JPS637943A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、プリンタ等の記録装置に関し、特に、電子ビ
ームを使用した新規な記録装置に関する。

［開示の概要］ 本明細書及び図面は、プリンタ等の記録装置において、
電子ビームを使用することにより、簡便なプロセスで、
高速で、高精細で、安定した記録を同時に満足する技術
を開示するものである。

［従来の技術］ 従来、記録方法としては、銀塩写真、電子写真、静電記
録、感熱記録、インクジェット記録などが実用化されて
いる。これらはいずれも各記録方法の特長を利用されて
１例えば、銀塩は高解像度のカラー記録に使用され、電
子写真はその高速性、安定性から、記録プロセスの複雑
さはあっても、電子写真複写機に応用され、それぞれ大
きく市場を形成している。感熱記録は、その簡便さから
、ワードプロセッサやパーソナルコンピュータなどの出
力プリンタに広く用いられている。またインクジェット
記録はノンインパクト普通紙記録としての期待が大きく
、様々な方式が提案され、野 その一部は低速プリンタの分合で実用化されつつある。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、これらの記録方法は、それぞれ欠点を有
していて、その欠点が目立たず、特長を生かせる記録分
野でしか活用されていない、即ち銀塩写真は高感度、高
密度、ビクトリアルカラー記録が達成できるが、それは
記録材料の特性に支配されるもので、現像プロセスの複
雑さと材料が高価なことで用途が限定され、安価で小型
の装置が待ち望まれている。感熱記録は記録プロセスが
簡便で、記録材料も安価なものが使用できる利点はある
が、そのＭ像度はサーマルへラドのドツト径及びドツト
ピッチで決定され、また、感熱記録媒体中での熱の広が
りなどにより高密度記録及び高速記録は未だ達成されて
いない、感熱記録のみならず、静電記録や電子写真を含
めての課題としては４記録プロセスの複雑さから、装置
の小型化と低価格化が最大の焦点である。インクジェッ
ト記録についても、記録速度が遅いこと、インクの目詰
まりにより安定した記録が行えないことなどの欠点があ
る。

近年、ＯＡの進展に伴って、小型で低価格のプリンタに
対する需要が高まり、特に、中小の事業所や更には家庭
にまでプリンタが普及しつつある状況を考えると、小型
で安価なことに加えて、補修等を必要としない安定した
記録装置が望まれるが、上記の各記録装置はそのような
要求を未だ満足させていない。

本発明は、このような問題点に鑑みて提案されたもので
、従来は成し得なかった高速記録、高精細記録、簡便な
プロセス、安定した記録を同時に満足する全く新規な記
録装置を提供することを目的とする。

Ｃ問題点を解決するための手段］ 本発明による記録装置は、電子ビーム発生手段と、その
電子ビーム発生手段の電子放出面に対向して配設された
着色液体を含有する多孔質媒体と、その多孔質媒体の前
記電子ビーム発生手段に対向する側と反対側の面に配設
されたメツシュ状の電極とを備えた記録装置であって、
電子ビーム発生手段から放出された電子を多孔質媒体中
の着色液体に照射し、メツシュ状の電極より流出した着
色液体を記録媒体に付与することにより記録を行う記録
装置とするものであり、かつ電子ビーム発生手段が、複
数個の電子ビーム源を配列された基板と一部電子透過性
の薄板とを所定の間隔で対向配置され、それらの間隙が
ほぼ真空になるように封止された固体電子ビーム発生装
置で、前記薄板上に電極が配設され、その電極と前記電
子ビーム源との間に所定の電圧を印加し、該電子ビーム
源より放出された電子を加速して前記固体電子ビーム発
生装置外に取り出すことを好適とするものである。

［作　用］ 本発明では、多孔質媒体に含有されたインクを染み出す
ことによって記録を行うもので、多孔質媒体と電極とを
積層するとともに、それらを電子ビームで照射すること
により励起して、インクの流出を制御する。

従来のように、インクの噴出を直接ドツト制御するので
はなく、電子ビームの励起によって染み出させるものな
ので、電子ビーム源の密度を充分微細に設定し、画像信
号に対応させて電子ビームを照射することにより、超高
精細な画像が記録される。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面と共に詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例の構成を模式的に示す部分
縦断面図である。第１図において、記録装置１００は、
電子ビーム発生手段１と、その電子ビーム発生手段１の
電子放出面に対向して配設された多孔質媒体２と、その
多孔質媒体２に含有される着色液体（インク）３と、電
子ビーム発生手段ｌに対向する側と反対側の面に配設さ
れたメツシュ状の電極４とで構成されている０本実施例
では、電子ビーム発生手段１は固体電子ビーム発生装置
が使用される。多孔質媒体２としては１ＯＪＬ１１厚の
プラスチック系の多孔質膜が使用され、図示されないイ
ンクタンクに接続されていて、インクを膜中に含んでい
る。電極４は３０００メツシユのニー２ケルあるいはス
テンレスの薄膜が使用され、前記多孔質媒体２と積層さ
れている０通常の状態では、多孔質媒体２中のインクは
電極４の外側に染み出さないように１Ｍ色液体３の粘性
が設定される。

このような構成で、電子ビーム発生手段１から選択的に
電子ビームが照射されると、着色液体３の材質を適当に
選ぶことにより、電子ビームの照射された部分では、着
色液体３が電極４側に吸い込まれ、電極４の表面からに
じみ出す。

本発明に使用される上記の電子ビーム発生手段ｌとして
は、例えば米国特許ＵＳＰ　２０３［１５３２号公報等
に開示されている技術の、電子ビーム透過窓を有する電
子記録管などが用いられるが、本発明による小型の記録
装置を実現する好適な一例としては、複数個の電子ビー
ム源の配列された基板に所定の間隔で対向させて薄板を
配設し、その間隙がほぼ真空に封止された固体電子ビー
ム発生装置であって、前記薄板の一部を電子透過性部材
で形成すると共に、その薄板に電極を設け、電子ビーム
源と該電極との間に所定の電圧を印加し、その電子ビー
ム源より放出された電子を加速して、装置外に取り出す
ものである。

本発明に使用される電子ビーム源は、特公昭５４−３０
２７４号、特開昭５４−１１１２７２号（ＵＳＰ　４２
５９８７８）、特開昭５６−１５５２９号（ＵＳＰ　４
３０３９３０）　、特開昭５７−３８５２８号等の各公
報に開示されている下記の如き固体電子ビーム発生装置
で１本発明はこれらの技術もしくはその類似技術を利用
することにより従来の難点を解決したものである。

第２図はそのような固体電子ビーム発生装置の構造の一
例を示す図で、図（ａ）は基板の平面図。

図（ｂ）はそのＸ方向による縦断面図、図（Ｃ）はその
Ｙ方向による縦断面図である。これらの各図において、
１０は電子ビーム源の基板で、ｎ型シリコン基板が用い
られ、ＥＸＩ、　ＥＸ２．　ＥＸ３・・・はＸ方向の選
択を行う電極で、それらは接点領域を介して、高ドープ
ｎ影領域ＭＤＩ、　ＨＯ２，）１０３・・・とそれぞれ
接続されている。またＥＹはＹ方向の電極で、やはり接
点領域を介して高ドープｐ形通路ＰＰに接続され、電極
ＥＸＩ、　ＥＸ２．　ＥＸ３・・・と電極ＥＹとでマト
リクスを構成している。基板ｌＯ上には絶縁層ＩＬを介
して引き出し電極ＰＥが設けられ、電子ビーム源ＥＢＩ
。

ＨＯ２，ＨＯ３・・・を形成している・基板ｌＯと対向
して、所定の厚みを有するスペーサ（図示せず）を介し
、薄板１１が所定の間隔で配設され、その薄板ｌｌ上で
あって引き出し電極ＰＥに対応する位置に加速電極ＡＥ
が設けられると共に、電子ビーム源ＥＢＩ、　ＨＯ２，
ＨＯ３・・・に対応する部位は、Ｂｎ、　ＳｉＣ等の電
子透過性の部材（電子窓）が用いられている。また、・
薄板１１としてＡ２等の金属薄膜を用いることにより、
加速電極ＡＥと電子窓を兼ねる方法もある。基板ｌＯと
薄板１１間の空間は、電子を所望のエネルギーに加速す
るためにほぼ真空とする必要があるが、通常１Ｏ−５〜
ｌ０−９ｔｏｒｒ程度の圧力が望ましく、このような圧
力を維持できるように、基板１０と薄板１１との間の空
間は密封される。

上記のような構成において、電極ＥＸＩ、　ＥＸ２゜Ｅ
Ｘ３・・・と電極ＥＹとにアバランシェ増幅作用がｐ−
ｎ接合部で１じるような電圧を印加し、同時に引き出し
電極ＰＥにある大きさの電圧を与えることにより、電子
ビーム源ＥＢＩ、　ＨＯ２，ＨＯ３・・・から電子が放
出される。この時電極ＥＸＩ、　ＥＸ２．　ＥＸ３・・
・を適当に選択することにより所望の電子ビーム源から
電子を放出させることができる。このような電子放出の
メカニズム等については、例えば米国特許ＵＳＰ　４２
５９８７８号公報に詳述されている。

次に、前記加速電極ＡＥに所定の電圧を印加しておくこ
とで電子ビーム源から放出された電子は所望のエネルギ
ーまで加速され、前記薄板１１の電子窓を透過する０例
えば電子窓としてｌｐｍ厚のＳｉＣをもついた場合、加
速電極ＡＥに２５ｋＶを印加することにより、９０％の
電子を電子ビーム源外に取り出すことができる。

第３図は、上記の記録装置を使用して記録する一例を示
す説明図である０図において、ＥＢｎはｎ番目の電子ビ
ーム源であり、その電子ビーム源ＥＢｎに対応させて、
制御スイッチＴＲｎが設けられている。電子ビーム源Ｅ
Ｂｎのｐ−ｎ接合部において、アバランシェ増幅作用が
生じる電圧をＶｃｃとし、制御スイッチＴＲｎによって
該電圧をＶｃｃをスイッチングすることにより、電子ビ
ーム［ＥＢｎより放出される電子を制御することができ
る。尚、前記電圧Ｖｃｃは通常１０ｖ程度である。一方
、引き出し電極ＰＥに印加される電圧ＶｐはＶｐ＞Ｖｃ
ｃとなるように設定し、加速電極ＡＨに印加される電圧
ＶＡは、電子ビーム源ＥＢｎより放出された電子がその
電子ビーム発生手段１外に射出されるのに充分なエネル
ギーを得られるように設定する必要がある。

電子ビーム発生手段ｌから放出された電子は。

多孔質媒体２中のインク３に照射され、インク３はメツ
シュ状の電極４に吸い込まれ、更に電極４の表面より染
み出し、普通紙ＰＡに付着する。尚、上記のメツシュ状
電極４は接地されている。

ここで、各電子ビーム源ＥＢｎの制御スイッチＴＲｎの
ベース側コントロール端子ＣＴｎ　（ｎ　＝　１．２゜
３・・・）に画像情報に対応した信号を入力することに
よって、前記普通紙ＰＡ上に所望の画像を得ることがで
きる０本実施例では、前記電子ビーム源ＥＢｎを１０４
ｍピッチで１次元アレイ状に配置した電子ビーム発生装
置ｌを使用して、はぼ１０牌１ピツチの超高精細な画像
を記録することができた。

また本実施例では、電子ビーム源としてｐ−ｎ接合のア
バランシェ増幅作用を利用するものを用いたが、本発明
は電子放出機構により限定されるものではなく、別な電
子ビーム源として、公知のｐ−ｎ接合に順方向バイアス
をかけて電子放出を得るものや電界放出型等の固体電子
ビーム源を用いたものでも同様な効果を奏することがで
きる。

〔発明の効果］ 以上説明した本発明による記録装置は、″ｗＬ子ビーム
を用いた全く新規な記録装置で、第２図に示した固体電
子ビーム発生手段は、高集積化が可能であり、特に半導
体基板を用いたものは、同一基板上にスイッチング素子
やシフトレジスタ等を形成することが可能なため更に高
集積化し易く、超高精細記録を可能とする。

また、本発明によれば、インクを用いたものとしては理
想的な汀通紙記録が得られ、従来のインクジェット記録
のように目詰まり等の障害がなく、安定した記録が得ら
れ、シングルノズルのインクジェット記録に比べて記録
速度が飛躍的に向上する。

さらに本発明によれば、電子ビーム発生手段を使用する
ことにより、従来なし得なかった高速記録、超高精細記
録、簡便なプロセス、安定した記録を同時に満足する全
く新規な記録装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の縦断面図、第２図（ａ’）
〜（ｃ）は本発明に使用される固体電子ビーム発生装置
の平面図及びその縦断面図、第３図は本発明による記録
の説明図である。 １：電子ビーム発生手段、 ２：多孔質媒体、 ３：着色液体（インク）、 ４：メツシュ状電極、 １０：基板、 ｌｌ：薄板、 １００：記録装置、 ＥＢ：電子ビーム源。 ＥＸ：Ｘ電極、 ＥＹ：Ｙ電極、 ＡＥ：加速電極、 ＰＥ：引き出し電極、 ＰＰ：高ドープｐ形通路、 ＩＬ二絶縁層。 ＨＤｚ高ドープｎ形領域。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電子ビーム発生手段と、その電子ビーム発生手段
   の電子放出面に対向して配設された着色液体を含有する
   多孔質媒体と、その多孔質媒体の前記電子ビーム発生手
   段に対向する側と反対側の面に配設されたメッシュ状の
   電極とを備えた記録装置であって、電子ビーム発生手段
   から放出された電子を多孔質媒体中の着色液体に照射し
   、メッシュ状の電極より流出した着色液体を記録媒体に
   付与することにより記録を行うことを特徴とする記録装
   置。
2. （２）電子ビーム発生手段が、複数個の電子ビーム源を
   配列した基板と、一部電子透過性の薄板とを所定の間隔
   で対向配置し、それらの間隙がほぼ真空になるように封
   止した固体電子ビーム発生装置であって、前記薄板上に
   電極が配設され、その電極と前記電子ビーム源との間に
   所定の電圧を印加し、該電子ビーム源より放出された電
   子を加速して前記固体電子ビーム発生装置外に取り出す
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の記録装
   置。