JP2927024B2 - 熱転写記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインクフィルムと受像紙
とをプラテンとプリントヘッドとの間に搬送し、インク
フィルムのインクを受像紙に転写することにより受像紙
に画像を形成するようにした熱転写記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱転写記録装置に使用されるインクフィ
ルムとしては、プリントヘッドによりインクフィルムの
インクを加熱溶融して受像紙に接着させる溶融型のフィ
ルムと、プリントヘッドによりインクフィルムのインク
を昇華させて受像紙に接着させる昇華型フィルム等があ
る。昇華型のインクフィルムとしては、これにレーザー
ビームを照射させることによってインクを昇華させるよ
うにしたタイプのインクフィルムがある（特開平２−２
０２４８８号公報）。この公報に示されたインクフィル
ムにあっては、インクフィルムと受像紙との密着を防止
するために、何れか一方にスペーサービームを含有させ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の熱昇華型のイン
クフィルムを使用した熱転写記録装置においては、受像
紙とインクフィルムとに対してプリントヘッドとプラテ
ンとにより、受像紙とインクフィルムとに大きな圧力を
加えている。しかしながら、昇華型のインクフィルムを
使用した従来の熱転写記録装置にあっては、レーザービ
ームを使用してインクを昇華させるようにしたタイプの
インクフィルムを使用した場合であっても、受像紙の表
面に約２μｍ程度の凹凸があることから、ボイドと言わ
れる白抜け現象が発生することがあった。このボイドが
発生するのは、受像紙の凸部には染料層のインクが効率
良く染色されるのに対して、凹部にはインクフィルムと
の間にギャップが存在するために凸部に比べて染料の転
写効率が低いためであると考えられる。また、インクフ
ィルムの染料層には染料以外のバインダー等が含有して
いるために、これらが不純物として記録紙に転写される
ことがあり、これが画像ムラを発生させる原因となって
いる。したがって、主として昇華型のインクフィルムを
使用した熱転写記録装置においては、前記ボイドの発生
を防止させると共に、不純物が転写されることに起因す
る転写ムラの発生を防止して高品質の画像を受像紙に再
現し得るようにすることが、今日における解決すべき技
術的課題となっている。

【０００４】そこで、本発明はボイドと言われる白抜け
現象の発生を防止すると共に、画像ムラの発生を防止し
て、高品質の画像を受像紙に形成し得るようにすること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、昇華型のインクフィルムと受像紙とをプリ
ントヘッドとプラテンとにより挟持して搬送し前記受像
紙に画像を形成するようにした熱転写記録装置におい
て、前記プリントヘッドと前記プラテンとの両対向面の
少なくとも一方を円弧状に形成し、前記プリントヘッド
と前記プラテンとによって形成され前記インクフィルム
と受像紙とを挟持するニップ部からずれた位置に位置さ
せて、前記プリントヘッドに転写部を設け、前記受像紙
が前記インクフィルムに対して非接触の位置で前記受像
紙に画像を形成するようにしたことを特徴とする熱転写
記録装置である。

【０００６】

【作用】受像紙はプラテンとプリントヘッドとにより形
成されるニップ部で挟持されて搬送される。プラテンと
プリントヘッドの相互の対向面の少なとくも何れか一方
は円弧状に形成され、プリントヘッドに設けられた転写
部はニップ部からずれた位置に設けられているので、転
写部にはインクフィルムと受像紙との間にギャップが形
成されることになり、受像紙にはインクフィルムと非接
触の状態で画像形成がなされる。

【０００７】

【実施例】以下、図示する本発明の実施例に基いて本発
明を詳細に説明する。図１〜図３は本発明の一実施例に
係る熱転写記録装置を示す図であり、図２に示されるよ
うに、相互に所定の間隔を隔てて配置された２つの支持
板１１、１２には、プラテンローラ１３が図示しないベ
アリングを介して回転自在に取付けられている。このプ
ラテンローラ１３は図示しないモータにより駆動される
ようになっており、図１に示されるように、コア部１３
ａとこれの外周に設けられたゴム材層１３ｂとを有し、
回転中心は符号Ｏで示されている。ゴム層１３ｂの厚さ
は約１mmで、プラテンローラ１３の真円度が高くなるよ
うに、アスカー規格で硬度６０度以上のゴム材が使用さ
れている。このプラテンローラ１３に隣接してガラス板
製のプリントヘッド１４が配置されており、図示する場
合には、プリントヘッド１４はプラテンローラ１３の上
側に位置している。

【０００８】プリントヘッド１４の下面つまりプラテン
ローラ１３と対向する面には、供給ロール１６から繰り
出され巻き取りロール１７に巻き取られることになるイ
ンクフィルム１８が案内されて移動するようになってい
る。インクフィルム１８は、ゴム製のピンチロール２１
とこれにインクフィルム１８を介して押圧するキャプス
タンローラ２２とにより駆動されて、図１において矢印
Ａで示す方向に移動する。これらのローラ２１、２２は
巻き取りロール１７とプリントヘッド１４との間に位置
している。また、プリントヘッド１４と供給ロール１６
との間には、金属製のテンションローラ２３とこれに対
してインクフィルム１８を介して押圧するゴム製のテン
ションローラ２４とが設けられ、これらのローラ２３、
２４には図示しない滑りクラッチが内蔵されており、イ
ンクフィルム１８には、これに張力を付加するための制
動力が加えられている。

【０００９】プラテンローラ１３には、プリントヘッド
１４に対向するほぼ半円の部分に接触して受像紙２５が
案内され、このプラテンローラ１３の回転により受像紙
２５が、インクフィルム１８の移動と同期して搬送され
るようになっている。プラテンローラ１３の回転中心Ｏ
に対して、ほぼ１８０°の位相を以て２つの紙押えロー
ラ２６、２７が受像紙つまり被作像用紙２５を介してプ
ラテンローラ１３に押圧している。このプラテンローラ
１３の回転に伴なう受像紙２５の搬送方向を示すと、矢
印Ｂの通りである。

【００１０】プリントヘッド１４の下面つまりプラテン
ローラ１３と対向する面は図示するように平坦となって
おり、プラテンローラ１３のうちプリントヘッド１４と
対向する上面は円弧状となっている。したがって、プラ
テンローラ１３とプリントヘッド１４とを相互に接触さ
せると、ニップ部Ｎが形成される。このニップ部Ｎの幅
は約１mm程度に設定されている。インクフィルム１８は
プリントヘッド１４の平坦な対向面に案内されて搬送さ
れ、受像紙２５は円弧状の対向面に案内されて搬送され
るので、これらは搬送に伴って、ニップ部Ｎに向けてま
ず相互に接近し、ニップ部Ｎで接触した後に、この部分
を過ぎて相互に離反することになる。

【００１１】図１に示するように、ニップ部Ｎの中心か
らインクフィルム１８と受像紙２５の搬送方向下流側
に、ストロークＸだけずれた位置に、転写部Ｐが設けら
れている。この転写部Ｐには、波長８１０ｎｍのレーザ
ービームＬが、光学系２８によってインクフィルム１８
の光熱変換層で焦点を結ぶように設定されている。レー
ザー光源としては、高出力半導体レーザーで、例えば、
ソニー（株）のＳＬＤ３０４ＸＴを使用する。上記波長
のレーザービームＬのガラス製プリントヘッド１４の表
面での反射が少なくなるように、プリントヘッド１４の
表面には金属蒸着膜等塗布することによって反射防止処
理が施されている。一方、プラテンローラ１３は、受像
紙の染料受容効率つまり画像濃度を上げるために、所定
の温度に上昇させることが望ましい。

【００１２】このように、転写部Ｐがニップ部Ｎの中心
からずれた位置に設けられていることから、転写部Ｎに
おいては、インクフィルム１８と受像紙２５との間に、
寸法Ｙのエアーギャップが形成され、受像紙２５にはイ
ンクフィルム１８のインクが非接触の状態で転写され
る。このエアーギャップＹの値は、プラテンローラ１３
の回転中心Ｏと、レーザービームＬの光軸つまり転写部
Ｐとの距離Ｘによって調整されることになるが、図示す
る場合には、０＜Ｙ＜２００μｍの範囲でこの値Ｙを調
整し得るようになっており、高品質の画像を受像紙２５
に形成するには、この値を５＜Ｙ＜５０μｍの範囲に設
定することが好ましい。

【００１３】図４はインクフィルム１８と受像紙２５の
構成を示す図であり、インクフィルム１８は、例えば、
ポリエチレンテレフタレート等により形成されレーザー
光Ｌの波長では吸収の少ないベースフィルム１８ａの上
に、例えばカーボン等から形成される吸収の大きい光熱
変換層１８ｂと、高分子結合材中に染料が分散された色
剤層１８ｃとが塗工されている。一方、受像紙２５は、
例えばポリエステル、コンデンサー紙等の基材２５ａの
上に、例えば、ポリカーボネート、ポリウレタン等の染
料を受容する受像層２５ｂを塗工してある。

【００１４】レーザー光Ｌがインクフィルム１８の光熱
変換層１８ｂで焦点を結ぶと、光熱変換剤が発熱して、
その熱が色剤層１８ｃへ伝わる。色剤層で昇華性染料が
熱によって励起されると、それまで固体として高分子結
合剤中にあったものが気化して外へ飛び出す。その時、
非常に近い位置に受像層２５ｂがあると、飛び出した昇
華性染料は受像剤にトラップされ、結果的に受像層２５
ｂに染着される。受像層２５ｂは染着された後、一度室
温レベルまで冷却されるのが好ましい。それは、染料と
受像剤との結合を強くして、再び染料が熱を受けても再
昇華しないようにするためである。このことは、特に、
３〜４色の重ね合せによるカラープリンターでは、次の
色を染着する際に、受像紙２５は再び熱にさらされるの
で、カラーバランスを保つために大切なこととなる。。
これにより、第１台板部１１及び隔壁部１３により区画
形成される第１収容室１６と、第２台板部１２及び隔壁
部１３により区画形成される第２収容室１７とがケーシ
ング１０内に形成されている。

【００１５】次に、図２を参照してプラテンローラ１３
の中心Ｏと光軸との距離Ｘと、エアーギャップの幅Ｙと
を調整する手順について説明する。図示するようにプラ
テンローラ１３とプリントヘッド１４は相互に押し付け
られた状態となっており、プラテンローラ１３のゴム材
１３ｂが押圧によって変形し、ある幅のニップ部Ｎが形
成されている。ただし、図２においては、プラテンロー
ラ１３とプリントヘッド１４との間に挾まれた状態で搬
送されるインクフィルム１８と受像紙２５は省略されて
いる。したがって、図２においては、受像紙２５が巻き
付けられた状態であると想定する。２つの支持板１１、
１２には、レーザービームＬを検出するためのフォトセ
ンサーＨが取付けられており、このセンサーＨの位置に
レーザービームＬが主走査ラインＳの方向に走査され
る。このセンサーＨの取付け位置は、プラテンローラ１
３の回転中心Ｏに対して、距離Ｚとなるように調整され
ている。エアーギャップの幅Ｙは、プラテンローラ１３
の回転中心Ｏと主走査ラインＳとの距離Ｚによって決ま
るが、ニップ部Ｎ内に主走査ラインＳが位置すると、エ
アーギャップの幅ＹはＯになってしまうので、Ｚの値は
必ず、ニップ部Ｎの幅の１／２よりも大きな値とする。

【００１６】主走査ライン位置の調整は、光学系の調整
によって行なわれるが、その時走査されるレーザービー
ムＬの主走査ラインＳが左右のフォトセンサーＨの中心
を通るようにする。フォトセンサーＨは、受光素子の上
にスリットを設ける等の手段により、素子の中心をレー
ザービームＬが横切ったときに出力電圧が最大となるよ
うに設定されている。このように、左右の両フォトセン
サーＨがそれぞれ最大出力となるように調整すれば、既
にフォトセンサーＨとプラテンローラ１３の中心Ｏとの
位置関係が調整済みであるので、最適のエアーギャップ
の幅Ｙとなる位置をレーザービームＬが走査することに
なる。

【００１７】図３を参照して、上述した値Ｘ、Ｙの関係
を説明すると、受像紙２５が巻き付けられた状態におけ
る受像紙２５を含めたプラテンローラ１３の半径をＲと
し、中心Ｏを通ると共にプリントヘッド１４の対向面に
平行な基準線Ｍと、この対向面との間の寸法をａとし、
基準線Ｍと受像紙２５の表面との交点までの距離をｂと
すると、Ｙ＝ａ−ｂとなる。そして、ａ＝Ｒであるの
で、ｂの値は以下の式で求められる。 ｂ＝（Ｒ² −Ｘ² ）^1/2 このようにして、エアーギャップＹの値が求められる
が、実際には、プラテンローラ１３のゴム層１３ｂのへ
こみ分を差引いた寸法となる。

【００１８】図５は本発明の他の実施例に係る熱転写記
録装置を示す図であり、前記実施例における部材と共通
する部材には同一の符号が付されている。この場合に
は、プリントヘッド１４の下面つまりプラテンローラ１
３と対向する面も半円形状となっている。また、このプ
リントヘッド１４も図２に示されたものと同様に主走査
ラインＳの方向に受像紙２５の幅以上の長さを有してい
る。プリントヘッド１４は、インクフィルム１８をベー
ス面から押してプラテンローラ１３へ押し当てる役割と
インクフィルムの光熱変換層に光学系からのレーザービ
ームを集光させる役割を有している。プリントヘッド１
４の円弧状の対向面には、ここにインクフィルム１８の
背面が強く接触するので、ヘッド１４に硬い材料を使用
するか、表面に耐摩耗処理が施されている。この場合に
おける上述した値Ｘ、Ｙの関係を、図６を参照して示す
と、巻き付けられた受像紙２５を含めたプラテンローラ
１３の半径をＲ1 とし、プリントヘッド１４の円弧面の
半径をＲ2 とし、円弧面の中心Ｏ2 から転写部Ｐを通る
延長線とプラテンローラ１３の回転中心Ｏを通る基準線
Ｍとの交点までの距離をａとし、更に、基準線Ｍと両中
心を結ぶ線とのなす角度をθａとし、プラテンローラ１
３の転写部Ｐに対応する位置と中心Ｏ1 を通る線と基準
線Ｍとのなす角度をθｃとし、前記延長線上における各
々の円周面までの距離をそれぞれｂ、ｃとすると、エア
ーギャップの値Ｙは、Ｙ＝ａ−（ｂ＋ｃ）となる。そし
て、ａ＝Ｘ・tan θa となり、ｂ＝Ｒ2 なので、ｃ＝Ｒ
1 ・sin θc となる。このようにして、ａ〜ｃの値から
エアーギャップＹの値が求められる。

【００１９】以上のように、プリントヘッド１４とプラ
テン１３との相互の対向面の少なくとも一方を円弧状に
形成し、ニップ部Ｎからずれた位置に転写部Ｐつまり図
示する場合にはレーザービームＬを照射する部分を位置
させたので、プリントヘッド１４に案内されるインクフ
ァルム１８とプラテン１３に案内される受像紙２５と
が、相互に離れた位置で画像の形成がなされる。これに
より、インクフィルム１８の色材層１８ｃと受像紙２５
の表面とが相互に非接触の状態で染料の転写がなされる
ことになる。したがって、染料以外の不純物が受像紙に
転写されることがなくなり、画像ムラの発生が防止され
て高品質の美しい画像が再現された。また、受像紙２５
の表面の凹凸寸法はエアーギャップＹの寸法に比して相
対的に小さくなる結果、この凹凸の影響をまともに受け
ることがなくなり、従来のように、接触式において発生
していたボイドつまり白抜けの現象がなくなるという観
点からも高品質の画像を再現することが可能となった。
更に、インクフィルム１８から受像紙２５に熱が逃げな
いので、熱効率が向上した。インクフィルム１８内には
発熱素子が含有されているので、レーザービームを照射
する場合には、サーマルヘッドを使用する場合と異な
り、プリントヘッドとプラテンとの間に大きな圧力を加
えなくても昇華染料に熱が効率良く伝わることになっ
た。その結果、駆動系の負荷が小さくなり、装置を軽量
かつコンパクト化することが可能となった。また、イン
クフィルムのベース厚さもサーマルヘッドを使用する場
合と異なり、熱効率に関係しないので、厚くできる結
果、装置の製造と装置内でのインクフィルムのハンドリ
ングが容易になった。

【００２０】上述した実施例にあっては、光熱変換層を
インクフィルム１８内に含有させているが、プリントヘ
ッド１４の対向面に光熱変換層をコートして発熱させる
ようにすれば、光熱変換層を有しない従来のインクフィ
ルムを使用することが可能である。また、プラテンロー
ラ１３に代えて、対向面が平坦となったプラテンを使用
することも可能である。更に、レーザービームによりイ
ンクフィルムを発熱させることなく、発熱素子をプリン
トヘッドの対向面に設けるようにしても良い。また、図
示実施例においては、ニップ部Ｎに対して、受像紙２５
とインクフィルム１８との搬送方向下流側に転写部Ｐを
設けているが、搬送方向上流側に転写部Ｐを設けるよう
にしても良い。更に、インクフィルムと受像紙とが相互
に非接触の状態でインクが受像紙に転写されるのであれ
ば、図示したようにレーザービームを使用しない場合に
も本発明を適用することができる。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、染料以
外の不純物が受像紙に転写されることなく、しかもボイ
ドの発生も防止されるので、高品質の画像を再現するこ
とが可能となった。また、プラテン等を駆動する駆動系
の負荷が小さくなり、装置の軽量化とコンパクト化が達
成された。

【図面の簡単な説明】

【図１】は本発明の一実施例に係る熱転写記録装置を示
す断面図、

【図２】はインクフィルム等を省略した状態における図
１の平面図、

【図３】は図１及び図２に示された熱転写記録装置にお
けるニップ部の中心に対する転写部の位置とギャップと
の関係を示す説明図、

【図４】はインクフィルムと受像紙の構造を示す断面
図、

【図５】は本発明の他の実施例に係る熱転写記録装置を
示す断面図、

【図６】は図５に示された熱転写記録装置におけるニッ
プ部の中心に対する転写部の位置とギャップとの関係を
示す説明図。

【符号の説明】

１３…プラテンローラ、１４…プリントヘッド、１８…
インクフィルム、２５…受像紙、Ｎ…ニップ部、Ｐ…転
写部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 昇華型のインクフィルムと受像紙とをプ
   リントヘッドとプラテンとにより挟持して搬送し前記受
   像紙に画像を形成するようにした熱転写記録装置におい
   て、 前記プリントヘッドと前記プラテンとの両対向面の少な
   くとも一方を円弧状に形成し、 前記プリントヘッドと前記プラテンとによって形成され
   前記インクフィルムと受像紙とを挟持するニップ部から
   ずれた位置に位置させて、前記プリントヘッドに転写部
   を設け、前記受像紙が前記インクフィルムに対して非接
   触の位置で前記受像紙に画像を形成するようにしたこと
   を特徴とする熱転写記録装置。