JPH0789110A

JPH0789110A - 感熱液状化静電転写による記録方法及び感熱液状化静電転写型記録装置

Info

Publication number: JPH0789110A
Application number: JP5239301A
Authority: JP
Inventors: Toshio Sakai; 捷夫酒井; Toshiyuki Osawa; 利幸大澤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-09-27
Filing date: 1993-09-27
Publication date: 1995-04-04

Abstract

(57)【要約】【目的】尾引きの現象をなくし、画像のボケを防ぐこ
とにより、どんな紙に対しても高画質で高速なプリント
を行えると共に、なめらかな階調性を実現することがで
きる感熱液状化静電転写による記録方法及び感熱液状化
静電転写型記録装置を提供する。【構成】インク供給搬送体２５の導電性支持体２６上
に形成された相転移性又は相転移性でかつ過冷却性のイ
ンク層２７をサーマルヘッド２８により画像信号に応じ
て加熱し、この加熱されたインク層２７を加熱量に応じ
て相転移させて液状化させ、この液状化されかつ帯電し
たインク層２７のインク３３を冷却固化する前に転写電
界形成用ローラ２９を用いて転写電界による静電引力に
よりインク層２７に接触又は近接配置された記録紙３０
に転写を行うことにより画像を作成するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンタ、フ
ァクシミリ等に用いられる感熱液状化静電転写による記
録方法及び感熱液状化静電転写型記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ
等の分野で利用されている記録方式としては、ドットプ
リンタ方式、感熱転写方式、電子写真方式、インクジェ
ット方式などがある。これらの方式はいずれも一長一短
があり、ユーザサイドからはその使用目的に応じて使い
分けたり併用したりしているのが現状である。そこで、
今、後述する本発明に関連するものとして、感熱転写方
式を例にとって述べる。

【０００３】この感熱転写方式は、ワックス或いは樹脂
に色材を混入した数ミクロン程度の固体インク層が塗布
されたＰＥＴ（商品名マイラー、学術名二軸延伸ポリエ
チレンテレフタレート）フィルムの裏側からサーマルヘ
ッドで選択的に加熱してその加熱部分の固体インクを溶
融（液状化）し、その溶融している箇所に接触している
紙に粘着力で転写することによって画像を形成するとい
うものである。この場合、長尺ヘッドを容易に作成する
ことができ（Ａ０の原稿サイズまで商品化されてい
る）、記録速度が早く、装置が安価で小さく、画像濃度
も高いという利点がある。このような記録方式において
は、ベースとなるＰＥＴフィルムと溶融インクとの間の
粘着力よりも、紙と溶融インク及び溶融インク同士の粘
着力の方が強いため、いわゆる‘尾引き’という現象
（インクが予定された範囲を超えて裾を引くこと、すな
わち、丸になるべきところがおたまじゃくし状になるこ
と）は発生しない。

【０００４】また、このような感熱転写方式の他に本発
明に関連するもので、技術的に研究、開発は進んでいる
がまだ実用化にまで至っていないものとして、例えば、
以下に列挙する（４件）ような溶融転写記録方式があ
る。まず、第一の従来例として、図３に示すように、
「Novel Printing Using Polymeric Gel as Ink」とし
て開示されているものがある。金属ローラ１の表面に
は、ゲル状（消しゴム状）のインク２が付着している。
今、ゲル状のインク２に記録用の電極３を接触させて１
０Ｖの電圧を印加して電流を流すとインク２のＰＨが変
わり、その結果、粘度が大幅に低下してゲルからゾル
（水飴状）に変化する。そして、金属ローラ１の回転と
共に転写ローラ４との間に挾まれた紙５に、そのゾル状
とされたインク２のみが選択的に転写され、これにより
画像の形成がなされる。なお、ゾル状のインク２の抜け
た穴は、金属ローラ１とは周速の異なる金属ローラ６と
の間で一様に埋められることになる。このようなゾル状
インクを用いた方式は、必要な電圧も小さくＩＣ回路に
使用でき、画像濃度も高く、電圧に応じて画像濃度（階
調性）も変わり、装置も簡単で、インクの無駄使用もな
く、インク補給も長期間に渡って必要なく、記録速度２
２ｍｍ／ｓｅｃもほどほどで、パーソナルプリンタとし
ては最適である。

【０００５】次に、第二の従来例として、図４に示すよ
うに、「熱制御型静電吸引スリットジェット」として開
示されているものがある。これは、ヒータ７が８本／ｍ
ｍ並んだサーマルヘッド８とスリット形成板９との間
（４０μｍ）に高抵抗の鉱物油のインク１０が注入され
ており、サーマルヘッド８上の０．２２５ｍｍ離れた位
置に吸引電極ローラ１１が配置され、この吸引電極ロー
ラ１１とサーマルヘッド８との間で紙１２が搬送される
ようになっている。この場合、選択されたヒータ７に電
圧（１６０ｍＷ、１．８ｍｓｅｃ）を印加すると、その
周辺部の熱が上がりその部分のインク１０の電気抵抗と
粘度が下がる。このような状態で、吸引電極ローラ１１
に−２．４ＫＶの電圧を０．８ｍｓｅｃ印加すると、ヒ
ータ７の誘導電極との間に一様な電界が形成され、スリ
ット内の全てのインク１０の誘導電荷に一様な静電引力
が作用する。この結果、加熱され粘度の低下した部分で
インク１０が盛り上がり、糸を引くような形で紙１２に
到達する。この到達したインク１０が紙１２に染み込ん
で印字がなされることにより、画像の形成が行われる。
このような方式は、ノズルレス（スリット）の形状でサ
ーマルヘッド８を使用することができるため、駆動方式
が容易化され、ヘッド部の長尺化も可能となり、加熱量
によって階調性も出せるようになる。

【０００６】次に、第三の従来例として、図５に示すよ
うに、「サーマルレオグラフィー」として開示されてい
るものがある。これは、半固体状のインク１３がインク
容器１４中に充填されており、このインク容器１４の一
端部には中心部にインク通過孔１５が形成されその周辺
部に発熱体１６の配設されたサーマルヘッド１７が取付
けられている。今、サーマルヘッド１７の発熱体１６へ
の通電によりインク通過孔１５付近のインク１３が加熱
され溶融して粘度が低下し、これにより、上部からの圧
力Ｐによりインク１３はインク通過孔１５から下方に流
出しプラテンローラ１８との間で挾持された紙１９に付
着して記録が行われる。

【０００７】次に、第四の従来例として、「凝集破壊型
熱転写多数回プロセスの研究」として開示されているも
のがある。これは、記録コストの低減を図るために、１
回の使用だけでなく、多数回使用できるインクリボンの
研究に関するものである。図６に示すように、このイン
クリボン２０は、ＰＥＴフィルム２１の一面にインク層
２２が設けられてなるものであり、この熱溶融性のイン
ク層２２が記録時にその層中で凝集破壊することによっ
て部分的に記録をしていくタイプであることからＣＦ
（Cohesive Failure）リボンと呼ばれている。この方式
では、インク層２２は過冷却性の大きな過冷却材の海に
ワックスの島ができるように構成されているものであ
り、このようなインク層２２の裏面をサーマルヘッド２
３で加熱した後に転写紙２４を当て、ワックスは固化し
た状態でかつ過冷却材は液体の状態で剥離すると、過冷
却材の部分からインク層２２が剥がれて転写が行われ、
これにより複数回繰り返して使用が可能となる。具体的
には、通常のインクリボンのインク層は数μｍの厚さで
１回の転写で全部の転写が終了するが、このようにイン
ク層２２を特殊な材料により構成し、１１μｍと厚く形
成することにより、３〜４回繰り返して使用することが
できる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前段で述べたような感
熱転写方式の例では、いわゆる‘尾引き’という現象は
発生しないが、インクリボンが高くて交換しにくい、使
用済みのインクリボンにネガ像が残る、階調性がない、
平滑性の悪い紙では接触が悪くこれにより画質が悪くな
るという問題がある。

【０００９】また、後段で述べたような溶融転写記録方
式において、第一の従来例〜第四の従来例では、学会等
に発表はされているが、未だに実用化までには至ってい
ない。その最大の理由としては、いずれも母体となる固
形のインク層から加熱して溶融したインクを印刷のよう
に紙に転移させる方式であるため、‘尾引き’の現象が
発生してしまい、画質や階調性などが悪くなるためであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、インク供給搬送体の導電性支持体上に形成された相
転移性又は相転移性でかつ過冷却性のインク層をサーマ
ルヘッドにより画像信号に応じて加熱し、この加熱され
たインク層を加熱量に応じて相転移させて液状化させ、
この液状化されかつ帯電した前記インク層のインクを冷
却固化する前に転写電界形成用ローラを用いて転写電界
による静電引力により前記インク層に接触又は近接配置
された記録紙に転写を行うことにより画像を作成するよ
うにした。

【００１１】請求項２記載の発明では、導電性支持体上
に相転移性又は相転移性でかつ過冷却性のインク層を有
するインク供給搬送体と、このインク供給搬送体の前記
インク層に接触して加熱しそのインク層を加熱量に応じ
て相転移させて液状化させるサーマルヘッドと、このサ
ーマルヘッドにより液状化されかつ帯電した前記インク
層のインクを転写電界による静電引力により接触又は近
接配置された記録紙に転写する転写電界形成用ローラと
より感熱液状化静電転写型記録装置を構成した。

【００１２】請求項３記載の発明では、請求項２記載の
発明において、液状化して得られるインク層のインク
は、転写電界により帯電可能な導電性材料の成分を含ん
で構成した。

【００１３】請求項４記載の発明では、請求項２記載の
発明において、液状化される前又はその後の記録紙に転
写される前の段階で、インク層のインクに電荷を付与し
帯電させる帯電手段を設けた。

【００１４】請求項５記載の発明では、請求項２記載の
発明において、液状化したインクが転写された後に、イ
ンク層の表面に発生した凹部に機械的圧力を加えて均一
にし、次の印字前に前記インク層の表面を平滑化するイ
ンク層平滑化手段を設けた。

【００１５】請求項６記載の発明では、請求項２記載の
発明において、サーマルヘッドの位置から転写位置に移
動する間までの液状化したインクを、そのインクが固化
する温度よりも高く保つ液状化インク温度調節手段を設
けた。

【００１６】請求項７記載の発明では、請求項２記載の
発明において、サーマルヘッドに印加する電圧又はその
印加時間を変えることによりインク層の液状化の広さと
深さの範囲を変える液状化範囲調節手段を設けた。

【００１７】

【作用】請求項１記載の発明においては、相転移型で特
に過冷却型のインクを使用し、サーマルヘッドによりイ
ンク層を加熱して相転移させて液状化させ、この液状化
されかつ帯電したインクを冷却固化する前に転写電界形
成用ローラを用いて記録紙に転写して画像を作成するよ
うにしたので、インクは固体と液体との界面より分離さ
れしかも液体の状態が安定に保たれるため尾引きが発生
しにくくなり、これにより、画質及び階調性を高くとる
ことが可能となり、また、接触のみならず非接触な状態
でも転写でき接触圧力で画像が変わることがないため厚
さが変わった紙やラフな紙に対しても使用可能となり、
さらに、立上りも早くネガ像も残らない高速印字が行え
る理想的な記録方法を提供することが可能となる。

【００１８】請求項２記載の発明においては、相転移性
又は相転移性でかつ過冷却性のインク層を有するインク
供給搬送体を用い、そのインク層にサーマルヘッドを接
触させて加熱しその加熱量に応じて相転移させて液状化
し、この液状化されかつ帯電したインク層のインクを転
写電界形成用ローラを用いて転写電界による静電引力に
より接触又は近接配置された記録紙に転写して画像を作
成するようにしたので、尾引きが発生しにくく、どんな
紙に対しても高画質の印字を高速に得る装置を提供する
ことが可能となり、また、装置自体を小さくし簡単な構
造とすることが可能となる。

【００１９】請求項３記載の発明においては、インクは
転写電界により帯電される導電性材料の成分を含んでい
ることにより、帯電に必要な帯電器の使用が不要とな
り、また、インク全体に電荷を与えてそのインク全体に
紙面に向かう方向の力を同時に作用させ尾引きの発生を
防ぐことが可能となる。

【００２０】請求項４記載の発明においては、帯電手段
を用いてインクに電荷を付与することにより、通常の絶
縁性樹脂をインクの母体材料として使用することが可能
となる。

【００２１】請求項５記載の発明においては、インク層
平滑化手段を用いてインク層の表面を次の印字前に平滑
化することにより、１個のインク供給搬送体を用いて高
速処理を行うことができ、これにより多数枚のプリント
を作成することが可能となる。

【００２２】請求項６記載の発明においては、液状化イ
ンク温度調節手段を用いてサーマルヘッドの位置から転
写位置に移動する間までの液状化したインクをそのイン
クが固化する温度よりも高く保つことによって、液状化
したインクが固化するのを防止することが可能となる。

【００２３】請求項７記載の発明においては、液状化範
囲調節手段を用いてサーマルヘッドに印加する電圧又は
その印加時間を変えてインク層の液状化の広さと深さの
範囲を変えることにより、転写するインク量を任意に変
え、１ドット多値によるなめらかな階調性を得ることが
可能となる。

【００２４】

【実施例】請求項１，２，４，５記載の発明の一実施例
を図１に基づいて説明する。まず、感熱液状化静電転写
型記録装置の全体構成（請求項２記載の発明に対応す
る）について述べる。インク供給搬送体としてのドナー
ローラ２５は、内周側に位置する導電性支持体としての
導電性支持ローラ２６（なお、このようなローラに限ら
ず、ベルト状でもよい）と、この導電性支持ローラ２６
の外周表面に形成されたインク層２７とからなってい
る。一例として、直径３０ｍｍ、肉厚５ｍｍのアルミパ
イプからなる導電性支持ローラ２６の表面に、厚さ５ｍ
ｍのインク層２７を形成することによってドナーローラ
２５を構成することができる。前記導電性支持ローラ２
６は、通常接地されているが、静電転写ローラ（後述す
る）を接地して転写電圧を印加するようにしてもよい。
また、前記インク層２７は、相転移性又は相転移性でか
つ過冷却性の熱特性を有しているが、ここでは、過冷却
性の相転移型ワックスからなるものを用いる。

【００２５】このようなドナーローラ２５のインク層２
７の外周面には、熱転写用のサーマルヘッド２８が接触
して設けられている。このサーマルヘッド２８は、イン
ク層２７を加熱しその加熱量に応じて相転移させて液状
化したインク（図示せず）を得る。このサーマルヘッド
２８の一例としては、画像書込み用の１ラインヘッドか
らなり、２１０ｍｍ幅、４００ＤＰＩで構成され、その
ヘッドの表面には溌油性の処理が施されている。なお、
将来的なことを考えて６００ＤＰＩとしてもよい。

【００２６】このサーマルヘッド２８が配置されたドナ
ーローラ２５のインク層２７の外周面には、転写電界形
成用ローラとしての静電転写ローラ２９が接触して配置
されている。なお、ここでは接触して配置するが、イン
ク層２７に近接してギャップを形成して配置させるよう
にしてもよい。この静電転写ローラ２９は、サーマルヘ
ッド２８により液状化されかつ帯電したインク層２７の
インクを記録紙としての転写紙３０側に転移させるため
の転写電界を形成する。この静電転写ローラ２９の一例
としては、非帯電性テフロンコートされたＳＵＳの直径
１０ｍｍの丸棒を用い、１０〜１００ｇ／ｃｍの軽い圧
力でインク層２７に接触して構成することができる。こ
の場合、転写電圧の値としては、帯電した液状のインク
を転写紙３０に静電引力により転写するために、５０〜
５００Ｖの電圧を印加する。また、転写紙３０として
は、ワックスインクを使用しているためＯＨＰ用紙を含
む全ての紙を使用することができ、１０〜４０ｍｍ／秒
で搬送することにより、１分間に２〜８枚のプリントを
作成することが可能である。

【００２７】また、この他に、本装置には以下に述べる
ような機構が設けられている。サーマルヘッド２８と静
電転写ローラ２９とが配置されたドナーローラ２５のイ
ンク層２７の外周面には、インク層平滑化手段としての
平坦化ローラ３１が接触した形で配置されている（請求
項５記載の発明に対応する）。この平坦化ローラ３１に
は、液状化したインクが転写された後に、インク層２７
の表面に発生した凹部に機械的圧力を加えて均一にし、
次の印字前にそのインク層２７の表面を平滑化する働き
がある。この平坦化ローラ３１としては、静電転写ロー
ラ２９と同一のものを使用することができ、加圧力を大
きくして使用でき、場合によっては加熱して使用するこ
とができる。

【００２８】サーマルヘッド２８と静電転写ローラ２９
との間に位置し、ドナーローラ２５のインク層２７の外
周面に近接した位置には、帯電手段としての帯電器３２
が配置されている（請求項４記載の発明に対応する）。
この帯電器３２は、液状化される前又はその後の記録紙
３０に転写される前の段階で、インク層２７のインクに
電荷を付与し帯電させる働きがある。この場合、帯電器
３２としては、電子写真技術で感光体やトナー（図示せ
ず）に電荷を付与するための、コロトロン、スコロトロ
ン（ここで用いるもの）、帯電ローラ、摩擦帯電部材、
電荷注入用電極等を全て使用することができる。なお、
上述したような本装置において、液状化したインクの温
度が転写前に固形化温度まで下がる可能性がある場合に
は、加熱保温装置（図示せず）を付加する必要がある。

【００２９】このような構成において、本装置を用いて
感熱液状化静電転写による記録方法について説明する
（請求項１記載の発明に対応する）。なお、本実施例に
おける記録方法としては、普通のインク３３（インク３
３の母体材料として、絶縁性樹脂を用いたもの）を使用
し、インク層２７の周囲に配置された帯電器３２により
インク３３に電荷を付与する場合について述べる。

【００３０】ドナーローラ２５の回転に伴って過冷却性
の相転移型ワックスからなるインク層２７をサーマルヘ
ッド２８を用いてその発熱素子（図示せず、この発熱素
子は画素に対応する）毎に加熱すると、抵抗の面積内で
インク層２７の表面から数μｍの深さで温度が液状化温
度（Ｔ１）を超えて固形インクが液状となる。この時、
サーマルヘッド２８に印加する電圧又はその電圧印加時
間を変えると、Ｔ１温度を超える体積が電圧又は電圧印
加時間に比例して変化し、これにより画素毎に濃度を変
えることができる。次に、このようにして液状化された
インク３３を有するインク層２７の表面を、スコロトロ
ンの帯電器３２を用いて、非接触な状態でコロナ放電に
より帯電する。この場合、液状化したインク３３の部分
も固体インクの部分も共に帯電するが、固体インクの部
分では転写の静電引力が作用しても転写しないので何ら
問題ない。次に、このようにして帯電し液状化したイン
ク３３がドナーローラ２５の回転に伴って静電転写ロー
ラ２９の下方に到達した時、静電転写ローラ２９側から
インク３３の帯電極性とは逆極性の転写電界を作用させ
ると、静電引力により帯電したインク３３はドナーロー
ラ２５側から転写紙３０の表面に転移する。この場合、
ドナーローラ２５と転写紙３０との間にギャップが生じ
ていても、帯電したインク３３は静電引力でそのギャッ
プ間を飛翔して転移することができる。次に、このよう
にして転移して転写紙３０（普通紙）に付着したインク
滴は、転写紙３０の搬送中に自然に冷却されて固化温度
（Ｔｓ）以下となって強固に定着し、これにより所望と
する画像の作成が行われたことになる。その後、このよ
うにして液状化したインク３３が転移したことによっ
て、ドナーローラ２５の表面に発生した凹部は平坦化ロ
ーラ３１によりその表面が平坦化され、次の印字へと進
むことになる。

【００３１】上述したように、相転移型で特に過冷却型
のインク３３を使用し、サーマルヘッド２８によりイン
ク層２７を加熱して相転移させて液状化させ、この液状
化されかつ帯電器３２により帯電したインク３３を冷却
固化する前に静電転写ローラ２９を用いて転写紙３０に
転写することによって、インク３３は液体の状態が安定
に保たれしかも固体と液体との界面より分離されるた
め、従来のような‘尾引き’が発生しにくくなり、これ
により、高画質の印字が高速に行え、しかも、階調性を
高くとることができる装置を提供することができる。ま
た、接触のみならず非接触な状態でも転写でき、接触圧
力で画像が変わることがないため、厚さが変わった紙や
ラフな紙のようなどんな紙に対しても使用可能となり、
立上りも早くネガ像も残らない理想的な記録方法を提供
することができる。さらに、インク３３の定着は自然冷
却により行うことができるため、定着装置が不要とな
り、これにより装置の小型化を図り、簡素な構造とする
ことができる。

【００３２】また、本実施例では、帯電器３２を用いて
インク３３に電荷を付与することにより、通常の絶縁性
樹脂をインク３３の母体材料として使用することができ
る。さらに、平坦化ローラ３１を用いてインク層２７の
表面を次の印字前に平滑化することにより、１個のドナ
ーローラ２５を用いて高速処理を行い、多数枚のプリン
トを作成することができる。

【００３３】次に、請求項３記載の発明の一実施例につ
いて説明する。なお、前述した請求項１，２，４，５記
載の発明と同一部分についての説明は省略し、その同一
部分については同一符号を用いる。

【００３４】前述した実施例では、感熱液状化静電転写
型記録装置（図１参照）において、普通の絶縁性樹脂を
母体材料とするインク３３を用いて記録を行う場合につ
いて述べたが、本実施例では、そのインク３３の材料と
して特殊な成分を含むものを用いた場合について述べる
ものである。すなわち、液状化して得られるインク層２
７のインク３３に、転写電界により帯電可能な導電性材
料の成分を含んで構成した。一般に帯電器３２を用いて
電荷を付与する通常のインク３３は、エチルベンゼンス
ルホアミド又はポリエチレングリコール又はポリウレタ
ン等からなるワックスと、ニグロシン等からなる着色剤
とを基本構成としてこれらを種々に組み合わせて形成さ
れている。本実施例では、そのような成分からなるイン
ク３３に、ポリエチレンオキシドやポリアニリン等の帯
電可能な材料を導電性材料として付加させることによっ
て特殊なインク材料として構成したものである。なお、
ポリエチレンオキシドは無色透明であるが、ポリアニリ
ンは青色を有するため、着色剤を使用しなくてもインク
３３を構成することができる。以下、特殊なインク３３
の具体的な構成例を、インク処方１〜インク処方３とし
て挙げておく。

【００３５】〔インク処方１〕エチルベンゼンスルホアミド７０（重量部）（富士アミドケミカル社製、ＥＢＳＡ）ニグロシン３（重量部）ポリエチレンオキシド（分子量８０００）２７（重量部）この処方の粉体組成物を混合した後、１００°Ｃに加熱
し金属基板上にインク層２７を形成した。なお、初期的
な実験としては、ドナーローラ２５ではなく、平板状の
インクシートとして作成した。

【００３６】〔インク処方２〕エチルベンゼンスルホアミド６０（重量部）ポリアニリン３５（重量部）液状ポリウレタン５（重量部）（商品名、デスモフェン６７０）この処方の粉体組成物を混合した後、１００°Ｃに加熱
し金属板上にインク層２７を形成した。

【００３７】〔インク処方３〕エチルベンゼンスルホアミド６０（重量部）ポリアニリン２０（重量部）ニグロシン３（重量部）ポリエチレングリコール（分子量３０００）１７（重量部）Ｎ−メチルピロリドン（溶媒）４００（重量部）なお、重量部とは重量（ｗｔ）％を意味し、また、溶媒
４００ｗｔ％により固形分溶液２０ｗｔ％の溶液とな
る。この処方の溶液を金属基板上に塗布し、８０°Ｃで
減圧乾燥してインクシートを作成した。このようにして
作成したインクシートを細い半田ごての先端で加熱し帯
電したフィルムを近づけた時、その一部が飛翔してフィ
ルムに付着した（この電界による帯電飛翔現象について
は後述する）。また、同様に加熱溶融し、帯電フィルム
を軽く接触させた時、加熱部分が帯電フィルムに転移し
た。ポリアニリンやポリエチレンオキシドを除いた通常
のインクの場合は、軽い接触では転移せず、また、転移
してもその一部だけであった。

【００３８】次に、上述したような特殊な材料からなる
インク３３を、電界中においた場合における帯電現象に
ついて説明する。この帯電実験に使用した固体粉末は、
ポリアニリンとポリエチレンオキシドの２種類とする。
まず、第一の実験例について述べる。今、片面にアルミ
蒸着された厚さ５０μｍのマイラーフィルムを＋２００
０Ｖに帯電し、アース板上に散布されたポリアニリン粉
末上１０ｍｍに近づけると、ポリアニリン粉末は一斉に
飛翔してマイラーフィルムに付着した（間隔が２００μ
ｍならば３５Ｖでも飛翔した）。その状態で表面電位を
測定すると、＋２０００Ｖより＋１０００Ｖに低下し
た。また、−２０００Ｖに帯電し、ポリアニリン粉末に
接近させた場合も同様に飛翔してマイラーフィルムの表
面電位が約半分に低下した。この場合、飛翔前のポリア
ニリン粉末の表面電位を測定したところ、＋２Ｖであっ
た。この結果より、ポリアニリン粉末は通常電荷を有し
ていず、電界の下に置かれると、正負いずれにも大きな
電荷を得て、それに働く静電力で飛翔したことがわか
る。この時の帯電量を計算すると、３７μｃ／ｇとなっ
た（ただし、アース板上でのポリアニリン粉末の付着量
を１．０ｍｇ／ｃｍ³ 、マイラーフィルムの比誘電率を
２．１とした）。このような電荷は、＋２０００Ｖで１
０ｍｍ離れたマイラーフィルムの電界でアース板上に誘
起された電子がポリアニリンに電荷注入したものと考え
られるが、この注入電荷による帯電量を計算すると、
０．１８μｃ／ｇにしかならない（ただし、散布量を
１．０ｍｇ／ｃｍ² とした）。なお、上述したようなポ
リアニリンの電界による帯電現象は、ポリアニリン粉末
が導体上でなく、紙やマイラーフィルムのような絶縁体
上や、ポリアニリン自身のフィルム上に置かれた場合も
同様に起こった。このようなことから、ここでの帯電現
象は、電極からの電荷注入現象ではなく、支持体にはよ
らないことがわかる。

【００３９】また、第二の実験例について述べる。ポリ
アニリンを溶剤に溶かし、スプレーコート法で厚さ１
４、１μｍの面積のポリアニリンフィルム層を作成し、
前記第一の実験例と同様に、＋２０００Ｖに帯電したマ
イラーフィルムを接近させてみたが、動くこともなく帯
電もしていなかった。このようなフィルムを剥がして１
〜５ｍｍ角の小片を作成し、この小片に帯電したマイラ
ーフィルムを接近させたところ、エッジを先頭にして立
った状態で飛翔した。このように飛翔しマイラーフィル
ムに平に付着したポリアニリンフィルム片の電位を測定
したところ、約−２００Ｖであった。このような実験結
果から、ポリアニリンフィルム片のエッジに外部電界で
それと異極性の電荷が多量に発生し、その電荷に作用す
る静電引力でエッジから飛翔し、付着して平になった後
は、フィルム片全体にその電荷が広がって、粉末の場合
よりは低い電位を示したものと考えられる。エッジの電
荷のみで広い面積の非帯電部分を牽引して帯電させたわ
けであるが、このことは言い換えると、ポリアニリンは
帯電対象となるエッジ部分のみにあればよいことがわか
る。

【００４０】以上の２つの実験結果から、帯電機構は、
ポリアニリンやポリエチレンオキシド粉末の不定形の部
分に電界が集中して多量の分極電荷が発生し、その下方
の電荷（電子）が支持体表面にある非常に薄い付着水の
膜内の異極性のイオン（Ｈ+）を取り込んで中和し、上
方の電荷（正孔）のみ残って正に帯電したものと考えら
れる。ここで述べた帯電現象は、静電引力による電荷の
飛翔現象を基本として述べているが、前述した２つの実
施例（図１参照）はともに、インク層２７と転写紙３０
との間にはギャップは存在せず、接触転写を前提として
いるため、そのようなギャップにおける同極性の電荷を
有するインク３３間同士の静電反力による画像幅の広が
り（転写紙３０面上におけるインク滴の着地点がずれて
所望とする位置よりもずれた位置となること）が発生す
るようなことはなく、これにより画像の劣化が生じるよ
うなことはない。また、非接触転写の場合においても、
導電性の材料からなるインク３３全体に転写電界により
電荷を付与し、そのインク３３全体に紙面に垂直方向の
力を同時に作用させることができるため、いわゆる尾引
きが発生しにくくなり、この場合にも画像の劣化を防止
することができる。

【００４１】次に、前記２つの実験例を考慮に入れ、イ
ンク処方１〜インク処方３で述べたような帯電可能な特
殊なインク３３を用い、帯電器３２なしの転写電界のみ
でインク３３を帯電して画像を作成する場合を図１に基
づいて説明する。なお、ここでは、図１中の帯電器３２
は存在しないものとする。

【００４２】まず、過冷却性の相転移性ワックスのイン
ク層２７をサーマルヘッド２８により画素毎に加熱する
と、抵抗の面積でインク層２７の表面から数μｍの深さ
で温度が液状化温度（Ｔ１）を超え、これにより固形イ
ンクが液状化する。次に、その液状化して得られたイン
ク３３は、サーマルヘッド２８の下方の位置を通過し自
由空間に出ると、表面張力等で固体インクの上部で大き
さが０．１〜１０μｍの無数の小球になる。次に、非帯
電状態の小球状のインク３３滴が静電転写ローラ２９の
下方の位置に到達すると、その静電転写ローラ２９によ
る転写電界の作用によりインク３３滴はその転写電界と
逆極性に帯電し、静電引力によりドナーローラ２５から
転写紙３０に転移する。また、この時、ドナーローラ２
５と転写紙３０との間にギャップが生じても、帯電した
インク３３は静電引力で飛翔して転移する。次に、この
ように転移して転写紙３０に付着したインク３３滴は、
転写紙３０の搬送中に自然に冷えて固化温度（Ｔｓ）以
下となり、転写紙３０に強固に定着し、これにより画像
の作成が行われる。その後、液状化したインク３３は転
移したことにより、ドナーローラ２５の表面に生じた凹
部は、平坦化ローラ３１により平坦化される。

【００４３】上述したように、インク３３を転写電界に
より帯電される導電性材料の成分を含んだ材料により構
成することによって、帯電に必要な帯電器３２の使用が
不要となる。また、このような特殊な材料を含んだイン
ク３３全体に転写電界により電荷を与えることによっ
て、そのインク３３全体に紙面に向かう垂直方向の力を
同時に作用させることができるため、いわゆる尾引きの
発生を防ぐことができる。従って、このようなことか
ら、転写紙３０とインク層２７とが接触状態である時の
みならず、非接触な状態でも尾引きを発生させることな
く転写することができるため、ラフ紙や転写紙３０の厚
さが変わったような場合でも何ら問題なく良好な画像を
得ることができる。

【００４４】次に、請求項６記載の発明の一実施例を図
２に基づいて説明する。なお、前述した請求項１〜５記
載の発明と同一部分についての説明は省略し、その同一
部分については同一符号を用いる。

【００４５】図１の感熱液状化静電転写型記録装置にお
いて、ドナーローラ２５のインク層２７の熱特性とし
て、熱量に応じて徐々に粘度が低下する通常の熱溶融性
の樹脂（ワックス）をインク３３として使用することは
できる。しかしながら、ある温度（液状化温度Ｔ１）で
急に固体から液化（相転移）し、その液化した温度から
かなり冷しても液体のまま（過冷却性）で別のある温度
（固化温度Ｔｓ）まで下がると急に液体から固体に戻る
タイプの熱特性をもつインク３３が本装置上は扱い易
い。図２は、そのような熱特性をもつ過冷却性のインク
３３の温度に対する粘度変化の一例を示すものである。
この図２から、温度が上昇し６０°Ｃになると急に液化
し、その温度から徐々に温度を下げて行くと３０°Ｃで
急に固化することがわかる。

【００４６】そこで、本実施例では、この図２のような
熱特性をもつインク３３を本装置に有効に活用させるた
めに、以下のような構成要件とした。すなわち、サーマ
ルヘッド２８の位置から転写位置Ｌに移動する間までの
液状化したインク３３を、そのインク３３が固化する温
度よりも高く保つ液状化インク温度調節手段（図示せ
ず）を設けたものである。これにより、図１の装置にお
いて、感熱液状化静電転写による記録を行う際に、液状
化インク温度調節手段を用い、サーマルヘッド２８の位
置から転写位置Ｌに移動する間は、液状化したインク３
３をそのインク３３が固化する固化温度Ｔ１よりも高く
保つことによって、液状化したインク３３が固化するの
を防止することができ、これにより、転写精度を一段と
高めることができる。

【００４７】次に、請求項７記載の発明の一実施例につ
いて説明する。なお、前述した請求項１〜６記載の発明
と同一部分についての説明は省略し、その同一部分につ
いては同一符号を用いる。

【００４８】感熱液状化静電転写型記録装置（図１参
照）において、サーマルヘッド２８を用いてインク層２
７を加熱するような場合、インク層２７のどの位の範囲
（広さと深さ）が液状化するかが、画質や階調性の点か
ら見て一つのキーポイントになる。そこで、本実施例で
は、このような点に鑑み、サーマルヘッド２８に印加す
る電圧又は印加時間を変えることによりインク層２７の
液状化の広さと深さの範囲を変える液状化範囲調節手段
（図示せず）を設けた。

【００４９】今、インク層２７に接触するサーマルヘッ
ド２８へ印加する電圧を下げるか、印加時間を短縮して
サーマルヘッド２８の温度を下げることによって、液状
化する広さと深さの範囲が減少して、液状化体積が減少
する。また、これとは逆に、サーマルヘッド２８に印加
する電圧を上げるか印加時間を増加させることによっ
て、液状化する広さと深さの範囲が増加して液状化体積
が増加する。このような現象を利用して、液状化範囲調
節手段を用いてサーマルヘッド２８に印加する電圧又は
印加時間を変えてインク層２７の液状化の広さと深さの
範囲を変えることによって、印字する画素の大きさと濃
度とを任意に変えることができ、これにより、１ドット
（画素）多値によるなめらかな階調性を実現することが
できるようになる。

【００５０】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、インク供給搬送
体の導電性支持体上に形成された相転移性又は相転移性
でかつ過冷却性のインク層をサーマルヘッドにより画像
信号に応じて加熱し、この加熱されたインク層を加熱量
に応じて相転移させて液状化させ、この液状化されかつ
帯電した前記インク層のインクを冷却固化する前に転写
電界形成用ローラを用いて転写電界による静電引力によ
り前記インク層に接触又は近接配置された記録紙に転写
を行うことにより画像を作成するようにしたので、イン
クを相転移型とすることにより固体と液体との界面より
分離され易くなりさらに過冷却型とすることにより液体
の状態が安定に保たれることから、いわゆる尾引きが発
生しにくくなり、これにより、画質及び階調性を高くと
り高速印字を行うことができるものである。また、この
ように記録紙とインク層とが接触した状態で転写できる
のみならず、非接触な状態でも転写することができ接触
圧力で画像が変わることがないため、厚さが変わった紙
やラフな紙等のどんな紙に対しても使用することがで
き、しかも、立上りも早くネガ像も残らない理想的な記
録方法を提供することができるものである。

【００５１】請求項２記載の発明は、導電性支持体上に
相転移性又は相転移性でかつ過冷却性のインク層を有す
るインク供給搬送体と、このインク供給搬送体の前記イ
ンク層に接触して加熱しそのインク層を加熱量に応じて
相転移させて液状化させるサーマルヘッドと、このサー
マルヘッドにより液状化されかつ帯電した前記インク層
のインクを転写電界による静電引力により接触又は近接
配置された記録紙に転写する転写電界形成用ローラとよ
り感熱液状化静電転写型記録装置を構成したので、いわ
ゆる尾引きが発生しにくくなり、どんな紙に対しても高
画質の印字を高速に得る装置を提供することができるも
のである。また、これにより、定着装置が不要となり、
装置自体を小さくして簡単な構造とすることができるも
のである。

【００５２】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、液状化して得られるインク層のインクは、
転写電界により帯電可能な導電性材料の成分を含んで構
成したので、帯電に必要な帯電器の使用が不要となり、
また、インク全体に電荷を与えてそのインク全体に紙面
に向かう方向の力を同時に作用させこれにより尾引きの
発生を防ぐことができるものである。

【００５３】請求項４記載の発明は、請求項２記載の発
明において、液状化される前又はその後の記録紙に転写
される前の段階で、インク層のインクに電荷を付与し帯
電させる帯電手段を設けたので、インクの母体材料とし
て、特殊なものを用いず通常の絶縁性樹脂を使用するこ
とができるものである。

【００５４】請求項５記載の発明は、請求項２記載の発
明において、液状化したインクが転写された後に、イン
ク層の表面に発生した凹部に機械的圧力を加えて均一に
し、次の印字前に前記インク層の表面を平滑化するイン
ク層平滑化手段を設けたので、１個のインク供給搬送体
を用いて高速処理を行うことができ、これにより多数枚
のプリントを作成し作業効率を高めることができるもの
である。

【００５５】請求項６記載の発明は、請求項２記載の発
明において、サーマルヘッドの位置から転写位置に移動
する間までの液状化したインクを、そのインクが固化す
る温度よりも高く保つ液状化インク温度調節手段を設け
たので、一旦液状化したインクが固化するのを防止する
ことができ、これにより転写効率を高め高画質化を図る
ことができるものである。

【００５６】請求項７記載の発明は、請求項２記載の発
明において、サーマルヘッドに印加する電圧又はその印
加時間を変えることによりインク層の液状化の広さと深
さの範囲を変える液状化範囲調節手段を設けたので、転
写するインク量を任意に変え、１ドット多値によるなめ
らかな階調性を得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１，２，４，５記載の発明の一実施例で
ある感熱液状化静電転写型記録装置の全体構成を示す正
面図である。

【図２】請求項６記載の発明の一実施例である過冷却性
インクの温度に対する粘度変化の様子を示す特性図であ
る。

【図３】第一の従来例を示す正面図である。

【図４】第二の従来例を示す斜視図である。

【図５】第三の従来例を示す一部を切り欠いた正面図で
ある。

【図６】第四の従来例を示す正面図である。

【符号の説明】

２５インク供給搬送体２６導電性支持体２７インク層２８サーマルヘッド２９転写電界形成用ローラ３０記録紙３１インク層平滑化手段３２帯電手段３３インク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インク供給搬送体の導電性支持体上に形
成された相転移性又は相転移性でかつ過冷却性のインク
層をサーマルヘッドにより画像信号に応じて加熱し、こ
の加熱されたインク層を加熱量に応じて相転移させて液
状化させ、この液状化されかつ帯電した前記インク層の
インクを冷却固化する前に転写電界形成用ローラを用い
て転写電界による静電引力により前記インク層に接触又
は近接配置された記録紙に転写を行うことにより画像を
作成するようにしたことを特徴とする感熱液状化静電転
写による記録方法。
【請求項２】導電性支持体上に相転移性又は相転移性
でかつ過冷却性のインク層を有するインク供給搬送体
と、このインク供給搬送体の前記インク層に接触して加
熱しそのインク層を加熱量に応じて相転移させて液状化
させるサーマルヘッドと、このサーマルヘッドにより液
状化されかつ帯電した前記インク層のインクを転写電界
による静電引力により接触又は近接配置された記録紙に
転写する転写電界形成用ローラとよりなることを特徴と
する感熱液状化静電転写型記録装置。
【請求項３】液状化して得られるインク層のインク
は、転写電界により帯電可能な導電性材料の成分を含む
ことを特徴とする請求項２記載の感熱液状化静電転写型
記録装置。
【請求項４】液状化される前又はその後の記録紙に転
写される前の段階で、インク層のインクに電荷を付与し
帯電させる帯電手段を設けたことを特徴とする請求項２
記載の感熱液状化静電転写型記録装置。
【請求項５】液状化したインクが転写された後に、イ
ンク層の表面に発生した凹部に機械的圧力を加えて均一
にし、次の印字前に前記インク層の表面を平滑化するイ
ンク層平滑化手段を設けたことを特徴とする請求項２記
載の感熱液状化静電転写型記録装置。
【請求項６】サーマルヘッドの位置から転写位置に移
動する間までの液状化したインクを、そのインクが固化
する温度よりも高く保つ液状化インク温度調節手段を設
けたことを特徴とする請求項２記載の感熱液状化静電転
写型記録装置。
【請求項７】サーマルヘッドに印加する電圧又はその
印加時間を変えることによりインク層の液状化の広さと
深さの範囲を変える液状化範囲調節手段を設けたことを
特徴とする請求項２記載の感熱液状化静電転写型記録装
置。