JP2004098439A

JP2004098439A - 通電熱転写プリンタ

Info

Publication number: JP2004098439A
Application number: JP2002262697A
Authority: JP
Inventors: Yoshiichi Naito; 内藤　芳一
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2002-09-09
Filing date: 2002-09-09
Publication date: 2004-04-02

Abstract

【課題】リボンフィルムと電極との接触抵抗の変動による画像濃度の変動を防止して、常に安定した濃度で画像を再現できる通電熱転写プリンタを提供する。
【解決手段】本発明は、帰路電極層１３と抵抗層１５の２層構造を有するリボンフィルム１２の帰路電極層１３上に熱溶融性インク層３２を形成し、抵抗層１３に接触させた多数のドット状電極４０と帰路電極層１３との間で抵抗層１５を介して画像信号に応じて通電することにより抵抗層１５の通電領域を発熱させ、この熱が帰路電極層１３を介して熱溶融性インク層３２に伝わって溶融したインクを記録媒体に転写して画像を記録する通電熱転写プリンタであって、抵抗層１５に流れる電流を常に安定させるための電流安定化回路５０を各ドット状電極４０ごとに設けたことを特徴とする。
【選択図】　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通電熱転写プリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開平１０−２７８３３４号公報
【特許文献２】
実開平４−９８１４５号公報
【０００３】
従来、通電熱転写プリンタとして図１に示す構造のものが知られている。この通電熱転写プリンタ１０は、エンドレス状のリボンフィルム１２を備えている。リボンフィルム１２は、駆動ローラ１４、テンションローラ１６、電極ヘッド１８および従動ローラ２０によって内面を支持された状態で、駆動ローラ１４によって矢印Ａ方向に回転駆動されるようになっている。
【０００４】
電極ヘッド１８の先端には、リボンフィルム１２を挟んでプラテンローラ２２が矢印Ｂ方向に回転駆動可能に圧接されている。このプラテンローラ２２とリボンフィルム１２との間を、ガイド２４，２６に沿って矢印Ｃ方向に移動する記録媒体であるペーパＰが通過するようになっている。
【０００５】
従動ローラ２０と駆動ローラ１４との間のリボンフィルム１２の外面に接触してインクコータ３０が配置されている。インクコータ３０によってリボンフィルム１２の表面に溶融して液状化した熱溶融性インク層が例えば数μｍの厚みで均一塗布されるが、この熱溶融性インク層は塗布後の自然冷却または強制冷却によって電極ヘッド１８とプラテンローラ２２の対向位置に至るまでに固形化するようになっている。
【０００６】
図２に示すように、リボンフィルム１２は、例えばニッケル薄膜からなる外面の帰路電極層１３と例えば導電性ポリイミドからなる内面の抵抗層１５との２層構造を有する。熱溶融性インク層３２は、上述したようにリボンフィルム１２の外面すなわち帰路電極層１３上に形成される。帰路電極層１３は電源３４に電気的に接続されている。
【０００７】
リボンフィルム１２の内面すなわち抵抗層１５の表面に接触する電極ヘッド１８の先端には、例えば４００ｄｐｉの密度で多数のドット状電極４０が配列されている（図２では１つのドット状電極４０のみ図示する）。各ドット状電極４０は、トランジスタ４２のコレクタおよびエミッタを介してアースに接続されている。トランジスタ４２のベースは、制御信号およびパルス状画像信号が入力されるドライブ回路４４に電気的に接続されている。
【０００８】
以上のような構成からなる通電熱転写プリンタ１０では、或る１つのドット状電極４０について見ると、ドライブ回路４４に画像信号が入力されると、トランジスタ４２のベースに所定電圧が印加され、これによりトランジスタ４２のコレクタおよびエミッタ間が通電可能な状態になる。その結果、リボンフィルム１２において、帰路電極層１３から抵抗層１５を介してドット状電極４０に電流が流れて、抵抗層１５の通電領域が発熱する。この熱が帰路電極層１３を介して熱溶融性インク層３２に伝わり、ドット状電極４０にほぼ対応する大きさの領域でインクが溶融する。この溶融したインクがペーパＰに転写されてドットが形成される。このようなドットの集合によってペーパＰに画像が記録されることなる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した通電熱転写プリンタ１０では、リボンフィルム１２の抵抗層１５とこの抵抗層１５に当接するドット状電極４０との間の接触抵抗が大きく変化する。この接触抵抗の変化は、リボンフィルム１２の回転移動に伴って抵抗層１５とドット状電極４０とが摺動する際に生じる圧力変動や、抵抗層１５とドット状電極４０との接触状態の経時的変化などに起因するもので、１００Ω〜１０００Ω程度の範囲で変化する。このような接触抵抗の変化の度合いは、各ドット状電極４０によっても異なる。
【００１０】
抵抗層１５とドット状電極４０との間での接触抵抗が変動すると、それに応じて抵抗層１５を流れる電流も変化し、抵抗層１５での発熱量が異なってくる。このことは、熱溶融性インク層３２３の溶融状態が均一でなくなることを意味し、画像濃度が変動するという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明は、リボンフィルムと電極との接触抵抗の変動による画像濃度の変動を防止して、常に安定した濃度で画像を再現できる通電熱転写プリンタを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明は、帰路電極層と抵抗層の２層構造を有するリボンフィルムの前記帰路電極層上にインク層を形成し、前記抵抗層に接触させた多数のドット状電極と前記帰路電極層との間で前記抵抗層を介して画像信号に応じて通電することにより前記抵抗層の通電領域を発熱させ、この熱が前記帰路電極層を介して前記インク層に伝わって溶融または昇華したインクを記録媒体に転写して画像を記録する通電熱転写プリンタであって、前記抵抗層に流れる電流を常に安定させるための電流安定化回路を前記各ドット状電極ごとに設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の通電熱転写プリンタにおいて前記電流安定化回路は、電源に接続されたツェナーダイオードを、前記ドット状電極にドレインまたはソースが接続されたＦＥＴのゲートに接続して構成されてもよい。
【００１４】
また、本発明の通電熱転写プリンタでは、或るドット状電極について、隣接するドット状電極のオン・オフ状態に応じて電圧印加時間を変えるように、画像信号のパルス幅を制御する制御手段を設けてもよい。
【００１５】
さらに、本発明の通電熱転写プリンタでは、前記ドット状電極の周囲温度を検出する検出器を設け、前記検出器の検出結果に基づいて前記ドット状電極への電圧印加時間を変えるように画像信号のパルス幅を制御する制御手段を設けてもよい。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の通電熱転写プリンタによれば、前記抵抗層に流れる電流を常に安定させるための電流安定化回路を前記各ドット状電極ごとに設けたため、抵抗層とドット状電極間の接触抵抗が変化しても抵抗層を流れる電流を一定に保つことができる。これにより、抵抗層の通電領域における発熱量が各ドット状電極間で一定になり、その結果、インク層の溶融状態または昇華状態も各ドット状電極間で均一になるため、常に安定した濃度の画像を得ることができる。
【００１７】
また、本発明の通電熱転写プリンタにおいて前記電流安定化回路が、電源に接続されたツェナーダイオードを、前記ドット状電極にドレインまたはソースが接続されたＦＥＴのゲートに接続して構成されれば、ドライブ回路は通常トランジスタまたはＦＥＴで構成されているため、ドライバＩＣの製造プロセス自体を変更する必要がなく、ＩＣ製造時のマスクの変更のみで前記電流安定化回路を形成することができる。これにより、回路構成が複雑にならず、コスト増大を招くこともない。
【００１８】
また、本発明の通電熱転写プリンタにおいて、或るドット状電極について、隣接するドット状電極のオン・オフ状態に応じて電圧印加時間を変えるように、画像信号のパルス幅を制御する制御手段を設ければ、隣接するドット状電極による抵抗層の通電発熱がある場合には或るドット状電極による抵抗層の通電発熱量を抑えるように制御することができる。これにより、或るドット状電極により形成されるドットの大径化や高濃度化を抑えることができ、安定した画像濃度が得られる。
【００１９】
さらに、本発明の通電熱転写プリンタにおいて、前記ドット状電極の周囲温度を検出する検出器を設け、前記検出器の検出結果に基づいて前記ドット状電極への電圧印加時間を変えるように画像信号のパルス幅を制御する制御手段を設ければ、周囲温度の変化にかかわらず安定した濃度の画像が得られる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
本実施形態の通電熱転写プリンタの概略構成は、図１を参照して上述した通電熱転写プリンタ１０と同様であるため、同一部材には同一符号を使用することとしてここでの繰り返しの説明は省略し、前記通電熱転写プリンタ１０と異なる点を主として説明する。
【００２１】
図３に示すように、本実施形態の通電熱転写プリンタのリボンフィルム１２もまた、例えばニッケル薄膜からなる外面の帰路電極層１３と例えば導電性ポリイミドからなる内面の抵抗層１５との２層構造を有する。熱溶融性インク層３２は、リボンフィルム１２の外面すなわち帰路電極層１３上に形成される。帰路電極層１３は電源３４に電気的に接続されている。
【００２２】
リボンフィルム１２の内面すなわち抵抗層１５の表面に接触する電極ヘッド１８の先端には、例えば４００ｄｐｉの密度で多数のドット状電極４０が整列配置されている（図３では１つのドット状電極４０のみ図示する）。各ドット状電極４０は、トランジスタ４２のコレクタおよびエミッタを介して電流安定化回路５０にそれぞれ接続されている。電流安定化回路５０は、電源５２に抵抗５４を介して接続されたツェナーダイオード５６を、ドット状電極４０にトランジスタ４２を介してドレインが接続されたＦＥＴ５８のゲートに接続して構成される。なお、ツェナーダイオード５６のアノードおよびＦＥＴ５８のソースは、それぞれアースに接続されている。
【００２３】
トランジスタ４２のベースは、ドライブ回路４４に電気的に接続されている。ドライブ回路４４には、ＣＰＵ（制御手段）４６から制御信号およびパルス状画像信号が入力されるようになっている。ＣＰＵ４６には、ドット状電極４０の周囲温度を検出する検出器４８が接続されている。
【００２４】
このような構成を有する本実施形態の通電熱転写プリンタでは、或る１つのドット状電極４０について見ると、ＣＰＵ４６からドライブ回路４４に画像信号および制御信号が入力されると、トランジスタ４２のベースに所定電圧が印加され、これによりトランジスタ４２のコレクタおよびエミッタ間が通電可能な状態になる。
【００２５】
また、電流安定化回路５０では、ツェナーダイオード５６によってＦＥＴ５８のゲートに一定の電圧が印加されることにより、ＦＥＴ５８のドレインとソース間の電流を一定に保つことができる。これにより、リボンフィルム１５が矢印Ａ方向に走行する際に発生する抵抗層１５とドット状電極４０間の圧力変動や、抵抗層１５とドット状電極４０の接触状態の経時的変化などに起因して抵抗層１５とドット状電極４０間の接触抵抗が変化しても、帰路電極層１３から抵抗層１５を介してドット状電極４０に常に安定した一定電流が流れることになる。このことは、電流安定化回路５０が各ドット状電極４０ごとにそれぞれ設けてあるため、すべてのドット状電極４０について同様である。
【００２６】
リボンフィルム１２では、帰路電極層１３から抵抗層１５を介してドット状電極４０に電流が流れて、抵抗層１５の通電領域が発熱する。このときの通電電流は、上述したように電流安定化回路によって常に安定した一定電流に保たれるため、抵抗層１５の発熱量が安定する。
【００２７】
抵抗層１５の通電領域で発生して熱は帰路電極層１３を介して熱溶融性インク層３２に伝わり、ドット状電極４０にほぼ対応する大きさの領域でインクが溶融する。このとき、上述したように抵抗層１５の通電領域での発熱量が安定するために、インクの溶融状態が常に均一なものになる。この溶融したインクがペーパＰに転写されてドットが形成され、このようなドットの集合によってペーパＰに画像が記録されるが、熱溶融性インク層３２におけるインク溶融状態が常に均一であるために全ドットについて常に安定した濃度の画像が得られる。
【００２８】
このように本実施形態の通電熱転写プリンタによれば、抵抗層１５に流れる電流を常に安定させるための電流安定化回路５０を各ドット状電極４０ごとに設けたため、抵抗層１５とドット状電極４０間の接触抵抗が変化しても抵抗層１５を流れる電流を一定に保つことができる。これにより、抵抗層１５の通電領域における発熱量が各ドット状電極４０間で一定になり、その結果、熱溶融性インク層３２の溶融状態も各ドット状電極４０間で均一になるため、常に安定した濃度の画像を得ることができる。
【００２９】
また、電流安定化回路５０が、電源５２に接続されたツェナーダイオード５６を、ドット状電極４０にドレインが接続されたＦＥＴ５８のゲートに接続して構成されていることで、ドライブ回路は通常トランジスタまたはＦＥＴで構成されているため、ドライバＩＣの製造プロセス自体を変更する必要がなく、ＩＣ製造時のマスクの変更のみで電流安定化回路５０を形成することができる。これにより、回路構成が複雑にならず、コスト増大を招くこともない。
【００３０】
また、本実施形態の通電熱転写プリンタでは、或るドット状電極４０について、隣接するドット状電極４０のオン・オフ状態に応じて電圧印加時間を変えるように、ＣＰＵ４６によって画像信号のパルス幅を制御することができる。このようにすれば、隣接するドット状電極４０による抵抗層１５の通電発熱がある場合には或るドット状電極４０による抵抗層１５の通電発熱量を抑えるように制御することができる。これにより、或るドット状電極４０により形成されるドットの大径化や高濃度化を抑えることができ、安定した画像濃度が得られる。
【００３１】
さらに、本実施形態の通電熱転写プリンタでは、ドット状電極４０の周囲温度を検出器４８で検出し、その検出結果に基づいてドット状電極４０への電圧印加時間を変えるようにＣＰＵ４６によって画像信号のパルス幅を制御することができる。これにより、周囲温度の変化にかかわらず安定した濃度の画像が得られる。具体的には、室温２０℃のときドット状電極４０の周囲温度は２０〜５０℃の範囲で変化するが、検出器４８による検出温度が例えば５０℃のときの画像信号のパルス幅を２０℃のときの画像信号のパルス幅の７０％とする。
【００３２】
なお、本実施形態の電流安定化回路５０はツェナーダイオード５６とＦＥＴ５８で構成されるようにしたが、抵抗層１５の通電電流を安定化させる手段はこれに限らず、種々の構成を採用することができる。例えば、抵抗層電流を検出する直列抵抗を設けて、その抵抗層電流の変化をドライブ回路４４またはＣＰＵ４６にフィードバックすることにより抵抗層電流を一定にする方式としてもよい。
【００３３】
また、本実施形態の通電熱転写プリンタでは、帰路電極層１３からドット状電極４０に電流を流すようにしたが、これとは逆に、ドット状電極４０から帰路電極層１３に電流を流すようにドット状電極４０側に電源を設けてもよい。この場合には、トランジスタ４２のコレクタとエミッタ、および、ＦＥＴ５８のドレインとソースのそれぞれの接続関係が逆になる。
【００３４】
さらに、本実施形態では熱溶融性インクを用いた通電熱転写プリンタについて説明したが、本発明はリボンフィルムにおける発熱によって昇華する熱昇華性インクをリボンフィルム上に層状に形成または塗布した通電熱転写プリンタにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】通電熱転写プリンタの概略構成図。
【図２】従来の電圧印加回路を示す図。
【図３】本実施形態の電圧印加回路を示す図。
【符号の説明】
１０…通電熱転写プリンタ、１２…リボンフィルム、１３…帰路電極、１５…抵抗層、１８…電極ヘッド、３０…インクコータ、３２…熱溶融性インク層、４０…ドット状電極、４４…ドライブ回路、４６…ＣＰＵ（制御手段）、４８…検出器、５０…電流安定化回路、５２…電源、５４…抵抗、５６…ツェナーダイオード、５８…ＦＥＴ。

Claims

帰路電極層と抵抗層の２層構造を有するリボンフィルムの前記帰路電極層上にインク層を形成し、前記抵抗層に接触させた多数のドット状電極と前記帰路電極層との間で前記抵抗層を介して画像信号に応じて通電することにより前記抵抗層の通電領域を発熱させ、この熱が前記帰路電極層を介して前記インク層に伝わって溶融または昇華したインクを記録媒体に転写して画像を記録する通電熱転写プリンタであって、前記抵抗層に流れる電流を常に安定させるための電流安定化回路を前記各ドット状電極ごとに設けたことを特徴とする通電熱転写プリンタ。
前記電流安定化回路は、電源に接続されたツェナーダイオードを、前記ドット状電極にドレインまたはソースが接続されたＦＥＴのゲートに接続して構成されることを特徴とする請求項１に記載の通電熱転写プリンタ。
或るドット状電極について、隣接するドット状電極のオン・オフ状態に応じて電圧印加時間を変えるように、画像信号のパルス幅を制御する制御手段を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の通電熱転写プリンタ。
前記ドット状電極の周囲温度を検出する検出器を設け、前記検出器の検出結果に基づいて前記ドット状電極への電圧印加時間を変えるように画像信号のパルス幅を制御する制御手段を設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の通電熱転写プリンタ。