JP2003305877A

JP2003305877A - プリンタ

Info

Publication number: JP2003305877A
Application number: JP2002113941A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Hirabayashi; 光男平林
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-04-16
Filing date: 2002-04-16
Publication date: 2003-10-28

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、サーマル紙特に高保存紙に対して高
温高湿でも低温でも安定した印字品質に優れ、長寿命で
あるサーマル紙の搬送性を実現したプリンタを提供す
る。【解決手段】本発明のプリンタは、ロール紙から供給さ
れプラテンロールの圧力でサーマルヘッドの発熱抵抗体
と接触し発熱抵抗体から伝導したエネルギーで発色する
サーマル紙をプラテンロールの回転で搬送するプリンタ
において、ロール紙からサーマルヘッドまでの途中の紙
経路でサーマル紙の印字面に離型剤を塗布する事を特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱や油や水に対し
保存性の高い金券やチケットやレシート等を印刷するサ
ーマルプリンタに関し、特に搬送性を向上したプリンタ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリンタ構造は、図２のように円
筒状ロール紙がプリンタに内蔵されている。印字方法は
以下の通りである。サーマル紙はロール紙からプリンタ
の紙経路を経てサーマルヘッドで発熱信号に応じ印字さ
れ、プラテンロールの回転で排出される。近年チケット
や金券に印字面に高保存紙が使われてきた。

【０００３】しかし、前記高保存紙は基材の紙の印字面
に水性有機物のオーバーコート層が形成されている。そ
こで、夏場や香港など高温で多湿な使用環境では、サー
マルヘッドと吸湿したオーバーコート層がプラテンロー
ルの圧力を受けつつ走行するため、貼り付く（μ値＝無
限大）という問題が発生している。

【０００４】一方、冷凍環境で高保存紙をサーマルプリ
ンタで印字すると、溶けたオーバーコート層がサーマル
ヘッドと貼り付くと言うスティッキング現象が発生し課
題になっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これに対し、特開平５
−９２５９３号は、スティッキング対策に蓄熱し難い構
造で鮮明に印字させる提案をしている。これはスティッ
キング対策にはなるものの、吸湿して軟化した高保存紙
の貼り付き現象に対しての効果は期待できない。

【０００６】また、特開２０００−１４１７２９号は、
スティッキングと印字ムラ対策に、サーマルヘッドの保
護膜に凹みつけ、前記凹みに潤滑剤を保持する提案をし
ている。しかし、スティッキング対策には一定の効果が
考えられるが、凹みだけで貼り付き現象を解消出るとは
思えない。さらに凹み形状だけでは潤滑剤の効果の寿命
は、長くは望めないと思われる。

【０００７】本発明は、このような従来の技術課題を解
決するためになされたものであり、サーマル紙特に高保
存紙に対して高温高湿でも低温でも安定した印字品質に
優れ、長寿命なサーマル紙搬送性を実現したプリンタを
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のプリンタは、ロール紙から繰出されたサーマ
ル紙をプラテンロールとサーマルヘッドで挟持圧接し、
前記サーマルヘッドの発熱抵抗体から伝導したエネルギ
ーで発色する印字させるプリンタにおいて、ロール紙か
らサーマルヘッドまでの紙経路の途中に前記サーマル紙
の印字面に離型剤を塗布する離型剤塗布手段を設けた事
を特徴とする。上記構成により、高温高湿環境で吸湿し
たサーマル紙の表面が粘性を帯び、サーマルヘッドと貼
付作用を、サーマル紙の表面に塗工される離型剤の非粘
着性と高い接触角の物性で回避できる。

【０００９】また、離型剤がシリコーン系オイルである
ことも有効である。上記構成により、熱的に安定し高い
非粘着性をもつ離型剤が塗装する事が出来る。

【００１０】また、前記離型剤塗布手段は、繊維束や多
孔質や、前記繊維束と前記多孔質を収納した溝から成り
離型剤を保持しサーマル紙の印字面に供給する離型剤吸
蔵体であることを特徴とする。上記構成により、離型剤
を長時間継続的に少量を安定してサーマル紙に供給でき
る。

【００１１】また、プリンタ部品に離型剤を供給する機
構部品を設置したことを特徴とする。上記構成により、
既存のプリンタ構成部品の内、サーマル紙の表面と接触
する部品を離型剤が供給できるように改造することで塗
布が有効になり低コスト化が図られる。

【００１２】また、回転する紙経路部品が離型剤を含有
し供給することを特徴とする。上記構成により、回転す
る紙経路部品は遠心力で離型剤を外周方向に強制的に連
続して供給する事が出来、安定した離型剤塗布が可能と
なる。

【００１３】また、前記シリコーン系オイルの粘度が１
０ＣＰＳから５００００ＣＰＳまであることを特徴とす
る。上記構成により、印字面と常時接触することで、低
粘度から高粘度まで使われるサーマル紙の要求用途に応
じて塗布品質を変更出来る。

【００１４】また、低分子成分（ｎ＝３からｎ＝１１ま
で）を除いた前記シリコーン系オイルであることを特徴
とする。上記構成により、電気部品の一つであるサーマ
ルヘッドや周辺機器に対して、電気接点障害が懸念され
るシリコーン系オイルでも安心して使える。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照にして本発明に
係るプリンタの好ましい実施の形態を詳細に説明する。

【００１６】まず、サーマルプリンタの印字機構を順序
よく説明する。図１はサーマル印字方式プリンタの全体
図である。プリンタ筐体６のプリンタ上部のロール紙３
を装填するカバーを空けた状態で、ロール紙３が見え
る。カバーにはプラテンロール２がついて、カバーを閉
じた時サーマル紙１９を挟んでサーマルヘッド９と圧着
する。

【００１７】図２は紙経路８を持つロール紙保持体７の
斜視図である。前記ロール紙３を収納する空間を保持
し、紙経路８をサーマル紙１９の印字面が接触しながら
通過する。通常ロール紙３は、発色面が外側になるよう
に巻かれている。

【００１８】次に紙経路について説明する。図３は紙経
路８にサーマル紙１９の印字面が接触しながら印字が行
われているプリンタのロール紙保持体７の断面図であ
る。使い始めのロール紙４は、点線で示し、巻き数量が
減少したロール紙３を実線で示した。ロール紙３から繰
り出されたサーマル紙１９は、断面が曲率形状した紙経
路８を印字面が常時接触するように搬送する。搬送する
張力は、サーマルヘッド９とプラテンロール２との間に
加圧されながら挟まれているサーマル紙１９がプラテン
ロール２の回転力駆動力による。図示していないがサー
マルヘッド９の表面に存在する発熱抵抗体に所定の電気
信号が入力されると発熱し、サーマル紙１９の表面に塗
布されている発色層に伝わり、印字される。

【００１９】次に印字方向について説明する。発熱抵抗
体は一列に配列しサーマル紙１９の長さ方向に対し、直
角方向（横）に位置している。平行（縦）方向の印字は
プラテンロール２の搬送（紙送り）によって位置図付け
られ、結果縦横の平面として印字できる。つまり、紙送
り不良が発生すると印字つまり１７現象やスティッキン
グ不良１８のようになる。

【００２０】（実施例１）次に実施例１を図で示しなが
ら説明する。図４は本発明の実施例１のサーマル紙１９
に印字しているロール紙保持体７の断面図である。紙経
路８に潤滑油としてシリコーン油５を染み込ませたウイ
ック１を設置した。

【００２１】図７はウイック１の構造図である。ウイッ
ク１の潤滑油供給口１１からシリコーン油５は放出さ
れ、接触するサーマル紙１９の印字面に塗布される。ウ
イック１の潤滑油供給口１１は、複雑にからまっている
繊維束１３がむき出しになっていて、繊維束１３間に保
存されているシリコーン油５が表面張力と毛細管現象の
作用で、放出された量だけ内部間で移動を繰り返し安定
した供給方式を確立している。

【００２２】また、ウイック１は２層構造になってお
り、外周部は合成樹脂から出来ている被覆層１２を形成
し、シリコーン油５の蒸発や飛散やその他への流出を防
止している。この作用により、少量を含有しながらも長
時間で安定した潤滑油の供給が可能になった。

【００２３】印字面の上に薄い有機膜（オーバーコート
層）を形成し、殺傷性や耐油・耐水・耐塩ビ汚染性など
の保存性を向上した高保存紙を印字した。３４℃９５％
の高温高湿環境では、図１０のような印字つまり不良を
発生しなかった。

【００２４】一方、−１５℃の低温環境で前記高保存紙
を印字したが、スティッキング不良が発生しなかった。
耐久印字を実施例したが、サーマル紙１９の搬送性に問
題は無く正常な印字間隔を再現した。

【００２５】スティッキングとは、高保存紙とサーマル
ヘッド９が粘着と搬送を繰り返す現象で、印字の際オー
バーコート層の有機膜が溶融し、周囲の冷気で急激に固
着しサーマルヘッドに一部貼り付くと言う搬送不良を発
生すると考えられている。本発明の印字面にシリコーン
系オイルを塗布された高保存紙は、サーマルヘッド９へ
の貼り付きを回避する作用がありスティッキング現象は
起さなかったと考えられる。

【００２６】また、印字面に塗布されているシリコーン
油５は、約数十ミクロンメートル以下と薄くかつ均一の
ため、印字の濃淡や文字の輪郭の鮮明さなど発色特性に
何ら変化は見られず、良好な印字品質を表現できた。

【００２７】また、基材に発色層を形成した普通のサー
マル紙１９に対しても、本発明のプリンタで印字した
が、やはり印字の濃淡や文字の輪郭の鮮明さなど発色特
性に別段変更点は発見されず、通常な印字品質を表現で
きた。

【００２８】１レシート当たり２０行の印字密度のレシ
ート状態での印字耐久を実施した。１００００枚印字し
ても高温高湿環境下で印字不具合は見られなかった。

【００２９】図８にレシート発行枚数に対しサーマル紙
１９に塗布される量１５を測定した。結果、１００００
枚の印字後もシリコーン油５は途切れる事無く印字面に
供給された。

【００３０】シリコーン系オイルの粘度が１０ＣＰＳか
ら５００００ＣＰＳまでであることが望ましい。好まし
くは１０ＣＰＳから１０００ＣＰＳまでの低粘度が良好
である。一方ウイック１から放出されるシリコーン油量
が微量なため、サーマル紙１９へ薄くしか塗布出来な
く、サーマルヘッド９への熱伝導を妨げるまでには至ら
ない。

【００３１】さらに低分子成分（ｎ＝３からｎ＝１１ま
で）を除いたシリコーン系オイルであることが望まし
い。電子機器でもあるプリンタには、モーターなど接点
が多数存在し、シリコーン系オイルの低分子成分が電気
接点障害を誘発する恐れがある。評価結果をまとめて図
１２に示す。

【００３２】（実施例２）次に本発明の実施例２の説明
する。図５は実施例２のサーマル紙１９に印字している
ロール紙保持体７の断面図である。ウイック１の代わり
に回転する紙経路１０として、合成樹脂を軸にした連続
気泡の硬質スポンジを使用した。硬質スポンジの気泡密
度と気泡径に従い塗布量が決まり、硬質スポンジの硬度
に応じ耐久磨耗量が決まる。回転する紙経路１０は回転
速度に比例して内蔵するシリコーン油５が外周に移動
し、安定した潤滑剤の放出が可能になった。３４℃９５
％の高温高湿環境では、高保存紙でも普通サーマル紙で
も印字つまり不良を発生しなかった。

【００３３】一方、−１５℃の低温環境で前記高保存紙
を印字したが、スティッキング不良はみられなかった。
また、印字の濃淡や文字の輪郭の鮮明さなど発色特性に
何ら変化は見られず良好な印字品質を表現できた。

【００３４】１レシート当たり２０行の印字密度のレシ
ート状態での印字耐久を実施した。１００００枚印字し
ても高温高湿環境下で印字不具合は見られなかった。評
価結果をまとめて図１２に示す。

【００３５】（従来例１）次に模式図を参照しつつ従来
例１の説明を説明する。図３は従来例１のサーマル紙１
９に印字しているロール紙保持体７の断面図である。

【００３６】プラテンロール２の回転力で張力を受けた
サーマル紙１９は、のプラスチック製プリンタ部品であ
る紙経路８と常時接触するように搬送する。つまり、プ
ラテンロール２の紙送り時、サーマル紙１９がプリンタ
内部で脈動し、プラテンロール２に対し斜めの方向に紙
送りをする不良を防止するため紙経路８を設けている。
３４℃９５％の高温高湿環境では、印字つまり不良が発
生し、図１７のような斜行した印字が見られた。

【００３７】一方、−１５℃の低温環境で前記高保存紙
を印字したところ、スティッキング不良を発生した。サ
ーマルヘッド９との貼り付きと搬送の短時間繰り返しで
バリバリと言う音を発生した。印字例１８のようなまだ
らで判読出来ない印字品質であった。評価結果をまとめ
て図１２に示す。

【００３８】（従来例２）次に模式図を参照しつつ、従
来例２の説明を説明する。図６は従来例２のサーマル紙
１９に印字しているロール紙保持体７の断面図である。

【００３９】従来例１の紙経路８にシリコーン系オイル
を適量塗布した。

【００４０】３４℃９５％の高温高湿環境では、初期印
字つまり不良は見られなかった。しかし耐久印字を実施
したところ、図８にレシート発行枚数にたいしサーマル
紙１９に塗布される量１４を測定した。結果数十枚の印
字後、シリコーン油５は途切れ、貼り付き不良を発生し
斜行印字をした。紙経路８には、シリコーン系オイルの
残量は確認出来なかった。

【００４１】一方、−１５℃の低温環境で前記高保存紙
を印字したところ、やはり数十枚の印字後にスティッキ
ング不良を発生した。サーマルヘッド９との貼り付きと
搬送の短時間繰り返しでバリバリと言う音を発生した。
印字例１８のようなまだらで判読出来ない印字品質であ
った。評価結果をまとめて図１２に示す。

【００４２】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、高温
高湿環境で吸湿によりサーマルヘッド９に貼り付き不具
合が起こるサーマル紙１９でも、低温印字でのスティッ
キング問題の起きる高保存紙でも良好な搬送性を具備し
たプリンタを得ることができる。つまり、紙経路の途中に設けられた離型剤塗工部品の作用で、
サーマル紙１９の印字面に安定して離型剤を供給できる
ので、サーマル紙１９のヘッドへの貼り付きを防止でき
飛躍的に搬送性が向上した。つまり、印字貼り付きや印
字詰まり不具合が解消した。

【００４３】長繊維を束ねた構造のウイック１の毛細
管作用により、含まれる離型剤の粘度の応じ離型剤を長
期にわたり安定して少量が供給でき、供給寿命を長くし
ている。つまり、内部が空間が多く、合成樹脂で外部を
被覆しているウイック１は、低温でも高温でも飛散・蒸
発・分離をすることなく効率的に離型剤が使われる。

【００４４】回転する紙経路部品に離型剤をウイック
１や機構を考慮して内蔵したりや外部から供給したり、
サーマル紙１９の搬送抵抗を軽減している。つまり、既
存プリンタに対して追加部品の小型化でかつ低コストで
対応できた。

【００４５】使われる使用環境に応じ求められるシリ
コーン系オイルの粘度を幅広く選択でき、ベタツキやサ
ーマル紙１９の保存性を損なうことは無く鮮明で高い品
質の印字用紙を提供できる。

【００４６】低分子シロキサンをカットしたシリコー
ン系オイルを採用する事で、電気接点障害を皆無にでき
る。つまり、小型携帯型電子機器が日常生活に広く使わ
れている現代、他の機器にも配慮した構造であり、使用
後の廃棄でも燃えて水と二酸化炭素と石英粉末になり環
境に配慮した安心設計である。

【００４７】このような本発明プリンタは、離型剤を供
給する紙経路部品を採用することで、従来課題となって
いたスティッキング不良や貼り付き不具合が解消し、搬
送性が向上したことで、印字品質が向上し、安価に安定
したプリンタを得ることができる。

【００４８】これにより、印字詰まりや大きな印字障害
音などの大きな課題となっていたサーマルヘッドでの品
質問題が解消した。

【００４９】さらに、適応できる記録紙の範囲が汎用サ
ーマル紙１９からオーバーコート紙まで広がり、世界の
どの地域においても広く活用できる。ロバスト設計可能
なプリンタとして商品戦略の特徴化や設計の自由度の幅
を広げるなどキー技術の一つを解決した。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例のサーマル印字方式プリンタ全体図であ
る。

【図２】従来例の紙経路を持つロール紙保持体の斜視図
である。

【図３】従来例のサーマル紙に印字しているロール紙保
持体の断面図である。

【図４】実施例１のサーマル紙に印字しているロール紙
保持体の断面図である。

【図５】実施例２のサーマル紙に印字しているロール紙
保持体の断面図である。

【図６】従来例のサーマル紙に印字しているロール紙保
持体の断面図である。

【図７】実施例１で使用したウイックの断面構造図であ
る。

【図８】実施例１と従来例の塗布量の変化を表わした図
である。

【図９】正常な印字例である。

【図１０】印字つまりした印字例である。

【図１１】スティッキング不具合を発生した印字例であ
る。

【図１２】実施例と従来例の特性をまとめた図である。

【符号の説明】

１・・・ウイック２・・・プラテンロール３・・・ロール紙４・・・使い始めのロール紙５・・・シリコーン油６・・・プリンタ筐体７・・・ロール紙保持体８・・・紙経路９・・・サーマルヘッド１０・・・回転する紙経路１１・・・ウイックの潤滑油供給口１２・・・ウイックの被覆層１３・・・ウイックの繊維束１４・・・従来例の潤滑油の塗布量１５・・・本発明の潤滑油の塗布量１６・・・正常な印字例１７・・・印字つまりの印字例１８・・・スティッキングの印字例１９・・・サーマル紙

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロール紙から繰出されたサーマル紙をプ
ラテンロールとサーマルヘッドで挟持圧接し、前記サー
マルヘッドの発熱抵抗体から伝導したエネルギーで発色
する印字させるプリンタにおいて、ロール紙からサーマルヘッドまでの紙経路の途中に前記
サーマル紙の印字面に離型剤を塗布する離型剤塗布手段
を設けた事を特徴とするプリンタ。
【請求項２】前記離型剤がシリコーン系オイルである
ことを特徴とする請求項１記載のプリンタ。
【請求項３】前記離型剤塗布手段は、繊維束や多孔質
や、前記繊維束と前記多孔質を収納した溝から成り離型
剤を保持しサーマル紙の印字面に供給する離型剤吸蔵体
（以後、ウイックと言う）であることを特徴とする請求
項１から２に記載のプリンタ。
【請求項４】プリンタ部品に離型剤を供給する機構部
品を設置したことを特徴とする請求項１から３に記載の
プリンタ。
【請求項５】回転する紙経路部品が離型剤を含有し供
給することを特徴とする請求項１から４に記載のプリン
タ。
【請求項６】前記シリコーン系オイルの粘度が１０Ｃ
ＰＳから５００００ＣＰＳまであることを特徴とする請
求項１から５に記載のプリンタ。
【請求項７】低分子成分（ｎ＝３からｎ＝１１まで）
を除いた前記シリコーン系オイルであることを特徴とす
る請求項１から６に記載のプリンタ。