JPS62244649A - 画像形成方法 - 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、インクを飛翔させて、記録部材上に画像を形
成する画像形成方法に関する。

「従来の技術」 コンピュータやワードプロセッサ等で処理された画像信
号を出力することを目的として、種々の方式の出力装置
が開発されている。

これらのうち、記録用紙等の記録部材に直接画像を形成
する方式のものは、記録装置自体が小型化できること、
低価格であること等の理由から、近年広く普及して来て
いる小型電算機用の出力装置として最適とされている。

こういった出力装置としては、ワイヤドツト方式やイン
クジェット方式のものが良（知られている。

ワイヤドツト方式においては、感圧性ワックスを塗布し
たインクリボンと記録用紙とを重ねて、その上から金属
ワイヤで叩くようにしてインクを転写し、記録を行う。

また、インクジェット方式においては、インクを密閉し
た容器に収容し、これに圧力パルスを印加して、容器の
吐出口（オリフィス）からインクを噴射させて記録を行
う。

「発明が解決しようとする問題点」 これらの方式はいずれも、小型化を図る上で有効な反面
、次のような問題点を有していた。

まず、ワイヤドツト方式は、ワイヤがインクリボンを叩
くために、騒音が発生する。また、その機械的強度を保
つために、ワイヤ径を一定以上細くできない。従って、
画像密度（単位面積中の画素数）を上げることが難しく
、高解像度化が困難であった。

一方、インクジェット方式は、その動作機構上、インク
吐出機構を小型化できない。そこで、必要な画像密度の
記録を行うために、インク吐出装置を機械的に走査する
必要があった。従って、記録速度の低速化を招いていた
。また、インクに含まれる不溶物質やインク自体の固化
によって、インク吐出口に目詰まりを生じ易い欠点もあ
った。

本発明は以上の点に着目してなされたもので、記録部材
上に直接高画像密度で画像を記録することができ、イン
クの目詰まり等の問題も生じることのない画像形成方法
を提供することを目的とするものである。

「問題点を解決するための手段」 本発明の画像形成方法は、絶縁性支持体上に導電性熱溶
融性インク層を形成し、その上面に複数の単位電極から
構成された記録電極を配置し、さらに同一の面に、この
記録電極に対し所定間隔を開けて対向し、上記熱溶融性
インク層に電気的に接触する対向電極を配置し、かつ、
上記記録電極および対向電極を挟んで、上記熱溶融性イ
ンク層に対向するよう記録部材を配置して、上記各単位
電極と、上記対向電極との間に、記録すべき画像信号に
対応させて選択的に電圧を印加し、上記インク層のイン
クを上記記録媒体に向けて飛翔させ、その記録媒体に画
像を記録することを特徴とするものである。

なお、ここで、上記単位電極を共通結線で結ばれる互い
に電気的に独立した電極群に分割し、各電極群に対向す
る上記導電性支持体を同様にして電気的に分割し、上記
各電極群を構成する各単位電極に、それぞれ異なるタイ
ミングで電圧を印加するようにして、画像を記録するこ
とが好ましい。

「作用」 以上のように本発明においては、単位電極と対向電極と
の間に電圧を印加することによって熱溶融性インク層の
インクを、飛翔させる。このインクは導電性であるから
、この電圧は、対向電極に電気接触したインクと、その
上面に配置された単位電極との間に印加されることにな
る。その結果、このインクと単位電極との間に火花放電
が生じる。

こうして、このインクが局部的に溶融され、これが記録
部材に向かって飛翔し、ドツト状に記録部材面に付着す
る。このドツトが１記録画素となる。

単位電極は、１本が１画素を記録するように一列に平行
に配列される。これらの単位電極に、画像信号に応じて
選択的に電圧を印加し、同時に記録部材を単位電極の列
と直交する方向に副走査すれば、その上に画像を記録す
ることができる。

こ、こて、単位電極を所定数の電極群に分割して、その
電極群を構成する各単位電極に、電圧を印加するタイミ
ングを互いにずらし、いわゆる時分割駆動を行えば、電
源の小型化を図ることができる。

「実施例」 （記録装置の概略） 第１図は、本発明の実施に適する記録装置の概略構成図
である。

この装置は、支持体１上に熱溶融性インク層２を形成し
、その上方に、複数の単位電極３を絶縁スペーサ４中に
配列した記録電極５を配置し、さらにその上方に記録部
材６を重ねて配置した構成とされている。

また、この記録電極５に所定間隔を開けて対向し、対向
電極１０が設けられ、この対向電極１０は、絶縁スペー
サ１５の端部下面に貼り付けられて支持されている。

この対向電極１０は、熱溶融性インク層２の上面に接触
し、絶縁スペーサ１５と共に、熱溶融性インク層２と記
録部材６との間に挟まれるよう配置されている。

支持体１は、記録電極５に向かう方向に図示しないスプ
リング等により付勢されて、導電性の熱溶融性インク層
２の外表面を記録電極５に押しつけている。

また、記録部材６の背面には、搬送ロール７が設けられ
、図示しないスプリング等によって記録部材６を記録電
極５に向けて押しつける構成とされている。この搬送ロ
ール７は、矢印８方向に回転して記録部材６を搬送し、
その副走査を行う。

また、これと同時に支持体ｌも矢印９方向に回転するよ
う駆動されている。

一方、熱溶融性インク層２の外表面には、平滑用ロール
１１が外接するよう配置されている。この平滑用ロール
１１は、図示しないスプリング等により、熱溶融性イン
ク層２に圧擾されて、矢印１２方向に回転する。また、
図示しない加熱手段がこの平滑口、−ル１１を所定温度
に加熱するよう構成されている。

上記対向電極１０には、抵抗器１３および負極性のパル
スを印加する第１の記録用電源１４が直列に接続されて
いる。

また、記録電極５を構成する各単位電極３にもそれぞれ
、抵抗器１６および正極性のパルスを印加する第２の記
録用電源１７が直列に接続されている。

上記熱溶融性インク層２は、ワックス、樹脂等の比較的
低温で溶融分解するバインダの中に、カーボンブラック
、着色顔料、着色染料等を分散させた室温において固形
状のものである。このインク層２は、カーボンブラック
の配合量を調整し、一定の導電性を付与されている。

記録電極の構造を説明するために、第２図に第１図の装
置の要部の斜視図を示した。

記録電極５は、この図に示すように、絶縁スペーサ４中
に平行に、多数の針状導体３（本発明において、これを
単位電極と呼んでいる。）を埋設した構成とされている
。

この各単位電極３の先端は、スペーサ４の端面４１の部
分で露出している。また、単位電極３の後端には、上記
抵抗器１６と第２の記録用電源１７とがそれぞれ接続さ
れている。

一方、絶縁スペーサの端面４１とほぼ平行に所定間隔Ｇ
を開けて、絶縁スペーサ１５の端面が対向し、その下面
に対向電極ｌＯが貼り付けられている。この間隔Ｇは、
単位電極３と対向電極１０の間に、記録用の電圧が印加
されたとき、直接両者間で気中放電が生じない程度に、
十分長く選定される。

（記録動作） 以上の構成の装置は、次のようにして画像の記録を行う
。

まず、例えば第２図の単位電極３１と対向電極１０との
間に、上記第１の記録用電源１４および第２の記録用電
源１７によって同時にパルス状電圧が印加されるものと
する。

このとき、熱溶融性インク層２が一定の導電性を有して
いるので、このパルス状電圧は、結局、単位電極３の端
面３２と、その直下の熱溶融性インク層２との間に印加
されることになる。この間隔は、絶縁スペーサ４の厚さ
により設定された一定の十分短い距離となっている。

こうして、第２図中の破線の矢印３３で示した経路を通
じて、熱溶融性インク層２と単位電極３との間に放電電
流が流れる。この放電エネルギによって熱溶融性インク
層２の一部が溶融軟化し、気化する。そのインクは、記
録部材６の表面に向かって飛翔する。

こうして、記録部材６上にドツトが記録される。

記録部材６に付着したドツトは、ワックス、樹脂等にカ
ーボンブラック、顔料、染料等が分散されたものである
ため、その付着力が強く、加圧加熱等の後処理を全く必
要としない。

（スペーサの役割） 上記実施例において、単位電極３と熱溶融性インク層２
の外表面との間隔は、放電開始電圧に大きな影響を与え
る。すなわち、この間隔が無秩序に変動すれば、その間
に生じる放電が不安定になる。そこで、スペーサ４に熱
溶融性インク層２が常に押しつけられるようにし、この
間隔を安定に保持している。

また、インクは飛翔中に次第に拡散するから、熱溶融性
インク層２の外表面と記録部材６との間隔も一定に保ち
、記録されたドツトの大きさを一定にする必要がある。

また、記録部材６と記録電極５との隙間にインクが入り
込むと、記録されるドツトの形状が乱れてしまう。

そこで、第１図に示すように、搬送ロール７が記録部材
６をスペーサ４に押しつける構成となっている。

（平滑ロールの役割） 単位電極３と対向電極１０との間に電圧が印加されて、
熱溶融性インク層２の表面付近のインクが飛翔すると、
その部分に凹凸が生じる。

熱溶融性インク層２は記録部材６の副走査と同期して、
支持体１と共に第１図の矢印９方向に回転する。この凹
凸を生じた部分を再びもとのように平滑にするために平
滑ロール１１が設けられている。

この平滑ロール１１は、その押圧力のみによって熱溶融
性インク層２の表面を平滑にすることもできる。しかし
、この平滑ロール１１を加熱しておけばさらに平滑処理
が容易になる。

これによって、長期間安定したドツトの記録を行うこと
ができる。

（記録用電圧の印加） 以上のような記録を行うために、対向電極１０と単位電
極３との間にはそれぞれ次のような電圧を印加するとよ
い。

なお、この実施例では、記録電極５は、厚さ５０μｍの
ポリエステルフィルム製絶縁スペーサ中に、ニッケルか
・ら成る直径５０μｍの単位電極３を、１ｍｍあたり８
本の密度で平行に埋設したものを使用した。

また、熱溶融性インク層２として、溶融温度８０”Ｃの
ワックスにカーボンブラックを、その体積抵抗率が１０
’　　Ω・ｃｍとなるように配合したものを使用した。

第３図には、その上方に、単位電極３に印加する電圧を
示し、下方に、対向電極ｌＯに印加する電圧を示した。

−すなわち、単位電極３には、＋４００Ｖ。

１００μｓｅｃのパルス状電圧を印加し、対向電極１０
には、これと同一のタイミングで、−１，６ＫＶ、１０
０μｓｅｃのパルス状電圧を印加する。

単位電極３と対向電極ｌＯとの間隔Ｇ（第２図）を、１
００μｍ〜１ｍｍに設定して、このような電圧を印加し
たところ、良好な放電が生じ、記録部材６に高濃度のド
ツトが記録された。

なお、この間隔を５００μｍにしたとき、熱溶融性イン
ク層２の体積抵抗率を１０’　Ω・ｃｍまで高抵抗にし
ても安定な放電を行わせることができた。

なお、ここで、対向電極１０に印加する電圧を一定の負
電圧すなわち直流電圧にしておくことも可能である。こ
の電圧は、そのままでは熱溶融性インク層２と単位電極
３との間で放電を開始しない程度の電圧であって、単位
電極３にパルス状電圧が印加されるとはじめて、放電を
生じる電圧に選定する。

通常、各単位電極３にはそれぞれ半導体から成るドライ
バ素子が接続されて、記録すべき画像信号に対応してそ
のドライバ素子がオンオフし、パルス状電圧が印加され
る。ドライバ素子の負担を軽減するためには、このパル
ス状電圧を十分低くすることが好ましい。

そこで、上記実施例では単位電極３には比較的低いパル
ス状電圧を印加するようにしている。

−刃対向電極ｌＯには、比較的高電圧が印加されるが、
これには、画像信号とは無関係に一定周期でパルス状電
圧を加えるようにする。この電圧は、単位電極３に印加
されるパルス状電圧と同期して印加されることは前に述
べたとおりである。

この場合、スイッチをオンオフする素子は１個でよいこ
とから、高耐圧のものにしても、著しいコストアップと
なることはない。

また、先に述べたように、対向電極１０に一定電圧を印
加するようにすれば、このスイッチ用素子も不要となる
。

しかし、この場合、パルス状電圧を印加していない単位
電極と対向電極間に誤放電を生じ易い。

また、放電開始から放電停止までの時間が不規則になる
おそれもある。

この点から、対向電極１０に上記実施例のようにパルス
状電圧を印加する方法がより優れているといえる。

また、対向電極１０に印加するパルス状電圧のパルス幅
は、単位電極３に印加するパルス状電圧のパルス幅より
やや長くとることが好ましい。そのタイミングを第４図
に示した。

本発明においては、第２図に示す□ように、単位電極３
から破線３３の経路を通り対向電極１０に向かって放電
電流が流れる。

この経路の電気抵抗は、熱溶融性インク層２が一定の圧
力で対向電極１０とスペーサ４とに押しつけられている
限り一定である。

従って、連続的に記録を行っても、常に一定の安定な放
電によって、一定濃度の記録を行うことができる。

また、対向電極１０と絶縁スペーサ４との間隔Ｇを十分
にとった場合でも、熱溶融性インク層２の電気抵抗は比
較的高く選定して良く、その配合の自由度は大きい。

また、支持体１（第１図）外周に十分厚く熱溶融性イン
ク層２を形成しておけば、長期間、この熱溶融性インク
層の補充等の必要が生じない。

（分割駆動） 以上のように、単位電極３と対向電極ｌＯとの間には、
選択的に上記パルス状電圧を印加して放電を生じさせる
が、多数の単位電極３において放電を生じさせる場合、
いわゆるフルライン駆動を行うと、大量の放電エネルギ
が必要となる。

この放電エネルギを供給する電源回路を小型化するため
には、次のような分割駆動を行うとよい。

第５図から第７図には、その駆動方法を説明する回路と
タイムチャートを示した。

第５図において、まず単位電極３は、配列順に左からＭ
本ずつのＮ組の電極群５１に分割する。

そして、各電極群５１の第１番目の単位電極をリード線
Ｅ１に電気接続し、同様にＭ本の単位電極を順にリード
線Ｅ２〜ＥＮに電気接続する。

一方、対向電極１０を、この電極群５１に対応して、各
電極群５１の配列された幅と等しい幅でＮ分割する。こ
れをＣ１〜ＣＮと表示した。

例えば、左端の電極群２１の単位電極の１つと左端の対
向電極Ｃ１との間に、同時に第３図に示したようなパル
スにより電圧を印加すれば、この間に放電を生じ、対応
する位置にドツトが記録される。

ここで、対向電極Ｃ１〜ＣＮには、それぞれ第７図に示
すように、パルス幅Δｔのパルス状電圧を時分割的に印
加する。

すなわち、この場合、対向電極Ｃ１に時間ｔ１のタイミ
ングでパルス状電圧が印加され、同様にして、対向電極
Ｃ２〜ＣＮに、時間ｔ２〜ｔＮまでの間に、順に同様の
パルス状電圧が排他的に印加される。

一方、単位電極３については、第７図に示すように、時
間ｔ１からｔＮまで、第１番目の電極群用、第２番目の
電極群用という順に、リード線Ｅ１からＥＭに、パルス
状電圧が同時に供給される。このパルス状電圧は、記録
すべき画像信号に対応するものである。

これによって、ｔｌからｔＮまでの間に、単位電極３の
左から順に右端まで各組の電極群５１ごとに順に排他的
に放電をさせることができる。

なお、このような分割駆動を行った場合、放電に寄与し
ない対向電極については、単に接地電位に保つだけでな
く、実施例に示すように高抵抗の抵抗器を介して接地さ
れている。こうすることによって、分割された対向電極
相互間に電流が流れるのを防止することができる。また
、パルス状電圧が印加されていない対向電極と単位電極
との間で誤放電が生じようとした場合、その放電電流が
制限されて、放電が抑制される。

「変形例」 単位電極と支持体との間に印加する電圧を、実施例とは
逆の極性にしても、はぼ同様の記録を行うことができる
。

また、上記実施例で、支持体と熱溶融性インク層とは、
同心同筒状に形成したが、熱溶融性インク層を連続的に
供給できる形状であればよく、例えば無端ベルト状のも
のやシート状のものであってさしつかえない。

「発明の効果」 以上説明した本発明の画像形成方法によれば、小型低価
格の装置によって、高画像密度の画像を高画質で記録す
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方法の実施に適する記録装置
の概略構成図、第２図はその要部の斜視図、第３図と第
４図とは記録用電圧の印加方法を説明する電圧波形図、
第５図は分割駆動のための単位電極および対向電極の結
線図、第６図と第７図はその駆動のタイムチャートであ
る。 １・・・・・・支持体、 ２・・・・・・熱溶融性インク層、 ３・・・・・・単位電極、 ４・・・・・・スペーサ、 ５・・・・・・記録電極、 ６・・・・・・記録部材、 ｌＯ・・・・・・対向電極、 ５１・・・・・・電極群。 出　　願　　人 富士ゼロックス株式会社 代　　理　　人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、支持体上に導電性熱溶融性インク層を形成し、その
   上面に複数の単位電極から構成された記録電極を配置し
   、さらに同一の面に、この記録電極に対し所定間隔を開
   けて対向し、前記熱溶融性インク層に電気的に接触する
   対向電極を配置し、かつ、前記記録電極および対向電極
   を挟んで、前記熱溶融性インク層に対向するよう記録部
   材を配置して、前記各単位電極と前記対向電極との間に
   、記録すべき画像信号に対応させて選択的に電圧を印加
   し、前記インク層のインクを前記記録媒体に向けて飛翔
   させ、その記録媒体に画像を記録することを特徴とする
   画像形成方法。 ２、前記単位電極を共通結線で結ばれる互いに電気的に
   独立した電極群に分割し、各電極群に対向する前記導電
   性支持体を同様にして電気的に分割し、前記各電極群を
   構成する各単位電極に、それぞれ異なるタイミングで、
   電圧を印加することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の画像形成方法。