JPH0996954A

JPH0996954A - 画像記録装置

Info

Publication number: JPH0996954A
Application number: JP27657095A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Takada; 昭彦高田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1995-09-29
Filing date: 1995-09-29
Publication date: 1997-04-08

Abstract

(57)【要約】【課題】焦電効果による静電潜像の形成を利用した画像
記録装置において、常に安定した潜像が得られ、十分な
印字品質を得ることができる画像記録装置を提供する。【解決手段】潜像電荷保持媒体１の焦電体層２の表面を
加熱手段３により一様に加熱する。一様に加熱された焦
電体層２は焦電効果により表面電荷を発生するが、これ
は接触電極７によって選択的に中和される。すなわち、
幅方向に複数の電極が並設された接触電極７を潜像電荷
保持媒体１に接触して配置し、制御回路９によって画像
信号に応じて接触電極７とアースとの間を選択的に開閉
することにより、画像信号に応じた選択的な電荷中和を
行う。加熱が終了した後、潜像電荷保持媒体１を自然冷
却によって室温に戻すと、加熱時に発生した電荷と逆極
性の電荷によって良好な潜像が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタ、ファク
シミリ、複写機等に適用される画像記録装置に関し、特
に焦電効果を利用して画像記録を行う画像記録装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、焦電効果を利用して静電潜像
を形成し、その形成された静電潜像を着色媒体（トナ
ー）で顕像化（現像）した後、記録媒体上に転写、定着
させて画像を記録する画像記録装置が知られている。

【０００３】この種の画像記録装置としては、例えば山
崎らが特開昭５６−１５８３５０号公報（以下、「第１
の従来例」という）に記載しているように、レーザ光又
はサーマルヘッドを用いて焦電材料の表面を加熱して静
電潜像を形成し、その形成された静電潜像を帯電させた
トナーで現像した後、記録紙上に転写、定着させて原稿
の複写像を得る複写装置がある。

【０００４】また、この種の他の画像記録装置として
は、スネリング（Snelling）が特開平５−１３４５０６
号公報及び米国特許第５，１８５，６１９号（以下、
「第２の従来例」という）に記載しているように、加熱
時に発生する電荷を電荷中和手段を用いて効率的に中和
させて静電潜像を形成するものがある。この第２の従来
例に係る画像記録装置では、加熱手段として加熱針を用
い、さらに接地された導電体層を加熱針の表面に設け、
加熱時に発生する電荷をこの導電体層を用いて効率的に
中和する。

【０００５】図９は、前記第２の従来例に係る画像記録
装置を説明するための図である。

【０００６】図９を参照すると、前記第２の従来例に係
る画像記録装置は、焦電体層４４と導電体層４５とから
構成されるベルト状の潜像電荷保持媒体４３を有し、こ
の潜像電荷保持媒体４３上に潜像４９を形成する。

【０００７】すなわち、焦電体層４４に接する加熱針４
６をコントローラ４８によって制御し、焦電体層４４の
表面を画像信号に応じて選択的に加熱する。加熱針４６
の表面には、接地された導電体層４７が形成されている
ため、加熱により焦電体層４４の表面に発生した電荷が
導電体層４７を通して中和される。

【０００８】その後、潜像電荷保持媒体４３が冷却され
ると、逆極性の電荷が発生して潜像４９が形成される。
形成された潜像４９を現像装置５０によって現像してト
ナー像５１を形成し、さらにその形成されたトナー像５
１を転写手段５３によって記録媒体５２上に転写する。
なお、この第２の従来例に係る画像記録装置では、転写
手段５３においても焦電効果を利用している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記第
１及び第２の従来例に係る画像記録装置においては、焦
電材料を選択的に加熱すると同時に電荷中和を行って潜
像を形成するため、加熱された加熱手段や電荷中和手段
を十分に冷却しないと、次ラインの潜像を形成する際
に、加熱していない画素についても前ラインでの蓄熱の
影響が残り所望の印字濃度よりも濃い画像となるという
問題がある。

【００１０】ここで、加熱手段や電荷中和手段の冷却が
不十分である場合に、加熱手段や電荷中和手段の蓄熱に
応じて次ラインの加熱エネルギーを減じて制御し、所望
の温度に調整する方法も提案されている。

【００１１】しかし、このような方法によっても、記録
速度の向上に伴って加熱手段の蓄熱の影響が大きくなる
ため、制御の際に前ラインの他に前々ラインを参照する
必要が発生して処理が煩雑になるという問題がある。

【００１２】従って、本発明は前記問題点に鑑みてなさ
れたものであり、加熱手段や電荷中和手段の蓄熱に影響
されることなく、常に安定した印字品質を得ることがで
きる画像記録装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、焦電体層を有する潜像電荷保持媒体と、
該潜像電荷保持媒体を加熱する加熱手段と、前記潜像電
荷保持媒体に当接して配置される接触電極（「第１の接
触電極」という）と、画像信号に応じて前記第１の接触
電極と所定の電極との間を選択的に開閉するための制御
手段と、前記潜像電荷保持媒体上に形成される静電潜像
を帯電させた着色媒体で顕像化する現像手段と、を含む
ことを特徴とする画像記録装置を提供する。

【００１４】また、本発明は、焦電体層を有する潜像電
荷保持媒体と、該潜像電荷保持媒体を加熱する加熱手段
と、所定の電極に接続し前記潜像電荷保持媒体に当接可
能に配置される接触電極（「第１の接触電極」という）
と、画像信号に応じて前記第１の接触電極を駆動し前記
潜像電荷保持媒体に対して選択的に接触／非接触させる
駆動手段と、前記潜像電荷保持媒体上に形成される静電
潜像を帯電させた着色媒体で顕像化する現像手段と、を
含むことを特徴とする画像記録装置を提供する。

【００１５】なお、本発明の画像記録装置においては、
前記所定の電極を、前記焦電体層の裏面に配置される導
電体層としたり、前記第１の接触電極と対向し前記潜像
電荷保持媒体の前記焦電体層の裏面に当接して配置され
る第２の接触電極とすることができる。

【００１６】また、本発明の画像記録装置においては、
画像信号の入力がないときに、前記第１の接触電極又は
前記第２の接触電極に対し前記潜像電荷保持媒体の前記
第１の接触電極又は前記第２の接触電極側の表面電荷と
同極性の電圧を印加するとよい。

【００１７】さらに、本発明の画像記録装置において
は、画像信号の入力があるときに、前記第１の接触電極
又は前記第２の接触電極に対し前記潜像電荷保持媒体の
前記第１の接触電極又は前記第２の接触電極側の表面電
荷と逆極性の電圧を印加するとよい。

【００１８】次に、本発明の原理ないし作用を説明す
る。

【００１９】潜像電荷保持媒体の焦電体層は、分子の自
発分極により表面に分極電荷を有しているが、初期状態
においてはこの表面電荷は全て中和された状態となって
いる。

【００２０】すなわち、空気中に存在する浮遊電荷や、
導電性ブラシ等の中和手段から供給される電荷が焦電体
層の表面に付着し、電気的な中和状態をなしている。な
お、焦電体層の自発分極によって焦電体層の表面に発生
する分極電荷は正電荷とし、この正電荷と等しい量の負
極性の真電荷が焦電体層の表面に付着しているものとす
る。

【００２１】潜像電荷保持媒体が加熱手段によって一様
に加熱されると、潜像電荷保持媒体の焦電体層の内部の
分子の配向状態が変化し、焦電体層の表面に発生する分
極電荷の量が減少する。このため、表面に付着した負電
荷の量が過剰となり、焦電体層の表面が負極性に帯電す
る。

【００２２】ここで、焦電体層の表面に接触電極を接触
ないし近接させると、接触電極が制御回路を介して所定
の電極（例えば、接地電位ないしアース、潜像電荷保持
媒体の裏面に配置された導電体層、焦電体層のみからな
る潜像電荷保持媒体の裏面に接触する第２の接触電極
等）に接続されているため、焦電体層の表面に発生した
過剰電荷は、瞬時に接触電極を介して除去される。

【００２３】このようにして焦電体層の表面は再び中和
状態となるが、接触電極と所定の電極との間の開閉を制
御回路によって制御することにより、電荷中和を選択的
に行うことができる。

【００２４】また、所定の電極に接続された接触電極を
焦電体層の表面に当接可能に配置し、駆動手段を用いて
接触電極を所定の方向に往復移動させて焦電体層の表面
に発生した過剰電荷を除去するようにしてもよい。

【００２５】このようにしても焦電体層の表面は再び中
和状態となるが、接触電極を駆動手段を用いて選択的に
動作させることにより、電荷中和を選択的に行うことが
できる。

【００２６】加熱が終了した後、潜像電荷保持媒体が初
期温度に冷却されると、焦電体層の内部の分極状態も初
期状態に戻る。このとき、焦電体層の表面は接触電極か
ら既に分離されているため、加熱状態で中和された電荷
中和領域では焦電体層の表面の負電荷は不足状態とな
り、見かけ上、焦電体層の表面は正極性に帯電すること
となる。

【００２７】すなわち、潜像電荷保持媒体の接触電極に
よる電荷中和領域には、冷却された後に正極性の潜像が
形成される。なお、焦電体層の分極電荷と逆の極性を有
する電荷によって潜像が形成されるため、このような潜
像を「逆極性電荷による潜像」ともいう。

【００２８】このようにして形成された逆極性電荷によ
る潜像は、空気中に存在する浮遊電荷が付着することに
よって徐々に消失されていくが、このような消失には一
般に時間がかかり、通常は数時間ないし数十時間程度は
保持される。

【００２９】潜像が形成された潜像電荷保持媒体に、帯
電させた着色媒体を近接ないし接触させ、焦電体層の表
面に着色媒体を選択的に付着させることによって潜像の
現像を行う。現像が終了した後、潜像電荷保持媒体上に
付着した着色媒体を記録媒体に転写、定着させて記録媒
体上に所望の画像を記録する。

【００３０】なお、画像信号の入力がない場合に、電極
に対して焦電体層の表面電荷と同極性の電圧を印加する
ことにより、焦電体層の表面電荷が電極へ移動すること
を阻止し、画像信号のない領域に潜像を形成することを
防止してコントラストの高い印字品質を得ることができ
る。

【００３１】一方、画像信号の入力がある場合に、電極
に対して焦電体層の表面電荷と逆極性の電圧を印加する
ことにより、焦電体層と電極との間に電界を発生させて
焦電体層の表面電荷の電極への移動を促進させ、電荷中
和をより効率的に行って印字濃度の高い良好な印字品質
を得ることができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００３３】

【実施形態１】図１及び図２を参照して、本発明の第１
の実施形態について説明する。

【００３４】図１は、本発明の第１の実施形態に係る画
像記録装置を説明するための図である。

【００３５】図１を参照すると、本実施形態に係る画像
記録装置は、無端ベルト状の潜像電荷保持媒体１と、潜
像電荷保持媒体１に当接して配置される接触電極７と、
接触電極７とアース（接地電位）との間の開閉を制御す
る制御回路９と、潜像電荷保持媒体１を加熱する加熱手
段３と、帯電させた着色媒体で潜像１９を現像する現像
手段としての現像器４と、記録紙６の表面にトナー像１
８を転写する転写手段としての転写ローラ５と、定着手
段としての定着器１０と、を主要な構成として含む。

【００３６】潜像電荷保持媒体１は、焦電体層２（厚さ
約３０μｍ）と導電体層１１（厚さ約５００オングスト
ローム）の２層からなるフィルムを無端状に形成したベ
ルトであり、導電体層１１は、導電ローラ８を介して常
に接地電位に保たれている。なお、焦電体層２、導電体
層１１の材料は、それぞれポリ弗化ビニリデン（ＰＶＤ
Ｆ）、アルミニウム（Ａｌ）である。

【００３７】潜像電荷保持媒体１と接触電極７の周囲を
一様に加熱する加熱手段３には、所定の温度になると電
気抵抗が大きくなり発熱量を抑制する性質を有する半導
体、例えばポジスタ（登録商標）を用いるとよく、これ
により温度制御回路を用いることなく自動的に温度設定
を行うことができる。なお、通常のニクロム線ヒータや
ハロゲンランプを発熱源とし、温度センサと温度制御回
路とを用いて温度設定を行うようにしてももちろんよ
い。

【００３８】接触電極７は、金メッキが施された複数の
電極が約８３μｍピッチ（３００ｄｏｔ／ｉｎｃｈ）で
露出し、潜像電荷保持媒体１の幅方向に一列に並んだ構
造をしている。

【００３９】なお、接触電極７は、このように多数の接
触電極が直線状に並んだ構造とする他、１本の接触電極
を幅方向に往復移動させるような構造としてもよい。

【００４０】一様に加熱された潜像電荷保持媒体１の焦
電体層２の表面には、焦電効果によって電荷（過剰電
荷）が発生するが、これは焦電体層２の表面に密着させ
た接触電極７を通じて瞬時に中和される。

【００４１】図２は、本発明の第１の実施形態に係る画
像記録装置の常温時における潜像電荷保持媒体１と接触
電極７との接触部分を示す拡大図である。

【００４２】図２を参照すると、本実施形態に係る画像
記録装置では、常温時において、潜像電荷保持媒体１の
焦電体層２の内部において分子の自発分極（分極分子２
１）が発生することにより、表面に分極電荷を有してい
る。ただし、初期状態においては表面電荷は全て中和さ
れているものとする。

【００４３】すなわち、空気中に存在する浮遊電荷や、
導電性ブラシ等の中和手段から供給される電荷（負電荷
２２）が焦電体層２の表面に付着し、電気的な中和状態
をなしている。

【００４４】潜像電荷保持媒体１が加熱手段３によって
加熱されると、潜像電荷保持媒体１の焦電体層２の内部
では分極分子２１による分極電荷が加熱と共に消滅して
いくため、焦電体層２の表面に付着している負電荷２２
が、分極電荷との間の静電的吸引力を失い、互いに反発
して不安定な状態となる。

【００４５】この状態で、接触電極７とアースとの間の
制御回路９を閉じると、焦電体層２の表面に発生してい
る負電荷が反発力により瞬時に移動して電荷中和がなさ
れる。一方、アースとの間が開いている接触電極７で
は、負電荷が接触電極７に移動してきてもアースまで移
動できないため、電荷中和がなされない。このようにし
て、制御回路９によって画像信号に応じて多数の接触電
極７を選択的に接地電位に対して開閉させることによ
り、電荷中和を選択的に行う。

【００４６】加熱が終了した後、潜像電荷保持媒体１を
自然冷却によって室温に戻すことにより、逆極性電荷に
よる潜像１９が形成される。なお、潜像電荷保持媒体１
の冷却は、自然冷却の他、強制空冷あるいはヒートシン
ク（冷熱源）との熱伝導といった強制的な方法によって
も行うことができる。

【００４７】潜像電荷保持媒体１上に形成された潜像１
９は現像器４を用いて現像される。現像器４は、現像方
法として二成分磁気ブラシ現像を用いる。すなわち、絶
縁性と非磁性の性質を共に有する着色粒子（トナー）を
磁性キャリヤ粒子と混合し、粒子の摩擦によってトナー
を帯電させ、キャリヤ粒子表面に付着させた状態の現像
剤１４をマグネットローラ１５を内包したスリーブ１６
上に保持し、潜像電荷保持媒体１と接触させて潜像電荷
保持媒体１上の電荷分布に応じて選択的にトナーを付着
させ、潜像の現像を行う。

【００４８】現像が終了した後、潜像電荷保持媒体１を
記録媒体である記録紙６と重ね合わせ、電圧を印加した
転写ローラ５を記録紙６の背面から押し当てることによ
り、トナー像１８を記録紙６の表面に静電転写する。な
お、実際には、導電性ゴムローラに約＋１ｋＶの電圧を
印加してトナーの静電転写を行った。

【００４９】トナー像１８が転写された記録紙６を、圧
力ローラ１２とヒートローラ１３とから構成される定着
器１０を通過させ、記録紙６の表面に転写されたトナー
を一旦溶融状態として記録紙６への定着を行う。

【００５０】以上のような一連のプロセスを経て記録紙
６の表面にトナー像１８を転写した後、潜像形成を行う
接触電極７に向けて潜像電荷保持媒体１を搬送し、次の
潜像形成プロセスに移る。

【００５１】ここで、潜像電荷保持媒体１が接触電極７
に搬送される前に、必要に応じて潜像電荷保持媒体１上
に付着して残存する未転写トナーをクリーナー１７を用
いて除去するようにする。

【００５２】トナー像１８を転写した後、潜像電荷保持
媒体１の焦電体層２の表面に潜像電荷が残存している場
合があるが、その残存する潜像電荷は接地した導電性ブ
ラシ（図示せず）等を焦電体層２の表面に接触させるこ
とにより簡単に中和させることができる。

【００５３】以上説明したような装置構成を備える画像
記録装置を用いて全面黒ベタの記録実験を行った結果、
平滑性の低い普通紙上においても濃度が均一の画像記録
が可能であることが確認された。

【００５４】なお、本実施形態に係る画像記録装置で
は、潜像電荷保持媒体１の導電体層１１と接触電極７と
を接地電位に接続して電荷中和を行うようにしたが、接
地電位に接続せず、導電体層１１と接触電極７とを単純
に接続するだけでも有効な電荷中和を行うことができ
る。

【００５５】また、本実施形態に係る画像記録装置で
は、潜像電荷保持媒体１を焦電体層２と導電体層１１の
２層構造としたが、焦電体層のみの単層構造とし、接触
電極７と焦電体層２の裏面に配置された導電ローラ８と
の間で制御回路９を介して選択的に電荷中和を行うよう
にしてもよい。

【００５６】

【実施形態２】図３を参照して、本発明の第２の実施形
態について説明する。

【００５７】図３は、本発明の第２の実施形態に係る画
像記録装置を説明するための図である。

【００５８】図３を参照すると、本実施形態に係る画像
記録装置は、前記第１の実施形態と同様に、無端ベルト
状の潜像電荷保持媒体１と、接触電極７と、加熱手段３
と、現像手段としての現像器４と、転写手段としての転
写ローラ５と、定着手段としての定着器１０と、を主要
な構成として含む。

【００５９】ただし、接触電極７は常に接地電位に接続
されており、前記第１の実施形態の主要な構成である制
御回路９の代わりに、接触電極７を前後に移動させて接
触電極７の潜像電荷保持媒体１に対する接触／非接触状
態を選択的に切り替える駆動手段２０を備える。

【００６０】駆動手段２０は、積層型の圧電素子を用
い、高速で接触／非接触状態を切り替えるようにすると
よいが、これ以外にもボイスコイル等の各種のアクチュ
エータを用いることができる。

【００６１】前記第１の実施形態と同様に、一様に加熱
された潜像電荷保持媒体１の焦電体層２の表面には、焦
電効果によって電荷（過剰電荷）が発生するが、これは
焦電体層２の表面に接触させた接触電極７を通じて瞬時
に中和される。

【００６２】ここで、多数の接触電極７を、駆動手段２
０によって画像信号に応じて選択的に接触／非接触状態
とし、接地電位と接続された領域で電荷中和を行い、接
地電位と接続されていない領域では電荷中和を行わない
ようにすることにより、電荷中和を選択的に行う。

【００６３】加熱が終了した後、潜像電荷保持媒体１を
自然冷却によって室温に戻すことにより、逆極性電荷に
よる潜像１８が形成される。なお、潜像電荷の形成、現
像等のプロセスについては、前記第１の実施形態と同様
の方法を用いることができ、これによって所望の画像記
録を行うことができる。

【００６４】

【実施形態３】図３を参照して、本発明の第３の実施形
態について説明する。

【００６５】本実施形態に係る画像記録装置は、前記第
２の実施形態と同様に、無端ベルト状の潜像電荷保持媒
体１と、接触電極７と、接触電極７を潜像電荷保持媒体
１に対して選択的に接触／非接触状態とする駆動手段２
０と、加熱手段３と、現像手段としての現像器４と、転
写手段としての転写ローラ５と、定着手段としての定着
器１０と、を主要な構成として含む。

【００６６】ただし、本実施形態に係る画像記録装置で
は、接触電極７は常に潜像電荷保持媒体１の裏面にある
導電体層１１に接続するようにする。

【００６７】前記第２の実施形態と同様に、一様に加熱
された潜像電荷保持媒体１の焦電体層２の表面には、焦
電効果によって電荷（過剰電荷）が発生するが、これは
焦電体層２の表面に接触した接触電極７を通じて瞬時に
中和される。

【００６８】ここで、多数の接触電極７を、駆動手段２
０によって画像信号に応じて選択的に接触／非接触状態
とし、潜像電荷保持媒体１の導電体層１１と接続された
領域で電荷中和を行い、接続されていない領域では電荷
中和を行わないようにすることにより、電荷中和を選択
的に行う。

【００６９】加熱が終了した後、潜像電荷保持媒体１を
自然冷却によって室温に戻すことにより、逆極性電荷に
よる潜像１８が形成される。なお、潜像電荷の形成、現
像等のプロセスについては、前記第１の実施形態と同様
の方法を用いることができ、これにより所望の画像記録
を行うことができる。

【００７０】

【実施形態４】図４及び図５を参照して、本発明の第４
の実施形態について説明する。

【００７１】図４は、本発明の第４の実施形態に係る画
像記録装置を説明するための図である。

【００７２】図４を参照すると、本実施形態に係る画像
記録装置は、無端ベルト状の潜像電荷保持媒体１と、潜
像電荷保持媒体１の表側（潜像形成を行う側）表面に当
接して配置される接触電極（本実施形態では「第１の接
触電極」という）７と、潜像電荷保持媒体１の裏側表面
に当接して配置される第２の接触電極３０と、第１の接
触電極７と第２の接触電極３０との間の開閉を制御する
制御回路９と、潜像電荷保持媒体１を加熱する加熱手段
３と、現像手段としての現像器４と、転写手段としての
転写ローラ５と、定着手段としての定着器１０と、を主
要な構成として含む。

【００７３】ただし、潜像電荷保持媒体１は、焦電体層
２のみからなるフィルムを無端状に形成したベルトであ
り、ポリ弗化ビニリデン（ＰＶＤＦ）をその材料として
いる。

【００７４】第１の接触電極７は、前記第１の実施形態
と同様に、複数の電極が所定のピッチで焦電体層２の幅
方向に一列に並んだ構造をしている。第２の接触電極３
０は、第１の接触電極７と同一のピッチで複数の電極が
一列に並んだ構造をしており、焦電体層２を挟んで第１
の接触電極７と対向する位置に配置されている。

【００７５】そして、第１の接触電極７と第２の接触電
極３０との間には制御回路９が設けられている。

【００７６】なお、第１の接触電極７及び第２の接触電
極３０は、前記第１の実施形態と同様に、１本の接触電
極を幅方向に往復移動させるような構造としてもよい。

【００７７】図５は、本発明の第４の実施形態に係る画
像記録装置の常温時における潜像電荷保持媒体１と接触
電極７、３０との接触部分を示す拡大図である。

【００７８】図５を参照すると、本実施形態に係る画像
記録装置では、常温時において、潜像電荷保持媒体１
（焦電体層２）の内部において分子の自発分極（分極分
子２１）が発生することにより、表面に分極電荷を有し
ている。

【００７９】ただし、空気中に存在する浮遊電荷や、導
電性ブラシ等の中和手段から供給された電荷が焦電体層
２の表側表面と裏側表面に付着して電気的な中和状態を
なしている。すなわち、焦電体層２の表側表面には負電
荷２２が付着し、裏側表面には正電荷２３が付着してい
る。

【００８０】潜像電荷保持媒体１が加熱手段３によって
加熱されると、潜像電荷保持媒体１（焦電体層２）の内
部では分極分子２１による分極電荷が加熱と共に消滅し
ていくため、焦電体層２の表側表面に付着している負電
荷２２と裏側表面に付着している正電荷２３とが、分極
電荷との間の静電的吸引力を失い、負電荷同士又は正電
荷同士が互いに反発して不安定な状態となっている。

【００８１】この状態で、第１の接触電極７と第２の接
触電極３０との間に設けられた制御回路９を閉じると、
焦電体層２の表側表面と裏側表面にそれぞれ付着してい
る負電荷２２と正電荷２３とが互いに瞬時に引き合い、
電荷中和がなされる。一方、第１の接触電極７と第２の
接触電極３０とが開いていると、電荷が移動できないた
め、電荷中和がなされない。このようにして、制御回路
９によって画像信号に応じて第１の接触電極７と第２の
接触電極３０との間を選択的に開閉させることにより、
電荷中和を選択的に行う。

【００８２】加熱が終了した後、潜像電荷保持媒体１を
自然冷却によって室温に戻すことにより、逆極性電荷に
よる潜像１８が形成される。なお、潜像電荷の形成、現
像等のプロセスについては、前記第１の実施形態と同様
の方法を用いることができ、これによって所望の画像記
録を行うことができる。

【００８３】

【実施形態５】図１、図２及び図６を参照して、本発明
の第５の実施形態について説明する。

【００８４】本実施形態に係る画像記録装置は、例えば
前記第１の実施形態に係る画像記録装置と同様の構成を
備える。

【００８５】図２を参照すると、本実施形態に係る画像
記録装置では、常温時において、潜像電荷保持媒体１の
焦電体層２の内部において分子の自発分極（分極分子２
１）が発生することにより、表面に分極電荷を有してい
る。

【００８６】ただし、空気中に存在する浮遊電荷や、導
電性ブラシ等の中和手段から供給される電荷（負電荷２
２）が焦電体層２の表面に付着し、電気的な中和状態を
なしている。

【００８７】図６は、本発明の第５の実施形態に係る画
像記録装置の加熱時における潜像電荷保持媒体１と接触
電極７との接触部分を示す拡大図である。

【００８８】図１及び図６を参照すると、潜像電荷保持
媒体１が加熱手段３によって加熱されると、潜像電荷保
持媒体１の焦電体層２の内部では分極分子２１による分
極電荷が加熱と共に消滅していくため、焦電体層２の表
面に付着している負電荷２２が、分極電荷との間の静電
的吸引力を失い、互いに反発して不安定な状態となって
いる。

【００８９】この状態で、接触電極７とアースとの間の
制御回路９を閉じると、焦電体層２の表面に発生してい
る負電荷が反発力により瞬時に移動して電荷中和がなさ
れる。一方、アースとの間が開いている接触電極７で
は、負電荷が接触電極７に移動してきてもアースまで移
動できないため、電荷中和がなされない。このようにし
て、制御回路９によって画像信号に応じて接触電極７と
アースとの間を開閉制御することにより、電荷中和を選
択的に行う。

【００９０】ここで、電荷中和を行わない電荷非中和領
域２５にあるアースに対して開いている接触電極７に対
して焦電体層２の表面に付着している負電荷２２と同極
性の負電位を与えるようにすると、付着した負電荷２２
の移動をより完全に防ぐことができる。

【００９１】具体的には、例えば焦電体層２を８０℃ま
で加熱した際に観察される表面電位と同程度の−８００
Ｖの電位を電荷非中和領域２５に印加する。なお、電荷
中和領域２４はアースに接地されて０Ｖが印加される。
これにより、焦電体層２の表面に付着した負電荷２２
の、アースに対して開いている接触電極７への移動が抑
制され、エッジのはっきりとした潜像が形成されて、結
果としてコントラストが高くボケのない良好な画像を得
ることができる。

【００９２】なお、本実施形態に係る画像記録装置で
は、接触電極７をアースに接続するようにしたが、これ
以外にも接触電極７を潜像電荷保持媒体１の裏面の導電
体層１１に接続するようにしてもよく、これにより導電
体層１１内にある正電荷２３を加熱と共に開放し、接触
電極７側の負電荷２２と引き合うようにして電荷中和を
行うこともできる。

【００９３】また、本実施形態に係る画像記録装置は、
前記第１の実施形態に係る画像記録装置と同様の構成を
備えるものとしたが、前記第４の実施形態に係る画像記
録装置と同様の構成を備えるようにし、電荷非中和領域
２５の裏側にある第２の接触電極３０に対して焦電体層
２の裏側表面に付着している正電荷２３と同極性の正電
位を与えるようにしてもよい。

【００９４】

【実施形態６】図１、図２及び図７を参照して、本発明
の第６の実施形態に係る画像記録装置について説明す
る。

【００９５】本実施形態に係る画像記録装置は、例えば
前記第１の実施形態に係る画像記録装置と同様の構成を
備える。

【００９６】図２を参照すると、本実施形態に係る画像
記録装置では、前記第５の実施形態と同様に、常温時に
おいて、潜像電荷保持媒体１の焦電体層２の内部におい
て分子の自発分極（分極分子２１）が発生することによ
り、表面に分極電荷を有している。ただし、空気中に存
在する浮遊電荷等によって表面電荷は全て中和されてい
るものとする。

【００９７】図７は、本発明の第６の実施形態に係る画
像記録装置の加熱時における潜像電荷保持媒体１と接触
電極７との接触部分を示す拡大図である。

【００９８】図１及び図７を参照すると、潜像電荷保持
媒体１が加熱手段３によって加熱されると、潜像電荷保
持媒体１の焦電体層２の内部では分極分子２１による分
極電荷が加熱と共に消滅していくため、焦電体層２の表
面に付着している負電荷２２が、分極電荷との間の静電
的吸引力を失い、互いに反発して不安定な状態となって
いる。

【００９９】この状態で、接触電極７とアースとの間の
制御回路９を閉じると、焦電体層２の表面に発生してい
る負電荷が反発力により瞬時に移動して電荷中和がなさ
れる。一方、アースとの間が開いている接触電極７で
は、負電荷が接触電極７に移動してきてもアースまで移
動できないため、電荷中和がなされない。このようにし
て、制御回路９によって画像信号に応じて接触電極７と
アースとの間を開閉制御することにより、電荷中和を選
択的に行う。

【０１００】ここで、電荷中和を行う電荷中和領域２４
にあるアースに対して閉じている接触電極７に対して焦
電体層２の表面に付着している負電荷２２と逆極性の正
電位を与えるようにすると、付着した負電荷２２の移動
をより促進させることができる。

【０１０１】具体的には、例えば焦電体層２を８０℃ま
で加熱した際に観察される表面電位と同程度の＋８００
Ｖの電位を電荷中和領域２４に印加する。さらに前記第
５の実施形態を適用して電荷非中和領域２５には−８０
０Ｖの電位を印加する。これにより、焦電体層２の表面
に付着した負電荷２２の、アースに対して閉じている接
触電極７への移動がより促進され、潜像電位が増加し
て、結果としてコントラストが高くボケのない良好な画
像を得ることができる。

【０１０２】なお、本実施形態に係る画像記録装置で
は、接触電極７をアースに接続するようにしたが、これ
以外にも接触電極７を潜像電荷保持媒体１の裏面の導電
体層１１に接続するようにしてもよく、これにより導電
体層１１内にある正電荷２３を加熱と共に開放し、接触
電極７側の負電荷２２と引き合うようにして電荷中和を
行うことができる。

【０１０３】また、本実施形態に係る画像記録装置は、
前記第１の実施形態に係る画像記録装置と同様の構成を
備えるものとしたが、前記第４の実施形態に係る画像記
録装置と同様の構成を備えるようにし、電荷中和領域２
４の裏側にある第２の接触電極３０に対して焦電体層２
の裏側表面に付着している正電荷２３と逆極性の負電位
を与えるようにしてもよい。

【０１０４】

【実施形態７】図１及び図８を参照して、本発明の第７
の実施形態に係る画像記録装置について説明する。

【０１０５】本実施形態に係る画像記録装置は、前記第
１の実施形態に係る画像記録装置と同様に、無端ベルト
状の潜像電荷保持媒体１と、近接電極２６と、制御回路
９と、加熱手段３と、現像手段としての現像器４と、転
写手段としての転写ローラ５と、定着手段としての定着
器１０と、を主要な構成として含む。

【０１０６】潜像電荷保持媒体１は、焦電体層２（厚さ
約３０μｍ）と導電体層１１（厚さ約５００オングスト
ローム）の２層からなるフィルムを無端状に形成したベ
ルトであり、導電体層１１は、導電ローラ８を介して常
に接地電位に保たれている。なお、焦電体層２、導電体
層１１の材料は、それぞれポリ弗化ビニリデン（ＰＶＤ
Ｆ）、アルミニウム（Ａｌ）である。

【０１０７】近接電極２６は、導電体部２７と、これを
コーティングしている多数の空孔２９を有する絶縁体層
２８と、から構成されている。

【０１０８】潜像電荷保持媒体１と近接電極２６の周囲
を一様に加熱する加熱手段３には、所定の温度となると
電気抵抗が大きくなり発熱量を抑制する性質を有する半
導体、例えばポジスタ（登録商標）を用いるとよく、こ
れにより温度制御回路を用いることなく自動的に設定温
度を行うことができる。なお、通常のニクロム線ヒータ
やハロゲンランプを発熱源とし、温度センサと温度制御
回路とを用いて温度設定を行うようにしてももちろんよ
い。

【０１０９】常温時においては、潜像電荷保持媒体１の
焦電体層２の内部において分子の自発電極（分極分子２
１）が発生することにより、表面に分極電極を有してい
る。

【０１１０】ただし、空気中に存在する浮遊電荷や、導
電性ブラシ等の中和手段から供給される電荷が焦電体層
２の表面に付着し、電気的に中和状態をなしている。す
なわち、焦電体層２の自発分極によって焦電体層２の表
面に発生する分極電荷を正電荷とし、この正電荷と等し
い量の負極性の真電荷（負電荷２２）が焦電体層２の表
面に付着して電気的に中和しているものとする。

【０１１１】図８は、本発明の第７の実施形態に係る画
像記録装置の加熱時における潜像電荷保持媒体１と近接
電極２６との接触部分を示す拡大図である。

【０１１２】図１及び図８を参照すると、潜像電荷保持
媒体１が加熱手段３によって加熱されると、潜像電荷保
持媒体１の焦電体層２の内部では分子分極２１による分
極電荷が加熱と共に消滅していくため、焦電体層２の表
面に付着している負電荷２２が、分極電荷との間の静電
的吸引力を失い、互いに反発して不安定な状態となって
いる。

【０１１３】この状態で、近接電極２６の導電体部２８
と潜像電荷保持媒体１の導電体層１１との間に設けられ
た制御回路９を閉じると、焦電体層２の表面に発生して
いる負電荷が互いに反発し、導電体層１１の電荷に引き
つけられることにより、負電荷２２が絶縁体層２８をリ
ークして瞬時に移動し、電荷中和がなされる。一方、潜
像電荷保持媒体１の導電体層１１との間が開いている導
電体部２７では、負電荷が導電体部２７に移動してきて
も潜像電荷保持媒体１の導電体層１１まで移動できない
ため、電荷中和がなされない。このようにして、制御回
路９における導電体部２７と導電体層１１との間を開閉
制御することにより、電荷中和を選択的に行う。

【０１１４】なお、本実施形態に係る画像記録装置で
は、近接電極２６の導電体部２７を潜像電荷保持媒体１
の裏面の導電体層１１に接続するようにしたが、これ以
外にもアースに接続するようにしてもよく、これにより
導電体層１１内にある正電荷が加熱と共に解放され、導
電体部２７の負電荷と引き合うために電荷中和を行うこ
とができる。

【０１１５】以上、本発明の実施の形態をいくつか説明
してきたが、本発明はこのような実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の原理に準ずる各種の実施の形
態を含む。

【０１１６】例えば、潜像の現像方法、現像剤の種類、
記録媒体への転写方法及び記録媒体への定着方法等につ
いては、前記各実施形態に係る画像記録装置で用いたも
のに限定されるものではなく、従来の電子写真記録方式
で一般的に用いられているような各種の方式を採用して
も同様の効果を得ることができる。

【０１１７】また、前記各実施形態に係る画像記録装置
では、潜像電荷保持媒体をベルト状としたが、ドラム
状、平板状等の各種の形状を採用しても同様の効果を得
ることができる。

【０１１８】さらに、前記各実施形態に係る画像記録装
置では、記録媒体として紙を想定しているが、それ以外
にも各種の記録媒体を採用することができる。また、記
録媒体に対する着色媒体の転写、定着は必ずしも必要で
なく、一時的に潜像電荷保持媒体上あるいは記録媒体上
に着色媒体を保持することにより、表示板等に一時的な
情報表示を行う機器への応用が可能である。

【０１１９】さらにまた、前記各実施形態に係る画像記
録装置では、着色媒体は全て着色粒子（粉体トナー）と
したが、液体トナー、液状インク等の各種の着色媒体を
採用しても同様の効果を得ることができる。

【０１２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像記録
装置によれば、焦電体層を有する潜像電荷保持媒体を一
様に加熱し、選択的に電荷中和を行って潜像を形成する
ため、加熱手段を用いて選択加熱を行う場合に比べて、
隣接画素の加熱手段からの伝熱や、前ラインの印字の際
の加熱手段の蓄熱の影響を受けない潜像形成が可能とな
り、周囲画素の印字の有無に拘わらず常に安定した画像
を形成することができると共に、簡単な構成で画像品質
に優れた画像記録を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像記録装置を
説明するための図である。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る画像記録装置の
常温時における潜像電荷保持媒体１と接触電極７との接
触部分を示す拡大図である。

【図３】本発明の第２及び第３の実施形態に係る画像記
録装置を説明するための図である。

【図４】本発明の第４の実施形態に係る画像記録装置を
説明するための図である。

【図５】本発明の第４の実施形態に係る画像記録装置の
常温時における潜像電荷保持媒体１と接触電極７、３０
との接触部分を示す拡大図である。

【図６】本発明の第５の実施形態に係る画像記録装置の
加熱時における潜像電荷保持媒体１と接触電極７との接
触部分を示す拡大図である。

【図７】本発明の第６の実施形態に係る画像記録装置の
加熱時における潜像電荷保持媒体１と接触電極７との接
触部分を示す拡大図である。

【図８】本発明の第７の実施形態に係る画像記録装置の
加熱時における潜像電荷保持媒体１と近接電極２６との
接触部分を示す拡大図である。

【図９】第２の従来例に係る画像記録装置を説明するた
めの図である。

【符号の説明】

１潜像電荷保持媒体２焦電体層３加熱手段４現像器５転写ローラ６記録紙７（第１の）接触電極８導電ローラ９制御回路１０定着器１１導電体層１２圧力ローラ１３ヒートローラ１４現像剤１５マグネットローラ１６スリーブ１７クリーナ１８トナー像１９潜像２０駆動手段２１分極分子２２負電荷２３正電荷２４電荷中和領域（潜像形成領域）２５電荷非中和領域２６近接電極２７導電体部２８絶縁体層２９空孔３０第２の接触電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】焦電体層を有する潜像電荷保持媒体と、該潜像電荷保持媒体を加熱する加熱手段と、前記潜像電荷保持媒体に当接して配置される接触電極
（「第１の接触電極」という）と、画像信号に応じて前記第１の接触電極と所定の電極との
間を選択的に開閉するための制御手段と、前記潜像電荷保持媒体上に形成される静電潜像を帯電さ
せた着色媒体で顕像化する現像手段と、を含むことを特徴とする画像記録装置。
【請求項２】焦電体層を有する潜像電荷保持媒体と、該潜像電荷保持媒体を加熱する加熱手段と、所定の電極に接続し前記潜像電荷保持媒体に当接可能に
配置される接触電極（「第１の接触電極」という）と、画像信号に応じて前記第１の接触電極を駆動し前記潜像
電荷保持媒体に対して選択的に接触／非接触させる駆動
手段と、前記潜像電荷保持媒体上に形成される静電潜像を帯電さ
せた着色媒体で顕像化する現像手段と、を含むことを特徴とする画像記録装置。
【請求項３】前記所定の電極が、前記焦電体層の裏面に
配置される導電体層であることを特徴とする請求項１又
は２記載の画像記録装置。
【請求項４】前記所定の電極が、前記第１の接触電極と
対向し前記潜像電荷保持媒体の前記焦電体層の裏面に当
接して配置される第２の接触電極であることを特徴とす
る請求項１又は２記載の画像記録装置。
【請求項５】画像信号の入力がないときに、前記第１の
接触電極に対し前記潜像電荷保持媒体の前記第１の接触
電極側の表面電荷と同極性の電圧を印加することを特徴
とする請求項１ないし４のいずれか一に記載の画像記録
装置。
【請求項６】画像信号の入力があるときに、前記第１の
接触電極に対し前記潜像電荷保持媒体の前記第１の接触
電極側の表面電荷と逆極性の電圧を印加することを特徴
とする請求項１ないし４のいずれか一に記載の画像記録
装置。
【請求項７】画像信号の入力がないときに、前記第２の
接触電極に対し前記潜像電荷保持媒体の前記第２の接触
電極側の表面電荷と同極性の電圧を印加することを特徴
とする請求項４記載の画像記録装置。
【請求項８】画像信号の入力があるときに、前記第２の
接触電極に対し前記潜像電荷保持媒体の前記第２の接触
電極側の表面電荷と逆極性の電圧を印加することを特徴
とする請求項４記載の画像記録装置。
【請求項９】前記第１の接触電極の代わりに、前記潜像
電荷保持媒体に近接して配置される近接電極を設け、空
中放電により前記潜像電荷保持媒体の表面電荷を取り除
くようにしたことを特徴とする請求項１ないし６のいず
れか一に記載の画像記録装置。
【請求項１０】前記第２の接触電極の代わりに、前記潜
像電荷保持媒体に近接して配置される近接電極を設け、
空中放電により前記潜像電荷保持媒体の表面電荷を取り
除くようにしたことを特徴とする請求項４、７及び８の
いずれか一に記載の画像記録装置。
【請求項１１】前記近接電極を導電体部と所定の貫通孔
を有する絶縁体層とから構成し、前記絶縁体層を前記潜
像電荷保持媒体に当接させるようにしたことを特徴とす
る請求項９又は１０記載の画像記録装置。
【請求項１２】前記第１の接触電極が、前記潜像電荷保
持媒体の幅方向に並設された複数の電極から構成される
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一に記載
の画像記録装置。
【請求項１３】前記第２の接触電極が、前記潜像電荷保
持媒体の幅方向に並設された複数の電極から構成される
ことを特徴とする請求項４、７及び８のいずれか一に記
載の画像記録装置。
【請求項１４】前記導電体部が、前記潜像電荷保持媒体
の幅方向に並設された複数の電極から構成されることを
特徴とする請求項１１記載の画像記録装置。