JPH0572876B2 - - Google Patents

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」 コンピユータやワードプロセツサ等で処理され
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。

こういつた出力装置としては、ワイヤドツト方
式やインクジエツト方式のものが良く知られてい
る。

ワイヤドツト方式においては、感圧性ワツクス
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、インクジエツト方式においては、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。従つて、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
であつた。

一方、インクジエツト方式は、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つた。従つて、
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つて、
インク吐出口に目詰まりを生じ易い欠点もあつ
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つて熱
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つて飛翔し、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。

ここで、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つて記録
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１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に圧接されて、矢印
１２方向に回転する。また、図示しない加熱手段
がこの平滑ロール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、ワツクス、樹脂等
の比較的低温で溶解分解するバインダの中に、カ
ーボンブラツク、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、カーボンブラツ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１
７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１０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によつ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つている。

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
よつ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
かつて飛翔する。

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、ワツクス、樹
脂等にカーボンブラツク、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つ
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つ
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。

これによつて、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のポリエステルフイルム製絶縁スペーサ中
に、ニツケルから成る直径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
℃のワツクスにカーボンブラツクを、その体積抵
抗率が10³Ω・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１０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、100μsecのパ
ルス状電圧を印加する。

単位電極３と対向電極１０との間隔Ｇ（第２図）
を、100μｍ〜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10⁸Ω・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
い程度の電圧であつて、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。

一方対向電極１０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、スイツ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
コストアツ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、このスイツチ用素
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
向かつ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。

従つて、連続的に記録を行つても、常に一定の
安定な放電によつて、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を十分にとつた場合でも、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１０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
る回路とタイムチヤートを示した。

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Δtnc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。

これによつて、t1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つた場合、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
よつて、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、ほぼ同様の記録を行
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であつ
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つて、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ヤートである。 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、１０……対向電極、５１……電
極群。

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。