JPH0485050A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、感熱転写記録方式による画像形成装置に関す
る。

（従来の技術） 近年、動作時の騒音がなく、低コスト化、小形軽量化か
容易で操作性、保守性にも優れているため、感熱転写記
録方式によるプリンタやファクシミリ等の画像形成装置
か広く普及しつつある。

この感熱転写方式は、一般に、シート状の支持体の上に
熱溶融性のインク層を設けた感熱転写材（以下、インク
リボンと呼ぶ。）を用い、このインクリボンをサーマル
ヘッドなどにより選択的に加熱してインク層を溶融させ
、溶融させたインクを記録媒体上に転写することで加熱
形状に応した画像の記録を行うものである。

ところで、従来のインクリボンでは、表面の平滑性が悪
い記録媒体に対して印字品質が低下するという問題があ
った。そこで、表面の平滑性が悪い記録媒体に対しても
良好な印字が行えるようにするため、熱溶融性のインク
層内、または別に設けた層内に熱膨張性の粒子（以下、
マイクロカプセルと呼ぶ。）を分散させたインクリボン
を用いた画像形成装置が開発されている。この画像形成
装置では、インクリボンがサーマルヘッドにより加熱さ
れたときに、インク層が溶融するとともにマイクロカプ
セルが膨脹し、その圧力により溶融したインクが記録媒
体に押付けられるようにして付着させられるため、表面
の平滑性の悪い記録媒体に対しても良好な印字か行える
。

ここで、このようなマイクロカプセルを含有させたイン
クリボンで良好な印字を行うには、マイクロカプセルを
十分に膨脹させることか要求される。そのためには、膨
脹に適した温度領域で所定の時間継続して加熱すること
か好ましい。

しかしながら、従来の画像形成装置は、上述したような
発熱特性を持たせることができず、短時間とは言えサー
マルヘッドを必要以上に発熱させていたり、マイクロカ
プセルの膨脹に適した温度領域である時間が短いために
膨脹が不十分であったりした。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、従来の画像形成装置にあっては、イン
クリボンを印字に適した温度で所定時間維持して加熱す
ることが難しかったため、マイクロカプセルの膨脹か不
十分てあったり、サーマルヘッドが必要以上に高い温度
にまで発熱していたりしていた。そのため、良好な印字
が行えなかったり、サーマルヘッドの寿命が短いなどの
課題かあった。

また、印字品質の向上のためたけてなく、階調記録を実
現するためにも、インクリボンを任意の温度領域で所定
時間加熱できることか求められている。

本発明は、かかる問題点を解決すべくなされたもので、
感熱転写材を印字に適した温度領域を維持して加熱する
ことができる画像形成装置を提供するものである。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明は、支持体上に記録媒体に向けて、少なくとも熱
溶融性インク層を有しかつ熱膨張性粒子を含有する転写
面が設けられた感熱転写材と、前記支持体側から前記感
熱転写材を選択的に加熱する加熱手段とを備える画像形
成装置において、一画点を形成するにあたり、前記加熱
手段に少なくとも最初のパルスの幅か可変とされた複数
のパルスで加熱のためのエネルギが印加されるものであ
る。

（作　用） 本発明では、一画点を形成するにあたり、加熱手段に少
なくとも最初のパルスの幅か可変とされた複数のパルス
で加熱のためのエネルギが印加される。よって、最初の
パルスで印字に適した温度近辺まで上昇し、続くパルス
でほぼその温度を維持する。

従って、感熱転写材を印字に適した温度領域で十分な時
間加熱することができ、マイクロカプセルを確実に膨脹
させることができる。また、加熱手段が必要以上の温度
に達することがないので、加熱手段の寿命が延びる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

画像形成装置 第１図は、本発明の一実施例に係わる画像形成装置１０
の断面図である。以下にその構成を説明する。

記録紙カセット６０は記録紙Ｐを収納するものである。

また、この記録紙Ｐの搬送機構として、カセット６０か
ら記録紙Ｐを送り出す取出し機構７０、カセット６０か
ら取出された記録紙Ｐを一枚ずつ分離して搬送する分離
機構９０．ＰＥＴ　（ポリエチレンテレフタレー斗）、
ポリイミド等の誘電体が表面に形成され、記録紙Ｐをそ
の表面に吸着しつつ搬送するドラム１００、ドラム１０
０に記録紙Ｐを押し付けるピンチローラ１１０、ドラム
１００から記録紙Ｐを剥がす剥離爪１３０、トレイ１５
０上に記録紙Ｐを排出する排紙機構１４０がある。

また、ドラム１００の周囲には、記録紙Ｐの先端及び後
端を検知する記録紙検知センサ１２０、−色のみのプリ
ントを行うモノクロ・プリント機構３００、カラー・プ
リントを行うカラー・プリント機構６００が配置されて
いる。

さらに、画像形成装置１０には外部からの画像信号を受
は入れるインターフェイスと装置全体の制御を司る電気
回路２００、装置各部の電源を供給する電源２８０及び
装置の各種操作を行うためのコントロールパネル２９０
か設けられている。

次に、上記構成において動作を説明する。記録紙Ｐは取
出し機構７０、分離機構９０により記録紙カセット６０
から一枚づつ取出され、ピンチローラ１１０とドラム１
００の吸着作用により図中矢印で示す方向に回転するド
ラム１００に巻付けられる。

次いで、−色のみのプリントの場合は、モノクロ・プリ
ント機構３００でプリントされた後、剥離爪１３０によ
りドラム１００から剥がされ、排紙機構１４０によりト
レイ１５０上に排出される。

一方、多色プリントの場合は、図示しないソレノイドに
より剥離爪１３０が破線で示したドラム１００から離れ
た位置に移動し、記録紙Ｐは、モノクロ・プリント機構
３００でプリントされることなくドラム１００に巻付け
られたままカラー・プリント機構６００に至り、まず、
第一色目がプリントされる。さらに、ドラム１００の回
転によりカラー・プリント機構６００で第二色目、第三
色目が、モノクロ・プリント機構３００で黒色がプリン
トされた後、実線の位置に移動した剥離爪１３０により
記録紙Ｐはドラム１００から剥がされてトレイ１５０上
に排出される。

以下、各部の構成と動作を詳細に説明する。

モノクロ・プリント機構 第２図は、モノクロ・プリント機構３００を示す断面図
である。以下、その構成を説明する。

インクリボン４００は、図示を省略したが、熱により軟
化・溶融する熱溶融性インク層、加熱により急激に膨張
するマイクロカプセル、これらの支持体としてのベース
フィルムから構成されている。

インクリボン４００は、その一端が供給ロール３１０上
に巻かれ、供給ローラ対３３０．３３０に挟持され、予
熱ヒータ３４０に接触し、圧縮コイルばね３５０により
付勢されたサーマルヘッド３６０とドラム１００の間、
及び回収ローラ対３７０．３７０に挟持されて、他端が
回収ロール３８０上に巻き取られている。

供給ローラ対３３０．３３０は、図示しないモタに直結
されて駆動され、回収ローラ対３７０．３７０及び回収
ロール３８０は図示しない滑りクラッチを介して駆動さ
れる。これらのインクリボン搬送部の搬送速度は、滑り
クラッチによる滑りが無い時に、ドラム１００の周速〉
回収ローラ対３７０．３７０及び回収ロール３８０の搬
送速度〉供給ローラ対３３０．３３０の搬送速度の関係
となっており、滑りクラッチによりインクリボン４００
に一定の張力が付与されるように構成されている。また
、インクリボン４００の搬送速度を規定する供給ローラ
対３３０．３３０の搬送速度は、ドラム１００の周速に
対し、０．１〜０．９倍に設定されるが、特に０．２〜
０．５倍の範囲に設定することが好ましい。

サーマルヘッド３６０の先端部には、発熱抵抗体（図示
路。）が設けられており、画像信号に基づきインクリボ
ン４００を加熱する。

圧縮コイルばね３５０は、通常の加圧力より小さい値で
サーマルヘッド３６０をドラム１００に対し付勢してお
り、その値は２０〜１５０　　ｇ／　ｃｍに設定される
が、特に５０〜１００ｇ／ａｍとすることが好ましい。

予熱ヒータ３４０は、記録紙Ｐの幅より長い抵抗体３４
１をセメント３４２で包み固め、さらにその外側を摩擦
抵抗の少ないテフロンシート３４３で覆ったものである
。予熱ヒータ３４０の表面温度は、インクリボン４００
と接触する面の側面に取り付けられた温度制御用のサー
ミスタ３４４により、インクリボン４００のインク融点
より低い温度にコントロールされる。

なお、３６７は、サーマルヘッド３６０の駆動回路が実
装される駆動回路実装部である。

次に、上記構成のモノクロ・プリント機構３００におい
て動作を説明する。

ドラム１００に巻き付けられた記録紙Ｐがサーマルヘッ
ド３６０に到達するまでは、モノクロ・プリント機構３
００を駆動するモータは停止しており、インクリボン４
００はドラム１００に対して相対的に滑った状態とされ
ている。そして、記録紙検知センサ１２０からの検知信
号と電気回路２００内の遅延タイマにより、記録紙Ｐが
す〜フルヘッド３６０に到達した時点で、モータが回転
し、供給ローラ対３３０，３３０、回収ローラ対３７０
．３７０及び回収ロール３８０は、インクリボン４００
をドラム１００より遅い速度で搬送する。また、記録紙
検知センサ１２０からの検知信号と電気回路２００内の
遅延タイマにより、記録紙Ｐがサーマルヘッド３６０を
通過し終わったとき、モータは停止され、インクリボン
４００の搬送が止まる。

行間などのプリントしない非画像部に対しては電気回路
２００からの制御で、インクリボン４００の搬送が一時
的に停止される。

インクリボン４００は、サーマルヘッド３６０に至る直
前で予熱ヒータ３４０によりインク融点より若干低い程
度の温度にまで加熱された後、サーマルヘッド３６０に
よりインク融点より高い温度にまで加熱され、熱溶融し
たインクが熱膨張したマイクロカプセルにより記録紙Ｐ
に押付けられてプリントされる。

従って、サーマルヘッド３６０による加熱か少なくても
良好な転写画像を得ることかでき、高速記録も可能であ
る。

コントロールパネル 次に、コントロールパネル２９０について説明する。

第３図は、コントロールパネル２９０の構成を示す平面
図である。

同図に示すように、コントロールパネル２９０は、スタ
ートキー２９１、記録紙選択キー２９２ａ、２９２ｂ、
記録濃度選択キー２９３ａ、２９３ｂ、２９３ｃ、モノ
クロ・カラー記録選択キー２９４ａ、２９４ｂから構成
されている。

記録紙選択キー２９２ａ、２９２ｂは記録紙の種類を選
択するための、記録濃度選択キ〜２９３ａ、２９３ｂ、
２９３ｃは記録濃度の調整を行うだめの操作キーである
。

また、モノクロ・カラー記録選択キー２９４ａ。

２９４ｂはモノクロ記録とカラー記録の動作を切替える
ための、スタートキー２９１は記録動作を開始させるた
めの操作キーである。

電気回路 第４図は、電気回路の構成を示すブロック図である。

同図において、ＲＯＭ２６０は、入力及び出力する画像
データの保存を行う。

ＲＯＭ２６０は、本装置の記録動作のプログラムを保存
している。

ＲＡＭｂ２５０は、コントロールパネル２９０上の記録
紙選択キー２９２ａ、２９２ｂ、記録濃度選択キー２９
３ａ、２９３ｂ、２９３ｃの情報に対応したイネーブル
信号ＥＮＬのデータを格納している。

カウンタａ２４５は、ＣＰＵ２０１からの制御信号に従
って、１走査ライン毎に出力される水平同期信号Ｈ３Ｙ
ＮＣ，ラッチ信号ＬＡＴ、クロック信号ＣＬＫなどのサ
ーマルヘッド３６０を制御するための信号を生成するも
のである。

カウンタｂ２５５は、ＲＡＭｂ２５０に格納されている
イネーブル信号ＥＮＬのデータを読み出すためのアドレ
スを生成するものである。

カウンタｃ２５６は、ＲＡＭｂ２５０から書込まれたイ
ネーブル信号ＥＮＬのデータのデジタル値の大きさに見
合う時間幅のイネーブル信号ＥＮＬをワンショットパル
スとして出力するものである。

カウンタｄ２１０は、予め所定の値がＲＯＭ２６０より
書込まれ、一定周期でモータドライバｄ２１１にパルス
を出力するものである。モータドライバｄ２１１は、そ
のパルスに同期して、パルスモータ２１２の励磁相を生
成するものである。

パルスモータ（プラテン）２１２は、モータドライバｄ
２１１からの励磁相に応じた制御信号により、ドラム１
００の回転駆動を行う。

同様に、カウンタｅ　２２０　、カウンタｆ２３０も、
予め所定の値がそれぞれ書込まれ、一定周期でモータド
ライバｅ２２１、モータドライバｆ２３１にパルスを出
力し、そのパルスに同期してモタドライバｅ２２１、モ
ータドライバｆ２３１がパルスモータ（黒リボン）２２
２、バルスモタ（カラーリボン）２３２の駆動を行い、
黒インクリボン４００、カラー・インクリボン７００が
所定の速度で搬送される。

予熱ヒータ３４０は、インクリボン４００の予熱を行う
のに用いられる。予熱ヒータ４００の表面温度は、サー
ミスタ３４４により測定され、その温度が予め設定され
た値となるように５ＳＴ２７５がＯＮ、ＯＦＦ制御され
る。

なお、１２０は搬送される記録用紙Ｐの位置を検出する
ための紙検知センサ、２０１は全体の制御を行うＣＰＵ
、２７０はスキャナやパソコン等の外部装置９００から
画像データを受取るためのインタフェースである。

次に、上記構成において動作を説明する。

まず、スキャナやパソコン等の外部装置９００から供給
される画像データがインターフェイス２７０を介して本
装置に入力され、ＲＡＭａ２４０に書込まれて一旦保存
される。

次に、コントロールパネル２９０より記録条件か入力さ
れる。これは、記録紙選択キー２９２ａ。

２９２ｂ、および、記録濃度選択キー２９３ａ。

２９３ｂ、２９３ｃの入力に応じて、ＲＡＭｂ２５０に
ＥＮＬ信号の時間幅を設定するデータが書込まれる。例
えば、記録紙選択キー２９２ａにより“ラフ紙“が選択
された場合には、記録紙選択キー２９２ｂで“熱転写紙
”が選択された場合よりも、大きなエネルギがサーマル
ヘッド３６０に加えられるよう設定される。また、記録
濃度選択キー２９３ａ、２９３ｂ、２９３ｃにより選択
される記録濃度“濃い″　　“普通°　　“薄い”の順
に大きなエネルギがサーマルヘッド３６０に加えられる
ように設定される。

そして、コントロールパネル２９０上のプリントスター
トキー２９１が押下されると、記録が開始される。

第５図は、ＲＡＭａ　２４０から、サーマルヘッド３６
０への画像データ転送、及び、イネーブル信号ＥＮＬの
発生のタイミングを示すタイミングチャートである。

同図に示す水平同期信号Ｈ３ＹＮＣは、カウンタａ２４
５からＲＡＭａ　２４０及びカウンタｂ２５５に１走査
ライン毎に出力される信号である。

ラッチ信号ＬＡＴ、クロック信号ＣＬＫはカウンタａ２
４５から、イネーブル信号ＥＮＬはカウンタｃ２５６か
らサーマルヘッド３６０に供給される信号である。また
、データ信号ＤＡＴＡは、ＲＡ　Ｍ　ａ　２４０からサ
ーマルヘッド３６０に供給される信号である。

まず、ＣＰＵ２０１の制御の下に、カウンタａ２４５か
ら１走査ラインの区切りを示す水平同期信号Ｈ５ＹＮＣ
がＲＡＭａ２４０及びカウンタｂ２５５に出力される（
イ）。これに応じて、ＲＡＭ　ａ　２４０から画像デー
タＤＡＴＡが、クロック信号ＣＬＫに同期してサーマル
ヘッド３６０に転送される（口）。またこのとき、カウ
ンタｂ２５５から所定のアドレスがＲＡＭｂ　２５０に
与えられ、そのアドレスのデータ（イネーブル信号ＥＮ
Ｌの有意タイミング幅設定データ、以下、ＥＮＬ幅設定
データと呼ぶ。）がカウンタｃ２５６に転送される。

サーマルヘッド３６０の宵効画素数分の画像データＤＡ
ＴＡが転送し終わると、カウンタａ２４５からサーマル
ヘッド３６０にラッチ信号ＬＡＴが出力される（ハ）。

このラッチ信号ＬＡＴの出力に続いてカウンタｃ２５６
からサーマルヘッド３６０にイネーブル信号ＥＮＬが出
力される。このイネーブル信号ＥＮＬの有意タイミング
幅は、ＲＡＭｂ　２５０からカウンタｃ２５６に転送さ
れたデータに応じて出力される。このイネーブル信号Ｅ
ＮＬの有意タイミング（ｔｌで示される高レベルの期間
）で記録紙Ｐへの記録が行われる。またこのとき、カウ
ンタｂ２５５から、前より１つ繰上げられたアドレスが
ＲＡＭｂ２５０に与えられ、そのアドレスのデータ（Ｅ
ＮＬ幅設定データ）がカウンタｃ２５６に転送される（
二）。

以上の画像データＤＡＴＡの転送、ラッチ信号ＬＡＴの
出力、イネーブル信号ＥＮＬの供給、ＥＮＬ幅設定デー
タの転送を所定の回数繰り返した後、再び水平同期信号
Ｈ３ＹＮＣか出力されることにより、１走査ラインの画
像形成が複数の印加パルスにより行われ、完了する。ま
た、カウンタｂ２５５からＲＡＭｂ　２５０に与えられ
るアドレスは、水平同期信号Ｈ３ＹＮＣの出力を受ける
ことて最初に設定されたアドレスに戻る。

ここで、順次転送されるＥＮＬ幅設定データは、ＲＡＭ
ｂ　２５０に書込むデータを変えることで自由に設定で
きる。

モノクロ・カラー記録選択キー２９４ｂによりカラー記
録が選択された場合は、Ｙ、Ｍ、Ｃ，Ｂｋの１色につき
、以上の動作を副走査方向の画素数分繰り返すことによ
り対応する色の画像が記録紙Ｐ上に形成される。このと
き、記録紙検知センサ１２０により、記録紙Ｐの先端を
検知し、各色の画像が正しく重なるように同期をとるこ
とで、所定のカラー画像が得られる。また、モノクロを
選択した場合は、上述の記録動作をＢｋ１色についての
み行う。

第６図に１走査ラインにおけるイネーブル信号ＥＮＬと
サーマルヘッド３６０の発熱抵抗体の温度変化を示す。

同図（Ｈ）、（ｈ）は本装置によるもの、（ｒ）（ｉ）
は従来のＩ走査ラインに対して１つの印加パルスによる
イネーブル信号ＥＮＬを与えた場合のものである。

従来の方式では、発熱抵抗体の発熱温度か高くなりすぎ
、発熱抵抗体の損傷や寿命の短縮を招くため、イネーブ
ル信号ＥＮＬの幅を所定の値より長くすることが難しか
った。

しかし、本装置の場合は、イネーブル信号ＥＮＬを走査
ライン中に複数の間欠的なパルスで与えることにより、
所定温度域内に長い時間保持することが可能となる。こ
れにより、インクリボン４００中のマイクロカプセルを
完全に膨脹させることができる。

また、第１番目のアドレスに対応するイネーブル信号Ｅ
ＮＬのパルス幅をそれ以降のアドレスのパルス幅より広
くしている。従って、１走査ラインにおける第１番目の
イネーブル信号ＥＮＬの印加パルスによる発熱抵抗体の
発熱量がそれ以降のものより大きくなるため、所定温度
域までの到達時間が短くなり、良好な立上がり特性を得
ることかできる。

また、同図（Ｊ）、（ｊ）に示すように、第１番目のア
ドレスに対応する印加パルスの幅（ＥＮＬ幅設定データ
のデータ値）を変えることにより、発熱抵抗体の到達温
度領域を任意に設定することができる。これにより、膨
張温度の異なる複数種のマイクロカプセル４２０を選択
的に膨らませること、即ちマイクロカプセル４２０の体
積の膨脹度合いを制御することが可能となり、記録紙Ｐ
へのインクの付着量の調整による階調記録が行なえる。

［発明の効果コ 本発明によれば、一画点を形成するにあたり複数のパル
スで加熱手段にエネルギが印加され、少なくともその最
初のパルスの幅が可変とされている。よって、最初のパ
ルスで印字に適した温度近辺まで上昇し、続くパルスで
ほぼその温度が維持される。

従って、感熱転写材を印字に適した温度領域で十分な時
間加熱することができ、マイクロカプセルを確実に膨脹
させることかできる。また、加熱手段か必要以上の温度
に達することかないので、加熱手段の寿命が延びる。

さらに、パルスの幅を変えることで加熱温度を任意に設
定することができるので、階調記録が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の画像形成装置の構成を示す断
面図、第２図はモノクロ・プリント機構の構成を示す断
面図、第３図はコントロールパネルの構成を示す平面図
、第４図は電気回路の構成を示すブロック図、第５図は
サーマルヘッドへの画像データ転送及びイネーブル信号
ＥＮＬの発生のタイミングを示すタイミングチャート、
第６図は１走査ラインにおけるイネーブル信号ＥＮＬと
サーマルヘッドの発熱抵抗体の温度変化を示す図である
。 １０・・・画像形成装置、２００・・・電気回路、２９
０・・・コントロールパネル、３０ｏ・・・モノクロ・
プリント機構、３４０・・・予熱ヒータ、３４１・・・
抵抗体、３６０・・・サーマルヘッド、４００・・・イ
ンクリボン、４１０・・熱溶融性インク層、４２０・・
・マイクロカプセル。 出願人　　　　　　株式会社　東芝 同　　　　　　　東芝インテリジェントテクノロジ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）支持体上に記録媒体に向けて、少なくとも熱溶融
   性インク層を有しかつ熱膨脹性粒子を含有する転写面が
   設けられた感熱転写材と、前記支持体側から前記感熱転
   写材を選択的に加熱する加熱手段とを備える画像形成装
   置において、一画点を形成するにあたり、前記加熱手段
   に少なくとも最初のパルスの幅が可変とされた複数のパ
   ルスで加熱のためのエネルギが印加されることを特徴と
   する画像形成装置。