JPH05104754A

JPH05104754A - 熱記録装置

Info

Publication number: JPH05104754A
Application number: JP4026974A
Authority: JP
Inventors: Keiki Yamada; 敬喜山田; Masaru Onishi; 勝大西; Yoshiaki Odai; 佳明尾台; Ryoji Arima; 亮司有馬
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-08-21
Filing date: 1992-02-13
Publication date: 1993-04-27
Also published as: EP0528429B1; EP0528429A3; DE69215450D1; EP0528429A2; US5534906A; DE69215450T2

Abstract

(57)【要約】【目的】ラフ紙等の平滑度の低い紙に記録した場合に
も、ボイド抜けのない高品質な画質が得られ、また熱転
写記録においても中間調が可能な熱記録方法を得ること
を目的とする。【構成】サーマルヘッド１と導電性インク層４を有し
たインクシート５とを有し、インクシート５と記録媒体
間に電界をかける手段を備えることにより、サーマルヘ
ッド１の熱で液化されたインクを電界で飛翔させ紙に転
写する。【効果】ボイドがなく、にじみのない高品位な記録、
あるいは熱転写中間調記録が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、サーマルヘッドを用
いた熱記録装置に関し、特にラフ紙などにも記録可能、
あるいは中間調記録が可能な熱記録装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】サーマルヘッドを用いた熱記録装置は、
機構が簡単で、信頼性が高く、保守性に優れているなど
の利点から、ファクシミリでは感熱記録が、カラープリ
ントでは熱転写記録が主流となっている。

【０００３】図１３は代表的な熱転写記録装置の要部を
示す斜視図である。この熱転写記録装置は、記録紙６に
熱転写するための発熱素子（図示せず）を有するサーマ
ルヘッド１と、熱転写記録時に、このサーマルヘッド１
が圧接される通常のプラテンローラ２１と、イエロー
（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）あるいは必要に
応じブラック（Ｋ）の各色領域を一組として、この組を
多数１列に配設したインク層を有するインクシート２０
で構成されている。なお、インクシート２０にはポリエ
チレンテフタレート等の薄いベースフィルムがインク層
の上側に形成されている。また、記録紙６は通常平滑度
の高い上質紙あるいは専用紙を使用している。

【０００４】次に動作について述べる。カラー記録を行
う場合、まずインクシート２０のイエロー（Ｙ）領域を
記録紙６とともに、サーマルヘッド１とプラテンローラ
２１との間に搬送する。記録時、サーマルヘッド１上の
発熱素子を一定時間通電し発熱させて、そのジユール熱
をインクシート２０に伝達する。この結果、記録信号に
対応して、インクシート２０上の固体インクが軟化（液
化）され、その一部が記録紙６に熱転写される。そして
同様の操作を色ごとに順次繰り返し行うことによりカラ
ー記録が行われる。一方モノクロ記録を行う場合にも、
ブラック（Ｋ）のみで構成されたインクシート２０に同
様の記録が行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】熱転写記録装置におけ
る技術課題は、高速化とラフ紙対応ということにある。
高速化にはサーマルヘッド自体の改良あるいは発熱素子
の温度を的確にコントロールすることで対応している。

【０００６】一方、ラフ紙対応は現在盛んに研究開発さ
れているもので、従来の熱転写記録が平滑度の高い指定
紙にしか記録できなかったものを、複写機に使用してい
る程度の普通紙に記録しようというものである。すなわ
ち、熱転写記録においてはインクを紙に転写するプロセ
スが紙の表面の粗さに依存しており、ラフ紙に記録した
場合には、ボイド等の転写ぬけが発生し画質が劣化して
いた。これはラフ紙の表面の凹部に十分にインクが密着
できず、凸部のみに転写しているためである。シリアル
プリンタではブリッジ状にインクを転写することによっ
てＰＰＣ用紙等の低平滑度の紙にある程度良好な印字が
得られているが、ライン型のプリンタでは十分な効果が
得られないというのが現状である。例えば、写真工業出
版社発行のイメージングＰａｒｔ２（電子写真学会ハー
ドコピーシリーズ：電子写真学会編Ｐ６５〜Ｐ７３）に
よれば、インク剥離温度におけるインクの破断伸度とイ
ンクの粘弾性を最適化したり（インクシートの改良）、
インクの剥離のタイミングを早くとり、インクが高温で
粘度が低い内に転写するとともにインク剥離角を大きく
とれるエッジタイプのヘッドを開発したり（インクの剥
離方法の改良）、発熱素子直下のグレーズ層を凸形にし
て、記録紙との密着性を向上させる工夫（ヘッド構造の
改良）等も公表されている。また、印加電力を大きくし
て紙の表面の凹部にインクを流し込むというような研究
もされている。

【０００７】しかし、いずれにしてもボンド紙のような
平滑度の低い紙に記録した場合にはボイドが部分的に発
生したり、あるいはボイドをなくそうと印加電力を大き
くした場合にはにじみが生じたりするという課題があっ
た。

【０００８】例えば、エッジ剥離の方法が上記課題を解
消できないのは、通常インクの固化時間が数ｍｓ程度で
あり、ラインプリンタでは剥離位置に到達するまでに固
化が終了してしまうためである。具体的には、エッジか
ら１ｍｍの位置に発熱素子を設けた１２ドット／ｍｍの
サーマルヘッドでは５／１２ｍｓ以内に１ラインの記録
を完了する必要がある。１ラインの発熱素子数が２５０
０程度であるため、上記条件を守ろうとすると数ｋＷ以
上の電源を必要とするため実用性がない。

【０００９】さらに、熱転写記録においては中間調が得
られないという問題があった。すなわち、記録するか記
録しないかの２値記録しかできないというのが現状であ
る。通常熱転写記録では、エネルギと記録濃度の関係に
おいて、記録濃度が飽和状態になった直後でのエネルギ
を用いて記録を行っている。これは記録濃度が飽和状態
になるまでの間の中途半端なエネルギを与えると記録濃
度のバラツキが大きくなり、記録品質が著しく劣化する
ためである。これは、インクが紙に転写するかしないか
の確率が５０％程度となり、画像ノイズとしての成分が
この動作領域で増大するためである。ゆえに、中間調記
録を行うためには、面積階調等の擬似階調法を採用せざ
るを得ず、このため解像度が悪くなるという課題があっ
た。

【００１０】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、ラフ紙等の平滑度の低い紙に記録
した場合にもボイド抜けのない高品質な画質が得られ、
また熱転写記録でも中間調が可能であり、さらにインク
シートの消費の少ない安全な熱記録装置を得ることを目
的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明に係る熱記録装
置は、導電性または帯電性インク層を有するインクシー
トと、このインクシートに加熱するサーマルヘッドと、
上記インクシートから記録媒体にかけて電界を加える電
界印加手段を設けたものである。

【００１２】また、上記サーマルヘッドに変えて、イン
クシートに設けられた抵抗層と、この抵抗層に電流を流
す電極対とによりインクを加熱する加熱手段を設ける。

【００１３】また、上記サーマルヘッドに変えて、イン
クシートに設けられた電磁波を受けると発熱する光熱変
換層と、この光熱変換層に電磁波を照射する照射手段に
よりインクを加熱する加熱手段を設ける。

【００１４】さらに、より高品質な記録を行うために、
直流分に交流分を重畳した電界を電界印加手段より印加
するように構成するものである。

【００１５】また、インクシートの消費を抑えるため
に、インクシートの送り速度を紙送りの速度より遅く
し、さらに上記サーマルヘッドの発熱体の紙送り方向の
長さを短縮したヘッドを用いる。

【００１６】また、インクシートを繰り返し使用するも
のとし、その使用回数をインクシートに記録もしくは記
憶させ、これを読取り、使用回数に応じた電界を与える
電界印加手段を設ける。

【００１７】また、インクシートに含浸するインク材料
に導電性を有する材料を用い、このインク層を電界印加
手段の一端の電極とする。

【００１８】また、常温で絶縁性、加熱すると導電性を
示す材料によりインク保持材料を構成することにより漏
電などを防止する。

【００１９】また、上記インクシートと上記記録媒体と
の間に印字濃度を安定化するためにギャップを一定に保
つギャップ保持手段を設ける。

【００２０】また、インクシートの導電性を有する層を
他の層に比して面積を広くして、この拡大された部分を
電極部との接触部とする。

【００２１】

【作用】この発明においては、電界印加手段により、導
電性あるいは帯電性のインク層を有したインクシートと
記録媒体間に電界が印加され、その電界により、サーマ
ルヘッド等の加熱手段の熱で軟化されたインクが記録媒
体に向って飛翔し転写されることから、ボイドがない高
品位な記録が可能となる。

【００２２】また、特に直流分に交流分を重畳した電界
の場合には、その交流分の電界により、インクの粒子が
振動しながら飛翔して記録媒体に到達することから、イ
ンク粒子の大きさの違いにより記録媒体への到達時間が
違ってしまうことに基づく記録濃度のバラツキが平均化
され、高品位な記録、中間調記録が良好になる。

【００２３】さらに、インクシートと記録媒体に対する
サーマルヘッド１の押圧が少ないためにインクシートの
送り速度を紙送りの速度より遅くすることができ、イン
クシートの消費を抑えることができる。また、インクシ
ートを繰り返し使用することによっても、インクシート
の消費を抑えることができる。

【００２４】また、サーマルヘッドの発熱体を小型にで
きるのでサーマルヘッド自体も小型化できる。

【００２５】また、白色導電性材料に染色した無機顔料
をインク材料に含むことによりカラー印字も行える。

【００２６】また、インクシートに含浸するインク材料
に導電性を有するものとしたので、電界を印加するため
の金属層などの導電層をインクシートに新たに設ける必
要がなくなり、安価なインクシートとなる。

【００２７】さらに、常温で絶縁性、加熱により導電性
を示す材料をインク保持材に用いることにより、漏電な
どを防止することができる。

【００２８】また、ギャップ保持手段を設けたことによ
りインク飛翔を安定化することで、印字濃度を精度良く
制御できる。

【００２９】また、インクシートの導電層を他の層に比
して、面積を広く構成することにより、この拡大された
部分を電界を発生させるための電圧を印加する電極部と
の接点とすることにより、安定した電界を発生させるこ
とができる。

【００３０】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図に従って説明
する。図１は、この発明の熱記録装置における要部の概
略断面図である。なお、図１の（ａ）と（ｂ）において
同一符号は同一または相当部分を示す。図１（ａ）と
（ｂ）の違いは、バイアス電圧が直流のみか直流と交流
の両者かの違いである。

【００３１】図１（ａ）において、１はサーマルヘッド
で、図示しない発熱素子が図面に垂直方向に例えば２５
００個並んでいる。５はインクシートで、ＰＥＴフィル
ム２（マイラフィルム）と、例えばアルミニウム等の金
属層３、及び導電性インク層４から形成されている。６
は記録紙で、例えばボンド紙のような平滑度の低い紙で
ある。なお、サーマルヘッド１とインクシート５及びイ
ンクシート５と記録紙６の間は空気層が介在する場合が
あるので、便宜上空気層１０を記載している。また、７
は中が金属、周囲をゴムで構成したプラテンローラであ
り、サーマルヘッド１との間でインクシート５と記録紙
６を圧接しながら左回転するとともに、金属部がグラウ
ンドに接地されている。８は直流電圧源であり、プラテ
ンローラ７の金属部とインクシート５の金属層３との間
に電圧を印加することにより、電界を生ぜしめている。
プラテンローラ７と直流電圧源８により電界印加手段が
構成されている。

【００３２】一方、図１（ｂ）の９は直流電圧と交流電
圧とを重畳したバイアス電圧を印加する電圧源である。

【００３３】実施例１次に、この熱記録装置の動作について図１（ａ）を用い
て説明する。まず最初に、インクシート５とプラテンロ
ーラ７の間にバイアス電圧を印加する。インクシート５
とプラテンローラ７間にバイアス電圧を印加するのは、
インクシート７と記録紙６間に電界を生じさせるためで
ある。

【００３４】そして、導電性インク層４の液化は、従来
の熱転写記録方式と同様の方法で行うことができる。す
なわち、図示しないサーマルヘッド制御回路の信号でサ
ーマルヘッド１を駆動し、サーマルヘッド１上の発熱素
子を一定時間通電し発熱させて、そのジュール熱をイン
クシート５に伝達するものである。このジュール熱は、
ＰＥＴフィルム２、金属層３の順に伝達され、最後に導
電性インク層４に伝達されてその部分が液化する。

【００３５】ここで、導電性インク層４は、例えば、カ
ーボンあるいは銀等の金属とワックスや顔料等から構成
され、１０³〜１０⁸Ωｃｍ程度の導電性を有している
ことが望ましく、実験により確認している。なお、導電
性を有せしめるためには、カーボン等の顔料、導電処理
材もしくは導電性樹脂バインダ等で構成しても良い。こ
の導電性インク層４をジュール熱によって選択的に液化
し、導電性インク層４のインク粒子をバイアス電圧によ
る電界と重力により飛翔させ（図１（ａ）では下側に飛
翔する）、そのインク粒子を記録紙６に付着させるもの
である。

【００３６】すなわち、この発明の熱記録装置はインク
粒子を飛翔させて紙に付着させるプロセスであることか
ら、記録紙６の種類に影響されることなく常に一定条件
で行うことができる。

【００３７】熱転写記録において、ラフ紙記録特性に影
響を及ぼすのは、上述した通りジュール熱でインクを液
化し紙に付着する所であり、一方、インクジェット記録
においては、ラフ紙に記録できるがにじみが生じ、イン
クノズルに目づまりが生じるメンテナンス性が悪いとい
う欠点がある。この発明はこれらの欠点を解消するもの
である。

【００３８】実施例２図１（ｂ）は図１（ａ）と同様であるが、バイアス電圧
に交流成分を加えた点が異なる。直流成分は図１（ａ）
と同じであり、この点で上記実施例と同じ作用を有する
が、さらに交流成分を加えた場合にはより高品質にな
り、中間調記録という点においても図１（ａ）に示した
実施例より優れたものになる。

【００３９】以下、中間調記録という観点から述べる。
導電性インク層４内の液化したインク粒子サイズは一般
に一定でなく、重量も一定でないため、インクシート５
と記録紙６の間に電界をかけてもインク粒子は一定に飛
翔しないことが多い。このため、記録紙６表面の記録濃
度が一定とならない場合がある。これは、インク粒子の
電荷量の差によるものであり、サーマルヘッド１で記録
するような動的記録の場合には、異なる大きさのインク
粒子の飛翔時間の差が記録濃度のバラツキとなってあら
われる。交流成分の追加は前記記録濃度のバラツキを解
消するものである。

【００４０】以下、交流成分を追加したときの効果につ
いて説明する。交流成分をバイアス直流電圧に重畳した
場合は、インク粒子が上下運動をしながら紙に付着する
ようになる。これは、交流成分が直流成分と同じ方向に
印加された時にはインク粒子が記録紙６側に移動し、交
流成分が直流成分と反対方向に印加された時にはインク
粒子がインクシート５側に移動することになる。この
時、インク粒子の小さいものほど上下運動が激しくな
り、相対的にみれば導電性インク層４からの移動量が同
じくなるため、ほぼ同時に記録紙６に到達することがで
きる。

【００４１】この場合には、導電性インク層４を溶解す
るサーマルヘッド１によるジュール熱とバイアス電圧を
制御することにより中間調記録が可能となる。すなわ
ち、バイアス電圧を最適な値に設定し、ジュール熱、す
なわちサーマルヘッドの印加電力を変えた場合には、良
好な中間調記録が可能となる。ここで、交流成分の電圧
は、正弦波、矩形波などに限定されない。また、周波数
は４０Ｈｚ〜２００ｋＨｚの範囲にあることが好まし
い。これは４０Ｈｚより遅いと所定の品質を得るのに記
録速度を遅くしなければならないなど記録速度に影響を
及ぼし、２００ｋＨｚを越えるとインク粒子が運動する
範囲が狭くなり、交流成分を加えた意味が半減してしま
うからである。

【００４２】実施例３図１（ａ）に示す構成において、抵抗：１０⁶Ωｃｍ、
融点：７０℃の導電性インク層４、及び４．５μｍのＰ
ＥＴフィルム２と１０００オングストロームの金属層３
（例えばアルミニウム層）で構成されたインクシート５
に、サーマルヘッド１の発熱素子を１ｍｓ加熱して導電
性インク層４を溶融させ、直流バイアス電圧を印加し
た。記録紙６へのインク付着量は、直流バイアス電圧の
増加により増加し、３００Ｖで概ね飽和した。なお、３
００Ｖのバイアスを印加した時にはボイド抜けは発生せ
ずに高品質記録が得られた。

【００４３】実施例４インクシート５に接地しプラテンローラ７との間にバイ
アス電圧３００Ｖを印加した。その他の条件は実施例３
と同じである。この場合においても、高品位な画像が得
られた。

【００４４】実施例５実施例３と同じ条件の他に、１００Ｖの交流成分をバイ
アス電圧に重畳した。この場合にも、インク粒子が飛翔
しボイド抜けなく完全に記録できた。なお、記録紙６と
して、ボンド紙、和紙、ＯＨＰフィルム、熱転写記録紙
（上質紙）、複写機用紙等に記録した場合でも良好な記
録ができた。さらに、サーマルヘッド１の加熱時間を変
化させた時には（３００ｎｓ〜１．０ｍｓ）、３２階調
の記録も可能となった。

【００４５】実施例６図２に示すようにインクシート５をＰＥＴフィルム２、
導電性インク層４で構成し、導電性インク層４とプラテ
ンローラ７間にバイアス電圧４５０Ｖを印加した。この
場合においても、ボイドが発生せず記録濃度１．３の画
像を得ることができた。

【００４６】なお、上記実施例ではライン型のサーマル
ヘッドを用いた場合について述べたが、シリアル型サー
マルヘッドの場合においても同様の効果を奏することは
言うまでも無い。

【００４７】また、インクシート５においては、モノク
ロ（Ｋ）あるいはカラー（Ｙ、Ｍ、Ｃ）の場合であって
も同様の効果を奏する。カラー記録の場合には、通常、
Ｙ、Ｍ、Ｃの順番に色を重ねて画像を形成するが、Ｍ、
Ｃの記録は、インクの上に記録するものや記録紙６上に
記録するものがあり、インクの転写しやすさが異なるた
め、高品位な記録が不可能であった。これは、インクを
重ねあわせていく課程により被転写面の条件が重なるこ
とに所以する。すなわち記録色により紙面上とインク面
上の場合があり、また記録パターンにより隣接画素がす
でに記録されている谷状の部分への転写と平坦部分への
転写があり、一般に同エネルギを印加しても同濃度にな
らない。転写効率の良い順は、平坦なインク面、平坦な
紙面、谷状のインク面、谷状の紙面であり、従来の装置
で、良好な記録を行うには記録パターン或いは記録状態
を参照して制御しなければならず、当然高価な装置とな
らざるをえなかった。本発明においては、前述の問題も
解消されており、外部回路が不要となりコストも低く押
さえることができ、インクを飛翔させることから被転写
面の条件によらず良好な記録が可能となる。

【００４８】また、本発明では、図１及び図２に示すよ
うな構成において、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、
シアン（Ｃ）、必要に応じてブラック（Ｂｋ）で構成さ
れるインクシート５を用いることによりモノクロと同様
にカラー記録が可能となる。前記カラーインクシートの
場合にも、インクシート５は導電性インク層４で構成さ
れており、特にカラー記録を行うためには、導電性を有
する成分が透明であることが望ましい。例えば、インク
材料には白色導電性顔料（酸化錫、酸化チタン、酸化亜
鉛等の酸化物など）を染色した無機顔料を混合したイン
ク材料を使用したり、インク材料のバインダに加熱によ
り抵抗率の下がる樹脂材料を使用する。具体的には、可
溶性ポリアニリン等の導電性高分子、ポリアミド樹脂
系、微粉末の金属フィラーを組成した導電材、アンチモ
ン含有酸化スズやスズ含有酸化インジウム等の透明導電
性コーティング材料として使用される系、帯電防止材に
使用されるカチオン系ポリマー等のイオン伝導系等であ
る。

【００４９】実施例７上記の各実施例はインク層を加熱する手段がサーマルヘ
ッドである場合について説明したが、その他の手段によ
って加熱を行ってもよい。その例を図３に示し、この図
にしたがって説明する。

【００５０】図３は本実施例の構成を示した図である
が、図１および図２に示した実施例と同様の構成につい
てはその説明を省略する。本実施例のインクシート２０
は前述の実施例に示したインクシート５に抵抗層２１を
加えたものである。この抵抗層２１は電極対２２間に流
れる電流によりジュール熱を発生する。このジュール熱
により導電性インク層４のインクが液化して、この液化
したインク粒子がバイアス電圧による電界によって飛翔
し、記録紙に付着し印字が行われる。この一対の電極対
２２は、前述のサーマルヘッド１のひとつの発熱素子に
対応する。したがって、サーマルヘッド１の発熱素子に
対応する複数の電極対２２により記録ヘッドを構成する
ことにより、前述の実施例と同様の記録をすることがで
きる。

【００５１】実施例８図４に示す本実施例はサーマルヘッド以外の加熱手段に
よりインク層を加熱する実施例のひとつである。本実施
例において前述の実施例と同様の構成要素については同
一の符号を付し、説明を省略する。本実施例の加熱手段
はレーザ光源３２とインクシート３０に新たに加えられ
た光熱変換層３１である。光熱変換層３１はレーザ光源
３２のレーザ光を受けるとその部分が発熱し、この熱に
よりインク層の加熱を行う。加熱され液化したインクが
記録紙に付着する過程については前述の実施例と全く同
様である。このレーザ光源３２はサーマルヘッド１の各
発熱素子に対応して複数個設けても良いし、また単一の
レーザー光源からのレーザー光を屈折もしくは反射させ
インクシート上の所望の位置を照射し、加熱する構成を
採ることも可能である。

【００５２】また、本実施例においてレーザ光を用いて
加熱を行う例について示したがマイクロ波などの電磁波
を用いて加熱を行ってもよい。この場合、光熱変換層３
１はマイクロ波の波長域においてその変換効率が良い材
料に変更すればさらによい。さらに、インク層にカーボ
ンを含ませる構成を採れば、光変換層と金属層の機能を
インク層が有することになり、ベースであるＰＥＴフィ
ルム層とカーボンを含むインク層の２層からなる簡易な
インクシートを提供することができる。

【００５３】実施例９次に、紙送り速度に関する実施例の説明をする。本発明
にかかる熱記録装置においては、液化したインク粒子が
電界によって飛翔し、記録紙に付着することにより印字
が行われる。このため、従来の装置とは異なり、インク
シート５と記録紙６の間に図１，２，３などに示す空気
層１０が介在しても良く、したがって、プラテンローラ
７によって、記録紙６をサーマルヘッド１に押圧する圧
力が少なくて済む。これはインクシート５とプラテンロ
ーラ７間の電界により、インクシート５と記録紙６の間
に引きつくような力が働くため、サーマルヘッド１の押
圧が少なくて済むのである。このような特徴を有するた
めに、本装置においてはインクシート５と記録紙６との
間に相対速度が生じても、インクシート５もしくは記録
紙６が破れたり、しわが寄ったりすることがない。

【００５４】本実施例はこの特性を利用したものであ
り、以下図５及び図６によりこれを説明する。図５は本
実施例の説明図であるが、各構成要素は図１のそれと全
く同様であり、同一の符号を付し、その説明を省略す
る。本実施例において前述の各実施例と異なるのは、イ
ンクシート５と記録紙６の送り速度が異なる点である。
図においてはインクシートの送り速度がｖ₁、記録紙の
送り速度がｖ₂の場合を示しており、この速度比をＮ
（＝ｖ₂／ｖ₁）とする。

【００５５】さて、インクシート５と記録紙６が相対速
度を有するためにサーマルヘッド１により加熱されたイ
ンクは（図中４１）記録紙６上の図中４２で示される部
分へと転写される。したがって、記録紙６上の１ドット
の送り方向の長さ（ｌ₂）を記録するためには、インク
シート５上での長さをｌ₁（＝ｌ₂＊１／Ｎ）とするこ
とが可能となる。このことは、すなわちサーマルヘッド
の発熱素子の送り方向の長さを１／Ｎとすることができ
ることを示している。これを図６にて説明すれば、図６
（Ａ）が従来のサーマルヘッドであり、その発熱素子は
紙送りと直角方向のピッチＰとほぼ同じ長さの一片を有
する正方形で形成されている。これを本実施例において
は、その紙送り方向の長さをＰ／Ｎとすることができ、
これを示したのが図６（Ｂ）である。サーマルヘッド４
３の発熱素子４３ａはその紙送り方向の長さがＰ／Ｎと
なっていることに特徴がある。これによりサーマルヘッ
ドの小型化が図れる。また、記録紙上のインク厚さが
図５に示すようにｄ₂必要であればインク層の厚さｄ₁
はｄ₁＝Ｎ＊ｄ₂となる。

【００５６】実施例１０図７および図８にて実施例１０を説明する。図７および
図８において、図１にて説明した構成要素と同様のもの
については同一の符号を付し説明を省略する。前述の各
実施例においてはインクシートを使用する回数について
は何ら言及していない。また、従来の装置においても大
部分はインクシート１回のみ使用するものであり、複数
回使用するものでも使用回数が増えるにつれ、前回まで
に印字が行われインクの薄れたところとまだインクの薄
れないところの差が生じ、むらができ記録品質を落して
しまっていた。本実施例においては、１回目に使用す
る場合は図７（Ａ）に示すようにバイアス電圧をＶ₁と
し、導電性インク層４の記録紙６に最も近接した部分４
ａのインクを飛翔させ記録を行う。２回目は図７（Ｂ）
に示すようにバイアス電圧Ｖ₂を加える。Ｖ₂はＶ₁か
ら所定の電圧ΔＶを増加させたものであり、この増加分
により導電性インク層４のより深い層４ｂのインクを飛
翔させる。さらに３回目もバイアス電圧をさらにΔＶ増
加させ導電性インク層４のさらに深い層４ｃのインクを
飛翔させ記録を行う。以上の説明はインクシートを３回
使用する説明であったが、さらに多くの回数再使用する
ことが可能である。この際、バイアス電圧の増加分ΔＶ
をあらたに設定することが必要となる。

【００５７】また、本実施例においてはインクシートの
使用回数を把握する必要があるため、インクシート５に
使用回数を記録する記録部５ａが設けられている（図８
参照）。この記録部５ａは磁性記録体よりなり、また熱
記録装置本体にもこの記録部５ａに記録された使用回数
を読み取る図示しない読取りヘッドおよび使用回数を書
き込む図示しない書込みヘッドが備えられている。図８
（Ａ）はインクシート５の先頭部分にに記録部５ａが設
けられている場合を示している。この場合インクシート
５は、一旦一方に巻き取られ、次に巻き戻しさらに使う
ときに記録部５ａの使用回数を読取り、読み取られた使
用回数にさらに１回加えて新たに記録部５ａに書き込み
を行う。図８（Ｂ）のインクシート５は記録部５ａが所
定の間隔で設けられている。このインクシートの場合は
第１の記録部から第２の記録部の間のインクシートの部
分５ｂをまず所定の回数使用（実施例においては３回）
する。このときも使用するごとに記録部５ａから使用回
数を読み出し、記録部５ａにこれを書き込む。そして、
ふたつの記録部分に挟まれた部分５ｂの使用回数が３回
となったら、インクシート５さらに送り５ｃの部分によ
り記録を行う。

【００５８】以上本実施例の説明においては、記録部５
ａは磁気記録部により構成されていたが、他の例も考え
られる。例えば、インクシートを使用するごとに所定の
部分に小さな孔を開けこれにより使用回数を判別する方
法、またインクシートの使用回数をインクシートの記録
部ではなく装置本体に内臓された記録部に記憶してもよ
い。この記録部はすでに装置本体にＥ²ＰＲＯＭなどに
記憶させることが可能である。

【００５９】実施例１１本発明は前述のようにインクシート５と記録紙６との間
に電界を作り、この電界によってインク粒子を飛翔させ
るものである。そして、この電界の強さに応じてインク
の飛翔する量を制御し、記録濃度を制御することが可能
となる。しかしながら、インクシート５の特に導電性イ
ンク層４と記録紙６との距離を一定に保たなければ、飛
翔し、記録紙に付着するインクの量がまちまちとなって
しまい安定した記録濃度を得られない。

【００６０】実施例１１はこの点を考慮し、導電性イン
ク層４と記録紙６との距離を一定に保持するギャップ保
持手段を設けたものである。以下、図９により本実施例
を説明する。なお、これらのふたつの図において図１に
おいて説明した構成要素と同一のものは同じ符号を付
し、その説明を省略する。

【００６１】図９は、インクシート５と記録紙６との間
にギャップ保持具５０が挿入されている。このギャップ
保持具５０はサーマルヘッド１に対する位置を固定さ
れ、その開口部５０ａは常にサーマルヘッド１と対向す
る位置にある。この場合ギャップ保持具５０の厚さが導
電性インク層４と記録紙６の距離となる。そして、開口
部５０ａを通ってインク粒子が飛翔し、記録紙６に付着
する。このようにギャップ保持具５０により常に一定の
距離を保つことができる。

【００６２】実施例１２さらに、導電性インク層４と記録紙６の距離を一定に保
つ手段に関する実施例を説明する。図１０はインクシー
トの導電性インク層４のさらに記録紙６寄りにメッシュ
層５２を追加した例である。したがって本実施例のイン
クシート５１はＰＥＴフィルム２、金属層３、導電性イ
ンク層４さらにメッシュ層５２の４層からなるものであ
る。このメッシュ層５２により導電性インク層４と記録
紙６とのギャップが一定に保持される。ただし、メッシ
ュ層の孔の径はインク粒子の径寄り大きく設定する必要
がある。

【００６３】以上実施例１１，１２によれば導電性イン
ク層４と記録紙６との距離を常に一定に保つことが可能
となり安定した記録濃度を得ることができる。特に中間
調の記録の場合に高精度の中間調再現性を有するもので
ある。

【００６４】実施例１３本実施例は前述してきたインクシートの金属層３にどの
ように電位を与えるかを示すものである。図１１（Ａ）
（Ｂ）（Ｃ）のそれぞれに金属層３の幅がＰＥＴフィル
ム２と導電性インク層４の少なくともいずれか一方より
長い場合を示している。（Ａ）がＰＥＴフィルム２より
長い場合であり、図中の接点部３ａにて電極部と接す
る。（Ｂ）が導電性インク層４より長い場合であり、図
は電極部と接する接点部３ａを示すためにいったんをめ
くり上げた状態を示している。さらに、（Ｃ）がＰＥＴ
フィルム２、導電性インク層４双方より長い場合を示し
ており、電位は上方からでも下方からでも供給できる。

【００６５】図１２は上記のインクシートに電位を与え
る電極部の構成を示す図である。図１１（Ａ）などの上
方より電極を接する必要がある場合は電極６０を設けこ
れより電位を与える。また図１１（Ｂ）のように下方よ
り電極を接する必要がある場合は上記接点部３ａに対向
するプラテンローラ表面の一部６１ａを導電性の材質と
し、この部分より電位を与える。またインクシート５と
対向するプラテンローラ表面部は設置する必要があるの
で前記電極部６１ａとは絶縁部６１ｂにより絶縁されて
いる。

【００６６】また、電位を与える部分はプラテンローラ
７以外でもよく、インクシート５を送るローラから供給
してもよく、皿にはインクシート端部の巻芯から供給す
ることも可能である。この場合には、送り方向の金属層
３の長さがＰＥＴフィルム２と導電性インク層４の少な
くともいずれか一方より長くすれば良い。なお、操作者
の危険性あるいはサーマルヘッド１へのノイズ等を考慮
するとインクシート端部の巻芯に供給する電位は０Ｖが
望ましい。さらに、インク塗布面とインク塗布面の間に
金属層３を露出させてサーマルヘッド１とインク供給ま
たはインク巻き取りローラ（図示しない）の間のローラ
などにより電圧を印加させるような構成にしても良い。
いずれの場合においても金属層３（導電性層）面積を導
電性インク層４あるいはＰＥＴフィルム２以上になるよ
うな構成にすれば良い。

【００６７】また、前述したようにインク層に導電性が
ある場合にもインク層をＰＥＴフィルムより幅広くし
て、本実施例と同様に電位を与えることができる。

【００６８】また、以上説明してきた各実施例では導電
性インク層４を導電性としたが帯電性であってもよい。
これは、バイアス電圧の印加により、溶融状態のインク
粒子間のクーロン力より移動可能な程度以上の帯電性を
有すれば同様の効果を奏するからである。

【００６９】さらに、インク材料の保持材料に加熱する
ことにより抵抗値の下がる樹脂材料を用いればサーマル
ヘッドのより加熱された際のみ電流が流れ、不要な時に
漏電したり、放電したりすることを防止することが可能
となる。

【００７０】さらに、プラテンローラにより記録紙をイ
ンクシートに圧接したものを示したが必ずしも圧接は必
要ではなく、電界、重力によりインクの記録紙への付着
は可能である。また、上記実施例ではプラテンローラを
金属とゴムで構成したが、金属のみでもよくまた導電性
物質であってもよく、加えて形状についても限定されな
い。加えて上述した説明では、インクシート５には金属
層３を含むような構成にしたが、金属に限定せず導電性
であればよい。また、導電性インク層の導電性が大きい
場合は金属層３を設けない構成にすることも可能であ
る。

【００７１】

【発明の効果】以上のように、この発明における熱記録
装置は、導電性または帯電性インク層を有するインクシ
ートと、このインクシートに加熱するサーマルヘッド
と、上記インクシートから記録媒体にかけて電界を加え
る電界印加手段を設けたので、電界印加手段の電界によ
り、サーマルヘッドの熱で軟化されたインクが記録媒体
に向って飛翔し転写され、ボイドがない高品位な記録が
可能となるという効果がある。

【００７２】また、直流分に交流分を重畳した電界を電
界印加手段により印加するように構成すると、その交流
分の電界により、インクの粒子が振動しながら飛翔して
記録媒体に到達するので、記録濃度のバラツキが平均化
され、より高品位な記録、中間調記録が良好になる。

【００７３】また、インクシートの送り速度を記録紙の
送り速度より遅くすることにより、インクシートの消費
を抑え、サーマルヘッドの小型化も図れる。

【００７４】さらに、インク層と記録紙の距離を一定と
するギャップ保持手段を設けることにより、より安定し
た印字濃度の制御をすることが可能となり、特に中間調
の制御を高精度に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる実施例による熱記録装置の要
部を示す概略断面図である。

【図２】この発明にかかる他の実施例による熱記録装置
の要部を示す概略断面図である。

【図３】この発明の加熱手段の他の実施例を示す概略断
面図である。

【図４】この発明の加熱手段のさらに他の実施例を示す
概略断面図である。

【図５】この発明にかかる実施例におけるインクシート
の送り速度と、記録紙の送り速度の関係を説明する図で
ある。

【図６】図５に示される実施例に用いられるサーマルヘ
ッドの構成を説明する図である。

【図７】この発明にかかるその他の実施例であり、特に
バイアス電圧を制御することにより複数回インクシート
使用することができる装置の説明図である。

【図８】インクシートを複数回用いる際に使用回数を記
録できるインクシートを示した図である。

【図９】インクシートのインク層と記録紙の距離を一定
に保つギャップ保持手段を示す図である。

【図１０】インクシートのインク層と記録紙の距離を一
定に保つギャップ保持手段を示す図である。

【図１１】インクシートに電位を与えるためのインクシ
ートの接触部を示した図である。

【図１２】インクシートに電位を与えるための電極部を
示した図である。

【図１３】従来の熱転写記録装置の要部を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１サーマルヘッド２ＰＥＴフィルム３金属層４導電性インク層５インクシート６記録紙７プラテンローラ８直流電圧源９電圧源

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【手続補正書】

【提出日】平成４年７月２４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３１】図１（ａ）において、１はサーマルヘッド
で、図示しない発熱素子が図面に垂直方向に例えば２５
００個並んでいる。５はインクシートで、ＰＥＴフィル
ム２（マイラフィルム）と、例えばアルミニウム等の金
属層３、及び導電性インク層４から形成されている。６
は記録紙で、例えばボンド紙のような平滑度の低い紙で
ある。なお、サーマルヘッド１とインクシート５及びイ
ンクシート５と記録紙６の間は空気層が介在する場合が
あるので、便宜上空気層１０を記載している。また、７
は中が金属、周囲を導電性ゴムで構成したプラテンロー
ラであり、サーマルヘッド１との間でインクシート５と
記録紙６を圧接しながら左回転するとともに、金属部が
グラウンドに接地されている。８は直流電圧源であり、
プラテンローラ７の金属部とインクシート５の金属層３
との間に電圧を印加することにより、電界を生ぜしめて
いる。プラテンローラ７と直流電圧源８により電界印加
手段が構成されている。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４１】この場合には、導電性インク層４を溶解す
るサーマルヘッド１によるジュール熱とバイアス電圧を
制御することにより中間調記録が可能となる。すなわ
ち、バイアス電圧を最適な値に設定し、ジュール熱、す
なわちサーマルヘッドの印加電力を変えた場合には、良
好な中間調記録が可能となる。ここで、交流成分の電圧
は、正弦波、矩形波などに限定されない。また、周波数
は４０Ｈｚ〜２００ｋＨｚの範囲にあることが好まし
い。これは４０Ｈｚより遅いと所定の品質を得るのに記
録速度を遅くしなければならないなど記録速度に影響を
及ぼし、２００ｋＨｚを超えるとインク粒子が運動する
範囲が狭くなり、交流成分を加えた意味が薄れてしまう
からである。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６２】実施例１２さらに、導電性インク層４と記録紙６の距離を一定に保
つ手段に関する実施例を説明する。図１０はインクシー
トの導電性インク層４のさらに記録紙６寄りにメッシュ
層５２を追加した例である。したがって本実施例のイン
クシート５１はＰＥＴフィルム２、金属層３、導電性イ
ンク層４さらにメッシュ層５２の４層からなるものであ
る。このメッシュ層５２により導電性インク層４と記録
紙６とのギャップが一定に保持される。ただし、メッシ
ュ層の孔の径はインク粒子の径より大きく設定する必要
がある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者有馬亮司神奈川県鎌倉市大船二丁目14番40号三菱電機株式会社生活システム研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性または帯電性インク層を有するイ
ンクシートと、このインクシートに加熱するサーマルヘ
ッドと、上記インクシートから記録媒体にかけて電界を
加える電界印加手段を設けたことを特徴とする熱記録装
置。
【請求項２】導電性または帯電性インク層と通電する
とジュール熱を発生する抵抗層とを有するインクシート
と、前記抵抗層に電流を流す電極対と、上記インクシー
トから記録媒体にかけて電界を加える電界印加手段を設
けたことを特徴とする熱記録装置。
【請求項３】導電性または帯電性インク層と電磁波を
受けることにより発熱する光熱変換層とを有するインク
シートと、上記光熱変換層に電磁波を照射する照射手段
と、上記インクシートから記録媒体にかけて電界を加え
る電界印加手段を設けたことを特徴とする熱記録装置。
【請求項４】上記電界印加手段は直流分に交流分を重
畳した電界を印加する構成であることを特徴とする請求
項１または２または３記載の熱記録装置。
【請求項５】上記インクシートの送り速度を上記記録
媒体の送り速度の１／Ｎ倍に設定したことを特徴とする
請求項１または２または３記載の熱記録装置。
【請求項６】上記サーマルヘッドの発熱体の紙送りの
方向の長さを発熱体ピッチの１／Ｎ倍としたことを特徴
とする請求項５記載の熱記録装置。
【請求項７】上記インクシートを繰り返し使用し、使
用回数の増加にともなって上記電界を増加させることを
特徴とする請求項１または２または３記載の熱記録装
置。
【請求項８】上記インクシートに含浸するインク材料
に導電性を添加したバインダを用いたことを特徴とする
請求項１または２または３記載の熱記録装置。
【請求項９】上記インクシートに含浸するインク材料
に白色導電性顔料を染色した無機顔料を含むものを使用
することを特徴とする請求項１または２または３記載の
熱記録装置。
【請求項１０】上記帯電性インク層を形成するインク
保持材料が常温では絶縁性を示し、加熱によって導電性
を示す材料により構成されることを特徴とする請求項１
または２または３記載の熱記録装置。
【請求項１１】上記インクシートと上記記録媒体との
間にギャップ保持手段を設けたことを特徴とする請求項
１または２または３記載の熱記録装置。
【請求項１２】上記インクシートは導電性を有する層
が他の層に比して面積が大きいことを特徴とする請求項
１または２または３記載の熱記録装置。