JP2004284125A

JP2004284125A - 通電発熱部材

Info

Publication number: JP2004284125A
Application number: JP2003077360A
Authority: JP
Inventors: Yoshiichi Naito; 芳一内藤
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2003-03-20
Filing date: 2003-03-20
Publication date: 2004-10-14

Abstract

【課題】通電熱転写方式のプリンタにおいて接触型電極ヘッドを不要とした通電発熱部材を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の通電発熱部材５４は、通電発熱体６２の上側面と下側面に電極層６４，６６をそれぞれ設け、上側電極層６４は第１の方向に沿ったストライプ状に構成し、下側電極層６６は第１の方向と所定角度をなす第２の方向に沿ったストライプ状に構成し、上方から見たときに上側電極層６４のストライプと下側電極層６６のストライプとが交差する点６８で通電発熱体６２が発熱するようにした。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は通電熱転写方式の画像形成装置に用いられる通電発熱部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開平１０−２７８３３４号公報
【特許文献２】
実開平４−９８１４５号公報
【０００３】
従来、通電熱転写プリンタとして図６に示す構造のものが知られている。この通電熱転写プリンタ１０は、エンドレス状のリボンフィルム１２を備えている。リボンフィルム１２は、駆動ローラ１４、テンションローラ１６、電極ヘッド１８および従動ローラ２０によって内面を支持された状態で、駆動ローラ１４によって矢印Ａ方向に回転駆動されるようになっている。
【０００４】
電極ヘッド１８の先端には、リボンフィルム１２を挟んでプラテンローラ２２が矢印Ｂ方向に回転駆動可能に圧接されている。このプラテンローラ２２とリボンフィルム１２との間を、ガイド２４，２６に沿って矢印Ｃ方向に移動する記録媒体である用紙Ｐが通過するようになっている。
【０００５】
従動ローラ２０と駆動ローラ１４との間のリボンフィルム１２の外面に接触してインクコータ３０が配置されている。インクコータ３０によってリボンフィルム１２の表面に溶融して液状化した熱溶融性インク層が例えば数μｍの厚みで均一塗布されるが、この熱溶融性インク層は塗布後の自然冷却または強制冷却によって電極ヘッド１８とプラテンローラ２２の対向位置に至るまでに固化するようになっている。
【０００６】
図７に示すように、リボンフィルム１２は、例えばニッケル薄膜からなる外面の帰路電極層１３と例えば導電性ポリイミドからなる内面の抵抗層１５との２層構造を有する。熱溶融性インク層３２は、上述したようにリボンフィルム１２の外面すなわち帰路電極層１３上に形成される。帰路電極層１３は電源３４に電気的に接続されている。
【０００７】
リボンフィルム１２の内面すなわち抵抗層１５の表面に接触する電極ヘッド１８の先端には、例えば４００ｄｐｉの密度で多数のドット状電極４０が配列されている（図７では１つのドット状電極４０のみ図示する）。各ドット状電極４０は、トランジスタ４２のコレクタおよびエミッタを介してアースに接続されている。トランジスタ４２のベースは、制御信号およびパルス状画像信号が入力されるドライブ回路４４に電気的に接続されている。
【０００８】
以上のような構成からなる通電熱転写プリンタ１０では、或る１つのドット状電極４０について見ると、ドライブ回路４４に画像信号が入力されると、トランジスタ４２のベースに所定電圧が印加され、これによりトランジスタ４２のコレクタおよびエミッタ間が通電可能な状態になる。その結果、リボンフィルム１２において、帰路電極層１３から抵抗層１５を介してドット状電極４０に電流が流れて、抵抗層１５の通電領域が発熱する。この熱が帰路電極層１３を介して熱溶融性インク層３２に伝わり、ドット状電極４０にほぼ対応する大きさの領域でインクが溶融する。この溶融したインクが用紙Ｐに転写されてドットが形成される。このようなドットの集合によって用紙Ｐに画像が記録されることなる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した通電熱転写プリンタ１０では、リボンフィルム１２の抵抗層１５とこの抵抗層１５に当接するドット状電極４０との間の接触抵抗が大きく変化する。この接触抵抗の変化は、リボンフィルム１２の回転移動に伴って抵抗層１５とドット状電極４０とが摺動する際に生じる圧力変動や、抵抗層１５とドット状電極４０との接触状態の経時的変化などに起因するもので、１００Ω〜１０００Ω程度の範囲で変化する。このような接触抵抗の変化の度合いは、各ドット状電極４０によっても異なる。
【００１０】
抵抗層１５とドット状電極４０との間での接触抵抗が変動すると、それに応じて抵抗層１５を流れる電流も変化し、抵抗層１５での発熱量が異なってくる。このことは、熱溶融性インク層３２の溶融状態が均一でなくなることを意味し、画像濃度が変動するという問題があった。
【００１１】
また、互いに摺動することによりリボンフィルム１２や電極ヘッド１８の先端のドット状電極４０が磨耗するという問題もあった。
【００１２】
そこで、本発明は、通電熱転写方式のプリンタにおいて接触型電極ヘッドを不要とした通電発熱部材を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明の通電発熱部材は、通電発熱体の上側面と下側面に電極層をそれぞれ設け、前記上側電極層は第１の方向に沿ったストライプ状に構成し、前記下側電極層は前記第１の方向と所定角度をなす第２の方向に沿ったストライプ状に構成し、上方から見たときに前記上側電極層のストライプと前記下側電極層のストライプとが交差する点で前記通電発熱体が発熱するようにしたことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の通電発熱部材では、前記通電発熱体について厚み方向の抵抗値が面方向の抵抗値よりも低くなるように前記通電発熱体を異方性導電体で構成してもよい。
【００１５】
また、本発明の通電発熱部材では、前記通電発熱部材がドラム状基材の外周面上に設けられていてもよい。この場合、前記上側電極層が沿う方向である第１の方向が通紙方向と直交する方向であることが好ましい。
【００１６】
さらに、本発明の別の通電発熱部材は、通電発熱体の上側面と下側面に電極層をそれぞれ設け、前記上側電極層および下側電極層の少なくとも１つを異方性導電体で構成し、前記上側電極層の導通方向と前記下側電極層の導通方向が異なることを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の通電発熱部材によれば、電極層と通電発熱体とが一体であり、従来の通電熱転写方式の画像形成装置のように通電発熱リボンが電極ヘッドと接触しつつ摺動する構成を採用しなくてもよいため、接触抵抗の変動により画像濃度が変化するといった問題や、通電発熱リボンおよび電極ヘッドが磨耗するといった問題が生じない。
【００１８】
前記通電発熱体について厚み方向の抵抗値が面方向の抵抗値よりも低くなるように前記通電発熱体を異方性導電体で構成した、本発明の通電発熱部材によれば、通電発熱体において面方向に流れる電流をなくすことができる。これにより、通電発熱体の発熱箇所を上側電極層と下側電極層との交点位置に絞ることができ、解像度を向上させることができる。
【００１９】
また、前記通電発熱部材がドラム状基材の外周面上に設けられている、本発明の通電発熱部材によれば、従来の通電熱転写式の画像形成装置のように複数のローラに巻き掛けられた通電発熱リボンを用いた場合に比べて画像形成装置全体を容易に小型化できる。この場合において、前記上側電極層が沿う方向である第１の方向が通紙方向と直交する方向とすれば、或る１本の上側電極層に多くの電流が流れる場合にはその上側電極層自体が発熱することになるが、ドラム状基材に接触した下側面ではなく大気側に向いた上側面に設けられていることで放熱効果が高くなり、より多くの電流を流すことができる。
【００２０】
さらに、通電発熱体の上側面と下側面に電極層をそれぞれ設け、前記上側電極層および下側電極層の少なくとも１つを異方性導電体で構成し、前記上側電極層の導通方向と前記下側電極層の導通方向が異なるようにした、本発明の別の通電発熱部材によれば、電極層をストライプ状に形成する場合よりも簡単に構成することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態である通電発熱シート（通電発熱部材）を用いた通電熱転写プリンタ５０を示す。通電熱転写プリンタ５０は、矢印Ｄ方向に回転駆動されるドラム５６を備えている。ドラム５６は、ドラム状の基材５２の外周面上に、通電発熱シート５４を貼り付けて構成されている。なお、ドラム状基材５２が導電性材料からなる場合は、その外周面上に絶縁層が設けられる。
【００２２】
ドラム５６の通電発熱シート５４の表面には、インク供給部５８によって溶融状態にある例えばパラフィン系インクが所定厚みの層状に塗布されるようになっている。塗布されたインク層は常温で直ぐに固化するものである。
【００２３】
また、ドラム５６には、矢印Ｅ方向に回転可能なプラテンローラ６０が圧接されている。このプラテンローラ６０とドラム５６との間を用紙Ｐが矢印Ｆ方向に通過するようになっている。
【００２４】
さらに、ドラム５６の軸５３には光ファイバ５５の一端が接続されている。光ファイバ５５の他端は、ドラム５６の端部に固定配置した光復調ＩＣ（図示せず）に接続されている。ドラム軸５３の端部から非接触で入力された光変調された画像信号は、光ファイバ５５を介して光復調ＩＣに送られるようになっている。なお、ドラム軸５３および光ファイバ５５はドラム５６と共に回転するが、上述したように画像信号はドラム軸５３と非接触で入力されるため、何ら問題はない。
【００２５】
図２は、通電発熱シート５４を上方から見たときの部分拡大図と、そのＧ−Ｇ線断面図である。通電発熱シート５４には、例えば導電性ポリイミドからなる通電発熱層（通電発熱体）の上側面と下側面に、上側電極層６４と下側電極層６６が設けられている。ここで、前記上側面とはドラム５６のインク塗布面を構成する表面であり、前記下側面とはドラム状基材５２側の表面である。
【００２６】
上側電極層６４および下側電極層６６は、いずれも例えばニッケル薄膜をスパッタリングで形成することによりストライプ状に構成されている。上側電極層６４のストライプは、通紙方向（矢印Ｘ方向）と直交する第１の方向（矢印Ｙ方向、すなわちドラム５６の軸方向）に沿って形成されている。一方、下側電極層６６のストライプは、通紙方向（矢印Ｘ方向）である第２の方向に沿って形成されている。また、上側電極層６４および下側電極層６６の各ストライプのピッチは、画像分解能に応じて決められ、例えば４００ｄｐｉの画像分解能の場合は６３．５μｍピッチになる。
【００２７】
上側電極層６４の各ストライプは、ドラム５６の端部外周面上に固定配置されたドライブＩＣ（図示せず）にそれぞれ接続され、このドライブＩＣを介して前記光復調ＩＣに接続されている。これにより、上側電極層６４の各ストライプには、画像信号に応じてオンされると所定の電圧が印加されるようになっている。
【００２８】
一方、下側電極層６６の各ストライプは、ドラム状基材５２に埋め込まれるか、または、ドラム状基材５２の内面に配置されたドライブＩＣ（図示せず）にそれぞれ接続されており、このドライブＩＣを介して前記光復調ＩＣに接続されている。これにより、下側電極層６６の各ストライプは、画像信号に応じてオンされるとアースに接続されるようになっている。
【００２９】
通電発熱シート５４を上方から見たときに、上側電極層６４と下側電極層６６とが交差する点描で示される点が通電発熱層６２の発熱箇所６８になる。そして、上側電極層６４と下側電極層６６とが共にオンされたときに、前記発熱箇所６８に電流が流れることによって発熱するようになっている。
【００３０】
続いて、上述した構成からなる通電熱転写プリンタ５０の動作について説明する。
ドラム５６は、矢印Ｄ方向に回転駆動されている。このドラム５６の外周面には、インク供給部５８によって溶融したインクが所定厚みで層状に塗布される。塗布されたインク層は、常温で直ぐに固化する。
【００３１】
プラテンローラ６０とドラム５６との間を用紙Ｐが矢印Ｆ方向に通過する。このとき、用紙Ｐと接触するドラム５６の通電発熱シート５４では、画像信号に応じて上側電極層６４および下側電極層６６がオンされて通電発熱層６２の発熱箇所６８に電流が流れて発熱する。この発熱によって通電発熱シート５４上にある固形インク層が局部的に溶融して用紙Ｐに付着し、これにより用紙Ｐ上に画像が形成される。
【００３２】
このように本実施形態の通電発熱シート５４によれば、電極層６４，６６と通電発熱層６２とが一体であり、従来の通電熱転写プリンタのように通電発熱リボンが電極ヘッドと接触しつつ摺動する構成を採用しなくてもよいため、接触抵抗の変動により画像濃度が変化するといった問題や、通電発熱リボンおよび電極ヘッドが磨耗するといった問題が生じない。
【００３３】
また、通電発熱シート５４がドラム状基材５２の外周面上に設けられていることで、従来の通電熱転写プリンタのように複数のローラに巻き掛けられた通電発熱リボンを用いた場合に比べてプリンタ全体を容易に小型化できる。
【００３４】
さらに、プリントされる画像において通紙方向と直交する方向の画素が多くある画像の場合、通紙方向と直交する方向に沿った電極層上の多くの交点６８が同時にオンされることで、通紙方向と直交する方向に沿った電極層に多くの電流が流れることになる。前記通電発熱シート５４では、通紙方向と直交する方向に沿って形成されているのが上側電極層６４としてあるので、或る１本の上側電極層６４に多くの電流が流れる場合にはその上側電極層自体６４が発熱することになるが、ドラム状基材５２に接触した下側面ではなく大気側に向いた上側面に設けられていることで放熱効果が高くなり、より多くの電流を流すことができる。
【００３５】
次に、前記通電発熱シート５４の変形例について説明する。
前記通電発熱シート５４では、上側電極層６４に対して下側電極層６６が直交する方向に沿って形成されていたが、図３に示すように、上側電極層６４に対して下側電極層６６が斜めに交差する方向に沿って形成されていてもよい。このようにすれば、下側電極層６６の各ストライプの端部がドラム５０の端部に導き出せるため、下側電極層６６に接続されるドライブＩＣもまた上側電極層６４のドライブＩＣと同様にドラム５０の端部外周面上に実装することができる。
【００３６】
また、図４に示すように、通電発熱層６２を、厚み方向の抵抗値が面方向の抵抗値よりも低くなるように異方性導電体で構成してもよい。このようにすれば、通電発熱層６２において面方向に流れる電流をなくすことができる。これにより、通電発熱層６２の発熱箇所６８を上側電極層６４と下側電極層６６との交点位置に絞ることができ、解像度を向上させることができる。この場合、通電発熱層６２を構成する異方性導電体は、厚み方向に延びる多数の微小針状導電体の集合体をなしており、このときの微小針状導電体のピッチは電極層６４，６６のピッチよりも細かくするのが好ましく、画像分解能が４００ｄｐｉの場合には例えば２０μｍピッチとする。
【００３７】
さらに、図５に示すように、通電発熱シート５４の下側電極層６６として、シート状又はフィルム状の異方性導電体を用いてもよい。このようにすれば、下側電極層６６をストライプ状に形成するよりも簡単に構成することができる。この場合、上側電極層６４は通紙方向と直交する方向（すなわちドラム５６の軸方向）に沿って形成されているのに対して、下側電極層６６を構成する異方性導電体は上側電極層６４に対して斜めに交差する導電方向を有しており、上側電極層６４の導電方向とは異なっている。また、下側電極層６６を構成する異方性導電体には、ドラム５６の端部外周において矩形状の導電パターン７０が所定間隔で形成されており、この導電パターン７０にドライブＩＣが接続されることになる。図５において異方性導電体の導電部を多数の点線斜線で示してあるが、この導電部のピッチは例えば２０μｍとし、この場合の前記導電パターン７０のピッチは例えば６３．５μｍとする。
さらにまた、通電発熱シート５４において、下側電極層６６だけを異方性導電体で構成するのではなく、上側電極層６４もまた異方性導電体で構成してもよい。
【００３８】
なお、上述した実施形態では、通電発熱シート５４をドラム状の基材５２に貼り付けたが、基材の形状はドラム状に限られず、例えば平板状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】通電発熱シートを用いた通電熱転写プリンタの概略構成図。
【図２】通電発熱シートの部分拡大平面図とそのＧ−Ｇ線断面図。
【図３】通電発熱シートの変形例を示す部分拡大平面図。
【図４】通電発熱シートの別の変形例を示す部分拡大断面図。
【図５】通電発熱シートのさらに別の変形例を示すためのドラムの正面図。
【図６】従来の通電熱転写プリンタを示す構成図。
【図７】図６におけるリボンフィルムと１つのドット状電極を示す概略図。
【符号の説明】
５０…通電熱転写プリンタ、５２…ドラム状基材、５３…ドラム軸、５４…通電発熱シート（通電発熱部材）、５５…光ファイバ、５６…ドラム、５８…インク供給部、６０…プラテンローラ、６２…通電発熱層（通電発熱体）、６４…上側電極層、６６…下側電極層、６８…発熱箇所、Ｐ…用紙。

Claims

通電発熱体の上側面と下側面に電極層をそれぞれ設け、前記上側電極層は第１の方向に沿ったストライプ状に構成し、前記下側電極層は前記第１の方向と所定角度をなす第２の方向に沿ったストライプ状に構成し、上方から見たときに前記上側電極層のストライプと前記下側電極層のストライプとが交差する点で前記通電発熱体が発熱するようにしたことを特徴とする通電発熱部材。
前記通電発熱体について厚み方向の抵抗値が面方向の抵抗値よりも低くなるように前記通電発熱体を異方性導電体で構成したことを特徴とする請求項１に記載の通電発熱部材。
前記通電発熱部材は、ドラム状基材の外周面上に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の通電発熱部材。
前記第１の方向が通紙方向と直交する方向であることを特徴とする請求項３に記載の通電発熱部材。
通電発熱体の上側面と下側面に電極層をそれぞれ設け、前記上側電極層および下側電極層の少なくとも１つを異方性導電体で構成し、前記上側電極層の導通方向と前記下側電極層の導通方向が異なることを特徴とする通電発熱部材。