JPH06171121A - 熱記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電源投入の際のウォームアップ動作時とスタン
バイ状態から記録開始時のオーバーシュートを抑える。 【効果】電源投入時またはスタンバイ状態から記録開始
時に、温度制御回路21でサンプリング周期毎にスタンバ
イ温度または転写温度まで転写ドラム１の表面温度をサ
ーミスタ５でモニタし、かつスタンバイ温度または転写
温度までのヒータ４のオン時間を求めてヒータ４をオン
オフし、転写ドラム１の表面温度がスタンバイ温度また
は転写温度に近ずくにつれてヒータ４のオン時間を短く
してヒータ４への電力供給を少なくするように制御する
ことにより、転写ドラム１の表面温度のオーバーシュー
トを抑える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は熱記録ヘッドに印加する
電気信号に応じて所望の文字または画像を記録用紙上に
記録する熱記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、中間転写媒体を用いることで普通
紙への高品位な記録が可能な熱記録装置の開発が進めら
れている。

【０００３】以下、上記従来の熱記録装置（特開平２ー
１８７３６７号公報参照）について図面を参照しながら
説明する。図10は従来の熱記録装置の要部構成図であ
る。図10において、１は転写ドラムで、その表面に設け
られたシリコーンゴム層１Ａはアルミ管１Ｂの外周に形
成されている。また、サーマルヘッド２は複数の発熱素
子列２Ａを有しており、インクシート３を介して転写ド
ラム１に対向している。これらサーマルヘッド２および
インクシート３は通常は転写ドラム１より離隔された状
態にあるが、記録を行う際には転写ドラム１に圧接され
る。さらに、ヒータ４は、シリコーンゴム層１Ａの表面
に接して設けられたサーミスタ５と温度制御回路６によ
って通電制御され、シリコーンゴム層１Ａの表面を転写
可能な温度に加熱保温している。さらに、記録用紙７は
圧接ローラ８と転写ドラム１の間を搬送される。さら
に、メカコントローラ９は転写ドラム１の回転速度やサ
ーマルヘッド２の記録動作を制御する。

【０００４】以上のように構成された熱記録装置につい
て、以下その動作を説明する。まず、電源が投入される
と転写ドラム１の表面温度をサーミスタ５でモニタしな
がら記録開始可能温度（転写可能温度より少し低い温
度、以下、スタンバイ温度という）までヒータ４を温度
制御回路６で通電制御するウォームアップ動作を行う。
このウォームアップ動作終了後、記録開始可能状態、す
なわち、記録開始できる状態としてのスタンバイ状態と
なる。

【０００５】次に、記録指令が入力されると転写ドラム
１の表面を転写温度まで加熱保温する。そして、サーマ
ルヘッド２はインクシート３を介して転写ドラム１に圧
接される。さらに、サーマルヘッド２は記録信号に応じ
てインクシート３上に塗布されているインクを溶融す
る。このとき、インクは溶融状態のままインクシート３
より剥離され、シリコーンゴム層１Ａの表面にインク像
10を形成する。すなわち、インクを溶融状態のままイン
クシート３より剥離する。ここで、インクを溶融剥離す
るのは、シリコーンゴム層１Ａの付着力が非常に弱く、
インクが冷却された状態では、インクがシリコーンゴム
層１Ａの表面に付着しないからである。そして、圧接ロ
ーラ８を記録用紙７を介して転写ドラム１に圧接するこ
とによりシリコーンゴム層１Ａの表面のインク像10が記
録用紙７に転写される。このとき、転写ドラム１の表面
に形成されたシリコーンゴム層１Ａは柔軟性を有してい
るため、インク像10は記録用紙７の表面によく倣い忠実
に転写され、鮮明な記録を行うことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、転写ドラム１の表面温度が室温に近いとき
に電源を投入すると、転写ドラム１の表面をスタンバイ
温度まで加熱する際、図11に示すようにサーミスタ５は
時定数（急激な温度変化に対するサーミスタ５の遅れ時
間）を有するため、サーミスタ５で検知した転写ドラム
１の表面がスタンバイ温度になったときにヒータ４をオ
フしても、図12に示すように転写ドラム１の表面温度Ｔ
がスタンバイ温度よりも温度Ｔａだけ高くなってオーバ
ーシュートしてしまう。さらに、ヒータ４をオフしたと
き、図13に示す転写ドラム１の内側の温度Ｔ1 と外側の
温度Ｔ2 に温度差（Ｔ1 ＞Ｔ2 ）が生じており、内側の
温度Ｔ1 と外側の温度Ｔ2 に温度差がなくなるまで（Ｔ
1 ＝Ｔ2 まで）、外側の温度Ｔ2 が上昇してくる。この
ため、図12のｔ１時間（オーバーシュートした転写ドラ
ム１の表面温度が再びスタンバイ温度まで低下する時
間）だけ待って、記録動作を開始しなければならないと
いう問題を有していた。

【０００７】また、図14に示すようにスタンバイ状態の
とき、記録指令が入力されると転写ドラム１の表面を転
写温度までヒータ４をオンするが、同様にサーミスタ５
の時定数と転写ドラム１の保温力の関係から転写温度よ
りも温度Ｔｂだけ高くなってオーバーシュートが発生し
てしまう。このとき、図15に示す記録用紙７とシリコー
ンゴム層１Ａのインク像10に対する付着力とインク像10
の凝集力の関係から分かるように、インク像10の凝集力
がインク像10のシリコーンゴム層１Ａに対する付着力よ
り小さくなったとき、すなわち、図16のＴ2 の時点で転
写を行うと、図15に示すようにインク像10がシリコーン
ゴム層１Ａの付着力により完全に記録用紙７に転写でき
ず、シリコーンゴム層１Ａにインク像10が残ってしま
う。このため図14のｔ2 時間（オーバーシュートした転
写ドラム１の表面温度が再び転写温度まで低下する時
間）だけ待って、画信号を入力しなければならないとい
う問題を有していた。

【０００８】さらに、図16の転写温度の下限温度以上上
限温度以下の範囲で転写を行うと、図17に示すようにイ
ンク像10を記録用紙７に完全に転写させることができ
る。ここで、スタンバイ状態のときの温度を記録時の温
度より少し下げているのは、ヒータ４による消費電力を
抑えるためである。

【０００９】本発明は上記従来の問題を解決するもの
で、電源投入の際のウォームアップ動作時とスタンバイ
状態から記録開始時のオーバーシュートを抑えることが
できる熱記録装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の熱記録装置は、中間転写媒体の表面を所定の
温度に加熱保温するヒータと、前記中間転写媒体の表面
温度を検知する温度検知手段と、インクシートを介して
前記中間転写媒体に圧接するとともに前記インクシート
を加熱することで前記中間転写媒体上にインク像を形成
する熱記録ヘッドと、前記中間転写媒体に形成された前
記インク像を前記記録用紙に転写する転写手段と、前記
中間転写媒体の表面を所定の温度まで加熱保温する際、
前記中間転写媒体の表面温度が前記所定温度に近ずくに
つれて前記ヒータへの電力供給を少なくするように制御
する温度制御手段とを備えたものである。

【００１１】また、本発明の熱記録装置は、中間転写媒
体の表面を所定の温度にするためのヒータと、前記中間
転写媒体の表面温度を検知する温度検知手段と、インク
シートを介して前記中間転写媒体に圧接されるとともに
前記インクシートを加熱することで前記中間転写媒体上
にインク像を形成する熱記録ヘッドと、前記中間転写媒
体に記録用紙を介して圧接することで前記中間転写媒体
上に形成された前記インク像を前記記録用紙に転写する
転写ローラと、前記中間転写媒体に前記転写ローラを圧
接する位置に前記記録用紙が到達した時に前記転写ロー
ラを前記中間転写媒体に圧接するタイミングを制御する
タイミング制御手段を備えたものである。

【００１２】

【作用】上記構成により、電源投入後のウォームアップ
動作またはスタンバイ状態から記録開始時、中間転写媒
体の表面温度がスタンバイ温度または転写温度などの所
定温度に近ずくにつれてヒータのオン時間を短くするな
どヒータへの電力供給を少なくするので、中間転写媒体
の表面温度のオーバーシュートが抑えられてウォームア
ップ時間または記録開始から画信号入力までの時間が短
縮される。また、転写ローラを中間転写媒体に記録用紙
を介して圧接することで中間転写媒体表面上の温度を低
下させてオーバーシュート分の温度が転写ローラに吸収
されるので、中間転写媒体表面の温度は高くなりすぎず
中間転写媒体表面上に形成されたインク像は記録用紙に
完全に転写される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。なお、従来例と同一の作用効果を奏す
るものには同一の符号を付してその説明を省略する。

【００１４】図１は本発明の第１の実施例における熱記
録装置の要部構成図である。図１において、中間転写媒
体としてのシリコーンゴム層１Ａの表面温度を検知する
温度検知手段としてのサーミスタ５が接続される温度制
御手段21はヒータ４に接続され、シリコーンゴム層１Ａ
の表面を所定温度（スタンバイ温度または転写温度）ま
で加熱保温する際、転写ドラム１のシリコーンゴム層１
Ａ表面の温度が所定温度に近ずくにつれてヒータ４への
電力供給を少なくするように制御する構成である。

【００１５】以上のように構成された熱記録装置につい
て、以下、その動作を説明する。まず、装置が十分に室
温状態の時、電源が投入されると転写ドラム１の表面を
スタンバイ温度に加熱保温するためにヒータ４の加熱を
開始する。このとき、図２に示すサンプリング周期
（ｔ、ｔ＋１、・・・・ｔ＋ｎ）で転写ドラム１の表面
温度のサンプリングを行いながら、各サンプリング周期
毎に次の（数１）式、（数２）式の処理を行う。

【００１６】

【数１】

【００１７】

【数２】 上記の（数１）式の処理により、各サンプリング周期で
の一定時間における転写ドラム１の表面温度の温度上昇
量ΔＴが求められる。この（数１）式で求められた温度
上昇量ΔＴを基に上記の（数２）式の処理でスタンバイ
温度までのヒータ４のオン時間Δｔを求める。ここで、
求められたオン時間Δｔよりヒータ４のオン時間テーブ
ル（図３のａ、ｂ、ｃ、ｄ）よりヒータ４のオン時間を
参照してヒータ４をオンする。これら一連の動作をサン
プリング周期毎に行い、ヒータ４のオン時間Δｔが１サ
ンプリング周期以内（１サンプリング周期≧Δｔ）にな
ったとき、オン時間Δｔ経過後、ヒータ４をオフするこ
とにより図４に示すように転写ドラム１の表面温度Ｔの
オーバーシュートが少なくなりウォームアップ時間ｔ11
が短くなる。そして、装置はスタンバイ状態になる。す
なわち、転写ドラム１の表面温度Ｔがスタンバイ温度に
近ずくにつれてヒータ４のオン時間を徐々に少なくする
ことによりオーバーシュートを抑えたウォームアップ動
作を行うことができる。

【００１８】次に、スタンバイ状態のときに記録指令が
入力されると、転写ドラム１の表面温度Ｔを転写温度に
加熱保温するためにヒータ４の加熱を開始する。このと
き、図２に示すサンプリング周期（ｔ、ｔ＋１、・・・
・ｔ＋ｎ）で転写ドラム１の表面温度Ｔのサンプリング
を行いながら、上記（数１）式、（数２）式の処理を行
うことにより、転写温度までのヒータ４のオン時間Δｔ
を求める。求められたオン時間Δｔよりヒータ４のオン
時間テーブル（図５のａ、ｂ、ｃ、ｄ）よりヒータ４の
オン時間を参照してヒータ４をオンする。ここで、図５
のヒータ４のオン時間は図３のヒータ４のオン時間より
短くなっている。これは、スタンバイ温度から転写温度
までの温度差が少ないためである。そして、メカコント
ローラ９によりサーマルヘッド２はインクシート３を介
して転写ドラム１に圧接される。さらに、画信号が入力
されると画信号に応じた記録エネルギーをサーマルヘッ
ド２の各発熱素子２Ａに通電制御することでインクシー
ト３上に塗布されているインクを溶融し、シリコーンゴ
ム層１Ａの表面にインク像10を形成する。このインク像
10の形成が終了されるとサーマルヘッド２は転写ドラム
１より離隔される。インク像10は矢印の方向に移動さ
れ、圧接ローラ８と転写ドラム１との間で記録用紙７に
転写される。このとき、転写ドラム１の表面の最高温度
は、図６の下限温度以上、上限温度以下の範囲に納まる
ようになっている。また、転写ドラム１の表面に形成さ
れたシリコーンゴム層１Ａは柔軟性を有しているため、
インク像10は記録用紙７の紙面によく倣い忠実に転写さ
れ、鮮明な記録を行うことができる。

【００１９】なお、図３および図５のヒータ４のオン時
間テーブルの数は少なくとも１サンプリング周期内で１
つ以上とする。また、転写ドラム１の表面温度の検知手
段としてサーミスタの代わりに熱電対などを使用しても
よい。

【００２０】したがって、ウォームアップ動作またはス
タンバイ状態から記録開始されたとき、サンプリング周
期毎にスタンバイ温度または転写温度までのヒータ４の
オン時間を求め、スタンバイ温度または転写温度に近ず
くにつれてヒータ４のオン時間を少なくしてヒータ４へ
の電力供給を少なくし、図６に示すように表面温度Ｔの
オーバーシュートは抑制されることになる。

【００２１】図７は本発明の第２の実施例を示す熱記録
装置の要部構成図である。図７において、圧接ローラ制
御手段31は圧接ローラ８に接続され、転写ドラム１のシ
リコーンゴム層１Ａに転写ローラ８を圧接する位置に記
録用紙７が到達した時に圧接ローラ８を転写ドラム１に
圧接するタイミングを制御する構成である。

【００２２】以上のように構成された熱記録装置につい
て、以下、その動作を説明する。まず、電源が投入され
ると転写ドラム１の表面温度を転写温度まで加熱するた
めにヒータ４をオンする。このとき、図11に示すように
転写ドラム１の表面温度を検知するサーミスタ５は時定
数を有しており、さらに図13に示すように転写ドラム１
の内側の温度Ｔ1 と外側の温度Ｔ2 は温度差を生じてい
ることから、転写ドラム１の表面温度は図８の温度曲線
ａに示すようにオーバーシュートする。そこで、図８の
所定時間ｔ21だけ経過したとき、記録指令を入力すると
メカコントローラ９によりサーマルヘッド２はインクシ
ート３を介して転写ドラム１に圧接される。そして、画
信号が入力されると記録エネルギーをサーマルヘッド２
の各発熱素子２Ａに通電制御することでインクシート３
上に塗布されているインクを溶融し、図９のａに示すよ
うにシリコーンゴム層１Ａの表面にインク像10を形成す
る。このインク像10の形成が終了するとサーマルヘッド
２は転写ドラム１より離隔され、図９のｂに示すように
インク像10は矢印の方向に移動される。シリコーンゴム
層１Ａの表面にインク像10が形成された時から一定時間
ｔ22経過後の時点ｔ23で、図９のｃに示すように圧接ロ
ーラ制御手段31により圧接ローラ８は記録用紙７を介し
て転写ドラム１に圧接する。これにより、転写ドラム１
の表面のオーバーシュート分の温度が圧接ローラ８に吸
収され、図８の温度曲線ｂに示すように下限温度以上、
上限温度以下になり、インク像10は図17のように完全に
記録用紙７に転写されることになる。

【００２３】したがって、電源投入時のウォームアップ
動作によるオーバーシュート発生時、転写ローラ８を転
写ドラム１に圧接するタイミングを制御することで、転
写ドラム１の表面のオーバーシュート分の温度が圧接ロ
ーラ８に吸収されて転写ドラム１の表面温度は高くなり
すぎず、転写ドラム上のインク像10を全て良好に記録用
紙７に転写することができる。

【００２４】なお、上記第１および第２の実施例におい
て、シリコーンゴム層１Ａの表面にインク像10を形成す
る手段として、サーマルヘッド２およびインクシート３
を用いたが、通電記録ヘッドおよび通電記録シートを用
いてもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電源投入
時からスタンバイ温度またはスタンバイ温度から転写温
度まで転写ドラムを加熱する際、サンプリング周期毎に
スタンバイ温度または転写温度まで転写ドラムの表面温
度のサンプリングを行い、且つスタンバイ温度または転
写温度までのヒータのオン時間を求めヒータをオンし、
転写ドラムの表面温度がスタンバイ温度または転写温度
に近ずくにつれてヒータ４のオン時間を短くするなどし
てヒータへの電力供給を少なくすることにより、転写ド
ラムの表面のオーバーシュートを抑えることができる。
また、転写ローラを記録用紙を介して転写ドラムに圧接
するタイミングを制御することにより、転写ドラム上の
インク像を記録用紙に完全に転写することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における熱記録装置の要
部構成図

【図２】図１の熱記録装置における転写ドラム表面温度
のサンプリングタイミング図

【図３】図１の熱記録装置におけるウォームアップ時の
ヒータ駆動パルス波形図

【図４】図１の熱記録装置における電源投入時からスタ
ンバイ温度までの転写ドラム表面温度の時間応答図

【図５】図１の熱記録装置におけるスタンバイ時から記
録開始時のヒータ駆動パルス波形図

【図６】図１の熱記録装置におけるスタンバイ時から転
写温度までの転写ドラム表面温度の時間応答図

【図７】本発明の第２の実施例における熱記録装置の要
部構成図

【図８】図７の熱記録装置における転写ドラム表面温度
の時間応答図

【図９】図７の熱記録装置における圧接ローラの圧接タ
イミング図

【図１０】従来の熱記録装置の要部構成図

【図１１】サーミスタの時定数を示す図

【図１２】図10の熱記録装置における電源投入時からス
タンバイ温度までの転写ドラム表面温度の時間応答図

【図１３】図10の熱記録装置における転写ドラム１の断
面拡大図

【図１４】図10の熱記録装置におけるスタンバイ時から
転写温度までの転写ドラム表面温度の時間応答図

【図１５】インク像10の転写部分の一例を示す拡大図

【図１６】インク像10の記録用紙７とシリコーンゴム層
１Ａに対する付着力および、インク像10の凝集力を示す
図

【図１７】インク像10の転写部分の他の例を示す拡大図

【符号の説明】

１ 転写ドラム １Ａ シリコーンゴム層 ２ サーマルヘッド ２Ａ 発熱素子列 ３ インクシート ４ ヒータ ５ サーミスタ ７ 記録用紙 ８ 圧接ローラ 10 インク像 21 温度制御回路 31 圧接ローラ制御手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中間転写媒体の表面を所定の温度に加熱保
   温するヒータと、前記中間転写媒体の表面温度を検知す
   る温度検知手段と、インクシートを介して前記中間転写
   媒体に圧接するとともに前記インクシートを加熱するこ
   とで前記中間転写媒体上にインク像を形成する熱記録ヘ
   ッドと、前記中間転写媒体に形成された前記インク像を
   前記記録用紙に転写する転写手段と、前記中間転写媒体
   の表面を所定の温度まで加熱保温する際、前記中間転写
   媒体の表面温度が前記所定温度に近ずくにつれて前記ヒ
   ータへの電力供給を少なくするように制御する温度制御
   手段とを備えた熱記録装置。
2. 【請求項２】中間転写媒体の表面を所定の温度にするた
   めのヒータと、前記中間転写媒体の表面温度を検知する
   温度検知手段と、インクシートを介して前記中間転写媒
   体に圧接されるとともに前記インクシートを加熱するこ
   とで前記中間転写媒体上にインク像を形成する熱記録ヘ
   ッドと、前記中間転写媒体に記録用紙を介して圧接する
   ことで前記中間転写媒体上に形成された前記インク像を
   前記記録用紙に転写する転写ローラと、前記中間転写媒
   体に前記転写ローラを圧接する位置に前記記録用紙が到
   達した時に前記転写ローラを前記中間転写媒体に圧接す
   るタイミングを制御するタイミング制御手段を備えた熱
   記録装置。