した電界または
   磁界の少なくとも一方を与えて、前記隆起部分にクーロ
   ン力または磁力の少なくとも一方を作用させることによ
   り、前記流動体を前記隆起部分から前記記録面に飛翔さ
   せ、前記記録面上に画像を記録することを特徴とする画
   像記録方法。 ２ 特許請求の範囲第１項の記載において流動体は磁性
   粒子と液体の混合体であることを特徴とする画像記録方
   法。 ３ 特許請求の範囲第１項の記載において流動体が安息
   角４０°以下の磁性球状微粉体であることを特徴とする
   画像記録方法。 ４ 特許請求の範囲第２項の記載において、流動体はピ
   ン状支持体を介して飛翔することを特徴とする画像記録
   方法。 ５ 特許請求の範囲第４項の記載においてピン状支持体
   の先端部を除く部分に流動体を含浸させたフェルトを接
   触させたことを特徴とする画像記録方法。 ６ 特許請求の範囲第４項または第５項の記載において
   ピン状支持体は流動体の主平面より前記流動体の隆起方
   向よりに突出していることを特徴とする画像記録方法。 ７ 特許請求の範囲第４項または第５項の記載において
   ピン状支持体は磁性体であることを特徴とする画像記録
   方法。 ８ 特許請求の範囲第４項または第５項の記載において
   ピン状支持体は導電体であることを特徴とする画像記録
   方法。