JP2927073B2 - 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
フィルムにレーザー光を照射することにより受像紙にイ
ンクを転写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】また、インクを昇華させるためにインクフ
ィルムに照射されるレーザービームの光エネルギーを少
なくすることができれば、それだけ転写効率の向上が達
成されるので、転写効率を向上させるべく、発明者は種
々の研究を行なった。研究の結果、従来では、インクフ
ィルムをプリントヘッドの搬送案内面に沿ってこれに接
触した状態で搬送させるようにしているので、インクフ
ィルムに照射されて光熱変換されて発生した熱エネルギ
ーがプリントヘッドに吸収されていることが判明した。
従来では、吸収される余分なエネルギーをも含めた強度
のレーザー光を照射しなければならなかった。そこで、
本発明は熱転写効率を向上させて、より少ない光エネル
ギーで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つつ、前
記インクフィルムにレーザー光を照射することによりイ
ンクを受像紙に熱転写する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により前記インクフ
ィルムと前記受像紙とを挟持するニップ部から離れて前
記インクフィルムと前記受像紙との間に隙間を有する位
置に、前記レーザービームの前記インクフィルムに対す
る照射位置を設定し、前記プリントヘッドに形成されて
前記インクフィルムの搬送を案内する搬送案内面に開口
部を、前記プリントヘッドに前記照射位置に対応させて
形成し、前記インクフィルムにレーザー光が照射される
際に前記インクフィルムの両面が前記プリントヘッドと
前記受像紙の何れにも接触せずに、前記インクフィルム
が宙に浮いた状態で転写を行なう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。プリントヘ
ッドに設けられたレーザー光の照射位置はニップ部から
ずれた位置に設けられているので、照射位置ではインク
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。更に、インクフィルムにレーザー光が
照射される位置では、インクフィルムはプリントヘッド
に対しても非接触となっており、インクフィルムで光熱
変換された熱エネルギーはインクフィルムから外部には
伝達されることなく、少ない熱エネルギーで効率良くイ
ンクが受像紙に転写される。

【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と対向してインクフィルム１８の搬送を案内
する搬送案内面は、図示するように、プラテンローラ１
３に向けて凸となって僅かに湾曲している。これによ
り、インクフィルム１８にテンションを加えたときに、
皺が起こらず、プリントヘッドの搬送案内面に対してイ
ンクフィルム１８が良好に密着する。プラテンローラ１
３とプリントヘッド１４とを、図１に示すように、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の搬送案内面に案内されて
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、転写部つまりりつ
まり照射位置Ｐが設けられている。この照射位置Ｐ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ＳＬＤ３０４Ｘ
Ｔ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、レーザービームの照射位置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、この位置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
つまり照射位置Ｐとの距離Ｘによって調整されることに
なる。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＜５０μ
ｍの範囲に設定することが好ましい。

【００１３】図１に示されるように、プリントヘッド１
４には、照射位置Ｐに対応させて、搬送案内面に開口す
る透光凹部３１が形成されている。この凹部３１は、図
１及び図２に示されるように、プリントヘッド１４の全
長にわたり、プラテン１３の回転中心Ｏに平行に溝を設
けることにより形成されている。したがって、インクフ
ィルム１８にレーザービームが照射される際には、イン
クフィルム１８の表裏両面がプリントヘッド１４と受像
紙２５の何れにも接触することなく、インクフィルム１
８が宙に浮いた状態で転写が行なわれる。これにより、
熱容量の小さいインクフィルム１８内で光熱変換された
熱エネルギーは、ほぼ室温を保っている熱容量の大きな
ガラス製のプリントヘッド１４に吸収されることなく、
効率良くインクを昇華させるためのエネルギーとして消
費される。このように、溝つまり凹部３１を形成するこ
とは、熱効率が向上するのみでなく、プリントスピード
の上昇にも寄与すると共に、レーザー光の透過部にイン
クフィルム１８を摩擦接触させないことから、プリント
ヘッド１４に対する傷や不純物の付着に起因する透過光
量の減少を防止する役目も果す。

【００１４】透光凹部３１の開口部のエッジ部分には、
図１に示されるように、円弧状のＲ部３２が形成されて
いる。このＲ部３２によって、インクフィルム１８の裏
面には傷が発生することが防止されると共に、インクフ
ィルム１８に付着した不純物が凹部３１内に溜まること
が防止される。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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は図示省略さ
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１
１、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
１３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１
３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。

【００１８】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。

【００１９】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、ニップ部Ｎと中心Ｏとを結ぶ線に直交する基準線Ｍ
と、照射位置Ｐ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の値
は、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。

【００２０】図５及び図６はそれぞれ本発明の他の実施
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。図５に示される場合には、プリントヘッド１４の照
射位置Ｐよりもインクフィルム１８の下流側に、段差部
を形成することによって、透光凹部３１が形成されてい
る。このように段差を形成する方が、図１に示されるよ
うに溝を形成するよりも凹部３１の加工が容易である。

【００２１】図６におけるプリントヘッド１４にあって
は、Ｒ部３２を含めて円弧面を連らならせた溝を形成す
ることによって透光凹部３１が形成されている。このよ
うに、凹部３１の形状としては、インクフィルム１８の
うちレーザー光Ｌが照射される部分が、受像紙２５のみ
ならず、プリントヘッド１４の搬送案内面にも接触しな
い形状であれば、種々の形状に設定することが可能であ
る。更に、プリントヘッド１４の形状としては、搬送案
内面が半円形状となる程度までその曲率半径を小さくし
ても良く、あるいは、搬送案内面を平坦としても良い。

【００２２】以上のように、ニップ部Ｎからずれた位置
に転写部ＰつまりレーザービームＬが照射される部分を
設定したので、プリントヘッド１４に案内されるインク
フィルム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。

【００２３】更に、インクフィルム１８から受像紙２５
に熱が逃げないのみでなく、プリントヘッド１４に透光
凹部３１を形成したことから、インクフィルム１８は宙
に浮いた状態となるので、熱エネルギーがインクフィル
ムの外にも逃げなくなり、染料の熱転写効率が向上し
た。また、熱転写効率の向上に伴なって、プリントスピ
ードを短縮することも可能となった。そして、インクフ
ィルム１８のうちレーザー光が照射される位置Ｐには、
プリトンヘッド１４が接触しないので、光学部材として
クリーンな状態を長期間保つことができ、透過光量の経
年変化を極力抑えることが可能となった。凹部３１の開
口エッジ部にはＲ部３２が形成されていることから、イ
ンクフィルム１８の裏面のコーティング材料や不純物が
掻き取られて凹部３１内に溜まるということが防止さ
れ、透過光量を減少させることが防止されるだけでな
く、プリントヘッド１４のクリーニング等のメインテナ
ンスの周期を長くすることができる。

【００２４】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、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。

【００２５】上述した実施例のプラテンローラ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。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
向下流側に照射位置Ｐを設けているが、搬送方向上流側
に照射位置Ｐを設けるようにしても良く、その場合に
は、上流側の照射位置に対応させて、プリントヘッド１
４に溝や段差等からなる凹部３１をニップ部Ｎの上流側
に形成する。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、インク
フィルムの表裏両面にはプリントヘッド等が接触してお
らず、インクフィルムが宙に浮いた状態でインクが受像
紙に転写されるようになっているので、熱エネルギーが
インクフィルムの外に逃げなくなり、インクの熱転写効
率が大巾に向上した。しかも、染料以外の不純物が受像
紙に転写されることなく、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。

【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】は本発明の更に他の実施例に係る熱転写記録装
置を示す断面図である。

【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、３１…透光凹部、３２
…Ｒ部、Ｎ…ニップ部、Ｐ…照射位置。

Claims (2)

(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つつ、
   前記インクフィルムにレーザー光を照射することにより
   インクを受像紙に熱転写する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により前記インク
   フィルムと前記受像紙とを挟持するニップ部から離れて
   前記インクフィルムと前記受像紙との間に隙間を有する
   位置に、前記レーザービームの前記インクフィルムに対
   する照射位置を設定し、 前記プリントヘッドに形成されて前記インクフィルムの
   搬送を案内する搬送案内面に開口部を、前記プリントヘ
   ッドに前記照射位置に対応させて形成し、 前記インクフィルムにレーザー光が照射される際に前記
   インクフィルムの両面が前記プリントヘッドと前記受像
   紙の何れにも接触せずに、前記インクフィルムが宙に浮
   いた状態で転写を行なうようにしたことを特徴とする熱
   転写記録装置。
2. 【請求項２】前記プリントヘッドに形成された前記開口
   部のエッジ部分を円弧状に形成したことを特徴とする請
   求項１に記載の熱転写記録装置。