JPS63147659A - 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〕 この発明は、プリンタやプロッタ等の記録部に用いられ
る画像形成装置に関し、特に鮮明な画像を高速に得るに
適した装置の具現化に関する。

〔従来の技術〕

従来この稀の画像記録装置としては、例えば特開昭４９
−８７３３３号、特開昭５０−３６３３号、特開昭５８
−１７１９７６号公報などに記載されたトナーの１ＷＩ
ｌに記録部材を近接させ、この記録部材の近傍に配置し
た信号電極にて電圧を印加することにより、トナー薄層
のトナーを記録部材上に移動させて、記録部材上に画像
を記録するものや、インクドナーフィルムを使用した転
写型感熱画像形成装置が公知である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

こうした画像形成装置は、既に実用化されて、上述した
プリンタやプロッタ等における記録手段としては現在の
主流を成づまでに普及している装置ではあるが、実用上
はそれぞれ次のような不具合を併せ有していることも見
逃せない。

すなわち前者の画像形成装置では、画質がトナーｉ１層
の均一性に左右されることから、良質な画質を得るのが
困難であると共に、トナー薄層を形成する手段が必要な
ことから構成が複雑になるなどの不具合があった。

また後者の感熱両会形成装置では、予めインク薄層の形
成されたインクドナーフィルムを使用するため、上記画
像形成装置のような不具合は生じないが、サーマルヘッ
ドを使用することから、幅広な画像の形成が困難である
と共に、発熱抵抗体を用いたサーマルヘッドによる熱転
写のため、記録速度に限界があり、間欠走行による画像
形成の際の画質の劣化や高速による画像の形成が困難で
あるなどの不具合があった。

この発明は、こうした従来の画像形成装置の不具合を解
消して、鮮明な画像を高速度に形成し得る画像形成装置
を提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明では、多数配列された針状の第１の電極と該第
１の電極の各先端部に対向して配される第２の電極との
間に、固体コロイド粒子を含む熱溶融性着色媒体層が一
方面に形成されたフィルムとシート状の記録部材とを前
記着色媒体層を内側にそれぞれ対向させて少なくとも前
記フィルムが前記第１の電極に摺接するよう挿入しつつ
、前記着色媒体を溶融流動化しかつ、前記第１の電極と
前記第２の電極との間に形成所望画像に対応した信号電
圧を選択的に印加することにより、該溶融流動化した着
色媒体を前記記録部材に選択的に吸引付着せしめるよう
画像形成装置を構成して、特に前記着色媒体が形成され
るフィルムとして電気的に高抵抗な導電性のフィルムを
用いるとともに、前記第１の電極の各先端部に沿うよう
その側部近傍に１乃至複数配されて前記フィルムに摺接
する第３の電極を更に設け、これら第１および第３の電
極間に所要の電圧を印加した際に前記フィルムを介して
これら第１および第３の電極間に生じるジュール熱によ
って前記着色媒体を溶融流動化するようにする。

〔作用〕

上記の構造とすることにより、形成所望画像がたとえ幅
広な画像を含むものであれ、これを鮮明にかつ高速度に
形成できるとともに、上記熱溶融性着色媒体は、これが
記録部材に選択的に吸引付着される直前若しくは同時に
上述したジュール熱によって溶融流動化されるようにな
るため、上記フィルムと上記記録部材とを上記第１およ
び第２の電極間に挿入する際には、これらフィルム（正
確にはこれに形成された上記着色媒体）および記録部材
を接触させた状態で同電極間に挿入することができるよ
うになる。このことは、上記形成される画像が解像度並
びに画質においても非常に優れたものとなることを意味
する。

〔実施例〕

はじめに、第１図を参照してこの発明の原理について説
明する。

第１図において、１は電気的に高抵抗であるとする４電
性のフィルム、２はこの導電性フィルム１の片面に形成
された熱溶融性着色媒体層である。

この熱溶融性着色媒体層２は、トナー（固体コロイド粒
子）を含んで構成されるとともに、通常固体状態にあっ
て、熱を加えることにより流動化する性質を有している
とする。

また上記導電性フィルム１の熱溶融性着色媒体層２側に
は、これと例えば軽く接触するようシート状の記録部材
３が対設されていて、これらフィルム１と記録部材３と
は、図中の矢印Ｆの如く同一方向へ同一速度で移動され
るようになっているとする。

一方、上記導電性フィルム１の背面および記録部材３の
背面にはそれぞれマルチスタイラス４および対向電極５
が互いに対向するように設置されている。このうちマル
チスタイラス４は、第２図に示すように、上記導電性フ
ィルム１の送り方向（矢印Ｆ方向）と直交する方向に複
数等間隔に配されて上記導電性フィルム１に摺接する針
状電極４ａと、この針状電極４ａの各先端部に沿うよう
その側部近傍に複数（この例では針状電極４ａに対し３
対１の割合で）配されて同じく上記導電性フィルム１に
摺接する板状の補助電極４ｂとをそれぞれ有した構造と
なっており、これら針状電極４ａと補助電極４ｂとの間
、および針状電極４ａと上記対向電極５との間に信号電
圧発生回路６から発生される形成所望画像に対応した信
号電圧が選択的に印加されることで、以下に説明する態
様をもって記録部材３上への画像の形成が実現される。

なお、スイッチ回路７は上記補助電極４ｂへの電圧印加
を順次切り替える回路であり、抵抗器８は針状電極４ａ
および４電性フイルム１および補助電極４ｂおよびスイ
ッチ回路７を介して流れる電流の流量を調整するための
抵抗器である。

さて、こうした構成を有するとする画像形成装置におい
て、上記スイッチ回路７を通じて針状電極４ａと補正電
極４ｂとの間に選択的に上記信号電圧を印加したとする
と、電気的に高抵抗である上記導電性フィルム１を介し
て針状電極４ａと補助電極４ｂとの間に電流が流れるこ
ととなる。針状電極４ａの面積は補助電極４ｂの面積に
比較して非常に小さいため、電気的な抵抗も針状電極４
ａの方が圧倒的に大きい。そのため、上記電流により発
生するジュール熱の大部分は針状電極４ａの回りに発生
し、熱溶融性着色媒体層２を溶融流動化させる。さらに
この状態において、熱溶融性着色媒体層２は、溶融流動
化された絶縁性液体とその中に分散されたトナー（固体
コロイド粒子）とが各々買った極性に帯電することとな
るため、この流動化中のトナーは、前述のイ３号電圧発
生回路６から針状電極４ａおよび対向電極５間に選択的
に印加された信号電圧により、このうちの該選択された
針状電極４ａに対応する部分のトナーが対向電極５側に
設けられた記録部材３側ヘク−ロン力によって選択的に
吸引され、同記録部材３上に付着する。すなわち、上記
信号電圧に応じた可視像が記録部材３上に形成されるよ
うになる。

第３図に、こうした原理に基づいて構成したこの発明に
かかる画像形成装置の一実施例を示す。

該実施例装置において、上記原理で説明した熱溶融性着
色媒体２が形成された導電性フィルム１および記録部材
３は何れもロール状となっていて、導電性フィルム１の
方は巻取りリール９により図中の矢印の如く一定速度で
巻取られ、記録部材３の方は駆動ロール１０及びピンチ
ロール１１の間で上記導電性フィルム１と同一速度で同
一方向へ搬送されるようになっている。因みに、上記ｓ
電性フィルムとしては１５μ厚の微量のカーボン含有の
ポリエステルフィルムを使用する。また前記熱溶融性着
色媒体としては、例えば四塩化炭素からなる絶縁性液体
に数ミクロンのカーボンブラックを分散させて液状トナ
ーとしたものにバインダとしてのカルナウバワックス、
エステルワックスをさらに混合した液体を用い、これを
上記導電性フィルム１に一様に塗布して前述した着色媒
体２を形成する。なお、上記絶縁性液体としては、四塩
化炭素以外にも例えば、ケロシン、ペンタン、シクロヘ
キサン等を用いることもできる。

一方、記録装置側の構成としては、上述した針状電極４
ａおよび補助電極４ｂを有するマルチスタイラス４、対
向電極５、信号電圧発生回路６、スイッチ回路７、電流
調整用抵抗器８に加えて、この実施例装置では、上記マ
ルチスタイラス４の上流側に配されて上記導電性フィル
ム１を背面から加熱することによりこれに形成されてい
る熱溶融性着色媒体層２を溶融し易い状態にするブリヒ
ータ１２と、このブリヒータ１２を駆動するためのヒー
タ電源１３とを具えて構成される。また同第３図におい
て、１４および１５は、それぞれこれらブリヒータ１２
およびマルチスタイラス４に上述した導電性フィルム１
が一定した圧力で当接するよう配した支持ロールを示す
。マルチスタイラス４と対向電極５とは、この間を通過
する上記導電性フィルム１（正確にはこれに形成されて
いる熱溶融性着色媒体層２）と記録部材３とが前述した
如く軽く接触するよう、その互いの位置関係が予設定さ
れているとする。また囚みに、このマルチスタイラス４
としては、その画像形成に当っての主走査方向く記録部
材３等の搬送方向Ｆと直交覆る方向）に４０′０木／イ
ンチの割合で針状電極４ａを設けるとともに、先の第２
図に示した如くこれら針状電極４ａと近接する位置に、
例えば同針状電極４ａに対し３対１の割合で対応するよ
う補助電極４ｂを設けたものを使用し、信号電圧発生回
路６からは、例えば第４図（ａ）に示すような電圧−６
００Ｖ、パルス幅０．１１５の各針状電極毎に独立した
信号電圧を順次印加するとする（第４図（ａ）の例は全
黒の画像（線画像も含む）を形成する場合の各針状電極
に対する信号電圧印加態様を示す）。第４図（ｂ）は前
記スイッチ回路７のスイッチング態４１の一例を示すも
のであり、この例の場合は同図に示すように、針状電極
４ａの連続する３本ずつへの信号電圧の選択印加に同期
して補助電極４ｂの各対応する１つずつを順次選択する
ようその切り替えが実行される。なお、上記針状機１４
ａの配設に関する４００本／インチといった値、並びに
上記信号電圧の一６００ｖといった値は、マルチスタイ
ラス４と対向電極５との間で着色媒体２と記録部材３と
を接触させることのできる本発明の画像形成装置であれ
ばこそ実現できる値であって、他に例えばマルチスタイ
ラス４と対向電極５とを１００−程度離間して配置する
場合には、こうした値もそれぞれ２００本／インチ、−
８００Ｖ程度と多少効率の悪い値に設定せざるを得ない
。

さてこの実施例装置では、その画像形成装置に際し、上
記ブリヒータ１２にて熱溶融性着色媒体層２を導電性フ
ィルム１の背面から加熱して、これを流動化し易い状態
とした上で、先の原理で説明した針状電極４ａの各々と
補助電極４ｂの各対応するものとの間でのジュール熱を
利用して同肴色媒体層２を完全流動化し、さらにこれと
略同時に、針状電極４ａの各々と対向電極５との間での
電界を利用して、この流動化した着色媒体＠２に含まれ
るトナーを対向電極５側を走行する記録部材３上にクー
ロン力によって選択的に吸引付着させるといった動作を
繰り返し実行する。これにより記録部材３上には、上記
針状電極４ａおよび対向電極５間に印加される信号電圧
の印加態様（針状電極４ａの選択態様）に対応した可視
像が連続酷に形成記録されることとなる。特に上述した
仕様をもって試作した実施例装置によれば、４電性フイ
ルム１および記録部材３の送り速度を高速に設定した場
合であっても、非常に鮮明で解像度の高い画像を得るこ
とができた。また、上記フィルム１や記録部材３を間欠
走行させた場合であっても、画質の劣化はほとんど生じ
なかった。

なお、上記実施例ではマルチスタイラス４の上流にブリ
ヒータ１２を設ける構成としたが、他に例えば、マルチ
スタイラス４の内部にこのブリヒータ１２を埋設するよ
うにして、熱溶融性着色媒体層２の半５！肋化と画像の
形成とを同時に行うようにしてもよい。勿論、信号電圧
発生回路６から発生させる信号電圧を大きな電圧とする
ことにより、先の原理の如く、ブリヒータ１２を省略し
た構成とすることもできる。

また、前記補助電極４ｂについては、これを針状１！ｆ
Ａ４ａの両側に埋設するようにしてもよく、かつこれを
先の第２図の如くセグメント化することなく１体化する
ようにしてもよい。

さらに、第２図では、針状電極４ａが主走査方向に１列
に配列される場合について示したが、これを同じく主走
査方向に千鳥状に配列するようにしてもよい。これによ
ればさらに高解像度の画像を得ることもできる。

また、先の原理の説明や上記実施例では、信号電圧発生
回路６から加えられる信号電圧をスイッチ回路７で適宜
にスイッチングしてマルチスタイラス４の針状電極４ａ
と補助電極４ｂとの間に所要の電圧を印加するとしたが
、これら針状電極４ａおよび補助電極４ｂ間に印加する
電圧についてはこれを他の別個の電源回路から供給する
ようにしても勿論よい。

また信号電圧発生回路６についても、先の原理や上記実
施例では、これから発生される信号電圧が多数配列され
た針状電極４ａに対し順次走査する如く与えられる（第
４図（ａ）参照）としたが、この態様も任意である。他
に例えば、１ライン毎の画像情報に応じて選択した信号
電圧を針状電極４ａの各々に対し同時に一括して印加す
るような構成としてもよい。いずれにしろ、こうした機
能を有する信号電圧発生回路の構成は周知であり、ここ
での該回路についての具体構成の図示並びに説明は割愛
した。

ところで、先の試作した実施例装置による実験は、前記
熱溶融性着色媒体としてあくまで前述の如く生成した液
状トナーを塗布乾燥せしめたものを対象としたものであ
ったが、従来の転写型感熱画像形成装置のインクドナー
フィルムに使用されている熱溶融性インクを用いても、
上記と同様に鮮明な画像が形成できることが実験により
確認されたことを付記しておく。

〔発明の効果〕 以上説明したように、この発明によれば、比較的簡単な
構成をもって、高解像度かつ高画質の画像を高速かつ安
定に形成することができる。しかも幅広な画像の形成も
容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる画像形成装置の基本構成を模
式的に示すブロック図、第２図はこの発明で使用するマ
ルチスタイラスの電極構造の一例を示す拡大斜視図、第
３図はこの発明にかかる画像形成装置の一実施例構成を
模式的に示すブロック図、第４図は第３図に示した実施
例装置ｆｆのマルチスタイラス駆動例を示すタイミング
チャートである。 １・・・導電性フィルム、２・・・熱溶融性着色媒体層
、３・・・記録部材、４・・・マルチスタイラス、４ａ
・・・針状電極、４ｂ・・・補助電極、５・・・対向電
極、６・・・信号電圧発生回路、７・・・スイッチ回路
、８・・・電流調整用抵抗器、１２・・・ブリヒータ、
１３・・・ヒータ用電源 第１図 第３図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）多数配列された針状の第１の電極と該第１の電極
   の各先端部に対向して配される第２の電極との間に、固
   体コロイド粒子を含む熱溶融性着色媒体層が一方面に形
   成されたフィルムとシート状の記録部材とを前記着色媒
   体層を内側にそれぞれ対向させて少なくとも前記フィル
   ムが前記第１の電極に摺接するよう挿入しつつ、前記着
   色媒体を溶融流動化しかつ、前記第１の電極と前記第２
   の電極との間に形成所望画像に対応した信号電圧を選択
   的に印加して、該溶融流動化した着色媒体を前記記録部
   材に選択的に吸引付着せしめる画像形成装置であって、 前記着色媒体が形成されるフィルムとして電気的に高抵
   抗な導電性のフィルムを用いるとともに、前記第１の電
   極の各先端部に沿うようその側部近傍に１乃至複数配さ
   れて前記フィルムに摺接する第３の電極を具え、 これら第１および第３の電極間に所要の電圧を印加した
   際に前記フィルムを介してこれら第１および第３の電極
   間に生じるジュール熱によって前記着色媒体を溶融流動
   化するようにしたことを特徴とする画像形成装置。
2. （２）前記第１および第３の電極間に印加する電圧は前
   記第１および第２の電極間に印加する信号電圧を兼用す
   る特許請求の範囲第（１）項記載の画像形成装置。
3. （３）前記導電性のフィルムは、微量のカーボンを含む
   ポリエステルフィルムである特許請求の範囲第（１）項
   記載の画像形成装置。
4. （４）多数配列された針状の第１の電極と該第１の電極
   の各先端部に対向して配される第２の電極との間に、固
   体コロイド粒子を含む熱溶融性着色媒体層が一方面に形
   成されたフィルムとシート状の記録部材とを前記着色媒
   体層を内側にそれぞれそ対向させて少なくとも前記フィ
   ルムが前記第１の電極に摺接するよう挿入しつつ、前記
   着色媒体を溶融流動化しかつ、前記第１の電極と前記第
   ２の電極との間に形成所望画像に対応した信号電圧を選
   択的に印加して、該溶融流動化した着色媒体を前記記録
   部材に選択的に吸引付着せしめる画像形成装置であつて
   、 前記着色媒体が形成されるフィルムとして電気的に高抵
   抗な導電性のフィルムを用いるとともに、前記第１の電
   極の前記フィルムおよび記録部材挿入方向手前に前記フ
   ィルムと近接するよう配されるヒータと、 前記第１の電極の各先端部に沿うようその側部近傍に１
   乃至複数配されて前記フィルムに摺接する第３の電極と
   を具え、 前記ヒータによる前記フィルムの加熱によって前記着色
   媒体を溶融し易い状態とし、前記第１および第３の電極
   間に所要の電圧を印加した際に前記フィルムを介してこ
   れら第１および第３の電極間に生じるジュール熱によっ
   て前記着色媒体を溶融流動化するようにしたことを特徴
   とする画像形成装置。
5. （５）前記第１および第３の電極間に印加する電圧は前
   記第１および第２の電極間に印加する信号電圧を兼用す
   る特許請求の範囲第（４）項記載の画像形成装置。
6. （６）前記導電性のフィルムは、微量のカーボンを含む
   ポリエステルフィルムである特許請求の範囲第（４）項
   記載の画像形成装置。