JPH10147032A - インク転写プリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント濃度むらの発生を防止できるインク
転写プリンタを提供すること。 【解決手段】 インク保持体３を回転可能に支持する支
軸５に螺旋溝を形成すると共に、該螺旋溝とインク通路
５５とを連通させることによって、支軸５とインク保持
体３との相対回転によりインクが螺旋溝５１に沿って流
動し、インク保持体に均一に供給されるよう構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクを記録紙に
転写することによって記録紙上に画像を形成するプリン
タに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、インクを普通紙等の記録紙に
転写するプリンタとして、インクをノズルから微粒子と
して記録紙に吹き付けるインクジェットプリンタ、熱溶
融性のインクリボンをサーマルヘッドで加熱して記録紙
に転写する熱転写プリンタ、インクリボンを鋼線を用い
て記録紙に打ちつけるドットプリンタ等が知られてい
る。

【０００３】しかし、インクジェットプリンタではノズ
ル内でのインクの目詰まりが生じ易いという問題点があ
り、インクリボンを用いる熱転写プリンタではインクリ
ボンの消費のためランニングコストが増大するという問
題点があり、ドットプリンタでは処理速度が遅いという
問題点があった。そのため、インクの目詰まりが無く、
ランニングコストが小さく且つ処理速度の速いプリンタ
が望まれていた。

【０００４】そこで、インクを含浸させたインク保持体
を、インクを選択的に透過するフィルムで覆ってインク
ローラを構成し、フィルムを透過してインクローラ上に
染み出たインクを記録紙に転写するプリンタが検討され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなインクローラを用いたプリンタでは、インクの消費
量がインクローラの軸方向にばらつくと考えられる。即
ち、プリントの頻度が高い軸方向中心部ではインクの消
費量が多いが、プリントの頻度が低い両端近傍ではイン
クの消費量が少ない、といったばらつきが生じる。この
ような場合、インクが消費量が多い部分と少ない部分で
インクの密度に差が生じることから、プリント濃度にむ
らが生じる可能性がある。

【０００６】本発明は、上述の課題に鑑みてなされたも
のであり、プリント濃度むらの発生を防止することがで
きるプリンタを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によるインク転写プリンタは、インクを保持
するインク保持体と、該インク保持体を覆い、所定温度
以上に加熱されるとインクを透過し、常温ではインクを
透過しないフィルムと、を有するインクローラを用い、
該インクローラを回転させると共に、フィルムを画像情
報に基づいて加熱することによりインクを選択的に透過
させ、フィルムを透過したインクを記録紙に転写するイ
ンク転写プリンタであって、インクローラを、該インク
ローラの内部に配置された支軸により回転可能に支持
し、支軸の外周面に螺旋溝を形成すると共に、外部のイ
ンク供給手段と連通したインク通路を螺旋溝に開口さ
せ、支軸とインクローラとの相対回転によりインクが螺
旋溝に沿って流動し、インク保持体に均一に供給される
よう構成されたものである。

【０００８】このように、支軸とインクローラとの相対
回転に伴ってインクが支軸の螺旋溝に沿って流動するよ
う構成したことによって、インクをインクローラの軸方
向に均一に供給することが可能になる。そのため、イン
ク密度のばらつきに起因するプリント濃度のむらの発生
を防止することができる。

【０００９】なお、インクローラは、支軸の外周面に対
して摺動する内周面を持ち且つその外周でインク保持体
を支持する円筒部材を備えて構成することができる。当
該円筒部材は、支軸とインク保持体との間でインクを連
通させる開口を有している。このように構成すれば、イ
ンク保持体と支軸とが直接摺接することがないため、イ
ンク保持体をスポンジ等の柔らかい材質で構成すること
ができる。

【００１０】また、円筒部材に、インク保持体を軸方向
両端から挟み込むよう配置された一対のフランジ部を設
けると、インク保持体をより確実に支持することができ
る上、インク保持体からのインクの漏洩も防止できる。
なお、支軸をプリンタ本体に固定された固定軸として構
成すれば、支軸に形成された連結溝と、外部のインク供
給手段とのジョイントの構成が簡単になる。

【００１１】また、本発明によるインク転写プリンタ
は、インクを保持するインク保持体と、該インク保持体
を覆い、所定温度以上に加熱されるとインクを透過し、
常温ではインクを透過しないフィルムと、を有するイン
クローラを用い、該インクローラを回転させると共に、
フィルムを画像情報に基づいて加熱することによりイン
クを選択的に透過させ、フィルムを透過したインクを記
録紙に転写するインク転写プリンタであって、インク保
持体の内部に中空部を設け、該中空部にインクが溜まる
よう構成することもできる。

【００１２】このように、インク保持体の内部に設けら
れた中空部にインクが溜まるよう構成すれば、インクの
液面が重力によって水平になる。そのため、インクをイ
ンクローラに軸方向に均一に供給することができる。

【００１３】上記のインクローラの回転軸に、インク保
持体を支持すると共に、回転軸とインク保持体との間に
中空部を確保するための支柱を設けてもよい。このよう
に構成すると、インク保持体をスポンジ等の柔らかい材
質で構成した場合でも、回転軸とインク保持体との間の
中空部を維持することができる。

【００１４】また、回転軸に、インク保持体を軸方向両
端から挟み込むよう配置された一対のフランジ部を設け
ると、インク保持体をより確実に支持することができる
上、インク保持体からのインクの漏洩も防止できる。

【００１５】さらに、回転軸に、中空部に面して開口す
ると共にインクローラ外部に連通するインク通路を形成
すれば、当該インク通路を介して定期的にインクを補給
することが可能になる。また、当該インク通路を何らか
のインク供給手段と連結すれば、インクを常時供給する
ことも可能になる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るインク転写プ
リンタの実施の形態を説明する。図１に実施の形態のイ
ンク転写プリンタの基本構成を示す。図１に示すよう
に、インク転写プリンタは、記録紙Ｐを挟んで対向配置
されたインクローラ１０及びプラテンローラ８と、イン
クローラ１０の周面を部分的に加熱するためのサーマル
ヘッド７とを備えて構成されている。

【００１７】インクローラ１０は、ロール形状のスポン
ジ体に常温で液体であるインクを含浸させたインク保持
体３と、インク保持体３を覆うフィルム２と、インク保
持体３を内側から支持する中空の回転軸４と、を備えて
構成されている。フィルム２は、所定温度以上に加熱さ
れるとインクを透過し、常温ではインクを透過しない材
質で構成されている。また、回転軸４は、該回転軸４の
中心部に挿通された支軸５によって回転可能に支持され
ている。

【００１８】プラテンローラ８は、ゴム等の弾性部材で
構成され、インクローラ１０との間で記録紙Ｐを押圧す
るものである。プラテンローラ８は、インク保持体３の
上方に配置され、回転軸９によって回転可能に支持され
ている。

【００１９】サーマルヘッド７は、フィルム２を画像情
報に応じて加熱するためのものであり、紙面に直交する
方向に一列に配列された発熱抵抗体７１を有し、当該発
熱抵抗体７１がフィルム２の表面に接触するよう配置さ
れている。なお、サーマルヘッド７の発熱抵抗体７１
は、プラテンローラ８とは反対側に位置している。

【００２０】図２は、インクローラ１０及び支軸５を示
す断面図である。図２に示すように、回転軸４は、支軸
５の外周面に回転可能に設けられた円筒部４１と、円筒
部４１の軸方向に所定間隔を開けて取り付けられた一対
のフランジ４４により構成されている。回転軸４の円筒
部４１の内周面は、支軸５の外周面を摺動する摺動面と
なっており、固定されている支軸５に対して回転軸４が
回転し得るよう構成されている。

【００２１】一対のフランジ４４の間には、インク保持
体３が支持され、インク保持体３の外周面上にはフィル
ム２が設けられ、フィルム２の軸方向の両端がフランジ
４４の端面に固着されている。また、円筒部４１の一端
にはインクローラ１０を回転駆動するためのギア４１ａ
が固定されている。

【００２２】図３は、インク転写ローラ１０を示す分解
斜視図である。図３に示すように、支軸５の外周面に
は、螺旋状の溝５１が形成されている。支軸５の内部に
は、図示しないインク供給源に連結されたインク通路５
５が形成され、このインク通路５５は溝５１の一端に開
口５４を有している。また、回転軸４の円筒部４１に
は、支軸５とインク保持体３との間でインクを通過させ
るための多数の開口４２が形成されている。

【００２３】回転軸４が支軸５の回りを図中矢印Ｄ方向
に回転されると、インク通路５５から支軸５周囲の螺旋
状の溝５１に供給されたインクが、螺旋状の溝５１に沿
って図中矢印Ｅ方向に流動する。即ち、インクローラ１
０の軸方向に均一にインクが導かれ、回転軸４の円筒部
４１に形成された開口４２を通ってインク保持体３（２
点鎖線で示す）に供給される。かくして、インクがイン
クローラ１０の軸方向に均一に供給される。

【００２４】なお、図２に示すように、支軸５の軸方向
両端部５２、５２は、支軸５の中心部に比べ径が所定量
だけ小さく形成され、両端部５２、５２には、インクロ
ーラ１０からインク漏れを防ぐためのオイルシール５６
が設けられている。

【００２５】次に、本実施形態のインク転写プリンタに
よる画像形成の原理について説明する。図４にフィルム
２の微細構造を示す概略図である。フィルム２は、添加
物２１を基材２２に均一に分散して形成したものであ
る。添加物２１はタルク等の無機物により形成され、基
材２２はテフロン、シリコン樹脂等の樹脂またはゴムに
より形成される。また、添加物２１と基材２２の熱膨張
係数は異なっており、添加物２１の熱膨張係数αと、基
材２２の熱膨張係数βとは、α＜βの関係にある。

【００２６】図５に添加物と基材の境界面をを示す概略
図である。基材２２の熱膨張係数βが添加物２１の熱膨
張係数αよりも大きいため、添加物と基材２２との境界
面をＬとすると、境界面Ｌの基材２２側が熱膨張によっ
て一点鎖線で示す境界面Ａまで移動するのに対し、境界
面Ｌの添加物２１側は二点鎖線で示す境界面Ｂまでしか
移動しない。即ち、境界面Ａ、Ｂ間に隙間Ｇが形成され
る。なお、常温に戻ると、境界面Ａ、Ｂが、それぞれ境
界面Ｌに戻るため、この隙間Ｇは消滅する。

【００２７】図６に加熱時のフィルム２の微細構造を示
す概略図である。添加物２１が均一に所定の密度で分散
されていると、熱膨張によって各添加物２１の周囲に形
成される隙間同士がつながって開気孔Ｃを形成する。従
って、フィルム２を十分薄く形成し、サーマルヘッド
（図１）により図中Ｈで示す部分を加熱すると、加熱部
分に開気孔Ｃが形成される。

【００２８】このような微細構造を持つフィルム２を用
いて画像を形成するプロセスを、図７に示す。図７
（ａ）に示すよう、にサーマルヘッド７の発熱体抵抗７
１によってフィルム２が加熱されると、加熱部分に開気
孔Ｃが形成される。インク保持体３に含浸されていたイ
ンクは、毛細管現象によって開気孔Ｃに入り込む。

【００２９】インクローラ１０が回転し、開気孔が形成
された部分が常温に近づくにつれ、開気孔は徐々に消滅
する。開気孔が消滅すると、図７（ｂ）に示すように、
開気孔に入り込んだインクの一部がフィルム２の表面に
しみ状に取り残され、インクスポット（微細なインク溜
まり）Ｓを形成する。そして、このインクスポットＳ
は、図７（ｃ）に示すように、フィルム２とプラテンロ
ーラ８との間で加圧され、記録紙Ｐに転写される。

【００３０】以上のように構成されたインク転写プリン
タでは、図３に示すように、回転軸４が支軸５の回りを
図中矢印Ｄ方向に回転されることにより、インク通路５
５から支軸５の螺旋状の溝５１に供給されたインクが、
螺旋状の溝５１に沿って図中矢印Ｅ方向に流動し、円筒
部４１の開口４２からインク保持体３（２点鎖線で示
す）に供給される。そのため、インクローラ１０の軸方
向に均一にインクが供給される。このように、インクを
インクローラ１０の軸方向に均一に供給することによっ
て、インク消費量の多い部分と少ない部分のインク密度
を一様にすると共に、インク保持体に内圧を加えてロー
ラ表面へのインクの流れを促し、プリント濃度むらの発
生を防ぐことができる。

【００３１】次に、上述のインク転写プリンタを採用し
たラインプリンタについて説明する。図８はラインプリ
ンタの内部構造を示す側断面図である。ラインプリンタ
１のハウジング１１内には、前述のインクローラ１０
と、プラテンローラ８が設けられている。なお、プラテ
ンローラ８は、図示しないばね部材によって、インクロ
ーラ１０に対し所定の押圧力で押圧されている。

【００３２】インクローラ１０の下方には、発熱抵抗体
７１を備えたサーマルヘッド７が配置されている。サー
マルヘッド７は、揺動軸７２の回りに揺動可能に支持さ
れ、板ばね７５によってインクローラ１０に対し所定の
押圧力で押圧されている。また、ハウジング１１の上面
には記録紙挿入口１５が形成され、前面（図中右）には
記録紙排出口１６が形成されている。

【００３３】ハウジング１１のほぼ中央部には、プリン
タ制御部Ｃを有する基板１３が設けられている。基板１
３には、インクローラ１０を回動するための駆動モータ
５６が設けられている。駆動モータ５６は、プリンタ制
御部Ｃにより制御され、図示しないギア列を回して図２
のギア４１ａを介してインクローラ１０を回動する。ま
た、記録紙挿入口１５からインクローラ１０に向けて伸
びる案内面には記録紙Ｐの挿入を検知するためのフォト
センサ１９が設けられている。なお、６０はバッテリー
である。

【００３４】図９は、ラインプリンタ１の制御系を示す
ブロック図である。プリンタ制御部Ｃには、コンピュー
タ等と接続される端子７６からの画像情報、記録紙Ｐを
検知するフォトセンサ１９からの信号、電源スイッチ７
７からの信号が入力される。そして、プリンタ制御部Ｃ
は、駆動モータ５６の駆動制御を行うと共に、画像情報
に基づいてサーマルヘッド７の駆動制御を行う。

【００３５】このように構成されたラインプリンタ１の
作動について説明する。図８に示すように、記録紙Ｐ
が、ラインプリンタ１の挿入口１５から挿入され、案内
面に沿ってインクローラ１０とプラテンローラ８との間
に導かれる。記録紙Ｐがフォトセンサ１９によって検知
されると、プリンタ制御部Ｃ（図９）は、駆動モータ５
６を駆動してインクローラ１０を所定の速度で回動する
と共に、画像情報に応じてサーマルヘッド７の発熱抵抗
体７１を加熱するプリント制御を開始する。

【００３６】この時、図３に示すように、インクローラ
１０の回転軸４が支軸５に対して相対回転し、インクが
インク通路５５から支軸５周囲の螺旋状の溝５１に供給
され、更に螺旋状の溝５１に沿って図中矢印Ｅ方向に流
動し、インクローラ１０の軸方向に均一に配分され、円
筒部４１の開口４２からインク保持体３に供給される。

【００３７】記録紙Ｐは、インクローラ１０とプラテン
ローラ８との間で所定の押圧力で押圧されつつ、インク
ローラ１０の回転により搬送される。インクローラ１０
のフィルム２表面に、画像情報に応じて形成されたイン
クスポットが記録紙Ｐ上に転写されることによって、記
録紙に画像が形成される。転写が行われた記録紙は、排
出口１６から排出される。

【００３８】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。図１０は、第２の実施形態のインク転写プリン
タを示す図である。第２の実施形態のインクローラ１０
０は、第１の実施形態と同様のインク保持体３及びフィ
ルム２を有し、インク保持体３の内側に中空部１４１を
設け、この中空部１４１にインク溜まりができるよう構
成したものである。

【００３９】図１１は、インクローラ１００の側断面図
である。第１の実施形態と異なり、回転軸１４０は、図
示しない軸受によって回転可能に支持されるものであ
る。そして、回転軸１４０の軸方向に所定間隔を開けて
一対のフランジ１４４が取り付けられ、この一対のフラ
ンジ１４４の間にインク保持体３が支持される。

【００４０】さらに、回転軸１４０のの軸方向の複数箇
所には、半径方向に伸びる支柱１４２が周方向に間隔を
置いて複数個突設され、それらの支柱１４２によりイン
ク保持体３が支持されている。これにより、回転軸１４
０とインク保持体３とフランジ１４４との間に中空部１
４１が形成されている。

【００４１】なお、回転軸１４０の内部にはインク通路
１５５が形成されており、インク通路１５５は中空部１
４１に開口している。インク通路１５５には、キャップ
１５６が取り付けられ、このキャップ１５６を取り外す
ことにより、スポイトなどを使って中空部１４１にイン
クを供給することができる。また、インク通路１５５を
図示しないインク供給源に連結し、常時インクを供給す
ることもできる。

【００４２】このように構成されたインク転写プリンタ
では、中空部１４１にできたインク溜まりの液面が重力
により水平になるため、（同じく水平に配置された）イ
ンクローラの軸方向にインクの密度が均一になる。従っ
て、第１実施形態と同様、インク消費量の多い部分と少
ない部分のインク密度を一様にすることができるため、
プリント濃度むらの発生を防ぐことができる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
支軸とインク保持体との相対回転によりインクが螺旋溝
に沿って流動し、インク保持体に均一に供給するよう構
成したことにより、インク保持体のインク消費量の多い
部分と少ない部分でインク密度の差が無くなり、プリン
ト濃度むらを抑えることができる。また、インク保持体
の内側に中空部を設け、該中空部にインクが溜まるよう
構成したことにより、インク溜まりの液面が水平にな
り、インクローラの軸方向にインクの密度が均一になる
ため、インク保持体のインク消費量の多い部分と少ない
部分でインク密度の差が無くなり、プリント濃度むらを
抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のインク転写プリンタの実施形態の基
本構成を示す側断面図である。

【図２】 図１のインクローラの構成を示す断面図であ
る。

【図３】 図１のインクローラの回転軸と支軸の構成を
示す分解斜視図である。

【図４】 フィルムの構造を示す概略図である。

【図５】 フィルムにおける添加物と基材の境界を示す
概略図である。

【図６】 フィルムの構造を示す概略図である。

【図７】 画像形成のプロセスを示す概略図である。

【図８】 図１のインク転写プリンタを適用したライン
プリンタの基本構成を示す側断面図である。

【図９】 図８のラインプリンタの制御系を示すブロッ
ク図である。

【図１０】 インク転写プリンタの第２の実施形態を示
す側断面図である。

【図１１】 図１０のインクローラの構成を示す断面図
である。

【符号の説明】

１ ラインプリンタ ２ フィルム ３ インク保持体 ４ 回転軸 ５ 支軸 ７ サーマルヘッド ８ プラテンローラ １０ インクローラ ４１ 支軸 ４２ 開口 ４４ フランジ ５１ 溝 ５４ 開口部 ５５ インク通路 １４０ 回転軸 １４１ 中空部 １４２ 支柱 １４４ フランジ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを保持するインク保持体と、 該インク保持体を覆い、所定温度以上に加熱されると前
   記インクを透過し、常温では前記インクを透過しないフ
   ィルムと、を有するインクローラを用い、 該インクローラを回転させると共に、前記フィルムを画
   像情報に基づいて加熱することにより前記インクを選択
   的に透過させ、前記フィルムを透過した前記インクを記
   録紙に転写するインク転写プリンタであって、 前記インクローラを、該インクローラの内部に配置され
   た支軸により回転可能に支持し、 前記支軸の外周面に螺旋溝を形成すると共に、前記イン
   クローラ外部のインク供給手段と連通したインク通路を
   前記螺旋溝に開口させ、 前記支軸と前記インクローラとの相対回転により前記イ
   ンクが前記螺旋溝に沿って流動し、前記インク保持体に
   均一に供給されるよう構成されたインク転写プリンタ。
2. 【請求項２】 前記インクローラは、前記支軸の外周面
   に対して摺動する内周面を持つと共に外周面で前記イン
   ク保持体を保持する円筒部材を有し、 前記円筒部材には、前記支軸と前記インク保持体との間
   でインクを連通させる開口が形成されていること、を特
   徴とする請求項１に記載のインク転写プリンタ。
3. 【請求項３】 前記円筒部材は、前記インク保持体を軸
   方向両端から挟み込むよう配置された一対のフランジ部
   をさらに備えていること、を特徴とする請求項２に記載
   のインク転写プリンタ。
4. 【請求項４】 前記支軸は前記プリンタに対し固定され
   ていること、を特徴とする請求項１から３のいずれかに
   記載のインク転写プリンタ。
5. 【請求項５】 インクを保持するインク保持体と、 該インク保持体を覆い、所定温度以上に加熱されると前
   記インクを透過し、常温では前記インクを透過しないフ
   ィルムと、を有するインクローラを用い、 該インクローラを回転させると共に、前記フィルムを画
   像情報に基づいて加熱することにより前記インクを選択
   的に透過させ、前記フィルムを透過した前記インクを記
   録紙に転写するインク転写プリンタであって、 前記インク保持体の内部に中空部を設け、該中空部に前
   記インクが溜まるよう構成されたインク転写プリンタ。
6. 【請求項６】 前記インクローラの回転軸には、前記イ
   ンク保持体を支持すると共に、前記回転軸と前記インク
   保持体との間に前記中空部を確保するための支柱が形成
   されていること、を特徴とする請求項５に記載のインク
   転写プリンタ。
7. 【請求項７】 前記回転軸は、前記インク保持体を軸方
   向両端から挟み込むよう配置された一対のフランジ部を
   さらに備えていること、を特徴とする請求項６に記載の
   インク転写プリンタ。
8. 【請求項８】 前記回転軸には、前記中空部に面して開
   口すると共に前記インクローラ外部に連通するインク通
   路が形成されていること、を特徴とする請求項６又は７
   に記載のインク転写プリンタ。