JP2833324B2 - 画像記録方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、記録媒体にインク画
像を転写する画像記録方法及びその装置に係り、特に、
過冷却特性インクの特質に着目して新規に開発された画
像記録方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から熱溶融性インクを利用してイン
ク画像を転写記録する装置は多く存在しており、この種
の画像記録装置は、通常、前記インクが塗布されたイン
クドナーフィルムを画素密度毎に感熱抵抗素子が配列さ
れたサーマル記録ヘッドで加熱して前記インクを溶融
し、溶融インク画像を記録シートに転写するものであ
る。ところが、この種の画像記録装置にあっては、未使
用のインクを残したままインクドナーフィルムを使い捨
てするので、ランニングコストが嵩むばかりか、サーマ
ルヘッドで発生した熱がインクドナーフィルムやサーマ
ル記録ヘッド基板に散逸する分、熱効率が低下するとい
う根本的な技術的課題がある。

【０００３】このような技術的課題を解決する先行技術
としては、例えば、転写体表面に過冷却特性インク層を
供給する一方、この過冷却特性インク層に接触して回転
する発熱ベルトを設け、記録ヘッドにて発熱ベルトを画
像情報に応じて通電発熱させることにより、過冷却特性
インクを溶融させて記録シートに転写させるようにした
ものが既に提供されている（例えば特開昭６２−５３８
５６号公報参照）。このタイプによれば、転写体に過冷
却特性インクを必要量供給する方式を採用することがで
きるので、インクドナーフィルムの場合に比べてランニ
ングコストを低下させることが可能になり、また、発熱
ベルトからの熱をインク層に直接的に供給することがで
きる分、熱効率を向上させることも可能になる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た先行技術タイプにおいて、記録ヘッドの画素密度を細
かく設定すると、記録シート上で画素密度に応じたイン
クドットの形成が不安定になり易く、解像度の高い画像
記録を実現する上で未だ不充分であるという技術的課題
が見い出された。この発明は、以上の技術的課題を解決
するためになされたものであって、ランニングコストの
増大及び熱効率の低下を有効に防止しながら、解像度の
高い高品質の画像記録を実現できるようにした画像記録
方法及びその装置を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち、この発明は、
ドラム状、ベルト状等のインク支持体上に過冷却特性イ
ンクをストライプ状若しくはドット状に凝固させながら
塗布するインク塗布工程と、インク支持体上の凝固状態
インクを画像信号に応じて溶融させる溶融インク潜像形
成工程と、インク支持体上に形成された溶融インク潜像
領域に対応する過冷却特性インクの過冷却状態を保持す
るようにインク支持体の表面をインク融点未満インク自
然凝固点を超えた温度に保温するインク支持体保温工程
と、インク支持体上に形成された溶融インク潜像領域に
対応する過冷却状態インクを記録媒体に転写する転写工
程とを備えたことを特徴とするものである。

【０００６】このような方法発明において、過冷却特性
インクは、図２に示すように、融点、凝固点間にヒステ
リシス特性を有するもので、高温側から冷却した時、転
移温度Ｔ１を過ぎても転移現象が見られないものを指
す。また、上記インク塗布工程で過冷却特性インクをス
トライプ状に塗布凝固する手法としては、例えば、イン
ク供給手段側に多数のインク供給溝を設け、このインク
供給溝を通過させて過冷却特性インクを塗布凝固させる
ようにしたり、また、インク支持体表面にストライプ溝
を多数形成し、当該ストライプ溝に過冷却特性インクを
塗布凝固させるようにしてもよい。一方、過冷却特性イ
ンクをドット状に塗布凝固させる手段としては、例えば
後述する装置発明で採用されるもの、インク支持体表面
に多数の凹部を形成し、これに過冷却特性インクを充填
するものが挙げられる。ここで、上記ストライプ状若し
くはドット状に塗布されるインク相互の寸法関係は、要
求される画素密度の画像再現性を考慮して適宜選定され
る。更に、インク支持体上に供給した過冷却特性インク
を塗布凝固させる手段としては、機械的振動を与えた
り、凝固点以下に冷却したり、結晶の核となる物質（微
粉、インクを凝固させて粉砕したもの）を振りかける等
することにより、安定な凝固状態へ積極的に相転移させ
ることが挙げられる。

【０００７】また、溶融インク潜像形成工程としては、
少なくとも、インク支持体上の凝固状態の過冷却特性イ
ンクを画像情報に応じて加熱溶融するものであれば、発
熱抵抗素子が多数配列されたサーマル記録ヘッド、通電
記録ヘッドにて発熱ベルトを画像情報に応じて発熱させ
るタイプ等適宜選定して差し支えないが、記録ヘッドや
発熱ベルトがインクにより汚れるという事態を確実に回
避するという観点からすれば、インク支持体上のインク
と非接触で、画像情報に応じてインクを溶融させること
ができる手段、例えば、画像情報に応じたビームを照射
するラスタ走査系等を用いることが好ましい。

【０００８】更に、転写工程としては、溶融インク潜像
形成工程で形成された溶融インク潜像を凝固状態にする
ことなく、記録媒体に転写するように設計することが必
要である。例えば、溶融インク潜像を形成した後、直ち
に記録媒体に転写するようにしたり、レイアウトの自由
度を高める上で、溶融インク潜像形成部位から転写部位
までの距離をある程度離間させた場合には、上記溶融イ
ンク潜像が凝固しない範囲に、インク支持体の表面温度
を保温するようにすることが必要である。従って、本願
においては、インク支持体上に形成された溶融インク潜
像領域に対応する過冷却特性インクの過冷却状態を保持
するようにインク支持体の表面をインク融点未満インク
自然凝固点を超えた温度に保温するインク支持体保温工
程が設けられる。ここで、過冷却状態とは、インク融点
未満インク自然凝固点を超えた温度状態を意味する。

【０００９】また、このような方法発明を具現化する装
置発明としては、例えば図１に示すように、微小な多数
の凹部２ａを有するインク支持体２と、このインク支持
体２の各凹部２ａに対して過冷却特性インク１を凝固さ
せながら塗布するインク供給手段３と、インク支持体２
上の凝固状態インク１を画像信号に応じて溶融させる溶
融インク潜像形成手段４と、インク支持体２上に形成さ
れた溶融インク潜像領域に対応する過冷却特性インク１
の過冷却状態を保持するようにインク支持体２の表面を
インク融点未満インク自然凝固点を超えた温度に保温す
るインク支持体保温手段５と、インク支持体２上の溶融
インク潜像領域に対応する過冷却状態インク１を記録媒
体７に転写させる転写手段６とを備えたものが挙げられ
る。

【００１０】

【作用】上述した技術的手段の作用を図１に示される装
置発明を例に挙げて説明する。同図において、インク供
給手段３は、例えばインク溜に固体で供給される過冷却
特性インク１を溶融以上に加熱して溶融させ、インク支
持体２の凹部２ａに埋め込み、擦り付け、擦り切ること
により、インク支持体２上に微粒化されたインクを塗布
する。また、インク支持体保温手段５は、インク支持体
２の上で過冷却特性インク１が過冷却状態に維持される
ように、インク支持体２表面をインク融点未満インク自
然凝固点を超えた温度に保持する。この場合において、
過冷却特性インクはインク供給手段３を出る時凝固点以
上の温度であるが、この過冷却特性インクがインク供給
手段３で擦り切られる等すると、その機械的ショックで
過冷却特性インクの過冷却状態が破れ、インクはインク
支持体２上で凝固するのである。

【００１１】更に、溶融インク潜像形成手段４は、例え
ばホストコンピュータから送られてくる画像情報に応じ
て、過冷却特性インク１を一時的に融点以上に加熱す
る。このとき、上記インク支持体保温手段５は、インク
支持体２表面を凝固点を超える温度に保持しているの
で、画像情報に応じて溶融したインク１は自然冷却して
融点を割っても凝固せず、過冷却状態を維持する。そし
て、例えば転写手段６がインク支持体２に記録媒体７を
介して圧接されるものであるとすれば、当該転写手段６
によって、インク支持体２上の過冷却状態インク１は、
記録媒体７に強く機械的に押し付けられ、例えば記録媒
体７が紙であれば、紙の繊維の凹部に流れ、過冷却状態
が破れて凝固する。このとき、記録媒体７ニップ中で画
像状インク１は凝固し、ニップ出口で記録媒体７が剥離
される際に、画像状インク１が記録媒体７側に全量付着
するように、インク支持体２の表面エネルギ、表面粗さ
を適宜選定することが必要である。

【００１２】

【実施例】以下、添付図面に示す実施例に基づいてこの
発明を詳細に説明する。 ◎実施例１ 図３はこの発明が適用される画像記録装置の実施例１を
示す模式図である。同図において、符号１１はインク支
持体としてのグラビアロールであり、この実施例では、
ステンレス製のロール体１１１表面にフォトエッチング
プロセスによって規則的に５０μｍの凹部１１２を形成
したものである。そして、この凹部１１２のピッチはロ
ール体１１１軸方向、周方向共に７８μｍであって、凹
部１１２はロール体１１１軸方向、周方向に沿って規則
的に配列されている。尚、凹部１１２の具体的構成は実
施例で示したものに限定されるものではなく、凹部１１
１の大きさ、ピッチは所望のドット密度に応じて粗くな
り過ぎなければ適宜選定することができ、凹部１１１の
配列についても、ロール体１１１の軸方向、周方向に対
してある角度を持った方向に形成してもよいし、また、
所望のドット密度に比べて凹部１１２の平均ピッチが十
分に細かければ、ショットブラスト等によって凹部１１
２をランダムに形成してもよい。

【００１３】また、インク１２はｐ−トルエンスルホン
アミドに飽和ポリエステルを略等量加え、着色のために
染料を添加して作成した。このインク１２の融点は約１
１０゜Ｃ、自然凝固点は約９５゜Ｃであった。

【００１４】更に、インク供給器１３はメタリングブレ
ード１３１及びブレードヒータ１３２で構成されてい
る。上記メタリングブレード１３１は、厚さ０．８ｍｍ
のステンレス板であって、先端がグラビアロール１１に
対して良好に当接するように、当接面を滑らか且つ良好
な直線面として加工されている。一方、ブレードヒータ
１３２は、メタリングブレード１３１と一体に形成され
た面発熱型ヒータであって、具体的には、シリコンラバ
ーに埋め込まれたガラスクロス被覆のニクロム線にて構
成されており、温度検出器１３３と温度制御コントロー
ラ１３４とによって、インク１２の融点以上、インク１
２の熱分解温度以下に保持されている。そして、一般
に、インク１２の融点の直上ではインク１２の塗布に十
分な柔軟性、粘度になり難いので、この実施例では、ブ
レードヒータ１３２の設定温度は融点より若干高めに設
定されている。尚、ブレードヒータ１３２の具体的構成
は実施例で示したものに限られるものではなく、ポリイ
ミド樹脂等の耐熱樹脂上に形成された抵抗体パターンで
もよいし、ブレードそのものの電気抵抗を利用して、通
電発熱させるようにしてもよい。

【００１５】また、この実施例において、符号１４はグ
ラビアロール１１表面の微粒化されたインク１２を画像
情報に応じて溶融するレーザ走査系であり、レーザ１４
１及びポリゴンミラー１４２を備えている。上記レーザ
１４１は、医療用、固体レーザ励起用等に使用される１
００ｍｗの半導体レーザであって、画像信号に応じた光
ビーム（波長は８０７ｎｍの赤外）を照射するものであ
る。また、ポリゴンミラー１４２は、レーザプリンタ等
において使用される例えば１２面のポリゴン反射面を有
し、その回転軸をエアベアリングにて回転自在に支承し
たものである。尚、この実施例で用いられるレーザ走査
系１４は、通常のレーザプリンタ等で用いられるものと
略同様であり、上述した要素以外に、レーザビームを平
行化するコリメータレンズ、ポリゴンミラー１４２にて
振り分けられた走査ビームをグラビアロール１１面の直
線ライン上に結像させる結像レンズ、ビーム経路規制用
の固定ミラー等を具備するが、使用するレーザ１４１が
レーザプリンタ等で使用されるものに比べて高出力なの
で、レーザ走査系の光学系の透明度、清浄度には特別な
配慮が必要になる。例えば、レンズは、使用する光ビー
ムの波長における透過率の高いものを選択すべきである
し、ミラーの金属も反射率が高く、かつ純度の高いもの
を使用する必要がある。また、ミラーの支持体は放熱、
耐熱を考慮して設計する必要がある。

【００１６】また、上記レーザ１４１は、ホストコンピ
ュータから送られてくる画像信号に応じて点滅する。一
方、ポリゴンミラー１４２は、図示外のポリゴンモータ
によってシステムと非同期に略定速で自走回転する。そ
して、各走査ライン毎にレーザビームがポリゴンミラー
１４２の各反射面に入射され、グラビアロール１１面の
予め設定された走査ライン上を横切るようになってい
る。この実施例において、グラビアロール１１の有効印
字幅の外側のグラビアロール１１と同一面上にはスキャ
ン開始センサ１４３が配設されており、このスキャン開
始センサ１４３にラスタ走査されたレーザビームが入射
されたタイミングを基準として、画像読み出し回路１４
４の画像読み出しタイミングが決定され、画像読み出し
回路１４４は前記画像読み出しタイミングに同期してメ
モリ（ホストコンピュータから送られてきた画像信号を
一旦格納するメモリ）１４５内の画像信号を順次レーザ
１４１に送出するようになっている。

【００１７】また、符号１５はグラビアロール１１内に
組み込まれたバイアスヒータであり、この実施例ではガ
ラス管に封入されたランプを使用した。このバイアスヒ
ータ１５は、グラビアロール１１の表面温度をインク融
点未満でインク凝固点より高い温度に保持するものであ
り、グラビアロール１１の表面温度検出用の温度検出器
１５１と温度制御コントローラ１５２とによって設定温
度を目標温度としてオンオフ制御されている。尚、この
実施例におけるグラビアロール１１の設定温度は１００
゜Ｃに保持されている。

【００１８】また、符号１６は背面ローラであり、記録
シート１７の送り機能と、記録シート１７をグラビアロ
ール１１に押し当てる機能とを具備しており、例えば鉄
ロール表面にナイロンを巻装し、所定の均一な圧力ニッ
プを確保できるようになっている。

【００１９】また、この実施例では、記録シート１７と
して例えば電子写真用転写用紙のロール紙を使用した。
尚、記録シート１７としてはこれに限られるものではな
く、カット紙でもよいし、カレンダ処理した紙、表面に
平滑化のためのコーティングを施した紙等適宜選定して
差し支えない。

【００２０】次に、この実施例に係る画像記録装置の性
能を評価する。今、この実施例に係る画像記録装置を以
下のパラメータで動作させたところ、極めて良好な画像
を得た。 ドット密度：３００ｓｐｉ 有効印字幅：２００ｍｍ プロセススピード：１００ｍｍ／ｓ ポリゴンミラー回転数：５９０６ｒｐｍ 画像データ転送レート：３．５ＭＨｚ 尚、グラビアロール１１の代わりに表面が平滑なロール
を用いた画像記録装置（比較例）に対して同様なパラメ
ータで動作させたところ、全く印字しないか、ベタ黒に
なってしまうかの何れかになり、正しく印字されなかっ
た。

【００２１】◎実施例２ 図４は、実施例１と異なり、ポリゴンミラー１４２の代
わりにガルバノミラー１４３を配設し、レーザビームを
グラビアロール１１の軸方向に走査するようにしたもの
である。尚、その他の構成要素は図示していないものも
含めて実施例１と同様である。この実施例２に係る画像
記録装置を以下のパラメータで動作させたところ、極め
て良好な画像を得た。 ドット密度：３００ｓｐｉ 有効印字幅：２００ｍｍ プロセス速度：１０ｍｍ ガルバノ走査周波数：１１８Ｈｚ 画像データ転送レート：３５０ＫＨｚ

【００２２】◎実施例３ 図５は、実施例１，２と異なり、グラビアロール１１の
代わりに表面が滑らかなインク支持ロール２１を有し、
インク供給器１３のメタリングブレード１３１の先端に
多数のインク供給溝１３５を所定ピッチ間隔（例えば１
００μｍ）で形成し、インク支持ロール２１上に所定ピ
ッチ間隔のストライプ状のインク筋１２ａを塗布凝固さ
せるようにしたものである。尚、その他の構成要素につ
いては各実施例と同様であるので、ここではその詳細な
説明を省略する。このタイプに対して実施例１と同様な
パラメータで動作させたところ、実施例１よりも若干画
質は劣るものの、比較例に比べれば極めて良好な画像を
得た。尚、ストライプ状インク筋を形成する手段として
は、上述したものに限られるものではなく、例えば図６
に示すように、表面が平滑なインク支持ロール２１に対
し、周囲に多数のワイヤ１３７が所定ピッチ間隔で巻き
付けられたワイヤロール１３６を接触配置し、このワイ
ヤロール１３６内にヒータ１３８（ブレードヒータ１３
２と同様な機能）を内蔵させ、ワイヤロール１３６とイ
ンク支持ロール２１とで区画されるインク溜に固体状イ
ンク１２を収容するようにしたものがあり、このタイプ
によれば、インク１２がヒータ１３８からの熱により溶
融し、ワイヤロール１３６の各ワイヤ１３７間の溝から
インク支持ロール２１上にストライプ状のインク筋１２
ａを形成するのである。

【００２３】

【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１〜３
いずれかに記載の発明によれば、インク支持体上に過冷
却特性インクをストライプ状若しくはドット状に塗布凝
固させた後に、画像情報に応じて一旦溶融させ、しかる
後に、溶融インク潜像領域に対応した過冷却状態インク
を記録媒体に転写させるようにしたので、インク支持体
上に一様にインク層を塗布させる場合に比べて、インク
支持体上における過冷却状態インクの微粒化を確実に行
うことができ、その分、記録媒体上での転写画像の解像
度を高めることができ、画像品質をより良好に保つこと
ができる。また、請求項１〜３いずれかに記載の発明に
よれば、インク支持体上の凝固状態インクを直接的に加
熱溶融させるので、使い捨てのインクドナーフィルムを
使う感熱転写タイプのように、ランニングコストが嵩ん
だり、熱効率が低下するという懸念は全くない。特に、
請求項２記載の発明によれば、装置構成の簡略化及び装
置コストの低廉化を図りながら、請求項１記載の発明方
法を確実に具現化することができる。また、請求項３記
載の発明によれば、インク支持体上の凝固状態インクを
非接触状態で画像情報に応じて溶融させることができる
ので、インクにより記録ヘッド等が汚れるという事態を
確実に回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係る画像記録装置の構成を示す説
明図である。

【図２】 過冷却特性インクの特性を示す説明図であ
る。

【図３】 実施例１に係る画像記録装置を示す説明図で
ある。

【図４】 実施例２に係る画像記録装置の要部を示す説
明図である。

【図５】 実施例３に係る画像記録装置の要部を示す説
明図である。

【図６】 実施例３の変形例を示す説明図である。

【符号の説明】

１…過冷却特性インク，２…インク支持体，２ａ…凹
部，３…インク供給手段，４…溶融インク潜像形成手
段，５…インク支持体保温手段，６…転写手段，７…記
録媒体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小村 晃雅 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社 海老名事業所内 (56)参考文献 特開 昭57−151375（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−238980（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−78782（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−90265（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−123551（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/32 - 2/325 B41M 5/26

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インク支持体（２）上に過冷却特性イン
   ク（１）をストライプ状若しくはドット状に凝固させな
   がら塗布するインク塗布工程と、インク支持体（２）上
   の凝固状態インク（１）を画像信号に応じて溶融させる
   溶融インク潜像形成工程と、インク支持体（２）上に形
   成された溶融インク潜像領域に対応する過冷却特性イン
   ク（１）の過冷却状態を保持するようにインク支持体
   （２）の表面をインク融点未満インク自然凝固点を超え
   た温度に保温するインク支持体保温工程と、インク支持
   体（２）上に形成された溶融インク潜像領域に対応する
   過冷却状態インク（１）を記録媒体（７）に転写する転
   写工程とを備えたことを特徴とする画像記録方法。
2. 【請求項２】微小な多数の凹部（２ａ）を有するインク
   支持体（２）と、このインク支持体（２）の各凹部（２
   ａ）に対して過冷却特性インク（１）を凝固させながら
   塗布するインク供給手段（３）と、インク支持体（２）
   上の凝固状態インク（１）を画像信号に応じて溶融させ
   る溶融インク潜像形成手段（４）と、インク支持体
   （２）上に形成された溶融インク潜像領域に対応する過
   冷却特性インク（１）の過冷却状態を保持するようにイ
   ンク支持体（２）の表面をインク融点未満インク自然凝
   固点を超えた温度に保温するインク支持体保温手段
   （５）と、インク支持体（２）上の溶融インク潜像領域
   に対応する過冷却特性インク（１）を記録媒体（７）に
   転写させる転写手段（６）とを備えたことを特徴とする
   画像記録装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載のものにおいて、溶融イン
   ク潜像形成手段（４）は、画像情報に応じた加熱ビーム
   を照射するラスタ走査系であることを特徴とする画像記
   録装置。