JPH0446360A - プリンタ - 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、潜像形成体として焦電材料を用いたプリンタ
に関する。

従来の技術 近年、プリンタは普通紙対応性、高速化、低騒音化の要
求か益々高まっており、様々なプリンタが提案、製品化
されている。その中でレーザープリンタが、以上の要求
に最も近いと言うことで注目され、非常な勢いで普及し
つつある。

しかしながら、レーザープリンタは光を利用すると言う
ことで、精密な光学系を必要とし、光遮蔽構造が必要で
ある。またプロセスが複雑なため構造が複雑となり、高
電圧も必要とする。なおかつトナ一定着用ヒータが大電
流を消費する。このようにレーザープリンタは機能とし
てはほぼ満足できるものの、構造の複雑さ、大型、高価
、つｔ−ムアップ時間大、カラー化の困難等が今後の大
きな課題となっている。

また特開昭５７−７０６７７号公報や、特開昭６０−１
０４９６５号公報に開示されているように、焦電材料を
用いたプリンタが提案されているか、高速化について満
足するものではない。

したがって本発明の目的とするところは、レーザープリ
ンタの構造上の欠点を解消しつつ、焦電材料を用いて、
機能的には普通紙対応、高速化。

低騒音化を達成するところにある。

以下に従来の焦電プリンタの構成について第４図を参照
しながら説明する。

図ニおいて、１３は感熱ドラムで、焦電材料でできてお
り、発生電荷による電位を決めるためドラムの内側に導
電層を設け、接地している。１４はサーマルヘッドで、
ラインプリンティングができるようリニアに構成されて
いる。１５は現像部で、焦電体の自発分極が消えないう
ちに現像するため、サーマルヘッド１４に接近させて配
置する。１６は転写部、１７は定着部、１８はトナーク
リーナーである。

以上のように構成された従来の焦電プリンタについてそ
の動作を以下に説明する。

サーマルヘッド１４で選択的に焦電材を加熱すると、焦
電材表面に電位が発生する。感熱ドラム１３か回転し、
自発分極が消えないうちに現像部１５にてトナーが感熱
ドラム１３上に付着し、転写部１６で転写後、定着部１
７で記録紙８に圧力もしくは加熱により定着される。感
熱ドラム１３に残留したトナーはトナークリーナ１８で
除去され、感熱ドラム１３は初期状態にもどる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記従来の構成では、サーマルヘッドで焦
電材の温度を十分に上昇させることはできない。なぜな
らば焦電材のセラミック系統のものは薄く成形すること
が困難であり、高分子フィルム状のものは焦電特性を失
うキューリー点が低く、かつ熱電導率も低いために、サ
ーマルヘッドの熱や、レーザービームを外部より加えて
も焦電材の表面温度のみが急上昇し、キューリー点を容
易に越えてしまう上に、内部の温度は上昇しない。した
がって短時間でサーマルヘッドや、レーザービームを用
いて潜像を形成するのに十分な電位を焦電効果により発
生させるのは甚だ困難であり、像形成の高速化は容易で
はない。

本発明は上記課題を解決するもので、簡単な構成で、高
速印字可能な感熱式小型プリンタを提供することを目的
としている。

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、導電性ドラム表面
に疎水性の焦電材薄層を設け、この焦電材薄層に沿って
配置したヒータにより焦電材薄層を均一に加熱し、焦電
効果により焦電材薄層表面に−様な電位を発生させた後
、スタイラスヘッド等の潜像作成用電極により焦電材薄
層表面を画像パターンに応じて除電し、除電後速やかに
絶縁インクにより冷却しながら現像するようにしたもの
である。

作用 本発明は上記構成により、焦電材薄層のヒータにより十
分に加熱された表面が裏側の導電性ドラム例の面と比較
して高電位もしくは低電位を発生し、焦電材薄層が現像
媒体温度より高温の間に除電電極により、画像パターン
に応した部分の電位を、除電されない部分の電位よりも
裏側の導電性ドラム側の電位に近づける。ついで焦電材
薄層２上が現像媒体温度と等しくなった際に、除電され
た部分に逆電位が発生し、現像媒体が付着し、それを紙
に転写することができる。

実施例 以下、本発明の一実施例について第１図〜第３図を参照
しながら説明する。

実施例１ 第１図および第２図（ａ）、　ｆｂ）において、１は導
電性ドラム、２は回動自在の導電性ドラム１の外周に焦
電材を薄膜状にコーティングした焦電材薄層で、３は表
面を導電性耐摩耗層で覆い、焦電材薄層２上の任意の部
分の電位をアースに落とす複数の電極を持ったスタイラ
スヘッドであって焦電材薄層２に低荷重で接触している
。４は絶縁インクで、加熱された焦電材薄層２の冷却を
兼ねている。５はスタイラスヘッド３で形成された潜像
部であり、６は焦電材薄層２上の電位によって付着し、
ドツトを形成する現像インクである。７は記録紙８が巻
き付けられているプラテンで、記録紙８を導電性ドラム
１に回動自在に押し付けている。９はドツト転写後の焦
電材薄層２表面に残った電位を取り去り焦電材薄層２の
電位を初期化する、導電性ドラム１と電位が等しいイニ
シャライズドラムである。１０は焦電材薄層２とスタイ
ラスヘッド３近傍にあり、非接触にて焦電材薄層２とス
タイラスヘッド３を一定面積加熱する遠赤外線ヒータで
ある。

以上のように構成されたプリンタについてその動作を以
下に説明する。現像待機状態においては、遠赤外線ヒー
タ１０には電流が流れておらず、遠赤外線を導電性ドラ
ムｌの外周にある焦電材薄層２に照射していないために
、焦電材薄層２の温度は常温のままであり、焦電材薄層
２表面には電位は発生していない。したがってこの状態
で導電性ドラム１を回転させても焦電材薄層２は疎水性
を有しているため絶縁インク４が接触していても焦電材
薄層２の表面に濡らすことができず、したかって絶縁イ
ンク４の表面より上方には絶縁インク４が上がって来る
ことはない。現像時には遠赤外線ヒータ１０に電流が流
れ、遠赤外線か発生する。導電性ドラム１に沿って遠赤
外線ヒータ１０が設けであるので加熱時間か確保され、
焦電材薄層２は充分に加熱される。加熱された焦電材薄
層２は焦電効果により分極が起こり、焦電材薄層の導電
性ドラム１側の面と反対側の表面との間で大きな電位差
が発生する。スタイラスヘッド３の除重用電極の先端は
遠赤外線ヒータ１０の加熱領域内にあり、焦電材薄層２
の温度が下がらない間、すなわち大きな電位差が発生し
ている間に焦電材薄層２の任意部分の電位を導電性ドラ
ム１側の面と等しい電位にする。

また、スタイラスヘッド３は別の加熱ａｔにより除電中
の焦電材薄層２の温度以上に加熱されていればより好適
である。但し除電中のスタイラスヘッド３の温度が焦電
材薄層２のキューリー点以上になると焦電材薄層２の焦
電特性を失わす結果になるので、除電中のスタイラスヘ
ッド３の温度は除電中の焦電材薄層２の温度以上、焦電
材薄層２のキューリー点以下であることが重要である。

当然、潜像形成好適範囲であれば焦電材薄層２の温度以
下であっても差し支えないことは言うまでもない。

絶縁インク４中で焦電材薄層２の温度が常温に戻ると、
焦電効果がなくなって分極が元の状態に戻り、発生した
電位が待機時の状態に戻る。

方、スタイラスヘッド３で電位を調整した潜像部５は加
熱されて発生した電位と逆符号の電位か発生し、その静
電引力により、絶縁インク４は疎水力に打ち勝って焦電
材薄層２上に付着し、現像ドツト部を形成する。電位は
常温で発生しているために安定であり、導電性フィルム
の比誘電率より、決定される発生電荷をすべてドツト形
成に使用できるためにコントラストの高いドツトが形成
される。

以上の要領で任意の箇所に絶縁インク４を付着すること
ができる。使用した焦電材薄層２は厚さ９μのぶつ化ビ
ニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）フィルム（呉羽化学工業株式
会社製）で次の表に示す物性であり、５０ｃｌｅｇの昇
温で２００■の表面電位の発生を確認した。

裏 この昇温量が２０ｄｅｇ以下であると電位の発生量が８
０Ｖ程度以下となることがあり、静電リカが十分に発生
せず絶縁インク４が疎水力に打ち勝つことができずに焦
電材薄層２上に現像ドツト部を形成できない。また２０
０ｄｅｇ以上昇温すると絶縁インク４に連続現像による
蓄熱が発生し、絶縁インク４の溶媒の蒸発か激しくなり
、インク濃度が上昇することによる粘度増加を招き、地
汚れを引き起こすので好適ではない。

記録紙８はプラテン７により導電性ドラム１に軽押圧さ
れ、かつ同じ外周速度で回転しており、したがって同期
回転している記録紙８に現像インク６は付着、染み込ん
で連続的に転写が行われる。さらにイニシャライズドラ
ム９が焦電材薄層２上に残った電位を取り去り、焦電材
薄層２表面の電位を導電性ドラム１と等しくする。

なお、加熱手段は可視光エネルギー（ハロゲンランプ＋
集光レンズ）やレーザービーム、加熱された気体などで
も実現可能であることは言うまでもない。

また、焦電材は焦電性を有するセラミック（例えば圧電
素子）でも実現可能である。

実施例２ 本発明の他の一実施−例について以下に説明する。

第３図において、１は導電性ドラム、２は焦電材薄層、
３はスタイラスヘッド、４は絶縁インク、５は潜像部、
６は現像インク、７はプラテン、８は記録紙、９はイニ
シャライズドラムであり、これらは実施例１のそれと同
じであるため説明は省略する。１１は絶縁性加熱ドラム
であり、１２は絶縁性加熱ドラム１１の中心軸を保持し
、左右に摺動する摺動アームである。

絶縁性加熱ドラム１１としては外周面上に４ふり化エチ
レン樹脂、ポリアミド等の耐熱性樹脂を塗布した回転自
在な金属ドラムの中心部に電気ヒータを設けたものを使
用する。

以上のように構成されたプリンタについてその動作を以
下に説明する。現像待機状態においては、摺動アーム１
２は絶縁性加熱ドラム１１を導電性ドラム１の外周にあ
る焦電材薄層２に接触させず、焦電材薄層２の温度は常
温のままであり、焦電材薄層２表面には電位は発生して
いない。したがってこの状態で導電性ドラム１を回転さ
せても焦電材薄層２は疎水性を有しているため絶縁イン
ク４は接触していても焦電材薄層２の表面を濡らすこと
ができず、したがって絶縁インク４の水面より上方には
絶縁インク４が上がって来ることはない。現像時には摺
動アーム１２は絶縁性加熱ドラム１１を焦電材薄層２に
軽押圧させる。弾性を持つために絶縁性加熱ドラム１１
は焦電材薄層２を均一かつ充分に加熱する。加熱された
焦電材薄層２は焦電効果により分極が起こり、よって焦
電材薄層２の導電性ドラム１側の面と表面との間で大き
な電位差が発生する。焦電材薄層２の温度か下がらない
間、すなわち大きな電位差が発生している間にスタイラ
スヘッド３は任意の部分の電位を導電性ドラム１側の面
と等しい電位にする。

したがって絶縁インク４中で焦電材薄層２の温度が常温
に戻ると、焦電効果がなくなって分極か元の状態に戻り
、発生した電位が待機時の状態に戻る。一方、スタイラ
スヘッド３で電位を調整した潜像部５は加熱されて発生
した電位と逆符号の電位か発生し、その静電引力により
、疎水力に打ち勝って絶縁インク４が焦電材薄層２上に
付着し、現像ドツト部を形成する。電位は常温で発生し
ているために安定であり、薄層の比誘電率より、決定さ
れる発生電荷をすへてドツト形成に使用できるためにコ
ントラストの高いドツトが形成される。

以上の要領で任意の箇所に絶縁インク４を付着すること
ができる。記録紙８はプラテン７により導電性ドラム１
に軽押圧され、かつ同じ外周速度で回転しており、した
がって同期回転している記録紙８に現像インク６は付着
、染み込んで連続的に転写が行われる。さらにイニシャ
ライズドラム９が焦電材薄層２上に残った電位を取り去
り、焦電材薄層２表面の電位を導電性ドラム１と等しく
する。

なお、本発明における実施例では絶縁インク４を用いた
が、帯電可能なインク（絶縁溶媒＋帯電トナー）でも良
く、また導電性ドラム１の代わりに導電性ベルトや絶縁
ドラム上に導電性コーティングの施された焦電材薄層２
を設けたものを用いても実現可能である。

発明の効果 以上の実施例から明らかなように本発明は、導電性ドラ
ムと導電性ドラム表面にある疎水性の焦電材薄層と焦電
材薄層を十分に加熱するヒータと焦電材薄層の任意の部
分を除電する複数の除電電極と帯電可能な現像媒体より
構成され焦電材薄層を均一加熱し、除電後、常温にした
ときに発生する逆極性電場を利用して現像するので安定
したコントラストの高いドツト形成ができ、構造が簡単
で低コストで、かつ高速で静粛なプリンタを提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるプリンタの側断面図
、第２図（ａｌ、　ｆｂｌは同プリンタの要部部分拡大
断面図、第３図は本発明の他の実施例のプリンタの側断
面図、第４図は従来の焦電プリンタの側断面図である。 ２・・・・・・焦電材薄層、３・・・・・・スタイラス
ヘッド（除電電極）、４・・・・・・絶縁インク（現像
媒体）、７・・・・・・プラテン、８・・・・・・記録
紙、９・・・・・・イニシャライズドラム、１０・・・
・・・遠赤外線ヒータ（加熱手段）、１１・・・・・・
絶縁性加熱ドラム（加熱手段）。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　ほか１名４−一、静
緑イνフ（■にｊ廉１１イネ２７−−　７１ラテン ト　−８乙４１に物（ 第　３　図 法

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）疎水性の焦電材薄層とその焦電材薄層を加熱する
   加熱手段と前記焦電材薄層の任意の部分を除電する複数
   の除電電極と帯電可能な現像媒体より構成されたことを
   特徴とするプリンタ。
2. （２）除電電極が焦電材薄層を除電中、前記焦電材薄層
   の温度が現像媒体の温度より２０℃ないしは２００℃高
   いことを特徴とする請求項（１）記載のプリンタ。
3. （３）除電電極が焦電材薄層を除電中、前記除電電極の
   温度が前記焦電材薄層の温度以上、前記焦電材薄層のキ
   ューリー点未満であることを特徴とする請求項（１）記
   載のプリンタ。
4. （４）焦電材薄層が強誘電性高分子よりなる請求項（１
   ）記載のプリンタ。
5. （５）焦電材薄層が強誘電性セラミックよりなる請求項
   （１）記載のプリンタ。
6. （６）焦電材薄層を加熱する加熱手段が絶縁性加熱ドラ
   ムである請求項（１）記載のプリンタ。