JPS62248669A - 熱転写記録装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はノンインパクト方式の記録装置に関するもので
、より具体的にはドツトライン単位の発熱素子を有する
加熱ヘッドによってインクドナーフィルムを局部的に加
熱し、加熱により溶融したインクを記録紙に転写して記
録を行う熱転写記録装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のこの種の熱転写記録装置として、例えば、第２回
ノンインパクトプリンティング技術シンポジウム論文集
「熱転写プリンタとその応用Ｊ　（１９８５）Ｐ、９３
−９６に示さｎるものかあり、第５図にその概略構成図
を、また第６図に第５図における要部拡大図を示す。

■において１は図示しないステップモータ等により矢印
ａ方向に回転するプラテン、２はこのプラテン１と対向
するように配置さｆｉ７’（加熱ヘッドで、この加熱ヘ
ッド２はドツトライン単位の発熱素子を有し、つまり後
述する記録紙における最大記録幅と同一の長さとなるよ
うに１列に配列形成された発熱素子を有しており、図示
しないソレノイド等によって前記プラテン１に対して当
接、離間できるようになっている。

３は記録紙で、前記プラテン１と加熱ヘッド２との間を
通るようにセットされ、プラテン１の回転により矢印す
方向に走行するようになっている。

４は長尺帯状のベースフィルムの片面に比較的低融点の
熱溶融性インクを塗布することにより形成されたインク
ドナーフィルムで、前記プラテン１と加熱ヘッド２との
間で記録紙３と重ねらｎ。

記録紙３の走行に伴って未使用部分が供給ロール５から
引出さｎると同時に使用済みの部分が巻取ロール６で巻
取られるようになっている。

この構成における作用は以下の通りである。

まず、加熱ヘッド２を記録紙３及びインクドナーフィル
ム４を介してプラテン１１Ｃ当接させ、この状態で加熱
ヘッド２の各発熱素子を同時あるいは選択的に発熱させ
て、これによりインクドナーフィルム４をその背面から
局部的に加熱し、この加熱により溶融したインクを第６
図に示すようにドツトＤとして記録紙３に転写させる。

転写後、プラテン１を矢印ａ方向に１ステップ回転させ
、これにより記録紙３を矢印す方向に１ライン分だけ走
行させ、同時にインクドナーフィルム４の送りを行つ之
後、前記と同様にインクのドツトＤｉ記録紙３Ｖｃ転写
させる。

以上の動作を繰返し行うことにより、記録紙３に文字、
数字あるいは図形等の画像を記録することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述した従来の熱転写記録装置は以下に
述べる問題を有している。

すなわち、一般にこの種の装置に使用される加熱ヘッド
は、熱応答性を良くするために背面つまり発熱素子形成
面と反対の面を冷却しており、かつ加熱ヘッドの基板材
料としてはインクドナーフィルムのベースフィルムより
熱伝導性の高い材料を使用しているため、電力印加によ
り発熱素子にて発生する熱エネルギはその大部分がヘッ
ド背面より放散される。従って、インクドナーフィルム
のインクの加熱、溶融に寄与する熱エネルギの割会い充
んちど外１’１−ｆｆＰｉｉｆ１６を粁ろ介めｆけ±電
力を必要とする。

ま念、インクドナーフィルムにおけるベースフィルムは
熱伝導性が低いことから、前記発熱素子によるインクへ
の熱流の伝達が妨げられることになり、その次め発熱素
子の温度上昇に比べて、インクドナーフィルムのインク
の温度上昇に小さいものとなる。

従って、これらの加熱ヘッド及びインクドナーフィルム
を使用する従来の熱転写記録装置において、記録時にイ
ンクドナーフィルムのインクを融点以上の温度に上昇さ
せるには、加熱ヘッドの各発熱素子への印加電力を大き
くする必要が生じ、これにより発熱素子の温度が高くな
り過ぎて性能の劣化を招き、その結果加熱ヘッドの信頼
性の低下、更ｖｃは加熱ヘッドの寿命を縮める等の事態
を引起すという問題があった。

本発明はこのような問題を解決するためになさｎたもの
で、加熱ヘッドの発熱素子への印加電力を小さくするこ
とができ、これにより発熱素子の性能の劣化を防止して
、加熱ヘッドの信頼性の向上、及び加熱ヘッドの長寿命
化を計ることができると共に、良好な記録を行うことが
可能な熱転写記録装置を実現することを目的とするもの
である。

〔問題点を解決するための手段〕

上述した目的を達成するため、本発明は加熱手段を内蔵
した回転可能な転写ローラを使用し、この転写ローラの
外周面に沿って、その回転方向に該転写ローラの表面部
を冷却する冷却手段と、加熱ヘッドと、転写ローラに記
録紙を押付ける加圧ローラと、転写ローラの表面を清掃
する清掃器とを順に配置すると共に、インクドナーフィ
ルムを前記冷却手段と加熱ヘッドとの間の位置から転写
ローラ上に供給さｎるように配置したものである。

〔作用〕

上述し友構成を有する本発明は、記録時に転写ローラを
加熱手段により熱溶融性インクつまクインクドナーフイ
ルムに使用されているインクの融点以上の温度に加熱す
ると共に、冷却手段により転写ローラの表面部を加熱ヘ
ッドが配置さ九ているインク像形成部を含む一定区間前
記インクの融点以下の温度に冷却する。

そして、この冷却さｎｆｃ部分でインクドナーフィルム
に予熱を与えた後、加熱ヘッドの発熱素子によりインク
ドナーフィルムを局部的に加熱して、これにより溶融し
たインクを転写ローラに付着させることで、転写ローラ
の表面にインク像を形成し、このインク像を転写ローラ
の回転により加圧ローラの位置まで搬送して、加圧ロー
ラにより転写ローラに押付けられている記録紙に転写し
た後、転写ローラの表面に残留しているインクを清掃器
で除去する。

従って、これによれば加熱ヘッドの手前でインクドナー
フィルムに予熱を与えてインクを十分に暖めることがで
きるので、加熱ヘッドの発熱素子ＩＣハ小さな電力を印
加するだけでインクを溶融させることができ、これによ
り発熱素子の温度が高くなり過ぎる・ことによる性能の
劣化を防止できるので、加熱ヘッドの信頼性の向上、及
び加熱ヘッドの長寿命化を計ることが可能となり、しか
も良好な記録を行うことも可能となる。

〔実施例〕

以下画面を参照して実施例を説明する。

第１図は本発明による熱転写記録装置の一実施例を示す
概略側面図で、図において２は加熱ヘッド、３は記録紙
、４はインクドナーフィルム、５は供給ロール％６は巻
取ロールであり、これらは第５図及び第６図のものに相
当する。

７ｒｆ！、転写ローラで、本実施列はこの転写ローラ７
１Ｃヒータａｆｔ内蔵し、かつ転写ローラ１の外周面に
沿って前記加熱ヘッド２、冷却器９、ガイドローラ１０
ａ＠１０ｂｓ温度検出器１１、加圧ローラ１２、及び清
掃器１３を配置すると共に、前記冷却器９を制御する温
度制御部１４を設け、そして記録紙３及びインクドナー
フィルム４をそれぞれ所定の位置にセットすることによ
り構成されるものであるが、こｎらのより具体的な構造
及び位置関係を以下に述べる。

まず、転写ローラ７に、アルミニウム等の熱伝導性の良
い金属円筒の表面に耐熱性を有しかつインクの付着性の
よいポリイミド等の合成樹脂の層を一定の厚さに形成す
ることで構成されており・図示しないステップモータに
より矢印Ｃ方向に回転するようになっている。

この転写ローラ７に内蔵されたヒータ８は、記録時に該
転写ローラ７ｔ−インクドナーフイルム４のインクの融
点以上の温度となるように加熱する几めの加熱手段とし
て働くものである。

一方、発熱素子を有する加熱ヘッド２は、前記転写ロー
ラ７の回転円周上に設定されたインク像形成部に配置さ
れていて、図示しないソレノイド等により転写ローラＴ
Ｖｃ当接、離間し得るようになっており、この転写ロー
２１の回転方向において前記インク像形成部から一定距
離隔てた手前の位置に冷却器９が配置されている口 この冷却器９は転写ローラＴｖｃ接触させた接触部材と
、該接触部材の背面に密着して設けたペルチェ素子等に
より構成されており、記録時において前記ヒータ８によ
り加熱さｎた転写ローラ１■表面部分が、前記インク像
形成部を含む一定区間ベルチェ効果により前記インクの
融点以下の温度に保てるように冷却する働きをするよう
になっている。

そして、前記加熱ヘッド２の前後の位置にガイドローラ
１０ａ、１０ｂが回転可能に配置されていて、インクド
ナーフィルム４は加熱ヘッド２と冷却器９との間で一方
のガイドローラ１０ａにより転写ローラ７上に導びかれ
ると共にガイドローラ１０ｍ、１０ｂ間で転写ローラ７
に密着するように配置されており、更に加熱ヘッド２の
側方には温度検出器１１が転写ローラ７の表面温度を検
出し得るように配置されている。

また、加圧ローラ１２は、転写ローラＴの回転方向にい
て、加熱ヘッド２が配置さｎたインク像形成部から一定
距離隔てた後方の位置、例えば転写ローラ７を挾んで加
熱ヘッド２と反対側に設定された転写位置に回転可能に
設けられていて、記録紙３を転写ローラ７側に押付ける
ようになっており、この加圧ローラ１２と前記冷却器９
との間の位置にフェルト及びその支持部材等により構成
さｎる清掃器１３が転写ローラ７の表面を清掃し得るよ
うに配置されている。

更に、温度制御部１４は前記冷却器９及び温度検出器１
１と共に本実施例における冷却手段を成すもので、温度
検出器１１により検出さｎた温度に基づいて、温度制御
部１４Ｖｃより冷却器９の動作つまり転写ローラ７の表
面部分の温度の制御が行われるようになっている。

第２図は記録時における転写ローラ１表面の温度推移を
示す図で、この第２図及び第１図を参照して、上述した
構成の作用を次に説明する。

まず、立上り動作としてガイドローラ１０ａ。

１０ｂにより転写ローラ１の表面に密着しているインク
ドナーフィルム４１に介して加熱ヘッド２を転写ローラ
７＆Ｃ当接させると共に、ヒータ８１Ｃより転写ローラ
７を加熱し％またこの転写ローラ８を矢印Ｃ方向に回転
させる。

このとき、記録紙３はまだ転写ローラ１と加圧ローラ１
２との間に搬送されてきておらず、所定の位置で待機し
ているものとする。

一方、転写ローラ７は前記ヒータ８により全体がインク
ドナーフィルム４のインクの融点以上の温度となるよう
に加熱されるが、インク像形成部において温度検出器１
１により検出される温度が一定温度以上になると、この
温度検出器１１から温度制御部１４に出力される信号に
基づいて、温度制御部１４がベルチェ素子を有する冷却
器９ｔ−動作させ、インク像形成部に向って移動して行
く転写ロー２７の表面部分を冷却する。

これにより、この表面部分の温度は第２図に示すように
インクの融点温度以下の予じめ定められた成る温度とな
るが、更にこの表面部分はインク像形成部に近づくに従
って温度が序々に上昇していくＯ 従って、インク像形成部の手前の位置で転写ロー２７に
密着しているインクドナーフィルム４のインクは前記の
表面部分により熱が与えられ、十分に暖められる。

そこで、この状態において、加熱ヘッド２の各発熱素子
を同時あるいは選択的に発熱させ、こｎによりインクド
ナーフィルム４ｙ＆：その背面から局部的に加熱し、こ
の加熱により溶融したインクをドツトとして転写ローラ
７の表面に付着させるが、このときインクドナーフィル
ム４のインクは前記のように予じめ十分に暖められてい
るので、発熱素子からは一＼さな熱エネルギを与えるだ
けで、インクの溶融、転写を行うことが可能となる。

つまり、発熱素子を小さな印加電力により発熱させて、
インクドナーフィルム４のインクをドツトとして転写ａ
−ラに付着させることができる。

以後、転写ローラ１ヘインクのドツトを順次付着させ、
これにより転写ローラ７の表面にインクのドツトによる
文字、数字あるいは図形等のインク像を形成する。

熱論、この間も温度検出器１１からの出力信号に基づい
て温度制御部１４ＶＣより必要に応じて冷却器９の動作
が行われ、転写ローラ７の表面が冷却される。

一方、インクドナーフィルム４は前記のインク像形成部
に伴って、未使用部分が供給ロール５から引出され、同
時に使用済み部分が巻取ロール６に巻取ら詐る。この使
用済み部分はガイドローラ１０ｂの位置で、ある角度を
持って転写ローラ７の表面から引剥がさｎるが、この時
点ではインクドナーフィルム４が密着している部分、つ
まり前記冷却器９により冷却された転写ローラ７の表面
部分がインクの融点温度以下に保たれているので、加熱
ヘッド２により加熱されなかったインクはインクドナー
フィルム４Ｖｃ残留し、インク像のみが転写ロー２７の
表面に保持され、転写ローラ７の回転に伴って加圧ロー
ラ１２の方向に搬送さ扛て行く。

また、転写ローラ７の表面に形成さ扛たインク像は、転
写ローラ１の表面部分が前記のようにガイドローラｉ　
ｏｂｔ’通過するまで融点温度以下に保持さｎるため、
形成直後一度固化あるいは半固化状態となるが、転写ロ
ーラＴ自体は前記ヒータ８により縦続して加熱されてい
ることから、加圧ローラ１２１Ｃ達するまでの間に再度
溶融する。

つまり、インク像が形成された転写ローラ７の表面部分
はガイドローラ１０ｂと加圧ローラ１２との間でヒータ
８からの熱により融点温度以上となり、これによってイ
ーンク像が溶融される。

このようにして溶融されたインク像の先頭部分が転写ロ
ーラ７の回転に伴って加圧ローラ１２との接触位置に達
すると、予じめ囚示しない搬送手段により前記接触位＃
に搬送され、加圧ローラ１２により転写ローラ７Ｖｃ押
付けられている記録紙３に前記インク像の先頭部分が重
ねられ、これによりインク像の先頭部分が記録紙３に転
写される。

以後インク像は転写ローラ７の回転に伴って順次記録紙
３に転写され、同時に記録紙３は矢印ｄ方向に搬送され
て、最終的に装置外に排出されて行く。

そして、転写ローラ１のインク像の転写が終了し友部分
は、清掃器１３により残留インクが除去され清掃された
後、再び冷却器９に送られて前記と同様の動作が繰返え
される。

第３因は従来の装置と本発明の装置におけるそれぞれの
発熱素子温度とインク表面温度の応答特性（但しインク
の融解熱は考慮していない）ｔ−示す図で、１列として
本発明の装置は、転写ローラ７の表面温度を冷却器９に
より６０℃まで冷却し友ものとする。

この図に見られるように、本発明の装置では発熱素子に
０．２ｍ５Ｏ印加時間で２０Ｗ／ｍの電力印加を行った
場合、インク表面温度はインク溶融温度（インク溶融点
）である７０℃に容易に達するが、従来の装置では０．
２ｍｓの印加時間で３０Ｗ／ｗ＊　の電力印加を行つ友
場合、発熱素子温度が本発明の装置に比べて高くなるに
も拘わらず、インク表面温度は７０℃に達しないことが
解る。

これを印加電力との関係で示すと第４図の如くとなる。

すなわち、第４図は印加電力と発熱素子及びインク表面
の温度上昇との関係を示す図で、この図から明らかなよ
うに本発明の装置では、インク表面温度を溶融温度以上
にするには発熱素子に１１　Ｗ／ｍｍ　の電力印加を行
えばよいのに対して、従来の装置では４６Ｗ　／＋ｍ以
上必要であり、従って本発明では従来に比べて、印加電
力稈約邑で済むことになる。

尚、上述した実施例では、温度検出器ＩＮＣよる検出温
度に基づいて温度制御部１４によりペルチェ素子を有す
る冷却器９を動作させ、そのペルチェ効果によって転写
ローラ７の表面をインク溶融点以下の温度となるように
冷却するようにしているが、より簡単な構成とするには
冷却手段として冷却ファンを有する部材を単に転写ロー
ラ７に接触させるか、あるいは冷却ファン等を使用する
ことにより冷却を行うことも可能であり、このようにし
てもインク像の形成は可能である。

また、清掃器１３としては前記のフェル）１−有するも
のに限らず、転写ローラＴに残留するインクを除去でき
るものであれば他のものを用いることができ、更に清掃
器１３はその素材を選ぶことにより冷却器としての機能
を持たせることも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、加熱手段を内蔵した回転
可能な転写ローラの周囲（、冷却手段と、加熱ヘッドと
、加圧ローラと、清掃器と’ｔｌ［に配置すると共に、
前記冷却手段と加熱ヘッドの間の位置から転写ローラ上
にインクドナーフィルムを供給するようにし、記録時に
前記加熱手段により転写ローラをインクドナーフィルム
のインクの融点以上の温度に加熱すると共に、冷却手段
により転写ローラの表面部分を前記インクの融点以下で
かつ常温以上の温度となるように冷却して、この冷却し
た部分によりインクドナーフィルムに予じめ熱を与えて
十分暖めた後、加熱ヘッドの発熱体によりインクドナー
フィルムのインクを加熱溶融して、これを転写ローラの
表面に付着させることで、インク（’Ｊｆ形成するよう
にしているため、従来のように発熱素子に大きな電力全
印加することなく、小さな電力印加を行うだけで、イン
クドナーフィルムのインクを溶融させることができ、と
ｎにより発熱素子の性能の劣化を防止して、加熱ヘッド
の信頼性の向上及び長寿命化を計ることができるという
効果が得られると共に、発熱素子の電源を小さくできる
という利点もある。

また、転写ローラの表面に形成されたインク像は、加熱
手段により加熱されている転写ローラの回転により加圧
ローラの位置まで搬送して、この加圧ローラにより転写
ローラに押付けらｎている記録紙に転写するようにして
いるため、良好な記録を行うことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による熱転写記録装置の一実施列を示す
概略側面図、第２図は第１図における転写ローラの記録
時の温度推移を示す図、第３図は発熱素子とインク表面
温度の応答特性を従来と比較して示した図、第４図は印
加電力と発熱素子及びインク表面の温度上昇との関係を
従来と比較して示した■、第５図は従来の熱転写記録装
置を示す概略側面図、第６図は第５図の要部拡大図であ
る。 ２：加熱ヘッド　３：記録紙　４：インクドナーフィル
ム　５：供給ロール　６：巻取ロール７：転写ローラ　
８：ヒータ　９；冷却器１０ａ、１０ｂニガイドローラ
　１１：温度検出器　１２：加圧ローラ　１３：清掃器
　１４：制御部 特許　出願人　　沖電気工業株式会社 代理人　　弁理士　　金　倉　喬　二 紬　１　図 袖　２　ｌ 発熱素子温度とイ／り表面温度の応答特性を示す口開　
３　図 印加電力（Ｗ／ｍｍ２）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、加熱手段を内蔵し、記録時に該加熱手段により熱溶
   融性のインクの融点以上の温度に加熱される回転可能な
   転写ローラと、 電力印加により発熱する発熱素子を具備し、かつ前記転
   写ローラの回転円周上に設定されたインク像形成部にお
   いて、前記転写ローラに当接、離間可能に配置された加
   熱ヘッドと、 前記転写ローラの回転方向に対してインク像形成部の手
   前の位置に配置され、記録時に前記転写ローラの表面部
   を一定区間前記インクの融点以下の温度に保てるように
   冷却する冷却手段と、 この冷却手段と前記インク像形成部との間で予熱が与え
   られるように前記転写ローラ上に配置供給された熱溶融
   性インクとベースフィルムとより成るインクドナーフィ
   ルムと、 前記転写ローラの回転方向に対してインク像形成部の後
   方となる位置に配置され、記録時に前記インク像形成部
   において加熱ヘッドの発熱素子によりインクドナーフィ
   ルムのインクを転写ローラ上に付着させることで形成さ
   れるインク像を記録紙に転写するように該記録紙を転写
   ローラに押付ける加圧ローラと、 インク像の転写後、転写ローラの表面を清掃する清掃器
   とを備えていることを特徴とする熱転写記録装置。 ２、ペルチエ効果により転写ローラを冷却する冷却器と
   、インク像形成部で転写ローラの表面温度を検出する温
   度検出器と、この温度検出器による検出温度に基づいて
   前記冷却器に冷却動作を行わせる温度制御部とより成る
   冷却手段を備えていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の熱転写記録装置。