JPS6016915B2 - 感熱転写記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は普通紙を記録紙として用いる感熱転写記録装置
に関する。

従釆の感熱転写記録装置を第１図により説明すると「
１はインクローラであり、表面に発泡ゴムあるいは微細
繊維等を設けて凹凸を形成したゴムローラを用いている
。

２は金属丸棒による矯正ローラであり、インクローラ１
と接し、かつインクローラ１と共に矢印Ｐ方向に回転す
る。

この矯正ローラ２は加熱ヒータ３により加熱され、それ
によりインクローラ１との接触部にあるインク溜り場４
のインクを溶かし、溶けたインクがインクローラ１の凹
部に流れ込むことによってインクローラ１の表面にイン
ク層５が形成される。インク層５は記録紙６の位置に到
達するまでの間に冷却ファン７によって冷却される。８
はサーマルヘッドであり、固定台９に固定されており、
スプリング１川こより記録紙６を介してインクローラ１
に押付けられている。

１１は紙送りローラであり、パルスモータ１２により駆
動され、記録紙６を矢印Ｓ方向に送る。

この記録装置は、記録信号が入力されるとサ−マルヘッ
ド８に電流がパルス的に流れ、サーマルヘッド８の微少
な発熱体から発熱し、該熱により発熱体と対応するイン
ク層５の微少部分のインクが溶け、そのインクが記録紙
６に転写されてドットが記録される。

ドットが記録されるととパルスモータ１２が回転し、紙
送りローラ１１により記録紙６が矢印Ｓ方向に１ピッチ
送られ、再びサーマルヘッド８に電流が流れて記録紙６
にドットが記録される。このような動作が繰返し行われ
、複数のドットにより文字または画素が構成される。イ
ンクローラ１は記録紙６が矢印Ｓ方向に送られる際、該
記録紙６との摩擦力により回転し、ドットを記録して凹
部が生じたインク層５にインク溜り場４でインクを補給
し、再び記録ができるように矯正ローラ２によって矯正
される。この種の記録装置において良好な記録紙を得る
には、表面が平滑でかつ適度な厚みを有するインク層を
インクローラに形成することが必要である。

しかし上述した従来の記録装置は、インクローラとして
発泡ゴムあるいは微細繊維等により表面に凹凸を形成し
たゴムローラを用いているために表面が平滑なインク層
を形成することができず、そのため該インク層とサーマ
ルヘッドとの援触が不充分となる。その結果サーマルヘ
ッドからの熱伝達が悪くなってインクを充分に溶かすこ
とができなくなり、従ってインクの転写が充分に行われ
ず、記録むらが生じて記録品質が低下するという欠点が
ある。表面に凹凸を設けたインクローラによって表面が
平滑なインク層を得るには、例えば発泡性ウレタンゴム
ローラを液中に浸し、表面を微細発泡ごせて凹凸を形成
したものをインクローラとして使用するか、あるいは表
面を研摩したゴムローラの表面全体に微細なピッチでか
つ均一に微少な穴を形成したものをインクローラとして
使用することが考えられるが、実験によると凹部あるい
は穴の最大径が１００ｒの以下でなければならないため
、高度な技術を要すると共に非常に高価となる。

またシート状の発泡ウレタンゴムを液中で微細発泡させ
たものは容易に得られるので、これを金属ローラまたは
ゴムローラの表面に貼着してインクローラとすることも
考えられるが、シートの継ぎめに断点が生じて記録に断
点が表われるという欠点を有している。また表面を研摩
しただけのゴムローラをインクローラとして使用すると
、表面が平滑なインク層を得ることができるが、従釆の
ような金属丸棒による矯正ローラと組合わせた場合、イ
ンク層が極めて薄い層となり、実験によると最適なイン
ク層の厚みは２０〜３５〃肌であるのに対して１０仏肌
以下となり、記録紙へのインク転写を充分に行うことが
できず、記録濃度が不足するという欠点がある。

さらにヒータで加熱された矯正ローラにより、インク溜
り場のインクを溶かしてインクローラの表面にインク層
を形成するのであるから、インク溜り場の温度はインク
の融点以上の温度であり、従ってインク溜り場で順次形
成されたインク層が記録紙の位置に到達するまでの間に
インク層及びインクローラを冷却ファン等により充分冷
却してインク層を固体化する必要があるが、そのために
はインクローラの直径を大きくしてインク溜り場からサ
ーマルヘッドの位置までの距離を長くするかあるいは嵐
量の多い冷却ファンを使用しなければならないので、装
置が大型化するという欠点を有している。

本発明はこれ等の欠点を解決することを目的とするもの
で、インクローラの代りに無端状のインクベルトを用い
ると共に外周に細いワイヤを密に巻付けた矯正ローラを
前記インクベルトに接触させることにより、インクベル
トの表面に平滑でかつ均一な厚みを有するインク層を形
成すると共にインク溜り場からサーマルヘッドまでの距
離を長くとれるように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、１３はイ
ンクベルトで、耐熱性に優れたゴムあるいは合成樹脂製
の無端状の平ベルトであり、その表面は研摩仕上げによ
って平滑面となっている。

このインクベルト１３は、駆動プーリ１４、従動プーリ
１５及びアィドリングプーリ１６に巻掛けられている。
１７は矯正ローラであり、金属あるいは耐熱性に優れた
パイプにより形成されており、外周には細いワイヤ１８
がスパイラル状に密に巻付けられ、また内部にはニクロ
ム線等の電気抵抗線１９が内蔵されて発熱体の構造とな
っている。

この矯正ローラ１７は２００〜１０００グラム重の力で
インクベルト１３と常に当藤しており、インク溜り場２
０のインクを溶かすことができる。２１はインク補給機
、２２は温度検出器、２３は加熱機であり、これ等はイ
ンク溜り場２０の近傍に設置されており、温度検出器２
２でインク溜り場２０の温度を検出し、該温度がインク
の融点以下であれば加熱機２３を作動させてインク溜り
場２０を加熱させるようになっている。

２４は駆動モータで、電源をＯＮ‘こしてアィドリング
を行っている間あるいは記録信号がある時間以上入力さ
れない時、駆動プーリ１４を回転させてインクベルト１
３を矢印ａ方向に回転させるようになっている。

２５はサーマルヘッドで、ベース２６に固着されており
、支点２７を中心に回転可能に支持され、記録時には記
録紙２８を介してインクベルト１３に２００〜１０００
グラム重の力で当援するようにスプリング２９によって
押圧され、記録時以外の時は吸引機３０‘こよってイン
クベルト１３と離れるように矢印ｅ方向に吸引される。

３１は紙送りローラで、パルスモータ３２によって駆動
され、記録紙２８を矢印ｂ方向にステップ送りする。３
３は冷却ファン、３４は温度検出機で、インクベルト１
３の近傍に配置されており、温度検出器３４でインクベ
ルト１３の表面温度を検出し、設定温度以上であれば冷
却ファン３３を作動させてインクベルト１３を冷却する
ようになっている。

なおヒータを別談して、インクベルト１３の表面温度が
設定温度以下であれば熱風を吹きつけるようにしてもよ
い。この記録装置は、電源をＯＮにすると矯正ローラー
７内に内蔵された電気抵抗線１９に電流が流れて発熱し
、その熱が矯正ローラ１７に伝達されてインク溜り場２
０のインクを溶かすようになっているが、電気抵抗線１
９に電流を流した当初は発熱量が少なく、従って矯正ロ
ーラ１７によりインク溜り場２０のインクを充分に溶か
すには時間がかかることになる。

そこでウオーミングアップ時間を鎧かくするため、温度
検出器２２によってインク溜り場２０の温度が検出され
、該温度がインクの融点以下であれば加熱機２３が作動
し、インク溜り場２０のインクを矯正ローラ１７と加熱
機２３とで同時に加熱するようになっている。加熱機２
３の熱源としてはヒータ、ランプあるいは熱風を用いる
とよい。インク溜り場２０のインクが充分に溶けると加
熱機２３は停止し、矯正ローラ１７のみで加熱が行われ
、インク溜り場２０の温度は一定に保たれ、常にインク
が溶けている状態となる。

電気抵抗線１９は、温度検出器２２の設定された温度で
ＯＮ−ＯＦＦに切換わるようになっている。

ウオーミングアップ中のインクベルト１３は、モータ２
４により駆動プーリ１４を介して一定の速度で矢印ａ方
向に回転する。

その際インクベルト１３と接している矯正ローラ１７が
インクベルト１３との摩擦力により回転し、インク溜り
場２０の溶けたインクをインクベルト１３に付着させて
表面が平滑でかつ最適な厚みを有するインク層３５を形
成する。このインク層３５の形成を第３図により詳細に
説明する。

第３図はインクベルト１３と矯正ローラ１７との接触面
の鞄方向断面を示す部分拡大図で、矯正ローラ１７に巻
付けられたワイヤ１８がインクベルト１３に接触し、矯
正ローラ１７が一定の力でインクベルト１３に押付けら
れているのにも拘わらず、ワイヤ１８の一部であるワイ
ヤ１８ａと１８ｂとインクベルト１３とで囲まれた空洞
部にインク溜り場２０の溶けたインクＬが流入してイン
クベルト１３とワイヤ１８ａと１８ｂの表面に付着する
。しかし発熱体である矯正ローラ１７の温度は電気抵抗
線１９によってインクＬの融点以上になっており、ワイ
ヤ１８ａと１８ｂもインクベルト１３の温度より高いた
め、インクＬのほとんどがインクベルト１３の表面に付
着する。このインクＬはすでに上記と同様の工程でイン
クベルト１３の表面に付着しているインクＭと表面帳力
により一体となり、平滑でかつある厚みのインク層とな
る。このような工程が矯正ローフ１７と接触するインク
ベルト１３の全域にわたって繰返し行われることにより
平滑でかつ最適な厚みのインク層３５がインクベルト１
３の表面全体に形成される。インク層３５の厚みは、イ
ンクベルト１３とワイヤ１８ａと１８ｂとによる空洞部
に流入するインクＫの量によって決まるので、ワイヤ１
８の線蓬Ｄによってインク層３５の厚みを最適な厚みに
することができる。

インク層３５の最適な厚みは前述したように２０〜３５
ム机であり、この厚みを得るにはワイヤ１８の線蓬Ｄを
１５０〜２５０〆のにするとよい。なお第３図において
３６は絶縁体であり、矯正ローラ１７が金属製の場合に
電気抵抗線１９との間に設ける。

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力さ
れると駆動モータ２４がＯＦＦとなってインクベルト１
３は停止し、同時に吸引機３０もＯＦＦとなり、サーマ
ルヘッド２５がスプリング２９により記録紙２８を介し
てインクベルト１３に当俵される。

記録信号が入力されるとサーマルヘッド２５にある時間
電流が流れ、該サーマルヘッド２５の微少な発熱体から
発熱し、その熱により発熱体と対応するインク層３５の
微少部分のインクが溶け、溶けたインクが記録紙２８１
こ転写されてドットが記録される。

記録紙２８にドットとして転写されたインクは短時間で
放熱して固化する。１ドットの記録が終了するとサーマ
ルヘッド２５への通電に同期を取り、パルスモータ３２
により紙送りローラ３１が微少回転し、記録紙２８が矢
印ｂ方向に１ピッチ微少送りされ、再びサーマルヘッド
２５に電流が流れて記録が行われる。このような工程が
繰返し行われ、記録紙２８に記録された複数のドットに
より文字あるいは画素が構成される。上述した記録にお
いて、インク層３５のインクが記録紙２８に転写される
と、インク層３５に転写による凹部が生じて、その後の
サーマルヘッド２５との接触が不充分となり、記録むら
が生じたりあるいは記録を行うことができなくなったり
するので、凹部を矯正して平滑なインク層３５に再形成
する必要がある。記録時においては、前述したように駆
動モータ２４がＯＦＦとなっているので、該駆動モータ
２４によってインクベルト１３を回転させることはでき
ないが、インクベルト１３は矢印ｂ方向に送られる記録
紙２８との摩擦力により矢印ａ方向に間欠的に微少回転
する。従ってインク層３５の凹部が生じた部分はインク
溜り場２０‘こ送られ、前述の場合と同様に矯正ローフ
１７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。このようにインク層３５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３５
が得られるので常に良好な記録を行うことができる。

なお第２図に示すように、駆動ブーリ１４または駆動モ
ータ２４にワンウェィクラツチ３７を設けておくと、記
録紙２８との摩擦力によってインクベルト１３に与えら
れた矢印ａ方向への回転に駆動モータ２４からの反力が
鰯らかないようにすることができる。

前述したように矯正ローラ１７の位置で液体化したイン
クをインクベルト１３に付着させることにより形成され
たインク層３５は、記録紙２８と接触する位置に到達す
るまでの間に完全に固定化していないと、サーマルヘッ
ド２５が記録紙２８を介してインクベルト１３に２００
〜１０００グラム重の力で当接されているため、記録す
べきドット以外のインクが記録紙２８に付着して記録品
質が低下することになる。

そこで温度検出器３４によりインクベルト１３の温度が
検出され、該温度がインクの融点以上であれば冷却ファ
ン３３が作動してインク層３５を完全に固体化するよう
になっている。なお良好な記録を得ることができる温度
を実験により求め、その温度を保つように温度検出器３
４によって冷却ファン３３の風量を制御するようにして
もよい。

実験によると最適温度は５０ｑＣ前後である。また温度
が低い場合はヒータと組合わせて熱風を吹付けるように
してもよい。

また冷却手段としては冷却ファン３３の代わりに冷却さ
れたローラをインクベルト１３に接触させるようにして
もよく、あるいはベルチェ効果を利用した電子冷却素子
を使用してもよい。

本発明の目的の一つはインク層３５の温度制御を容易に
することであり、そのためにインクベルト１３が用いら
れている。

インクベルト１３は矯正ローラ１７と接触する位置から
サーマルヘッド２５と接触する位置までの距離が長けれ
ば、正確かつ容易に温度制御を行うことができ、上述し
た冷却手段も任意のものを用いることができる。また説
明にはふれなかったが矯正ローラ１７の両側端にフラン
ジを設けて、該フランジによりインクベルト１３の両側
端を侠込むようにするとインク溜り場２０の溶けたイン
クがインクベルト１３の両側端から流出するという心配
はない。また第２図においては、矯正ローラ１７を駆動
プーリ１４側に設けた場合を示しているが、従動プーリ
１５側に設けてもよく、その場合インク溜り場２０の溶
けたインクが流出しないように注意を払うようにする。
さらに上述した実施例は、インクベルト１３として平ベ
ルトを用いたが、第４図に示すように内側に歯２７を等
ピッチで設けたタイミングベルトをインクベルト１３と
して用い、該歯２７と噛合うように駆動プーリ１４、従
動プーリ１５及びアィドリングプーリ１６にそれぞれ歯
を形成すれば、インクベルト１３の回転をより確実に行
うことができる。

また駆動プーリ１４、従動プーリ１５及びアィドリング
プーリ１６の代わりに複数のローラを用いてもよい。

以上説明したように本発明は、ワイヤを巻付けた矯正ロ
ーラによってインクベルトに表面が平滑でかつ均一な厚
みを有するインク層を形成することができ、またインク
ベルトの温度制御が容易であるため常に良好な記録を行
うことができる。

またインク層から記録紙に直接ドットを記録するように
してあり、構造も簡単であるので容易に小型、軽量化を
計ることができるという利点があり、ファクシミリ、複
写機等の記録部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図はインクベルトの他の実施例を示す一部拡大図であ
る。 １３・・・インクベルト、１４・・・駆動プーリ、１５
…従動プーリ、１６…アィドリングプーリ、１７・・・
矯正ローラ、１８…ワイヤ、１９・・・発熱抵抗線ト２
０…インク溜り場、２１…インク補給機、２２…温度検
出器、２３・・・加熱機、２４・・・駆動モータ、２５
・・。 サーマルヘッド、２６・・・ベース、２７・・・支点、
２８…記録紙、２９・・・スプリング、３０…吸引機、
３１…紙送りローラ、３２・・・パルスモータ「 ３３
・・・冷却ファン、３４・・・温度検出器、３５・・・
インク層、３６…絶縁体ト３７・・・ワンウェィクラツ
チ、３８…歯。錘１回 美２回 美３回 篭ム理

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数のプーリまたはローラに巻掛けられた無端状の
   インクベルトと、外周に細いワイヤをスパイラル状に密
   に巻き付けると共に内部には電気抵抗線を有しかつ前記
   インクベルトに常時当接するように配置された矯正ロー
   ラと、該矯正ローラとインクベルトとの接触部に設けら
   れたインク溜り場と、該インク溜り場から所定の距離だ
   け離れた位置で記録紙を介してインクベルトと対向する
   回転可能なサーマルヘツドと、該記録紙を紙送りローラ
   を介して一定の方向に間欠送りするパルスモータとを備
   え、前記矯正ローラに巻付けた細いワイヤと前記インク
   ベルトとの間に形成される空洞部で、前記電気抵抗線の
   発熱により溶かされた前記インク溜り場のインクを前記
   インクベルトの表面に付着させて表面張力で平滑なイン
   ク層を形成し、記録時に前記サーマルヘツドを前記記録
   紙を介してインク層に当接させて記録を行うことを特徴
   とする感熱転写記録装置。 ２ インクベルトとして耐熱性を有する無端状の平ベル
   トを用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の感熱転写記録装置。 ３ インクベルトとして耐熱性を有する無端のタイミン
   グベルトを用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の感熱転写記録装置。