JPH09156139A - 焦電材料を用いた熱記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 焦電材料を用いた熱記録体のつなぎ目により
感熱ヘッドの寿命が縮まり、印字障害を生じるのを防止
する。 【解決手段】 本発明の焦電材料を用いた熱記録装置
は、ライン型感熱ヘッド４０（または中和フィルム３
９）とローラ１８とで挟まれた焦電材料から成る感熱記
録体１６から、ライン型感熱ヘッド４０を退避させる手
段を具備したことを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、焦電材料を用いた
熱記録装置に関し、特にライン型感熱ヘッドをローラで
挟んだ焦電材料から成る感熱記録体から退避させる手段
を具備したことを特徴とする焦電材料を用いた熱記録装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、焦電材料を用いた熱記録装置は特
開平５−１３４５０６号公報に記載された装置が知られ
ている。

【０００３】図７に示す画像装置は、特開平５−１３４
５０６号公報に記載された熱記録装置で、光源２及び反
射器３からの光を原稿文書１に照射し、その反射光をレ
ンズ４を通過してＣＣＤ５に向けて焦点付けするスキャ
ナー部と、二本のローラ１５とローラ１８に巻き付けら
れた焦電材料を用いた感熱記録体１６と、感熱記録体１
６の表面に潜像画像を形成するライン型熱式印刷針７
と、そのバックアップをするローラ１２と、記録媒体１
０に対してトナー粒子１１を転写、定着させる加熱転写
ローラ９と、そのバックアップをするローラ１４と、焦
電材料を用いた感熱記録体１６と導電層１７からなるベ
ルトユニットと、熱式印刷針７を駆動する電子サブシス
テム（ＥＳＳ）６と、ベルト搬送モータ１９と、トナー
粒子１１を感熱記録体１６に供給するブラシ１３をもつ
現像ユニット８とから構成されている。

【０００４】以上のように構成された画像形成装置につ
いてその動作を以下に説明する。原稿文書１は、光源２
及び反射器３によって照射された光を、レンズ４を通過
しＣＣＤ５上に反射焦点付けする。続いて、ＣＣＤ５の
各々のセンサの出力は熱式印刷針７に出力するか、任意
に電子走査データとしＥＳＳ６に伝送される。このＥＳ
Ｓ６は画像処理装置としても作用し、予め規定された一
連の条件に基いて入力データを修正および補正すること
ができる。

【０００５】潜像形成は、分極態様で焦電材料を用いた
感熱記録体１６を熱式印刷針７によって熱的に露呈さ
せ、導電層１７をもつことにより、他方で表面電荷を中
和させ、続いて感熱記録体１６の露呈面を冷却（自然冷
却）しその面上に逆極性の電荷が発生する。発生した電
荷とは逆の極性を持つトナー粒子１１が現像ユニット８
により供給され、トナー画像を形成する。形成されたト
ナー画像は加熱転写ローラ９によって記録媒体１０に転
写され、同時に熱定着される。

【０００６】前述の従来例では印字ヘッドに、ライン型
熱式印字針を使用したが、針ではなく、発熱抵抗体列を
有するライン型サーマルヘッドを使用するタイプも知ら
れている。

【０００７】しかし、上述の従来技術では焦電材料を使
った感熱記録体のエンドレスベルトをシームレスベルト
として製造する技術が確立しておらず、ベルトにつなぎ
目ができてしまう。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】第一に従来の熱記録装
置では、電源ＯＦＦ時や印字待機時に、焦電材料から成
る感熱記録体とそのバックアップローラの同じ位置をラ
イン型感熱ヘッドが押しつけているので、両者とも押し
つけられたラインで永久ひずみをおこし、印字結果にそ
のひずみが発生するという問題があった。

【０００９】第二にエンドレスベルトである感熱記録体
につなぎ目があると、そのつなぎ目が何度も繰り返しラ
イン型感熱ヘッド上を通過するので、通過のたびにヘッ
ドに衝撃が加わり、ヘッドの寿命が短くなるといった問
題があった。

【００１０】第三に感熱記録体につなぎ目があると、そ
のつなぎ目が何度も繰り返しライン型感熱ヘッド上を通
過するうちに、つなぎ目が磨耗し、そこから磨耗くずが
でて印字に悪影響を与えたり、感熱記録体の寿命が短く
なるといった問題があった。

【００１１】第四に感熱記録体につなぎ目があると、そ
のつなぎ目が何度も繰り返しライン型感熱ヘッド上を通
過するので、その通過時に感熱記録体を駆動しているモ
ータに予期せぬ負荷変動を与え、結果として印字ムラが
発生するといった問題があった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の焦電材料を用い
た熱記録装置では、前述した問題点を解決するために、
ライン型感熱ヘッド（または中和フィルム）とローラと
で挟まれた焦電材料から成る感熱記録体から、ライン型
感熱ヘッドを退避させる手段を具備したことを特徴とす
るものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
図面を参照して説明する。

【００１４】図１は本発明の実施の形態の熱記録装置を
示す断面図、また図３から図５はそれぞれ図１の熱記録
装置におけるライン型感熱ヘッドの退避方法を示した断
面図である。

【００１５】図１において、熱記録装置は、焦電材料か
らなる感熱記録体１６と導電層１７の二層構造のベルト
が２本のローラ１５、ローラ１８に巻き付けられ、また
その感熱記録体１６の表面に画像を形成するライン型感
熱ヘッド４０がその表面電荷中和効率を促進する導電性
をもった材料からなる中和フィルム３９を介して接触さ
れている。導電層１７はアースされていて、中和フィル
ム３９はローラ３７，３８を介して巻き付けられてい
る。また感熱記録体１６上には、ライン型感熱ヘッド４
０の熱により形成された潜像にカラートナー粒子１１を
転写する現像器２０，２２，２４，２６が配置されてい
る。現像器２０はイエロートナーを、現像器２２はマゼ
ンダトナーを、現像器２４はシアントナーを、現像器２
６はブラックトナーを使って現像する。また現像器２
０，２２，２４，２６はそれぞれ各色のトナー粒子１１
を感熱記録体１６に供給する供給ローラ２１，２３，２
５，２７を構成部品として備えている。

【００１６】各現像器は、感熱記録体１６の表面に対し
て独立に垂直に移動可能で、現像時にのみ、供給ローラ
が感熱記録体１６に接触又は近接する。なお、現像はす
べての色のトナーを一度に供給するのではなく、潜像形
成から定着までの１サイクルの間に１色のトナーを供給
し、４サイクルの間に４色を記録する。

【００１７】感熱記録体１６上のトナー粒子１１は、記
録媒体１０に転写する転写ローラ４１によって転写さ
れ、その後その転写画像が加熱転写ローラ９とプレッシ
ャローラ３６によって熱定着される。ここで記録媒体１
０は紙送りローラ２８，２９，３０，３１により搬送さ
れる。また感熱記録体１６の表面には未転写のまま残っ
た残留トナー粒子をかきとるクリーナ３２と、ブレード
３３を載置している。ブレード３３とライン型感熱ヘッ
ド４０との間には、感熱記録体１６と導電層１７のつな
ぎ目３５を検知するセンサ３４が配置されている。

【００１８】ライン型感熱ヘッド４０は、主走査方向に
配置され、熱によって感熱記録体１６の焦電体層の分極
状態を変化させて潜像を形成する。ここで、潜像の形成
について詳述する。

【００１９】図２を参照しながら、潜像の作用について
説明する。感熱記録体１６は分子の自発分極により表面
に分極電荷１６１を有しているが、初期状態においてこ
の表面電荷は全て中和された状態となっている。すなわ
ち、空気中に存在する浮遊電荷などから供給された真電
荷１６０が感熱記録体１６の焦電体層表面に付着し、電
気的に中和状態となっている（図２（ａ）参照）。ここ
では仮に、焦電体の自発分極により感熱記録体表面に発
生する分極電荷を正極性とし、この正極性電荷と等しい
量の負極性の真電荷が表面に付着して中和状態となって
いる状態を初期状態と想定して説明する。

【００２０】感熱記録体１６は、画像信号に応じてライ
ン型感熱ヘッド４０によって局所的に加熱される。感熱
記録体１６の被加熱部では、焦電体層内の分子配向状態
が変化し、焦電体層表面に発生する分極電荷の量が減少
する。そのため、表面に付着した負電荷の量が過剰とな
り、結果的に焦電体層表面は負極性に帯電することにな
る（図２（ｂ）参照）。なお、導電層１７は常に接地電
位に保たれているが、これは感熱記録体１６の表面に付
着した真電荷１６０を安定して保持し、かつ、後の現像
および転写工程において潜像電位を安定化するためであ
る。

【００２１】感熱記録体１６の表面には電荷中和手段と
しての中和フィルム３９が接触あるいは近接されてお
り、感熱記録体表面に発生した過剰電荷は、この中和フ
ィルム３９によって除去され、再び中和状態に近づく
（図２（ｃ）参照）。このとき、中和フィルム３９には
感熱記録体１６の表面に生じた過剰電荷に対して吸引力
あるいは斥力を作用させるようなバイアス電圧が印加さ
れる。印加されるバイアス電圧は、潜像形成（加熱）条
件に応じて最適な値が選ばれる。例えば、中和フィルム
と感熱記録体表面に十分な接触が確保できない場合に
は、中和フィルムに過剰電荷と反極性のバイアス電圧が
印加される。これにより過剰電荷に対して強い吸引力が
作用し、過剰電荷が感熱記録体表面から高い効率で除去
される。逆に、感熱ヘッド４０の蓄熱等の原因により加
熱量が過剰になる場合には、中和フィルムに過剰電荷と
同極性のバイアス電圧を印加する。これにより電荷中和
量が減少し、不必要な記録濃度の増加を抑制することが
できる。

【００２２】加熱が終了し、感熱記録体１６が初期温度
に冷却されると、その内部の分極状態も初期状態に戻
る。このとき感熱記録体表面は既に中和フィルムから分
離されているため、その表面の負電荷は不足状態とな
り、見かけ上、感熱記録体表面は正極性に帯電すること
になる（図２（ｄ）参照）。つまり、感熱記録体１６の
被加熱部分には、冷却後に正極性の潜像が形成されるこ
とになる。このように、加熱時に発生する電荷（過剰電
荷）と逆の極性を有する電荷により潜像が形成されるこ
とから、これを「逆極性電荷による潜像」と呼ぶ。

【００２３】こうして形成される逆極性電荷による潜像
は、空気中に存在する浮遊電荷が付着することにより徐
々に消失されていくが、こうした現象は一般に時間がか
かり、通常は数時間〜数十時間程度保持される。

【００２４】潜像が形成された感熱記録体１６は、現像
器２０，２２，２４又は２６から帯電された着色媒体と
近接あるいは接触されることにより着色媒体としてのカ
ラートナーが焦電体層表面に選択的に付着され、潜像の
顕像化（現像）が行われる。次いで記録媒体１０に転写
・定着され、記録媒体上に所望とする画像形成が行われ
る。

【００２５】本発明の実施の形態では、感熱記録体１６
と導電層１７を形成するエンドレスベルトのつなぎ目３
５が、センサ３４で検出されると、そのつなぎ目がライ
ン型感熱ヘッド４０を通過する間は、ヘッド４０が感熱
記録体１６から退避する。

【００２６】次に図３から図５においてライン型感熱ヘ
ッド４０の退避方法について説明する。図３はライン型
感熱ヘッド４０の退避手段に、カムとリンクとモータを
使用した実施形態の断面図である。

【００２７】ここでライン型感熱ヘッド４０はリンク４
４に載置されている。またリンク４４には焦電材料から
なる感熱記録体１６に圧力を加えるスプリング４２が接
続されている。ここでリンク４４は偏心カム４３の回転
により支点４８を中心に感熱記録体１６に対しライン型
感熱ヘッドの押しつけ退避動作を行う構成となってい
る。偏心カム４３の回転の動力源には本図には示さない
モータを使用する。

【００２８】図４はライン型感熱ヘッドの退避手段に、
リンクとソレノイドを使用した実施形態の断面図であ
る。

【００２９】ここでライン型感熱ヘッド４０はリンク４
９に載置されている。またリンク４９には焦電材料から
なる感熱記録体１６に圧力を加えるスプリング４２が接
続されている。ここでリンク４９はソレノイド４５の吸
引、解放により支点４８を中心に感熱記録体１６に対し
ライン型感熱ヘッド４０の押しつけ退避動作を行う構成
となっている。

【００３０】図５はライン型感熱ヘッドの退避手段に、
ラックとピニオンの歯車機構を使用した実施形態の断面
図である。

【００３１】ここでライン型感熱ヘッド４０はリンク５
０に載置されている。またリンク５０には焦電材料から
なる感熱記録体１６に圧力を加えるスプリング４２が接
続されている。さらにリンク５０には支点４８を中心と
した円弧形状のラック５１が固着されている。またラッ
ク５１はモータ４７に固着されたピニオン４６が接続さ
れている。ここでモータを時計回りに回転させればリン
ク５０は支点４８を中心に感熱記録体１６に対しライン
型感熱ヘッド退避動作を行い、またモータ４７の通電を
やめればスプリング４２の力によりモータは反時計回り
に回転され、押しつけ動作を行うという構成となってい
る。

【００３２】図６は、ライン型感熱ヘッド４０の退避手
段を駆動する回路の回路図である。制御回路６０は図１
のセンサ３４がつなぎ目３５を検出したことを認識する
と、そのつなぎ目がライン型感熱ヘッド４０を通過する
までの間、退避手段７０を作動し退避させる。ここで退
避手段７０は、図３〜図５に示すとおりの構造のもので
ある。

【００３３】また、制御回路６０は、コンピュータから
の印字開始指令Ｐが受信されるまで、ライン型感熱ヘッ
ド４０を退避手段７０により感熱記録体１６から退避さ
せている。また電源８０がオフの間に退避させるように
してもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ライン型
感熱ヘッドを焦電材料を用いた感熱記録体から退避させ
る機構を具備したので、第一に電源ＯＦＦ時や印字待機
時に、焦電材料から成る感熱記録体とそのバックアップ
ローラの同じ位置をライン型感熱ヘッドが押しつけると
いうことが無くなったので、従来の前記の両者とも押し
つけられたラインで永久ひずみをおこし、印字結果にそ
のひずみが発生するという問題を解決することができ
た。

【００３５】第二に感熱記録体につなぎ目があると、そ
のつなぎ目が何度も繰り返しライン型感熱ヘッド上を通
過することによりヘッドの寿命が短くなるといった問題
が解消され、つなぎ目がライン型感熱ヘッド上を通過す
る前に退避するのでヘッドへのダメージを与えなくな
り、寿命をのばすことが可能になった。

【００３６】第三に感熱記録体につなぎ目があると、そ
のつなぎ目が何度も繰り返しライン型感熱ヘッド上を通
過するうちに、つなぎ目が磨耗し、そこから磨耗くずが
でて印字に悪影響を与えたり、感熱記録体の寿命が短く
なるといった問題が解消され、つなぎ目がライン型感熱
ヘッド上を通過する前に退避するので磨耗がなくなっ
た。

【００３７】第四に感熱記録体につなぎ目があると、そ
のつなぎ目が何度も繰り返しライン型感熱ヘッド上を通
過するので、その通過時に感熱記録体を駆動しているモ
ータに予期せぬ負荷変動を与え、結果として印字ムラが
発生するといった問題が解決され、本発明によりモータ
にかかる負荷変動をライン型感熱ヘッドの退避に伴う変
動だけと管理し、また変動値を予測できるようになった
ので、印字ムラの発生をおさえることができるようにな
った。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の熱記録装置を示す断面図
である。

【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）はそれぞ
れ図１に示す熱記録装置の焦電記録の説明のための断面
図である。

【図３】図１に示す熱記録装置のライン型感熱ヘッドの
第１の退避方法を示す断面図である。

【図４】図１に示す熱記録装置のライン型感熱ヘッドの
第２の退避方法を示す断面図である。

【図５】図１に示す熱記録装置のライン型感熱ヘッドの
第３の退避方法を示す断面図である。

【図６】ライン型感熱記録ヘッドの退避のための駆動回
路を示すブロック図である。

【図７】従来の熱記録装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 原稿文書 ２ 光源 ３ 反射器 ４ レンズ ５ ＣＣＤ ６ ＥＳＳ ７ 熱式印刷針 ８ 現像ユニット ９ 加熱転写ローラ １０ 記録媒体 １１ トナー粒子

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ライン型感熱ヘッドを用いてモノクロ印
   字またはカラー印字を行うライン型熱記録装置におい
   て、ライン型感熱ヘッドから熱を伝えられて電荷を発生
   し潜像が形成される焦電材料を用いたシートの両端部を
   接合してエンドレス状に製作されている感熱記録体と、
   この感熱記録体の前記潜像を形成するトナー現像剤を有
   する現像手段と、この現像手段によって現像したトナー
   像を直接記録媒体に転写し、記録媒体を加熱し定着する
   記録手段と、前記ライン型感熱ヘッドを前記感熱記録体
   から退避させる退避手段とを具備したことを特徴とする
   焦電材料を用いた熱記録装置。
2. 【請求項２】 前記ライン型感熱ヘッドと前記感熱記録
   体との間に、加熱直後の感熱記録体の表面に発生する電
   荷の中和効率を上げるための中和手段を挟んだことを特
   徴とする請求項１記載の熱記録装置。
3. 【請求項３】 前記退避手段は、前記ライン型感熱ヘッ
   ドの印字中の退避動作を、前記感熱記録体のつなぎ目が
   前記ライン型感熱ヘッドを通過するまでの間に行うこと
   とした請求項１記載の熱記録装置。
4. 【請求項４】 前記現像をイエロー、マゼンダ、シア
   ン、ブラックのトナーを用い、１色ずつ記録媒体に転写
   し定着するカラー印字を行う請求項３記載の熱記録装
   置。
5. 【請求項５】 前記退避手段は、前記ライン型感熱ヘッ
   ドの退避を、電源ＯＦＦ時と毎色の潜像形成前と印字終
   了時に行うことを特徴とする請求項３記載の熱記録装
   置。
6. 【請求項６】 前記退避手段は、前記ライン型感熱ヘッ
   ドを前記感熱記録体から退避するために移動させるカム
   と、前記カムを回転させるモータと、そのモータを制御
   する手段とを有する請求項３記載の熱記録装置。