JPH054343A - 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が付着する
被転写媒体面に電界を形成することにより、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】 電気粘性効果を有する記録液を液滴化させ被
転写媒体１０２に付着させる記録ヘッド１０１と、被転
写媒体１０２の記録液付着面に電界を形成する手段１０
４を備え、付着した記録液液滴の粘性あるいは降伏値を
瞬時に増大させ、記録ドットの滲みやヒゲの発生のない
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、再生紙等を用いて記録を行
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
液を液滴化させ被転写媒体に付着させる記録ヘッドと、
被転写媒体の記録液付着面に電界を形成する手段とを備
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被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】本実施例の記録装置の被転写媒体の記録液
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、記録液の液滴が被転
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。表面平滑度の低い被転写
媒体に付着した記録液液滴の滲み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は被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、前述の滲み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１００ｃｐｓ以上、より望ましくは３０
０ｃｐｓ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１〜３
０ｃｐｓ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おこなう
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。

【００１３】また被転写媒体上の電界が、記録液液滴の
付着後、分散媒の乾燥あるいは被転写媒体中への浸透に
より記録液の粘性が増加し、滲みやカラーの混色が生じ
なくなるまで一定値以上を維持しているように電界形成
手段を設ける必要がある。

【００１４】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、被転
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。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。

【００１５】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。

【００１６】また他の例として、記録時に被転写媒体を
支持するプラテンロール或いは支持板にエレクトレット
を用いる電界形成手段がある。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
或いは支持板に用い被転写媒体の記録液付着面に電界を
形成する方法である。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。

【００１７】（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。

【００１８】図中、符号１０１は記録ヘッド、符号１０
２は被転写媒体、符号１０３は転写ドラム、符号１０４
は電界形成手段としてのコロトロンデバイス、符号１０
５はヒーター、符号１０６は紙送りローラー、符号１０
７は記録液の液滴を示す。被転写媒体１０２の搬送方
向、及び転写ドラム１０３の回転方向はそれぞれ図の矢
印に示す如くである。

【００１９】記録液は粒径０．３μｍのカーボンブラッ
クと粒径０．５μｍ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１０１はカイザ
ー方式のインクジェットヘッドを用いた。記録液吐出
は、直径５０μｍ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、被転写媒体１０２に付着させ行なった。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。コロトロン
デバイス１０４は放電ワイヤ１０４ａとケーシング電極
１０４ｂ間が１０ｍｍの間隔のものを用い、直流電圧を
印加して、被転写媒体１０２の記録液液滴付着面の電界
強度が１０ｋＶ／ｃｍになるように電荷を付与した。ヒ
ーター１０５は遠赤外線ヒーターを使用し、被転写媒体
表面温度が９０℃になるように設定した。

【００２０】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はなく、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。

【００２１】（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は電界形成手段としての導電性ブラシデ
バイス、２０７はヒーターユニット、２０８及び２０９
は被転写媒体搬送ローラー、２１０は接地電極を示す。
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２０５はベック平滑度が１０秒のボンド
紙を使用した。導電性ブラシデバイスによりボンド紙表
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ボンド紙に付着させ印字を行なっ
た。記録液はヒーターユニット２０７により乾燥・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。

【００２２】（比較例）実施例１においてコロトロンデ
バイスを除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。

【００２３】

【発明の効果】本発明の記録装置は、電気粘性効果を有
する記録液を液敵状に吐出させ電界が形成された被転写
媒体上へ付着させて記録を行なうため、付着した記録液
液滴の粘性或いは降伏値が瞬時に上昇することにより、
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 転写ドラム １０４ コロトロンデバイス １０５ ヒーターユニット １０６ 搬送ローラー １０７ 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
   させ被転写媒体に付着させる記録ヘッドと、被転写媒体
   の記録液付着面に電界を形成する手段とを備えたことを
   特徴とする記録装置。