JPH02265758A - 画像記録装置 - 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】 〔技術分野〕 本発明は画像記録方法及び装置に関し、詳しくは、コン
ピューター、ワードプロセッサーなどの出力を記録した
り、ファクシミリ等のデジタル通信における出力を記録
したりするのに有用であって、特に、これらの高密度か
つ高速記録が行なえる画像記録方法及び装置に関する。

〔従来技術〕

事務用機器における画像記録装置には、大別して、イン
パクト方式のもの及びノンインパクト方式のものが知ら
れている。そして、後者のノンインパクト記録方式は、
記録時の騒音が少ないという理由から、ワープロ、パソ
コンなどのハードコピー装置として大いに関心がもたれ
利用に供されるようになっている。このノンインパクト
記録装置（特に断わらない限り単に「記録装置」あるい
は「画像記録装置」と称する）にはインクジェットプリ
ンター、熱転写プリンターをはじめとして多くが知られ
ているが、近時は、通電により付着性が変化するインク
を用い。

このインクに通電を行ない付着性を帯びたインクを転写
するための画像記録装置が提案されている（特開昭６３
−３０２７９号公報など）。

そこに提案されている方式においては、低ランニングコ
ストで低エネルギーの記録方式であり、これによれば従
来の熱転写記録方式であるランニングコストを低減させ
、カラー化も容易になし得るといった効果がもたらされ
る。

しかしながら、この特開昭６３−３０２７９号公報等に
おいて開示されているインクでは普通紙等に直接転写す
ることができず、それ故、インクを中間転写媒体もしく
はフィルム等の被記録材に転写し、更に、これを普通紙
などに転写し、更に、これを普通紙などに転写して画像
形式を行なっているが、これにより装置が複雑になり、
また、地汚れを起こしやすいといった問題がある。

〔目　　的〕

本発明の目的は、通電により架橋構造が変化し流動性を
生じる（流動性が変化する）インクを用いて繰返し記録
を行なっても前述のごとき不都合がなく安定した画像が
得られる（殊に高速記録を行なっても安定した画像が得
られる）記録装置を提供するものである１本発明の他の
目的は、記録剤（インク）の再利用が有効に行なえる記
録装置を提供するものである。本発明の更に他の目的は
操作が簡単で、製造コストが安く、保守の容易な画像記
録装置を提供するものである。

〔構　　成〕

本発明の第１は、架橋構造が熱エネルギー印加及び電気
化学反応により破壊され流動性となる非流動性記録剤を
担持し搬送する記録剤担持体と、該記録剤に画像信号に
対応して電気エネルギーを印加する手段と、電気エネル
ギー印加に応じ流動性となった記録剤を被記録媒体に接
触転写するための転写手段とを有する記録装置において
、該記録剤担持体に熱エネルギー印加により記録剤を供
給する手段が設けられていることを特徴としている。

本発明の第２は、前記第１の本発明において、記録剤供
給手段（記録剤担持体に熱エネルギー印加により記録剤
を供給する手段）に加え、記録剤を加圧する手段が設け
られていることを特徴としている。

本発明の第３は、架橋構造が熱エネルギー印加及び電気
化学反応により破壊され流動性となる記録剤を担持し搬
送する記録剤担持体と、該記録剤に画像信号に対応して
電気エネルギーを印加する手段と、電気エネルギー印加
に応じ流動性となった記録剤を被記録媒体に接触転写す
るための転写手段とを有する記録装置において。

転写後の記録剤を熱エネルギー印加により均一化する手
段が設けられていることを特徴としている。

ちなみに、本発明者らは、従来のごとき欠点を解消すべ
く、２０〜３０℃の常温ではゲル融点に達しない非流動
性の記録剤（インク）及びそれを用いた記録方法をさき
に提案したが、ここでの記録剤は常温で実質的に非流動
性であるため、転写特性は向上するものの、常温での記
録剤供給には難があった。そこで、本発明者らは前記提
案した記録剤が熱エネルギーの印加によって流動性とな
る特徴を利用して、記録剤の供給を効率よく行なうこと
を考えた６本発明はこれに基づいてなされたものである
。

以下に、本発明装置を添付の図面に従いながらさらに詳
細に説明する。

第１図から第４図まではドラムタイプの記録剤担持体を
用いた記録装置の断面図、第５図はこれらの装置に用い
られる記録電極の概略図である。第６図及び第７図はベ
ルトタイプの記録剤担持体を用いた記録装置の断面図、
第８図はこれらに用いられる記録電極の概略図、第９図
は記録剤供給手段に加圧機構を設けた概略図である。

先ず、第１図により構成を説明すると、導電性基体から
なる記録剤担持ロール８ａ上に、記録剤９を収納する記
録剤容器１２から記録剤供給ヒートロール３ａにより、
記録剤９を流動化し、ロール８ａ上に記録剤９を供給し
記録剤層を形成する。矢印方向にロール８ａが回転し、
記録剤が移送される。記録剤担持ロール８ａを構成する
導電性基体としては１例えば、鉄、ニッケル、アルミ基
体に耐腐食性の金、白金等を蒸着したもの等からなる。

記録剤供給ヒートロール３ａは、内部に図示されていな
いヒーターにより加熱されている。

記録剤９は通電により流動性となる非流動性のゲル状物
質である。

これらゲル状物質は水酸基を有する水溶性高分子化合物
を硼酸イオンにより架橋することにより得ることができ
る。

ここで、親水性高分子（水溶性高分子化合物）としては
ローカストビーンガムやグーアガム、ペクチン等の多糖
類およびカラギーナン等の電解質多糖類、また、ポリビ
ニルアルコール等の水酸基を有する合成高分子化合物が
挙げられる。

これら親水性高分子を架橋する硼酸イオンは、硼酸、硼
砂などの硼酸イオン源化合物を水に溶解することにより
得られる。

親水性高分子は単独あるいは複数組み合わせで用いられ
、記録剤（インク）９への含有率はその分子量や溶液粘
度に関係するが、通常１重量％から２０重量％用いるこ
とが好ましい、一方、これを架橋する硼酸イオンの添加
量は、少なくとも記録剤９が常温ではゲル融点に達しな
い非流動性を保つのに必要な量で使用されることが好ま
しい、具体的には、硼酸イオン源となる硼酸、硼砂など
の添加量としては親水性高分子の架橋可能な水酸基数に
対して４分の１当量以上の量を添加することが好ましく
、硼酸イオン量によりゲルの架橋密度が高まりゲルの強
度が高まる。硼酸を用いる場合は同時にアルカリ水酸化
物の添加を行なうことによりゲル化が有効に行なえる。

記録剤９には着色剤が含まれる０着色剤としてはカラー
インデックスに酸性染料、直接染料、塩基性染料として
記載されているような水溶性染料を用いることも出来る
が、このような染料を用いると僅かに水分が被転写体に
転写されても染料も同時に転写されるため地肌が汚れ易
く、特に中間転写体のごときものを用いることなく、図
面に示したように、直接記録剤９と記録紙２とを接融せ
しめるような装置においてはその傾向が著しくなる。従
って、着色剤としては顔料、油溶性染料１分散性染料等
水に不用なものを用いることが好ましい。

これらの着色剤の例としてはカーボンブラック、四三酸
化鉄、チタンブラック、チタンイエロー、モリブデン赤
、ジンククロメート等の無機顔料、フタロシアニンブル
ー、ブリリアントカーミンレーキ、パーマネントレッド
レーキ、オーラミンレーキ、ローダミンレーキ、メチル
バイオレットレーキ、キノリンイエローレーキ、マラカ
イトグリーンレーキ、イソインドリノン、キナクリドン
、ペリノンオレンジ、ペリレンスカーレット、ペリレン
マルーン等の有機顔料を挙げることが出来る。油性染料
、分散性染料についてはカラーインデックス（Ｔｈｅ　
５ｏｃｉｅｔｙ　ｏｆＤｙｅｒｓ　ａｎｄ　Ｃｏ１ｏｕ
ｒｉｓｔｓ　１９７１）を参照し、色調に優れたもの、
耐光性に優れたもの、耐熱性に優れたもの等を要求に応
じて選定することが出来る。これらの着色剤はインク層
の０．２〜２０重量％となるように添加することが好ま
しい。

記録剤９の形成液調製は液体媒体として主に水を用いる
ことが出来るが、記録剤９からの水分の蒸発を防止した
り、記録剤９の流動性をコントロールしたりするために
、エチレングリコール、ジエチレングリコール、テトラ
エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピ
レングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン
等の多価アルコール類；ジエチレングリコールモノエチ
ルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル
、エチレングリコールモノメチルエーテル等前記多価ア
ルコールのエーテル類；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、
■、３−ジメチルイミダゾリジノン等を用いることが出
来る。

更に１着色剤の分散性を良好にするため等の理由でカチ
オン系、アニオン系又はノニオン系の界面活性剤を添加
することが出来る。具体的には、ポリオキシエチレンア
ルキルエーテル類。

ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、ポリ
オキシエチレンアルキルエステル類、ポリオキシエチレ
ンアルキルソルビタンエステル類、ポリオキシエチレン
アルキルアミン類、グリセリン脂肪酸エステル類、ソル
ビタン脂肪酸エステル類、プロピレングリコール脂肪酸
エステル類、ポリオキシエチレングリコール脂肪酸エス
テル類等のノニオン系界面活性剤；アルキル硫酸塩類、
ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩類、ポリオ
キシエチレンアルキルエーテル酢酸類、アルキルベンゼ
ンスルフォン酸塩類、Ｎ−アシルアミノ酸塩類、アルキ
ルスルホコハク酸塩類、アルキルリン酸塩類等の陰イオ
ン型界面活性剤；ベンザルコニウム塩のごとき第４級ア
ミン類等の陽イオン型界面活性剤；パーフルオロアルキ
ルリン酸エステル類、パーフルオロアルキルカルボン酸
塩類、パーフルオロアルキルベタイン類等のフッ素系界
面活性剤等を挙げることが出来る。

更に、記録剤９には必要に応じて、防腐剤、粘度調整剤
、表面張力調整剤、紫外線吸収剤、南調整剤等を添加す
ることが出来る。

さて、第１図において、６は電気エネルギーを印加する
ための記録電極であり、陽極となるように画像信号に応
じたパルス電圧印加手段４により電極基体との間に直流
電圧を印加することにより記録剤９が流動性となる。２
は記録紙（被転写体）であり、給紙ローラー１ｃ、１ｄ
により転写部へ搬送され、ｌａ、ｌｂの排出ローラによ
り排紙が行なわれる。この間、記録紙２はバックアップ
ロール７と記録剤層の微小な間隙内に挿入され記録剤層
と接触する。この接触により、流動化した記録剤部分が
記録紙に付着、吸収されるため画像が形成される。転写
後にあった転写された部分と転写されない部分の凹凸は
、記録剤供給ヒートロール３ａにより平滑化及び均一化
される。通電により記録電極である陽極近傍でのｐＨの
低下と陰極近傍でのｐＨ上昇があり、これにより記録剤
中にｐＨの分布ができる。この分布はイオンの拡散によ
り均一化するが、記録剤温度の上昇により、イオン拡散
は促進される。そこで記録剤供給ヒートロールのヒータ
によりｐＨ分布も均一化される。

なお、ポリビニルアルコール−硼酸ゲルにみられる架橋
構造が通電で破壊される現象は［ＡｅμＨｅｚａＩｏ、
φ等により「ポリビニルアルコールの電着機構の研究Ｊ
　ｋｏｌｌｏｉｄｎ、　ＺＨ，４６゜７７１（１９８４
）］に記載されている。

第２図の装置は第１図の記録剤供給ヒートロール３ａの
機能を分離し、記録剤供給ロール１１と表面平滑化ロー
ル３ｂと記録剤層の厚さを制御する層厚制御ブレードＩ
Ｏを設けている。この際、記録剤容器１２は図示されて
いないヒーターにより加温されており容器中の記録剤は
流動状態となっている。この記録剤と記録剤供給ロール
１１にて記録剤担持ロール８ａにコートし、これを層厚
制御手段により層厚を一定として、担持し、記録部へ移
送する。記録、転写は第１図の装置と同様であるが、転
写後１図示されていないヒータを内部に有する１表面平
滑化ロールにて転写後の凹凸を平滑化及び均一化する。

この構成では、１回の記録剤供給により多数回の印字も
可能となる。

第３図の装置は第１図の記録供給ヒートロール３ａに代
えて、図示されていないヒーターを有する記録剤コーテ
ィング手段３ｃを設けたものである。これにより記録剤
を記録剤担体ロール８ａにコートし、更に、転写後の記
録剤の不均一さを均一化することができる。

第４図の装置は第２図における表面平滑化手段３ｂに代
えて、赤外線３ｄを用いて転写後の凹凸を平滑化するよ
うにしたものである。

第５図は第１図〜第４図の装置に用いられた記録電極６
の拡大図であり、１８は導電性部材１７を保持する部材
であり、ポリテトラフルオロエチレン等の低エネルギー
面を有する材質で形成するか、表面をパーフルオロオク
タツールポリメタクリル酸エステルのような撥水剤で加
工した絶縁性部材で構成することが好ましい、１７は導
電体であり、ニッケル、銅、ステンレス、金、白金等の
金属や炭素、８口０．等を用いるこもできる。

次に、ベルトタイプの第６図の構成を説明する。８ｂは
導電性基体上に通電により流動性となる実質的に非流動
性の記録剤層がコートされている記録剤担持ベルトであ
る。導電性基体としては１例えば、ニッケル等の金属ベ
ルト、ニッケル表面に金、白金等をメツキしたちのポリ
エステル等にカーボンブラック等の導電性物質を分散せ
しめたもの、ポリエステル等のベルト表面に金、白金、
ＳｎＯ□等の導電性材料を真空蒸着等の方法により設け
たものが用いられる。

９は通電により流動化する非流動性のゲル状物質である
。６は記録電極であり、電極が陽極となるように電極基
体との間に画像信号に応じたパルス電圧印加手段４によ
り、直流電圧を印加することにより８ｂ上の記録剤が流
動性となる。

２は記録紙（被転写体）であり、給紙ローラー１ｃ、ｌ
ｄにより転写部へ搬送され、ｌａ、ｌｂの排出ローラに
より排紙が行なわれる。この間、記録紙２はバックアッ
プロール７と記録剤層の微小な間隙内に挿入され記録剤
層と接触する。

この接触により、流動化した記録剤部分が記録紙に付着
、吸収されるため画像が形成される。

転写直後にできる転写部分と転写されなかった部分の凹
凸及び、通電により形成されたｐＨ分布は平滑化ヒータ
３ｅによりベルトの内外より加熱することにより平滑化
及び均一化される。

これにより、１回の記録剤供給により多数回の印字も可
能となる。

１５の破線で囲まれた部分は記録剤の供給部分であり、
通常記録剤供給ロール１１は図示されていないヒーター
により加熱され、記録剤担持ベルト８ｂに近接されるよ
うに移動させ、ヒーターにより流動化した記録剤９を８
ｂ上にコートする６１３はコート量を調節する目的で設
けられたスクイズローラーである。

第７図は第６図の装置における表面平滑化ヒーター３ｅ
に変え、赤外線ランプ３ｄにより転写直後にできる記録
剤の凹凸を平滑化するようにしたものである。

第８図は第６図、第７図の記録装置に用いられる記録電
極の拡大図である。１７は導電体部分、１８は絶縁体部
分、１７は図示されていないリード線で画像信号に応じ
たパルス電圧印加手段４と接続されている。

第９図は、第６図及び第７図における記録剤供給部分に
おいて記録剤容器１２中に加圧手段１７を設けた。これ
は加重圧等により記録剤を供給する速度を促進する目的
で設けられたものである。これにより記録剤供給を安定
して行える。

また、これにより記録剤供給ロール１１の温度を加圧手
段を用いない場合に比べ低くすることが可能である。

次に実施例及び比較例を示す、なお、本実施例は非流動
性の記録剤を用いた場合であるが、流動性を有しても供
給しにくい記録剤を用いた場合にも適用できることは明
白である。

実施例１ 下記の方法により製造した記録剤を第１図の記録装置の
記録剤容器１２の部分に充填した。

（溶液Ａの調製） ポリビニルアルコール　　　５重量％ 純水　　　　　　　　　　　９５重量％を加熱溶解した
。

（分散液Ｂの調製） エチレングリコール　　　　４０重量％ポリエチレング
リコール　０．２重量％アルキルエーテル ホウ砂　　　　　　　　　　２重量％ 純水　　　　　　　　　　　　残量 の混合物をボールミルで２０時間分散した。

溶液Ａを６０℃で加温攪拌しながら１分散液Ｂを加え黒
色ゲル状物質（記録剤）を得た。

記録剤供給ロール３ａのヒーターを入れ、ロール表面温
度が６０℃となるようにして矢印の方向に回転したとこ
ろ記録剤担持ロール８ａ上に記録剤層が形成された。こ
の装置で連続して印字を行ったところ画像抜は地汚れの
発生はなく、また記録剤供給もスムーズに行なわれた。

比較例１ 実施例１で使用した記録剤を同様に第１図の記録装置の
記録剤層１１１２の部分に充填した。

記録剤供給ロール３ａのヒーターを切り、矢印の方向に
回転したところ、記録剤の供給は行なわれず、３ａ上へ
記録剤層は形成できなかった。

実施例２ 実施例１で使用した記録剤を第２図の記録装置の記録剤
容器１２の部分に充填した。記録剤容器をヒーターによ
り加温し、記録剤温度が６０℃となるようにして記録剤
供給ロール１１を矢印の方向に回転したところ、記録剤
担持ロール８ａ上に記録剤層が形成された。また、表面
平滑化ロール３ｂのヒーターを入れ、印字後の記録剤表
面を平滑化した。連続して印字を行ったところ画像抜は
地汚れの発生はなく、また記録剤供給もスムーズに行な
われた。

比較例２ 実施例１で使用した記録剤を第２図の記録装置の記録剤
容器１２に充填し、記録剤容器のヒーターを切った状態
で、記録剤供給ロール１１を矢印の方向に回転したが、
記録剤は記録剤担持ロール８ａ上には供給されなかった
１次に、記録剤容器工２のヒーターを入札記録剤供給ロ
ール１１を矢印の方向に回転して８ａ上に記録剤を供給
し、印字を行った０表面平滑化ロール３ｂのヒーターを
切って印字を繰り返したところ画像抜けや地汚れの発生
はみられなかった。

実施例３ 実施例１で使用した記録剤を第６図の記録装置の記録剤
容器１２に充填し、記録剤供給ロール１１のヒーターを
入れロール表面温度が６０℃となるようにして矢印の方
向に回転して記録剤を供給した；また、記録剤平滑化ヒ
ーター３ｅのヒーターを入れ、記録剤担持ベルトを加温
して、記録剤表面を平滑化した。この状態で繰り返し印
字を行ったところ、画像抜けや地汚れの発生はみられな
かった。

比較例３ 実施例１で使用した記録剤を第６図の記録装置の記録剤
容器１２に充填し、記録剤供給ロール１１のヒーターを
切って矢印の方向に１１を回転させたが、記録剤は供給
されなかった０次にヒーターを入れ記録剤の供給を行い
、印字を行った。

表面平滑化ヒーター３ｅのヒーターを切った状態で繰り
返し印字を行ったところ画像抜けや、地汚れが発生した
。

実施例４ 第６図の記録剤容器を第９図゛に示したように加重圧で
加圧した以外は実施例３と同様にして印字を行ったとこ
ろ画像抜けや、地汚れが発生せず、記録剤供給も安定し
て行なわれた。

〔効　　果〕

本発明によれば下記のような効果がもたらされる。

（１）記録剤を適宜供給することが可能である。

これにより従来の熱転写記録装置のインクリボンやイン
クシートのように使い捨てでなく消耗品コストの低減が
できる。また、本発明装置はワックスインクを熱融して
供給する装置及び従来の熱転写記録装置のように熱エネ
ルギーで画像形成する方式に比べ通電による電子移動に
より架橋構造がこわれ画像形成されるため記録エネルギ
ーを小さくすることができる。

（幻　通電記録転写後の記録剤の凹凸及び通電によりで
きたＰＨ分布を熱エネルギー印加により平滑化及び均一
化する手段を有しているため、記録剤の再利用を効率よ
く行うことができ１画像品質の安定化及び記録剤劣化を
防止することができる。

（３）記録剤供給手段において熱エネルギーの印加に加
え、圧力を加える手段を有することにより、記録剤供給
手段の効率を向上することができ、記録剤を安定して供
給することができる。また記録剤供給において加熱する
温度を加圧手段を用いない場合に比べて低く設定するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図までは本発明装置のドラムタイプの代
表的な四側の概略図、第５図はこれら装置に用いられる
記録電極の概略図である。 第６図及び第７図は本発明装置のベルトタイプの代表的
な二側の概略図、第８図はこれら装置に用いられる記録
電極の概略図である。 第９図は記録剤供給手段に加圧機構を設けた概略図であ
る。 ２・・・記録紙（被転写体） ７・・・バックアップロール ８ａ・・・記録剤担持ロール ８ｂ・・・記録剤担持ベルト ６・・・記録電極 ９・・・記録剤 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）架橋構造が熱エネルギー印加及び電気化学反応に
   より破壊され流動性となる非流動性記録剤を担持し搬送
   する記録剤担持体と、該記録剤に画像信号に対応して電
   気エネルギーを印加する手段と、電気エネルギー印加に
   応じ流動性となった記録剤を被記録媒体に接触転写する
   ための転写手段とを有する記録装置において、該記録剤
   担持体に熱エネルギー印加により記録剤を供給する手段
   が設けられていることを特徴とした画像記録装置。
2. （２）前記記録剤供給手段に加え、記録剤を加圧する手
   段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の
   画像記録装置。
3. （３）架橋構造が熱エネルギー印加及び電気化学反応に
   より破壊され流動性となる記録剤を担持し搬送する記録
   剤担持体と、該記録剤に画像信号に対応して電気エネル
   ギーを印加する手段と、電気エネルギー印加に応じ流動
   性となった記録剤を被記録媒体に接触転写するための転
   写手段とを有する記録装置において、転写後の記録剤を
   熱エネルギー印加により均一化する手段を有することを
   特徴とした画像記録装置。