JPH0924634A

JPH0924634A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0924634A
Application number: JP7177041A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Asako; 健一郎浅古
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1995-07-13
Filing date: 1995-07-13
Publication date: 1997-01-28

Abstract

(57)【要約】【課題】使用コストが低廉で処理が高速な画像形成装置
を提供する。【解決手段】画像形成装置の印字ヘッド１は、多数個の
発熱体を図の紙面垂直方向に一列に配設して備えた先端
部がプラテン２と対向して画像転写部Ｄを形成する。記
録紙搬送路３は用紙Ｐを画像転写部Ｄへ給送し、カート
リッジ７は巻き取り駆動によりカートリッジ６からトナ
ー担持フィルム５を引出し、プラテンローラ２は矢印Ａ
方向に回転して用紙Ｐをトナー担持フィルム５と共に搬
送して右方に移動させる。トナー付着装置４ａ、４ｂ、
４ｃ又は４ｄは、上記移動して通過するトナー担持フィ
ルム５の下面副走査方向の印字データに応じた範囲に選
択的にトナーｔを吸着させる。印字ヘッド１は１色毎に
先端を回動させてプラテン２にトナー担持フィルム５、
トナー付着面、及び用紙Ｐを重ねて圧接し、トナー画像
を用紙Ｐに転写する。用紙Ｐは、１色毎に進退して色ト
ナーを塗り重ねられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はトナーを熱転写方式
により用紙に転写し、画像を形成する画像形成装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】今日、ホストコンピュータ等のホスト機
器から出力される印字情報に従って用紙に印字を行う画
像形成装置として、電子写真方式や熱転写方式を採用し
たプリンタ装置が知られている。

【０００３】例えば、電子写真方式を用いたプリンタ装
置は、感光ドラムの周りに帯電器、露光ヘッド、現像
器、転写器等を配設し、帯電器により予め所定電荷を保
持した感光ドラムに対して露光ヘッドで印字情報に従っ
た光書き込みを行い、感光ドラムに静電潜像を形成す
る。この静電潜像は、トナーが収納された現像器により
顕像化（トナー像化）され、転写器で用紙に転写され
る。転写された用紙はトナー像を定着器で熱定着され、
機外へ排出される。

【０００４】また、熱転写方式のプリンタ装置は、印字
情報に従って発熱するサーマルヘッドと用紙間に、ベー
スフィルム面にインクの塗布されたインクリボンを介装
し、印字情報に従ってサーマルヘッドを選択的に発熱
し、インクリボン上のインクを溶かし、この溶融したイ
ンクに対応する用紙上の位置に印字を行うものが実用化
されている。これに使用されるインクリボンは用紙とほ
ぼ同じ幅で長尺の帯状をなしている。この長手方向に用
紙一枚分の面積に略対応する大きさのインク面が面順次
に形成されている。この印字後のインク面は、印字によ
るインクの転写で、印字した所だけインクが抜けてい
る。したがって、一度使用したインクリボンは再度使用
することはできない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに電子写真方式のプリンタ装置は、高価な感光ドラム
を使用しなければならない。したがって装置の価格が上
昇するという欠点を有している。また、この方式は定着
器も必要であるため装置が大型化するという欠点も有し
ている。

【０００６】一方、熱転写方式のプリンタ装置は、高価
な感光ドラムを使用せず、また、定着器も不用であるか
ら低廉であり且つ装置を小型化できるという利点を有し
ている。ところで、一般に、文書の印字面積率は５％程
度であって、インクリボンのフィルム上に塗布されてい
るインクの使用後における非印字の残留部分は全体の９
５％にもなる。そして、上述したように一度使用したイ
ンクリボンは再利用することができないから、インクが
９５％も残留しているインクリボンはそのまま捨てられ
ることになる。したがって、結果的にはこの方式は不経
済であり使用コストが高価なものになるという欠点を有
している。また、用紙表面が平滑でないとインクが用紙
の凸部にのみ転写されて凹部が白抜けの状態になり易い
という性質があるため普通紙の使用が困難で専用紙の使
用が奨励される。このため、使用コストが更に高価なも
のになるという問題がある。また、そればかりでなく、
カラー印字を行う場合、たとえ１色の印字でよい場合で
も３色又は４色のインクが面順次に塗布されたインクリ
ボンを用いなければならない。従って、使用しない色の
インクは全て無駄になるから使用コストが一段と高価な
ものになるという問題も有していた。

【０００７】本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、
使用コストが低廉で処理が高速な画像形成装置を提供す
ることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以下に、本発明に係わる
画像形成装置の構成を述べる。本発明は、記録情報に応
じて選択的にトナーを溶融する記録手段と、該記録手段
に対向配置されたプラテンと、表面にトナー粒子を担持
して搬送するベルト状のトナー担持体と、該トナー担持
体と用紙とを重ねて上記記録手段と上記プラテンとの対
向部に搬送する搬送手段とを有して、上記記録手段が上
記トナー担持体上のトナーを記録情報に応じて選択的に
溶融させ、該溶融トナーを上記用紙に転写して該用紙上
にドット画像を形成する画像形成装置を前提とする。

【０００９】本発明の画像形成装置は、上記記録手段の
上流において上記トナー担持体にトナーを付着させる複
数のトナー付着手段と、該複数のトナー付着手段による
トナーの付着を上記トナー付着手段毎に変化させる付着
制御手段とを備えて構成される。

【００１０】上記搬送手段は、例えば請求項２記載のよ
うに、上記用紙を上記記録手段と上記プラテンとの対向
部において往復搬送する。上記トナー担持体は、例えば
請求項３記載のように、トナー担持面に粘着部材を設け
てなる。また、例えば請求項４記載のように、トナー担
持面が弾性部材である。

【００１１】また、画像形成装置は、例えば請求項５記
載のように、上記プラテンを加熱する加熱手段を更に設
けてなる。また、例えば請求項６記載のように、上記加
熱手段をトナーの溶融温度以下に加熱制御する制御手段
を更に有する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１は、実施の形態としての
画像形成装置の主要部の構成を模式的に示す側断面図で
ある。同図に示すように、この画像形成装置は、サーマ
ルヘッド１、プラテンロール２、記録紙搬送路３、トナ
ー付着装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）、トナー担持
フィルム５、フィルムカートリッジ６及び７で構成され
ている。

【００１３】上記のサーマルヘッド１は、その先端部が
プラテンロール２と対向して画像転写部Ｄを形成してい
る。そのサーマルヘッド１の先端には多数個の発熱体が
内蔵され、同図の紙面垂直方向に一列に配設されてい
る。これら配設されている発熱体の数は、例えばこの画
像形成装置が印字密度３００ｄｐｉ（ドット／インチ）
であり、Ａ４判の用紙を縦方向に搬送しながら線順次に
印字可能な場合、およそ２，５００個が配設されてい
る。これらの個々の発熱体にはホスト機器から出力され
る印字情報にしたがったパルス電圧が印加され、これに
より個々の発熱体は選択的に発熱制御される。

【００１４】一方、プラテンローラ２は、筒状部材で構
成され、図の矢印Ａで示す時計回り方向に回転可能に構
成されている。記録紙搬送路３は、案内ロール、ガイド
板等で形成され、給紙カセットなどの不図示の給紙機構
から送出される記録紙（用紙）Ｐを上記画像転写部Ｄへ
往復搬送する。

【００１５】トナー担持手段であるトナー担持フィルム
５は、ポリイミド等の耐熱性のある材料からなり、フィ
ルムカートリッジ６からフィルムカートリッジ７までの
間を不図示の駆動手段による巻き取りによって移動す
る。

【００１６】トナー付着装置４内には非磁性トナーｔが
収納され、上述のトナー担持フィルム５が上記の移動に
よりトナー付着装置４を通過する間に、トナー付着装置
４内のトナーｔがトナー担持フィルム５の下面に吸着す
る。

【００１７】このトナー担持フィルム５に吸着したトナ
ーｔは、トナー担持フィルム５の図の矢印Ｂで示す右方
向への移動にしたがって、トナー担持フィルム５と共に
画像転写部Ｄの位置まで移動する。

【００１８】上述した用紙Ｐは、この画像転写部Ｄに搬
送されるトナー担持フィルム５のトナー付着面に当接し
てトナー担持フィルム５と重ねられ、トナー担持フィル
ム５と共に図の矢印Ｂで示す右方向に移動する。このト
ナー担持フィルム５と共に移動する間に、後述するよう
にトナー画像が転写される。トナー画像が転写された用
紙Ｐは、転写されたトナー画像に影響を与えられないよ
うに、用紙搬送路３に伴われて機外へ排出される。

【００１９】続いて、図２に、上記画像形成装置の制御
部の主要回路の構成を示す。同図に示すように、ＣＰＵ
（中央処理装置）１１にはＩ／Ｆ（インターフェース）
コントローラ１２を介して外部のホスト機器から印字デ
ータが入力する。ＣＰＵ１１には、特には図示しないが
プログラム用のメモリ及び印字データ用のページバッフ
ァが内蔵されている。また、各種の入出力ポート機能を
備えている。ＣＰＵ１１は、上記のプログラムに従い、
上記ホスト機器から入力する印字データに基づいて、入
出力ポートを介して各部と制御信号を入出力する処理を
行う。

【００２０】それらの出力ポートは、トナー付着装置４
ａに、Ｂｋ（ブラック、黒）のトナーをトナー担持フィ
ルム５に塗布する（付着させる）信号を出力し、トナー
付着装置４ｂに、Ｙ（イエロー、黄色）のトナーをトナ
ー担持フィルム５に塗布する信号を出力し、トナー付着
装置４ｃに、Ｍ（マゼンタ、赤色染料名）のトナーをト
ナー担持フィルム５に塗布する信号を出力し、そしてト
ナー付着装置４ｄに、Ｃ（シアン、緑味のある青色）の
トナーをトナー担持フィルム５に塗布する信号を出力す
る。尚、この画像形成装置では、印字をＢｋ（ブラッ
ク）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）及びＣ（シア
ン）の順序で行うように構成されている。

【００２１】また、上記の出力ポートは、更に、サーマ
ルヘッド１の先端をプラテンロール２に圧接する方向へ
回動させる信号をヘッド圧着駆動機構１４に出力し、サ
ーマルヘッド１の発熱体に選択的且つ熱履歴に応じてパ
ルス電圧を印加するヘッド駆動機構１５に、印字データ
に応じた印字信号を出力する。そして、用紙Ｐを画像転
写部Ｄに往復搬送する用紙搬送モータ１６に、用紙搬送
距離に対応する駆動パルス信号を出力する。

【００２２】続いて、上記構成の画像形成装置の動作を
再び図１を用いて説明する。先ずＣＰＵ１１は、Ｉ／Ｆ
コントローラ１２から入力する印字データを各色毎に４
色同時にページバッファに展開する。尚、この場合、４
色を１色づつページバッファに展開し、１色の印字終了
毎に次の色をページバッファに展開するようにしてもよ
い。そのようにすれば、メモリ容量を削減することがで
きる。

【００２３】ＣＰＵ１１は、上述した印字の順序に従っ
て、先ずＢｋ（ブラック）の印字データを判断して、副
走査方向（用紙Ｐの縦方向、つまり搬送方向）の印字デ
ータに対応する領域（トナー担持フィルム５面の長さ）
にＢｋ（ブラック）トナーの塗布を行うようトナー付着
装置４ａを制御する。次にＹ（イエロー）の印字データ
があるか否かを判断し、印字データがあれば、副走査方
向の印字データに対応する領域に、Ｙ（イエロー）トナ
ーの塗布を行うようにトナー付着装置４ｂを制御する。
続いてＭ（マゼンタ）の印字データを判断して、この場
合も同様に印字データがあれば、副走査方向の印字デー
タに対応する領域に、Ｍ（マゼンタ）トナーの塗布を行
うようにトナー付着装置４ｃを制御する。そして、更に
Ｃ（シアン）の印字データを判断し、印字データがあれ
ば、副走査方向の印字データに対応する領域に、Ｃ（シ
アン）トナーの塗布を行うようにトナー付着装置４ｄを
制御する。上記いずれの場合も、印字データがなかった
場合は、直ちに次の色の印字データの判断を行う。

【００２４】図３(b),(c) は、上記のように判断された
印字データに応じてトナーが選択的にトナー担持フィル
ム５に塗布された状態の例を示す図である。また、同図
(a)には、比較のため通常の４色のインクリボンのイン
ク配列の例を示している。尚、同図(a) に示すインクリ
ボン２１、及び同図(b),(c) に示すトナー担持フィルム
５は、いずれも、図の矢印Ｂで示す右方向に搬送される
ものとして示している。

【００２５】同図(a) に示すように、通常のインクリボ
ン２１は、Ｂｋ（ブラック）インク２１ａ、Ｙ（イエロ
ー）インク２１ｂ、Ｍ（マゼンタ）インク２１ｃ及びＣ
（シアン）インク２１ｄが、夫々同一の面積でインクリ
ボン２１の長手方向に面順次に塗布されて構成されてい
る。これらは４色１組となって使用されるものであるた
め、印字の内容により色毎のインクの使用量に変化があ
っても、常に一定の長さのインクリボンが消費される。
例えば、Ｂｋ（ブラック）とＹ（イエロー）のみの印字
データを記録する場合でも、上記４色１組のインク面が
使用されるから、実際に使用されるＢｋ（ブラック）と
Ｙ（イエロー）以外のＭ（マゼンタ）とＣ（シアン）の
２色は使用されないまま捨てられることになる。

【００２６】これに対して、本例では、同図(b) に示す
ように、例えばＢｋ（ブラック）のトナーｔａとＭ（マ
ゼンタ）のトナーｔｃが、実際の使用量に応じてほぼ同
一の大きさで夫々広い範囲α及び範囲γにわたって塗布
される。そして、Ｙ（イエロー）のトナーｔｂとＣ（シ
アン）のトナーｔｄが、これも実際の使用量に応じて夫
々狭い範囲β及び範囲δに塗布される。この例では、Ｙ
（イエロー）のトナーｔｂの塗布範囲βは、Ｃ（シア
ン）のトナーｔｄの塗布範囲δよりも狭く、４色の中で
は最も僅かしか塗布されていない。

【００２７】このように、色調データ（分光データ）を
副走査方向に調べて、例えば上記の範囲α、β、γ及び
δのように使用すべき色が存在する範囲で、印字すべき
色のトナーを副走査方向に塗布するようにしている。し
たがって、使用するトナーにも、またトナー担持フィル
ム５にも不使用となる部分がなく、無駄がないため消耗
部材が経済的である。

【００２８】また、同図(c) は、Ｂｋ（ブラック）のト
ナーｔａとＹ（イエロー）のトナーｔｂのみが、夫々同
じような大きさの領域に繰り返し塗布されている。これ
は、この場合の印字画像が黒と黄色のみからなる画像で
あり、このような画像を少なくとも連続して用紙に２枚
印字する場合のトナー担持フィルム５の状態を表してい
る。この場合も、４色のうち不使用となるＭ（マゼン
タ）とＣ（シアン）については初めからトナーを塗布し
ないので、トナーもトナー担持フィルム５も無駄に消費
されることがない。

【００２９】上記の図３(b),(c) に示す例で明らかなよ
うに、たとえ１色又は２色の印字であっても、不使用と
なるトナーの塗布面が無いから、通常のインクリボンの
ようにトナー担持フィルム５を空送りする必要がなく、
したがって、印字速度が速くなる。

【００３０】図２に示すＣＰＵ１１は、一方では、上記
のようにトナー付着装置４を制御してトナー担持フィル
ム５にトナーを塗布し、他方では、ヘッド圧着駆動機構
１４にサーマルヘッド１の先端をプラテン２方向へ回動
させる信号を出力してサーマルヘッド１をプラテン２方
向に圧着させ、これによりトナー担持フィルム５と用紙
Ｐを画像転写部Ｄに挟持させ、用紙搬送モータ１６を図
１の矢印Ｅで示す正方向（図の右方向）に駆動して用紙
Ｐをトナー担持フィルム５と共に印字方向に搬送する。
そして、この画像転写部Ｄにトナー担持フィルム５のＢ
ｋ（ブラック）トナーｔａの領域（付着面）がきている
ときはＢｋ（ブラック）の印字データに従ってヘッド駆
動機構１５を介してサーマルヘッド１を駆動する。ま
た、他の色の場合も順次同様に行う。例えばＹ（イエロ
ー）トナーｔｂの領域がきているときはＹ（イエロー）
の印字データに従ってヘッド駆動機構１５を介しサーマ
ルヘッド１を駆動する。Ｍ（マゼンタ）又はＣ（シア
ン）の場合も上記と同様に行う。これにより、所定の色
のトナーが後述するようにトナー担持フィルム５から用
紙Ｐに転写される。

【００３１】このように印字処理を行って、１色の印字
が終了するとサーマルヘッド１の圧着を解除して、用紙
搬送モータ１６を図１の矢印Ｆで示す逆方向（図の左方
向）に回転駆動し、用紙Ｐを送り戻して初めの印字位置
に設定する。続いて、次の色による印字を再び上述した
手順で行う。これを繰り返すことにより、所望の複数色
が１枚の用紙Ｐに塗り重ねられてフルカラー又は所望の
色合いの画像が印字される。

【００３２】図４は、上記の印字を実行する画像転写部
Ｄの模式的拡大図である。尚、同図に示す各部材は前述
の図１に示す各部材と夫々同一であるので、この図４で
は図１と同一の番号を付して示し、また動作の方向を示
す記号も図１と同一の記号を付して示してある。図４に
示すように、画像記録部Ｄには、サーマルヘッド１とプ
ラテンロール２との間に、用紙Ｐとトナー担持フィルム
５とが、トナーｔの付着したフィルム面を用紙面に付け
て重なった状態で挟持される。そして、サーマルヘッド
１は、トナー担持フィルム５とトナーｔと用紙Ｐとをプ
ラテンロール２に圧接する。この状態で、トナー担持フ
ィルム５とトナーｔと用紙Ｐとが、プラテンロール２の
回転に伴って図の矢印Ｂ又は矢印Ｅで示す右方向に移動
する。

【００３３】図５(a),(b) は、このときの上記画像記録
部Ｄ近傍の状態を更に拡大して示す図である。同図(a),
(b) には、サーマルヘッド１内に配設されている発熱体
１ａも示している。尚、同図(a) に移動方向として示す
矢印Ａ、Ｂ及びＣは、いずれも図１及び図２に移動方向
として示した矢印Ａ、Ｂ及びＣを再掲したものである。
同図(a) に示すように、前述したトナー担持フィルム
５、トナーｔ及び用紙Ｐがプラテンロール２と共に右方
へ移動する間に、ＣＰＵ１１からの制御によりサーマル
ヘッド１の発熱体１ａが選択的に通電されて発熱し、こ
の発熱により、トナー担持フィルム５に吸着していたト
ナーｔが溶けて用紙Ｐに付着する、つまり転写される。

【００３４】同図(b) は、この用紙Ｐへのトナーｔの転
写状態を示す図である。同図に示すように、印字データ
に基づいて発熱体１ａが発熱すると、この熱はトナー担
持フィルム５を介してトナーｔに伝わり、この伝達され
た熱がガラス転移点の温度（例えば、約１５０°Ｃ）に
達するとトナーｔが溶融し、トナーｔ´となって用紙Ｐ
に転写される。尚、溶けたトナーｔ´が用紙Ｐに転写
し、トナー担持フィルム５側に付着しないのは、もとも
とトナー担持フィルム５とトナーｔとの静電吸着力が弱
く、また、溶融したトナーｔ´はその粘性により用紙Ｐ
に転写し易くなるためである。このようにして用紙Ｐに
は印字データに従って発熱した発熱体１ａの位置に対応
する紙面上にトナーｔ´が転写される。

【００３５】このようにして、サーマルヘッド１による
上述した印字（トナーｔの転写）を用紙Ｐの副走査方向
に線順次に行いながら１ページに対応する１色の印字が
終了すると、前述したように用紙Ｐを逆搬送して次の色
のトナーの印字（転写）を行う。

【００３６】上記のようにして、印字動作を繰り返すこ
とにより、印字データに従ったドット画像（トナー画
像）が用紙Ｐに形成される。そして、トナー画像が形成
された用紙Ｐは、例えば機外の排紙トレイ等の上に排出
される。

【００３７】尚、図５(a),(b) に示すように、トナーｔ
はそれぞれが独立してトナー担持フィルム５上に吸着し
ている。したがって、トナーｔが用紙Ｐへ転写される際
に用紙Ｐの凹凸に個々のトナーｔが柔軟に接触できる。
このため、用紙Ｐの凸部凹部ともにトナーｔの転写が完
全に行われる。それゆえに、例えば熱転写型インクリボ
ンを用いた記録方法の場合のように、普通紙への印字が
困難であるといった問題は生じない。

【００３８】上述のように、本実施例の画像形成装置１
は、トナー担持フィルム５にトナーｔを静電吸着し、画
像転写部Ｄにおいて発熱体１ａ（サーマルヘッド１）の
発熱に従ってトナーｔを用紙Ｐに線順次に転写して、ト
ナー画像を作成するものである。

【００３９】次に、図６(a),(b) は、上記実施の形態に
おいて、トナー担持フィルムに粘着層を形成した場合に
おける画像転写部近傍の断面図である。同図(a),(b)
は、画像転写部Ｄにトナーｔを付着したトナー担持フィ
ルム１５（１５ａ、１５ｂ）及び用紙Ｐがプラテン２の
回転に伴って画像転写部Ｄを右方向に移動しているとき
の断面図である。また、同図(a),(b) において、前述の
図５(a),(b) に示した部材と同一の部材には図５(a),
(b) と同一の番号を付して示している。

【００４０】上記の図６(a),(b) に示す例において、ト
ナー担持フィルム１５は、ベースフィルム１５ａと粘着
層１５ｂで構成されている。粘着層１５ｂはベースフィ
ルム１５ａの外側の面つまりトナー付着装置４及び用紙
Ｐに接する方の面に形成されている。ベースフィルム１
５ａは前述したトナー担持フィルム５と同様、ポリイミ
ド等の耐熱性のあるフィルムで構成されている。また、
粘着層１５ｂの粘着力はそれほど強いものではなく、ト
ナーｔを保持し、保持したトナーｔが落下することなく
画像転写部Ｄまで搬送できる程度の粘着力である。

【００４１】このトナー担持フィルム１５の構成におい
ても、トナー担持フィルム１５がトナー付着装置４を移
動する間に、ＣＰＵ１１からのトナー付着装置４への制
御により、トナー担持フィルム１５の粘着層１５ｂにト
ナーｔが付着する。前述のように、この粘着層１５ｂの
粘着力はトナーｔを落下させることなく、確実に画像転
写部Ｄまで搬送できる程度の粘着力を有しており、これ
により、上記粘着層１５ｂに付着したトナーｔはトナー
担持フィルム１５に伴われて画像転写部Ｄまで搬送され
る。

【００４２】そして、この場合も、図６(b) に示すよう
に、画像転写部Ｄにはサーマルヘッド１とプラテンロー
ル２に用紙Ｐ、トナーｔ及びトナー担持フィルム５が重
なって挟持されて、右方に移動する間に、印字データに
従って発熱体１ａが発熱する。この熱はトナー担持フィ
ルム１５のベースフィルム１５ａ及び粘着層１５ｂを介
してトナーｔに伝わり、この伝達された熱がトナーｔの
溶融温度に達すると、トナーｔは溶けてトナーｔ´とな
り用紙Ｐに転写される。

【００４３】この場合、トナーｔをトナー担持フィルム
１５に保持する力は粘着層１５ｂの粘着力である。した
がって、一見、溶けたトナーｔ´は用紙Ｐに転写され
ず、トナー担持フィルム１５（粘着層１５ｂ）側に付着
しそうである。しかしながら、実際には、粘着層１５ｂ
には付着しない。その理由を以下に説明する。

【００４４】すなわち、トナーｔが溶融していないと
き、用紙Ｐとトナーｔの付着力（摩擦による静電力）を
Ｆ１とし、粘着層１５ｂとトナーｔの粘着力をＦ２とす
ると、トナーｔが溶融していないときは粘着層１５ｂの
粘着力が強く、Ｆ２＞Ｆ１であり、トナーｔは粘着層１
５ｂ（トナー担持フィルム１５）側に粘着したままであ
る。したがって、通電されない発熱体１ａに対応する用
紙Ｐの位置にはトナーｔが転写されることなく、所謂用
紙Ｐの地汚れを防止できる。

【００４５】一方、通電された発熱体１ａでは、対応す
る位置のトナーｔが溶融し、溶融したトナーｔ´の表面
エネルギー（トナーｔ´の表面張力）は低下し、溶融し
たトナーｔ´と粘着層１５ｂとの粘着力は低下する。ま
た、トナーｔが溶融してトナーｔ´になると、その粘性
により、トナーｔ´と用紙Ｐとの付着力が増大する。し
たがって、トナーｔが溶融したときのトナーｔ´と粘着
層１５ｂとの粘着力をＦ２´とし、トナーｔ´と用紙Ｐ
との付着力をＦ１´とすると、Ｆ１´＞Ｆ２´となり、
用紙Ｐに溶融したトナーｔ´が転写される。従って、発
熱体１ａが発熱すると、用紙Ｐにのみ溶融したトナーｔ
´が確実に転写される。

【００４６】以上のメカニズムを以下に更に詳しく説明
する。接着理論では固体の表面に液体が接触したときの
接着エネルギー（Ｗａ）、即ち上記Ｆ１´、Ｆ２´は下
記の式で現される。

【００４７】Ｗａ＝γｓ＋γＬ−（√γｓ−√γＬ）²
／（１−0.015 √γｓ・√γＬ）但し、γｓ：固体の表面張力 γＬ：液体の表面張力溶融トナーは粘度の高い液体と看做するため上式は粘着
層と溶融トナーの界面及び用紙Ｐと溶融トナーの界面に
適用できる。従ってＦ１´及びＦ２´は、Ｆ1 ´＝γｐ＋γｔ−（√ｒｐ−√ｒｔ）²／（１−0.
015 √ｒｐ・√ｒｔ）但し、γｐ：用紙Ｐの表面張力 γｔ：溶融トナーの表面張力Ｆ２´＝γａ＋γｔ−（√γａ−√γｔ）²／（１−0.
015 √γａ・√γｔ）但し、γａ：粘着層の表面張力ここで溶融トナーの表面張力は２３〔dyn/cm〕程度であ
り、用紙Ｐの表面張力は４５〔dyn/cm〕程度である。ま
た、粘着層に天然ゴム系の材料を用いた場合の粘着層６
−２の表面張力は２４〔dyn/cm〕程度となる。これらの
数値を用いて上記Ｆ１´、Ｆ２´を求めると、Ｆ１´＝６１〔erg/cm²〕Ｆ２´＝４７〔erg/cm²〕となる。従って溶融トナーｔ´を用紙Ｐに確実に転写す
ることができる。

【００４８】このように、本例の形態によれば、溶融ト
ナーｔ´を用紙Ｐに確実に転写することができると共
に、トナー担持フィルム１５に粘着層１５ｂを設けた構
成であるので、用紙Ｐ上の転写を行わない位置にはトナ
ーｔ（ｔ´）が転写されず、地汚れを確実に防止でき
る。

【００４９】続いて、図７(a),(c) は、トナー担持フィ
ルムに弾性層を形成した実施の形態の例における画像転
写部近傍の断面図である。本例も、前述の図５(a),(b)
に示した部材と同一の部材には図５(a),(b) と同一の番
号を付して示している。

【００５０】この弾性層をトナー担持フィルムに形成し
た構成において、図７(a) に示すように、トナー担持フ
ィルム２５は、ベースフィルム２５ａと弾性層２５ｂで
構成されている。弾性層２５ｂはベースフィルム２５ａ
の外側の面（トナー付着装置４及び用紙Ｐに接する方の
面）に形成されている。このベースフィルム２５ａも、
ポリイミド等の耐熱性のあるフィルムで構成されてい
る。また、弾性層２５ｂは所定の硬度のシリコンゴムで
構成されている。

【００５１】この場合も前述したＣＰＵ１１による印字
処理により、トナー担持フィルム２５の弾性層２５ｂに
付着するトナーｔが画像転写部Ｄにおいて用紙Ｐに転写
される。

【００５２】このトナー担持フィルム２５がトナーｔを
保持する力は、同図(b) に示すように、弾性層２５ｂが
その可撓性及び柔軟性のゆえにトナーｔの上部を包み込
むような形でトナーｔと接触することにより有効に活用
されるファンデルワールス（Vandel Waals）の力（固体
表面同士の付着現象において発現する力）である。

【００５３】もし、トナー担持フィルム２５が、ポリイ
ミドなどの耐熱性フィルムのみからなり、したがって可
撓性及び柔軟性がない場合は、トナーｔはトナー担持フ
ィルム２５の表面と点接触状態になり十分な付着力を得
ることができない虞がある。これに対して上記のように
トナー担持面が弾性層２５ｂであると、上述のようにト
ナーｔを包み込むような形でトナーｔと面接触する。つ
まり、トナーｔの上面が弾性層２５ｂ内に埋没する。埋
没するほど接触面の直径は大きくなり、接触面の大きさ
は接触面の直径の二乗に比例して広がるから、点接触の
場合に比較して、トナーｔとトナー担持フィルム２５
（弾性層２５ｂ）相互の接触面積は幾何級数的に大きく
なる。したがって、ファンデルワールスの力が飛躍的に
大きく働くようになる。これによって、前述した印字処
理動作においてトナーｔを保持して搬送する足る充分な
機能をトナー担持フィルム２５に付与することが出来
る。尚、弾性層２５ｂが十分なトナー保持力を有するた
めには硬度がＪＩＳ−Ａにて３０度以下であることが好
ましい。

【００５４】そして、この場合も、図７(c) に示すよう
に、画像転写部Ｄにおい、てサーマルヘッド１とプラテ
ンロール２間に用紙Ｐ、トナーｔ及びトナー担持フィル
ム２５が重なって挟持された状態で右方に移動し、この
状態で印字データに従って発熱体１ａが発熱し、この熱
がトナー担持フィルム２５のベースフィルム２５ａ及び
弾性層２５ｂを介してトナーｔに伝わり、この伝達され
た熱がトナーｔの溶融温度に達すると、トナーｔは溶け
てトナーｔ´となり用紙Ｐに転写される。この場合も、
トナーｔ´はトナー担持フィルム２５側に留ることな
く、用紙Ｐに転写される。その理由は上述の場合と同様
である。

【００５５】したがって、本例の形態によっても、トナ
ー画像を用紙Ｐに作成でき、しかも地汚れも確実に防止
できるものである。次に、さらに他の実施の形態につい
て説明する。

【００５６】本例は、プラテンロール２内にヒータ等の
加熱装置を配設した構成である。このヒータにより、例
えば加熱装置の温度をＡ１に予熱する。この温度Ａ１
は、トナーｔが溶融するガラス転移点の温度Ａ２（例え
ば、１５０°Ｃ）より低い温度であり、勿論常温（例え
ば、２０°Ｃ）より高い温度である。

【００５７】本例は、このような加熱装置をプラテンロ
ール２内に配設し、所定温度（上述の温度Ａ１）に制御
することでトナーｔを予熱する。この構成とすること
で、発熱体１ａの発熱に基づいて短時間でトナーの溶融
温度である温度Ａ２まで加熱できる。

【００５８】図８は、このことを説明する図であり、不
図示の加熱装置によりトナーｔを温度Ａ１に予熱した場
合と、予熱しない場合とを比較する図である。トナーｔ
を予熱しない場合には、発熱体１ａにより常温Ａ０から
温度Ａ２まで加熱しなければならず、この為には時間Ｔ
2 を要する。これに対し、予熱する場合には、前述のよ
うにトナーｔは温度Ａ１に予め予熱されている為、Ｔ1
という短時間で溶融温度Ａ２まで加熱することができ
る。したがって、１ライン毎の印字時間を短縮すること
ができ、印字処理を高速に行うことができる。

【００５９】尚、ヒータ等の加熱装置を温度Ａ１に制御
する為の制御手段としての温度制御回路は、特に図示し
ないが、例えばプラテンロール２の近傍に設けられたサ
ーミスタや、このサーミスタの検出温度に基づく制御回
路で構成されている。

【００６０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、トナー担持フィルムと複数のトナー付着装置を用
い、複数色のトナーを印字データに応じてトナー担持フ
ィルムの使用すべき範囲に塗布してこれを用紙に転写す
るので、必要とされるトナーとそのトナーが塗布された
トナー担持フィルムが使用されるのみであり通常のイン
クリボンのように不使用のまま無駄に捨てられる部分が
なく、したがって、使用コストが低減して経済的であ
る。また、同様に不使用のまま無駄に捨てられる部分が
発生しないので、トナー担持フィルムを空送りする無駄
な時間が発生せず、したがって、印字速度が速くなって
印字作業の効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態としての画像形成装置の構成を模式
的に示す側断面図である。

【図２】画像形成装置の制御部の主要回路の構成を示す
図である。

【図３】(a),(b),(c) は判断された印字データに応じて
トナーが選択的にトナー担持フィルムに塗布された状態
の例を示す図である。

【図４】印字を実行する画像転写部の模式的拡大図であ
る。

【図５】(a),(b) は画像記録部近傍の状態を更に拡大し
て示す図である。

【図６】(a),(b) はトナー担持フィルムに粘着層を形成
した形態における画像転写部近傍の断面図である。

【図７】(a),(c) はトナー担持フィルムに弾性層を形成
した形態における画像転写部近傍の断面図、(b) はトナ
ーの付着を説明する図である。

【図８】他の形態における加熱装置によりトナーを予熱
した場合と予熱しない場合とを比較する図である。

【符号の説明】

１サーマルヘッド１ａ、１５ａ、２５ａ発熱体２プラテンロール３記録紙搬送路４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）トナー付着装置５トナー担持フィルム６、７フィルムカートリッジ１１ＣＰＵ（中央演算処理装置）１２Ｉ／Ｆ（インターフェース）コントローラ１４ヘッド圧着駆動機構１５ヘッド駆動機構１６用紙搬送モータＤ画像転写部ｔトナーｔ´ 溶融トナーｔａブラック・トナーｔｂイエロー・トナーｔｃマゼンタ・トナーｔｄシアン・トナー α、β、γ、δ 塗布範囲２１通常のインクリボン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録情報に応じて選択的にトナーを溶融
する記録手段と、該記録手段に対向配置されたプラテン
と、表面にトナー粒子を担持して搬送するベルト状のト
ナー担持体と、該トナー担持体と用紙とを重ねて前記記
録手段と前記プラテンとの対向部に搬送する搬送手段と
を有して、前記記録手段が前記トナー担持体上のトナー
を記録情報に応じて選択的に溶融させ、該溶融トナーを
前記用紙に転写して該用紙上にドット画像を形成する画
像形成装置において、前記記録手段の上流において前記トナー担持体にトナー
を付着させる複数のトナー付着手段と、該複数のトナー付着手段によるトナーの付着を前記トナ
ー付着手段毎に変化させる付着制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記搬送手段は、前記用紙を前記記録手
段と前記プラテンとの対向部において往復搬送すること
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記トナー担持体は、トナー担持面に粘
着部材を設けてなることを特徴とする請求項１又は２記
載の画像形成装置。
【請求項４】前記トナー担持体は、トナー担持面が弾
性部材であることを特徴とする請求項１又は２記載の画
像形成装置。
【請求項５】前記プラテンを加熱する加熱手段を更に
設けたことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の
画像形成装置。
【請求項６】前記加熱手段を前記トナーの溶融温度以
下に加熱制御する制御手段を更に有することを特徴とす
る請求項５記載の画像形成装置。