JPH0924668A

JPH0924668A - 熱転写画像形成装置

Info

Publication number: JPH0924668A
Application number: JP7177033A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Oda; 将宏織田; Tadao Yamamoto; 忠夫山本
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】印字ヘッドの比較的低い熱エネルギーでトナー
を効率良く溶融する熱転写画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は主走査方向に複数の発熱体
を有するサーマルヘッド７とプラテン８との対向部に、
トナー１１を担持する二層構造のフィルム９と用紙Ｐと
を重ねて搬送し、発熱体７−１を選択通電してフィルム
９上のトナー１１を溶融させて用紙Ｐに選択転写しドッ
ト画像を形成する。フィルム９のベース９ａ、担持層９
ｂ及びトナー１１の順に夫々の熱伝導率λ1 、λ2 及び
λ3 が順次大きくなるように設定されている。これによ
り、横方向への熱拡散よりも速く下から上（発熱体７−
１から用紙Ｐ面方向）へ基準位置７−１ａ方向に熱が集
中して伝達され、比較的低い熱エネルギーで基準位置７
−１ａ方向のトナー１１が急速に溶融されて用紙Ｐに転
写される。

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。しかし、この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ず、
したがって装置のコストアップの原因となる。また、定
着器も必要であるため装置が大型化するという欠点を有
している。

【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、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、対応する位置の用紙に印字を行うもの
が実用化されている。この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。しかし、他方では、ひとたび使用した
インクリボンは再利用することができず使い捨てとなる
ため、ランニングコストが嵩むという問題がある。一般
に、文書の印字面積率は５％程度であり、したがって、
使用後にフィルム上に塗布されたインクの未印字の残留
部分は全体の９５％にもなる。これがそのまま捨てられ
ることになるから不経済であり、結果的にはこの方式も
使用コストが高価なものになるという欠点を有してい
た。

【０００５】これに、対して、同様に熱転写方式のプリ
ンタ装置ではあるが、インクの供給方式の異なるものが
知られている。例えば、特開６１−１６９２８２には、
リサイクルの可能なエンドレスのフィルムにトナーを塗
布し、そのトナーを熱転写ヘッドにより印字データに則
って選択溶融し、この溶融トナーを用紙に転写して画像
形成するトナー溶融転写技術が開示されている。この方
式は、トナーを担持するフィルムはエンドレスの循環方
式であるので、半永久的に使用ができ、また未溶融のト
ナーは、トナー塗布装置に回収されるので、極めて無駄
が無い。したがって、上述のインクリボン使い捨ての熱
転写方式に較べると、消耗品が少ないという点で勝れて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このト
ナー溶融転写方式では、元来トナーの溶融温度が１５０
℃乃至１６０℃であって使い捨てインクリボンの熱転写
インクの溶融温度である８０℃前後よりも融点が高いた
め、このトナーの用紙に対する接着力及び投錨力を発揮
させるためには、トナーに充分な熱エネルギーを与えて
トナーを充分に溶融させ、用紙への粘着性或いは用紙表
面に形成されている微細な繊維構造面への浸透性を高め
てやらなければならない。一方、トナーに充分な熱エネ
ルギーを与えるために印字ヘッドの発熱エネルギーをあ
まりに高くすると、印字ヘッドが万一空印字（印字ヘッ
ドにフィルムが接触しない状態での印字ヘッドヘの通
電）を行った場合、熱の伝播先がないため印字ヘッドが
過熱して焼き切れ、破損してしまう虞がある。このこと
を避けるため発熱エネルギーをやや抑え、代りに印加時
間を長くして、溶融に必要な熱エネルギーをトナーに与
えるようにすると、これでは印字作業に時間が掛かり過
ぎるという問題が発生する。

【０００７】本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、
印字ヘッドへの比較的低い熱エネルギーでトナーを効率
良く溶融する熱転写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】本発明は、主走査方向に
複数の発熱体を有する発熱ヘッドとプラテンとを対向配
置し、表面にトナーを担持するトナー担持手段と用紙と
を重ねて上記発熱ヘッドと上記プラテンとの対向部に搬
送させ、上記発熱体を選択通電することにより、上記ト
ナー担持手段上のトナーを溶融させ、用紙に選択転写し
てドット画像を形成する熱転写画像形成装置を前提とす
る。

【０００９】本発明の熱転写画像形成装置では、上記ト
ナーはその熱伝導率の値が上記トナー担持手段を構成す
る材料の熱伝導率の値よりも大きく構成される。上記ト
ナー担持手段は、例えば請求項２記載のように、夫々異
なる熱伝導率の値を有する複数の層からなり、上記夫々
異なる熱伝導率の値は、上記発熱ヘッドに接する層から
上記トナーを担持する層に向かう方向に順次大きくなる
ように設定されている。

【００１０】本発明の熱転写画像形成装置では、トナー
担持手段の発熱ヘッドに接する層からトナーを担持する
層及びトナーまで、つまり発熱ヘッドの表面から紙面ま
で、熱伝導率の値が順次大きくなっているので、最下部
（発熱ヘッド側）で蓄熱された熱が最上部のトナーに集
中的かつ急速に伝達される。これにより、印字ヘッドに
与える比較的低い熱エネルギーでトナーを効率良く溶融
して熱転写することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図面を参照しながら説明する。図１は、一実施例の画像
形成装置の模式的断面図である。

【００１２】同図において、画像形成装置１は、本体装
置の略中央に配設された記録部２、この記録部２の用紙
搬送方向上流（図の左側）に配設された給紙コロ３、搬
送ロール対４、及び搬送ガイド板５を備えている。ま
た、記録部２の用紙搬送方向下流（図の右側）には、用
紙搬送ベルト６を備えている。

【００１３】上記の給紙コロ３の下方には用紙Ｐを積載
した給紙カセット１２が着脱自在に装着されている。用
紙搬送ベルト６の下流には、画像形成装置１側面に排出
口１３が形成され、この排出口１３から外側に排紙トレ
ー１４が配設されている。

【００１４】上記の給紙コロ３は、半月状コロで構成さ
れており、図の矢印Ａで示す反時計回り方向への１回転
で給紙カセット１２内の用紙Ｐを１枚毎に取り出して、
その用紙Ｐを搬送ローラ対４に給送する。

【００１５】搬送ロール対４は、不図示の駆動機構によ
り回転駆動される搬送ロールと、この搬送ロールに従動
する搬送コロとで構成され、所定のタイミングで図の矢
印方向に夫々回転し、搬送ガイド板５を介して用紙Ｐを
記録部２へ搬送する。

【００１６】搬送ベルト６は、エアーサクション方式の
搬送ベルトであり、記録部２でトナー画像を転写された
用紙Ｐを、転写されたトナー画像に影響を与えないよう
に上から吸着・保持して、排出口１３を介して排紙トレ
イ１４に排出する。

【００１７】上記の用紙Ｐにトナー画像を転写する記録
部２は、サーマルヘッド７、プラテンローラ８、トナー
担持フィルム９、及びトナー容器１０で構成されてお
り、トナー容器１０にはトナー１１が収納されている。

【００１８】記録部２のサーマルヘッド７は、多数個の
発熱体を内蔵し、個々の発熱体は図の紙面垂直方向に一
列に配設されている。例えば、本実施例の画像形成装置
１が、印字密度２４０ｄｐｉ（ドット／インチ）であ
り、Ａ４サイズの用紙を縦方向に用いて印字可能な装置
の場合であれば、サーマルヘッド７には約２０００個の
発熱体が配設されている。また、例えば印字密度が３０
０ｄｐｉの場合、サーマルヘッド２には約２５００個の
発熱体が配設されている。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従ったパルス電圧が
印加され、個々の発熱体は選択的に発熱制御される。

【００１９】プラテンローラ８は、筒状部材で構成さ
れ、サーマルヘッド７先端の上記発熱体配設部に対向し
て配置され、図の矢印Ｂで示す反時計回り方向に回転可
能に構成されている。

【００２０】トナー担持フィルム９は、エンドレスの輪
（ベルト）状に構成されている。このトナー担持フィル
ム９は、エンドレスの輪の下方をトナー容器１０内のト
ナー１１中に浸漬して、フィルム搬送ロール１５ａと１
５ｂにより駆動され、上述のサーマルヘッド７の先端
（発熱体の配設部）に摺接しながら、図の矢印Ｃで示す
時計回り方向に回転する。

【００２１】トナー容器１０内に収納されるトナー１１
は、非磁性のトナーであり、上述のトナー担持フィルム
９がトナー容器１０内を回転移動する間にトナー担持フ
ィルム９に吸着し、トナー担持フィルム９の上記回転に
伴なわれてサーマルヘッド７との上述の摺接部まで移動
する。

【００２２】前述の用紙Ｐは、上記トナー担持フィルム
９と重ねられ、プラテンロール８とサーマルヘッド７と
の対向部により形成される画像記録部Ｄを搬送方向に移
動する。用紙Ｐは、この移動の間に後述するようにトナ
ー画像が転写される。

【００２３】以上の構成の画像形成装置１において、そ
の動作を以下に説明する。先ず、本実施例の画像形成装
置１への電源投入後、初期設定処理を行い、印字スター
トが指示されると、フィルム搬送ロール１５ａ及び１５
ｂが回転し、トナー担持フィルム９が図の矢印Ｃで示す
時計回り方向に回転する。このとき、トナー容器１０に
収納されたトナー１１がトナー担持フィルム９に上述し
た付着力により吸着する。このようにしてトナー１１が
吸着したトナー担持フィルム９は、トナー１１が付着し
た面を上に向けて画像記録部Ｄに回転搬送される。一
方、上述の印字スタートの指示により、給紙カセット１
２から用紙Ｐが搬入され、搬送ロール対４の回転により
画像記録部Ｄに送られる。

【００２４】図２(a) は、このときの画像記録部Ｄ近傍
の状態を示す図であり、同図(b),(c) は、同図(a) に○
印Ｅで示す部分を拡大した図である。尚、同図(b),(c)
には、サーマルヘッド７内に形成されている発熱体７−
１も示している。

【００２５】同図(a) に示すように、画像記録部Ｄに
は、サーマルヘッド７とプラテンローラ８間に、用紙Ｐ
とトナー担持フィルム９とがトナー付着面を用紙面に付
けて重なった状態で挟持される。サーマルヘッド７とプ
ラテンロール８とは、トナー担持フィルム９とトナー１
１と用紙Ｐとが圧接するような位置に配置されている。
この状態で、プラテンローラ８は図の矢印Ｆで示す反時
計回り方向に回転し、トナー担持フィルム９は図の矢印
Ｇ１及びＧ２で示す左斜め下方向から右斜め下方向に移
動し、そして用紙Ｐは図の矢印Ｈで示す右方向に移動す
る。

【００２６】このように、プラテンロール８、用紙Ｐ、
トナー１１、トナー担持フィルム９及びサーマルヘッド
７中の発熱体７−１の順からなる配置で、上記のように
各部が相対的に回転又は移動し、この間に画像情報の記
録データーに応じたパルス信号がサーマルヘッド７中の
発熱体７−１に印加される。記録データが非印字であれ
ば印加パルスは“Ｌ”のため発熱体７−１は発熱しない
のでトナー１１は溶融せず、したがって、トナー１１は
トナー担持フィルム９に保持されままであり用紙Ｐには
移行しない。同図(b) は、この非印字の状態を示してい
る。

【００２７】そして、記録データが印字であれば印加パ
ルスが“Ｈ”となって発熱体７−１が発熱し、その部分
のトナー担持フィルム９が加熱され、この熱がトナー１
１に伝達され、トナー１１の温度がガラス転移点（例え
ば１５０℃）以上になると、トナー１１は溶融して溶融
トナー１１ａとなり、この溶融による粘着性によって、
同図(c) に示すように、用紙Ｐへ付着してトナー担持フ
ィルム９から離脱する。用紙Ｐへ移行したトナー１１ａ
は、用紙Ｐ表面の微細な繊維面へ浸透固結して紙面に固
着し、ドット１１ｂを形成する。そして、用紙Ｐの図の
矢印Ｈで示す搬送方向への移動により、用紙Ｐと共に画
像記録部Ｄから図外の用紙搬送ベルト６（図１参照）方
向へ移行して、トナー担持フィルム９上の未溶融のトナ
ー１１層から分離される。このように、用紙Ｐへの記録
を完了する。

【００２８】トナー担持フィルム９は、回転により再び
トナー容器１０へ戻り、トナー担持フィルム９上にトナ
ー１１を再び均−に付着させて画像記録部分Ｄへ搬送さ
れ、上記の動作を繰り返す。

【００２９】尚、溶けたトナー１１ａが用紙Ｐに転写
し、トナー担持フィルム９側に付着しないのは、もとも
とトナー担持フィルム９とトナー１１との静電吸着力が
弱く、また、溶融したトナー１１ａ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には印字情報に従って発熱した発熱体７−１の位置に
対応してトナー１１ａが転写され、用紙Ｐには印字情報
に従ったドット画像（トナー画像）が形成される。そし
て、トナー画像が形成された用紙Ｐは、前述の様にエア
ーサクション方式の搬送ベルト６で搬出され排紙トレイ
１２に排出される。

【００３０】上述のように、本実施例の熱転写画像形成
装置１は、トナー担持フィルム９にトナー１１を静電吸
着し、画像転写部Ｄにおいてサーマルヘッド７の発熱体
７−１の発熱に従ってトナー１１を用紙Ｐに転写し、ト
ナー画像を作成するものである。したがって、感光体等
の高価な装置や、インクリボン等のランニングコストの
嵩む消耗品を使用することがなく、簡便にトナー画像を
形成でき、これにより装置のコストダウンを図ることが
できる。

【００３１】尚、上記の説明では、画像転写の処理を原
理的に説明しているため、トナー担持フィルム９を一層
構造の如くに示しているが、実際にはトナー担持フィル
ム９は二層構造になっている。そして、二層構造のトナ
ー担持面側の層を粘着部材層又は弾性部材層により構成
し、サーマルヘッド７に接する側の層には蓄熱性の部材
を用いて構成している。これによって、一方では、より
良いトナー担持性が得られ、他方では、熱エネルギー効
率の向上が実現ができる。

【００３２】図３は、そのようなトナー担持フィルム９
の二層構造を示す図である。同図には、図２(a),(b),
(c) に示した構成と同一の構成部分には図２と同一の番
号を付与して示している。図３に示すように、トナー担
持フィルム９は、サーマルヘッド７に接するベースフィ
ルム層９ａとトナー１１を担持する担持層９ｂからなっ
ている。サーマルヘッド７中の発熱体７−１の発熱は、
ベースフィルム層９ａと担持層９ｂとを順次介してトナ
ー１１に伝達され、上述したように（図２(c) 参照）、
記録データに応じてトナー１１が溶融されて用紙Ｐに転
写される。

【００３３】ここで、上記の担持層９ｂが粘着部材から
なる場合について説明する。このように担持層９ｂが粘
着部材からなる場合、トナー１１をトナー担持フィルム
９に保持する力は担持層９ｂの粘着力である。したがっ
て、一見、溶けたトナー１１ａは用紙Ｐに転写されず、
トナー担持フィルム９（粘着性の担持層９ｂ）側に付着
しそうである。しかしながら、実際には、溶融したトナ
ー１１ａは粘着性の担持層９ｂ（以下、単に粘着層９ｂ
という）には付着しない。その理由を以下に説明する。

【００３４】すなわち、トナー１１が溶融していない
時、用紙Ｐとトナー１１の付着力（摩擦による静電力）
をＦ１とし、粘着層９ｂとトナー１１の粘着力をＦ２と
すると、トナー１１が溶融していない時は粘着層９ｂの
粘着力が強く、Ｆ２＞Ｆ１であり、トナー１１は粘着層
９ｂ（トナー担持フィルム９）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７−１に対応する
用紙Ｐの位置にはトナー１１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。

【００３５】一方、通電された発熱体７−１では、対応
する位置のトナー１１が溶融し、溶融したトナー１１ａ
の表面エネルギー（トナー１１ａの表面張力）は低下
し、溶融したトナー１１ａと粘着層９ｂとの粘着力は低
下する。また、トナー１１が溶融するとトナー１１ａの
粘性により、トナー１１ａと用紙Ｐとの付着力が増大す
る。したがって、トナー１１が溶融した時のトナー１１
ａと粘着層９ｂとの粘着力をＦ２´とし、トナー１１ａ
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１１ａが転写される。
従って、発熱体７−１が発熱すると、用紙Ｐにのみ溶融
したトナー１１ａが確実に転写される。

【００３６】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。

【００３７】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９
ｂ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１１ａを用紙Ｐに確実に転写
することができる。

【００３８】次に、担持層９ｂが、弾性部材からなる場
合について説明する。図４は、担持層９ｂが弾性部材か
らなるトナー担持フィルム９を示している。同図に示す
ように、このトナー担持フィルム９は、ベースフィルム
層９ａと弾性を有する担持層９ｂ´からなる。このよう
に担持層９ｂ´が弾性部材からなる場合は、トナー１１
をトナー担持フィルム９に保持する力は、トナー担持フ
ィルム９がトナー容器１０内を回転することにより生じ
る摩擦静電気による力と、固体表面同士の付着現象の要
素であるファンデルワールス（Vandel Waals）の力であ
る。

【００３９】上記の弾性部材からなる担持層９ｂ´（以
下、単に弾性層９ｂ´という）は、その可撓性及び柔軟
性のゆえにトナー１１を包み込むような形でトナー１１
と接触する。もし、トナー担持フィルム９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１１はトナー担持フ
ィルム９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。これに対して上記のようにトナー担持
面が弾性層９ｂ´であると、上述のようにトナー１１を
包み込むような形でトナー１１と面接触する。つまり、
トナー１１の下部が弾性層９ｂ´内に埋没する。埋没す
るほどトナー１１と弾性層９ｂ′との接触面の直径は大
きくなる。この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
１１とトナー担持フィルム９（弾性層９ｂ´）相互の接
触面積は幾何級数的に大きくなる。したがって、上述の
摩擦静電気による力、及び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１１を保持して搬送するに
足る充分な機能をトナー担持フィルム９に付与すること
が出来る。

【００４０】この構成において、本実施例においては、
上述のベースフィルム層９ａ、担持層９ｂ（上述の粘着
層９ｂ又は弾性層９ｂ´）及びトナー１１が、夫々異な
る熱伝導率の値を有するように設定している。すなわ
ち、トナー１１には、ある種のカーボンやシリカを添附
するようにする。ある種のカーボンには、かなり熱伝導
性の良いものが知られており、また、シリカはトナー全
体の流動性を上げるうえで有効である。そのうえシリカ
は熱伝導性も極めて良いということが分かっている。ま
た、トナー担持フィルム９の担持層９ｂに用いる弾性部
材としては例えばシリコンラバー等を用いる。シリコン
ラバーはヒートシンク等では間隙充填部材として広く用
いられており、上記のカーボンやシリカほどではないが
熱伝導性が比較的良く且つ柔軟で弾性に富んでいること
が知られている。そして、ベースフィルム９ａには、例
えばポリエチレンテレフタレート等を用いる。ポリエチ
レンテレフタレートは熱伝導率が低く、むしろ、ガラス
同様に蓄熱性があることが知られている。

【００４１】このように、トナー担持フィルム９は、サ
ーマルヘッド７に接する層（ベースフィルム９ａ）から
トナー１１を担持する層（担持層９ｂ）に向かう方向に
熱伝導率の値が順次大きくなるように設定されている。
つまり、各部材の熱伝導率の値は、トナー１１の値が一
番大きく、次に担持層９ｂの熱伝導率の値が大きく、そ
して、ベースフィルム層９ａがこれらの中では熱伝導率
の値が一番小さい。

【００４２】図５は、そのような構成で印字を行った場
合の発熱体７−１の熱の伝導状態を模式的に示す図であ
る。同図は、サーマルヘッド７（発熱体７−１）に接す
るベースフィルム９ａの熱伝導率をλ1 、担持層９ｂの
熱伝導率をλ2 、及びトナー１１の熱伝導率をλ3 とし
て、上述したように、発熱体７−１から用紙Ｐ側へ熱伝
導率が順次高くなる「λ1 ＜λ2 ＜λ3 」の関係を例え
ば「１：２：４」となるように設定した場合の、熱の伝
導状態を示している。

【００４３】また、図６は、各部材の熱伝導率が同じ場
合、すなわち「λ1 ＝λ2 ＝λ3 」である場合の熱の伝
導状態を参考までに示している。図５の破線で示すよう
に、発熱体７−１の発熱による熱エネルギーＮｅは初め
ベースフィルム９ａで蓄熱されながら徐々に均等に拡大
していき、担持層９ｂに到達すると、最初に熱エネルギ
ーＮｅが到達した点９ｂ−１を中心にして、担持層９ｂ
の熱伝導率が良い分だけ熱エネルギーＮｅは急速に担持
層９ｂ内を伝播していく。すなわち、上記最初の熱到達
点９ｂ−１の周囲の面（ベースフィルム９ａと担持層９
ｂとの界面）には順次熱エネルギーＮｅが到達して熱面
が拡大していき、これらの熱面から熱エネルギーＮｅは
順次急速に担持層９ｂ内を伝播していく。

【００４４】もし、各部材の熱伝導率が同じで「λ1 ＝
λ2 ＝λ3 」であれば、図６に示すように、熱エネルギ
ーは縦方向（高さ方向）及び横方向いずれにも均等に拡
散していくが、本実施例におけるように、各部材の熱伝
導率が「λ1 ＜λ2 ＜λ3 」の関係にあれば、それら部
材間の界面から先は、下からの到達速度が遅い横方向の
広がり（伝播）よりも、縦方向（高さ方向）の伝播のほ
うが速くなり、したがって、図５に示すように、発熱体
７−１からベースフィルム９ａに与えられた熱エネルギ
ーＮｅは、トナー担持フィルム９内を横方向よりも高さ
方向に速く伝達されていく。担持層９ｂとトナー１１と
の界面においても、トナー１１のほうが担持層９ｂより
も熱伝導率が高いから、上記と同様に、横方向よりも高
さ方向に速く熱が伝達されていく。したがって、図６の
場合のように、波紋のように均等に広がるのではなく、
図５に示すように、各部材間の界面毎に段差がついて突
出するいわば入道雲のような状態で熱エネルギーＮｅが
伝達される。

【００４５】図７は、このことを更に良く理解できるよ
う、上述の図５及び図６と比較するために、各部材の熱
伝導率が実施例の場合とは逆に「λ1 ＞λ2 ＞λ3 」で
あるような例えば「４：２：１」の関係にあるとした場
合の熱エネルギーの伝播する状態を示したものである。
この場合は、図７に示すように、各界面に到達した熱エ
ネルギーＮｅがその界面から先へ伝達される速度より
も、界面に熱エネルギーＮｅが到達する速度のほうが速
いから、熱の広がりは、高さ方向への伝達よりも界面の
熱面の広がり方のほうが速くなる。すなわち熱エネルギ
ーＮｅは高さ方向よりも横方向により速く伝達される。

【００４６】図８は、これらの夫々異なる構成における
熱エネルギーＮｅの上述した伝播の状態を、熱分布曲線
グラフにして示したものである。同図は縦軸に温度
（℃）を示し、横軸に発熱体７−１の中心位置７−１ａ
（図５、図６及び図７参照）を基準位置「０」として示
している。そして右方に上記基準位置「０」からの距離
をプラスの値で示し、左方に基準位置「０」からの距離
をマイナスの値で示している。距離の単位はμｍ（ミリ
ミクロンメートル）である。

【００４７】同図に実線２１、一点鎖線２２、及び破線
２３で示す３つの熱分布曲線は、夫々図５に示した本実
施例の構成における熱分布曲線、図６に示した各部材が
同一の熱伝導率からなる場合の熱分布曲線、及び図７に
示した各部材が本実施例とは逆な熱伝導率からなるとし
た場合の熱分布曲線である。これらの熱分布曲線は、い
ずれも発熱体７−１に一定の熱エネルギーを印加した場
合を示しいる。すなわち熱エネルギーの総量（各曲線の
内側の面積）は、いずれも同じである。

【００４８】先ず、図８に一点鎖線で示す各部材が同一
の熱伝導率からなる場合の熱分布曲線２２は、基準位置
「０」の方向（高さ方向）を中心にして熱がやや集中し
てはいるものの、熱が左右にも広く分布して横方向に散
逸しており、基準位置「０」方向へ熱を伝達する熱効率
が良いとはいえない状態を示している。

【００４９】次に、同図に破線で示す各部材が本実施例
とは逆な熱伝導率からなる場合の熱分布曲線２３は、基
準位置「０」を中心とする熱の集中が少なく、その基準
位置「０」方向に実現される温度が上記熱分布曲線２２
よりも１５℃程低いことを示している。そして左右へ広
がる熱の温度も高く、これは周囲に散逸する熱量が大き
いことを示している。つまり総合してみれば、基準位置
「０」方向へ熱を伝達する熱効率が極めて悪いことを示
している。

【００５０】これに対して、同図に実線で示す本実施例
の構成における熱分布曲線２１は、上記２つの熱分布曲
線２２及び２３の場合と同じ印加エネルギーであって
も、基準位置「０」方向を中心に熱が集中しており、そ
の基準位置「０」方向に実現される温度が、上記熱分布
曲線２２よりも１５℃程高くなることを示している。ま
た、左右へ広がる熱の温度も低く周囲に散逸する熱量が
小さいことを示している。つまり全体として基準位置
「０」方向へ熱を伝達する熱効率が極めて良いことを示
している。

【００５１】本実施例においては、上記のように構成さ
れているので、前述した印字処理においてトナー１１を
溶融して用紙Ｐに転写するに際し、熱効率良くトナーを
溶融することができる。

【００５２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、サーマルヘッド側から用紙側へ順次熱伝導率が高
くなるように各部材を構成するので、発熱体の中心線方
向に熱効率良くトナーを溶融することができ、したがっ
て、同じ熱エネルギーであればより高速に印字処理を行
うことができ、また、印字処理が低速でもよい場合はよ
り低いエネルギーで印字処理を行うことができ、これに
より、熱エネルギー効率が高くなって極めて経済的な熱
転写画像形成装置を実現することが可能となる。また、
発熱体の中心線方向に熱が集中するので、発熱体の位置
に正しく対応した狭い範囲のトナーを溶融して用紙にて
転写することができ、したがって、ドット形成に滲みの
ない高い画質の印字画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の画像形成装置の模式的断面図であ
る。

【図２】(a) は画像形成装置の画像転写部近傍の構成を
示す図、(b),(c) は(a) に○印Ｅで示す部分を拡大した
図である。

【図３】二層構造のトナー担持フィルムの場合を説明す
る図である。

【図４】トナー担持層が弾性部材である場合を説明する
図である。

【図５】各部材の熱伝導率が順次高くなる構成で印字を
行った場合の発熱体の熱の伝導状態を模式的に示す図で
ある。

【図６】各部材の熱伝導率が同じ場合（λ1 ＝λ2 ＝λ
3 ）の熱の伝導状態を示す図である。

【図７】各部材の熱伝導率が実施例の場合とは逆（λ1
＞λ2 ＞λ3 ）である場合の熱エネルギーの伝導状態を
示す図である。

【図８】図５〜図７の構成における熱エネルギーの伝導
状態における熱分布曲線を示す図である。

【符号の説明】

１熱転写画像形成装置２記録部３給紙コロ４搬送ロール対５搬送ガイド板６用紙搬送ベルト７サーマルヘッド７−１発熱体７−１ａ発熱体の中心位置８プラテンローラ９トナー担持フィルム９ａベースフィルム層９ｂ担持層（粘着層）９ｂ´ 担持層（弾性層）９ｂ−１界面における最初の熱到達点１０トナー容器１１トナー１１ａ溶融トナー１１ｂ移転して固結したトナー１２給紙カセット１３排出口１４排紙トレー１５ａ、１５ｂフィルム搬送ロールＰ用紙Ｄ画像転写部 λ1 、λ2 、λ3 熱伝導率

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主走査方向に複数の発熱体を有する発熱
ヘッドとプラテンとを対向配置し、表面にトナーを担持
するトナー担持手段と用紙とを重ねて前記発熱ヘッドと
前記プラテンとの対向部に搬送させ、前記発熱体を選択
通電することにより、前記トナー担持手段上のトナーを
溶融させ、用紙に選択転写してドット画像を形成する熱
転写画像形成装置において、前記トナーの熱伝導率の値は前記トナー担持手段を構成
する材料の熱伝導率の値よりも大きいことを特徴とする
熱転写画像形成装置。
【請求項２】前記トナー担持手段は夫々異なる熱伝導
率の値を有する複数の層からなり、前記夫々異なる熱伝
導率の値は前記発熱ヘッドに接する層から前記トナーを
担持する層に向かう方向に順次大きくなるように設定さ
れていることを特徴とする請求項１記載の熱転写画像形
成装置。