JPS6216192B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、磁性流体記録装置に関するものであ
り、記録紙表面と針電極間の距離を容易に設定可
能とするとともに、記録信号の応答性を改良し
て、記録ノイズが少なく品質の高い画像を形成で
きる磁性流体記録装置を提供するものである。

従来の磁性流体記録装置の要部構成を第１図
に、従来のゲート電極の構成を第２図に示す。第
１図において、タンク５に入つている磁性流体４
は磁石で構成されている供給路３によつて針電極
２の先端に供給されている。針電極２には針電極
制御回路１０で制御された高圧スイツチング回路
９からの正の電圧パルスが印加され、針電極２の
先端の磁性流体が帯電する。一方ゲート電極１に
は画信号制御回路８によつて制御された高圧スイ
ツチング回路７からの負の電圧パルスが印加さ
れ、ゲート電極１に接続している記録紙６の表面
に電荷が誘導される。１１はゲート電極１用電
源、１２は針電極２用電源である。

尚、針電極２とゲート電極１との間には、バイ
アス電圧１３が加えてある。この構成では針電極
２の先端の電荷と記録紙６表面の電荷の作る電界
が、ある一定値を超えると磁性流体がクーロン力
で飛翔し記録紙の表面に達する。

第２図はゲート電極の構成図で、ポリイミドベ
ース１５上に200μｍピツチで並んだゲート電極
１と入力用コネクタ１４から成つている。また第
３図はゲート電極と針電極の配列関係を拡大して
示す図で、一個のゲート電極１に対し16本の針電
極２が対向していることを示している。

第４図は、第１図の要部を正面から見た図で、
針電極先端付近の磁性流体の隆起状態を詳細に示
すものである。図示のように針電極１本毎に磁化
された針電極と磁石３とによつて磁性流体の隆起
が形成され、クーロン力によつてこの隆起先端か
ら磁性流体４が記録紙６表面に向つて飛翔する。

画像記録は、針電極２を順次走査すると共に、
ゲート電極１に画信号を加えることによつて行な
われる。尚、ゲート電極１は図示しない回動自在
なアームに取付けてあり、記録紙の交換時、また
針電極のクリーニング時には、ゲート電極１が回
動できる様になつている。

この様な磁性流体記録装置において、記録ノイ
ズのない良質な画像を得るためには、以下の条件
を満す必要がある。

(ア) 適正な形状と量の磁性流体の隆起を安定に保
つこと。

(イ) 隆起先端と記録紙表面との距離（第４図の
ｄ）を適正に保ちかつ変動しないこと。

(ウ) 記録紙表面に応答性の良い画信号が得られる
こと。

従来の装置では、特に(イ)，(ウ)に関して以下の様
な問題点があつた。(イ)に関しては、記録紙交換時
や針電極部のクリーニング時に、ゲート電極１を
回動して規定位置から移動させるが、これを元の
位置に戻した時、回動前の規定位置に精度良く戻
りにくいという欠点があり、特にゲート電極が回
動軸から最遠部に位置する構造のものでは誤差が
大きいものであつた。また磁性流体記録は普通紙
に記録できることが大きな特徴であるが、記録紙
の交換に際し、種類の異なる紙ではその紙厚の差
により上記距離ｄも変化することになる。上記隆
起先端と記録紙表面との距離ｄの変化は非常に大
きな影響を画質に与えるので、ゲート電極の回動
または記録紙の交換のたびに距離ｄの大きさを確
認し再調整する必要があつた。また、その調整も
微少であるので困難であつた。

また、(ウ)に関しては、画信号が続く場合、ある
いは次の画信号までの休止期間が短くなる。高速
記録の場合、記録紙表面に電荷が蓄積され、画信
号に対する応答性が悪くなり記録紙表面の電荷に
よる記録ノイズが出易すくなるという問題点があ
つた。以下これを詳細に説明する。

ゲート電極１に画信号を加えながら、針電極２
を順次走査して画像記録を行なう際、ゲート電極
１には連続して２回以上電圧パルスを印加する場
合が生じる。第５図は、ゲート電極１と針電極２
に加えられる電圧パルスのタイミングを示すもの
であり、Ａには記録周期が長い場合の針電極電圧
パルス波形１６ａ，ゲート電極電圧パルス波形１
７ａ，記録紙表面電圧波形１８ａを示す。また同
図Ｂには記録周期の短い場合における針電極電圧
パルス波形１６ｂ，ゲート電極電圧パルス波形１
７ｂ，記録紙表面電圧波形１８ｂを示す。

記録周期が長い（同図Ａ）と記録紙６の表面に
現われる電圧は、次の電圧パルス（画信号）が印
加されるまでには充分放電してしまい次の電圧パ
ルス（画信号）に対して何ら影響を与えない。し
かしながら、記録速度が速くなり、Ｂのように電
圧加周期が短かくなると、記録紙６表面の電圧応
答が遅いため記録紙６表面が完全に放電してしま
わないうちに次の電圧パルスが印加され、電荷が
重畳されていく。

従つて、この様な同一ゲート電極１に連続して
電圧パルス（画信号）が加えられる場合、記録紙
６表面上に電荷が蓄積され、針電極２に電圧パル
ス（画信号）が加わらなくともバイアス電圧１３
と記録紙６表面電位とによるクーロン力で磁性流
体が飛翔することがあり、記録紙上に記録ノイズ
が発生することになる。

この記録ノイズは、記録速度が速くなり画信号
の休止期間が短くなる程著しくなることが実験的
に確認されている。

本発明は、上記の従来の問題点を解決するもの
で、磁性流体の隆起先端と記録紙表面との距離を
容易に精度高く保ち、かつ高速記録時における記
録紙表面の電荷蓄積の影響をなくして品質のよい
記録画像を得ようとするものである。以下本発明
の一実施例を図面にもとづいて詳しく説明する。

第６図に、本発明の一実施例の要部を示す。全
体の構成については、第１図とほぼ同じなので説
明は省略する。１９は針電極を取付ける針電極基
台であり、絶縁体で機械強度の強い材質である。
この針電極基台１９は機械強度の十分な基台２０
に固着してある。針電極基台１９と針電極２の先
端はここでは同一面上になつている。

２１は、磁性流体の隆起先端と記録紙６表面と
の距離を設定する位置決め部材（以下スペーサー
と称す）であり、針電極基台１９の上端面に固着
してある。スペーサー２１は、絶縁体部２１ａと
導電部２１ｂから成り、導電体部２１ｂは、記録
位置２２の近傍でかつ、記録幅にわたつて記録紙
表面に当接している。２１ａを絶縁体にしてある
のは、スペーサー下部が針電極２に近いので、針
電極２に加わつたパルス電圧がスペーサー２１を
通じて短絡するというような不都合を防止するた
めである。

スペーサー２１の高さは、磁性流体の隆起先端
と記録紙６表面との距離（第３図、第６図に示す
ｄ）が最適値になる様定めてある。つまり、ｄの
最適値に針電極２先端からの最適隆起高さΔｄを
加えた長さにしてある。したがつて、磁性流体隆
起と記録紙間距離ｄの設定は、スペーサー２１の
上端が記録紙表面に当接するように合わせるだけ
で済む。

また導電体部２１ｂは、ゲート電極の基準電位
（ゲート電極電源１１の（＋）側）に接続してあ
る。

以下、本実施例の動作を説明する。磁性流体は
供給路３によつて針電極２の先端に供給され、各
針電極ごとに磁性流体の隆起が形成される。針電
極２には、針電極制御回路１０で制御された高圧
スイツチング回路９からの電圧パルスが印加さ
れ、針電極先端の磁性流体隆起表面に電荷が帯電
する。

一方ゲート電極１には、画信号制御回路８によ
つて制御された高圧スイツチング回路７の電圧パ
ルスが印加され、ゲート電極１に接触している記
録紙６の表面に電荷が誘電される。

この両者の電荷によつて作られる電界が一定値
以上になるとクーロン力により針電極２先端の磁
性流体隆起から磁性流体が飛翔し、記録紙６表面
の記録位置２２に到達する。

ゲート電極に印加されている画信号の電圧は、
パルスのオフと同時にすみやかに減少するが、記
録紙６表面の電荷は、記録紙の表面抵抗値、体積
抵抗値が高いため短時間では減衰しない。しか
し、記録紙６表面に接触しているスペーサー上端
の導電体部２１ｂは、その抵抗値Ｐ_Sを記録紙の
表面抵抗値Ｐ_PS，体積抵抗値Ｐ_PVよりも小さくし
てあるので、この記録紙表面での電荷の放電を短
時間ですみやかに行なうことができる。従つて画
信号の周期が短かくなつても、また高速記録にな
つても記録紙６表面での電荷の蓄積を防止するこ
とができる。

ここでスペーサー上端の導電体部２１ｂを、記
録紙表面に当接するようにしてあるのは、以下の
理由による。記録紙６表面（非記録面）に放電用
電極を当接するなどして、記録紙６表面の電荷を
放電させる構成も考えられるが、ゲート電極から
加わる電位が、記録紙裏面→放電用電極という経
路で短絡され、記録に際して記録紙６表面上に十
分電荷が誘電されないというような不都合が生じ
易い。そこで、記録紙表面に十分電荷が誘導さ
れ、その上で放電がすみやかに行なわれるよう、
スペーサーの導電体部２１ｂを記録紙表面に当接
するようにしてある。

第７図は、本発明を用いた場合の記録紙６上の
電圧波形を説明したもので、針電極電圧パルス波
形１６ｃ、ゲート電圧パルス波形１７ｃ、及び記
録紙表面電圧波形１８ｃを示したものである。特
に波形１８ｃから明らかなように記録紙６表面の
電圧がすみやかに下つていることを示している。

以上のように本発明は、一端が針電極基台に固
定され他端が記録紙表面に当接するとともに電圧
印加手段の基準電位に接続された電極となる位置
決め部材を設けることにより、磁性流体の隆起先
端と記録紙表面との距離を容易に一定に保つこと
ができ、常に安定した飛翔条件を確保できる。

また、記録紙表面に誘導される電荷をすみやか
に放電させることができ、高速記録時に生じる記
録紙上での電荷蓄積を防止して、電荷蓄積によつ
て生じる半選択ノイズ（バイアス電圧と、ゲート
電圧パルスのみでインクが飛翔することに起因す
る記録ノイズ）を防止することが可能である。従
つて高速記録時にも記録ノイズがなく、常に品質
のよい画像を得る事が可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の磁性流体記録装置を示す要部
構成図、第２図はゲート電極の構成を示す平面
図、第３図は、ゲート電極と針電極の配列関係を
示す説明図、第４図は、針電極先端の磁性流体隆
起を示す正面図、第５図Ａ，Ｂは、従来装置の針
電極、ゲート電極、記録紙表面の電圧波形図、第
６図は本発明の磁性流体記録装置の一実施例を示
す要部構成図、第７図は、本実施例における針電
極、ゲート電極、記録紙表面の電圧波形図であ
る。 １……ゲート電極、２……針電極、７……高圧
スイツチング回路、８……画信号制御回路、９…
…高圧スイツチング回路、１０……針電極制御回
路、１１……ゲート電極用電源、１２……針電極
用電源、１３……バイアス電圧、１９……針電極
基台、２１……位置決め部材、２１ａ……絶縁体
部、２１ｂ……導電体部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 記録紙に対向して配置した磁性体より成る１
   本または複数本の針電極と、前記針電極を保持す
   る針電極基台と前記針電極に当接して前記針電極
   を磁化させ、前記針電極先端及び側面に磁性流体
   を付着、隆起せしめる磁石と、前記針電極先端に
   磁性流体を供給する供給手段と、記録紙を介して
   前記針電極と対置させた１個または複数個のゲー
   ト電極と、前記針電極と前記ゲート電極との間に
   互いに逆極性のパルス状信号電圧を印加する電圧
   印加手段と、一端を前記針電極基台に固定し、他
   端を記録位置近傍で記録巾にわたつて記録紙表面
   に当接せしめた位置決め部材とを有し、前記位置
   決め部材の少なくとも記録紙表面との当接部分の
   固有抵抗をＰ_s、前記記録紙の表面固有抵抗、体
   積固有抵抗を各々 Ｐ_PS，Ｐ_PVとした時、 Ｐ_S＜Ｐ_PS，Ｐ_PV となる様構成し、かつ前記位置決め部材を前記電
   圧印加手段の基準電位に接続したことを特徴とす
   る磁性流体記録装置。 ２ 前記位置決め部材の記録紙表面との当接部以
   外の部分を絶縁体で構成し、前記記録紙表面との
   当接部を前記電圧印加手段の基準電位に接続した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁
   性流体記録装置。