JP3018672B2

JP3018672B2 - 画像記録装置

Info

Publication number: JP3018672B2
Application number: JP29382591A
Authority: JP
Inventors: 健済川; 功伊藤; 茂雄大野
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1991-10-15
Filing date: 1991-10-15
Publication date: 2000-03-13
Anticipated expiration: 2015-03-13
Also published as: JPH05107846A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、静電記録方式を採用
した画像記録装置に関し、さらに詳しくは、小型、高信
頼性の画像記録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の画像記録装置としては、
例えば特開昭５９−３７５７８号公報に開示されている
ものがある。これは、導電層上に積層した誘電層を有す
る誘電体ベルトを転写媒体として使用し、この転写媒体
の表面にスタイラスヘッドやイオンヘッド等の記録ヘッ
ドによって、画像信号に応じて選択的に電荷を付与或い
は除去することにより静電潜像を形成する。そして、こ
の静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成し、この
トナー像を転写材に転写することにより画像を記録する
ように構成したものである。

【０００３】しかし、この様な画像記録装置において
は、記録ヘッドが誘電体ベルトの表面側に位置するため
にトナーによる記録ヘッドの汚れが問題となり、記録ヘ
ッドと現像器位置のレイアウトの検討や、記録ヘッドの
汚れを防止するためのエアーフローの検討などが必要と
なり、それが結果的にシステムの大型化、コストアップ
につながるという問題点があった。また、誘電体ベルト
の表面側に位置する記録ヘッドによって誘電体ベルトに
静電潜像を形成するものであるため、記録ヘッドと誘電
体ベルトの間隔の変動が直接画質に影響し、良好な画質
を維持するのが困難であるという問題点もあった。

【０００４】このような問題点を解決するものとして、
特開昭６０−７８４６３号公報に示すものが既に提案さ
れている。これは、記録ヘッドを誘電体ベルトの裏側に
配置したものであり、一様に帯電された誘電体ベルトの
裏側から記録ヘッドによって画像情報に応じて加熱を行
ない、熱除電によって静電潜像を誘電体ベルト上に形成
し、前記静電潜像をトナーで現像した後、転写材に転写
定着を行なうように構成したものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
の場合には、次に示すような問題点を有している。すな
わち、このような方式においては、記録ヘッドを誘電体
ベルトの裏側に配置するため、トナーによる記録ヘッド
の汚れの問題は解決されるが、誘電体ベルトの裏側から
記録ヘッドによって加熱するものであるため、熱が誘電
体ベルト表面に達するまでに熱の拡散が生じ、実際に誘
電体ベルト上に形成される静電潜像の解像力が低下する
という問題点があった。さらに、誘電体ベルトの裏側に
配置されたサーマルヘッド等の加熱手段の蓄熱により、
誘電体ベルトの加熱すべき領域以外の領域も加熱されて
しまい、静電潜像の尾引きが発生するといった問題点が
あった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
記従来技術の問題点を解決するためになされたもので、
その目的とするところは、記録ヘッドの汚れが発生する
ことがないのは勿論のこと、高解像度であって静電潜像
の尾引きが発生することのない、小型・高信頼性・高画
質の画像記録装置を提供することにある。

【０００７】すなわち、この発明は、記録媒体の表面を
一様に帯電させた後、前記一様帯電を施した記録媒体を
画像情報に応じて選択的に加熱して当該記録媒体の表面
に帯電された電荷を熱除電することにより静電潜像を形
成し、前記記録媒体上に形成された静電潜像を現像する
とともに当該現像像を転写材上に転写・定着することに
より画像の記録を行なう画像記録装置において、前記記
録媒体として選択的に通電可能な発熱層を備えたものを
用い、当該記録媒体の発熱層に選択的に通電することに
よって、記録媒体自体を発熱させ熱除電を行なうととも
に、前記記録媒体の発熱層に通電することによって、記
録媒体自体を発熱させ、当該記録媒体上に形成された現
像像を転写材上に転写同時定着するように構成されてい
る。

【０００８】上記記録媒体に通電を行なう記録ヘッドと
しては、例えば通電型のスタイラスヘッドが用いられ
る。

【０００９】また、上記記録媒体の構造は、ヘッド接触
側から見て、ポリイミド、ポリアラミド、ポリスルホ
ン、ポリイミドアミド、ポリエステル−イミド、ポリフ
ェニレンオキシド、ポリ−ｐ−キシリレン、ポリベンズ
イミダゾールなどの樹脂または、それらの誘導体を含む
結着樹脂に、導電性フィラー、例えばカーボン粒子、金
属粉末、導電性セラミックス粉末、電荷移動錯体等にイ
オン導電剤を分散または溶解したもので、体積抵抗率を
１０⁰〜１０²Ω・ｃｍに制御した発熱層と、例えばア
ルミニウム、ニッケル、金、銀、銅、白金、等の金属
や、導電性セラミックス材、例えばＲｕＯ２、ＴｉＮ、
ＴａＢ２、ＣｒＢ２、Ｂ４Ｃ、ＴｉＣ等からなる導電性
の帰路電極層と、シリコン系樹脂、ポリイミド系樹脂、
テフロン系樹脂からなる絶縁性の記録層との少なくとも
３層からなるフィルムである。

【００１０】尚、記録層については発熱層から加えられ
た熱により記録層表面の電荷を効率よく熱除電する必要
性から、厚みは薄い方が望ましいが、記録層上には静電
潜像が形成されるため、帯電性を考慮して層厚が決めら
れる。さらに、記録層については、インク層を転写材に
転写定着させる時のインク層の剥がれを良くする必要性
があることから、記録層の表面エネルギーは４０ｄｙｎ
ｅｓ／ｃｍ、好ましくは、３５ｄｙｎｅｓ／ｃｍ以下で
あることが望ましい。

【００１１】さらに、上記記録媒体の表面を帯電させる
帯電手段は、記録層を均一に帯電出来れば良く、スコロ
トロン等の公知の手段を用いることで差し支えない。

【００１２】また、記録媒体上に得られた静電潜像を現
像する手段としては、複写機等で公知の現像手段で良
い。

【００１３】転写定着部は、例えば、通電ヘッドよりな
るものが用いられる。

【００１４】この場合の転写／定着手段としては、通常
の電子写真装置に用いられている加熱定着ロールやサー
マルヘッド等を用いることも出来る。ただし、転写／定
着時の熱効率を考慮して方式を選択することが必要であ
る。

【００１５】

【作用】この発明においては、記録媒体として選択的に
通電可能な発熱層を備えたものを用い、当該記録媒体の
発熱層に選択的に通電することによって、記録媒体自体
を発熱させ熱除電を行なうように構成されている。その
ため、記録媒体の表面を一様に帯電させた後、記録ヘッ
ドによって記録媒体の発熱層に画像情報に応じて通電
し、発熱層の通電箇所をその抵抗によりスポット状に発
熱させる。次に、上記発熱層の発熱により記録媒体の表
面が所定の温度以上に加熱されると、記録媒体の表面上
に存在する電荷が離散して熱除電され、記録媒体の表面
上に静電潜像が形成されることになる。このように、記
録媒体自体を発熱させて静電潜像を形成するように構成
されているので、熱効率が良く、しかも熱の拡散が少な
いため高解像度の画像記録が可能となる。また、記録媒
体自体が発熱するように構成されているので、記録媒体
を他の記録ヘッドによって加熱する場合のように、記録
ヘッドの蓄熱が問題とならないため、静電潜像の尾引き
が発生することがなく、この点からも高画質の画像を得
ることができる。

【００１６】

【実施例】以下にこの発明を図示の実施例に基づいて説
明する。

【００１７】図１はこの発明に係る画像記録装置の一実
施例を示すものである。

【００１８】図１において、１は記録媒体を示すもので
あり、この記録媒体１は、無端のベルト状に形成され、
互いに平行に配置された径の大きな駆動ローラ２及び従
動ローラ３と、これらの駆動ローラ２及び従動ローラ３
の下方に狭い間隔をおいて配置された径の小さな従動ロ
ーラ４、５との間に矢印方向に移動可能に掛け回されて
いる。上記記録媒体１は、図２に示すように、裏面側よ
り体積抵抗率が１０⁰〜１０²Ω・ｃｍのカーボン分散
ポリイミド樹脂からなる発熱層６と、アルミニウムから
なる帰路電極層７と、シリコン樹脂からなる記録層８と
から構成されており、各層６、７、８の厚みは、例え
ば、それぞれ２０μｍ、０．２μｍ、３．５μｍに設定
される。

【００１９】また、上記記録媒体１の水平に保持された
上側部分の表面には、当該記録媒体１の表面を一様に帯
電するための一次帯電器９が設けられている。この一次
帯電器９としては、スコロトロンが用いられ、記録媒体
１の記録層８を例えば−２００Ｖに均一に帯電するよう
になっている。

【００２０】さらに、上記記録媒体１の水平に保持され
た上側部分の裏面には、静電潜像を形成するための記録
ヘッド１０が一次帯電器９の下流側に設けられており、
この記録ヘッド１０としては、例えば８ドット／ｍｍの
解像度を持つ通電用のスタイラスヘッドが用いられる。
上記記録ヘッド１０は、画像信号に応じて記録媒体１の
発熱層６に通電することにより、この発熱層６を画像信
号に応じて発熱させ、一様に帯電された記録層８の電荷
を熱除電して静電潜像を形成するようになっている。

【００２１】また、上記従動ローラ３の側方には、記録
媒体１の表面に形成された静電潜像を、トナーによって
現像するための現像器１１が配設されている。この現像
器１１の現像ロールは、マグネット固定・スリーブ回転
方式で駆動され、回転方向は、記録媒体１の移動方向と
同方向となっている。なお、現像器１１の現像スリーブ
に印加される現像バイアスは、例えば−１５０Ｖに設定
される。

【００２２】ここで、上記現像器１１で使用される現像
剤は、トナーとキャリアよりなる２成分現像剤であり、
トナーは、ポリエステル樹脂９０重量部、カーボンブラ
ック１０重量部を混連・粉砕・分級して平均粒径１０μ
ｍとし、シリカ微粉末を上記組成に対して０．５重量部
外添したものを用いた。このトナーの粘度は、１２０℃
において１０⁴ｐｏｉｓｅと低粘度であった。また、キ
ャリアは、平均粒径５０μｍのフェライト粉末にポリメ
チルメタクリレートを被覆したものを用いた。尚、この
ときの現像剤のトナー濃度は８ｗｔ／％であった。

【００２３】一方、上記記録媒体１の水平に保持された
下側部分の裏面には、記録媒体１の表面に形成されたト
ナー像を転写材上に転写定着するための転写定着手段が
設けられている。この転写定着手段としては、記録媒体
１の発熱層８に一様に通電することによって、当該発熱
層８を一様に発熱させトナー像を溶融転写するための通
電ヘッド１２が用いられる。この通電ヘッド１２として
は、記録ヘッド１０と同様に通電用のスタイラスヘッド
が用いられるが、記録ヘッド１０のように高い解像度
は、全く必要とされない。この転写定着部は、通電ヘッ
ド１２を記録媒体１の内側に配置した背面加熱方式とな
っており、記録媒体１を図１の矢印方向に線速４０ｍｍ
／ｓで駆動した時、記録媒体１の表面が１５０℃になる
ように制御回路によって通電制御されている。

【００２４】なお、上記トナー像の転写性については、
記録媒体の記録層の表面エネルギーを制御することで良
好な転写性が得られ、クリーナーは不要である。

【００２５】以上の構成において、この実施例に係る画
像記録装置では、次のようにして画像の記録が行われ
る。まず、記録媒体１を転写定着手段によって加熱する
ことにより、記録層８の表面を略０Ｖに熱除電する。こ
の除電は、通電ヘッド１２によって記録媒体１の発熱層
６に全面的に通電し、この発熱層６を発熱させることに
よって行なう。その後、上記記録媒体１の記録層８の表
面を、図３に示すように、一次帯電器９によって−２０
０Ｖに均一に帯電する。次に、記録ヘッド１０によって
記録媒体１の裏面から画像に応じた部分に電流を流し、
記録媒体１の発熱層６を部分的に発熱させることで、図
３に示すように、記録層８上の電荷を離散させて画像部
の電位を除電し略０Ｖにする。こうして記録媒体１の記
録層８上に、背景部電位−２００Ｖ、画像部電位０Ｖの
静電潜像を形成する。そして、この記録媒体１の記録層
８上に形成された静電潜像を、現像器１１によって現像
することにより、トナー画像を記録層８上に形成する。

【００２６】こうして形成されたトナー像は、転写定着
部で通電ヘッド１２によって記録媒体１の発熱層６に通
電し、発熱層６を全面的に発熱させることにより、転写
材１５上に溶融転写定着される。

【００２７】このようにして、転写材１５上に実際に画
像を記録したところ、良好な印字サンプルが得られた。
また、上記サイクルを繰り返して印字テストを実施した
ところ安定した画質が得られることが確認された。

【００２８】上記の如く、この実施例においては、記録
媒体１として選択的に通電可能な発熱層６を備えたもの
を用い、当該記録媒体１の発熱層６に記録ヘッド１０に
よって選択的に通電することにより、記録媒体１自体を
発熱させ熱除電を行なうように構成されている。そのた
め、記録媒体１の表面を一様に帯電させた後、記録ヘッ
ド１０によって記録媒体１の発熱層６に画像情報に応じ
て通電し、発熱層６の通電箇所をその抵抗によりスポッ
ト状に発熱させた後、上記発熱層６の発熱により記録媒
体１の表面が所定の温度以上に加熱されると、記録媒体
１の表面上に存在する電荷が離散して熱除電され、記録
媒体１の表面上に静電潜像が形成されることになる。こ
のように、記録媒体１自体を発熱させて静電潜像を形成
するように構成されているので、熱効率が良く、しかも
熱の拡散が少ないため高解像度の画像記録が可能とな
る。また、記録媒体１自体が発熱するように構成されて
いるので、記録媒体１を他の記録ヘッドによって加熱す
る場合のように、記録ヘッド１０の蓄熱が問題とならな
いため、静電潜像の尾引きが発生することがなく、この
点からも高画質の画像を得ることができる。

【００２９】次に、図１において、記録ヘッド１０をサ
ーマルヘッドに取替え、記録媒体１の裏側から加熱する
方式を試みたところ、静電潜像の熱拡散による解像力の
低下が見られた。また、繰り返し印字を行なうと、サー
マルヘッドの蓄熱による尾引きも観察された。

【００３０】

【発明の効果】この発明は、以上の構成及び作用よりな
るもので、記録ヘッドの汚れが発生することがないのは
勿論のこと、高解像度であって静電潜像の尾引きが発生
することのない、小型・高信頼性・高画質の画像記録装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明に係る画像記録装置の一実施
例を示す概略構成図である。

【図２】図２は記録媒体を示す断面図である。

【図３】図３は記録媒体の表面に形成される静電潜像
を示すグラフである。

【符号の説明】

１記録媒体、６発熱層、７帰路電極層、８記録
層、９一次帯電器、１０記録ヘッド、１１現像
器、１２通電ヘッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭63−82756（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/05 B41J 2/385 G03G 15/16 101 G03G 15/20

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体の表面を一様に帯電させた後、
前記一様帯電を施した記録媒体を画像情報に応じて選択
的に加熱して当該記録媒体の表面に帯電された電荷を熱
除電することにより静電潜像を形成し、前記記録媒体上
に形成された静電潜像を現像するとともに当該現像像を
転写材上に転写・定着することにより画像の記録を行な
う画像記録装置において、前記記録媒体として選択的に
通電可能な発熱層を備えたものを用い、当該記録媒体の
発熱層に選択的に通電することによって、記録媒体自体
を発熱させ熱除電を行なうとともに、前記記録媒体の発
熱層に通電することによって、記録媒体自体を発熱さ
せ、当該記録媒体上に形成された現像像を転写材上に転
写同時定着することを特徴とする画像記録装置。