JPH11165422A - インク転写プリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インク容器の内圧の変化に起因するプリント
むらの発生を防止すること。 【解決手段】 貫通孔を有するフィルムとサーマルヘッ
ドとを両者の間にインクを保持するインクスペースが形
成されるよう配置し、フィルムのサーマルヘッドと反対
の側に記録紙を密着させ、サーマルヘッドにより加熱さ
れたインクがフィルムを透過して記録紙に転写されるよ
う構成したインク転写プリンタにおいて、インクスペー
スと連通したインク容器を設けると共に、該インク容器
に外部に連通する開口部を設け、該開口部に弁を設けた
構成。

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
転写して画像を形成するインク転写プリンタに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、貫通孔を有するフィルムと
サーマルヘッドとを用い、フィルムとサーマルヘッドの
間にインクを保持すると共に、フィルムのサーマルヘッ
ドと反対の側に記録紙を密着させ、サーマルヘッドで加
熱されたインクがフィルムを透過して記録紙に転写され
るよう構成されたインク転写プリンタを提案している
（特願平９−９６５４８号）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなインク転写プリンタでは、サーマルヘッドにより加
熱されたインクの溶媒が気化して気泡となったり、イン
ク中に溶解していた空気が気泡となって現れたりするこ
とがある。このような場合、転写部近傍（インクが透過
するフィルムの孔の近傍）の外気圧とインクの液圧との
バランスがくずれ、フィルムの貫通孔を介して外気がイ
ンク中に侵入し、そのまま気泡として残存してしまう可
能性がある。このような気泡の残存があると、プリント
時に、インクと共に気泡が記録紙に転写され、プリント
むらが生ずるという問題点がある。

【０００４】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
のであり、インク容器の内圧の変化に起因するプリント
むらの発生を防止することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１に係るインク転写プリンタは、貫通孔を有
するフィルムと加熱手段とを両者の間にインクを保持す
るインクスペースが形成されるよう対向配置し、フィル
ムの加熱手段と反対の側に記録紙を密着させ、加熱手段
により加熱されたインクがフィルムを透過して記録紙に
転写されるよう構成したインク転写プリンタにおいて、
インクスペースと連通したインク容器を設けると共に、
当該インク容器に、インク容器と外部とを連通する開口
部を設け、該開口部に、インク容器内の気圧が低下した
場合に開口部を開放する弁を設けたこと、を特徴とする
ものである。

【０００６】このように構成すれば、外気を取り込む弁
の作用によってインク容器内の気圧低下が防止されるた
め、インク容器内の気圧とバランスしているインクの液
圧の低下が防止される。従って、外気がフィルムの貫通
孔からインク中に侵入することが無くなり、インクと共
に気泡が記録紙に転写されて生ずるプリントむらを防止
することができる。

【０００７】また、請求項８に係るインク転写プリンタ
は、インク容器の開口部に弾性部材からなる弁を設け、
インク容器内の気圧が上昇した場合に、弁がインク容器
の外側に変形してインク容器内の気圧の上昇を抑えるよ
う構成したものである。このように構成すれば、インク
容器内の気圧の上昇によって、インクがフィルムの貫通
孔から飛び出してしまうことが防止される。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は、第１の実施形態のインク
転写プリンタの基本構成を示す側断面図である。インク
転写プリンタは、複数の発熱体３５を紙面に直交する方
向に一列に配列したサーマルラインヘッド３と、該サー
マルラインヘッド３の上方に配置されたフィルム２とを
備えて構成されている。フィルム２のサーマルラインヘ
ッド３と反対の側には、ゴムローラであるプラテンロー
ラ４が設けられている。フィルム２とプラテンローラ４
の間には記録紙Ｐが挟み込まれており、プラテンローラ
４が回転すると、記録紙Ｐとの間にトラクションが作用
し、図中矢印方向に記録紙Ｐが搬送される。

【０００９】フィルム２を支持する支持板８は、熱伝導
性の良い金属等で形成された薄いプレートであり、その
厚みは約０．０１ｍｍである。フィルム２と支持板８と
は、両者の間に僅かなスペースができるよう貼り合わさ
れている。このフィルム２と支持板８に挟まれたスペー
スが、インクを保持するインクスペース１となる。

【００１０】インクスペース１の側方（図中左側）に
は、インクスペース１にインクを供給するためのインク
容器１００が設けられている。インク容器１００の一端
部（図中右端）はサーマルラインヘッド３とプラテンロ
ーラ４との隙間に延びており、当該端部でインクスペー
ス１と連通されている。インク容器１００の底部には、
脚部１５０が設けられ、この脚部１５０がサーマルライ
ンヘッド３の基板３ａの上面に固定されている。

【００１１】なお、インク容器１００のインクをインク
スペース１に確実に導くため、インクスペース１とイン
ク容器１００の境界には、インクの吸収性の良い部材
（所謂アルコールランプの紐のようなもの）を設けるこ
とも可能である。

【００１２】図２は、フィルム２とサーマルラインヘッ
ド３の位置関係を示す斜視図である。なお、図２ではイ
ンク容器１００は省略する。フィルム２には、表裏を貫
通する貫通孔２５が、サーマルラインヘッド３の発熱体
３５の配列方向と平行に、２列に亘って多数形成されて
いる。そして、夫々の発熱体３５には、複数の貫通孔２
５が相対している。

【００１３】図３は、インク転写プリンタによる画像形
成の原理を示す概略図である。なお、図３では、プラテ
ンローラ４と記録紙Ｐは省略する。フィルム２の貫通孔
２５の内径は十分小さく、図３（ａ）に示すように、発
熱体３５が発熱していない時にはインクが貫通孔２５を
透過することは無い。

【００１４】発熱体３５が発熱すると、発熱体３５の熱
は支持板８を介してインクに伝達される。支持板８は非
常に薄い（約０．０１ｍｍ）ため、ある発熱体３５が発
熱すると、その発熱体３５の上方に位置する（その発熱
体３５の面積にほぼ対応する）インクが加熱される。同
時に、インクスペース１を挟んで支持板８と対向してい
るフィルム２も局所的に加熱される。その結果、図３
（ｂ）に示すように、発熱体３５により加熱されたイン
クが気化・膨張し、その蒸気圧によりインクに局所的な
圧力が生ずる。同時に、フィルム２の加熱部分は弾性係
数が低下し、変形し易くなる。

【００１５】このような局所的な圧力発生及びフィルム
２の弾性低下によって、インクがフィルム２の貫通孔２
５に押し込まれ、フィルム２の貫通孔２５が押し広げら
れる。そして、インクは、フィルム２の貫通孔２５を透
過し、フィルム２の上面に密着している記録紙Ｐ（図
１）に転写される。転写後、加熱が停止されると、イン
ク及びフィルム２の加熱されていた部分は周囲のインク
に冷却されるため、フィルム２の貫通孔２５は元の大き
さ（インクを透過させない大きさ）に戻る。

【００１６】このように構成されているため、所望のプ
リント情報に従って局所的にサーマルラインヘッド３の
発熱制御を行うと共に、プラテンローラ４を回転制御し
て記録紙Ｐを順次搬送することによって、記録紙Ｐに二
次元のインク画像を形成することができる。

【００１７】次に、気室２００の構成について説明す
る。図１に示すように、インク容器１００の上方には、
インク容器１００内の気体を集めるための気室２００が
設けられている。気室２００は、インク容器１００の他
の部分とパーティション１２０により仕切られている。
パーティション１２０は頂点を上に向けた錐形状に形成
されており、当該頂点に連通孔１２２が形成されてい
る。即ち、連通孔１２２はインク容器１００において最
も上方に位置する場所となっている。また、インクは、
その液面が連通孔１２２よりも高くなるのに十分な量だ
け蓄えられている。気泡はインクよりも比重が軽く、イ
ンク中を上へ上へと移動するため、インク容器１００内
に存在する気泡は全て連通孔１２２から気室２００に導
かれる。

【００１８】なお、インク容器１００の天井部１０２
は、インクスペース１から離れるほど（図中左に行くほ
ど）高くなっている。即ち、インクスペース１あるいは
インク容器１００内の気泡が、インク容器１００の天井
部１０２に沿って気室２００に移動し易いよう構成され
ている。

【００１９】ここで、インク転写プリンタが低温下に置
かれた場合など、インク容器１００内の気圧が低下する
可能性がある。インク容器１００内の気圧とインクの液
圧とはバランスしているため、インク容器１００内の気
圧が低下すると、インク液圧がそれだけ低下し、図４に
示すように、転写部近傍の外気がフィルム２の貫通孔２
５からインクスペース１内に入り込む可能性がある。

【００２０】そこで、図１に示すように、インク容器１
００の頂部２０１には開口部２０５が形成され、その開
口部２０５には弁２１０が設けられている。弁２１０は
ゴム製のシート状部材であり、インク容器１００の頂部
２０１に内側から固着されている。

【００２１】図５は、弁２１０を開口部２０５に取り付
けるための構成を示す斜視図である。開口部２０５と弁
２１０はいずれも円形であり、弁２１０の外径は開口部
２０５の外径よりも所定量大きい。そして、弁２１０の
外周部は、図中手前側の一部分を除き、インク容器１０
０の開口部２０５の周縁に接着されている。弁２１０の
外周部を開口部２０５の周縁に接着すると、弁２１０の
中央部２１４が開口部２０５を閉塞する。

【００２２】弁２１０の外周部において、インク容器１
００の開口部２０５の周縁に接着されていない部分（開
放部２１２）は弾性変形可能である。又、弁２１０の中
央部２１４も弾性変形可能である。従って、インク容器
１００の内部の気圧が低下すると、図６（ａ）に示すよ
うに弁２１０の開放部２１２と中央部２１４がインク容
器１００の内側（図中下方）に向けて弾性変形する。こ
れにより、開放部２１２とインク容器１００の頂部２０
１との間に隙間が生じ、この隙間からインク容器１００
内部に外気が流入する。

【００２３】このように、インク容器１００内の気圧が
低下した場合には、弁２１０の開放部２１２が弾性変形
して外気がインク容器１００に流入するため、インク容
器１００内の気圧は外気圧と同じになる。インク容器１
００内の気圧とインクの液圧とはバランスしているた
め、インクの液圧も正常の圧力に復帰する。尚、フィル
ム２の貫通孔２５からインクスペース１内に外気が侵入
する時のインク容器１００内の気圧をＰ１とすると、弁
２１０は、インク容器１００内の気圧がＰ１まで下がる
前に変形して開口部２０５を開放するよう構成されてい
る。

【００２４】このように構成されているため、フィルム
２の貫通孔２５からインクスペース１への外気の侵入が
防止される。そのため、インクと共に気泡が記録紙に転
写されて生ずるプリントむらを確実に防止することがで
きる。また、開口部２０５は通常は弁２１０により閉鎖
されているため、インクの不要な蒸発が防止される。

【００２５】また、逆に、インク転写プリンタが高温下
に置かれた場合など、インクの蒸発のためにインク容器
１００内の気圧が上昇した場合には、図６（ｂ）に示す
ように弁２１０の中央部２１４が上方に変形する。変形
した中央部２１４は開口部２０５から上方に突出し、イ
ンク容器１００の体積を増加させることによって、圧力
上昇分を吸収する。弁２１０の材質及び形状は、貫通孔
２５からインクが透過するのに必要な最小の圧力Ｐ３よ
りも小さい圧力Ｐ４で弁２１０が変形するように設定さ
れている。従って、インク容器１００内の気圧の上昇に
よって、インクがフィルム２の貫通孔２５から飛び出し
てしまうことが無い。

【００２６】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。図７は、第２の実施形態によるインク転写プリ
ンタの概略構成を示す側断面図である。第２の実施形態
では、サーマルラインヘッド３とフィルム２は、スペー
サー３０８を介して貼り合わされている。又、第１の実
施形態と同様、フィルム２の上方には、フィルム２の上
面に記録紙Ｐを密着させるためのプラテンローラ４が設
けられている。なお、サーマルラインヘッド３とフィル
ム２及びプラテンローラ４の構成は、第１実施形態と同
様である。

【００２７】スペーサー３０８とサーマルラインヘッド
３のケース３ａは、インクを透過させない材質で形成さ
れており、スペーサー３０８とケース３ａとフィルム２
とによって囲まれた領域がインクを保持するインクスペ
ース３０１となる。なお、フィルム２とサーマルヘッド
３の発熱体３５とは僅かに離れているか、あるいは接し
ている。

【００２８】図８は、第２の実施形態のインク転写プリ
ンタのプラテンローラ４を除く部分の分解斜視図であ
る。スペーサー３０８は、一列に配列された発熱体３５
を四方から囲む薄いプレートであり、インクスペース３
０１には発熱体３５が収容されている。インクスペース
３０１に対し図中左奥側には、インクスペース３０１に
インクを補給するためのインク容器３５０が設けられて
いる。インク容器３５０内のインクはスペーサー３０８
に形成された連通孔３０５を通って毛細管現象によって
インクスペース３０１に引き込まれる。

【００２９】サーマルラインヘッド３の発熱体３５が発
熱すると、その発熱体３５の上方に位置するインクが加
熱される。その結果、加熱されたインクが気化・膨張
し、その蒸気圧によりインクに局所的な圧力が生ずる。
同時に、発熱体３５と対向しているフィルム２も局所的
に加熱され、変形し易くなる。かくして、インクはフィ
ルム２の貫通孔２５を透過し、フィルム２の上面に密着
している記録紙Ｐに転写される。転写後、インク及びフ
ィルム２の加熱部分は周囲のインクに冷却され、フィル
ム２の貫通孔２５は元の大きさ（インクを透過させない
大きさ）に戻る。

【００３０】次に、第２の実施形態のインク容器３５０
について説明する。第１の実施形態のインク容器１００
ではパーティション１２０によって気室２００と気室以
外の部分とが分けられていたが、第２の実施形態のイン
ク容器３５０では、そのようなパーティションは設けら
れていない。

【００３１】第１の実施形態と同様、インク容器３５０
の天井部３５２は、インクスペース３０１から離れるほ
ど（図中左に行くほど）高くなっている。そして、イン
ク容器３５０の図中左端部は他の部分よりも一段高い天
井部（頂部）３５１を有している。かくして、インクス
ペース３０１あるいはインク容器１００内の気泡は、イ
ンク容器１００の天井部１０２に沿ってインク容器３５
０の頂部３５１近傍に集まる。

【００３ａ】インク容器３５０の頂部３５１には、第１
の実施形態と同様の開口部２０５と弁２１０とが設けら
れている。そのため、インク容器３５０内の気圧が低下
した場合には、弁２１０が弾性変形して外気がインク容
器３５０内に流入する。これにより、インク容器３５０
内の気圧は外気圧と同じになり、フィルム２の貫通孔か
らインクスペース内への外気の侵入が防止される。ま
た、インク容器３５０内の気圧が上昇した場合には、弁
２１０の中央部が上方に変形して、圧力上昇分を吸収す
る。従って、インク容器３５０内の気圧の上昇によっ
て、インクがフィルム２の貫通孔から外に飛び出してし
まうことが無い。

【００３３】なお、上述の第１及び第２実施形態におい
て、弁２１０を複数個設けても良い。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、本発明のインク転写プリ
ンタによると、弁の作用によってインク容器内の気圧低
下が防止され、（インク容器内部の気圧とバランスして
いる）インクの液圧の低下が防止される。従って、外気
がフィルムの貫通孔からインク中に侵入することが無く
なり、インクと共に気泡が記録紙に転写されて生ずるプ
リントむらを確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態のインク転写プリンタの基本構成
を示す断面図である。

【図２】フィルムとサーマルラインヘッドの位置関係を
示す斜視図である。

【図３】図１のインク転写プリンタによる画像形成の原
理を示す図である。

【図４】インクスペース内に気泡が侵入する状態を示す
概略図である。

【図５】インク容器の開口部に弁を取り付ける状態を示
す斜視図である。

【図６】弁の動作を示す概略図である。

【図７】第２実施形態のインク転写プリンタの基本構成
を示す断面図である。

【図８】図７のインク転写プリンタのインクスペースを
示す斜視図である。

【符号の説明】

１ インクスペース ２ フィルム ３ サーマルラインヘッド ４ プラテンローラ ８ 支持板 ２５ 貫通孔 ３５ 発熱体 １００ インク容器 １２０ パーティション １２２ 連通孔 ２００ 気室 ２０５ 開口部 ２１０ 弁 ２１２ 開放部 ２１４ 中央部 ３００ インク容器

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】貫通孔を有するフィルムと加熱手段とを、
   両者の間にインクを保持するインクスペースが形成され
   るよう対向配置し、 前記フィルムの前記加熱手段と反対の側に記録紙を密着
   させ、 前記加熱手段により加熱されたインクがフィルムを透過
   して記録紙に転写されるよう構成したインク転写プリン
   タにおいて、 前記インクスペースと連通したインク容器を設けると共
   に、 前記インク容器に、該インク容器と外部とを連通する開
   口部を設け、 該開口部に、前記インク容器内の気圧が低下した場合に
   当該開口部を開放する弁を設けたこと、を特徴とするイ
   ンク転写プリンタ。
2. 【請求項２】前記弁は弾性部材であり、前記インク容器
   内の気圧が低下すると、前記弁の少なくとも一部が前記
   インク容器の内側に変形して前記開口部を開放するこ
   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】前記インク容器内の気圧が上昇すると、前
   記弁が前記インク容器の外側に変形し、前記インク容器
   内の気圧の上昇を抑えること、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】前記弁は、前記インク容器の前記開口部の
   周縁部に、前記インク容器の内側から固着されているこ
   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】前記弁は略円形状であり、その外周部が前
   記開口部の前記周縁部に固着されていること、を特徴と
   する請求項４に記載のインク転写プリンタ。
6. 【請求項６】前記弁の前記外周部の少なくとも一部が、
   前記開口部の前記周縁部から離間可能であること、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】前記開口及び前記弁は、前記インク容器の
   上面に形成されていること、を特徴とする請求項１から
   ６のいずれかに記載のインク転写プリンタ。
8. 【請求項８】貫通孔を有するフィルムと加熱手段とを、
   両者の間にインクを保持するインクスペースが形成され
   るよう対向配置し、 前記フィルムの前記加熱手段と反対の側に記録紙を密着
   させ、 前記加熱手段により加熱されたインクがフィルムを透過
   して記録紙に転写されるよう構成したインク転写プリン
   タにおいて、 前記インクスペースと連通したインク容器を設けると共
   に、 前記インク容器に、該インク容器と外部とを連通する開
   口部を設け、 該開口部に、弾性部材からなる弁を設け、 前記インク容器内の気圧が上昇すると、前記弁が前記イ
   ンク容器の外側に変形し、前記インク容器内の気圧の上
   昇を抑えるよう構成したこと、 を特徴とするインク転写プリンタ。
9. 【請求項９】前記加熱手段はサーマルヘッドを含むこ
   と、を特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のイ
   ンク転写プリンタ。