JPH0995029A - 熱転写式カラープリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】記録用紙の状態及び先に印刷したインクの状態
の影響を受けずに、高速で品質の高いカラー画像を印刷
する。 【解決手段】重ね印字するインクリボンのインクの溶融
粘度を下げるために、重ね印字するインクリボンを、イ
ンク層と離型層から構成し、離型層を単にインク層の剥
離のためだけではなく、この離型層の層厚( 塗布量 )を
インク層の層厚より大きくして、インクの溶融粘度を調
整し、重ね印刷における後の順番で、印字するサーマル
ヘッド１〜４の発熱素子への印加のエネルギーを順番に
大きくし、また、重ね印刷の順番に応じてインクリボン
のインクの融点を調整するもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複数のインクリ
ボンを備え、印字ヘッドと印刷媒体との間にインクリボ
ンを介挿し、印字ヘッドの発熱作用によりインクリボン
のインクを印刷媒体へ溶融転写させてカラー画像を形成
する熱転写式カラープリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】図６に、特開昭５９−１８８４５２号に
開示されている従来の熱転写式カラープリンタを示す。
このカラープリンタは、それぞれイエロー、マゼンタ、
シアン、黒用のプリントユニット１０１、１０２、１０
３、１０４をそれぞれ用紙のストレートの搬送路１０５
上に順番に配列して構成されている。

【０００３】例えば、イエロー用のプリントユニット１
０１は、サーマルラインヘッド１０１-1と、このサーマ
ルラインヘッド１０１-1を形成する発熱抵抗体の発熱面
上に、イエローインクを含むイエローのインクリボン１
０１-2を供給するスプール１０１-3を備えたインクリボ
ン機構と、転圧用のローラ１０１-4とを備えている。な
お、他のプリントユニット１０２〜１０４も、それぞれ
使用するインクリボンの色がマゼンタ、シアン、黒であ
るという点以外は全く同様な構造である。従って、ここ
ではその説明は省略する。

【０００４】用紙１０６は、フィーダローラ１０７によ
りイエロー用のプリントユニット１０１から黒用のプリ
ントユニット１０４への方向に搬送路１０５で移送さ
れ、例えば、各プリントユニット１０１〜１０４におい
て、各インクリボン１０１-2〜１０４-2と各スプール１
０１-3〜１０４-3との間を通過する。

【０００５】印刷時には、用紙１０６をイエロー用のプ
リントユニット１０１から黒用のプリントユニット１０
４へ移送しながら、先ずイエローのプリントユニット１
０１にてイエローの印刷を行い、この印刷部分が、他の
各プリントユニット１０２〜１０４の各サーマルライン
ヘッド１０２-1〜１０４-1の発熱面に来た時に同期し
て、各色の印刷を順次重ねて行う。このときインクが重
なって混色し、所定の色相の印刷を行うようになってい
る。このように、１色毎に１つのサーマルラインヘッド
を有する３〜４へッド方式の熱転写式カラ−記録方法で
は、用紙１０６が１色の印刷毎に、１ヘッド方式のよう
に繰り返し往復したりしないので高速印刷が可能にな
る。

【０００６】ところで、熱転写式カラープリンタでは、
表面平滑度の低い( 粗い )用紙を使用すると、その用紙
の凹部に浸透するインクの量が不十分なため転写され難
く、印字が白ぬけの状態になる虞があり、印字品質が低
下するという問題を抱えている。

【０００７】この問題点を解決するには２つの方法が考
えられている。第１の方法は、日経エレクトロニクス１
９９５年７月１７日号、Ｎｏ．６４０、ｐ９９に記載さ
れた方法である。その記載によれば、シリアル型のサー
マルヘッドを使用し、レジンを含んだ溶融粘度の高いイ
ンクを用いて、インクを加熱溶融し、固化する前にイン
クリボンと記録媒体を剥離することにより、図７に示す
ように、記録媒体の表面１１１の凹部１１２に橋掛け状
にインク１１３を転写する方法である。

【０００８】その使用するインクリボンは、図８に示す
ように、ベースフィルム層１２１上に１．３μｍの剥離
層１２２を形成し、この剥離層１２２上に１．５μｍの
レジン系インク層１２３を形成して構成されている。こ
の剥離層１２２は溶融粘度の低い材料で、インク層１２
３が軟化する温度では完全に溶融し、ほとんど接着力を
もたないため、ベースフィルム層１２１からインク層１
２３を容易に剥離する働きをしている。なお、前記ベー
スフィルム層１２１の外側には、バックコード層１２４
が形成されている。

【０００９】レジン系インクは熱可塑性樹脂に顔料を分
散させたインクであり、１００℃程度でも高い粘度を保
っている。これに対し、ロウのようなワックス系インク
は１００℃程度でほとんど液状的な低い粘度になる。第
２の方法は、溶融粘度の低いそのワックス系インクを使
用することにより、インクを用紙の凹部まで入り込みや
すいようにした方法である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した図６
で示したような、サーマルラインヘッド間にインクリボ
ンを介してプラテンに対向配置したユニットを、複数連
設した従来の３〜４ヘッド方式の熱転写式カラープリン
タにおいて、高速にカラー印刷をするものでは、極短時
間でサーマルラインヘッドの発熱抵抗体を高温にし、広
範囲のインクを安定に溶融転写しなければならないの
で、例えばシリアル型へッドを使用したプリンタとは基
本的に印刷条件が異なり、上述した２つの方法を採用す
ることには困難がある。

【００１１】前述の第１の方法を採用した場合、転写時
にインクがベースに残る現象が生じる等の問題が発生し
た。溶融粘度の低い剥離層と溶融粘度の高いレジン系イ
ンク層からなる４色のインクリボン、４個のインクカー
トリッジを使い、まず用紙全体にＹで印刷し、次にＭ、
Ｃといった順番で全体印刷を４回繰り返し、色重ねをし
てカラー印刷を実現することになる。その色重ねをする
時、下地となる先に印刷したインクはすでに固化してい
る。第２の方法のワックス系リボンは、ある温度になる
と急激に粘度が低下する特性を示すが、レジン系インク
は温度を上げていくと徐々に粘度が下がる特性を示す。

【００１２】しかし従来のシリアル型ヘッドを使用した
プリンタでは、色重ねをする間に十分な時間的余裕があ
るので、下地となる先に印刷したインクは充分冷めてい
て固化している。

【００１３】これに対し、図６で示す３〜４ヘッド方式
のプリンタでは、用紙が複数連設されたサーマルユニッ
トを高速で順番に通過する。この通過において、各サー
マルユニットにおける色重ねをする間隔が短いので、下
地となる先に印刷した色のインクは冷めず、十分に固化
しなていない状態となっている。

【００１４】用紙上に直接インクを転写する場合と同じ
ように、十分に固化していないインクの上に単純に次の
色のインクを転写しようとすると、インクリボンを用紙
から剥離するときに、インクがベースフィルムに残る現
象が生じてしまう虞がある。カラー熱転写記録の場合、
色重ねは最も難しいプロセスのーつであり、特に下地(
印刷対象の表面 )の状態はその印字品質に大きな影響を
与えるので、下地の影響を受けない記録方法が望まれ
る。

【００１５】また、サーマルヘッドがインクリボンに加
える荷重が、シリアル型ヘッドを使用したプリンタと３
〜４ヘッド方式のプリンタとでは大きく異なる。シリア
ル型ヘッドを使用したプリンタでは、サーマルラインヘ
ッドに比べて大きな荷重をインクリボンに加えることが
できる。そのため、その荷重によりインクリボンを十分
に用紙に圧接させることができ、溶融粘度の高いレジン
系インクを用紙に転写させることができる。

【００１６】しかし、サーマルラインヘッドでは、荷重
を大きくすると、用紙やインクリボンにしわが発生した
り、各ユニット間における色ズレが大きくなるため、シ
リアル型ヘッドに比べて小さい荷重しか加えられない。
インクリボンを用紙に十分圧接することができないと、
溶融粘度の高いレジン系インクでは、用紙に転写されな
い箇所が発生して、白ぬけ状態となる虞がある。

【００１７】特にカラー記録の場合の３色目を印字しよ
うとする時、短い時間でインクを転写しなければならな
いのに、記録媒体の表面の凹凸に加えて、さらに先に印
字した２色のインクの厚さによる凹凸が加わり、転写し
たインク画像の端部のシャープさが欠けたり、インク載
りが悪くなり、印刷品質の低下が避けられない。

【００１８】また、第２の方法は、高速印字の場合、イ
ンクが溶融しても通常の記録媒体の凹部に浸透するイン
ク量が不十分となり、白ぬけ状態を防止する効果が得ら
れない。この方法は、記憶媒体の表面の凹部に対して十
分なインクの浸透量が必要であり、モノクロプリンタで
は有効であるが、カラープリンタでの高速印字における
２色目、３色目の重ね印刷では、インクの浸透量が不足
する虞がある。

【００１９】このように従来サーマルラインヘッドを使
用した熱転写式カラープリンタにおいて、用紙の状態及
び先に印刷したインクの状態の影響を受けて、高速に品
質の高いカラー画像を印刷するのは困難であるという問
題があった。

【００２０】そこでこの発明は、用紙の状態及び先に印
刷したインクの状態の影響を受けずに、高速で品質の高
いカラー画像を印刷することができる熱転写式カラープ
リンタを提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】請求項１対応の発明は、
複数のインクリボンを備え、印字ヘッドと印刷媒体との
間にインクリボンを介挿し、印字ヘッドの発熱作用によ
りインクリボンのインクを印刷媒体へ溶融転写させてカ
ラー画像を形成する熱転写式カラープリンタにおいて、
２番目以降に使用するインクリボンのインクの溶融粘度
を、１番目に使用したインクリボンのインクの溶融粘度
より低くしたものである。

【００２２】このような構成の発明において、２番目以
降のインクリボンのインクの溶融粘度が低くなるため、
インクリボンからインクが剥離しやすくなり、１番目の
インクリボンのインクによる画像が形成された印刷媒体
の表面の凹部へのインクの浸透量が増加する。

【００２３】請求項２対応の発明は、請求項１対応の発
明において、少なくとも２番目以降に使用するインクリ
ボンは、ベースフィルムと、このベースフィルム上に形
成された溶融粘度の低い材料からなる中間層と、この中
間層上に形成された溶融粘度の高い着色材料からなる表
面層とから構成され、中間層は表面層より塗布量が多い
ものである。

【００２４】請求項３対応の発明は、請求項１対応の発
明において、少なくとも２番目以降に使用するインクリ
ボンは、ベースフィルムと、このベースフィルム上に形
成された溶融粘度の低い材料と溶融粘度の高い着色材料
とが互いに混合した転写層とから構成されたものであ
る。請求項４対応の発明は、請求項１乃至請求項３のい
ずれか１項対応の発明において、２番目以降に使用する
インクリボンに対する発熱作用を、１番目に使用するイ
ンクリボンに対する発熱作用よりも大きくしたものであ
る。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。

【００２６】図１は、この発明を適用したブラック( Ｋ
)、マゼンタ( Ｍ )、シアン( Ｃ )、イエロー( Ｙ )の
４色を重ね合わせて印刷するカラープリンタの概略の要
部構成を示す図である。Ｋ用サーマルヘッド１、Ｍ用サ
ーマルヘッド２、Ｃ用サーマルヘッド３、Ｙ用サーマル
ヘッド４は、複数の発熱抵抗体を直方体の４インチ長の
端面に１列に配列した端面サーマルラインヘッドで、解
像度は１２ｄｏｔ／ｍｍ、ヘッド主走査方向単位長さ(
単位面積 )当りの荷重は０．４ｋｇ／ｃｍを有し、主走
査方向として形成された用紙の搬送路５上に順番に直列
に配置されている。これらの各サーマルヘッド１〜４間
の距離は１００ｍｍである。

【００２７】これらの前記Ｋ用サーマルヘッド１〜Ｙ用
サーマルヘッド４には、それぞれＫ用プラテン６〜Ｙ用
プラテン９が対向して配置され、また、リボンマガジン
１０〜１３が着脱自在にセットされるようになってい
る。このリボンマガジン１０〜１３には、それぞれ未使
用のインクリボンが巻回されている送り側ローラ１０-1
〜１３-1と使用済みのインクリボンが巻き取られる巻取
側ローラ１０-2〜１３-2とが設けられている。

【００２８】これらの各リボンマガジン１０〜１３に
は、それぞれブラック( 黒 )のインクリボン、マゼンタ
のインクリボン、シアンのインクリボン、イエローのイ
ンクリボンがセットされ、これらのリボンマガジン１０
〜１３から前記各サーマルヘッド１〜４へ各インクリボ
ンが供給される。なお、前記各サーマルヘッド１〜４
が、インクリボンに対して前記各プラテン６〜９の方向
に０．３〜０．６ｋｇ／ｃｍの線圧を加えるようになっ
ている。

【００２９】前記搬送路５の前記Ｙ用サーマルヘッド１
の配置位置の用紙供給側に、用紙の搬送速度を制御する
ためのペーパー搬送用ローラ１４及びこのペーパー搬送
用ローラ１４に対向して設けられた補助ローラ１５が配
置されている。前記ペーパー搬送用ローラ１４と前記Ｋ
用サーマルヘッド１との間の搬送路５上には、用紙のラ
ベル間のギャップを検出するギャップセンサ及び用紙に
印刷されたマークを検出するマーカセンサからなるセン
サ部１６が配置されている。また、前記ペーパー搬送用
ローラ１４のさらに用紙供給側の前記搬送路５の用紙供
給口５-1近傍には、用紙の末端を検出するための光学式
透過形センサからなるペーパーエンドセンサ１７が配置
されている。

【００３０】前記搬送路５の前記用紙供給口５-1の外側
にはペーパーホルダ１８が固定され、このペーパーホル
ダ１８に長尺状の用紙１９が巻回されてセットされる。
また、前記搬送路５の前記用紙供給口５-1の反対側に
は、印字済み用紙を排出するための用紙排出口５-2が形
成されている。

【００３１】従って、前記各サーマルヘッド１〜４と前
記各プラテン６〜９との間を、前記各リボンマガジン１
０〜１３からのインクリボン及び前記ペーパーホルダ１
８からの前記用紙１９がほぼ等速で搬送される。すなわ
ち、このカラープリンタでは、黒、マゼンタ、シアン、
イエローの順に各々所望の画像が形成されていくことに
なる。

【００３２】図２は、インクリボンの要部構成を示す断
面図である。インクリボンは、ベースフィルム層２１
と、このベースフィルム層２１の上に形成された離型層
２２と、この離型層２２の上に形成されたインク層２３
と、前記ベースフィルム層２１の下面( 前記離型層２２
が形成された面の反対側面 )に形成されたバックコート
層２４とから構成されている。

【００３３】前記ベースフイルム層２１としては、ポリ
エチレンテレフタレート、セロハン、ポリコーボネイ
ト、ポリ塩化ビニル、ポリイミドなどを用いる。このベ
ースフィルム層２１の厚さは、１〜１５μｍ程度である
が、機械的強度や転写感度などの点からは１〜６μｍの
範囲が好ましい。

【００３４】前記離型層２２は、１００℃における粘度
が１×１０^４ｃｐｓ未満で、ワックス材料が大部分を占
める層で、木ろう、みつろう、カルナバワックス、マイ
クロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、ライ
スワックス、ポリエチレン系ワックス、ポリプロピレン
系ワックス、酸化ワックスなど単独または混合して用い
られる。この離型層２２の融点( 示差走査熱量計による
測定で吸熱ピークのセンタ )としては６０℃〜９０℃が
好ましい。

【００３５】前記インク層２３は１００℃における粘度
が１×１０^４ｃｐｓ以上２×１０^８ｃｐｓ以下で、樹脂
及び着色剤を主成分とする層である。その樹脂として
は、石油樹脂、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、エチレ
ン・酢酸ビニル共重合体、ポリエステル樹脂、ポリアミ
ド樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレンなどが単独または
混合して使用される。

【００３６】このインク層２３の融点は、前記離型層２
２より５〜４０℃高いものが望ましい。高分子量の樹脂
を用いると、温度が急速に冷却する時、インクはすぐに
は固化せず遅れてゆっ＜り固まる過冷却現象が見られ
る。よって高速に印字する場合は、色重ねの時の下地イ
ンクは十分に固化していないと考えられる。

【００３７】着色剤は、シアンとしては、フタロシアニ
ンブルー、ビクトリアブルーレーキ、フアストスカイブ
ルーなどの顔料やビクトリアブルーなどの染料の１種ま
たは２種以上、マゼンタとしては、ローダミンレーキ
Ｂ、ローダミンレーキＴ、ローダミンレーキＹ、パマネ
ントレッド４Ｒ、ブリリアントフアストスカーレット、
ブリリアントカーミンＢＳ、パーマネントレッドＦ５Ｒ
などの顔料やローダミンなどの染料の１種または２種以
上、イエローとしては、ベンジンイエローＧ、ベンジン
イエロ−ＧＲ、ハンザイエローＧ、パーマネントイエロ
−ＮＣＧなどの顔料やオーラミンなどの染料の１種また
は２種以上を使用する。

【００３８】前記離型層２２の厚み( 単位面積当りの塗
布量 )は、前記インク層２３の厚みより大きくなってい
る。これは、後述するように、前記離型層２２は、印刷
時に溶融した時、前記インク層２３のインクとその境界
で相溶状態( 溶け合って混じり合う状態 )となり、この
相溶によりインクの溶融粘度を低下させる働きを持つた
めで、そのため、従来の剥離層のように剥離のためばか
りではなく、その溶融粘度の調節のため、本来の目的で
ある着色するための前記インク層２３よりも、前記離型
層２２は厚くなっている。なお、前記離型層２２の材料
と前記インク層２３の材料とはほぼ同じ密度で、約１ｇ
／ｃｍ^３となっている。

【００３９】さらに、前記離型層２２の厚みと前記イン
ク層２３の厚みとの比は、重ね印刷における順番が後の
ものほど、前記離型層２２の厚みの比が大きくなるよう
になっている。すなわち、ブラックのインクリボンより
マゼンタのインクリボンの方が、前記インク層２３に対
する前記離型層２２の割合が高くなり、印刷するインク
としては、溶融粘度がより低くなるようになっている。
また、単純に、黒のインクリボンよりマゼンタのインク
リボンの方が、前記離型層２２の厚みを大きくしても良
いし、また、前記インク層２３の厚みを薄くしても良い
ものである。

【００４０】なお、製造上前記離型層２２と前記インク
層２３とは明確に分離して境界が形成されるわけではな
く、その境界付近では、互いに相溶( 溶けて互いに混合
する)状態となっているが、この発明では最終的には、
離型層２２とインク層２３の材料が相溶して、所望の溶
融粘度を実現するため、上記の現象は全く問題とはなら
ない。さらに、初めからワックス材料からなる離型層と
レジンを含んだインク層とを混合した単層のインク層を
形成しても良いものである。また、各インクリボンのイ
ンクの融点を、重ね印刷における順番が後のものほど、
低くしても良い。

【００４１】前記バックコート層２４は、前記ベースフ
ィルム層２１の下面にバックコート層用コーティング液
を塗布・乾燥させて形成する。このバックコート層２４
は従来より用いられている材料と同等品で良く、その目
的はサーマルヘッドの滑りを良くし、かつｓｔｉｃｋｉ
ｎｇを防止するためのものである。

【００４２】図３( ａ )は、前記各サーマルヘッド( 端
面サーマルラインヘッド )１〜４の先端部の要部構成を
示す断面図であり、図３( ｂ )は、その先端部の一部に
形成された発熱素子の要部構成を示す断面図である。ア
ルミナ等の材料から形成された平板状基板３１の主面３
１-1と端面３１-2との間に斜面３１-3が形成されてい
る。この斜面３１-3の幅ｔは、０．２〜１．０ｍｍとな
っている。

【００４３】この斜面３１-3上に、５〜５０μｍの厚さ
でガラスグレーズ層３２が形成されている。このガラス
グレーズ層３２上( 頂点 )に、例えばスパッタリング法
や真空蒸着法に代表される真空薄膜成膜法により、Ｔa
−Ｓi Ｏ_２等からなる発熱抵抗体層３３、Ａl 等からな
る電極層３４、Ｓi _３Ｎ_４やＳi Ｃからなる保護層３５
を形成し、発熱素子３６を構成している。

【００４４】駆動ＩＣ( integrated circuit )等の回路
は、例えば、前記主面３１-1上に実装され、前記電極層
３４と接続されている。よって、用紙を前記各サーマル
ヘッド１〜４の発熱素子３６( ガラスグレーズ層３２ )
に接触させながら、直線的に搬送することが可能にな
る。また、インクリボンを加熱してから記録媒体と剥離
するまでの距離を短くすることができる。

【００４５】図４は、このカラープリンタの前記各サー
マルヘッド１〜４を制御する要部回路構成を示すブロッ
ク図である。

【００４６】４１は、制御部本体を構成する中央制御部
で、ＣＰＵ( central processingunit)、ＲＯＭ(read o
nly memory)、ＲＡＭ(random access memory)等とから
構成されている。この中央制御部４１からの制御信号に
より、前記Ｋ用サーマルヘッド１を制御するＫ用サーマ
ルヘッド制御部４２、前記Ｍ用サーマルヘッド２を制御
するＭ用サーマルヘッド制御部４３、前記Ｃ用サーマル
ヘッド３を制御するＣ用サーマルヘッド制御部４４、前
記Ｙ用サーマルヘッド４を制御するＹ用サーマルヘッド
制御部４５が設けられている。

【００４７】前記各サーマルヘッド制御部４２〜４５
は、前記中央制御部４１から制御信号により、前記各サ
ーマルヘッド１〜４へ供給する駆動パルスのデューティ
比を制御するか又は駆動電流の電圧を制御するようにな
っている。さらに、前記Ｍ用サーマルヘッド制御部４３
は、前記Ｍ用サーマルヘッド２の駆動パルスのＯＮパル
ス幅( 又は駆動電流の電圧 )を、前記Ｋ用サーマルヘッ
ド制御部４２による前記Ｋ用サーマルヘッド１へ供給さ
れる駆動パルスのＯＮパルス幅( 又は駆動電流の電圧 )
以上、かつ重ね印刷するのに最適な下限レベル以上とな
るＯＮパルス幅( 又は電圧 )以上となるように制御す
る。

【００４８】前記Ｃ用サーマルヘッド制御部４４及び前
記Ｙ用サーマルヘッド制御部４５は、それぞれ該当する
サーマルヘッド３，４の駆動パルスのＯＮパルス幅( 又
は駆動電流の電圧 )を、いずれも１つ前のサーマルヘッ
ド２，３の駆動パルスのパルス幅( 又は駆動電流の電圧
)以上となるように制御する。

【００４９】このような構成の本実施の形態において
は、印刷をしていない状態では( 電源投入直後 )、各サ
ーマルヘッド１〜４はプラテン６〜９よりある空隙を持
って離間しており、各色のインクリボンは所定のテンシ
ョンで張られた状態で略静止している。

【００５０】そこへ、用紙１９がペーパーホルダ１８か
ら搬送される。各サーマルへッド１〜４における画像印
刷タイミングが近づいてくると、各サーマルヘッド１〜
４が下がり、サーマルヘッド、インクリボン、用紙、プ
ラテンは互いに圧接状態になる。それとほぼ同時に、各
インクリボンは用紙１９と略同一の速度で搬送されて印
刷準備が完了する。その後、発熱抵抗体によって印字デ
ータに基づく発熱がなされれば印字状態となる。

【００５１】まず、印刷データ源からのブラックに対応
する印刷データ信号によりＫ用サーマルヘッド１の駆動
回路が駆動され、Ｋ用サーマルヘッド１の各発熱素子
は、従来のサーマルラインプリンタにおいて適切に選択
された印刷条件で、選択的に発熱する。

【００５２】なお、各サーマルヘッドの全発熱素子は同
時に発熱させることが可能であり、０．５ｍsec 毎に、
１／１２ｍｍづつインクリボン、用紙は搬送される。選
択的に加熱した部分の接触したインクリボンと用紙１９
とは、サーマルヘッドにより加熱した位置から１ｍｍ以
内で剥離され、転写が行われる。このとき、各サーマル
ヘッド１〜４間の距離が１００ｍｍであるから、６００
ｍsec という短時間で重ね印字が行われる。

【００５３】用紙の搬送と共にブラックの画像の印刷が
行われる。このブラック画像の印刷では、直接用紙１９
に印刷するため、用紙１９の表面の状態に応じて、従来
のサーマルラインプリンタにおける印刷条件でも、良好
な印刷ができる。

【００５４】次に、マゼンタ、シアン、イエローのカラ
ー印字ブロックを見ていくと、まず、印刷データ源から
のマゼンタに対応する印刷データ信号によりＭ用サーマ
ルヘッド２の駆動回路が駆動され、このＭ用サーマルヘ
ッド２の各発熱素子はパルス周期０．５ｍsec 、ＯＮ時
間０．２５ｍsec 、エネルギ−０．１３ｍＪ／dot で選
択的に発熱する。

【００５５】この印刷条件は、前述したブラックの印刷
のＫ用サーマルヘッド１における印刷条件よりもエネル
ギー的に大きくしたものである。なお、これはＹ用サー
マルヘッド４における最適条件を基に、十分条件的に設
定されているものであって、Ｃ用サーマルヘッド３さら
にＭ用サーマルヘッド２においてはわずかに低いエネル
ギーの印刷条件でも良好な印刷が実現できると推定され
る。

【００５６】マゼンタ印刷終了後、マゼンタ印刷と同様
に、Ｃ用サーマルヘッド３のシアンインクによるシアン
印刷を、先のマゼンタブロックで用紙１９上に形成きれ
たマゼンタ画像に重ねて行う。同様にして、イエロー印
刷もマゼンタ・シアン画像に重ねて行う。

【００５７】図５は、インクリボンにおけるインク剥離
の状態を説明するための図で、用紙１９上に１色目( ブ
ラック )の転写した後、２色目( マゼンタ )の転写する
ときの状態を示す。なお、５０はサーマルヘッド２の発
熱素子を示す。１色目のインクが転写されてから極短時
間で２色目の転写となるので、用紙１９上に転写されて
いる１色目のインク５１の表面は、十分に固化してはい
ない。

【００５８】ところで、サーマル転写プロセスにおい
て、ベースフィルム２１から溶融したインク５２を剥離
するのに必要な力（第１力）と転写しないインクの領域
( ドット )５３から転写する溶融したインク５２の領域
( ドット )を切断するのに必要な力（第２力）の合計
が、溶融したインク５２と用紙１９の表面及びこの用紙
１９上にすでに転写されているインク５１との接着力
（第３力）より、十分に小さければ転写が行われる。

【００５９】従って、安定した転写を行うには、上述し
た３つの力の個々に最適化すれば良い。第１力に関して
は、弱くすれば転写は安定する。第３力に関しては、用
紙１９の表面に直接転写する場合に比べて、用紙上にす
でに転写されている軟化したインク上に転写する場合の
方が小さくなる。

【００６０】この軟化したインク上に転写する場合に転
写を安定させるためには、第１力又は第２力を、直接記
録紙上に転写する場合より小さく( 弱く )することが考
えられる。第１力を小さくするためには、発熱素子に与
えるエネルギーを高くするか、溶融粘度の低いインクを
用いればよい。そこで、２色目を印刷するサーマルヘッ
ドの発熱素子に、用紙上に直接印刷するときの印加エネ
ルギーの１．０５倍、１．１倍、１．１５倍、１．２倍
で印刷したところ、転写確率が向上して良好なカラー記
録が実現できた。

【００６１】また、離型層２２を構成するワックス成分
とインク層２３に含まれるワックス成分を同じかまたは
同系列のものにし、熱溶融時に相溶( 溶けて互いに混じ
り合う )するようにした。離型層２２とインク層２３が
互いに相溶しない材料であれば、インクリボン内におい
て両層の界面近傍で剥離されるが、相溶するような材料
であれば、サーマルヘッドの熱で溶融した時にその−部
が相溶し、その中で最も年度の低い箇所が剥離する。

【００６２】従って、この場合の用紙１９に転写された
インクの表面は、離型層２２の材料の比率が大きい組成
となっている。このようなインク表面に２色目インクが
転写されれば、その１色目インクの表面( 上面 )と２色
目インクの接着面( 下面 )の一部が相溶して、安定した
重ね印刷ができる。なお、この効果は高速印字に特有の
効果であり、１色目を印刷してから２sec 以内に２色目
を印刷すると効果がある。

【００６３】また、サーマルヘッド１〜４に加える線圧
について考察すると、主走査方向単位長さ当りの線圧を
０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、
０．８ｋｇ／ｃｍで行ったところ良好な印字が行えた。
さらに、線圧が小さいと発熱素子から記録紙への熱伝導
効率が低下するのでへッドに印加するエネルギーが必要
になり、また線圧を大きくするとサーマルヘッド保護膜
の磨耗が早まるので、総合的な信頼性の点から、０．３
〜０．６ｋｇ／ｃｍがより好ましい。０．８ｋｇ／ｃｍ
より大きい線圧を加えるとインクリボンのベースフィル
ムが削れるといった問題が発生した。

【００６４】ここでは、上述したインクの溶融粘度とそ
の印刷結果の画質を評価したものに関して説明する。こ
の評価は、解像度１２ｄｏｔ／ｍｍの４インチ幅ライン
型サーマルヘッド、記録紙はベック平滑度１０００秒程
度のコー卜紙を使用し、次の項目について行った。印刷
する色の順序はまずマゼンタ、次にシアン、その次にイ
エローとした。

【００６５】（１）転写確率：８ドット×８ドットで構
成される画点を紙送りスピード６インチ／ｓｅｃで記録
し、正規の画点の大きさの９０％以上、１１０％以下で
あるものの数を観察し、総観察数５０に対する百分率を
求め、この百分率が ９０％以上のとき …ＡＡ ８０％以上９０％未満のとき… Ａ ７０％以上８０％未満のとき… Ｂ ７０％未満のとき … Ｃ とした。

【００６６】（２）パターンエッジｓｈａｒｐｎｅｓｓ
特性：記録紙上に８０ｍｍ×１０ｍｍの単色とカラーの
バ−パターンを間隔をおいて、紙送りスピード６インチ
／sec で５回印刷し、パターンエッジのシャープさを観
察し、シャープさをＡＡ、Ａ、Ｂ、Ｃの４段階で評価し
た。優れている( ｅｘｃｅｌｌｅｎｔな )ものをＡＡ、
ほとんど直線のものをＡ、ややぼやけているものをＢ、
著しくぼやけているものをｃとした。

【００６７】評価例１ １００℃における溶融粘度の異なる３種類のイエローイ
ンク、マゼンタインク、シアンインクをそれぞれに用意
し、それぞれのインクリボンにＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｃ
１、Ｃ２、Ｃ３、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３という略称をつけ
た。

【００６８】各インク層の１００℃における粘度は、１
×１０^４ｃｐｓ以上１×１０^７ｃｐｓ以下の範囲で、 Ｍ１＝Ｃ１＝Ｙ１＝２×１０^６ｃｐｓ、 Ｍ２＝Ｃ２＝Ｙ２＝１．２×１０^６ｃｐｓ、 Ｍ３＝Ｃ３＝Ｙ３＝８×１０^５ｃｐｓである。 離型層は、１００℃における粘度が５ｃｐｓ、融点が６
４．８℃の材料であり、一方ベースフィルム層、バック
コート層は共に同じ材料のものを使用した。

【００６９】これらの各インクＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｃ
１、Ｃ２、Ｃ３、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３の評価結果を表１、
２、３に示す。

【表１】

【００７０】

【表２】

【００７１】

【表３】

【００７２】これらの結果から判るように、重ねる側の
インクの粘度が低い( ｃｐｓ数値が小さい )方が、転写
が安定していることがわかる。

【００７３】評価例２ 相溶する離型層とインク層の塗布量（膜厚）の比率（離
型層／インク層、離イ率と呼ぶ）を変えて印刷を行っ
た。

【００７４】離型層は、融点が６４．８℃、１００℃に
おける粘度が５ｃｐｓ、マゼンタは融点が８０．０℃、
１００℃における粘度が１．３×１０^６ｃｐｓ、シアン
は融点が７８．７℃、１００℃における粘度が８．５×
１０^５ｃｐｓ、イエローは融点が７７．５℃、１００℃
における粘度が６．５×１０^５ｃｐｓである。

【００７５】熱溶融時には、離型層とインク層は相溶す
るため、インク全体で考えると、離型層とインク層との
中間の粘度特性を示す。従って、離イ率が印字品質に大
きく影響してくる。表４、５、６にマゼンタ、シアン、
イエロー単色の結巣を、表７に２色重ね印刷、表８に３
色重ね印刷の結果を示す。単色はどれもだいたい良好な
結果となった。重ね印刷は、単色印刷に比べて離イ率に
よる画質の差が大きく、離イ率が高い方が転写が安定し
ていることが判る。

【００７６】

【表４】

【００７７】

【表５】

【００７８】

【表６】

【００７９】

【表７】

【００８０】

【表８】

【００８１】上記以外の色重ねの順番として、マゼン
タ、イエロー、シアンという順番、あるいはシアン、マ
ゼンタ、イエローという順番、シアン、イエロー、マゼ
ンタという順番、イエロー、マゼンタ、シアンという順
番、イエロー、シアン、マゼンタという順番に代えても
同様の評価を行ったが、同様の結果となった。

【００８２】なお、この中でもマゼンタ、シアン、イエ
ローの順番で、マゼンタのインクの融点＞シアンのイン
クの融点＞イエローのインクの融点や、マゼンタの１０
０℃の粘度＞シアンの１００℃の粘度＞イエローの１Ｏ
Ｏ℃の粘度のような条件が揃うと特に画質が安定した。

【００８３】また、特に色重ねの順番では３色目にイエ
ローを転写する時は、１００℃における粘度が１×１０
^３ｃｐｓ以下、融点が６０〜７５℃の離型層、１００℃
における粘度が１×１０^５ｃｐｓ以上３×１０^６ｃｐｓ
以下、融点が６５〜１００℃のインク層で、１．２５以
上の離イ率のイエローインクリボンを使用すると特に画
質が優れていた。

【００８４】また、必要な濃度を確保するためには、離
イ率は好ましくは、３以下、より好ましくは２．５以下
が良い。さらに、離型層とインク層との両層を合せた層
厚は、ライン型サーマルヘッドのインクリボンに対する
加熱における熱効率の観点から考慮すると、好ましくは
５μｍ以下、より好ましくは３μｍ以下とするのが良
い。

【００８５】このようにこの実施の形態によれば、重ね
印字するインクリボンのインクの溶融粘度を下げること
により、インクリボンからインクが剥離しやすくなり、
記録用紙の表面の凹部へのインクの浸透量を増加させる
ことができる。その結果、記録用紙の表面の状態及び先
に印刷したインクの状態に影響を受けずに、高速で品質
の高いカラー画像を印刷することができる。

【００８６】この実施の形態では、重ね印字するインク
リボンを、インク層と離型層から構成し、離型層を単に
インク層の剥離のためだけではなく、この離型層の層厚
( 塗布量 )をインク層の層厚より大きくして、インクの
溶融粘度を調整することにより、インクの溶融粘度を簡
単に最適な溶融粘度に調整することができる。もちろ
ん、このインク層と離型層を予め混合した単層でも同じ
効果を得ることができる。

【００８７】また、重ね印刷における後の順番で印字す
るサーマルヘッド１〜４の発熱素子への印加のエネルギ
ーを順番に大きくしていくことにより、インクの粘度を
順番に低くするという調整が簡単にできる。さらに、重
ね印刷の順番に応じてインクリボンのインクの融点を調
整することにより、インクの粘度を簡単に調整すること
ができる。

【００８８】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
記録用紙の状態及び先に印刷したインクの状態の影響を
受けずに、高速で品質の高いカラー画像を印刷すること
ができる熱転写式カラープリンタを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態のカラープリンタの概略
の要部構成を示す図。

【図２】同実施の形態のカラープリンタで使用されるイ
ンクリボンの要部構成を示す断面図。

【図３】同実施の形態のカラープリンタの各サーマルヘ
ッドの先端部及びその先端部の一部に形成された発熱素
子をの要部構成を示す断面図。

【図４】同実施の形態のカラープリンタの各サーマルヘ
ッドを制御する要部回路構成を示すブロック図。

【図５】同実施の形態のカラープリンタで使用されるイ
ンクリボンにおけるインク剥離の状態を説明するための
図。

【図６】従来例の３〜４ヘッド方式の熱転写式カラープ
リンタの概略の要部構成を示す図。

【図７】従来例の記録媒体の凹部にインクを印刷する方
法を説明するための図。

【図８】従来例のインクリボンの要部構成を示す断面
図。

【符号の説明】

１〜４…サーマルヘッド、 ２１…ベースフィルム層、 ２２…離型層、 ２３…インク層、 ４１…中央制御部、 ４２〜４５…サーマルヘッド制御部。

フロントページの続き (72)発明者 遠藤 光治 静岡県三島市南町６番78号 株式会社テッ ク技術研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のインクリボンを備え、印字ヘッド
   と印刷媒体との間に前記インクリボンを介挿し、前記印
   字ヘッドの発熱作用により前記インクリボンのインクを
   前記印刷媒体へ溶融転写させてカラー画像を形成する熱
   転写式カラープリンタにおいて、２番目以降に使用する
   インクリボンのインクの溶融粘度を、１番目に使用した
   インクリボンのインクの溶融粘度より低くしたことを特
   徴とする熱転写式カラープリンタ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の熱転写式カラープリンタ
   において、少なくとも２番目以降に使用するインクリボ
   ンは、ベースフィルムと、このベースフィルム上に形成
   された溶融粘度の低い材料からなる中間層と、この中間
   層上に形成された溶融粘度の高い着色材料からなる表面
   層とから構成され、前記中間層は前記表面層より塗布量
   が多いことを特徴とする熱転写式カラープリンタ。
3. 【請求項３】 請求項１記載の熱転写式カラープリンタ
   において、少なくとも２番目以降に使用するインクリボ
   ンは、ベースフィルムと、このベースフィルム上に形成
   された溶融粘度の低い材料と溶融粘度の高い着色材料と
   が互いに混合した転写層とから構成されたことを特徴と
   する熱転写式カラープリンタ。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれか１項記
   載の熱転写式カラープリンタにおいて、２番目以降に使
   用するインクリボンに対する発熱作用を、１番目に使用
   するインクリボンに対する発熱作用よりも大きくしたこ
   とを特徴とする熱転写式カラープリンタ。