JPH0443795B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、転写リボンの加熱を利用する非衝撃
式のサーマル印刷システムのインク補給装置に関
する。用紙の局所領域に熱が発生されてその熱発
生領域にリボンからのインクが転写される。

例えば抵抗性リボンを複数個の点電極と、広い
接触領域の１個の電極とに接触させることによつ
て局所加熱が得られる。その点電極への電圧パル
スの印加中、その付近の電流密度が高くなること
によつて強い局所加熱が生じ、これによつてリボ
ンから、用紙又はリボンに接触する他の基板にイ
ンクが転写される。

［従来技術］ プリンタの分野でインクを補給することは、選
択的に行なえる標準設計の１つである。米国特許
第4253775号は、本発明の好適な実施例で使用さ
れる類のサーマル印刷システムでインクを補給す
る装置を開示している。そのリボン基板は、導電
性の粒子…その米国特許ではグラフアイト…で充
填されたポリイミドである。ポリイミドは本発明
の好適な実施例の基板の材料である。インク補給
に適用されるインクは、粉末や液体等であり、適
当なインク層として滑らかにされるよう処理され
る。

米国特許第4236834号は抵抗性リボンの性質を
有する無端ベルトを開示している。これはその無
端ベルトの抵抗層用の物質としてカーボンで充填
されたポリイミドを具体的に開示している。ポリ
イミドは本発明の好適な実施例の抵抗層用の物質
である。この特許では、感熱用紙が無端ベルトと
接触されるようにもたらされる際そのベルトが移
動される。そしてインク層を用いるというよりは
用紙の性質を利用して像が表わされるように印刷
される。米国特許第4350449号は、インクが普通
紙などに転写される際に抵抗性リボンで印刷が生
じることを開示している。

米国特許第3963340号は、文字その他の像奪が
インクリボンから与えられ、印刷ステーシヨンへ
向かう連続バンド上に移され、印刷ステーシヨン
でそれらが完全に転写される技法を開示してい
る。この特許はまた印刷ステーシヨンを通り過ぎ
た印刷バンドを清掃するためひつかきブレードを
もつ清掃ステーシヨン（その特許の第７Ａ図）を
教示する。

米国特許第3377598号はインクを移し、そのイ
ンクが局所加熱からの爆発現象によつて印刷され
ることを教示する。そのインクは供給部で加熱さ
れ、連続バンドに挾持ローラのところで与えられ
る。その挾持ローラは放熱用のフインによつて冷
却される。この連続バンドは網目状のスクリーン
である。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来は、サーマルプリンタのリボンを使い切る
と、リボン全体を取替える必要があつたので、経
済性が高くなかつた。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の好適な一実施例態様は、キヤリア上に
装着された印刷用電極を担持する印刷ヘツドを有
する。このキヤリアは印刷しようとする典型的な
用紙の幅の大部分に股がつて延びる或る長さの印
刷リボンに沿つて移動する。この一般的な構成
は、標準設計の範囲内のものである。米国特許第
3989131号はそのような全体的なシステム構成を
教示することを示す。

本発明の１つの主要な側面は、インクを補給す
るためにサーマルリボンを基板に与えられるイン
クの薄層乃至積層体を使用することである。これ
はその２つを接触させることによつて為され、接
触点に熱を与えることによつて補助され得る。
IBM Technical Disclosure Bulletin、Vol.25、
No.４、1983年９月号の第2151頁乃至第2152頁には
「Multi−Hew Ribbon Manufacturing Process
（複数個の切取りリボン製造プロセス）」が開示さ
れるが、これはロールや差のある温度を利用して
積層体からのインクを基板に転写することを開示
している。これはリボン製造プロセスの一部とし
て説明され、インク補給式の印刷システムでの機
能としては説明されない。

本発明によれば、インク補給媒体もリボンであ
るサーマル印刷技法を用いたインク補給式の印刷
システムの全体的な構成が得られる。その供給イ
ンクはスプール等として設けられ、抵抗性のイン
ク補給用の連続体のリボンへの供給インクの移し
換えは圧力による係合を利用する。この移し換え
は熱の助けを措りても良い。典型的には、インク
補給の際、その受取側が加熱される。何故なら熱
で溶融されるインクは、それが接触する部材即ち
エレメント上でその供給側にとどまろうとするか
らである。

この補給用のインク積層体は自己支持性であつ
ても良いが、典型的には中間の分離物質でもつて
巻きつけられることになろう。自己支持性のイン
クは、分離物質から剥がされ、そのインクだけが
導体層と係合させられる。そのインクが導体層に
移し換えられる以前で且つ十分に粘性をもたない
ところではその積層体は剥がれることがない。本
発明の一実施態様のプリンタシステムを好適な視
点からみると、その中間物質は、印刷ステーシヨ
ンを通り過ぎた位置に進められ、そこで印刷リボ
ンを完全に清掃するのを助ける１つの手段として
使用される。

この印刷リボンは印刷ステーシヨンで熱を与え
るのに使用される連続バンドである。そのバンド
の一方の側にあるインクには、そのバンドの他方
の側にある印刷ヘツドから生じる或るパターンの
熱が与えられるのである。印刷しようとする任意
の文字を印刷できるだけの幅を有する積層体状の
インクが、バンドにもたらされ、それに接触する
よう加圧される。そのインクはバンドの外側の面
に転写され、そしてバンドが移動して行くと、そ
のインクは印刷ステーシヨンにもたらされる。そ
こでは印刷ヘツドがそのインクの選択された部分
を溶かし、印刷を生じさせる。それからバンドは
第２のステーシヨンに移動し、そこでバンド全体
が清掃される。

ブラシ型のクリーナーなども本発明の範囲内で
あるが、本発明の好適な一実施態様では清掃ステ
ーシヨンに、そのインクを好む基板物質をもたら
す技法を用いている。インクが最初に与えられる
ときその基板の前面は、インクの積層体を担持す
るか又は少なくとも接触している。好適には、基
板の裏側が、例えば粗いきめをもつようにすれば
そのインクにとつて好ましい。基板の裏側は、イ
ンクが供給された後、圧力を用いてその残りのイ
ンクと接触させられる。好適には、上記の圧力の
ほかその積層体のプリンタのバンド側に与えられ
る熱を補助的に用いることができる。その基板
は、受取領域に収容され、後で廃棄される。

［実施例］ 図示のプリンタは、連続で、無端の再使用可能
なプリンタリボンバンド１を有する。これは印刷
を生じる領域の全幅にわたつて真直ぐに延びてい
る。印刷される用紙３等はリボン１の広がつてい
る場所の付近に通常のプラテン５などで背面から
支持されるようにして保持される。プラテン５は
目的に合わせて平坦であつても丸くなつていても
良い。印刷エレメント７は、従来どおり印刷しよ
うとする行に沿つて移動する。これは像を形成し
ようとする選択領域に熱を生じる。

本発明が、どのような型のサーマル印刷にも適
用できることは明らかであろう。この熱が印刷エ
レメント７で発生されても良いが、そのときはリ
ボンが支持体としてまたその外面のインクに熱伝
導体として働らくだけである。しかしここで考え
られている好適な実施例では、上述の米国特許第
4350449号などに開示される抵抗性リボン技術を
用いている。即ちリボンが抵抗層をもち、印刷ヘ
ツドが抵抗層へ電流を供給する電極を含んでい
る。このリボンの抵抗層の特性は、リボン内部で
熱を発生することである。この熱は、リボン上に
担持されるインクに非常に近いところで発生さ
れ、高品質の印刷を生じる。

この実施例のプリンタは、リボン１のための印
刷エレメント７の供給側に室９を設ける。この室
の中にリボン１が緩く保持される。リボン１は室
９から垂直なガイド１１を経て導き出され、そし
て印刷しようとする用紙３の幅を横切るように真
直ぐに延び出す。それは垂直なガイド１３によつ
て供給室１５の中に案内され戻される。供給室１
５の入口にある給送ローラ１７及び１９が回転し
て、リボン１を必要に応じて動かす駆動力を与え
る。供給室１５もリボン１を緩く保持し、これに
よつてリボンにたるみを与える。たるみが与えら
れるのは、給送ローラ１７及び１９と後述の他の
ローラによつて積極的にリボンが駆動される地点
相互間である。

インク供給部２１は、印刷動作時に熱で溶ける
固体のインクをスプールの形態で含む。このイン
クは、リボン１の幅よりも一般に僅かに狭い幅の
インク積層体２３を有する。インク供給部２１
は、合成のポリマ、クラフト紙等でできていても
よい薄層乃至積層体２５を有する。中間積層体２
５は、滑らかな表面と粗い背面とを有し、上記イ
ンク積層体２３は、この粗い背面上に、剥離自在
に貼着されている。

具体的には、中間の積層体２５は、10ミクロン
の厚さの普通のポリエチレンフイルムであること
が望ましい。粗い面は、フイルムを傷つけないよ
うに打撃時に制御しつつグリツトブラスト法を用
いることにより或いは化学的食刻法を用いること
により得られる。他の表面処理技法で粗い面を作
つてもよい。通常のポリエチレンテレフタレート
フイルムは６ミクロン位に薄くできる。そして清
掃目的で粗さを与える特別の表面処理を施さなく
ても満足できる清掃を行なえるように見える。

スプール状のインク供給部２１は、室２７に装
着され、室９の入口にある２個のローラ２９及び
３１の挟持部の中に巻き解かれる。積層体２５
は、図示のとおりローラ２９及び３１相互間の入
口の前でインク積層体２３から剥される。これは
インクが自己支持性である好ましい場合の状況で
ある。自己支持性のインクとして好適なものは、
本出願ともに米国特許出願した「自己支持性サー
マルインク」と題するものに開示されている。

挟持ローラ３１は、それ自体を適度に加熱する
ため抵抗を利用した小さなヒータ又はその同等物
を含む。一方、ローラ２９は、それ自体が室温に
近い温度に維持されるようかなり大きな中空部を
もつとともに内部のフイン３３等を含む。これは
熱によつてインクを軟化させプリンタリボン１に
付着させる。このような付着のための主要な仕組
は、特に基板ローラ２９及び３１に入る前に分離
される場合、圧力を付与することと、再使用可能
なリボンの表面になじみ易いインクの固有の付着
力ととである。好適な実施例での再使用可能なリ
ボンの表面は、下記のとおりでニツケルの金属導
電層である。ローラ２９は、熱で柔くされるイン
ク２１がローラ２９の表面にとどまろうとしがち
なので、冷たい状態に維持される。

ローラ２９及び３１は、ブリンタリボン１がロ
ーラ１５及び１９によつて給送されるとき回転駆
動される。インク積層体２３及びリボン１はロー
ラ２９及び３１の回転作用によつて進められる。
インク供給部２１からのインクは室９内のリボン
１に移され、印刷に使用できる用意が備う。

リボン１の各回の移動と同時に、巻取室３９の
入口にある挟持ロール３５及び３７もリボンと同
じ量移動するよう駆動される。挟持ローラ３７は
内部から加熱され、挟持ローラ３５は中空で且つ
内部に冷却用フイン３６を有し、これによつて室
温付近に維持されるようにしている。インク供給
部２１の内側の紙積層体２５は、プリンタを横切
るように案内溝４３を介して案内され、挟持用ロ
ーラ３５及び３７の中にもたらされる。フイルム
状の積層体２５の粗い背面は、リボン１の外側即
ちインクの存在する側と接触する。ローラ３７の
ところの熱により差動効果が生じ、これによつて
インクが積層体２５に付着しようとする。印刷後
に残るそのインクは積層体に完全に移し換えら
れ、室３９の中に詰込まれる。最後的には室３９
の中味が用済みとして捨られる。必要ならローラ
３５及び３７の領域でブラシによる清掃が有効で
あろう。

非常に効果的で経済的なプリンタシステムが上
記の構成によつて達成される。印刷は高速であつ
てよいが、印刷ステーシヨンのところで関係する
印刷技法によつてのみ制限される。その清掃効果
によりリボンは高品質の像を生じるため長期間に
亘つて有用である。

好適には、再使用可能なリボン１が、導電性カ
ーボンで充填されたポリイミドの抵抗層を有し、
300乃至1500Ω／口の抵抗を与える。具体的には、
厚さ37ミクロンで500Ω／口が好ましい。この積
層体にはその後約100オングストロームの厚さの
二酸化シリコンという第２の層が任意の従来技法
で積層される。この二酸化シリコンは、基本的に
は1981年12月22日に米国特許出願された米国特許
出願第333349号に記載されたものである。導電性
の高い中間層がアース復帰路として作用するよう
抵抗性リボンによる印刷には必要である。従つて
抵抗性リボン１の第３の層として100オングスト
ロームの厚さの純粋なニツケル層が真空付着によ
り与えられる。ニルケルの代りに他の金属即ち容
易に酸化せず高融点の金属を使用してもよい。ニ
ツケル層がプリンタの清掃ステーシヨンで繰返し
摩耗を受けるので、非常に薄いことが望ましい保
護層が最後の層のところで与えられる事が望まし
い。これは充填材の入つていないポリイミド又は
２ミクロン未満の厚さのその抵抗層に匹敵する他
の物質である。

上記の実施例に示すようにインクを再補給する
前にリボンを完全に清掃すれば、常に平均で且つ
高品質の印刷を提供できる。

［発明の効果］ 本発明では、サーマルプリンタのリボン全体が
交換されるのではなくインクだけが交換されるの
で経済性が著しく改善される。サーマルプリンタ
は、印刷を非常に高速化できる潜在能力をもつの
で、リボン全体を何度も取り替える方式を回避で
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明によるプリンタのリボン及び印刷
ステーシヨンを概略的に示す斜視図である。 １…リボンバンド、７…印刷エレメント、２１
…インク供給部、２３…インク積層体、２５…積
層体、２９，３１…ローラ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流動状態でないインクを熱で流動状態にして
   印刷を行なうサーマルプリンタであつて、 印刷用リボンを構成する無端バンドと、 任意のパターンの印刷を行なう為に所与のパタ
   ーンで上記無端バンドを加熱する印刷ステーシヨ
   ンと、 上記流動状態でないインクの積層体を有すると
   共に上記無端バンドと別体のインク供給体と、 インクが供給されるべき上記無端バンドの一部
   及び上記インク積層体の一方を他方に対して押圧
   するとともに無端バンドの上記一部を加熱するこ
   とにより、上記無端バンドに対し、上記インク積
   層体の流動状態でないインクを連続的に供給する
   手段とを備えて成るサーマルプリンタにおいて、 上記インク供給体は、その一方の面上に上記イ
   ンク積層体が剥離自在に貼着された、中間積層体
   を更に有し、 上記インク積層体は上記中間積層体から剥離さ
   れた後に上記供給手段により上記バンドに供給さ
   れ、且つ、 当該サーマルプリンタは更に、上記バンドに対
   して供給されるべきインク積層体が剥離された上
   記中間積層体の上記一方の面と、印刷後であつて
   インク供給前の上記無端バンドとを相互に押圧す
   るとともに該無端バンドを加熱することにより該
   無端バンドのインク面を清掃する清掃ステーシヨ
   ンを備えて成ることを特徴とする、サーマルプリ
   ンタ。 ２ 前記インク供給体の前記中間積層体の前記一
   方の面は粗く、且つ、他方の面は滑らかであり、
   且つ、 上記インク供給体の前記インク積層体と上記中
   間層との貼着物はスプールの形態で保持されると
   共に、印刷の為に前記無端バンドに上記インク積
   層体が供給されるときに巻き出される、特許請求
   の範囲第１項記載のサーマルプリンタ。 ３ 前記無端バンドは電気抵抗性であり、且つ、
   前記印刷ステーシヨンには、上記無端バンドに電
   流を供給して熱を発生せしめる電極を備えた印刷
   ヘツドが配備され、且つ、 上記無端バンドの前記インク面は、ニツケルの
   金属導電層である、特許請求の範囲第１項記載の
   サーマルプリンタ。 ４ 前記インク積層体の幅は前記無端バンドの幅
   よりも僅かに狭幅である、特許請求の範囲第１項
   記載のサーマルプリンタ。 ５ 前記印刷用リボンを構成する前記無端バンド
   は、少なくとも前記印刷ステーシヨンにおいて、
   印刷されるべき用紙の幅を横切るように延在す
   る、特許請求の範囲第１項記載のサーマルプリン
   タ。