JPS63267571A - 感熱記録装置 - 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】 ［ａ業上の利用分野］ 本発明は熱転写法あるいは通常の感熱記録法により、普
通紙あるいは感熱紙に記録を行う感熱記録装置に関する
ものである。

［従来の技術］ プリンタ、ファクシミリあるいはタイプライタ等の記録
装置として、プラテンに沿ってＢ動するキャリッジ上に
記録ヘッドを搭載し、該記録ヘッドで記録シート（記録
媒体）を走査しながら記録していくシリアル式ものが広
く使用されている。

また、記録方式にはインクジェット式、ワイヤドツト式
およびサーマル式など種々の方式が実用化されており、
サーマル式記録装置には、普通シートを使用しインクリ
ボンを介して記録ヘッド（サーマルヘッド）を圧接し溶
融インクを付層させる感熱転写記録装置と、感熱シート
（加熱により発色するシート）を使用しサーマルヘッド
を圧接して直接加熱して記録する感熱記録方式とがある
。

さらにインクリボンとしては、記録シートに加熱溶融イ
ンクを浸透させる浸透型のものと、インクを主として加
熱溶融時の粘漕力で記録シート表面に固着させる粘着型
のものとがあり、粘着型の場合は一度転写したインクを
剥離（リフトオフ）して行う修正が可能である。

又インクリボンとして剥離温度の違いにより記録される
インク層が異なり、複数の色を１本のインクリボンで記
録できる多層多色のものも最近開発されてきている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、従来のサーマルヘッドにあっては、１つの記録
用発熱体しか持たないために、浸透型インクリボン、非
浸透型インクリボン、多層多色型のインクリボン等を使
用する場合、剥離温度を１つの記録用発熱体で制御する
ことは不可能であるとともに、記録媒体や熱転写媒体の
予備加熱を行うことは不可能であった。

本発明は上記従来例に鑑みなされたもので、熱転写媒体
あるいは記録媒体を、実際の記録時以前に予備加熱でき
る感熱記録装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明のサーマルヘッドは以
下の様な構成か、らなる。即ち、第１の発熱抵抗体列と
、該第１の発熱抵抗体列に対しほぼ平行で所定間隔を置
いて設けられた第２の発熱抵抗体列とを備えたサーマル
ヘッドと、該サーマルヘッドと記録媒体とを相対的に走
査して記録を行う走査手段と、最初に記録位置に到達す
る前記第１の発熱抵抗体列により、前記記録媒体あるい
は熱転写媒体を予備加熱する手段とを備える。

［作用］ 以上の構成において、第１の発熱抵抗体列と、該第１の
発熱抵抗体列に対しほぼ平行で所定間隔を置いて設けら
れた第２の発熱抵抗体列とを備えたサーマルヘッドとと
記録媒体とを相対的に走査して記録を行うとき、最初に
記録位置に到達する第１の発熱抵抗体列により、記録媒
体あるいは熱転写媒体を予備加熱するように動作する。

［実施例］ 以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例を説明
する。

〔熱転写プリンタの説明　（第１図）］第１図は実施例
のサーマルヘッドを備えた熱転写プリンタの概略構成を
示す図で、本プリンタはワードプロセッサや電子タイプ
ライタ、ファクシミリ装置等の各種機器の出力部に適用
される。

図中、１００はプリンタ全体の制御を行う制御部で、例
えばマイクロプロセッサ等ＭＰＵ、ＭＰＵの制御プログ
ラムやデータ等を格納するＲＯＭ１ワークエリアとして
のＲＡＭ等を備え、入力部１０２よりプリントデータを
入力してプリントする等の動作制御を行う。１０１はプ
リントに使用される熱転写用のインクリボン１０５の種
類を入力するリボン指定部である。

１０３はサーマルヘッド１０４とインクリボン１０５等
を搭載し、記録シート上を走査するキャリッジである。

１０６はキャリッジ１０３の走査用モータであるキャリ
ッジモータ１０７を駆動するモータ制御部で、制御部１
００よりの制御信号に従って、キャリッジモータ１０フ
の回転制御を行う。１０８は記録シートの送りを行うシ
ートフィードモータ１０９を、制御部１００よりの制御
信号に従って駆動するモータ制御部である。

［プリント部の要部の説明　（第２図］）第２図は実施
例の熱転写プリンタのプリント部の要部の斜視図で、第
１図と共通部分は同一記号で示している。

図において、プラテン２０にバックアップされた記録シ
ート２１に、サーマルヘッド１０４によりインクリボン
１０５を画情報に対応して加熱し、インクリボン１０５
のインクを記録シート２１に転写することによってプリ
ントを行うように構成されている。

キャリッジ１０３はプラテン２０にほぼ平行に設置され
たガイドシャフト２２に沿って穆勤可能に装着されてい
る。ステッピングモータ等のキャリッジモータ１０７、
駆動プーリ２３、従動プーリ２４及びこれらのプーリに
巻回され、かつキャリッジ１０３に結合されたベルト２
５から成る駆動系によって、矢印Ｒ方向に走査され、往
復運動される。キャリッジ１０３が１ライン分走査して
、１ライン分のプリントが実行されると、シートフィー
ドモータ１０９はプラテン２０を回転駆動して記録シー
ト２１を１性分矢印Ｐ方向に移動する。

サーマルヘッド１０４は、複数の電気熱変換体（例えば
縦２列に配列された４０個の発熱抵抗体）を有し、記録
シート２１に圧接するダウン位置及び離反するアップ位
置間で揺動駆動されるよう装着されている。

キャリッジ１０３上には、サーマルヘッド１０１の前面
にインクリボン１０５を供給するためのリボンカセット
２６が着脱自在にセットされている。リボンカセット２
６内の供給軸２７に巻かれたインクリボン１０５は、記
録時、キャリッジ１０３に設けたリボン駆動軸（図示せ
ず）により所定方向に、サーマルヘッド１０４の動きに
同０期して順次巻取り軸２８に巻取り駆動される。

［サーマルヘッドの説明　（第３図〜５図）］第３図は
実施例のサーマルヘッド１０４の記録面の構成を示す図
である。

図において、サーマルヘッド１０４はセラミック基板２
の表面に画像記録用の発熱抵抗体列３．４を備えたドツ
ト形成手段によ゛り構成されている。各発熱抵抗体列３
．４はそれぞれ発熱抵抗体３−１〜３−Ｎ、４−１〜４
−ＮのＮ個の発熱抵抗体で構成され、各発熱抵抗体は共
通電極５に接続されている。各発熱抵抗体の通電制御は
共通電極５と、各拠熱抵抗体に接続された個別電極によ
って行われる。尚、発熱抵抗体列３．４はそれぞれガラ
ス質のグレーズ６．７上に形成されており、ガラスグレ
ーズ６．７は巾、高さともほぼ同一であるが、異なって
いても問題はない、尚、発熱抵抗体列３はセラミック基
板２の記録方向上流側端部に設けられている。

８は少なくとも２Ｎビツトのビット量を有するシフトレ
ジスタで、外部より記録するシリアル画像データを同期
クロックとともに入力している。

シフトレジスタ８の出力は対応するＮＰＮトランジスタ
９−１〜９−Ｎ、１０−１〜１０−Ｎのベースに入力さ
れている。記録動作時、記録タイミンクになって共通電
極５に所定の電圧が印加されると、ハイレベルとなって
いるシフトレジスタ８の出力に対応したＮＰＮ）ランジ
スタがオンになり、対応する発熱抵抗体に共通電極５よ
りトランジスタ側に電流が流れることにより通電・加熱
されて記録が行われる。

第４図は第３図の線ＩＶ−ｍＶからサーマルヘッド１０
４を見たときの図で、サーマルヘッド１０４、は矢印Ａ
方向に８動して印字を行う。

第５図は前記サーマルヘッド１０４の使用状態を示す図
である。

第５図において、サーマルヘッド１０４はプラテン２０
にバックアップされた記録シート２１に対抗して設けら
れており、記録時、インクリボン１０５は図示のように
サーマルヘッド１０４の８動に同期して矢印Ｂ方向に供
給され、発熱抵抗体列３および４を通過した後、後縁か
ら剥離角βで剥離される。尚、サーマルヘッド１０４の
一方の発熱抵抗体列のみにより記録を行うとぎは、記録
しないほうの抵抗体列の出力データを全て“０″にして
行う記録を行う。

［インクリボンの説明　（第６図）］ 第６図（Ａ）〜（Ｃ）は種々の熱転写用インクリボンの
断面構造を模式的に示す図である。

第６図（Ａ）は浸透型のインクリボンの断面構造を示す
図である。

６０はポリエステル等から成るベースフィルムで、約３
．５μｍの厚さを有している。６１は着色剤としてのカ
ーボンブラック等の顔料或いは染料、柔軟剤としてのオ
イル等を含むインク層で、カルナウバワックスあるいは
エステルワックス等を含んだバインダ剤でベースフィル
ム６ｏに接着されている。このインク層６１の厚さは約
４μｍ程度が望ましい。

この浸透型インクリボンでは、加熱により溶融されたイ
ンク層６１のインクの粘度が低いため、記録シートに浸
透し易いという特徴がある。従って印字時におけるイン
クリボンの記録シートよりの剥離は、インク温度が低下
してから行うほうが印字品位が良くなるという傾向があ
る。

第６図（Ｂ）はりフトオフ可能な非浸透型のインクリボ
ンの断面構造を示した図である。

この非浸透型のインクリボンは、ポリエステル等から成
るベースフィルム６２とインク層６４との間に、溶けや
すく加熱時の粘度が小さい剥離層６３を形成している。

インク層６４は加熱によって溶融するインクの粘度が高
く、記録シートへの浸透が少ない粘着型の層で、例えば
高分子化合物であるエチレンサクサンビニール、ポリア
クリル系樹脂、ポリビニールアルコール系樹脂などの加
熱時に粘着力を生じる媒体にカーボングラツクあるいは
その他の染料を混入した材料により構成されている。

尚、剥離層６３には、例えばワックス系、低分子量のポ
リエチレンやポリアミドなどの、加熱時に溶融し低粘度
化する材料が使用される。また第６図（Ｂ）のインクリ
ボンの各層の厚さは、例えば、ベースフィルム６２を３
．５μｍ１剥離層６３を２μｍ１インク層６４を４μｍ
程度にすることができる。

又この非浸透型インクリボンに於いては、加熱された剥
離層６３、インク層６４の温度が高いうちにベースフィ
ルム６２から剥離する事により、記録シート２１に転写
されて良好な印字を行なうことができる。一方、加熱し
て温度が下がってから剥離するとベース６２、剥離層６
３、インク層６４間の粘着力が、インク層６４と記録シ
ート間の粘着力より強い為、インク層６４は記録シート
に転写されずにベースフィルム６２側に戻ってきてしま
うという性質を有する。

第６図（Ｃ）は多層多色型のインクリボンの断面構造を
示す図である ６５はポリエステル等から成るベースフィルム、６６は
粘着力の高いカーボンブラック等の発色顔料或いは染料
を含んだ第１インク層、６７は第１インク層６６に比ら
べ粘着力が低く、第１インク層６６と異なった発色顔料
或いは染料を含んだ第２インク層で、各層の厚さは、例
えばベースフィルム６５を３．５μｍ、第１インク層６
６を３μｍ１第２インク層６７を３μｍ程度にすること
が出来る。

この多層多色型インクリボンにあっては、加熱されて温
度が高いうちに剥離すると第２インク層６７と第１イン
ク層６６間の粘着力が弱まり、第２インク層６７のみが
記録シート側に転写される。又、加熱後冷却してから剥
離すると、一度弱まった第２インク層６７と第１インク
層６６間の粘着力が再び強くなり、記録シートと第２イ
ンク層６７間の粘着力がベースフィルム６５、第１イン
ク層６６間の粘着力より強くなる為、第２インク層６フ
、第１．インク層６６の両方が記録シートに転写され、
第１インク層６６が上になるため第１インク層６６の色
にて記録されることになる。

こういった種々のリボンにあっては、加熱時にベースフ
ィルムの熱的、機械的な損傷を防止するために、ベース
フィルムのインク層と反対側に、シリコン等のコート剤
を塗ることは一般的に知られている。

［サーマルヘッドの使用状態の説明 （第７．８図） 第７図、第８図はサーマルヘッド１０４の使用状態を説
明するための図で、第５図と共通部分は同一記号で示し
ている。

第７図（Ａ）は剥離温度が低いインクリボンを使用する
場合を示す図で、例えば第６図（Ａ）及び第６図（Ｃ）
に示した浸透型インクリボン、多色多層インクの第１イ
ンク層６６による記録時には、発熱抵抗体４を加熱する
。これによりインクリボン１０５の７０が加熱されて溶
融する。第７図（Ｂ）の如く、サーマルヘッド１０４の
矢印六方向の移動に伴ってインクリボン１０５が記録シ
ート２１より剥離されるが、それ迄に距離（時間）があ
る為に冷却され、７０が記録シート２１の表面に転写さ
れて記録が行われる。

又剥離温度の高いインクリボンを使用する時、例えば第
６図（Ｂ）（Ｃ）に示した非浸透型インクリボン、多色
多層インクの第２インク層６７の記録時には、第７図（
Ｂ）において、第２発熱抵抗体３を加熱するとインクリ
ボン１０５の７１が加熱されて溶融される。この時はイ
ンクリボン１０５が記録シート２１から剥離するまでの
距離（時間）が短い為冷却されず、高い粘度を有する状
態のまま剥離される。従って第７図（Ｂ）のように記録
シート２１の表面に７１が転写されて、記録が行われる
。

第８図（Ａ）（Ｂ）は記録シート２１上の記録データを
リフトオフ消去する場合を示す図である。

第８図（Ａ）で記録シート２１のドツト７２の位置で、
第６図（Ｂ）に示した非浸透型インクリボンを介して発
熱抵抗体４に加熱を行う。加熱されたドツト７２はイン
クリボン１０５のインク層６４と溶融状態で結合する。

この後、サーマルヘッド１０４が矢印六方向に移動して
第８図（Ｂ）の状態になると、インク層６４は冷却され
てドツト７２とインク層６４との界面が接着状態で固化
される。これにより記録シート２１よりインクリボン１
０５が剥離されるとき、そのままリボン１０５と共にド
ツト７２が記録シート２１より剥離されてリフトオフ消
去が行われる。

以上説明した様に、発熱抵抗体４を発熱させることによ
り、浸透型インクリボンによる画像記録あるいは非浸透
型インクリボンにあってはリフトオフ消去を行うことが
できる。また、発熱抵抗体３を発熱させることにより、
非浸透型インクリボンによる画像記録を行うことができ
る。また多層多色型インクリボンの場合には、第１及び
第２の発熱抵抗体のいずれかを発熱させることにより、
異なった色で記録することができる。

［プリント及びリフトオフ動作の説明 （第９図〜第１３図）］ 第９図は実施例のプリント処理のフローチャートで、本
プログラムは制御部１００のＲＯＭに記憶されている。

ステップＳ１でリボン指定部１０１よりインクリボン１
０５の種類が入力されるとステップｓ２に進み、入力さ
れたインクリボン１０５の種類を制御部１００のＲＡＭ
に記憶する。このインクリボン１０５の種類とは、例え
ば第６図（Ａ）〜（Ｃ）に示したインクリボンの種類を
指している。

ステップＳ３ではインクリボン１０５の種類に対応して
サーマルヘッド１０４の使用する発熱抵抗体列を決定し
、抵抗体列３．４の間隔分サーマルヘッド１０４を記録
方向あるいはその逆方向に移動させて、プリント開始位
置が使用する発熱抵抗体列によってずれないようにする
。ステップＳ４では記録に使用する発熱抵抗体列にプリ
ントデータを出力し、他の発熱抵抗体列にはプリントデ
ータ″０”を出力する。

ステップＳ５ではサーマルヘッド１０４に所定時間通電
して発熱させて記録を行う、ステップＳ６ではキャリッ
ジモータ１０フをインクリボン１０５の種類に対応した
スピードで所定量回転させて、キャリッジ１０３の移動
を行う。ステップＳ７で１ライン分のプリントが終了し
たかを調べ、１ライン分のプリントが終了するとステッ
プＳ８に進み、キャリッジリターン、シート送り等を行
ってステップＳ９に進み、全データのプリントを終了す
るまで上記動作を繰返し実行する。

第１２図は記録動作を説明した図で、第１２図（Ａ）は
記録パターンの一例である文字「Ａ」のパターンを示し
ている。第１２図（Ｂ）は文字「Ａ」を記録するとき、
各発熱抵抗体に加えられる駆動信号を示している。第１
２図（Ａ）（Ｂ）の左側の数字は発熱抵抗体３−１〜３
−Ｎあるいは４−１〜４−Ｈのそれぞれに対応している
。

第１２図（Ｃ）は非浸透型インクリボンでのりフトオフ
修正を行うときのタイミング例を示す図である。

９０は発熱抵抗体列４の奇数番目の抵抗体に加えるパル
ス列を、９１は発熱抵抗体列４の偶数番目の抵抗体列に
加えるパルス列を示している。これにより第８図（Ａ）
（Ｂ）のｍｌく、記録シート上のドツトが記録シート２
１により剥離されてインクリボン１０５に粘着接合され
る、尚、このリフトオフ消去の際に、発熱抵抗体列４に
消去したい記録データと同一のデータを出力するように
しても良いことはもちろんである。

第１０図はりフトオフ動作を示すフローチャートである
。

ステップＳ１０で消去したいプリント位置にキャリッジ
１０３が移動され、ステップＳｌｌで発熱抵抗体列３の
プリントデータを“０”、発熱抵抗体列４に消去したい
データに対応したデータ、あるいはベタ黒データを出力
し、ステップＳ１２でサーマルヘッド１０４を駆動する
。この時前述の如く奇数番目の抵抗体と偶数番目の抵抗
体に分けて駆動しても良い、ステップＳ１３でキャリッ
ジ１０３を所定量移動し、ステップＳ１４で指定された
データ部の消去が完了したかを調べる。完了していない
ときは再びステップＳｌｌに戻り、前述の動作を行い、
指示された文字等の記録データのリフトオフ消去を行う
。

第１３図はサーマルヘッドの通電に伴なう温度変化を示
す図である。

図中、１３０はインクリボンを加熱後、冷却してから剥
離して画像の記録あるいはりフトオフ消去を行うまでの
温度推移を示す。これは第６図（Ａ）の浸透型リボン、
多層多色型インクリボンの第１層のインクによる記録あ
るいは非浸透型インクリボンによるリフトオフ修正の際
の温度推移を示している。

一方、１３１は非浸透型あるいは多色多層インクリボン
の第２層のインクによる記録時のように、インクリボン
の加熱後、冷却しないうちに記録シートから剥離して記
録を行うときの温度推移を示している。

尚、第１３図においては、発熱抵抗体列４による加熱か
ら剥離時化にインクリボンが冷却される様図示している
が、冷却の状態は時間によるため、１３０で示した温度
時間推移になるよう、キャリッジ１０３の移動速度ある
いは発熱抵抗体列４とサーマルヘッド端部１３２の距離
あるいはキャリッジ１０３の移動速度を定めれば良い事
は明かである。

また記録（消去）終了時、剥離を行う為に使用し、た発
熱抵抗体とサーマルヘッド端部１３２の距離以上サーマ
ルヘッド１０４を更に移動して、粘着なしに剥離ができ
るよう制御することも可能である。従ってリボン毎に記
録（消去）終了時、サーマルヘッド１０４の移動量が変
わることもありえる。

また１３３は発熱抵抗体列４を、通常より短いパルス幅
で予備加熱したときの温度変化を示す。

このときは発熱抵抗体列３に通常以下の加熱を行っても
、１３１に示す温度推移が得られる。

第１１図は予備加熱を行う記録動作を示すフローチャー
トである。

まずステップＳ２０で発熱記録抵抗体列４にプリントデ
ータを出力し、ステップＳ２１でサーマルヘッドを通常
の記録時よりも短い時間で駆動する。ステップＳ２２で
は発熱抵抗体列３．４の間隔分キャリッジ１０３を移動
し、ステップＳ２３で発熱抵抗体列３にプリントデータ
を出力し、ステップＳ２４で通常記録時よりも短い時間
でサーマルヘッドの駆動を行う。

第１４図は他の実施例のサーマルヘッドの構造を示す図
で、４列の発熱抵抗体列を備えることにより、更に細か
い温度設定及び記録制御が可能になっている。

尚、本実施例ではサーマルヘッドが印字行に沿って移動
する、所謂シリアルプリンタの場合について説明したが
これに限定されるものでなく、例えばファクシミリ装置
で使用されている様な、サーマルラインヘッドで一度に
１行分の記録を行い、サーマルヘッドの直角方向に記録
紙を送るサーマルプリンタにおいても、行方向に複数の
記録用の発熱体を設ければ、同様に剥離温度の異なる記
録シートが使用可能なことは明かである。

以上述べた如く本実施例によれば、種々のインクリボン
に対応して記録が行えるという効果がある。

また発熱抵抗体列は共通電極５により同じタイミングで
通電されるようにしたが、各発熱抵抗体列毎に共通電極
を設けることにより、タイミングを変えて駆動するよう
にしてもよい。また各発熱抵抗体列の発熱温度を変える
ことにより、予熱やさらに高温あるいは低温用のインク
リボンにも適用できる。

［発明の効果］ 以上述べた如く本発明によれば、熱転写媒体あるいは記
録媒体を予備加熱できるため、サーマルヘッド用の電力
を低減できるというのという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の熱転写プリンタの概略構成を示図、 第２図は実施例の熱転写プリンタの要部の斜視図、 第３図は実施例のサーマルヘッドの構成を示す図、 第４図は第３図のサーマルヘッドを線ＩＶ−ＩＶから見
たときの上面図、 第５図は本実施例のサーマルヘッドの使用状態を例示し
た図、 第６図（Ａ）〜（Ｃ）はインクリボンの種類、構造を示
す模式的断面図、 第７図（Ａ）（Ｂ）″および第８図（Ａ）（Ｂ）’は実
施例のサーマルヘッドの使用状態を例示した図、 第９図は実施例のサーマルヘッドを用いたプリント処理
のフローチャート、 第１０図はリフトオフ消去処理のフローチャート、 第１１図は予備加熱処理のフローチャート、第１２図（
Ａ）〜（Ｃ）は文字ｒ　Ａ　」のパターン及びドツト通
電波形を示した図、 第１３図はサーマルヘッドの駆動に伴なう温度推移を示
す図、 第１４図は４列の発熱抵抗体を備えた他の実施例のサー
マルヘッドの記録面より見た構造を示す図である。 図中、２・・・基板、３．４・・・発熱抵抗体列、３−
１〜３−Ｎ、４−１〜４−Ｎ・・・発熱抵抗体、５・・
・共通電極、６．７・・・グレーズ層、８・・・シフト
レジスタ、２０・・・プラテン、２１・・・記録シート
、２６・・・リボンカセット、１００・・・制御部、１
０１・・・リボン指定部、１０２・・・人力部、１０３
・・・キャリッジ、１０４・・・サーマルヘッド、１０
５・・・インクリボン、１０６．１０８・・・モータ駆
動部、１０７・・・キャリッジモータ、１０９・・・シ
ートフィードモータである。 第３ｒＩＪ ・第４図 第５図 第６図 第７図 Ｍ８図 第１０図 第１１図 第１２図 第１３図 第１４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 第１の発熱抵抗体列と、該第１の発熱抵抗体列に対しほ
   ぼ平行で所定間隔を置いて設けられた第２の発熱抵抗体
   列とを備えたサーマルヘッドと、該サーマルヘッドと記
   録媒体とを相対的に走査して記録を行う走査手段と、最
   初に記録位置に到達する前記第１の発熱抵抗体列により
   、前記記録媒体あるいは熱転写媒体を予備加熱する手段
   とを備えることを特徴とする感熱記録装置。 （２）前記サーマルヘッドの第２の発熱抵抗体列が前記
   基体の記録方向上流側端部に設けられていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の感熱記録装置。