JPH03209256A - 可逆性感熱媒体及び画像形成装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、発熱記録素子を用いて可逆性感熱媒体に画像
を形成し、その画像を普通紙に記録する画像形成装置に
関するものである。

（従来の技術） 従来、発熱記録素子を用いて普通紙に記録するプリンタ
は、画像形成に用いる発熱記録素子が低価格であり、さ
らにプロセスがシンプルなことがら感熱紙に直接熱書込
みを行う感熱記録方法を利用するＦＡＸやプリンタに広
く用いられている。

ところが、この感熱記録方法に使用される記録紙は、熱
により発色する特殊紙であって、記録の保存性に大きな
問題があった。

そこで、これ改善するために、インクを塗布したフィル
ムを中間媒体として用い、発熱記録素子によりフィルム
上のインクを溶融して記録紙に転写する感熱転写記録方
法が提案され、これも広くプリンタに応用されている。

ところが、上記構成の画像形成装置においては、特殊な
記録紙を使用する必要があり、表面が平滑に処理された
ものでないとインクを記録紙に十分転写させることがで
きないため、発熱記録素子を用いて記録する装置には、
普通紙を用いても記録できるものは存在しない。

一方、普通紙に記録する装置の代表として電子写真記録
方法があり、複写紙やプリンタに広く用いられている。

また、これをプリンタ等に応用する場合、露光手段にレ
ーザと結像光学系を組み合わせたもの、あるいはＬＥＤ
アレイと結像光学系を組み合わせたものなどが使用され
ているが、いずれもコストが高くなってしまう。

すなわち、価格が安い装置の場合は普通紙に記録するこ
とができず、普通紙に記録することができるものは装置
の価格が高いといった問題があり、どちらも満たすこと
のできる装置を得ることができない。

そこで、上記従来の画像形成装置の問題点を解決して、
低価格でしかも普通紙への記録が可能な画像形成装置が
提供されている。

該画像形成装置においては、感光体の表面を帯電する一
方、温度と透過率間にヒステリシス特性を有する可逆性
感熱媒体に熱書込みを行い、透過率の差により画像部と
非画像部を形成し、上記感光体上に可逆性感熱媒体を重
ねて前面露光を行うことによって感光体ドラムの表面に
静電潜像が形成される。

したがって、該静電潜像を現像し、そのトナー像を記録
媒体に転写・定着することによって普通紙に記録するこ
とができる。

このような画像形成装置に使用される可逆性感熱媒体は
高分子薄膜の熱による光散乱性制御を利用した系、すな
わち高分子中に分散した脂肪酸の相変化を利用した系を
利用している。この系では、ポリエステル等の樹脂母材
にベヘン酸等の有機低分子物質が分散される。

次に、上記可逆性感熱媒体の特性について説明する。

第３図は上記従来の可逆性感熱媒体の温度と透過率の関
係図である。

上記可逆性感熱媒体は温度によって透明状態と白濁状態
が可逆的に変化し、さらに常温でもその二形態を維持す
ることができることにｖｆ徴がある。

該可逆性感熱媒体は室温Ｔ、で白濁状態にあり、この状
態をＡで示す、これを加熱すると温度Ｔ。

から透過率が増加し始め、温度Ｔ、で最大透明状態Ｂと
なる。そして、それを室温まで冷却して状ａＤとしても
実線で示すように透過率が高く透明状態が維持される０
次にこの透明状態の可逆性感熱媒体を温度７８以上に加
熱すると、透明状態と白濁状態の中間状態きなる。それ
を室温状態に冷却すると、−点鎖線で示すように白濁状
態に戻る。

上記有機低分子物質は温度Ｔ、以下では凝固状態、温度
Ｔ、〜Ｔ、で半溶融状態、有機低分子物質の融点Ｔ１以
上で溶融状態になっている。有機低分子物質としてステ
アリン酸を用いた場合はＴ１が約６８℃、Ｔ、が約７１
℃である。

また、画像を書き込む場合は、状ｊｌｌＡを起点として
、書込み部のみを温度７．以上にする。この可逆性感熱
媒体を室温に戻すと書込み部のみが状ＭＤとなり、状態
りの書込み部と状態Ａの非書込み部で透過率の差ができ
る。この可逆性感熱媒体を温度Ｔ１以上に加熱すると、
元の白濁状態に戻すことができる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記構成のプリンタにおいては、可逆性
感熱媒体の透明状態を形成する温度範囲Ｔ１〜Ｔオが２
〜４°Ｃと狭いため、書込み温度範囲も２〜４℃と非常
に狭くなる。したがって、発熱記録素子をこのような狭
い温度範囲に制御するのは、技術的に非常に難しく、ま
たコストも高くなってしまう。

本発明は、上記従来の画像形成装置の問題点を解決して
、透明状態になる温度範囲が広い可逆性感熱媒体を利用
し、書込み温度範囲の広い画像形成装置を提供すること
を目的とする。

（課題を解決するための手段） そのために、本発明においては、可逆性感熱媒体を樹脂
母材に有機低分子物質を分散し、該有機低分子物質を例
えばステアリン酸、カプリン酸、ラウリン酸等の炭素数
１０〜２４の飽和カルボン酸としている。

そして、画像形成装置においては、感光体に、帯電手段
と熱書込み手段が対向して配設され、該熱書込み手段に
より、上記可逆性感熱媒体内の有機低分子物質が融点以
上に加熱される。

露光手段は、上記有機低分子物質の融点以上に加熱され
たままの状態で上記可逆性感熱媒体を感光体上に重ねて
全面露光する。

また、感光体上にトナー像を現像する手段と、現像され
た感光体と記録媒体を重ねて記録媒体上にトナー像を転
写する手段と、記録媒体上のトナー像を定着する手段が
設けられる。

（作用） 本発明によれば、上記のように可逆性感熱媒体を、樹脂
母材に炭素数１０〜２４の飽和カルボン酸からなる有機
低分子物質を分散させた系で構成し、発熱記録素子によ
って有機低分子物質の融点（第２図Ｔｉ）以上に加熱し
書込みを行うようにしている。

露光装置は、熱書込みされた部分の温度Ｔ、をそのまま
維持して露光する。

すなわち、有機低分子物質の溶融状態（透明状態）と凝
固状態（不透明状態）との光透過率の差により、可逆性
感熱媒体上に画像形成することができる。

熱書込み温度の範囲は、非溶融状！ｓ　’ｒ　＋から溶
融状態Ｔ、までとすることができ広くなる。有機低分子
物質として、例えばステアリン酸を用いると、融点７１
°Ｃ２沸点２３７°Ｃであり１００°Ｃ以上の書込み温
度範囲が可能である。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図は本発明の実施例を示す画像形成装置の概略構成
図、第２図は本発明の可逆性感熱媒体の温度と透過率の
関係図である。

図において、６はドラム上に形成された感光体であり、
セレン感光体、有機感光体などいずれも使用することが
できる。

７は帯電手段を構成するコロナ帯電器であり、感光体６
の表面に対向して設けられる。帯電手段として、このほ
かにブラシ帯電器なども利用できる。

２１は露光手段を構成する露光装置である。′この露光
装置２１は可逆性感熱媒体３、発熱記録素子２２、プラ
テンロール２、転勤ロール（Ａ）２３　、転勤ロール（
Ｂ）２４　、全面露光手段８及び全面発熱素子ｌで構成
される。可逆性感熱媒体３はプラテンロール２、転勤ロ
ール（Ａ）２３及び転勤ロール（Ｂ）　２４に掛けられ
る。可逆性感熱媒体３を挟んで転勤ロール（Ｂ）　２４
の対面側には発熱記録素子２２が設けられており、可逆
性感熱媒体３は発熱記録素子２２と転勤ロール（Ｂ）　
２４で加圧される。この発熱記録素子２２はサーマルへ
ラドと通常呼ばれている。

また、全面露光手段８は感光体６に密着して重ねられた
熱可逆性記録媒体３上に設けられる。全面露光手段８と
しては、光の強さが一様かつ均一な光源、例えば蛍光灯
、パロゲンランプ、ＬＥＤ等いずれも利用することがで
きる。そして、発熱記録素子２２は転勤ロール（Ｂ）　
２４と共に可逆性感熱媒体３を挟圧するように設けられ
ており、熱の強さが長手力向均−なものであるならばい
ずれも使用することができる。

可逆性感熱媒体３は樹脂母材に有機低分子物質を分散さ
せて形成される。樹脂母材は透明性が良く、機械的、熱
的に安定でかつ製膜性の良い樹脂が好ましい、このよう
な樹脂母材としては、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢
酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルア
ルコール共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−マレイン
酸共重合体、塩化とニル−アクリレート共重合体、ポリ
塩化ビニリデン、塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体
、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、ポリエ
ステル、ポリアミド、ポリアクリレート、ポリメタクリ
レート、アクリレート−メタクリレート共重合体、シリ
コン樹脂などがあげられる、これらは単独あるいは２種
以上混合して使用される。

一方、有機低分子物質は炭素数１０〜２４の飽和カルボ
ン酸が好ましい、具体的にはカプリン酸、ラウリン酸、
ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキン
酸、ベヘン酸、リグノセリン酸などがある。

なお、有機低分子物質と樹脂母材の割合は重量比で１：
０．５〜１：ｌＯ程度が好ましい、樹脂母材の比がこれ
以下になると、機械的強度が不十分になり、逆に樹脂母
材の比がこれ以上になると透明状態と不透明状態のコン
トラストが不十分になってしまう。

このように形成された可逆性感熱媒体３は、第２図に示
すような温度／透過率特性を表す。

本発明の可逆性感熱媒体においては、有機低分子物質を
融点Ｔ３以下に加熱すると、透過率の高い透明状態が得
られる。

本発明の画像形成装置は、有機低分子物質の融点Ｔｓ以
上に加熱して得られる透明状態と、溶融が始まるＴ１以
下の不透明状態間の透過率の差により画像を形成するよ
うにしている。

また、現像手段２５は現像ロール９上にトナー１０を吸
着し、搬送して現像するもので、感光体１に対向して設
けられる。現像手段２５としては、二成分磁気ブラシ現
像器、−成分磁気ブラシ現像器、−成分非磁性現像器な
どいずれも利用することができる。

１２は転写手段を構成するコロナ帯電器であり、感光体
６の表面に対向して設けられ、該感光体６の表面に付着
したトナー１０を記録媒体１１上に転写する。なお、記
録媒体１１には普通紙が用いられる。

１３は定着手段であり、発熱ロール１４及び加圧ロール
Ｉ５で構成され、転写されたトナー１ｏを定着させる０
発熱ロール１４は、金属性中空部材にハロゲンランプを
内蔵したもの、あるいは金属面に直接発熱体を設けたも
のなどが利用される。

２６はクリーニング手段であり、転写プロセスの後に感
光体６に残留したトナー１０を除去するために設けられ
ている１図示したブレードクリーニングの他に公知の技
術を使用することもできる。

次に、本発明の画像形成装置の動作及び作用について説
明する。

可逆性感熱媒体３は始動時において、全面発熱素子１に
より、温度Ｔ１以上に加熱し温度Ｔ、以下に冷却され不
透明状態になっている。

感光体６及びプラテンロール２が、図示しない駆動手段
により図示矢印方向に一定周速度で回転する。可逆性感
熱媒体３は感光体６と接触するようにプラテンロール２
、転勤ロール（Ａ）２３及び転勤ロール（Ｂ）　２４間
に掛けられ、プラテンロール２との摩擦力により、図示
矢印方向に移動する。また、感光体６と可逆性感熱媒体
３はその移動速度がほぼ同じになるように構成される。

初めに、感光体６はコロナ帯電器７を用いて一様均一に
帯電され、一方、不透明状態の可逆性感熱媒体３は発熱
記録素子２２を用いて画像信号に応じて熱書込みが行わ
れる。

この時、発熱記録素子５により状態Ｂを経て温度７３以
上に加熱された部分は有機低分子物質が溶融状態Ｃとな
り透明になる。

また、加熱されない部分は不透明状！！Ａのままである
。これによって、可逆性感熱媒体３は透過率の差に伴う
画像が形成される０画像は書込み部の温度がＴ１以上の
間は保持される。この温度Ｔ。

が保持されている時間内に次の露光プロセスが行われる
。

これによって、可逆性感熱媒体３は透過率の差に伴う画
像が形成される。

次に、感光体６に対し画像が形成された可逆性感熱媒体
３が密着して重ねられ、その可逆性感熱媒体３の上から
全面露光手段８を用いて全面に光が照射される。可逆性
感熱媒体３の透過率の差に伴う画像に応じた光量が可逆
性感熱媒体３を透過して、感光体６に照射され静電潜像
が形成される。

現像プロセスでは、現像ロール９と感光体６との空間に
感光体６に形成された静電潜像に伴う電気力線が発生し
、現像ロール９上の帯電したトナー１０が静電気力によ
り感光体ｌ上に付着し、現像される。

転写プロセスでは、記録媒体１１が図示しない給紙部よ
り給紙及び送紙され、感光体６とコロナ帯電器１２間に
搬送され、ここで記録媒体１１は感光体６に重ねられ、
感光体６上に形成されたトナー像が静電的に記録媒体１
１に転写される。定着プロセスでは、記録媒体１１上に
形成されたトナー像が発熱ロール１４の熱により加熱溶
融される。溶融したトナー１０は、発熱ロール１４と加
圧ロール１５の圧力により記録媒体１１の繊維間に浸透
し、定着される。

また、定着された記録媒体１１は装置外へ搬送される。

一方、それまで透過率の差に伴う書込み部と非書込み部
が存在する画像を保持していた可逆性感熱媒体３は、発
熱記録素子２２に至るまでに室温状態に冷却され、全体
が元の不透明状！ｌＡに戻る。

こうして、可逆性感熱媒体３は画像の消去が行われて、
繰り返し利用される。

一方、転写プロセス後に感光体６に残った残留トナーは
クリーニング手段２６により除去されると同時に、必要
に応じて感光体６に残留した電荷を除去する除電ランプ
も設けられる。こうして、感光体６も繰返し利用される
。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。

例えば、本発明の可逆性感熱媒体はプリンタ以外に発熱
記録素子を用いて可逆性感熱媒体上に画像を形成し、そ
の画像を感光体を用いてトナーにより可視化する表示装
置などに応用することができる。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したように本発明によれば、好機低分
子物質の溶融状態を維持したままで露光を行うため、溶
融状態と凝固状態での光透過率の差により画像形成を行
うことができる。

したがって、書込み温度範囲を広くとることができ、普
通紙に画像を記録することができる安価なプリンタを提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す画像形成装置の概略構成
図、第２図は本発明の可逆性感熱媒体の温度と透過率の
関係図、第３図は従来の可逆性感熱媒体の温度と透過率
の関係図である。 １・・・全面発熱素子、２・・・プラテンロール、３・
・・可逆性感熱媒体、６・・・感光体、７，１２・・・
コロナ帯電器、８・・・全面露光手段、１０・・・トナ
ー、１１・・・記録媒体、１３・・・定着手段、１４・
・・発熱ロール、１５・・・加圧ロール、２２・・・発
熱記録素子、２５・・・現像手段。 特許出願人　沖電気工業株式会社 代理人　弁理士　川　合　　誠（外１名）Ｔｏ　　　７
１ 温　涜 本発可す、可逆７ＫＬ残Ｙ弁外−ｍ、ｗど方堅山！１μ
つ５１壱負２第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）樹脂母材に有機低分子物質を分散し、 （ｂ）該有機低分子物質を炭素数１０〜２４の飽和カル
   ボン酸としたことを特徴とする画像形成装置用の可逆性
   感熱媒体。
2. （２）（ａ）感光体の表面を帯電する手段と、 （ｂ）樹脂母材に有機低分子物質を分散させて形成した
   可逆性感熱媒体を、有機低分子物質の融点以上に加熱し
   て熱書込みを行う手段と、 （ｃ）有機低分子物質の融点以上に加熱されたままの状
   態で上記可逆性感熱媒体を感光体上に重ねて全面露光す
   る手段と、 （ｄ）感光体上にトナー像を現像する手段と、 （ｅ）現像された感光体と記録媒体を重ねて記録媒体上
   にトナー像を転写する手段と、 （ｆ）記録媒体上のトナー像を定着する手段を有し、 （ｇ）上記可逆性感熱媒体は、樹脂母材に有機低分子物
   質を分散し、該有機低分子物質が炭素数１０〜２４の飽
   和カルボン酸である画像形成装置。