JPS6013555A - 印字装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の利用分野〕 本発明は、文字１図形等の画像を印字用紙等の印字媒体
上に出力する印字装置に係り、特に、特別な処理をあら
かじめ印字媒体に施すことなく普通紙へ印字でき、かつ
、インクリボン、熱転写形のフィルム等の発色部材を印
字要素と印字媒体の間に介在させる必要のない印字装置
に関する。 〔発明の背景〕 従来、印字装置として次のよう・なものがある。 すなわち、（１）印字ワイヤのような印字要素を・電磁
的手段により作動し、ナイロン繊維等からなる基布にイ
ンクを含浸させたインクリボンを介し。 印字用紙に印字ワイヤを打撃させドツトの集合として印
字を行う、いわゆるワイヤドツトプリンタのようなイン
パクト式プリンタ。（２）電気的エネルギーによって発
熱する発熱素子を印字要素として用い、熱によって発色
する発色層があらかじめ塗布された感光紙を印字用紙と
して用い、これを印字要素により発熱させ、ドツトの集
合として印字を行う直接式感熱プリンタ、あるいは、あ
らかじめ特定の熱処理の施されていない普通紙に対し、
この印字用紙と印字要素との間に、ポリエステルフィル
ム等の薄いフィルム上に熱によって溶融す　゛るインク
を塗布した熱転写形フィルムを介在させ、印字用素から
の熱によりフィルム上のインクを印字用紙上に転写しド
ツトの集合として印字を行う熱転写式プリンタのような
ノンインパクト式プリンタ等があった。 しかし、これらのプリンタには次のような欠点がある。 （イ）ワイヤドツトプリンタにおいては、インクの含浸
されているインクリボンを印字用紙に近接して配置して
いるため、印字用紙にインクリボンが常時接触して汚れ
が発生しないようにインクリボンを印字用紙から所定の
距離だけ離して配置する必要があり、したがって、印字
ワイヤの先端部と印字用紙との間を小さな値とすること
ができない。すなわち、印字ワイヤの動作ストロークに
大きな値が必要となるため、高速の印字が難しい欠点が
ある。 （ロ）直接式感熱プリンタは、あらかじめ熱溶融性の発
色剤を微少カプセル状に形成した発色層が塗布された、
いわゆる感熱紙を印字用紙として用いるものであるが、
この場合、発色層はあらかじめ印字用紙の全域に亘って
塗布しておく必要があり、すなわち、印字の行われない
余白等の部分にも必然的に塗布しであるため用紙のコス
トが高くなるという経済的欠点がある。さらに、印字さ
れ手段によって再び熱が加えられると、その時点で発色
し、印字さ九た部分が判別できなくなり、保存性の点で
最大の欠点がある。 （ハ）熱転写式プリンタは、数ミクロンから十数ミクロ
ン厚のポリエステルフィルム等に熱溶融性のインクが塗
布されたフ７ｒルム状リボンを使用し。 これを印字用紙と発熱素子との間に介在させ圧力を加え
た状態で発熱素子を作動し、フ７ｔルムＦの熱溶融性イ
ンクを溶融［７、印字用紙上にインク酸付着さゼている
。しかし、熱溶融性インクと発熱素子との間にポリエス
テルフィルムのような物質が介在場るため、熱伝達に遅
れが生じ、また、フィルム中に熱勾配が生ずるため熱溶
融性インクが溶融する温度以上番；発熱素子を加熱する
必要がある。 したがって、発熱温度の克ち上りに大きな呵間を要し、
かつ、印字後の発熱素子の冷却にも時間を必要とするた
め、高速の印字が９７．７’ＪＩ　Ｌ、いという最大の
欠点がある。さらに、常にフィルｔ１を印字用紙に適切
な圧力で押圧しておく必要があるためフィルムにしわ等
が発生し、密着性がそこなわれると印字が行われなくな
るため、印字品質を高く維持゛するためには、やむを得
ず印字要素、フィルム、印字用紙等の移動速度を遅くし
安定した密着状態を確保しなげ九はならないという高速
印字に相反する条件が必要という欠点があった。加えて
、数ミクロンから十数ミクロンの薄いフィルムを用いて
いるため、その張力の変動あるいは移動部材の寸法精度
等に極端に安定化を要求され、高価のものとなるばかり
でなく、信頼性を低下させる大きな要素となる欠点があ
った。 さらに、プリンタの運転コスト、すなわち消耗品のコス
トについて前記各印字装置を比較すると。 ワイヤドツトプリンタは用紙が普通紙でありインクリボ
ンも繰返し使用ができるため、比較的低コストで印字が
可能であるが、熱転写式プリンタは、用紙が普通紙であ
っても、使用するリボンは通常では一度しか使用できな
い、いわゆるワンタイム式であり、かつ、文字間の余白
（スペース）部は未使用状態のまま残されてしまうもの
が多く、発色のためのコストは、ワイヤドツトプリンタ
にくらべ高くなる欠点がある。直接式感熱プリンタは、
前述のように、あらかじめ感熱処理の施された用紙を使
用せざるを得ないため用紙コストが高くなることは言う
までもない。 これ等プリンタにおいては、今後、印字速度の高速度化
が望まれると同時に、運転コストすなゎち消耗品のコス
トが安く経済性の高いものが益々要求されてくることは
必至である。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、と記のような従来技術の欠点を解消す
るため、印字要素と印字媒体との間に発色用の介在物を
設けることなく安定した高速印字を達成し、かつ、印字
媒体として経済性の高い普通、ｖｃを用いることの可能
な印字装置を提供するととにある。 （発明の概要１ 上記目的を達成するため、本発明は、印字エネルギーを
発生する印字要素と、印字用紙等の印字媒体とを具備し
た印字装置しこおいて、前記印字要素から前記印字媒体
に前記印字エネルギーが加えられる前に　該印字エネル
ギーに感応して発色する発色剤を前記印字媒体の印字を
必要とする位置に［Ｉ！接塗酊する手段を設けることに
より、印字速度の高速化、底１ｉ１１ｉ格化を図ったこ
とを特徴とする。 〔発明の宍前例」 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。 第１図は本発明の一実施例による印字装置の要部を示す
斜視図である。 本実施例はシリアル印字方式のワイヤドツトプリンタの
例を示したちのである。印字要素である複数の印字ワ（
Ａ・１ど、そ、れを選択的に作動し、印字用紙２に４」
撃させるマグネット等から構成される印字・＼ラド３は
、印字用紙２に沿って移動するキャリア４に搭載されて
いる。印字は、キャリア４が矢印５の方向・＼移動する
際に行われる。 キャリア４の移動方向に対し、印字ヘッド３の印字位置
に先面し発色剤塗布装［Ｇが取り付けられている。発色
剤塗布装Ｂ６は発色色素物質（例えばクリスタルバイオ
レットラクトン等）が微粒子状にマイクロカプセル化さ
れた発色剤７を液状溶剤等に混合した粘性体を印字用紙
２にスプＬノ状に噴射させる噴射機構、あるいは、モー
タ、マグネット等を用い印字用紙２に選択的に抑圧、開
離可能な手段をそなえるローラ等で印字用紙２に直接塗
布する塗布機構等、１１々の原理を採用することができ
る。発色剤７は、キャリア４の移動に従がって印字用紙
２の上に印字の必要とする位置にのみ塗布される。 図中、８は発色剤７の塗布さオした部分である。 キャリア４の移動方向に対し、印字ヘッド３の印字位置
の後に定着剤塗布装置１９が取り付４−Ｊられ。 定着剤を印字用紙２の発色剤塗布済部分８に塗布するこ
とができる。１０が定着剤の塗布された部分である。又
、別な実施例として定着剤塗布装置９は、その目的から
乾燥装置であっても良い。 以下、印字装置について説明する。 印字は、キャリア４を第１図の矢印方向へ移動させなが
ら行う０発色剤塗布装置１１ｔＢが印字用紙２に発色剤
７を含む粘性体を噴射しながら移動すると、粘性体は印
字用紙２の印字位置に帯状に塗布される。粘性体を構成
している発色剤７と液状溶剤は、印字用紙２と同一色の
目視不可能な無色あるいは白色で構成されでおり、用紙
の本来の色間に何ら変化を与えていない。この発色剤７
の塗布された部分８を、印字ヘッド３の印字ワイヤ１が
打撃すると、発色剤７を構成しているマイクロカプセル
が圧力によって破壊され、中に含まれていた発色色素物
質が黒、青、等の特定の色に目視可能な発色ドツト１１
を印字用紙２の上に形成する。 この模様を第２図の断面図に示す。 発色剤７は液状溶剤に混合した粘性体であるが、この液
状溶剤は、印字用紙２に塗布されたあと用紙中に浸透す
るか、空気中で自然に、あるいは強制的な乾燥装置（図
中の９に４ＩＭ％！４）によって乾燥してしまう物質で
ある。また、発色剤７は、液状溶剤が液体状の状態にお
いて発色可能であり、液状溶剤が乾燥してしまった後は
１発色剤７を構成しているマイクロカプセルが何らかの
手段によって破壊されても発色色素物質は発色しない物
質で構成されている。すなわち、発色剤７の塗布された
部分を印字ヘッド３によって塗布後、所定の時間内に印
字することによって印字が行われるが。 液状溶剤が乾燥したあとの発色剤７の塗布された部分は
、何ら普通の用紙と変らず用紙の汚れも起らず、さらに
、何らかの別の圧力手段によって発色させることは不可
能′となる。 以上述べた一実施例は、ワイヤドツトプリンタの例を示
したものであるが、従来、インクリボンを介して印字し
ていたものでは、インクリボンの基布の厚さが約０．１
ｍ曹であり、また、インクリボンが用紙＆こ接触し汚れ
（ゴースト）を生じせしめないようインクリボンと用紙
との間に０．１１程度のすきまをあけるので印字ワイヤ
の先端と印字用紙との間隔は０．２ｍｍ程度崎要として
いた。このため、印字ワイヤの動作ストロークもインク
リボンの圧Ｎ特性を考慮して、０．２＋ｎｍ程度必要な
ものであった。この距離を印字ワイヤが往復動作するに
必要な時間により、印字速度の最大値が決定され、それ
をさらに高速化させるには、印字ワイヤの駆動装置であ
る電磁力発生手段の性能を大幅に向上させなければなら
ないという技術−ヒの問題と、製造コスト高となる問題
を持っでいた。

【・がし、同じドツトワイヤプリンタで
も、前記一実施例の場合、印字用紙２に塗布された発色
剤７Ｗｊの厚さはＨｈミクロンの厚さで構成することが
できるため、印字ワイヤの先端と印字用紙とのすき間を
０．１＋ｎｗ以下程度と小さな値とすることが可能とな
る。従って、印字ワイヤの動作ストロークを小さくする
ことがテキ、動作時間が短くでき、高速印字が可能とな
る。このへは、本発明の要旨、すなわち、インクリボン
等を介在させないで普通紙印字できる印字装置の最も大
きな特徴の−っである。さらに、インクリボンのような
介在物が印字ワイヤと印字用紙の間に介在することがな
いため、印字ワイヤがインクリボンに引っかかって曲が
ったり、折れたりする故障が無くなるため、大幅な信頼
性の向上が可能となる特徴を持１ている。 再び第１図において、さらに説明する。 された発色剤７は液状溶剤に混合されたものであり、発
色は液状溶剤が液体状の状態で有効なものであったが、
次に述べる第２の実施例では液状溶剤の状態に無関係に
発色剤７の発色を無効どする二とができるうすなわち、
印字位置を通過した後の発色剤７の発色効果を無効とす
るために、′ｆ＠色剤７を構成しているマイクロカプセ
ルが破壊して中の発色色素物質があられれた場合、それ
と化学的反応し、発色を無効とさせる定着剤を発色剤塗
布装置６と同様の手段で噴射あるいは塗布する定着剤塗
布装置９を設けたものである。この第２の実施例の場合
１発色剤７は液状溶剤に混合されたものではなく、発色
剤７を構成するマイクロカプセルが、粘着性物体で結合
されたものでもよく、発色剤塗布装ｗ１６としてはロー
ラによる塗布機構が用いられでも良い６ さらに第３の実施例について説明する。 前記実施例は、印字要素がワイヤドツトの例であり、す
なわち、発色剤７は印字ワイヤの圧力によって破壊され
発色色素物質を発色させるものであったが９発色剤７を
構成するマイクロカプセルが熱によ−＋１”破壊される
物質を用いることによって、印字要素と【７て発熱抵抗
体によるサーマルヘッド、あるいはレージ１光等の光学
エネルギー照射による発熱素子等を用いることができる
。サーマルヘッドを用いた・場合、サーマルヘッドと印
字用紙の間はｊＩ！「接的に密着させることができるた
め、サーマル・＼ラドの発熱Ｍ７−の発熱により直接１
発色剤を発色させることができる。この場合、ポリエス
テルのような介在物がないため発熱素子に必要な温度は
、従来の黙伝写式の場合にくらべ低くてすむので、短時
間に必要温度に到達可能となり。 高速の印字が可能となる特徴を持っている。別な印字要
素であるレーザ光等の光学エネルギー照射の場合、熱で
溶解するマイクロカプセルを破壊するための時間は非常
しこ短かくてすむ。したがって。 さらに高速の印字が可能となる。 さらに別の印字要素として、電気放電ＩＪＡ象等のエネ
ルギーを用い、該エネルギーにより発色可能なものを発
色剤として用いることもできる。 今まで述べた本発明のそれぞれの実施例によりば、印字
エネルギー発生手段は、さまざまな形態を取り得ること
は明らかである。いずオしの場合においても、印字媒体
、すなわち印字用紙等を発色する手段は、印字用紙の印
字を用する部分にのみ選択的に発色剤を公知の圧稲空気
式スプ１．＝−による噴射、あるいは加圧ローラによる
塗布などの手段で塗っておくことで実残されろため、発
色剤の消耗量は必要最少限の量ですみ、経済性の面で大
きな効果を発揮するものである、 印字用紙の印字を必要とする部分にのみ発色剤を塗布す
るブイ法については詳述じてぃないが１通常のプリンタ
であれば印字を行う位置は制＃回路によってＩＩｇＱ別
さ右でいるものであり、その指示によって前記発色剤塗
布装置Ｂ！６を作動させ必要位置に塗布することができ
る。 次Ｋ、第４の実施例として、異なる色副のドツトを発色
させる多色印字装置の例についで述る。 第３ｒＲけ、多色印字装ｒの場合の発色剤波布の状態を
示す断面図である。 この場合の例として、印字用紙２の上に塗布された発色
剤のうち、Ｏ印で示した黒色発色剤１２は黒色発色し、
Δ印で示した赤色発色剤１３は赤色発色するものとする
。 これら両者の発色剤は、印字要素から加えられる印字エ
ネルギーの値の差によっていずれかが発色する３例へば
、一般に、ワイヤドツトの場合であｊしば、印字ワイヤ
を作動させる駆動装置である電磁力発生手段の制＊、ｔ
、例えば、電流値あるいは通電のパルス幅等を調節する
ことによって印字力の強弱を制御することができる。弱
い印字力で発色剤に打撃】乙ど黒色発色剤Ｉ２のみが発
色し黒色１−・ノ［・の（で１１字がイテ′ＳＪれ、強
い印字力で打撃すると赤色発色剤に：が発色し赤色ドツ
ト印字が行われる。発色剤の種類を多くして、また、印
字要素の印加力を多レベルに可変することによって、さ
らに多色の印１：が可能となることは言うまでもない−
ｒｌｉｉｉ例の喝台よ・）１こ１発色剤の発色に必要な
印字エネルギーを別なもの１例えば熱あるいは放電能と
なることは明らかである。 さらに、第５の実施例を第４図により説明する。 この場合の例として、印字用紙２の上に塗布された発色
剤のうちＯ印で示したものは圧力によって発色する黒色
発色剤１４であり、Δ印で示したものは光学的エネルギ
ー発生手段１５によって発色する赤色発色剤１６である
。この例の場合、印字エネルギーを発生させる印字要素
の形態が異なるものを複数用いれば、色調の異なる発色
を複数種、得るひとが可能となる。前例と同様に、発色
剤の種類を増やし、印字要素の形態をさらに増やす、た
とえば放電手段等を用いて、さらに多色の印字を可能と
することができる。 以上、さまざまな実施例について詳述したが、本発明は
、これらに限定されるものではなく、さらに種々変形し
て実施できるものである。例えば、発色剤の形態は単一
のマイクロカプセル状のものにかぎらず、２種類のマイ
クロカプセルが同時に破壊されることによって、その混
合、あるいは化学的反応等によって発色するものであっ
ても良く、その他の形態を取り得ることも考えられる。 また、プリンタの例としてシリアル印字方式のものシコ
ついて述べてきたが、印字要素を印字用紙の送行方向と
略直角方向に列状に配置した。いわゆる行−斉印字方式
のプリンタについても本発明は構成可能であることは言
うまでもない。 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、印字要素と印字
媒体との間に発色用の介在物を設けることなく安定した
高速印字を達成し、かつ、印字媒体として経済性の高い
普通紙を用いることの可能な印字装置を実現することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部構成を示す斜視図、第
２図は本発明の一実施例における発色剤塗布状態と発色
状態を示す断面図、第３図は本発明の他の実施例による
発色剤塗布状態を示す断面図、第４図は本発明の他の実
施例による発色剤塗布状態と印字要素の異なる形態を示
す断面図である。 ■＝印字ワイヤ、２：印字用紙、′３：印字ヘッド、４
：キャリア、６：発色剤塗布装置、９：定着剤塗布装置
、１１：発色ドツト、１２：黒色発色剤、１３：赤色発
色剤。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）印字エネルギーを発生する印字要素と、印字用紙
   等の印字媒体とを具備した印字装置において、前記印字
   要素から前記印字媒体シ；前記印字エネルギーが加えら
   れる前に、該印字エネルギーに感応して発色する発色剤
   を前記印字媒体の少なくとも印字を必要とする位置に塗
   布する手段を設けたことを特徴とする印字袋［６