JPH06198923A - プリンタ装置及びインクリボン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は消費電力を低減することができると共
に、高画質を保持した状態で高速のプリントができるプ
リンタ装置を提案する。 【構成】所定方向に延長された棒状のラインヘツドとラ
インヘツドの長手方向に配列された複数のレーザ素子と
を設け、レーザ素子から射出するレーザ光を、各レーザ
素子に対向したインクリボン上に照射して染料をプリン
ト紙に転写したことにより、熱効率を向上させることが
できると共に、ヘツドの蓄熱を格段に低減するでき、か
くして低消費電力で高速かつ高画質のプリンタ装置を実
現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術（図８〜図１２） 発明が解決しようとする課題（図１１） 課題を解決するための手段（図１〜図４） 作用（図１〜図３） 実施例（図１〜図７） 発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明はプリンタ装置及びインク
リボンに関し、特に熱昇華型のプリンタ装置及びそのプ
リンタ装置に用いられるインクリボンに適用して好適な
ものである。

【０００３】

【従来の技術】従来、この種のプリンタ装置としては、
例えばサーマルヘツドを用いたものがある。このプリン
タ装置１は、図８に示すように、サーマルヘツド２でイ
ンクリボン３及びプリント紙４を円筒形状のプラテン５
に押しつけることにより、サーマルヘツド２の発熱をイ
ンクリボン３に伝えてインクリボン３の染料を昇華させ
プリント紙４に転写するようになされている。この際プ
リンタ装置１は１ラインプリントする毎にプラテン５を
回転させ、インクリボン３及びプリント紙４を送るよう
になされている。

【０００４】またカラープリントのできるプリンタ装置
においては、図９に示すように、Ｙ（イエロ）、Ｍ（マ
ゼンダ）、Ｃ（シアン）の三原色（場合によつてはＢＫ
も追加）の染料が面順に塗り分けられたインクリボン６
を使用し、インクリボン６の各色をプリント紙４に次々
に重ねてプリントするようになされている。すなわちプ
リンタ装置１のインクリボン３及びプリント紙４の搬送
機構部は、図１０に示すように、プリント紙４がプラテ
ン５に巻き付けられていると共に、リボンロール６に巻
装されたインクリボン３が巻取リール７に巻き取られ、
この結果巻取リール７には使用済のインクリボン３が巻
き取られる。

【０００５】サーマルヘツド２はプリント中にはインク
リボン３とプリント紙４をプラテン５に押しつけてい
る。プラテン５は一色プリントが終了すると一回転し、
インクリボン３の位置を次の色にしてプリント紙４に前
の色に重ねてプリントするようになされている。ローラ
８及び９は、プリント紙４及びプラテン５、並びにプリ
ント紙４及びインクリボン３が連動するようにプリント
紙４、プラテン５及びインクリボン３を押圧している。
ここでプリンタ装置１においては、色切換でインクリボ
ン３だけを移動させる必要がある場合には、サーマルヘ
ツド２とローラ９のプラテン５方向への押圧を解除する
ようになされている。

【０００６】サーマルヘツド２の発熱部は、図１１に示
すように、発熱体１０の前面（プリント面）に耐磨耗層
等の保護膜１１が設けられていると共に、裏面にはグレ
ーズ層１２及びセラミツク基盤１３が設けられている。
また発熱体１０と同じ面には制御回路１４に接続された
共通電極１５が設けられている。グレーズ層１２として
はセラミツクより熱伝導性が悪いガラス等が用いられ、
これによりサーマルヘツド２の熱効率を向上し得るよう
になされている。ここで発熱体１０に直流電流を流すと
発熱体１０から熱が発生し、この熱は図１１の矢印のよ
うに伝導し、この結果前面側に伝導した熱は保護膜１１
を通してプリントエネルギとなる。

【０００７】サーマルヘツド２の駆動制御回路２０は、
図１２に示すように、画像データＳ１を印字制御回路２
１に入力し、当該印字制御回路２１が画像データＳ１に
基づいて必要に応じて色補正及び熱履歴補正（ヘツド温
度の補正）等の各種補正やパルス制御（ＰＷＭ）をして
サーマルヘツド２内の制御回路１４に入力データ信号Ｓ
２、クロツク信号Ｓ３及びストローブ信号Ｓ４等を送出
する。制御回路１４はシフトレジスタ、ラツチ及びドラ
イバ等により構成され、印字制御回路２１から送出され
る入力データ信号Ｓ２、クロツク信号Ｓ３及びストロー
ブ信号Ｓ４等に基づいて各発熱体（プリントドツト）１
０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ……の電流をオンオフ制御するよ
うになされている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のプ
リンタ装置１においては、図１１に示すように、発熱体
１０から裏面及び側面方向に伝導される熱はプリントエ
ネルギとしては使われず、ヘツド２の本体を加熱して周
囲の空気中に放熱される。すなわち、一部のエネルギの
みがプリントに使われることになり、熱効率が悪い問題
がある。

【０００９】またプリンタ装置１においては、ヘツド本
体２が熱くなると発熱体１０の電源を切つた後も温度が
下がり難くなりプリント結果に尾引きや地汚れ等の悪影
響が出る。従つてプリンタ装置１はこれ等を防止するた
めに発熱量を放熱量より十分少なくする必要があり、こ
の結果プリント速度に限界があるという問題がある。こ
こで放熱を良くすれば、ある程度プリント速度を高速に
することができるが、その分熱効率が下がることにより
発熱量を増やす必要がある。ところがこの場合において
も、発熱体１０から放熱部までの熱伝導性等を考慮する
と、未だ高速性に限界があるという問題がある。

【００１０】かくして、サーマルヘツドを用いた熱昇華
型のプリンタ装置においては、ヘツドの熱効率が悪いた
め消費電力が大きく、かつサーマルヘツドの蓄熱のため
プリント速度を高速にするとプリントの画質が劣化する
問題がある。

【００１１】また従来、レーザを用いた熱昇華プリンタ
装置がある。ところがこの種のプリンタ装置において
は、レーザエネルギを有効に使う必要がありスキヤン光
学系を使用することができない。そこでこの種のプリン
タ装置においては、レーザをインクリボンの近傍に配置
し光学系の損失を低減したドラム回転式を適用している
ものがある。ところが、このドラム回転式のプリンタ装
置は、プリント紙をドラムに巻き付け、ドラムを高速で
回転させると共にレーザをドラムの軸方向に移動させて
プリントするため、熱昇華式のようなプリント方式では
リボン切換機構等の構造や工程が複雑となり、大出力
（数Ｗ以上）のレーザを用いたとしてもプリントスピー
ドの点で未だ不十分な問題がある。またこの種のレーザ
プリンタ装置においては、大出力のレーザを使用するた
め危険が伴う問題がある。

【００１２】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、消費電力を低減することができると共に、高画質を
保持した状態で高速のプリントができるプリンタ装置及
びインクリボンを提案しようとするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、所定のヘツド３１を介してインク
リボン３２の一部を加熱し、インクリボン３２の染料を
プリント紙３３に転写するプリンタ装置３０において、
所定方向に延長された棒状のラインヘツド３１と、ライ
ンヘツド３１の長手方向に配列された複数のレーザ素子
３７とを備え、レーザ素子３７から射出するレーザ光３
５を、各レーザ素子３７に対向したインクリボン３２上
に照射することにより、インクリボン３２を介してライ
ンヘツド３１に対向したプリント紙３３に染料を転写す
るようにする。

【００１４】また本発明においては、複数のレーザ素子
３７から射出される複数のレーザ光３５のうち所定数毎
のレーザ光３５を合成してインクリボン３２上にレーザ
スポツトを形成するようにする。

【００１５】さらに本発明においては、プリンタ装置３
０のレーザ素子３７から射出されるレーザ光３５を受
け、レーザ光３５に基づいて所定の染料をプリント紙３
３に転写するインクリボン３２において、所定の染料が
塗布された染料層４０と、染料層４０の近傍に形成され
ると共にレーザ光３５を受け、レーザ光３５を熱に変換
する赤外線吸収層４２とを備え、赤外線吸収層４２で発
生する熱に基づいて染料層４０の染料をプリント紙３３
に転写するようにする。

【００１６】

【作用】所定方向に延長された棒状のラインヘツド３１
の長手方向に配列された複数のレーザ素子３７を設け、
各レーザ素子３７から射出するレーザ光３５を、各レー
ザ素子３７に対向したインクリボン３２に照射してイン
クリボン３２の染料をプリント紙３３に転写すれば、イ
ンクリボン３２を直接加熱することができることによ
り、熱効率を向上させることができると共に、ヘツド３
１の蓄熱を格段に低減するでき、かくして低消費電力で
高速かつ高画質のプリンタ装置３０を実現することがで
きる。また本発明においては、複数のレーザ素子３７か
ら射出される複数のレーザ光３５のうち所定数毎のレー
ザ光３５を合成してインクリボン３２上にレーザスポツ
トを形成するようにしたことにより、レーザ光１本当た
りの出力を低減し得え、安全性の向上したプリンタ装置
３０を実現できる。

【００１７】

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。

【００１８】図１において、３０は全体としてプリンタ
装置を示し、プラテン３８の軸方向に延長された棒状の
ラインヘツド３１によりインクリボン３２及びプリント
紙３３をプラテン３８に押しつけると共に、ラインヘツ
ド３１から射出されるレーザの熱でインクリボン３２の
染料を昇華させることにより染料をプリント紙３３に転
写するようになされている。ラインヘツド３１は、図２
に示すように、マルチビームアレー３４がラインヘツド
３１の長手方向に複数個配列されて構成されている。

【００１９】マルチビームアレー３４はそれぞれ複数の
レーザアレー３７（図３）を有し、この結果プリンタ装
置３０においては、ラインヘツド３１の長手方向に配列
された複数のレーザアレー３７から射出されるレーザ光
３５によつてインクリボン３２上に当該レーザ光３５分
のレーザスポツトを形成するようになされ、これにより
プリント速度を高速化できるようになされている。また
ラインヘツド３１はインクリボン３２の近傍に配置さ
れ、これによりラインヘツド３１のレーザアレー３７か
ら射出されるレーザ光３５がインクリボン３２に到達し
たときのレーザ光３２の広がりを実用上許容し得る範囲
に抑え得るようになされている。

【００２０】かくしてプリンタ装置３０においては、レ
ーザアレー３７から射出されるレーザ光３５を直接イン
クリボン３２に照射することにより、複雑な光学系を省
略し得、全体として装置自体を小型化し得るようになさ
れている。

【００２１】またプリンタ装置３０においては、レーザ
光３２を直接インクリボン３２に照射するようにしたこ
とにより、熱伝導によるエネルギの損失を低減し得、熱
効率を格段に向上し得るようになされている。さらにレ
ーザ光３５によつてインクリボン３２に熱エネルギを供
給したことにより、ヘツド圧を小さくでき、かくしてイ
ンクリボン３２及びプリント紙３３間の滑りを容易に調
整し得、簡易な構成により省リボン化を達成できるよう
になされている。

【００２２】実施例の場合、ラインヘツド３１は、図３
に示すように、プラテン３８側の先端位置に所定の屈折
率を有するガラス材３６が設けられている。これにより
ラインヘツド３１は、インクリボン３２及びプリント紙
３３をプラテン３８方向に所定の力で押圧し、この結果
インクリボン３２及びプリント紙３３を密着させてレー
ザアレー３７からインクリボン３２及びプリント紙３３
までの距離を微小距離で一定に保持するようになされて
いる。またラインヘツド３１の先端にガラス材３６を設
けたことにより、レーザアレー３７から射出されたレー
ザ光３５はガラス材３６の屈折率に基づいて拡散が抑制
されてインクリボン３５に到達するようになされてい
る。

【００２３】これによりプリンタ装置３０においては、
ガラス材３６によつてレーザアレー３７及びインクリボ
ン３２間におけるレーザ光３５の広がりを抑制したこと
により、その分レーザアレー３７及びインクリボン３２
間の距離を大きくすることができるようになされてい
る。ここでレーザアレー３５及びインクリボン３２間の
距離は、レーザ光３５の広がり角、ガラス材３６の屈折
率、ドツトサイズ及び構造上の制限より数〔mm〕以下〜
数〔μm 〕に選定されている。

【００２４】実施例の場合、１つのマルチビームアレー
３４内には 100〔μm 〕の間隔で 100本のレーザアレー
３７が設けられていると共に、ラインヘツド３１内には
このマルチビームアレー３４が10個設けられている。従
つてプリンタ装置３０はインクリボン３２上に1000ドツ
トのレーザスポツトを形成するようになされている。

【００２５】インクリボン３２は、図４に示すように、
プリント紙３３に対向するインクリボン３２前面に染料
層４０が形成されていると共に、当該染料層４０及びリ
ボンベース４１間に赤外線吸収層４２が形成され、これ
によりレーザアレー３７から射出されるレーザ光３５を
赤外線吸収層４２によつて熱エネルギに変換することに
より染料層４０の染料をプリント紙３３の受容層４３に
転写するようになされている。

【００２６】ここで赤外線吸収層４２はカーボンや赤外
線吸収色素を塗布することにより形成され、リボンベー
ス４１は赤外線を透過するプラスチツクフイルム（例え
ばＰＥＴ等）により形成されている。従つて、インクリ
ボン３２は赤外線吸収層４２を染料層４０に隣接させる
と共に、リボンベース４１の熱伝導率を低くしたことに
より、熱効率を向上し得るようになされている。

【００２７】以上の構成において、プリンタ装置３０の
ラインヘツド３１は、当該ラインヘツド３１の先端部分
に設けられたガラス材３６によつて、インクリボン３２
及びプリント紙４３を所定の力で押圧し、この結果レー
ザアレー３７からの距離が一定になるようにインクリボ
ン３２及びプリント紙３３を圧着保持する。この状態
で、ラインヘツド３１は複数のレーザアレー３７から出
力されるレーザ光３５をインクリボン３２に向けて射出
する。

【００２８】このときレーザ光３５はガラス材３６を通
過することにより、広がりが抑えられてインクリボン３
２に到達し、当該インクリボン３２上にレーザ光３５の
本数分のレーザスポツトを形成する。この結果、インク
リボン３２は赤外線吸収層４２にレーザ光３５を受け、
当該赤外線吸収層４２がレーザ光３５を熱エネルギに変
換する。赤外線吸収層４２で発生した熱エネルギは染料
層４０に熱伝導し、この結果染料層４０の染料が熱昇華
してプリント紙３３に転写される。

【００２９】ここでプリンタ装置３０はレーザアレー３
７（又はその周囲）の温度の変化によるレーザパワーの
変化を補正する補正手段、またはレーザ光３５の光強度
を変化させるアナログ又はＰＷＭ等の変調手段を備えて
おり、レーザ光３５の強度を所望の値に制御する。かく
して、プリンタ装置３０は複数のレーザアレー３７から
射出されるレーザ光３５を直接インクリボン３２に照射
したことにより、インクリボン３２の所望の部分を選択
的に加熱できる。

【００３０】以上の構成によれば、ラインヘツド３１の
長手方向に配列された複数のレーザアレー３７を設け、
各々のレーザアレー３７から射出されるレーザ光３５に
基づいて、当該レーザ光３５分のレーザスポツトをイン
クリボン３２上に形成したことにより、熱効率を向上さ
せることができると共にヘツドの蓄熱を無くすることが
できる。かくして、消費電力を低減することができると
共に、高速かつ高画質のプリンタ装置３０を実現するこ
とができる。また複数のレーザアレー３７を設けたこと
により、レーザアレー３７の１個当たりの出力を低減す
ることができ、安全性を向上させることができる。

【００３１】なお上述の実施例においては、ラインヘツ
ド３１の先端部分にガラス材３６を設けることによりラ
インヘツド３１をインクリボン３２に圧着させる場合に
ついて述べたが、本発明はこれに限らず、図５に示すよ
うに、ラインヘツド３１の先端部分にレーザ光４５と対
応するように複数のレンズ４５を設けることによりレー
ザ光３５をインクリボン３２上に結像するようにしても
良い。この場合、図５に示すように、各マルチビームア
レー３４の長さが短い場合には、レーザ光３５をレンズ
４５で拡大してインクリボン３２上でレーザスポツト間
隙が所望の寸法となるようにする。これに対して、図６
に示すように、所定の集光部材（図示せず）によつてレ
ーザ光を集光してインクリボン３２上にレーザスポツト
を形成するようにしても良い。

【００３２】また上述の実施例においては、ラインヘツ
ド３１の先端部分にガラス材３６を設け、ラインヘツド
３１をインクリボン３２に圧着する場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、当該ガラス材３６を省略
し、ラインヘツド３１をインクリボン３２の近傍に配置
して、ラインヘツド３１とインクリボン３２を非接触に
した場合にも適用することができる。また上述の実施例
においては、レーザアレー３７から射出されるレーザ光
３５のそれぞれがインクリボン３２上にレーザスポツト
を形成する場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、レーザアレー３７内にさらに複数レーザ発生部を設
け（例えば数〔μm 〕〜十数〔μm 〕の間隔で設け
る）、当該レーザアレー３７から射出される複数のレー
ザ光によつて１つのレーザスポツトを形成するようにし
ても良い。この場合、レーザ１本当たりの出力をさらに
小さくすることができる。かくして電気−光変換効率が
高く閾値が低いマルチ化に適した構造のレーザ素子を用
いることができる。

【００３３】また上述の実施例においては、各ビームア
レーを100 本のレーザによつて構成すると共に、このビ
ームアレーを10個設けることにより1000ドツトの解像度
を得るようにした場合について述べたが、本発明はこれ
に限らず、ビームアレー内のレーザの本数及びビームア
レーの個数は所望の値に選定することができる。また上
述の実施例においては、ラインヘツド３１によつてイン
クリボン３２及びプリント紙３３を圧着し、レーザアレ
ー３７とインクリボン３２及びプリント紙３３との距離
を一定に保持する場合について述べたが、本発明はこれ
に限らず、インクリボン３２及びプリント紙３３自身の
テンシヨンや静電気等によつてレーザアレー３７とイン
クリボン３２及びプリント紙３３との距離を一定に保持
するようにしても良い。

【００３４】また上述の実施例においては、プラテン３
８を用いた場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、プラテン３８に代えドラムを用いた場合にも適用す
ることができる。また上述の実施例においては、リボン
ベース４１と染料層４０との間に赤外線吸収層４２を形
成した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、
例えば図７に示すように、赤外線吸収層５１をリボンベ
ース５１と同じ層内に設け染料層５２の染料をプリント
紙３３に転写するようにしても良く、種々のインクリボ
ンを適用することができる。

【００３５】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、所定方向
に延長された棒状のラインヘツドとラインヘツドの長手
方向に配列された複数のレーザ素子とを設け、レーザ素
子から射出するレーザ光を、各レーザ素子に対向したイ
ンクリボン上に照射して染料をプリント紙に転写したこ
とにより、熱効率を向上させることができると共に、ヘ
ツドの蓄熱を格段に低減し得、かくして低消費電力で高
速かつ高画質のプリンタ装置を実現することができる。
また本発明によれば、複数のレーザ素子から射出される
複数のレーザ光のうち所定数毎のレーザ光を合成してイ
ンクリボン上にレーザスポツトを形成するようにしたこ
とにより、レーザ光１本当たりの出力を一段と低減し得
え、安全性の向上したプリンタ装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるプリンタ装置の一実施例示す全体
構成図である。

【図２】ラインヘツドの構成を示す略線図である。

【図３】ラインヘツドの構成及びレーザ光の光路の説明
に供する略線図である。

【図４】インクリボンの構成及びラインヘツドの圧着動
作の説明に供する略線図である。

【図５】レーザ光の結像の説明に供する略線図である。

【図６】レーザ光の結像の説明に供する略線図である。

【図７】他の実施例のインクリボンを示す略線図であ
る。

【図８】サーマルヘツドを用いたプリンタ装置の構成を
示す略線的斜視図である。

【図９】インクリボンの染料の説明に供する略線図であ
る。

【図１０】インクリボン及びプリント紙の搬送機構を示
す略線図である。

【図１１】サーマルヘツドの熱伝導の説明に供する略線
的断面図である。

【図１２】ヘツド駆動制御回路の構成を示すブロツク図
である。

【符号の説明】

１、３０……プリンタ装置、２……サーマルヘツド、
３、３２……インクリボン、４、３３……プリント紙、
５、３８……プラテン、３１……ラインヘツド、３４…
…マルチビームアレー、３５……レーザ光、３６……ガ
ラス材、３７……レーザアレー、４０……染料層、４１
……リボンベース、４２……赤外線吸収層、４３……受
容層、４５……レンズ。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ４１Ｊ 17/00 9211−2Ｃ 9305−2Ｃ Ｂ４１Ｊ 3/20 １１７ Ａ 9305−2Ｃ １１７ Ｃ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定のヘツドを介してインクリボンの一部
   を加熱し、当該インクリボンの染料をプリント紙に転写
   するプリンタ装置において、 所定方向に延長された棒状のラインヘツドと、 上記ラインヘツドの長手方向に配列された複数のレーザ
   素子とを具え、上記レーザ素子から射出するレーザ光
   を、各レーザ素子に対向した上記インクリボン上に照射
   することにより、上記インクリボンを介して上記ライン
   ヘツドに対向した上記プリント紙に上記染料を転写する
   ことを特徴とするプリンタ装置。
2. 【請求項２】上記複数のレーザ素子から射出される複数
   のレーザ光のうち所定数毎のレーザ光を合成して上記イ
   ンクリボン上にレーザスポツトを形成するようにしたこ
   とを特徴とする請求項１に記載のプリンタ装置。
3. 【請求項３】プリンタ装置のレーザ素子から射出される
   レーザ光を受け、当該レーザ光に基づいて所定の染料を
   プリント紙に転写するインクリボンにおいて、 所定の染料が塗布された染料層と、 上記染料層の近傍に形成されると共に上記レーザ光を受
   け、上記レーザ光を熱に変換する赤外線吸収層とを具
   え、上記赤外線吸収層で発生する熱に基づいて上記染料
   層の染料を上記プリント紙に転写することを特徴とする
   インクリボン。