JPH02293171A - 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、熱転写型プリンタや、複写機、ファクシミリ
等の熱転写記録装置に関し、特に比較的高速なライン型
熱転写記録装置で、平滑度の低い普通紙に対しても印字
品質や画像が良好な転写が得られる熱転写記録装置に関
する。

〔従来の技術〕

近年、熱転写記録はノンインパクトで無ｌ！音、メンテ
ナンスフリー、低コスト、小堅軽１化可１１ヒ、カラー
化可能等の特徴をｆ了するために、ファクシミリ、コン
ピュータ端末、　レコーダ等多くの分野で用いられてい
る． このような熱転写記録方法は、サーマルヘッドで記録材
表面を界温加熱するか、或は通電ヘッドで通電発熱抵抗
層を通電加熱することでインクを記録紙上に溶融転写、
印字或は画像を提供するものであり、熱転写記録装置の
記録部周辺の一般的構成図を第６図に示す． しかし、本熱転写記録方式の転写性は、転写紙に普通紙
を用いた場合、普通紙表面の凹凸、表面物性、インク層
の接着力、浸透性等に大きく影響される．特に表面凹凸
の大きい紙の場合には熱溶融したインクが凸部或はその
近傍にのみ付着するため、印字された像の一部が欠けた
りして印字品位を低下させることになる． 上記課題を解決する為の手段として、インクフィルムの
組成や構造を工夫したり、あるいはヘッドの構造を工夫
して紙当り性を良くする、あるいはヘッドとプラテンの
接触圧をあげたり、ヘッドに振動を加える等の、いろい
ろな技術が提案されている． 例えば、インクフィルムに関しては、特開昭６０−２６
４２９　１号、特開昭６０−２６４２９５号、或は特開
昭８１−２４４５９０号等に示されるように、インク層
中又は剥離層中に熱分解性或は熱膨張性の発泡剤を含有
した技術や、特開昭６３−６７１７８号、特開昭６３−
７８７９２号等に示されるように熱転写記録材料が熱溶
融被ｌＩｆ↑イで被覆された画像形成素体が基材上に熱
融普、或は結着材より露出した技術が考案されている．
又、ヘッドに関しては、特開昭５８−５９８６５号のよ
うに、グレーズ形状を２段に盛り上げて紙当り性を工夫
したものや、特開昭６１−１１０５６９に示されるよう
に、基板の端面に発熱体を配する技術が考案されている
． さらに、印写機横では、特開昭６１−２１９６６５号の
ようにヘッド圧を特定値以上とする方式や、特開昭６１
−１７３９５６号、或いは、特開昭６１−１６４８５３
号の如く、転写後再加熱をしてインクを凹部に浸透させ
ることを狙ったもの、あるいは、特開昭６１−２０７５
９号のクロく、ヘッドに振動発振子を設け、その振動に
より転写性を上げようとする等の技術が提案されている
．又、圧力転写方式についても提案があり、実新間昭６
１−７７２５４や、特開昭６２−２９７１７８等がこれ
にあたる． 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、先のインクフィルムに関しても、又、ヘ
ッド構造の改善に関しても、夫々、印字品質に改善は見
られるものの、従来の印字機構に使用してもそれほどの
効果をもたらすものではなかった． 特に印字機構に関しては、ヘッド圧を上げると、紙とイ
ンク間の摩擦が大きくなり地汚れが発生し、印字品位を
著しく悪くする欠点があった．又、転写後再加熱の方式
は、転写時に十分なインクが紙に転写されていることを
前提としたものであり、平滑度の低い紙では、転写時に
インクが紙側に付着しないことにこそ問題があった． 加振方式については、インク搬送にシワを生じる等、実
用化そのものに疑問がある．さらに、圧力転写方式では
、印字０１横よりも、転写媒体に関する工夫提案が主体
であり、説明されている機構では圧力転写のもつ特性を
十分に引き出すことは不可能であった． そこで、本発明は前述したような印字機構上の課題、特
に圧力転写機構に従来にはない改善を行ない、低平滑紙
から高平滑紙まで、あらゆるタイプの種類の紙に良好な
印画品質を実現することを目的とする． 〔課題を解決するための手段〕 本発明の熱転写記録装置は、プラテンローラに対向して
記録ヘッド及び圧力ローラが配され、圧力ローラはゴム
硬度３０′″以上１００″″以下のゴム状弾性体で表面
被覆されており、かつ、圧力ローラは転写媒体側に位置
し、転写媒体への熱記録部と、加圧部との距離が８　ｍ
　／　ｍ以下であることを特徴とする． さらに／又は、転写媒体への熱記録時に、該転写媒体と
被転写物同士が接触する構造と非接触｛１４造の両モー
ドを選択でき、接触モードでは前記プラテンローラに、
転写媒体と被転写物が記録ヘツドにより押圧されること
を特徴とする。

ざらに／又は、プラテンローラおよび／又は、加圧ロー
ラは３５°Ｃ以上７０°Ｃ未満に加温されることを特徴
とする． 〔作用〕 一般にラフ紙と称せられる紙の表面凹凸度は、溝の深さ
２０〜４０μｍ，溝の広さ２００μｍ前後である．従来
のインクフイルムでは、深くて広い溝部分に１ドットの
みを転写することは不可能であった．その関係を第５図
に示す．図で９′が紙表面、黒く塗った部分が１ドット
分に相当する箇所である．図より明らかなように、イン
ク溶融部分が紙と接触しない確率は高く、結果的にボイ
ドや自抜けとなってしまう．紙の凹凸は、主走査方向に
も副走査方向にも当然あり、いくら剛体のサーマルヘッ
ドで加圧しても、インク溶融部を紙面に接触させること
はできない． これに対し、本発明の記録装置は、ゴム体の如き弾性体
でインク面を加圧し、その弾性により、紙表面の凹凸に
インク層を追随させるものである．説明図を第２図に示
す。図で２′が加圧ローラの弾性体であり、加圧により
、紙の表面になじんで変形する．転写媒体であるインク
フィルムは、支持体３〜６μｍ、インク層１〜５μｍと
きわめて薄い為、剛性はほとんど問題にならない．一般
にインクフィルムの紙の凹面への追随性は下式で表わす
ことができる． ここで Ｗ；　フイルムのたわみｍ ｑ：押付圧 ｄ；紙の凹部の直径 Ｅ；　フィルムヤング率 ｔ；　フィルム厚さ ｙ；　ボアソン比 この式に実際の数値をあてはめてみると、ｄは、２００
〜３００μｍくらいに分布しており、フィルムたわみ量
はゴム硬度６０＠のとき３０μ以上を確保でき、凹部へ
の転写がほとんどの場合可能である．２００μｍよりｄ
が小さく、溝深さが２０μｍを越えるところでは転写で
きない場合がでてくるが、実際には、そのような欠陥が
ある場所は少なく、紙自体も押しつけられて凸部が沈み
込む．さらには、その場所に１ドットが周囲どこにも触
れずに存在する確率は非常に小さいという理由で、実印
画上はほとんど問題にならない．〔実施例〕 本発明の実施例に於ける印画機横構成図を第１図に示す
．図で１がプラテンローラ、２が加圧ローうである．プ
ラテンローラは金属性剛体もしくは、高硬度のゴム弾性
体を薄い肉厚（　１　ｍ　／　ｍ以下）で表面波慣した
ものが望ましい．従来の如く肉厚の厚い、低硬度のゴム
を被覆したものは、搬送ずれになったり、加圧ローラ間
に所望の圧力を発生できない等の問題がある．本発明で
はステンレススチール製で、変形が高圧力下で発生しな
いようφ４　０　ｍ　／　ｍのプラテンローラとした．
加圧ローラは、金属軸表面に、ＮＢＲ，ＣＲ、ＢＲ，Ｓ
ｉゴム等の弾性体を被覆する．一般的に硬度は、ゴム硬
度３０°〜１００”の範囲内とするのが良い．特に紙の
平滑性が低下すればするほど低硬度のゴムでないと追随
性が悪くなる．本発明ではローラ径φ１　０　ｍ　／　
ｍ、ゴム肉厚２　ｍ　／　ｍのＮＢＲで破田、加圧力は
任意となるよう設ｉｔ　Ｌた． ３は記録ヘッドでラインサーマル型である．図のインク
フイルムと接する先端部に発熱体が設けられたヘッドを
使用した．このような特殊な形状のものでないと、記録
部と、加圧部との距離を一定値以下にすることができな
い．第２図は記録部と加圧部の拡大図であり、ヘッドは
破線の位置まで移動できる．すなわちヘッド３ａの位置
では記録時に、インクフイルムと記録紙は非接触で、３
ｂの位置に移動すると、インクフイルム、記ｎ紙共にプ
ラテンローラ１に押圧されることになる．後者の接触式
は、■インクフイルムを用いず、感熱記録紙へ直接印字
する場合、■ＯＨＰシート、コート紙等、表面平滑性が
きわめて高く圧力転写がほとんど不用か、圧力ローラを
解除できる場合、に非常に有効である．この機構は記録
ヘッドの移動をせず、プラテンローラの移動としても良
い。

本発明では、記録部と加圧部中心までの距離は６ｍ　／
　ｍ〜１　４　ｍ　／　ｍまで変更できる構造とした．
第２図で４はインクフィルムで、支持体にＰＥＴ、ボリ
アミド、ポリイミド等の従来公知のフィルムを用いる．
本発明では厚さ６μｍ　（Ｄ　Ｐ　Ｅ　Ｔフィルムを使
用した．本来の目的からは、より薄いフイルムが好まし
く、使用可能範囲は２．５〜１２μｍ程度であろう．イ
ンク層は、加圧転写までインク７８融状態、もしくは軟
化状態を維持する必要がある．この為、過去にも幾つか
の促案がされているが、 ■樹脂とワックスの混合体に顔料（Ｃ．Ｂ）と熱容量の
大きな金属微粒子を添加したもの■熱容量の大きな樹脂
を大量に混合したもの■過冷却性をもつ樹脂を添加した
もの 等がある．本発明では、過冷却材を加＾たインクを３μ
ｍ厚にフィルム上に塗工したものを使用した．しかしな
がらインクフィルムは、総厚９μｍ前後と薄い為、幾ら
熱容■の大きな材料を使用しても、；Ｈ度保持は難しい
。第４図に一般的なインクフィルムをサーマルヘッドで
瞬時加熱した時のインクの表面温度の経時変化を示す。

この時のサーマルヘッドの表面温度は４３０″Ｃで、イ
ンクを溶融させるに十分な温度である．ｌｍｓｅｃパル
スを印加４ｋ　３Ｎ定している。図より明らかなように
、わずか０．７ｍｓｅｃで４０℃にまで低下している。

一般的なワックス系インクは、ｍ．ｐが７０゜Ｃ前後で
あるから、０．４ｓｅｃ後には固化していることになる
． 従って、前述したようなインクを用いるとしてもインク
フィルムへ記録後、速やがに圧力転写を行なう必要があ
る．例えば、３００ｄｐｉのサーマルヘッドを用い、３
ｍｓｅｃの駆動周期で記録すると、記録部一転写部の距
鮪１が１　０　ｍ　／　ｍあるとほぼ０．３５ｓｅｃ必
要となる．これは、ＷＡｘ型のインクではぎりぎりの時
間であり、低温時の保証はできないということになる．
又、ラインヘッドの場合、高Ｄｕｔｙで連続的に高速印
画すると熱蓄積が発生する．この為、印画パターンによ
りスピードを調整する方式が一般に採用されている．一
般的には３ｍｓｅｃ〜１２ｍｓｅｃ程度の範囲で駆動周
期を調節する．例えば２００ｄｐｉで１２ｍｓｅｃの場
合は、１＝１０ｍ／ｍで０．９５ｓｅｃ必要となり、イ
ンクは冷却してしまう．本発明に使用した過冷却系イン
クは凝固点を４５”　Ｃに設定している．一般にプリン
ターの使用温度保証範囲は５゜Ｃ〜３５°Ｃであるが、
実使用では４０°Ｃ近くでも使用される．従って、それ
以下にインクの擬固点は設定できないし、クレームの発
生原因となりかねない．こうした点を考慮し、記録部と
圧力転写部の距離が８　ｍ　／　ｍ以下になる様ヘッド
及び周辺機構を工夫した．先の例の様に最も悪い条件、
すなわち、２００ｄｐｉのヘッドで駆動周期を１２ｍｓ
ｅｃとした場合、距ｆｄｌ　８　ｍ　／　ｍでは０．７
６ｓｅｃである．この場合、プラテン及び／又は加圧ロ
ーラを一定温度に加温することで、距Ｍｌにより発生す
る問題を解決できる．ただし不用部分のインクを転写さ
せない為にはインクの融点、すなわち７０’Ｃ以下にお
さえなくてはならない．又、当然下限温度は使用温度範
囲以上でなくては意味がない．本発明ではインクの融点
が７　２　℃，　　凝固点が４５＠ｃであった為、加温
はプラテンローラを、５５°Ｃに設定した． 又、記録部と圧力転写部の距Ｍｌは８　ｍ　／　ｍ以下
であれば何ら問題を発生しなかった．印画スピード、距
Ｎｌｉこよっては、プラテンローラの加温は省くことが
できることも確認できた．以上のクロき構成で、各ｆｆ
ｆｌ紙に、各種圧力条件で実印画を行なった．紙種及び
圧カ条件を表１に示す．尚、ヘッドは３００ｄｐｉ品で
駆動周期は３ｍｓｅｃとした． 表−１ いて記述した材料、組成等に限定されるものでないこと
はいうまでもない． 〔発明の効果〕 以上説明したように、記録部と、圧力転写部との距離を
８　ｍ　／　ｍ以下とし、紙種により記録部に於ける転
写媒体と被転写物との接触状態を選択でき、プラテンロ
ーラおよび／又は加圧ローラを加温する構造とした、圧
力転写型熱転写記録装置を提供することにより、平滑度
が高い低いに関係なく、きわめて印画品質に優れたプリ
ンターが出現した．さらに、感熱紙も同装置に使用でき
、その用途は拡大し実用性を高めた．当然カラーへの応
用も可能であり、サーマルテクノロジーを利用したプリ
ントアウト方法の可能性を大いに拡大するものである． 上記条件でとの紙橿に対しても、きわめて良好な印画品
買を得ることができた． 尚、当然のことであるが本発明は本実施例に於

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に於ける熱転写記録装置の基本構成図、
第２図は本発明の記録部と圧力転写部の拡大図、第３図
は本発明の原理説明図、ｔＪ４図は加熱後のインクフィ
ルム温度経時変化状態図、第５図は、従来方式の原理説
明図、第６図は従来の熱転写記録装置の基本構成図であ
る． ■・・プラテンローラ ２・・・加圧ローラ ２′・・・ゴム状弾性体 ３・・・ラインサーマルヘッド　３ａ：　　非押圧時３
ｂ：　押圧時 ４・・インクフィルム（転写媒体） ４−１・・・インク層 ４−２・・・被転写物へ転写され抜けたインク部４−３
・・・被転写物へ転写したインク５・・・巻出し側フィ
ルムロール ６・・・巻き取り側フイルムロール ８・・・フィルム剥離ローラ兼、ガイドローラ９・・・
紙（被転写物） 以　　上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人　弁理士　鈴木　喜三郎　他１名第１図 ３ｂ ９ノ 第２内 第３図 ４ａ 第 ５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録ヘッドにラインサーマルヘッドを用い、プラ
   テンローラに対向して、記録ヘッド及び圧力ローラが配
   され、被転写物及び転写媒体は、前記プラテンローラと
   、記録ヘッド及び圧力ローラの間を通過する構造を少な
   くとも有する熱転写記録装置に於いて、前記圧力ローラ
   はゴム硬度３０°以上１００°以下のゴム状弾性体で被
   覆されており、かつ該転写媒体側に位置し、転写媒体へ
   の熱記録部と、加圧部との距離が８ｍ／ｍ以下であるこ
   とを特徴とする熱転写記録装置。
2. （２）転写媒体への熱記録時に、該転写媒体と被転写物
   は、接触する構造と非接触の構造の両モードを選択する
   ことができ、接触モードでは、前記プラテンローラに、
   転写媒体及び被転写物が記録ヘッドにより押圧される構
   造であることを特徴とする請求項１記載の熱転写記録装
   置。
3. （３）前記プラテンローラおよび／又は加圧ローラは３
   ５℃以上７０℃未満に加温されていることを特徴とする
   請求項１記載の熱転写記録装置。