JPH03224755A - 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普通紙に記録するため
の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感熱紙に記録する画像形成
装置は、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ため装置の価格も安い。

そこで、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
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（特公昭６１−３０７９１号公報参照ン
。

また、そのような装置に用いる可逆性感熱媒体には、ポ
リエステルをはじめとするポリマ又は樹脂からなるマト
リックス材にヘヘン酸をはじめとする有機低分子物質を
分散した系を利用するものが提案されている。

上記可逆性感熱媒体を利用した画像形成装置において、
透明部分及び不透明部分を形成する場合のヒステリシス
について説明する。

第４図は従来の可逆性感熱媒体の温度／光透過率関係図
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。

）透明状態形成 最初、図中（Ａ）又は（Ｄ）の透過率を示していた可逆
性感熱媒体の温度を室温Ｔ０から上げてＴを超え、Ｔ２
の温度に達すると（Ａ）→（Ｂ）又は（Ｄ）→（Ｂ）と
透過率は変化する。その後Ｔ２から室温Ｔ０まで冷却す
ると透過率は（Ｂ）→（Ｄ）となり透明状態に固定され
る。

１１）不透明状態形成 最初、（Ａ）又は（ロ）の透過率を示していた可逆性感
熱媒体の温度を上げていくと、Ｔ　＋　、　Ｔ　ｚを超
え、Ｔ３以上の温度に達すると、（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ
）又は（Ｄ）→（Ｂ）→（Ｃ）と透過率は変化する。

その後、Ｔ、から室温Ｔ０まで冷却すると、透過率は（
Ｃ）→（Ａ）と変化し不透明状態に固定される。

（発明が解決しようとする課Ｍ） しかしながら、上記構成の画像形成装置においては、可
逆性感熱媒体の透明状態を形成する温度範囲が２〜４　
’Ｃと狭いために、電流値やサーマルヘッドの抵抗を制
御しても上記温度範囲に収めることが難しく、繰り返し
画像形成を行う場合に安定した透明度を得るのは困難で
ある。

また、マトリックス材と有機低分子物質の比により透明
度が決まっており、有機低分子物質が多いと、透明状態
における透明度が低（、逆に有機低分子物質が少ないと
不透明状態における濃度が低く、画像に十分なコントラ
ストを得ることができない。

本発明は、上記従来の画像形成装置の問題点を解決して
、広い温度範囲で画像を書き込むことが可能であり、透
明、不透明のコントラストが大きく、機械的強度が高い
可逆性感熱媒体を用いた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、本発明の画像形成装置においては、感光体
の表面を帯電する手段と、可逆性感熱媒体に熱書込みを
行う手段が設けられ、帯電された感光体上に可逆性感熱
媒体が重ねられて全面露光が行われる。感光体上にトナ
ー像を現像する手段があって、現像された感光体と記録
媒体が重ねられ、転写手段によって記録媒体上にトナー
像が転写される。また、記録媒体上のトナー像を定着す
る手段、及び可逆性感熱媒体を熱消去する手段が設けら
れている。

そして、上記可逆性感熱媒体は、ポリメタクリル酸メチ
ルがＸ重量部（７０≦ｘ≦１００）とフッ化ビニリデン
−ヘキサフルオロアセトン共重合体が（１００−ｘ）重
量部の混合物からなっている。

この系は、常温では相溶しているために透明状態にある
が、昇温すると相分離して不透明状態になる。そして、
その後急冷すると不透明状態が維持され、徐冷すると透
明状態になる。この場合、不透明状態になる温度範囲は
広い、また、ポリメタクリル酸メチルの配合比を多くす
ると透明、不透明状態のコントラストも大きくなり、か
つ機械的強度も向上する。

（作用） 本発明によれば、感光体の表面を帯電する手段と、可逆
性感熱媒体に熱書込みを行う手段と、感光体上に可逆性
感熱媒体を重ねて全面露光する手段を有しているため、
熱書き込みが行われて画像部及び非画像部が形成された
可逆性感熱媒体を介して全面露光が行われると、帯電さ
れた感光体上に静電潜像が形成される。

該静電潜像は、現像手段によって現像されてトナー像と
なり、転写手段により記録媒体に転写される。そして、
記録媒体に転写されたトナー像は定着手段によって定着
される。また、可逆性感熱媒体を熱消去する全面発熱体
などの手段を有している。

上記可逆性感熱媒体は、昇温すると相分離して不透明状
態になる。その後、急、冷すると不透明状態が維持され
、徐冷却すると透明状態に変化する。

したがって、熱書込みを行うサーマルヘッドに手段によ
って可逆性感熱媒体がパルス状に加熱されると、加熱さ
れた部分は急速に冷却され、加熱された部分が不透明状
態となって画像部を形成する。

一方、可逆性感熱媒体は全面発熱体など熱消去手段によ
って加熱されるとその全面が不透明状態になり、その後
、徐々に冷却されて透明状態に変化する。

（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。

本発明の画像形成装置においては、フッ化ビニリデン−
ヘキサフルオロアセトン共重合体２０重量部とポリメタ
クリル酸メチル８０重量部をメチルイソブチルケトンに
溶解した溶液をキャスティングし、その後、乾燥してフ
ィルム状にしたものを可逆性感熱媒体とする。

第１図は本発明の画像形成装置に使用される可逆性感熱
媒体の温度／光透過率関係図である。

図において、書込み部を形成する場合、最初に透明状態
Ｃ（透過率９２％）を示している可逆性感熱媒体をホッ
トプレート（全面発熱体に相当する）上で加熱して、Ｔ
　＋　（約２１０°Ｃ）を超え、Ｔ２（約２８０°Ｃ）
に達すると、不透明状態Ｂ（透過率５％）に変化する。

この場合、さらに３００°Ｃまで加熱しても透過率はほ
とんど変化せず不透明状態のままである。その後、可逆
性感熱媒体を水中に浸漬し、Ｔ２から室温Ｔ０まで急冷
すると、状態がＢからＡになるが不透明状態は維持され
る。

続いて、不透明状態Ａ（透過率８％）を示していた可逆
性感熱媒体をホットプレート上で加熱して、Ｔ＋　、Ｔ
２を超え更に３００　”Ｃまで加熱すると状態がＡから
Ｂになる。この時の透過率はほとんど変化しない、その
後、可逆性感熱媒体をホットプレート上から取り去り、
Ｔ２から室温Ｔ０まで自然冷却すると、状態がＢからＣ
となり透明状態に変化する。

このように、温度Ｔ２の状態Ｂから冷却速度を制御して
冷却することにより、透明状態Ｃと不透明状態Ａとを選
択的に形成することができる。すなわち、急冷すれば不
透明状態が固定され、徐冷すれば透明状態に変化する。

また、感熱紙の代わりに上記可逆性感熱媒体をワープロ
のサーマルプリンタ部に挿入して印字試験を行うと、サ
ーマルヘッドで印字された部分は、パルス状に加熱され
た後２、速に冷却されるため、不透明に印字され書込み
部が形成される。

上記可逆性感熱媒体をホットプレート上で２８０゛Ｃに
加熱し、その後ホットプレート上から取り去り自然冷却
すると、可逆性感熱媒体全体が透明になり、上記書込み
部を消去することができる。

第２図は可逆性感熱媒体の特性比較図である。

フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロアセトン共重合体と
ポリメタクリル酸メチルの配合比を変えた時の、透明、
不透明状態の透過率、機械的強度が示されている。機械
的強度は、サーマルプリンタによる印字試験を１０回繰
り返し行い、可逆性悪熱媒体の変化を観察して評価され
る。

第３図は本発明の実施例を示す画像形成装置の概略構成
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は露光装置である。該露光装置２１は可逆性感熱媒
体３、発熱記録素子１、全面露光手段８及び全面発熱体
２２で構成される。そして該可逆性感熱媒体３、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。

該可逆性感熱媒体３を挟んでプラテンロール２の対向側
には発熱記録素子１が設けられており、可逆性感熱媒体
３は発熱記録素子１とプラテンロール２により加圧され
る。この発熱記録素子ｌは通称サーマルヘッドと呼ばれ
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
可逆性感熱媒体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、
ハロゲンランプ、ＬＥＤなといずれも利用することがで
きる。そして、全面発熱体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、熱の強さが長手方向で均一なものであるならばいず
れも使用することができる。

また、現像装置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６に対向して設
けられる。現像装置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は定着装置であり、発熱ロール１４及び加圧ロール
１５で構成され、転写されたトナー１ｏを定着させる。

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はクリーニング装置であり、転写プロセスの後に感
光体６に残留したトナー１ｏを除去するために設けられ
ている。図示したブレードクリーニングの他にも公知の
技術を使用することができる。

次に、上記構成の画像形成装置の動作について説明する
。

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。可逆性悪
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．転動ロール（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。感光体６と可逆性感熱媒体３はその移
動速度がほぼ同しになるように構成されている。

初めに感光体６はコロナ帯電器７により一様がつ均一に
帯電され、一方、可逆性感熱媒体３は発熱記録素子１に
より画像信号に応して熱書込みが行われる。この場合、
可逆性感熱媒体３は発熱記録素子１の各素子によってパ
ルス状に加熱され、加熱された部分が不透明状態となっ
てドツトによる画像が形成される。そして、加熱された
部分は象、速に冷却されて不透明状態が維持され、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を
形成する。

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
悪熱媒体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６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、ここで記録媒体重１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、全
面発熱体２２の熱により温度１２以上（又は近傍）に加
熱され、発熱記録素子１に至るまで徐々に室温状態に冷
却され、元の透明状態に戻る。こうして、可逆性悪熱媒
体３は画像の消去が行われ繰返し利用される。

一方、転写プロセス後に感光体６に残った残留トナーは
クリーニング装置２６により除去されると同時に、必要
に応して感光体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も繰り返し利用され
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。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したように本発明によれば、次のよう
な効果を奏することができる。

可逆性感熱媒体をフッ化ビニリデン／ヘキサフルオロア
セトン共重合体とポリメタクリル酸メチルの混合物で形
成しているため、熱書込み温度を広範囲にとることがで
きる。

しかも、ポリメタクリル酸メチルの配合比を多くしてい
るので、コントラストが大きくかつ機械的強度が高い。

さらに可逆性感熱媒体は、支持体を用いず可逆性感熱材
料のみで形成されているため、分解能に優れた画像を形
成することができる。そして、普通紙の記録が可能な画
像形成装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像形成装置に使用される可逆性悪熱
媒体の温度／光透過率関係図、第２図は可逆性感熱媒体
の特性比較図、第３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４図は従来の可逆性感熱媒体の温
度／透過率関係図である。 １・・・発熱記録素子、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・・・定着装置、１４・
・・発熱ロール、１５・・・加圧ロール、２２・・・全
面加熱体、２５・・・現像装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）感光体の表面を帯電する手段と、 （ｂ）可逆性感熱媒体に熱書込みを行う手段と、 （ｃ）感光体上に可逆性感熱媒体を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と、 （ｇ）可逆性感熱媒体を熱消去する手段を有し、 （ｈ）上記可逆性感熱媒体は、ポリメタクリル酸メチル
   がｘ重量部（７０≦ｘ≦１００）とフッ化ビニリデン−
   ヘキサフルオロアセトン共重合体が（１００−ｘ）重量
   部の混合物からなる画像形成装置。