JPH0595459A

JPH0595459A - 記録装置

Info

Publication number: JPH0595459A
Application number: JP3278641A
Authority: JP
Inventors: Koichi Ishii; 浩一石井; Shuzo Hirahara; 修三平原; Akifumi Mori; 昌文森; Akiko Hirao; 明子平尾
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-09-30
Filing date: 1991-09-30
Publication date: 1993-04-16

Abstract

(57)【要約】【目的】記録媒体を再使用可能な可視記録を行うことが
できる記録装置を提供することを目的とする。【構成】電荷の注入で着色し、着色時の注入電荷と逆極
性の電荷の注入で脱色するＥＣ材料で記録媒体２を用
い、この記録媒体２上に接触で設けられたイオンデポジ
ション記録用ヘッドにより構成される記録ヘッド６によ
り、記録媒体２の表面上へ記録画像に応じて電荷を供給
することにより可視記録を行うようにした記録装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ハードコピープリンタ
などに用いられる記録装置に係り、特に繰り返し使用可
能な記録媒体を用いて可視記録を行う記録装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のハードコピープリンタは、電子写
真方式、感熱方式、インクジェット方式、ワイヤドット
方式など種々の方式がある。記録媒体（記録用紙）に
は、感熱方式を除いて普通紙を用いるのが一般的であ
る。高平滑度、高解像度で転写忠実性の向上を目指した
ものや、用途によりカードをはじめとする合成紙、特殊
紙など様々な記録用紙も使用されている。

【０００３】ところが、いずれの記録用紙も再使用は不
可能で、一度記録すると不要になれば廃棄されるもので
あり、機能性に欠け、環境保護や資源節約という面から
考えても問題があった。

【０００４】一方、エレクトロクロミック（以下、ＥＣ
という）材料は、電流を流すことにより可視域で光吸収
変化を起こして着色する物質であり、主にディスプレイ
に使用されてきた。着色方法は、ＥＣ材料を電極間に挿
入して電流を流し、表示電極上に着色体を析出させるも
のが主流であり、可逆的な反応に基づく。ところが、Ｅ
Ｃ材料は応答性が悪く、実用的には０．１秒程度が限界
であり、早い表示には向かない。また、応答性を向上さ
せるために電圧を上げていくと電気分解が起こり、第二
還元状態の非可逆性が現れるので、印加電圧を３Ｖ以内
に抑える必要があった。さらに、着色体の溶出などの原
因で材料の長期安定性を保つことが困難であり、ディス
プレイの材料としては問題が多い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように従来のハー
ドコピープリンタにおいては、記録用紙は転写されると
いう受動的な働きのみで、再使用できないために短い使
用期間で廃棄されるものであった。

【０００６】本発明は、上記のような従来の欠点を克服
し、記録媒体を再使用可能な可視記録を行うことができ
る記録装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の記録装置は電荷の注入で着色し、着色時の
注入電荷と逆極性の電荷の注入で脱色するＥＣ材料で記
録媒体を構成し、この記録媒体上に非接触で設けられた
電荷供給手段により、該記録媒体の表面上へ記録画像に
応じて電荷を供給することにより記録を行うようにした
ものである。

【０００８】電荷供給手段はイオン流を空気中で制御す
る記録ヘッド、例えばイオンデポジション記録用ヘッド
が使用される。イオンデポジション記録用ヘッドは、高
圧の交流電圧が印加されることによりイオンを発生させ
るイオン発生器と、このイオン発生器と記録媒体との間
に設けられ、該イオン発生器からのイオン流を記録すべ
き画像信号に応じた低電圧で空気中で制御する制御電極
により構成され、記録媒体へ非接触で画像信号に応じた
電荷供給を行うことができる。

【０００９】

【作用】ＥＣ材料は着脱色が可能であり、またメモリ性
を有しているため電荷の供給を外しても記録は保持でき
るので、これを記録媒体として用いることにより繰り返
し記録・消去でき、記録媒体の再使用が可能となる。従
って、記録媒体の消費を少なく抑えることができ、環境
保護、省資源の面で有効である。また、ＥＣ材料は有機
も無機もあり、かつ液体、固体の両状態のものが存在す
るため、用途に応じて選択できる。例えば、通常の紙の
上に有機ＥＣ材料を薄く塗布したコート紙を作れば、厚
みや柔らかさ、弾力、手触りなどほとんど従来の紙と同
じ感覚で扱えるものができる。

【００１０】本発明では、このＥＣ材料からなる記録媒
体に対して非接触に設けられた電荷供給手段である記録
ヘッドから電荷を供給することで可視記録を行うため、
ＥＣ材料層に接触する金属電極が存在せず、電流または
電圧を上げても電極界面で起こる還元性の電極反応が起
こらない。従って、電流または電圧を上げることによ
り、容易に高速の記録が可能である。

【００１１】また、還元性の反応が起こらないために、
着脱色の安定性を維持することができる。さらに、非接
触、非擦過性の電荷供給手段であるため、摩耗、接触の
不均一性で生ずるムラによる画質劣化が起こらない。

【００１２】カラー複写機では通例、光源で照明された
原稿上の画像をフォトセンサで読み取り、それを記録用
紙にインクを用いて出力するため、原稿上の光源色から
出力色であるインク色（物体色）への変換が必要である
が、本発明の記録装置では出力が光源色で表示されるた
めに、この変換を必要とせず、原稿上の画像を良好に再
現することが可能となる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は、本発明の記録装置の要部の構成を示す図
であるが、これを説明する前に図２を用いて記録装置全
体の概略構成を説明する。

【００１４】図２において、記録装置１は記録用紙２を
供給する給紙カセット３を有し、その先に用紙を供給す
る給紙ローラ４、さらに供給された用紙の位置を補正す
る位置合わせローラ５を備えている。また、位置合わせ
ローラ５の先の上方に記録ヘッド６、その下に送りロー
ラ７をそれぞれ備えている。また、記録した用紙を排出
する出口８を有する。記録ヘッド６は、記録用紙２上に
記録すべき画像信号に応じて電荷を供給するものであ
る。

【００１５】記録用紙２は、図３に示すように、普通紙
９の上にエレクトロクロミック（以下、ＥＣ）材料層１
０を薄く塗布したコート紙である。ＥＣ材料層１０は電
荷が供給されると可視域で光吸収変化を起こして着色
し、可視像が形成されるため、このＥＣ材料層１０が電
荷を供給する記録ヘッド６に面するように、すなわちＥ
Ｃ材料層１０が上になるように記録用紙２を給紙カセッ
ト３に配置する。

【００１６】この実施例では、記録ヘッド６として非接
触に電荷を供給できるイオンデポジション記録用ヘッド
を用いている。このイオンデポジション用記録ヘッドは
図１中に示されるように、イオンを発生させる交流固体
イオン発生器１１と、このイオン発生器１１で発生した
イオンを記録すべき画像信号に応じて制御する第一・第
二制御電極１７，１８を主体として構成されている。

【００１７】交流固体イオン発生器１１は、図４のよう
にセラミック基板１２上に設けた誘導電極１３上を〜２
０μｍ厚のガラス等の絶縁膜１４で厚膜印刷法を用いて
被覆し、さらにその上に例えば厚さ２０μｍ、幅４０μ
ｍのイオン発生電極１５をスリット幅４０μｍで二列、
配列形成したものである。スリット１６は、図１に示す
制御電極１７，１８間の電界に影響を与えないように、
背面に誘導電極１３からの電界の漏洩を遮断する目的で
設けてある。

【００１８】図１に説明を戻すと、制御電極部は、例え
ば両面に１８μｍ厚の金属膜からなる電極を貼り付けた
１００μｍ厚のガラスポリイミド等の絶縁層１９に、１
００μｍφのイオン通過用孔２０を二列、千鳥状に１０
０μｍピッチで開けたものである。制御電極１７，１８
は、イオン発生電極１５のスリット１６の中心とイオン
通過孔２０の中心とを一致させ、スリット１６からの漏
れ電界の影響を受けない程度に、イオン発生器１１の前
方〜４００μｍ程度の位置に接着剤で固定されている。
そして、第二制御電極１８から〜５００μｍ程度離して
紙通過路が設定され、この紙通過路を通過する記録走査
を受けるＥＣ材料からなる記録媒体２にイオンが供給さ
れる構成となっている。

【００１９】次に、本実施例の動作を説明する。まず、
給紙カセット３から給紙ローラ４により送り出された記
録用紙２は、位置合わせローラ５によって搬送方向を補
正された後、記録ヘッド６の真下まで送り込まれる。記
録ヘッド６では、主電源を入れるとイオン発生器１１の
誘導電極１３間に０〜３ｋＶ_P-P、３〜３０ｋＨｚの交
流電圧を印加し、イオン発生電極１５のスリット１６領
域に強電界を形成して高密度のイオンを発生させる。同
時に、イオン発生電極１５に第一制御電極１７に対して
＋２５０Ｖの直流バイアスを印加すると、発生したイオ
ンはほぼ電界に比例した速度で走行し、空気中を通過し
て第一制御電極１７に達する。空気中を通過したイオン
は、エネルギーが減衰しており、低電圧制御が可能とな
っている。

【００２０】記録用紙２が送り込まれると、予め第一制
御電極１７に与えられた記録すべき画像信号に応じたパ
ルス電圧によって印字記録が行われる。画像信号には印
字するか否か及び印字濃度の指令が含まれる。印字濃度
は、第一制御電極１７に達したイオンの速度を制御する
ことにより行う。すなわち、イオンの速度は第一制御電
極１７と第二制御電極１８間に画像信号に従って印加さ
れた〜６０Ｖのパルス制御電圧が形成する電界によりコ
ントロールされ、結果的に記録媒体２へのイオン供給量
を制御することになり、印字濃度を変化させることがで
きる。また、印字しない場合には印加電圧をゼロとする
ことにより、記録媒体２へのイオンの供給を停止させ
る。

【００２１】ここで、速度制御に直接関わる電界は、イ
オン通過孔２０に形成される第一・第二制御電極１７，
１８間からの漏れ電界であり、この制御電極１７，１８
間の電界より弱くなることを考慮に入れて、信号電圧を
設定しなければならない。

【００２２】制御電極１７，１８においてコントロール
されたイオン流は、記録用紙２に対して第二制御電極１
８に印加されたバイアスにより、第二制御電極１８から
空気中を走行してＥＣ材料層１０を有する記録用紙２に
達する。記録用紙２ではＥＣ材料層１０にイオン流が流
れ込むことにより、可視域の光吸収変化が起こって着色
（記録）がなされる。

【００２３】以上の一連の動作をしながら、記録ヘッド
６は記録用紙２上を記録すべき画像信号に応じてスキャ
ンし、全ての印字記録が終了すると記録用紙２は送りロ
ーラ７によって出口９へ排出される。

【００２４】次に、記録済みの記録用紙２を消去する場
合、記録用紙２を記録ヘッドの真下まで送り込むまでは
上記の通りであるが、記録ヘッド６では消去信号が与え
られると、イオン発生電極１５および第二制御電極１８
に記録時と逆極性のバイアスが印加される。これにより
記録用紙２には記録時と逆極性のイオン流が流入し、Ｅ
Ｃ材料層１０は脱色（消去）される。

【００２５】なお、記録媒体２は電位を定めるためにＥ
Ｃ材料層１０と反対側の面をアースする必要がある。図
５は、記録媒体２の裏面に導電性物質２２を貼り合わ
せ、これをアースするようにした例である。この方法で
は、記録媒体２自体が導電性を持つことになる。図６
は、記録媒体２を送るローラ７に導電性の物質を用い
て、ローラ７をアースする方式である。この方式では、
記録媒体２に他の物質を重ねる必要がなく、コストを下
げることができる。

【００２６】以上の実施例ではモノクロ記録の例を示し
たが、本発明はカラー記録にも適用が可能である。以
下、その実施例を説明する。カラー画像の記録を行う場
合には、例えば図７に示すように光の３原色であるＲ，
Ｇ，Ｂの３色を呈するＥＣ材料層２３，２４，２５を１
ユニットとして配列し、記録媒体を構成する。また、図
８に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂ３色のＥＣ材料層２３，２
４，２５をカラーＣＲＴにおける螢光体ドットと同様に
配列し、Ｒ，Ｇ，Ｂがつくる三角形領域を１ユニットと
することもできる。

【００２７】次に、図９のように図７または図８のＥＣ
材料層２３，２４，２５の上方に、イオンデポジション
記録用ヘッドからなる記録ヘッド６をそれぞれ設置す
る。記録ヘッド６においてそれぞれＲ，Ｇ，Ｂ信号に応
じてイオンの供給量を制御し、Ｒ，Ｇ，ＢのＥＣ材料層
２３，２４，２５の濃度を個別に変化させることによっ
て多色表示が可能となる。この場合、Ｒ，Ｇ，Ｂの記録
ヘッド６はそれぞれ１個としてスキャンして用いてもよ
いし、あるいはライン方向に必要な数だけ同様の記録ヘ
ッドを配列して、１ライン一度に記録することもでき
る。

【００２８】ＥＣ材料層２３，２４，２５は、３色それ
ぞれ違う物質を用いると、１ドットに相当する部分は図
１０の様に構成される。この場合には３種類の物質を規
則的に配列して塗布する必要があり、記録用紙の作製は
容易でないが、それぞれの物質が１色だけ呈するもので
あるので、濃度の制御がし易い。

【００２９】一方、単一の物質で注入電荷量によりＲ，
Ｇ，Ｂの３色全てを呈する物質を用いると、記録用紙は
図１１のようになる。この場合、３色同時に濃度が可変
であるため、濃度の制御が難しく、従って多階調が得る
のが難しいが、３色の領域間に境界を設ける必要がなく
なり、記録用紙の作成は容易である。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｅ
Ｃ材料により構成された記録媒体を用い、イオンデポジ
ション用記録ヘッドのような非接触な電荷供給手段によ
り、画質を劣化させることなく、安定して記録媒体への
記録および記録された内容の消去を行うことができる。
従って、記録媒体の再使用が可能となり、環境保護、省
資源に寄与することができる。ＥＣ材料は有機も無機も
あり、かつ液体、固体の両状態のものが存在するため、
厚みや柔らかさ、弾力、手触りなどほとんど従来の紙と
同じ感覚で扱えるような記録用紙を容易に得ることがで
きる。

【００３１】また、記録ヘッドが記録媒体に対して非接
触であるため、電流または電圧を上げても電極界面で起
こる還元性の電極反応が起こらないので、電流または電
圧を上げることで、記録速度を早めることができる。

【００３２】さらに、本発明の記録装置をカラー複写機
に適用する場合、従来のカラー複写機で必要とした光源
色→物体色の色変換を必要としない。従来のカラー複写
機では光源色→物体色の色変換を必要とし、高精度の変
換方法がまだ確立されていないため、色再現性に問題が
あったが、本発明ではこのような色変換が原理的に不要
であるため、原稿上のカラー画像の忠実な再現が可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る記録装置の要部の縦断
面図

【図２】記録装置全体の概略構成図

【図３】本発明で使用する記録媒体の層構造を示す図

【図４】イオンデポジション記録用ヘッドの縦断面図

【図５】記録媒体のアース方法の一例を示す図

【図６】記録媒体のアース方法の他の例を示す図

【図７】カラー記録用記録媒体の素子構造を示す図

【図８】カラー記録用記録媒体の素子構造の一例を示す
図

【図９】カラー記録時の記録部分の縦断面図

【図１０】カラー記録用記録媒体の素子構造の他の例を
示す図

【図１１】カラー記録用記録媒体の素子構造のさらに別
の例を示す図

【符号の説明】

１…記録装置２…記録用紙
（記録媒体）６…記録ヘッド１０…エレクトロ
クロミック材料層１１…交流固体イオン発生器１５…イオン発
生電極１７…第一制御電極１８…第二制御
電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｇ０２Ｆ 1/15 ５０６ 8807−2Ｋ (72)発明者平尾明子神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝総合研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電荷の注入で着色し、着色時の注入電荷と
逆極性の電荷の注入で脱色する記録媒体と、この記録媒体上に非接触で設けられ、該記録媒体の表面
上へ記録すべき画像信号に応じて電荷を供給する電荷供
給手段とを具備することを特徴とする記録装置。
【請求項２】前記電荷供給手段は、イオン発生器と、こ
のイオン発生器と前記記録媒体との間に設けられ、該イ
オン発生器からのイオン流を記録すべき画像信号に応じ
て空気中で制御する制御電極とを有する記録ヘッドであ
ることを特徴とする請求項１記載の記録装置。