JPS5830153B2 - 感熱転写記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は普通紙に良好な記録を行うことができる感熱転
写記録装置に関する。

普通紙に記録を行う記録装置として、静電気が帯電でき
るように特殊な加工をしたローラにトナーを付着させ、
該トナーを普通紙による記録紙に転写させる静電記録方
式のものが良く知られている。

しかしこの方式による記録装置は機構部が太きくなり、
高価になりがちである。

そこでインクローラとサーマルヘッドとを用いて普通紙
に記録を行う方式の感熱転写記録装置か考えられている
。

第１図はこのような感熱転写記録装置の一例を示してお
り、これを説明すると１はゴムローラの外周に例えば発
泡ゴムを設けるかあるいは微細繊維を植毛する等して凹
凸部を設けたインクローラ、２は金属丸棒により形成さ
れた矯正ローラで、両ローラ１，２は互いに接して矢印
Ｐ方向に回転するようになっている。

この矯正ローラ２は適当な間隔を保って対向設置された
加熱ヒータ３により加熱され、インクローラ１との接触
部に設けられたインク溜り４のインクを溶融させる。

溶融したインクはインクローラ１０表面の凹部に流入し
て付着し、固体化してインク層５を形成する。

６はサーマルヘッドで該サーマルヘッド６はスプリング
７により２００〜１０００グラム重の力で記録紙８を介
してインクローラ１に押当てられている。

９はパルスモータ、１０は紙送りローラである。

この記録装置は記録信号が入力されると、サーマルヘッ
ド６にパルス的に電流が流れてサーマルヘッド６の微少
な発熱体が発熱し、記録紙８の裏面からインクローラ１
のインク層５を加熱してインクを溶融させ、溶融したイ
ンクを記録紙８の表面に転写させてドツトを記録する。

１回のドツトの記録が終わるとパルスモータ９により紙
送りロー２１０を駆動して記録紙８を矢印ｑ方向に１ピ
ッチ送り、上記と同様の方法で再びドツトを記録する。

このように順次ドツトを記録紙８に記録シて文字あるい
は画素が構成される。

インクローラ１は記録紙８が矢印ｑ方向に送られる際、
該記録紙８との摩擦力により矢印Ｐ方向に回転し、ドツ
トの記録によりインク層５に生じた凹部にインク溜り４
でインクを補給して再び記録が行えるように矯正される
。

この種の記録装置において良好な記録を得るには、イン
クローラの表面に平滑でかつ適度な厚みのインク層を形
成することであるが、上述したインクローラは表面に凹
凸部を設けてインク層を形成するようにしているため、
平滑なインク層を形成することがむずかしく、その結果
インク層とサーマルヘッドとの接触が不充分となってサ
ーマルヘッドからの熱伝達が悪くなり、インク層のイン
クを充分溶融できないために記録紙へのインクの転写が
行われず、記録にむらが生じて記録品質が低下するとい
う欠点があった。

このように記録品質はインクローラの表面状態に左右さ
れるので平滑なインク層を得る必要があり、平滑なイン
ク層を得るには、実験によるとインクローラの表面を研
摩するかあるいは最大径が１００μｍ以下の凹部をイン
クローラの表面全体に均一に設けなければならない。

しかし最大径が１００μ扉以下の凹部をインクローラの
表面に製作するには高度な技術を要し、かつ高価なもの
となる。

従って技術的に容易でかつ安価な方法としてはインクロ
ーラの表面を研摩仕上げすることである。

ところがこのインクローラを第１図に示したような金属
丸棒で形成した矯正ローラと組合わせた場合、両ローラ
の接触は密着状態となるため、インクローラの表面に形
成されるインク層はその厚みが非常に薄いものとなる。

実験によると記録に最適なインク層の厚みは２０〜３５
μｍであるが、上述したゴムローラと矯正ローラとの組
合わせで得られるインク層は１０μｍ以下であり、従っ
て記録時に記録紙へのインクの転写を充分に行うことが
できず、記録濃度が不足したり、記録むら等が生じて記
録品質が低下することになる。

またインクローラと矯正ローラとの間に間隙を設けてイ
ンク層の厚さを増すようにした場合は、均一な厚みのイ
ンク層を形成することは極めて難しいものである。

本発明はインクローラの表面に平滑でかつ最適な厚みの
インク層を形成することができる感熱転写記録装置を得
ることを目的としており、そのために矯正ローラの外周
面全体に所望のインク層の厚さに対応する。

大きさの溝をスパイラル状に形成すると共に発熱用の電
気抵抗線を設けて、この電気抵抗線の熱と溝の作用によ
りインクローラの表面に所望の厚さでかつ平滑なインク
層を形成し、かつインク溜り近傍には加熱器を配し、更
にインク層を冷却するための冷却ファンをインクローラ
に対向設置したことを特徴とする。

本発明の一実施例を第２図により説明すると、１１は回
転可能に支持されたインクローラで、例えばシリコンゴ
ムもしくはネオブレンゴム等のように耐熱性の良い弾性
体によって形成されており、その表面は平滑に研摩仕上
げされている。

１２は矯正ローラで、金属もしくは耐熱性の良い材料に
よるパイプで形成されており、外周面全体に断面円形の
細い線材がスパイラル状に密に巻付けてあって、この線
材１３により第３図に示すようにスパイラル状の溝３７
が形成されており、また内部には例えばニクロム線等の
ような電気抵抗線１４が配設されている。

この矯正ローラ１２は２００〜１０００グラム重の力で
インクローラ１１に常時当接しており、インクローラ１
１が矢印ａ方向に回転するとそれに伴って回転するよう
に支持されている。

１５はインクローラ１１と矯正ロー２１２との接触部に
設けられたインク溜りである。

１６はインク溜り１５にインクを補給するためのインク
補給機、１７はインク溜り１５のインクの温度を検出す
るための温度検出器、１８はインク溜り１５を加熱する
ための加熱器であり、これ等はインク溜り１５の近傍に
各々配設されている。

加熱器１８の熱源としてはビータ、ランプあるいは熱風
が用いられる。

１９は前記矯正ローラ１２と一定の距離を置いた記録位
置に設けられたサーマルヘッドでベース２０に固着され
ており、該ベース２０は回転支点２１により支持されて
いる。

２２はスプリングでベース２０をインクローラ１１の方
向に押圧しており、それによってサーマルヘッド１９が
記録紙２３を介してインクローラ１１に押当てられてい
る。

２４は記録紙収態箱、２５はベース２０を矢印す方向に
吸引できる吸引機である。

２６はインクローラ１１の温度を検出するための温度検
出器で、記録紙２３側においてインクローラ１１の近傍
に設置されている。

２７はインクローラ１１を冷却するための冷却ファンで
、インクローラ１１と対向するように設置されている。

２８は記録紙２３を矢印Ｃ方向に送るための紙送りロー
ラで、無端ベルト２９を介してパルスモータ３０に連結
されている。

３１はワンウェイクラッチでインクローラ１１に取付け
られている。

このワンウェイクラッチ３１は無端ベルト３２を介して
駆動モータ３３に連結されており、該駆動モータ３３を
駆動するとインクローラ１１が矢印ａ方向に回転するよ
うになっている。

３４はダストカバ、３５はインクローラ１１０表面に形
成されたインク層である。

次に動作を説明する。

渣ず電源をＯＮにすると矯正ローラ１２内に配置されて
いる電気抵抗線１４に電流が流れて発熱し、矯正ロー２
１２によってインク溜り１５が加熱される。

電源がＯＮとなっても記録信号が入力されていないとき
は、サーマルヘッド１０は吸引機２５によって矢印す方
向に引かれ、サーマルヘッド１９はインクローラ１１と
離れた状態で待機している。

電源をＯＮとし、電気抵抗線１４に電流を流した当初は
矯正ローラ１２からの加熱量が少ないのでインク溜り１
５のインクが溶けるには時間がかかる。

そこでウオーミングアツプ時間を短縮するため、温度検
出器１７によってインク溜り１５の温度が検出され、イ
ンクの融点温度以下であれば加熱器１８を作動させてイ
ンク溜り１５のインクを矯正ローラ１２と加熱器１８と
で加熱してインクを溶融させる。

このようにしてインク溜り１５のインクを充分溶融させ
ると加熱器１８からの加熱は停止され、溶融したインク
は矯正□−２１２からのみ加熱されて溶融状態が保持さ
れる。

一方つォーミングアップ中インクローラ１１は駆動モー
タ３３によって矢印ａ方向に回転しており、従ってイン
クローラ１１と接触している矯正ローラ１２も矢印ａ方
向に回転し、回転しながらインク溜り１５のインクをイ
ンクローラ１１の表面に付着させて最適な厚みのインク
層３５を形成する。

ここでインク層３５の形成について第３図により詳細に
説明する。

第３図はインクローラ１１と矯正ローラ１２との接触面
の軸方向断面を示す一部拡大図で、線材１３ａと１３ｂ
はインクローラ１１と接しており、インクローラ１１に
！正ローラ１２が押当てられているのにも拘わらずイン
クローラ１１の表面と線材１３ａ、１３ｂ間の溝３７と
によって形成された空洞部にインク溜りで溶融したイン
クＫが流入し、該インクにはインクローラ１１の表面と
線材１３ａ、１３ｂの表面に付着する。

しかし発熱体である矯正ローラ１２の温度すなわち線材
１３ａ、１３ｂの温度がインクローラ１１より高いため
、インクにのほとんどはインクローラ１１０表面に付着
し、付着したインクにはインクローラ１１０回転によっ
て線材１３ａ。

１３ｂから離れた後、すでに上記と同様の工程でインク
ローラ１１０表面に付着しているインクｌと表面張力に
より一体となり、平滑でかつある厚みのインク層３５と
なる。

このような工程がインクローラ１１の軸方向全域にわた
って多数形成される空洞部において行われ、さらにこれ
が繰返し行われることによって平滑でかつ最適な厚みの
インク層３５が形成される。

インク層３５の厚みはインクローラ１１と線材１３ａと
１３ｂとの間に流入するインクにの量によって決渣るの
で線材１３の直径りを変えることによってインク層３５
の厚みを最適な厚みに選ぶことができる。

最適なインク層３５の厚みは前にも述べたように２０〜
３５μｍであり、この厚みを得るには線材１３の直径を
１５０〜２５０μｍにすると良い。

なお第３図において３６は絶縁体であり、矯正ローラ１
２を金属パイプで形成した場合に必要である。

上述した如くインク層３５が形成された後、記録信号が
入力されるかあるいは入力するという予備信号が入ると
駆動モータ３３はＯＦＦ’となりインクローラ１１の回
転は停止し、また吸引機２５がＯＦＦとなってサーマル
ヘッド１９がスプリング２２により記録紙２３を介して
インクローラ１１に２００〜１０００グラム重の力で押
当てられる。

次に入力信号が入力されるとサーマルヘッド１９に電流
が流れ、サーマルヘッド１９の微小な発熱体が発熱する
。

この熱によりインク層３５が加熱され、加熱された部分
のインクが溶融して記録紙２３の表面に転写され、ドツ
トが記録される。

記録紙２３に転写されたインクは短時間で放熱して固体
化する、■ドツトの記録が行われるとサーマルヘッド１
９への通電に同期を取り、パルスモータ３０を駆動して
紙送りローラ２８をパルス的に微少回転させて記録紙２
３を矢印Ｃ方向に微少送りし、再びサーマルヘッド１９
に電流が流れてドツトが記録される。

このような工程を繰返して行うことにより複数個のドツ
トが記録紙２３に記録され、文字あるいは画素が構成さ
れる。

上述の如くインク層３５のインクが記録紙２３に転写さ
れると、インク層３５に凹部が生じ、その後のサーマル
ヘッド１９との接触が不充分となって記録ができなくな
ったりあるいは記録むらが生じる原因となるので、凹部
を矯正して再び平滑なインク層３５を形成する必要があ
る。

記録時においてはインクローラ１１を回転させる駆動モ
ータ３３はＯＦＦとなっており、インクローラ１１を回
転させることができないが、矢印Ｃ方向に送られている
記録紙２３との摩擦力によりインクローラ１１はパルス
的に矢印ａ方向に回転する。

この回転によりインク層３５に生じた凹部はインク溜り
１５に運ばれ、矯正ローラ１２によって上述したインク
層形成工程と同じ工程で平滑に矯正される。

インクローラ１１にはワンウェイクラッチ３１が設けら
れているので、記録紙２３によってインクローラ１１に
与えられた矢印ａ方向の回転には駆動モータ３３からの
反力は働力）ない。

以上説明したように記録を行うことによってインク層３
５に凹部が生じても１回転後には再び平滑でかつ最適な
厚みのインク層が得られるので良好な記録を常に行うこ
とができる。

インク層３５はサーマルヘッド１９と接触する位置に到
達する１での間に完全に固体化していないと、記録すべ
きドツト以外のインクが記録紙２３に付着して記録品質
ガ低下することになる。

そこでインクローラ１１の温度は温度検出器２６で検出
され、インクの融点以上の温度であれば冷却ファン２７
が作動してインク層３５を冷却し、インク層３５を完全
かつすみやかに固体化させることができるようになって
いる。

以上説明したように本実施例は矯正ローラの外周に線材
を巻付けてこの線材によりインクローラの表面にインク
層を形成するようにしているため平滑でかつ最適な厚み
のインク層を得ることができ、しかもインクローラの温
度も冷却ファン等によって制御できるようにしているの
で常に高品質の記録を行うことができるものである。

捷たインク溜りのインクを矯正ローラと加熱器とで溶融
させるようにしているため、ウオーミングアツプ時間を
短縮できる利点があり、さらにインクローラから記録紙
に直接記録することができかつ構造も簡単であるので容
易に小型、軽量化を計ることができるものである。

また矯正ローラ１２の外周に線材１３を巻付ける代わり
に細線状の溝を狭いピッチで刻設しても同様の効果を得
ることができる。

さらにこの他の実施例としては、第４図に示すように矯
正ローラ１２を金属あるいは耐熱性のよい丸棒で形成し
てその外周に絶縁被覆されたニクロム線等の細い電気抵
抗線を線材１３としてスパイラル状に巻付けておけば第
２図及び第３図に示した矯正ローラ１２内部の電気抵抗
線１４を省略することができると共に平滑でかつ最適な
厚みのインク層３５を形成するととができる。

また、インク層３５を冷却する手段としては上述した手
段の他に、温度検出器２６により冷却ファン２７の風量
を制御して常時冷却することが考えられる。

この場合良好な記録を行うことができる温度を実験によ
り求め、その温度を常時保てるようにすると良い。

またこの他の手段としてはインクローラ１１に冷却ロー
ラを接触させても良く、さらにペルチェ効果を利用した
電子冷却素子を使用しても有効である。

さらに上述した各実施例において、矯正ローラ１２の両
側部にフランジを設けておけばインク溜り１５の溶融イ
ンクがインクローラ１１の両側部から流入するという心
配はない。

以上説明したように本発明はインクローラの表面に平滑
でかつ最適な厚みのインク層を常に形成することができ
るので高品質の記録を行うことができ、また記録時のウ
オーミングアツプ時間を短縮できるのでファクシミリ、
複写機等の記録装置として利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す側面図、第２図は本発明の一実施
例を示す側面図、第３図は第２図の要部拡大断面図、第
４図は他の実施例を示す要部側面図である。 １１・・・インクローラ、１２・・・矯正ローラ、１３
・・・線材、１４・・・電気抵抗線、１５・・・インク
溜り、１６・・・インク補給機、１７・・・温度検出器
、１８・・・加熱器、１９・・・サーマルヘッド、２３
・・・記録紙、２６・・・温度検出器、２７・・・冷却
ファン、３１・・・ワンウェイクラッチ、３３・・・駆
動モータ、３５・・・インク層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 回転可能なインクローラと、該インクローラに平行
   に当接して回転する矯正ローラと、該−両ローラの接触
   部に設けられたインク溜りと、前記矯正ローラと離れた
   記録位置においてインクローラに記録紙を介して押当て
   られるサーマルヘッドとを備えており、前記インク溜り
   のインクを矯正ローラに、よりインクローラの表面に付
   着させてインク層を形成し、記録位置に致るｌでの間に
   固体化したインク層を前記サーマルヘッドにより溶融さ
   せて記録紙にドツトとして転写させる感熱転写記録装置
   において、前記インクローラを耐熱性の良い弾性体で形
   成すると共に表面を平滑に研摩仕上げし、矯正ローラは
   その外周面全体に所望のインク層の厚さに対応する大き
   さの溝をスパイラル状に形成すると共に発熱用の電気抵
   抗線を有する構造として、前記インクローラと共に該矯
   正ローラを回転させつつ該矯正ローラにより前記インク
   溜りのインクを加熱溶融させ、その溶融したインクをイ
   ンクローラの表面と矯正ローラの溝によってローラ軸方
   向に多数形成される空洞部に流入させることによりイン
   クをインクローラの表面に付着させ、付着したインクを
   表面張力により均一化して所望の厚さでかつ平滑なイン
   ク層を形成するようにし、かつ前記インク溜りには温度
   検出器を配して、該温度検出器により検出された温度が
   インクの融点以下であるとき前記矯正ローラと共にイン
   ク溜りのインクを加熱する加熱器をインク溜りの近傍に
   設け、更に前記記録位置側にインク層の温度を検出する
   温度検出器を設けて、該温度検出器により検出された温
   度がインク融点以上であるときインク層を冷却する冷却
   ファンを前記インクローラに対向させたことを特徴とす
   る感熱転写記録装置。