JPH0830143A - 印刷方法および印刷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低騒音で鮮明な複写印字を可能にする低消費
電力でランニングコストの安い印刷方法および印刷装置
を提供することにある。 【構成】 潜像担持体１、潜像消去装置２、潜像形成装
置３、現像装置４、転写ローラ５、潜像担持体クリーナ
６等で印刷装置が構成されている。また、固体粒子９を
用いて、現像装置４により潜像に対応して潜像担持体１
上に凸部が形成される。そして、複数枚で構成された感
圧紙（記録紙８）に対して、インクリボン７を介して、
凸部と記録紙８との間に圧力が印加される。これによ
り、固体粒子像が、インクリボン７の有する色調で記録
紙８に印刷される。ここで、固体粒子９としては、シェ
ル／コアの２層構造であり、さらに、コア部がほぼ球形
であって少なくとも圧縮歪０〜１５％の範囲においては
弾性領域である樹脂から成ることが望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数枚の紙が重ねられ
且つ圧力に感応して複写可能な記録紙の上用紙に印刷し
且つ中用紙または下用紙に複写印刷を行うノンインパク
ト式の印刷方法および印刷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年コンピュータやＯＡ機器の発展に伴
い、大量の情報をハードコピーするための出力装置とし
て、各種のプリンタや複写機が市販されている。これら
のプリンタや複写機については、高速性、低騒音化、高
信頼性、高耐久性、高印字品質、小型化などの強い要求
がある。更に、伝票、帳票、レシート類ではオリジナル
の印刷の他に圧力に感応する複写用紙による複写が必要
な用途も多くある。

【０００３】従来の複写印字可能な印刷装置としては、
代表的なものにドットインパクト式がある。この方式の
主な構成は、アクチュエータ、印字ワイヤ、ワイヤガイ
ド、インクリボンなどから成る。図８にドットインパク
ト式の印刷機構を示す。アクチュエータに電気的信号を
与えるとアクチュエータに接続された印字ワイヤが動作
し、ワイヤガイドを通してインクリボンと記録紙を叩く
とインクリボンのインクが記録紙に転写されて印字ワイ
ヤ１本毎に１画素が形成される。印字ヘッドはキャリッ
ジに固定されてガイド軸上を滑らかに移動でき、所定の
位置に来たところで印字ワイヤが動作して文字を形成し
ていく。アクチュエータの方式には、プランジャソレノ
イド型、有極型、クラッパ型、スプリングチャージ型、
ムービングコイル型、圧電素子型などがあるが、一般的
にクラッパ型、スプリングチャージ型などが多く使用さ
れている。

【０００４】インクリボンは大きく分けて、ファブリッ
クリボンとフィルムリボンの２種類がある。ファブリッ
クリボンは、基布とインクから構成されており、基布は
約８０〜１３０μｍのナイロンの平織りで、それにイン
クとして油性のインクが染み込ませてある。一方フィル
ムリボンは、約５〜２５μｍのポリエチレンまたはポリ
エステルの基材の片面に、インクとしてワックス等を塗
布したものである。両者の使い分けは、必要とする印刷
の品質により選択され、品質の高いものが必要な場合に
フィルムリボンが用いられる。これはファブリックリボ
ンの厚さが厚いため印字ワイヤー径以上の部分にインク
がしみ出し印字品質を劣化させるためである。

【０００５】記録紙として、感圧紙であるカーボン紙ま
たはノンカーボン紙を複数枚重ねれば複写することが可
能になり、実際に伝票やレシートなどに広く利用されて
いる。現在では感圧紙の中でノンカーボン紙が主流にな
っているので、ノンカーボン紙の構成例を図７に示す。
一番上に来る上用紙は、原紙の裏側に発色基剤が塗布さ
れている。一番下に来る下用紙は、原紙の表側に顕色剤
が塗布されている。これらの間に来る中用紙は、表側に
顕色剤が裏側に発色基剤がそれぞれ塗布されている。発
色基剤は染料を封入したマイクロカプセルの集合体であ
り、顕色剤と向い合わせになり限界の圧力以上の荷重が
加えられると破壊して染料が染み出て所定の色が現れ
る。これが複写の原理であり、カーボン紙の場合も圧力
によって複写される点において同様である。以下の説明
はノンカーボン紙について述べるが、カーボン紙の場合
でも同様に成立するものであり、ノンカーボン紙に限定
するものではない。オリジナルに加えてコピーが２枚必
要な場合は、これらの３枚を所定の順番に重ねて上から
印字ワイヤによって加圧されるように印刷装置にセット
すれば良好な複写物が得られることになる。通常複写枚
数は、ボールペン手書きで４〜５枚、ドットインパクト
式印刷装置で３〜６枚、電動タイプライタで６〜１０枚
程度が目安である。尚、他の熱転写式、インクジェット
式、電子写真式等の印刷装置では複写ができるものは今
のところ実用化されていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ドット
インパクト式印刷装置は印字の時に発生する騒音がうる
さく、人間に対して不快感を与えていた。印刷速度を速
くさせると騒音は大きくなる傾向があり、高速印刷と低
騒音は相反する要求である。更に、印刷の解像度は印字
ワイヤーの数で決まり印字品質はよくなるが、印刷速度
は遅くなる傾向にあり、高印字品質と高速印刷は相反す
る要求である。一般的に印刷の騒音は人間に対して不快
感を与えるためできるだけ静かな方が望ましい特性であ
る。

【０００７】また、磁気式印刷装置では、先行する技術
としてセイコーエプソン株式会社から出願されている特
願平４−７３７６７（出願日：平成４年３月３０日）が
ある。しかしながら、この出願の明細書の第１実施例に
記載されているようにこの装置では磁性粉を樹脂に分散
させた通常のトナーを用い、これを記録紙上に定着して
上用紙上の画像を形成していた。そのため、定着器に高
パワーが必要で装置の消費電力が大きくなってしまう欠
点を有した。

【０００８】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的とするところは感圧紙への複写が
可能であり且つ低騒音で高速印刷、高印字品質の印刷方
法を提供することにある。

【０００９】更に、消費電力が少なく、ランニングコス
トが安価で、感圧紙への複写が可能であり且つ低騒音で
高速印刷、高印字品質の印刷装置を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の印刷方法は、潜
像担持体上に潜像を形成し、固体粒子を用いて前記潜像
に応じ現像して凸部を形成し、複数枚の紙が重ねられか
つ圧力に感応して複写可能な記録紙と前記凸部との間に
色材供与手段を介し圧力を加えて印刷することを特徴と
する。

【００１１】また、凸部の形成が磁気的に行われ、さら
に、固体粒子の構造が少なくともシェル／コアの２層構
造になっており、かつコア部がほぼ球形であって少なく
とも圧縮歪が０〜１５％の範囲では弾性領域である樹脂
から成ると共に、シェル部が磁気特性を付与する層から
成ることが望ましく、特にコア部の樹脂がジビニルベン
ゼンコポリマーから成り、シェル部の磁性層が湿式メッ
キで形成されることがさらに望ましい。

【００１２】また、凸部の形成が電気的に行われるよう
に構成しても良い。

【００１３】また、色材供与手段が、樹脂フィルムの基
材に片面のみインク層が塗布されたフィルムリボンであ
ることが好ましい。

【００１４】また、圧力を加える手段が転写ローラで、
潜像担持体と転写ローラの間に設けた空隙に前記記録紙
を通すことが望ましい。そしてこの空隙Ｇが、記録紙の
総厚さＴ１、色材供与手段の総厚さＴ２、固体粒子の平
均粒径Ｄとすると、 ０．７５×（Ｔ１＋Ｔ２）≦Ｇ≦Ｔ１＋Ｔ２＋Ｄ であることが望ましい。

【００１５】さらに、本発明の印刷装置は、潜像担持
体、前記潜像担持体上に潜像を形成する手段、前記潜像
担持体上に形成された潜像を消去する手段、固体粒子を
用いて潜像に応じた凸部を前記潜像担持体上に形成する
手段、複数の紙が重ねられかつ圧力に感応して複写可能
な記録紙に対して、色材供与手段を介して、前記記録紙
と前記凸部の間に圧力を加えて印刷する手段、前記潜像
担持体上に残留した固体粒子を除去する手段とを有する
ことを特徴とする。

【００１６】また、残留した固体粒子を除去する手段
に、残留固体粒子を回収し潜像に応じた凸部を形成する
手段に残留固体粒子を戻す回収機構を備えることが望ま
しい。

【００１７】また、色材供与手段上の残留固体粒子を回
収し潜像に応じた凸部を形成する手段に残留固体粒子を
戻す回収機構を備えることが望ましい。

【００１８】

【作用】以上説明した本発明の印刷方法および印刷装置
によれば、ドットインパクト式印刷装置のように印字ワ
イヤを持たずにノンインパクト方式で低騒音で高速印
刷、高印字品質の複写を行うことができる。以下にその
原理を説明する。

【００１９】固体粒子で潜像に応じた凸部を形成する手
段によって、固体粒子が潜像担持体上の潜像に選択的に
付着し、固体粒子の集合体で凸部が形成される。潜像担
持体と凸部が記録紙に圧力を加える手段の間に空隙Ｇが
保持され、その間に色材供与手段が配置されており、色
材供与手段と凸部が記録紙に圧力を加える手段の間に記
録紙が挿入される。この際に生じる圧力を用いて印刷を
行う。複写可能な記録紙が例えば３枚重ねられて給紙さ
れてくると、色材供与手段を介して一番上の上用紙に凸
部が圧力伝達され印刷される。同時に潜像担持体と凸部
が記録紙に圧力を加える手段の間に挟まれるため圧力が
生じ、凸部は上用紙以下中用紙、下用紙に対して圧力を
厚さ方向伝達することになる。そのため、固体粒子は弾
性率が大きく塑性変形しにくく圧力が記録紙に伝達しや
すいものが望ましい。この時の圧力が、中用紙、下用紙
の裏側に塗布された発色基剤のマイクロカプセルを破壊
すれば、中に封入されていた染料が染み出てきて、向い
合わせにある顕色剤と反応して発色するため複写が可能
となる。この複写のメカニズムは、感圧紙の枚数を３枚
の場合に限定するものではなく、２枚の場合には上用紙
と下用紙だけになり、４枚以上の場合には中用紙の枚数
のみが増えることになる。凸部が与える圧力が大きけれ
ば、大きい程多くの枚数の感圧紙を複写できることにな
る。空隙Ｇが小さい場合には、凸部以外の部分にも圧力
が加わり発色して下地の汚れとなってしまう。これに対
して空隙Ｇが適切な場合には、凸部以外の部分では記録
紙の発色を促す圧力以下で、凸部が押されて圧力を記録
紙の方に伝達し複写ができる。この場合、凸部のない部
分には圧力が伝達され難く下地の汚れが少ない高品質の
複写画像が得られる。しかも何枚重ねても効果的であ
り、一番下の感圧紙にも鮮明な複写が可能となる。ここ
で、固体粒子は圧力を記録紙へ伝達しやすいようにある
程度の変形でも塑性変形しにくいことが必要になる。

【００２０】また、装置として残留した固体粒子を除去
する手段に残留固体粒子を回収し前記潜像に応じた凸部
を固体粒子で現像する手段に戻す回収機構あるいは、色
材供与手段上の残留固体粒子を回収し前記潜像に応じた
凸部を固体粒子で現像する手段に戻す回収機構をまたは
その両者を備えたことによって、固体粒子が繰り返し再
使用可能となり、ランニングコストの安い装置が提供で
きる。

【００２１】

【実施例】本発明の印刷方法および印刷装置には、磁気
方式、電子写真方式、イオンフロー方式等があり、実施
例としてはどの方式かに限定されるものではないが、例
として磁気方式と電子写真方式について説明する。

【００２２】（実施例１）以下に本発明の実施例を図面
に基づいて説明する。図１に本発明の複写印刷装置の概
略構造を示す。潜像担持体１の周辺に潜像を消去する手
段として潜像消去装置２、潜像を形成する手段として潜
像形成装置３、固体粒子で潜像に応じた凸部を形成する
手段として現像装置４、複数枚の紙が重ねられかつ圧力
に感応して複写可能な記録紙８に対して、記録紙８と凸
部との間に圧力を加え印刷する手段として転写ローラ
５、残留した固体粒子を除去する手段として潜像担持体
クリーナ６、の順に配置されている。潜像担持体１の表
面には磁気記録層とそれを保護するための保護層が形成
されている。

【００２３】先ず、潜像消去装置２により磁気記録層の
磁気潜像を消去する。次に、潜像形成装置３の記録ヘッ
ドのコイルに電流を流してコアを励磁し、先端部からの
漏洩磁束により所望の磁気潜像を形成する。現像装置４
によって磁気潜像の磁化画素に固体粒子９を磁気的吸引
力により潜像担持体１の表面に選択的に付着させ顕像化
する。転写ローラ５と潜像担持体１間には凸部を色材供
与手段としてインクリボン７が、潜像担持体１の移動と
同期して巻取るインクリボン巻取り装置１０が配置され
ている。ここへ記録紙８が搬送されてきて、転写ローラ
５とインクリボン７の間に挿入され、潜像担持体１上の
固体粒子９がインクリボン７を介し固体粒子像が記録紙
８に印刷、複写される。潜像担持体１上の固体粒子９は
そのほとんどが残留し、一部インクリボン７へ移行す
る。そのため潜像担持体クリーナ７が残留固体粒子を除
去し、潜像担持体１表面は清浄に維持され、次の印刷時
に汚れ等が生じない。また、インクリボンの残留固体粒
子はインクリボンクリーナ１１で除去される。

【００２４】潜像担持体１の構成は、アルミニウムなど
の金属でできたドラムにＮｉ、Ｎｉ−Ｐなどの硬度の硬
い下地層をおよそ５〜３０μｍ形成し、この上にＣｏ−
Ｎｉ、Ｃｏ−Ｐ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｚｎ−
Ｐなどの磁気記録層をおよそ１〜１５μｍ形成し、更に
Ｎｉ、Ｎｉ−Ｐなどの保護層をおよそ０．３〜５μｍ形
成する。下地層にピンホールなどの欠陥があると、磁気
記録層にも欠陥ができてしまうので細密で均一な成膜が
要求される。下地層、保護層の表面はテープ研磨などで
表面精度が保たれており、磁気潜像を形成する記録ヘッ
ドとの間隙が精度良く維持される。メッキ以外にも、ス
パッタや蒸着などの方法もある。磁気記録層の磁気特性
は、保磁力が４００〜１０００エルステッド程度がよ
く、残留磁化はできるだけ大きい方が望ましい。以上
は、水平記録式の場合の磁気記録媒体の構成であるが、
垂直記録式の場合には記録層の下に透磁率の高い軟磁性
層があり、いずれかに限定するものではない。

【００２５】潜像形成装置３は、記録ヘッドとその走査
機構またはフルライン型の記録ヘッドから構成される。
フルライン型の記録ヘッドの場合には走査する必要はな
いが、そうでない場合には潜像担持体１の軸方向に記録
ヘッドを走査する必要がある。走査の方法にはシリアル
走査とヘリカル走査があり、ヘリカル走査の方が記録速
度が速いが潜像形成工程だけ特別に潜像担持体１の回転
速度を変更しなければならない。潜像形成装置３のコイ
ルに電流を流すことにより磁極から漏洩磁束が生じ、こ
れにより磁気記録媒体を磁化することによって磁気潜像
を形成する。潜像形成装置３からの出力は、磁気記録媒
体の保磁力のおよそ２〜３倍必要である。ここで形成し
た磁気潜像は潜像消去装置２で消去しない限り消えるこ
とはなく、現像、転写、クリーニングの各工程を繰り返
せばマルチコピー機能を有することができ、磁気式印刷
装置の特徴である。また、磁気潜像は湿度の影響を受け
にくいため、静電式に比べ環境安定性に優れている。磁
気記録には、水平記録式と垂直記録式とがあるが、いず
れかに限定するものではない。

【００２６】次に図１に示した現像装置４は磁気ブラシ
現像法といわれ、アルミニウムやステンレス鋼などの非
磁性金属でできたスリーブの中に円筒状磁石が同心状に
配置されたマグローラ、固体粒子穂立ち高さを規制する
ドクターブレード、固体粒子容器、スリーブと磁石の回
転機構およびその制御部などから構成される。円筒状の
磁石は、等方性のフェライト磁石などでできており、６
〜１２極で均等に着磁される。この場合、円筒状磁石を
回転させながらスリーブ表面での磁束密度をホール素子
などで測定すると、正弦波に近い特性が得られる。固体
粒子９を固体粒子容器に入れると、スリーブ表面には磁
界の強弱に応じて固体粒子９が穂立ち状態になり、固体
粒子９の供給が可能になる。更に、ドクターブレードで
この穂立ちが規制されて、スリーブ表面からほぼ一定の
高さの固体粒子穂立ち状態が形成され、潜像担持体１の
表面に固体粒子穂立ちが接触して現像される。つまり、
本実施例の磁気式の印刷装置においては、潜像からの漏
れ磁束とマグロールの磁気的な作用で現像される。この
構造は比較的簡単で安価なため、電子写真方式の複写機
やプリンタなどにも多く使用されている。現像法につい
ては、磁気的な作用で行われる１成分乾式現像法であれ
ば磁気ブラシ現像法だけでなくとも良く、例えば加圧現
像法、タッチダウン法、マグネダイナミック法なども使
用することは可能であり、磁気ブラシ現像法に限定する
ものではない。

【００２７】現像装置４で可視化された像は、記録紙
８、インクリボン７と共に転写ローラ５と潜像担持体１
に挟まれ、その圧力によって凸部がインクリボン７を介
し上用紙に色材が転写されて印刷される。またその圧力
で中用紙、下用紙も複写される。圧力伝達の善し悪しが
印刷状態を左右する重要な要素となるため、転写ローラ
５は、たわみ難く、しかも固体粒子９や記録紙８よりも
局部的な変形が起こり難い金属などの硬い材料が適して
いる。具体的には、アルミニウム合金、銅合金、炭素
鋼、ステンレス鋼などが適している。

【００２８】一方、固体粒子９やインクリボン７には、
どのような性能が要求されるのか実験で明らかにした。
実験では、圧力伝達効率が高い剛体である鉄球と、適度
な弾性を持った降伏値の大きい樹脂を用いた固体粒子
と、通常のトナーを用いた。平均粒径は、それぞれ１０
０μｍである。適度な弾性を持った降伏値の大きい樹脂
を用いた固体粒子としては、ジビニルベンゼンコポリマ
ーの表面に磁性層をコーティングしたものを用いた。通
常のトナーには、ポリアミドを主樹脂とした混練粉砕法
で作製された磁性トナーを用いた。インクリボンにはイ
ンパクトドットプリンタで使用されるファブリックリボ
ン及びフィルムリボン（両者ともフジコピアン株式会社
製）を用いた。ファブリックリボンは基布にインクを含
浸したもので、フィルムリボンは基材の樹脂の片面つま
り記録紙側にのみインク層として顔料と樹脂の混合物が
塗布されたものである。各々の総厚さは、ファブリック
リボンは１２０μｍ、フィルムリボンは２５μｍ（基
材：５．７μｍ＋インク層：１９．３μｍ）と５０μｍ
（基材：２１μｍ＋インク層：２９μｍ）である。図１
に示す装置で印刷し印字評価を行った。印字評価結果を
表１に示す。

【００２９】鉄球は、剛体でほとんど変形しないため圧
力伝達を担う部分が点状で、印刷された文字が連続状に
表現されないためつながりの無い低品質な文字になる。
そのほかにも鉄球を用いた場合は、剛体であるため潜像
担持体あるいは転写ローラにダメージを与える問題、従
来の印刷装置に用いられるトナーの樹脂等に比べて比重
が大きいため、固体粒子を潜像担持体上に現像・保持す
ることが難しい問題、等がある。

【００３０】一方、通常のトナーを使用した場合は、ト
ナーが圧力により塑性変形してしまい圧力伝達効率が悪
く充分な印字濃度が得られない。また、変形してしまう
ため回収して複数回使用することが不可能である。

【００３１】

【表１】

【００３２】つまり、粒子として鉄球のような剛体では
圧力伝達面積が小さすぎ、通常のトナーでは圧力伝達面
積は大きいが塑性変形してしまい圧力伝達効率が悪い。

【００３３】球形の固体粒子を平面の理想的剛体で圧縮
すると、固体粒子の圧縮方向（Ｙ軸方向）の変形率つま
り圧縮歪みによって剛体との接触面の径が変化する。圧
縮した接触面の径を求めるために単純化したモデルを考
える。図９に示すような半径Ｒの球をＹ軸方向へある変
形率に変形させる平面を上下均等な位置に設定し、その
平面をＰ１、Ｐ２とする。この平面が球を切る円の半径
をＬとすると、Ｌ／Ｒと圧縮歪みの関係を図１０に示
す。

【００３４】ここで必要な圧力伝達面の直径はＲ以上あ
れば（すなわち２Ｌ≧Ｒであれば）良好な圧力伝達が得
られることが実験により判明した。そして、この状態で
も弾性変形領域であることが効率的な圧力伝達を促す。
この場合（Ｌ／Ｒ＝０．５の場合）、圧力伝達面は固体
粒子の投影面積の１／４にしかならないが、記録紙、イ
ンクリボンの変形を考慮するとこれよりも広い面積で印
刷されるので、必要な圧力伝達面が得られる。従って、
図１０の関係から固体粒子の性質として少なくとも圧縮
歪が０〜１５％程度の範囲内においては弾性領域である
ことが必要になる。この性質を満たすものとしてジビニ
ルベンゼンコポリマーが上げられ、この樹脂の圧縮荷重
と圧縮歪の関係を図１１に示す。

【００３５】また、インクリボンについてはファブリッ
クリボンでは布をベースにしているため厚くかつインク
を用いているため、にじんだ低品質の印刷になる。ま
た、表裏なくどちらからもインクがしみ出すため、印刷
時に潜像担持体側にもインクが付着してしまう。ファブ
リックリボンのインクは油性インクを用いているため除
去し難い。その結果、インクの付着した部分に次回現像
時に固体粒子が付着してしまう問題が発生する。その点
フィルムリボンは、インク層が顔料＋樹脂であるために
じむことがなく、リボンが薄いため鮮明な印刷が可能
で、また記録紙側の片面にのみインク層が塗布してある
ため潜像担持体側は汚染されない。

【００３６】つまり、インクリボンは、樹脂フィルムに
片面のみインク層が塗布されているもので、圧力伝達上
できるだけ薄い方が望ましい。

【００３７】更に、固体粒子に要求される特性は圧力伝
達の他に、潜像担持体上の磁気潜像に保持される磁気特
性があることである。固体粒子が磁気潜像の漏れ磁束に
よって潜像担持体に保持されるには漏れ磁束の近傍に磁
性粉あるいは磁性層が存在する方が効率がよい。従っ
て、固体粒子の構造はシェル／コア構造でシェルに磁気
特性を付与したものが望ましい。更に、磁気特性付与層
は連続磁性体の方が磁気特性上及び複数回使用に耐える
耐久性も高くなる。つまり、シェルは磁性粉等を外添し
たものではなく、湿式あるいは乾式で連続磁性体を形成
するのが望ましく、更に言えば湿式で作製するのが均一
性及び製造コスト上からも優れる。

【００３８】上述のように、固体粒子９は、シェル９１
とコア９２の２層構造であり、コア９２はできるだけ弾
性率が大きくかつ降伏値の大きい樹脂が適し、シェル９
１は磁性層が付与される。具体的にコア９２としては、
ジビニルベンゼンコポリマーが適している。磁性層とし
ては、Ｃｏ−Ｐ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｚｎ−
Ｐ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ等の磁性メッキから成る
鉄、コバルト、ニッケルなどの単体または合金、化合物
が適している。

【００３９】また、固体粒子形状は、球形に近く更に粒
径分布のシャープなものがよい。固体粒子の形状が球形
に近くなく、粒径分布がブロードの場合は、固体粒子各
々で圧力伝達するための固体粒子径がばらつくことにな
り、固体粒子径の大きいところで圧力伝達のブリッジを
形成し、固体粒子径の小さいところでは圧力が伝達され
難くなる。

【００４０】潜像担持体と転写ローラの空隙Ｇと記録紙
の総厚さＴ１、インクリボンの総厚さＴ２、固体粒子の
平均粒径Ｄの関係を適切にすることによって高品質な印
字が得られる。潜像担持体上に作成した１８０ＤＰＩ
（１画素１４１μｍ）の潜像に対し現像装置によって固
体粒子で顕像化した像で、空隙Ｇを変化させた潜像担持
体と転写ローラの間を上用紙・中用紙・下用紙各１枚の
３枚組の記録紙とインクリボンを通し印字・複写し、１
枚目の上用紙上の印字濃度及び非画像部濃度（背景濃
度）と下用紙上の複写画像の印字濃度と非画像部濃度
（背景濃度）を反射光学濃度計（マクベスＲＤ９１４）
で測定した。Ｇ／（Ｔ１＋Ｔ２）と印字濃度の関係を図
２に、またＧ／（Ｔ１＋Ｔ２）と背景濃度の関係を図３
に示す。記録紙には上用紙、中用紙、下用紙を１枚づつ
重ねたものを用い、総厚さは１９５μｍである。インク
リボンは総厚さ２５μｍのフィルムリボン（フジコピア
ン株式会社製）を用いた。固体粒子（セキスイファイン
ケミカル株式会社製）にはコアにジビニルベンゼンコポ
リマー、シェルにＣｏ−Ｎｉ−Ｐのメッキを約０．５μ
ｍ施したものを用いた。固体粒子の平均粒径は８０、１
００、１２０μｍの３種類である。

【００４１】複写を必要とする印刷物は、まず印字部分
に圧力が伝達され発色する事が必須となり、Ｇ≦Ｔ１＋
Ｔ２＋Ｄの条件下でないと圧力伝達されない。また、鮮
明な印字、即ち下地汚れの無い印字を得ようとすると印
字濃度が高いよりも背景濃度が低くなっていることが重
要である。背景濃度は、Ｇ／（Ｔ１＋Ｔ２）と密接な関
係がある。背景濃度の低い鮮明な印字としての目安は、
背景濃度≦０．１である。図３より、その条件を満たす
ためにはＧ／（Ｔ１＋Ｔ２）≧０．７５であれば良い。
更に、Ｇ／（Ｔ１＋Ｔ２）≧０．８５ならばより好まし
い。また、固体粒子平均粒径は、印字濃度と密接な関係
にあり、平均粒径が大きくなるに従って印字濃度が高く
なる。つまり、固体粒子平均粒径が大きいほど空隙Ｇの
許容量が大きくなり装置設計上の精度が緩和される。従
って、固体粒子の平均粒径は大きければ大きいほど好ま
しいが、解像度の関係から例えば１８０ＤＰＩの印字品
質を求める場合には、１画素（１４１μｍ）以下にする
必要がある。解像度が更に低い場合にはより大きい粒径
の固体粒子を使用可能で、図示していないが十分高い印
字濃度が得られる。上述のように、転写ローラと潜像担
持体の空隙Ｇと記録紙の総厚さＴ１、インクリボンの総
厚さＴ２、固体粒子の平均粒径Ｄの関係が、０．７５×
（Ｔ１＋Ｔ２）≦Ｇ≦Ｔ１＋Ｔ２＋Ｄであるとき高品質
で鮮明な印字が得られる。更に、０．８５×（Ｔ１＋Ｔ
２）≦Ｇ≦Ｔ１＋Ｔ２＋Ｄであればより好ましい。

【００４２】転写後の固体粒子９は大部分が潜像担持体
１上に、一部がインクリボン７上に残留することにな
る。これを除去するのが潜像担持体クリーナ６及びイン
クリボンクリーナ１１であり、基本的に潜像担持体上や
インクリボン上の残留固体粒子を除去する手段と残留固
体粒子の容器から成る。残留固体粒子を除去する手段と
しては、ブレードやブラシで取る方法、磁気的に吸引す
る方法などがある。

【００４３】新しい印刷を行なう場合には、磁気潜像を
形成する前に潜像消去装置２で古い磁気潜像を消去する
必要がある。潜像消去装置２には、永久磁石式と電磁石
式の２通りがある。永久磁石式の場合には、潜像担持体
１の円周方向に一様に磁化して局所的に磁束が漏洩しな
いようにするもので、電力等のエネルギーが不要で安価
である。但し磁気潜像を消去しない場合には、潜像消去
装置２を潜像担持体１に対して移動させ磁気的な距離を
大きくして消去磁界を弱くする必要がある。これに対し
て電磁石式は、ヨークとコイルから成り電流を流す必要
があるが、磁気潜像を消去する必要がない場合には電流
を切ることにより消去磁界がゼロになるため制御が比較
的自由である。

【００４４】（実施例２）次に、本発明の他の実施例と
して電子写真式印刷装置を説明する。電子写真式印刷装
置は、実施例１で説明した磁気式印刷装置の概略構成と
同様であるため特別図示せず、図１を用いて簡単に説明
する。磁気式印刷装置との基本的な違いは、電子写真式
印刷装置においては静電気現象と光導電現象を利用して
いることにある。

【００４５】印刷プロセスとしては、先ず潜像消去装置
２により潜像担持体１上の静電潜像を帯電等で消去す
る。次に潜像形成装置３により潜像担持体１上に静電潜
像を形成し現像装置４によって固体粒子を静電吸引力に
より潜像担持体１の表面に選択的に付着させて顕像化す
る。但し、現像装置４は磁気ブラシ現像方式のものであ
るがこれに限定されるものではない。転写ローラ５と潜
像担持体１間にはインクリボン７が潜像担持体１の移動
と同期して巻取るインクリボン巻取り装置１０が配置さ
れている。ここへ記録紙８が搬送されてきて、転写ロー
ラ５とインクリボン７の間に挿入され、潜像担持体１上
の固体粒子９がインクリボン７を介し固体粒子像が記録
紙８に印刷、複写される。潜像担持体１上の固体粒子９
はそのほとんどが残留し、一部インクリボン７へ移行す
る。そのため潜像担持体クリーナ７が残留固体粒子を除
去し、潜像担持体１表面は清浄に維持され、次の印刷時
に汚れ等が生じない。また、インクリボンの残留固体粒
子はインクリボンクリーナ１１で除去される。

【００４６】潜像担持体１は、一般にはＯＰＣ感光体、
セレン系感光体、アモルファスシリコン系感光体等があ
るが、本発明の装置では圧力転写で複写するため硬度の
高いセレン系感光体、アモルファスシリコン系感光体等
が適している。

【００４７】潜像消去装置２は、潜像担持体１を帯電さ
せるものでコロナ放電やローラ摩擦帯電などの方法があ
る。潜像形成装置３は、ガスレーザ、半導体レーザ、Ｌ
ＥＤ等がある。

【００４８】電子写真方式の場合、現像装置４は電気的
作用で現像する２成分乾式現像法も用いることが出来る
ため、固体粒子として非磁性でも構わない。非磁性固体
粒子は樹脂、着色材、電荷制御剤などより構成されてい
る。樹脂としては、ジビニルベンゼンコポリマーが適し
ている。着色材としては黒色の場合はカーボンブラック
が用いられ、カラーを所望する場合は顔料が使用され
る。帯電制御剤としては正帯電固体粒子用にはニグロシ
ンなどの電子供与性色素や４級アンモニウム塩などが用
いられ、負帯電用にはアゾ染料の金属錯体や、塩素化パ
ラフィン、酸性カーボンなどの電子受容性官能基を有す
る化合物が用いられる。また、１成分乾式現像法も使用
可能で、実施例１に示すような固体粒子でも良い。

【００４９】（実施例３）次に印刷装置のランニングコ
ストを低減するために固体粒子が回収、再使用できる装
置について説明する。伝票やレシート等の出力で複写印
字を要求するユーザは、大量のデータを取り扱うために
印刷物も多くなる。そのため、ランニングコスト及び固
体粒子の交換頻度は商品として重要な位置付けになる。
従って固体粒子が回収されて複数回使用できると、ラン
ニングコストは安くなり、固体粒子の交換頻度も低くな
り使い勝手の良い商品になる。転写後の残留固体粒子
は、適度な弾性を持って降伏値の大きい樹脂を用いてい
るためほぼ変形しないで再使用可能な状態で残ってい
る。そこで、残留固体粒子を再使用できる装置の実施例
を示す。 図４に潜像担持体クリーナに回収機構を設け
た複写印刷装置の概略構造を示す。図５にインクリボン
クリーナに回収機構を設けた複写印刷装置の概略構造を
示す。図６に潜像担持体クリーナ及びインクリボンクリ
ーナに回収機構を設けた複写印刷装置の概略構造を示
す。

【００５０】潜像担持体１上の残留固体粒子、インクリ
ボン７上の残留固体粒子を回収し現像装置へ戻す固体粒
子回収機構１２によって固体粒子９は再使用される。残
留固体粒子の回収方法は、ブレードやブラシを用いる方
法、磁気的に吸引する方法などがある。回収された固体
粒子９はさまざまな方法で現像装置４へ運搬される。運
搬方法は図示したのは重力でベルト上に落とし、ベルト
で現像装置４まで運ぶ方法であるが、その他には風力、
磁気力などを利用する方法もある。

【００５１】

【発明の効果】以上述べたように本発明の印刷方法及び
印刷装置は、低騒音で、しかも高印字品質、高速印刷等
といった特性を有する。即ち、ドットインパクト式印刷
装置のような印字ワイヤを持っていないため、機械的可
動部は少なく、印字ワイヤ等による衝撃音のような大き
な騒音を発生しない。

【００５２】しかも非画像部には圧力が伝達され難く下
地の汚れが少ない高品質の複写印刷が得られる。しかも
何枚重ねても同様な効果があり、一番下の感圧紙にも鮮
明な複写が可能となる。

【００５３】更に固体粒子をそのまま消費することな
く、トナーを使用する方法では必要であった定着が不要
になり消費電力が少なくなるため、また回収して複数回
使用できるようにしたため、低消費電力でランニングコ
ストの安い装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の印刷装置の概略構造を示す図。

【図２】本発明のＧ／（Ｔ１＋Ｔ２）と印字濃度の関係
を示す図。

【図３】本発明のＧ／（Ｔ１＋Ｔ２）と背景濃度の関係
を示す図。

【図４】本発明の潜像担持体クリーナに回収機構を設け
た印刷装置の概略構造を示す図。

【図５】本発明のインクリボンクリーナに回収機構を設
けた印刷装置の概略構造を示す図。

【図６】本発明の潜像担持体クリーナ及びインクリボン
クリーナに回収機構を設けた印刷装置の概略構造を示す
図。

【図７】ノンカーボン紙（感圧紙）の構成例を示す図。

【図８】従来技術のドットインパクト式の印刷機構を示
す図。

【図９】圧縮した接触面の径を求めるために単純化した
モデルを示す図。

【図１０】Ｌ／Ｒと圧縮歪みの関係を示す図。

【図１１】ジビニルベンゼンコポリマーの圧縮荷重と圧
縮歪の関係を示す図。

【符号の説明】

１ 潜像担持体 ２ 潜像消去装置 ３ 潜像形成装置 ４ 現像装置 ５ 転写ローラ ６ 潜像担持体クリーナ ７ インクリボン ８ 記録紙 ９ 固体粒子 １０ インクリボン巻取り装置 １１ インクリボンクリーナ １２ 固体粒子回収機構 ２１ 印字ヘッド ２２ 印字ワイヤ ２３ キャリッジ ２４ ガイド軸 ２５ インクリボン ２６ 記録紙 ２７ 上用紙 ２８ 中用紙 ２９ 下用紙 ３０ 原紙 ３１ 発色基剤 ３２ 顕色剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 15/05 (72)発明者 井上 邦弘 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 本田 和男 大阪府大阪市西区江戸堀１丁目23番37号 サカタインクス株式会社内 (72)発明者 荒井 清 大阪府大阪市西区江戸堀１丁目23番37号 サカタインクス株式会社内

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 潜像担持体上に潜像を形成し、固体粒子
   を用いて前記潜像に応じ現像して凸部を形成し、複数枚
   の紙が重ねられかつ圧力に感応して複写可能な記録紙と
   前記凸部との間に色材供与手段を介し圧力を加えて印刷
   することを特徴とする印刷方法。
2. 【請求項２】 前記凸部の形成が磁気的に行われ、さら
   に、前記固体粒子の構造が少なくともシェル／コアの２
   層構造になっており、かつ前記コア部がほぼ球形であっ
   て少なくとも圧縮歪が０〜１５％の範囲では弾性領域で
   ある樹脂から成ると共に、前記シェル部が磁気特性を付
   与する層から成ることを特徴とする請求項１記載の印刷
   方法。
3. 【請求項３】 前記コア部の樹脂がジビニルベンゼンコ
   ポリマーから成り、前記シェル部の磁性層が湿式メッキ
   で形成されることを特徴とする請求項２記載の印刷方
   法。
4. 【請求項４】 前記凸部の形成が電気的に行われ、さら
   に、前記固体粒子がほぼ球形で主樹脂として少なくとも
   圧縮歪が０〜１５％の範囲では弾性領域であることを特
   徴とする請求項１記載の印刷方法。
5. 【請求項５】 前記色材供与手段が、樹脂フィルムの基
   材に片面のみインク層が塗布されたフィルムリボンであ
   ることを特徴とする請求項１記載の印刷方法。
6. 【請求項６】 圧力を加える手段が転写ローラで、前記
   潜像担持体と転写ローラの間に設けた空隙に前記記録紙
   を通すことを特徴とする請求項１記載の印刷方法。
7. 【請求項７】 前記空隙Ｇが、前記記録紙の総厚さＴ
   １、前記色材供与手段の総厚さＴ２、前記固体粒子の平
   均粒径Ｄとすると、 ０．７５×（Ｔ１＋Ｔ２）≦Ｇ≦Ｔ１＋Ｔ２＋Ｄ であることを特徴とする請求項６記載の印刷方法。
8. 【請求項８】 潜像担持体、前記潜像担持体上に潜像を
   形成する手段、前記潜像担持体上に形成された潜像を消
   去する手段、固体粒子を用いて潜像に応じた凸部を前記
   潜像担持体上に形成する手段、複数の紙が重ねられかつ
   圧力に感応して複写可能な記録紙に対して、色材供与手
   段を介して、前記記録紙と前記凸部の間に圧力を加えて
   印刷する手段、前記潜像担持体上に残留した固体粒子を
   除去する手段とを有することを特徴とする印刷装置。
9. 【請求項９】 前記凸部を形成する手段が磁気的に行わ
   れ、さらに、前記固体粒子の構造が少なくともシェル／
   コアの２層構造になっており、かつ前記コア部がほぼ球
   形であって少なくとも圧縮歪が０〜１５％の範囲では弾
   性領域である樹脂から成ると共に、前記シェル部が磁気
   特性を付与する層から成ることを特徴とする請求項８記
   載の印刷装置。
10. 【請求項１０】 前記コア部の樹脂がジビニルベンゼン
    コポリマーから成り、前記シェル部の磁性層が湿式メッ
    キで形成されることを特徴とする請求項９記載の印刷装
    置。
11. 【請求項１１】 前記凸部を形成する手段が電気的に行
    われ、前記固体粒子がほぼ球形で主樹脂として少なくと
    も圧縮歪が０〜１５％の範囲では弾性領域であることを
    特徴とする請求項８記載の印刷装置。
12. 【請求項１２】 前記色材供与手段が、樹脂フィルムの
    基材に片面のみインク層が塗布されたフィルムリボンで
    あることを特徴とする請求項８記載の印刷装置。
13. 【請求項１３】 前記潜像担持体と、前記圧力を加えて
    印刷する手段との間に空隙Ｇが保持され、前記空隙Ｇ
    が、前記記録紙の総厚さＴ１、前記色材供与手段の総厚
    さＴ２、固体粒子の平均粒径Ｄとすると、 ０．７５×（Ｔ１＋Ｔ２）≦Ｇ≦Ｔ１＋Ｔ２＋Ｄ であることを特徴とする請求項８記載の印刷装置。
14. 【請求項１４】 残留した固体粒子を除去する手段に、
    残留固体粒子を回収し前記潜像に応じた凸部を形成する
    手段に前記残留固体粒子を戻す回収機構を備えたことを
    特徴とする請求項８記載の印刷装置。
15. 【請求項１５】 色材供与手段上の残留固体粒子を回収
    し前記潜像に応じた凸部を形成する手段に前記残留固体
    粒子を戻す回収機構を備えたことを特徴とする請求項８
    記載の印刷装置。