JPH0740534A - 感熱液状化静電転写インクジェット記録装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像品質，装置およびサプライを含めた経済
性，効率性，ペーパーフリー，メンテナンスフリー等の
総合的な品質の向上を図る。 【構成】 導電性支持体１０２をベースとした表面に熱
溶融性あるいは相転移（過冷却）性の相転移ワックスイ
ンク層１０３を設けて移動するドナーローラ１０１と，
該相転移ワックスインク層１０３を均一に溶融あるいは
相転移し液状化させ，その表面張力により多数のインク
滴を生成する液状過ローラ１０６と，生成されたインク
滴を画像信号に応じた画素毎に転写電界により静電引力
で記録紙に飛翔転写するマルチスタイラス１０８とを有
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，プリンタ，ファクシミ
リ等の記録装置に利用され，特に，熱溶融性あるいは相
転移（過冷却）性のインク層を使用し，該インク層を均
一に溶融あるいは相転移し液状化させ，その表面張力に
より多数のインク滴を生成し，該インク滴を画像信号の
画素毎に転写電界により静電引力で記録紙に飛翔転写し
て記録する感熱液状化静電転写インクジェット記録装置
およびその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，記録紙に画像を形成する記録方式
として様々な記録方式がある。例えば，本発明に関連す
る代表的な記録方式として， レーザプリンタ記録方式 サーマルインクジェット記録方式 ソリッドインクジェット記録方式 感熱転写記録方式 の４種類が知られている。以下，これらの記録方式のプ
ロセスや特徴等について説明する。

【０００３】 レーザプリンタ記録方式 光導電性の感光体ドラム（あるいはベルト）をコロナ放
電により帯電し，感光体ドラム上に画像信号に応じたレ
ーザビームを照射（露光）して静電潜像を形成し，さら
に，帯電した樹脂の着色粉末（トナー）を静電力により
上記静電潜像に付着（現像）させてトナー像とし，該ト
ナー像に記録紙を重ねてコロナ放電することにより，ト
ナー像を感光体ドラムより記録紙に静電力で転写する。
その後，トナー像が付着した記録紙を感光体ドラムより
分離し，さらに，その記録紙上のトナー像を加熱・圧力
により定着処理する。一方，記録紙分離後の感光体ドラ
ムは，残留トナーがクリーニングされ，残留電荷が除去
された後，同様のプロセス処理により繰り返し使用され
る。このレーザプリンタ記録方式は，どんな種類の記録
紙にも高速で，かつ，高画質のプリントを得ることがで
きるが，反面，装置が複雑で大型化し，装置の高コスト
化を招来し，さらに，消費電力が大きく，メンテナンス
を必要とするという問題点があった。

【０００４】 サーマルインクジェット記録方式 インクジェットのノズルの先端近くに発熱用の電極を設
け，該電極に電圧を印加し，その周辺の温度が４００°
Ｃ程になると気泡（バブル）が発生し，該気泡の圧力で
ノズルの先端からインク滴を飛翔させ，搬送されてきた
記録紙に衝突させて画像を形成する。このサーマルイン
クジェット記録方式は，工程もシンプルで，消費電力も
小さく経済的ではあるが，反面，ノズルを多数，高精度
に並べることが難しく，かつ，印字速度が遅い。また，
記録紙としてノンコートの普通紙やラフ紙等を用いた場
合に，インクが紙面に染み込んで画像濃度が薄くなる。
さらに，気泡の大きさを均一化するのが困難であるため
階調性が得にくいという問題点があった。

【０００５】 ソリッドインクジェット記録方式 上記サーマルインクジェット記録方式のインク染み込み
を解消する方式であり，常温液体のインクの代わりに常
温固体の熱溶融性（過冷却性，相転移性）のソリッドイ
ンクを使用する。該ソリッドインクを使用前に加熱して
溶かし，液体インクに相転移させた後，通常のエピゾ
（圧電）素子に電圧を印加し，その圧力を利用して溶け
たインクをノズルより噴出させ，記録紙に衝突させて画
像を形成する。画像形成後のソリッド（ワックス）イン
クは，記録紙に染み込むことなく，その表面で冷えて固
着する。このソリッドインクジェット記録方式は，よい
画質を得ることができるが，反面，使用前に固形インク
を溶かすまでの時間がかかることや，ヘッドの目詰まり
が常温液体インク以上に多いこと，他のピエゾ素子を使
用する記録方式と同様に長尺ヘッドが作れないという問
題点があった。

【０００６】 感熱転写記録方式 ワックスあるいは樹脂に色材を混入した数ミクロン程度
の固体インク層が塗布されたＰＥＴ（二軸延伸ポリエチ
レンテレフタレート）フィルムの裏側から，サーマルヘ
ッドにより選択的に加熱し，その部分の固体インクを液
状化し，そこに接触している記録紙に対して，粘着力を
利用して転写し，画像形成を行う。この感熱転写記録方
式は，長尺ヘッド化が容易（例えば，Ａ０サイズ幅まで
実用化されている）であり，かつ，記録速度が速く，装
置を小型化でき，安価で高い画像濃度が得られる。しか
し，インクリボンが高い上に交換しにくく，使用済のイ
ンクリボンにネガ像が残ると共に，階調性がなく，平滑
性の悪い記録紙を用いた場合には画質が低下するという
問題点があった。

【０００７】さらに，本発明に関連する従来における他
の記録方式として， ＤＥＰ記録方式 ゲルインク記録方式 サーマルオフセット記録方式 熱制御型静電吸引スリットジェット記録方式 カーターインクプロセス記録方式 がある。

【０００８】 ＤＥＰ記録方式 この記録方式は，基本的には古い技術であり，２５年前
からエレクトロプリントの名称で知られているものであ
る。これはトナー供給ローラ（ドナーローラ）上のトナ
ーが，交流バイアスによりクラウド状になっており，そ
の一部が開口部を抜けて，約１５０ミクロン離れた記録
紙に飛翔して直接画像を形成するものである。この場
合，トナーが開口部を抜けるか，あるいは阻止されるか
は，開口部内に形成させる電界の向きにより決定され
る。その電界の向きは，コントロール電圧が，＋１００
ｖか，−３００ｖかによって決定される。

【０００９】 ゲルインク記録方式 金属ローラＡ上のゲル（消しゴム状）インクに対して，
記録電極に１０ｖの電圧を印加して電流を流すとインク
のＰＨが変化し，その結果，インクの粘度が大幅に低下
し，ゲル状態からゾル（水飴状）状態に変化する。金属
ローラＡと転写ローラ間に記録紙を挟み，ゾル状インク
のみ選択的に記録紙に転写する。ゾル状インクの抜けた
穴は，周速の異なる金属ローラＢとの間で埋められる。
このゲルインク記録方式は，必要な電圧も小さく（ＩＣ
回路が使用できる），画像濃度も高く，電圧に応じて画
像濃度も変えられ，階調性のある画像が得られる。ま
た，装置の構成も簡単であり，装置の製造コストが安価
となる。さらに，インクの無駄な消費がなく（消耗品コ
ストが安い），インクの補給間隔も長期であると共に，
記録速度も２２ｍｍ／ｓｅｃであるため，パーソナルプ
リンタとしては最適な記録方式である。

【００１０】しかしながら，上記ゲルインク記録方式
は，４年程前に学会（ＳＰＩＥ）にて発表されてから未
だに実用化（商品化）されていない。その理由は，一つ
には密着転写記録方式であるため，粘度変化が不十分な
部分において“尾引き（インクが予定された範囲を越え
て裾を引くこと，すなわち，丸になるべき形状が，おた
まじゃくし状になること）”が発生するためである。ま
た，もう一つには，電流が金属ローラに流れるべきとこ
ろが，隣接の電極に一部回り込んで流れ（クロストー
ク），異常画像が発生するためである。したがって，上
記問題点を解消するためには，記録電極を高密度化しな
ければならない。

【００１１】また，密着転写の方が装置の構造上におい
ても簡単であるが，上記“尾引き”が生じたり，記録紙
の平滑性により画質レベルが変動するため，総合的には
非接触転写方式の方が望ましい。また，１．２ｍｍのイ
ンク層厚の面に注目すると，そのインク層の中をクロス
トークが発生しないように電流を流すより，静電記録の
マルチスタイラスを使用する方が，原理的にも，実際的
にも高密度化を図ることができる。

【００１２】 サーマルオフセット記録方式 通常の感熱転写記録方式により保温された中間転写媒体
（シリコンゴム）にインク像を転写し，軟化したままの
インク像をさらに記録紙に密着転写する。この記録方式
により，ラフな記録紙に対しても濃度の高い画像を形成
することができる。しかしながら，インクリボンが無駄
になる，ネガ残像が残る，階調性がないという上記感熱
転写記録方式と同様の問題点が残る。

【００１３】 熱制御型静電吸引スリットジェット記
録方式 サーマルヘッド（その上にヒータが８本／ｍｍで並んで
いる）とスリット形成板の間（４０ミクロン）に高抵抗
の鉱物油インクがあり，サーマルヘッド上０．２２５ｍ
ｍに吸引電極ローラを設け，その間を記録紙が搬送され
るように構成されている。選択したヒータに対して電圧
（１６ｍＷ，１．８ｍｓｅｃ）を印加すると，その周辺
の熱が上がりインクの電気抵抗と粘度が下がる。そのと
き，吸引電極に対して−２．４ｋｖの電圧を０．８ｍｓ
ｅｃ間印加すると，誘電電極との間に一様な電界が形成
され，スリット内における全てのインク先端の誘電電荷
に一様な静電引力が作用する。この結果，加熱されて粘
度の低下した部分においてインクが盛り上がり，糸を引
いて記録紙に到達する。これにより，インクは記録紙に
染み込んで印字処理が完了する。

【００１４】この熱制御型静電吸引スリットジェット記
録方式は，ノズルレス（スリット）でサーマルヘッドが
使用できるため，駆動も容易であり，長尺化も可能で，
しかも加熱量により階調性も再現することができる。し
かしながら，高電圧が必要となり，ヘッドの構成が少し
複雑で，精度も要求され，長尺化は一般のサーマルヘッ
ドに対して簡単ではない。また，インクが記録紙に染み
込むため，濃度が低くなり易い点は，サーマルインクジ
ェット記録方式や一般滴なインクジェット記録方式と共
通の問題点を有している。

【００１５】 カーターインクプロセス記録方式 記録紙の背面電極に電圧を印加して静電引力により帯電
した着色粒子を記録紙に飛翔させて画像を形成する。た
だし，この場合，乾式トナーを使用するため，定着装置
が必要となるばかりか，飛翔できるようにトナーをレコ
ード針の先端に積み上げる高度な技術が必要となる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記に
示されるような従来における各種記録方式にあっては，
階調性や画像濃度等の画像品質，装置の小型化や簡素
化，ランニングコスト性，メンテナンスフリー，ペーパ
ーフリー，立ち上がり時間，ネガ残像排除等の要求品質
に対し，全てを満足させるものでなく，少なくとも何れ
かの項目において不十分であるという問題点があった。

【００１７】本発明は，上記に鑑みてなされたものであ
って，画像品質，装置およびサプライを含めた経済性，
効率性，ペーパーフリー，メンテナンスフリー等の総合
的な品質の向上を図ることを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は，上記の目的を
達成するために，導電性支持体をベースとした表面に熱
溶融性あるいは相転移（過冷却）性のインク層を設けて
移動するインク供給搬送手段と，前記インク層を均一に
溶融あるいは相転移し液状化させ，その表面張力により
多数のインク滴を発生させるインク滴発生手段と，前記
インク滴発生手段により発生させたインク滴を画像信号
に応じた画素毎に転写電界により静電引力で記録紙に飛
翔転写する転写記録手段とを具備する感熱液状化静電転
写インクジェット記録装置を提供するものである。

【００１９】また，導電性支持体をベースとした表面に
熱溶融性あるいは相転移（過冷却）性のインク層を設け
て移動するインク供給搬送手段と，前記インク層を均一
に溶融あるいは相転移し液状化させ，その表面張力によ
り多数のインク滴を発生させるインク滴発生手段と，前
記インク滴発生手段により発生させたインク滴を画像信
号に応じた画素毎に転写電界により静電引力で記録紙に
飛翔転写する転写記録手段と，前記転写記録手段による
転写処理後の前記インク供給搬送手段上における残留イ
ンク滴を冷却固化させ，その凹凸を平滑化処理する平滑
化手段とを具備する感熱液状化静電転写インクジェット
記録装置を提供するものである。

【００２０】また，導電性支持体をベースとした表面に
熱溶融性あるいは相転移（過冷却）性のインク層を設け
て移動するインク供給搬送手段と，前記インク層を均一
に溶融あるいは相転移し液状化させ，その表面張力によ
り多数のインク滴を発生させるインク滴発生手段と，前
記インク滴発生手段により生成したインク滴を転写記録
位置までインク滴状態に保持する保温手段と，前記保温
手段によりインク滴状態に保持されたインク滴を画像信
号に応じた画素毎に転写電界により静電引力で記録紙に
飛翔転写する転写記録手段とを具備する感熱液状化静電
転写インクジェット記録装置を提供するものである。

【００２１】また，前記転写記録手段は，その転写電極
群に印加する電圧あるいは印加時間を制御し，前記イン
ク滴の発生数を変化させ，画素の大きさおよび濃度を制
御するものである。

【００２２】また，前記インク供給搬送手段の搬送速度
は，記録紙の搬送速度のＮ倍とし，かつ，前記転写記録
手段の転写電極群に対して（ｎ−１）電極の間隔で信号
電圧を印加するものである。

【００２３】また，本発明は，上記の目的を達成するた
めに，熱溶融性あるいは相転移（過冷却）性のインク層
を使用し，該インク層を均一に溶融あるいは相転移し液
状化させ，その表面張力により多数のインク滴を発生さ
せる第１のステップと，前記インク滴を画像信号に応じ
た画素毎に転写電界により静電引力で記録紙に飛翔転写
する第２のステップとから成る感熱液状化静電転写イン
クジェット記録方法を提供するものである。

【００２４】また，熱溶融性あるいは相転移（過冷却）
性のインク層を使用し，該インク層を均一に溶融あるい
は相転移し液状化させ，その表面張力により多数のイン
ク滴を発生させる第１のステップと，前記インク滴を画
像信号に応じた画素毎に転写電界により静電引力で記録
紙に飛翔転写する第２のステップと，転写処理後の残留
インク滴を冷却固化させ，その凹凸を平滑化処理する第
３のステップとから成る感熱液状化静電転写インクジェ
ット記録方法を提供するものである。

【００２５】また，熱溶融性あるいは相転移（過冷却）
性のインク層を使用し，該インク層を均一に溶融あるい
は相転移し液状化させ，その表面張力により多数のイン
ク滴を発生させる第１のステップと，前記インク滴を転
写記録位置までインク滴状態に保持する第２のステップ
と，インク滴状態に保持されたインク滴を画像信号に応
じた画素毎に転写電界により静電引力で記録紙に飛翔転
写する第３のステップとから成る感熱液状化静電転写イ
ンクジェット記録方法を提供するものである。

【００２６】

【作用】本発明に係る感熱液状化静電転写インクジェッ
ト記録装置は，導電性支持体に熱溶融性あるいは相転移
（過冷却）性のインク層を設けたインク供給搬送手段を
移動させ，インク滴発生手段により上記インク層を均一
に溶融あるいは相転移し液状化させ，その表面張力によ
り多数のインク滴を生成し，さらに，転写記録手段によ
り，生成されたインク滴を画像信号に応じた画素毎に転
写電界により静電引力で記録紙に飛翔転写させて記録を
行う。

【００２７】また，上記において，平滑化手段により，
転写処理後におけるインク供給搬送手段上の残留インク
滴を冷却固化し，その凹凸を平滑化処理して，次の記録
処理に備える。

【００２８】さらに，上記において，保温手段によりイ
ンク滴発生手段により生成したインク滴を転写記録位置
までインク滴状態で保持し，転写処理時までインク滴を
固化させないでインク滴を良好な状態に保持する。

【００２９】また，上記において，転写記録手段によ
り，その転写電極群に印加する電圧あるいは印加時間を
制御し，インク滴の発生数を変化させ，画素の大きさお
よび濃度を制御し，１ドット多値による滑らかな階調性
画像を形成する。

【００３０】また，上記において，インク供給搬送手段
の搬送速度を，記録紙の搬送速度のＮ倍とし，かつ，転
写記録手段の転写電極群に対して（ｎ−１）電極の間隔
で信号電圧を印加することにより，同時に飛翔するイン
ク滴どうしの静電斥力による着地点のズレを排除する。

【００３１】また，本発明に係る感熱液状化静電転写イ
ンクジェット記録方法は，熱溶融性あるいは相転移（過
冷却）性のインク層を使用し，該インク層を均一に溶融
あるいは相転移し液状化させ，その表面張力により多数
のインク滴を発生させ，該インク滴を画像信号に応じた
画素毎に転写電界により静電引力で記録紙に飛翔転写す
る。

【００３２】また，熱溶融性あるいは相転移（過冷却）
性のインク層を使用し，該インク層を均一に溶融あるい
は相転移し液状化させ，その表面張力により多数のイン
ク滴を発生させ，該インク滴を画像信号に応じた画素毎
に転写電界により静電引力で記録紙に飛翔転写し，転写
処理後の残留インク滴を冷却固化させ，その凹凸を平滑
化処理する。

【００３３】また，熱溶融性あるいは相転移（過冷却）
性のインク層を使用し，該インク層を均一に溶融あるい
は相転移し液状化させ，その表面張力により多数のイン
ク滴を発生させ，該インク滴を転写記録位置までインク
滴状態に保持し，インク滴状態に保持されたインク滴を
画像信号に応じた画素毎に転写電界により静電引力で記
録紙に飛翔転写する。

【００３４】

【実施例】以下，本発明に係る感熱液状化静電転写イン
クジェット記録装置およびその方法の実施例を図面に基
づいて説明する。図１は，本発明に係る感熱液状化静電
転写インクジェット記録装置の主要構成を示す説明図で
ある。なお，図１は各要素部分の関係を判り易くするた
め，図中における各部の大小関係には特に意味を持たせ
ていない。図１において，１０１はドナーローラであ
り，導電性支持体１０２と相転移ワックスインク層１０
３とから構成されている。また，相転移ワックスインク
層１０３を塗布する導電性支持体１０２は，例えば，直
径３０ｍｍ，肉厚５ｍｍのアルミニウム材を用いて作ら
れたパイプ状をなし，通常は接地されている。

【００３５】相転移ワックスインク層１０３は，熱溶融
型，相転移型，相転移過冷却型等がある。この相転移ワ
ックスインク層１０３は，ポリアリニン等の電界中にお
いて帯電し，飛翔する性質を有するポリマーと，熱溶融
性あるいは相転移性で，かつ，過冷却性の樹脂（ワック
ス）と，染顔料とにより構成され，厚さは１〜１０ｍｍ
である。なお，この構成により，約１，０００〜１０，
０００枚のプリント処理が可能となる。また，過冷却性
インクの場合は，例えば，昇温していくと６０°Ｃで固
体から液体に相転移し，その状態から温度を下げて行く
と，３０°Ｃまで液状のままで固化しない性質がある。

【００３６】また，１０４は保温用ヒータであり，例え
ば，管径６ｍｍの３００Ｗのハロゲンランプを使用す
る。この保温用ヒータ１０４は，上記相転移ワックスイ
ンク層１０３が過冷却インクの場合には，ドナーローラ
１０１上の液状化ローラ１０６から転写位置までを３０
°Ｃ以上に保温するために用いられる。

【００３７】また，１０５は相転移ワックスインク層１
０３を平坦化するための非粘着性の平坦化ローラであ
り，例えば，非帯電性テフロンコートされたＳＵＳ（ス
テンレス綱）の直径１０ｍｍの丸棒を１００ｇ／ｃｍの
圧力で連れ回りで相転移ワックスインク層１０３に接触
させる。また，１０６は液状化ローラであり，例えば，
電子写真装置の熱定着部に用いられている定着ローラと
同一構成のものを用いる。また，液状化ローラ１０６の
代わりに，均一加熱ヘッドを用いてもよい。該均一加熱
ヘッドの場合にあっては，多数の発熱抵抗が薄い保護層
を介して直接に相転移ワックスインク層１０３に接触さ
せる構成にする。例えば，１ｍｓｅｃ間電圧を印加する
と各抵抗の下の相転移ワックスインク層１０３の温度が
６０°Ｃを越えて液状化し，無数のインク滴が発生す
る。

【００３８】また，１０７は記憶紙であり，ノンコート
処理の普通紙を使用する。すなわち，使用する記録紙に
ついては，紙種を限定しないペーパーフリーである。こ
の記録紙１０７は，ドナーローラ１０１表面と０．１〜
１．０ｍｍのギャップを設け，さらに，ドナーローラ１
０１の周速に対して同一あるいはＮ倍の速度で搬送され
る。また，１０８は液状化されたインク滴を画像上に転
写（飛翔）させる電界を形成させるためのマルチスタイ
ラスであり，例えば，静電記録方式と同一の部品を用い
る。さらに，１０９は，転写電界を形成するために直流
電源を用いた画像信号用電源であり，本実施例では，Ｄ
Ｃ±３０〜２００ｖが供給されるように構成されてい
る。

【００３９】図２は，本発明に係る感熱液状化静電転写
インクジェット記録方法を示す説明図，図３は感熱液状
化静電転写インクジェット記録方法の各プロセスを示す
フローチャートであり，図を用いて感熱液状化静電転写
インクジェット記録装置の動作および記録方法について
説明する。

【００４０】本発明に係る記録プロセスは，以下の各処
理ステップにより実行される。 図２（ａ）に示すように，過冷却性の相転移ワック
スインク層１０３に対して，加熱された液状化ローラ１
０６が接触すると，相転移ワックスインク層１０３表面
は数ミクロンの大きさで液状化し，ワックス中の異分子
（顔料やポリアニリン粉末）を核として無数のインク滴
が発生する（Ｓ３０１）。また，このインク滴の大きさ
は，０．１〜１０ミクロン程度である。 次に，保温ヒータ１０４により，ドナーローラ１０
１表面に形成した上記過冷却性インクが固化しない温度
（この場合，３０°Ｃ以上）に温める（Ｓ３０２）。 次に，図２（ｂ）に示すように，相転移ワックスイ
ンク層１０３面より２００ミクロン離れた静電記録用の
記録密度４００ＤＰＩのマルチスタイラス１０８の電極
に対して，画像信号用電源１０９より画像信号に応じた
電圧として３５ｖが０．１ｍｓｅｃ間印加される。これ
により，マルチスタイラス１０８の電極下のインク滴
は，帯電され，さらに，その電荷に作用する静電引力に
より上方に飛翔し，記録紙１０７面に付着する（Ｓ３０
３）。このとき，マルチスタイラス１０８に対する印加
電圧，あるいは印加時間を変化させると飛翔するインク
滴の数が増減され，画像濃度を滑らかに，かつ，多段階
にすることができる。なお，これはインク滴の大きさや
帯電量に分布があるためである。 次に，飛翔して記録紙１０７に付着したインク滴
は，記録紙１０７の搬送中に自然冷却されて固化し，記
録紙１０７に強固に定着する（Ｓ３０４）。 次に，図２（ｃ）に示すように，ドナーローラ１０
１の残存インク滴は，室温の平坦化ローラ１０５に接触
して固化し，機械的な圧力を受けて平坦化される（Ｓ３
０５）。

【００４１】また，上記において，熱量に応じて徐々に
粘度が変化する通常の熱溶融性の樹脂（ワックス）イン
クを使用することも可能である。この場合，ある温度で
急に固体から液化（相転移）し，その液化温度からかな
り液体のままの状態（過冷却性）で別のある温度まで下
がると急に液体から固体に戻る特性を有するインクが装
置上扱い易い。なお，このような特性を有するインクは
実際に製造され，確認されている。また，この開発され
たインクは，温度が上昇し，６０°Ｃに達すると急に液
化し，さらに，その液化温度から温度を下げていくと３
０°Ｃで急に固化する評価データが実験により得られて
いる。

【００４２】本発明の最も重要な技術課題は，液状化し
たインク滴を飛翔させることである。すなわち，インク
滴の飛翔は，転写電界の静電引力によるため，結局は液
状化インク滴が転写電界において必要量の帯電を行える
かどうかである。

【００４３】ここで，ポリアニリン等を電子写真のトナ
ーとした非帯電トナーの現像電界帯電飛翔現像について
説明する。これは，ポリアニリンを主体とする非帯電の
トナーが潜像と逆極性に大きく帯電し，その電荷に作用
する潜像電界の静電引力でトナーが飛翔し，潜像に付着
して現像するというものである。

【００４４】上記現像電界帯電飛翔現像に関する実験結
果をさらに，詳細に説明する。片面にアルミ蒸着された
厚さ５０ミクロンのマイラーフィルムを＋２０００ｖに
帯電し，アース板上に散布されたポリアニリン粉末上１
０ｍｍの間隔に近づけると，該ポリアニリン粉末は一斉
に飛翔してマイラーフィルムに付着する。また，この状
態で表面電位を測定したところ，＋２０００ｖから＋１
０００ｖに低下していたことが判った。なお，上記にお
いて，間隔が２００ミクロンの場合，３５ｖで飛翔す
る。

【００４５】また，飛翔前のポリアニリン粉末の表面電
位を測定したところ＋２ｖであった。この結果より，ポ
リアニリン粉末は，通常，電荷を帯びておらず電界の下
に置かれると大きな電荷を得て，それに作用する静電力
により飛翔する。また，このときの帯電量を上記の結果
に基づいて計算すると，３７μｃ／ｇとなる。なお，こ
の場合における付着量を１．０ｍｇ／ｃｍ² ，マイラー
フィルムの比誘電率を２．１とする。

【００４６】以上の結果より得られた実験データは予想
外の値である。通常，この電荷は，＋２０００ｖで１０
ｍｍ離れたマイラーフィルムの電界で，アース板に誘起
された電子がポリアニリンに電荷注入されたものであ
る。そして，この注入電荷による帯電量を計算すると，
散布量を１．０ｍｇ／ｃｍ² とした場合に，０．１８μ
ｃ／ｇにしかならない。

【００４７】この計算値とその前の計算値との大きな差
は，帯電機構において，誘電率の高いポリアニリン粉末
の不定形の部分に電界が集中し，多量の分極電荷が発生
して，その下方の電荷（電子）が放電し，上方の電荷
（正孔）のみ残って，正に帯電したためである。

【００４８】ポリアニリンを溶剤に溶かしスプレーコー
ト法により，厚さ１４．１ミクロンの大面積のポリアニ
リンフィルム層を作成し，上記と同様に＋２０００ｖに
帯電したマイラーフィルムを接近させると，動くことも
なく帯電もしてないことが確認できる。さらに，このポ
リアニリンフィルム層を剥がして１〜５ｍｍ角の小片を
作成し，これに帯電したマイラーフィルムを接近させる
と，エッジを先頭にして立った状態で飛翔することが確
認できる。そして，この飛翔し，マイラーフィルムに一
様に付着したポリアニリンフィルムの電位を測定したと
ころ，約−２００ｖであった。

【００４９】したがって，以上の結果より，ポリアニリ
ンフィルム片のエッジに外部電界でそれと同じ異極性の
電荷が多量に発生し，その電荷に作用する静電引力によ
りエッジから飛翔し，付着して平らになった後は，ポリ
アニリンフィルム片全体にその電荷が広がって，粉末の
場合に比べて低い電位を示したものである。また，エッ
ジの電荷のみで広い面積の非帯電部分を牽引したわけで
あるため，反対の見方をすれば，ポリアリニンは対象の
エッジ部分のみあればよいことになる。

【００５０】このように，粉体で確認した現象を小液滴
においても，そのまま充分再現することができる。すな
わち，ポリアニリンを含み，球状に近く，インク層の水
平面より孤立突起している小液滴は当然飛翔するからで
ある。

【００５１】なお，上記のポリアニリンの電界による帯
電現象は，ポリアニリン粉末が導体上ではなく，紙やマ
イラーフィルムのような絶縁体上や，ポリアニリン自身
のフィルム上に置かれた場合も同様に発生した。したが
って，この結果からも，電極からの電荷注入現象ではな
く，支持体には依存していないことが明らかである。

【００５２】以上が本発明による基本プロセスである。
本発明では，感熱書き込み記録方式に比べて静電転写記
録方式の方が高速であるというメリットに加え，マルチ
スタイラス１０８の電極に電気力線が集中するため，同
極性の電荷を有するインク間の静電斥力による画像幅の
広がりはほとんど問題にならないレベルとなるメリット
がある。なお，画像幅の広がりの可能性をさらになくす
方法として，例えば，記録紙１０７の搬送速度に対し
て，ドナーローラ１０１の周速を２倍にし，かつ，マル
チスタイラス１０８の電極を奇数偶数交互に使用するこ
とで対応することができる。

【００５３】次に，上記実施例による効果について従来
の記録方式と比較して説明する。 第１に，ワックスタイプのインクを使用し，記録紙
１０７に非接触で印字することにより，ソリッドインク
ジェット記録方式と同様にペーパーフリーで，かつ，高
画質を得ることができる。また，定着装置が不要である
ため装置が小型化でき，経済性が向上する。さらに，孤
立した小液滴で，しかも電界で大きく帯電する材料が主
体のため，平地より低電界で飛翔するメリットがある。 第２に，厚いインク層をその表面から画像分に薄く
転写させ，その後，平滑化して多数回使用するため，消
耗品コストを安価に構成でき，レーザプリンタ記録方式
並のランニングコストを実現できる。 第３に，インク供給方式を，インクリボンの形態で
はなく，インクローラ（ドナーローラ１０１）にしたた
め，交換が容易となり，サーマルインクジェット記録方
式，ソリッドインクジェット記録方式並のメンテナンス
性を得ることができる。

【００５４】 第４に，記録ヘッドが静電記録のマル
チスタイラス１０８のため，長尺化が容易で，そのコス
トも安くなると共に，装置も小さくできる。装置の大き
さおよびコストは，サーマルインクジェット記録方式，
ソリッドインクジェット記録方式，感熱転写記録方式並
となる。 第５に，長尺ヘッド（１ラインヘッド）で静電転写
による画像形成のため，記録速度が速くなり，最高記録
速度はレーザプリンタ記録方式の最も速いものに並ぶこ
とができる。 第６に，ノズルレスで静電力で転写させるため，圧
電素子列が不要となり，目詰まりが無くなるため，感熱
転写記録方式並の装置の信頼性を実現することができ
る。

【００５５】 第７に，表面層のみ加熱溶融するた
め，ソリッドインクジェット記録方式と比較して立ち上
がり時間が，サーマルインクジェット記録方式，感熱転
写記録方式並に早くなる。 第８に，特に過冷却性インクを使用する場合は，わ
ずかな温度の上昇で固体から液体への相転移が起こるた
め，特に熱効率を高くすることができる。 第９に，ゲルインク記録方式に比べて，“尾引き”
がないこと，および高密度の画像を得ることができる。
また，熱制御型静電吸引スリットジェット記録方式と比
べ，同一ギャップでありながら２桁の低い電圧で液状イ
ンクを飛翔させることができる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように，本発明による感熱
液状化静電転写インクジェット記録装置によれば，本発
明に係る感熱液状化静電転写インクジェット記録装置
は，導電性支持体に熱溶融性あるいは相転移（過冷却）
性のインク層を設けたインク供給搬送手段を移動させ，
インク滴発生手段により上記インク層を均一に溶融ある
いは相転移し液状化させ，その表面張力により多数のイ
ンク滴を生成し，さらに，転写記録手段により，生成さ
れたインク滴を画像信号に応じた画素毎に転写電界によ
り静電引力で記録紙に飛翔転写させて記録を行うため，
画像品質，装置およびサプライを含めた経済性，効率
性，ペーパーフリー，メンテナンスフリー等の総合的な
品質の向上を図ることができる。

【００５７】また，本発明による感熱液状化静電転写イ
ンクジェット記録方法によれば，熱溶融性あるいは相転
移（過冷却）性のインク層を使用し，該インク層を均一
に溶融あるいは相転移し液状化させ，その表面張力によ
り多数のインク滴を発生させ，該インク滴を画像信号に
応じた画素毎に転写電界により静電引力で記録紙に飛翔
転写するため，画像品質，装置およびサプライを含めた
経済性，効率性，ペーパーフリー，メンテナンスフリー
等の総合的な品質の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る感熱液状化静電転写インクジェッ
ト記録装置の主要構成を示す説明図である。

【図２】本発明に係る感熱液状化静電転写インクジェッ
ト記録方法を示す説明図である。

【図３】本発明に係る感熱液状化静電転写インクジェッ
ト記録方法の各プロセスを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０１ ドナーローラ １０２ 導電性支
持体 １０３ 相転移ワックスインク層 １０４ 保温ヒー
タ １０５ 平坦化ローラ １０６ 液状化ロ
ーラ １０７ 記録紙 １０８ マルチス
タイラス １０９ 画像信号用電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ４１Ｍ 5/00 Ａ 8808−2Ｈ Ｂ４１Ｊ 3/04 １０３ Ｇ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性支持体をベースとした表面に熱溶
   融性あるいは相転移（過冷却）性のインク層を設けて移
   動するインク供給搬送手段と，前記インク層を均一に溶
   融あるいは相転移し液状化させ，その表面張力により多
   数のインク滴を発生させるインク滴発生手段と，前記イ
   ンク滴発生手段により発生させたインク滴を画像信号に
   応じた画素毎に転写電界により静電引力で記録紙に飛翔
   転写する転写記録手段とを具備することを特徴とする感
   熱液状化静電転写インクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 導電性支持体をベースとした表面に熱溶
   融性あるいは相転移（過冷却）性のインク層を設けて移
   動するインク供給搬送手段と，前記インク層を均一に溶
   融あるいは相転移し液状化させ，その表面張力により多
   数のインク滴を発生させるインク滴発生手段と，前記イ
   ンク滴発生手段により発生させたインク滴を画像信号に
   応じた画素毎に転写電界により静電引力で記録紙に飛翔
   転写する転写記録手段と，前記転写記録手段による転写
   処理後の前記インク供給搬送手段上における残留インク
   滴を冷却固化させ，その凹凸を平滑化処理する平滑化手
   段とを具備することを特徴とする感熱液状化静電転写イ
   ンクジェット記録装置。
3. 【請求項３】 導電性支持体をベースとした表面に熱溶
   融性あるいは相転移（過冷却）性のインク層を設けて移
   動するインク供給搬送手段と，前記インク層を均一に溶
   融あるいは相転移し液状化させ，その表面張力により多
   数のインク滴を発生させるインク滴発生手段と，前記イ
   ンク滴発生手段により生成したインク滴を転写記録位置
   までインク滴状態に保持する保温手段と，前記保温手段
   によりインク滴状態に保持されたインク滴を画像信号に
   応じた画素毎に転写電界により静電引力で記録紙に飛翔
   転写する転写記録手段とを具備することを特徴とする感
   熱液状化静電転写インクジェット記録装置。
4. 【請求項４】 前記転写記録手段は，その転写電極群に
   印加する電圧あるいは印加時間を制御し，前記インク滴
   の発生数を変化させ，画素の大きさおよび濃度を制御す
   ることを特徴とする請求項１，２，または３記載の感熱
   液状化静電転写インクジェット記録装置。
5. 【請求項５】 前記インク供給搬送手段の搬送速度は，
   記録紙の搬送速度のＮ倍とし，かつ，前記転写記録手段
   の転写電極群に対して（ｎ−１）電極の間隔で信号電圧
   を印加することを特徴とする請求項１，２，または３記
   載の感熱液状化静電転写インクジェット記録装置。
6. 【請求項６】 熱溶融性あるいは相転移（過冷却）性の
   インク層を使用し，該インク層を均一に溶融あるいは相
   転移し液状化させ，その表面張力により多数のインク滴
   を発生させる第１のステップと，前記インク滴を画像信
   号に応じた画素毎に転写電界により静電引力で記録紙に
   飛翔転写する第２のステップとから成ることを特徴とす
   る感熱液状化静電転写インクジェット記録方法。
7. 【請求項７】 熱溶融性あるいは相転移（過冷却）性の
   インク層を使用し，該インク層を均一に溶融あるいは相
   転移し液状化させ，その表面張力により多数のインク滴
   を発生させる第１のステップと，前記インク滴を画像信
   号に応じた画素毎に転写電界により静電引力で記録紙に
   飛翔転写する第２のステップと，転写処理後の残留イン
   ク滴を冷却固化させ，その凹凸を平滑化処理する第３の
   ステップとから成ることを特徴とする感熱液状化静電転
   写インクジェット記録方法。
8. 【請求項８】 熱溶融性あるいは相転移（過冷却）性の
   インク層を使用し，該インク層を均一に溶融あるいは相
   転移し液状化させ，その表面張力により多数のインク滴
   を発生させる第１のステップと，前記インク滴を転写記
   録位置までインク滴状態に保持する第２のステップと，
   インク滴状態に保持されたインク滴を画像信号に応じた
   画素毎に転写電界により静電引力で記録紙に飛翔転写す
   る第３のステップとから成ることを特徴とする感熱液状
   化静電転写インクジェット記録方法。