JPH10147031A - インク転写プリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント濃度むらの発生を防止することがで
きるプリンタを提供すること。 【解決手段】 インクローラ１０の内部に圧電素子５を
設け、当該圧電素子５の駆動によりインク保持体３を加
振してインク保持体３内のインクの流動性を増加させる
ことによって、インクローラ１０内のインクの密度を均
一にし、記録紙に転写されるインクの濃度、即ちプリン
ト濃度を均一にするよう構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクを記録紙に
転写することによって記録紙上に画像を形成するプリン
タに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、インクを普通紙等の記録紙に
転写するプリンタとして、インクをノズルから微粒子と
して記録紙に吹き付けるインクジェットプリンタ、熱溶
融性のインクリボンをサーマルヘッドで加熱して記録紙
に転写する熱転写プリンタ、インクリボンを鋼線を用い
て記録紙に打ちつけるドットプリンタ等が知られてい
る。

【０００３】しかし、インクジェットプリンタではノズ
ル内でのインクの目詰まりが生じ易いという問題点があ
り、インクリボンを用いる熱転写プリンタではインクリ
ボンの消費のためランニングコストが増大するという問
題点があり、ドットプリンタでは処理速度が遅いという
問題点があった。そのため、インクの目詰まりが無く、
ランニングコストが小さく且つ処理速度の速いプリンタ
が望まれていた。

【０００４】そこで、インクを含浸させたインク保持体
を、インクを選択的に透過するフィルムで覆ってインク
ローラを構成し、フィルムを透過してインクローラ上に
染み出たインクを記録紙に転写するプリンタが検討され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなインクローラを用いたプリンタでは、インクの消費
量がインクローラの軸方向にばらつくと考えられる。即
ち、プリントの頻度が高い軸方向中心部ではインクの消
費量が多いが、プリントの頻度が低い両端近傍ではイン
クの消費量が少ない、といったばらつきが生じる。この
ような場合、インクが消費量が多い部分と少ない部分で
インクの密度に差が生じることから、プリント濃度にむ
らが生じる可能性がある。

【０００６】本発明は、上述の課題に鑑みてなされたも
のであり、プリント濃度むらの発生を防止することがで
きるプリンタを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によるインク転写プリンタは、インクを保持
するインク保持体と、該インク保持体を覆い、所定温度
以上に加熱されるとインクを透過し、常温ではインクを
透過しないフィルムと、を有するインクローラを用い、
該インクローラを回転させると共に、フィルムを画像情
報に基づいて加熱することによりインクを選択的に透過
させ、フィルムを透過したインクを記録紙に転写するイ
ンク転写プリンタであって、インクローラ内に、インク
保持体に振動を与える加振手段を備えたことを特徴とす
るものである。

【０００８】このように、インク保持体を振動させるこ
とによって、インク保持体に保持されたインクの流動性
が増し、インクローラ内のインク密度を均一にすること
ができる。そのため、記録紙に転写されるインクの濃度
を均一にすることができ、プリントむらを防止すること
が可能になる。

【０００９】なお、上記の加振手段を圧電素子とし、当
該圧電素子をインクローラの回転軸の外周に設けること
が可能である。このように構成すれば、インク保持体を
内側から一様に加振することができ、さらに構成も簡単
になる。

【００１０】また、加振手段によりインク保持体に与え
られる振動の大きさを検出する振動検出手段をさらに備
え、振動検出手段の検出値に基づいて加振手段を制御す
るよう構成することも可能である。このように構成する
ことにより、フィードバック制御が可能になる。

【００１１】この場合、プリンタに、記録紙に転写され
る画像の濃淡を設定するための画像濃淡設定手段をさら
に備え、当該制御部が、画像濃淡設定手段の設定値と振
動検出手段の検出値とに基づいて加振手段を制御するよ
う構成することもできる。このように構成すれば、加振
手段の制御によって所望の濃淡の画像を得ることが可能
になる。

【００１２】さらに、振動測定手段を、インクローラの
外周面に当接するよう配置された圧電センサとしても良
い。なお、圧電センサは、インクローラの外周面に当接
するよう設けられたローラ部材（例えばインクローラと
の間で記録紙を押圧するプラテンローラ）の外周面に設
けることが可能である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るインク転写プ
リンタの実施の形態を説明する。図１に実施の形態のイ
ンク転写プリンタの基本構成を示す。図１に示すよう
に、インク転写プリンタは、記録紙Ｐを挟んで対向配置
されたインクローラ１０及びプラテンローラ８と、イン
クローラ１０の周面を部分的に加熱するためのサーマル
ヘッド７とを備えて構成されている。

【００１４】インクローラ１０は、ロール形状のスポン
ジ体に常温で液体であるインクを含浸させたインク保持
体３と、インク保持体３を覆うフィルム２と、インク保
持体３を内側から支持する回転軸４と、を備えて構成さ
れている。フィルム２は、所定温度以上に加熱されると
インクを透過し、常温ではインクを透過しない材質で構
成されている。また、回転軸４の外周には、インク保持
体３を加振するための圧電素子５（後述）が設けられて
いる。

【００１５】プラテンローラ８はゴム等の弾性部材で構
成され、インクローラ１０との間で所定の押圧力で記録
紙Ｐを押圧するものであり、インク保持体３の上方に配
置された回転軸９によって回転可能に支持されている。

【００１６】サーマルヘッド７は、フィルム２を画像情
報に応じて加熱するためのものであり、紙面に直交する
方向に一列に配列された発熱抵抗体７１を有し、当該発
熱抵抗体７１がフィルム２の表面に接触するよう配置さ
れている。なお、サーマルヘッド７の発熱抵抗体７１
は、インクローラ１０に対しプラテンローラ８と反対の
側に位置している。

【００１７】図２は、インクローラ１０を示す断面図で
ある。図２に示すように、回転軸４は、ラジアル軸受４
８により回転可能に支持される円筒部４１と、円筒部４
１の軸方向に所定間隔を開けて取り付けられた一対のフ
ランジ４４よりなっており、一対のフランジ４４の間に
は、ロール形状のスポンジ体であるインク保持体３が支
持されている。

【００１８】インク保持体３の外周面はフィルム２によ
り覆われており、フィルム２の軸方向の両端がフランジ
４４の端面に固着されている。また、円筒部４１の一端
にはインクローラ１０を回転駆動するためのギア４１ａ
が固定されている。

【００１９】円筒部４１のフランジ４４，４４間の外周
面には、インク保持体３に振動を与える加振手段である
圧電素子５が敷設されている。圧電素子５は、厚み方向
に電圧を与えられることによってその厚みが変化し、イ
ンク保持体３を内側から振動させるものである。

【００２０】回転するインクローラ１０内の圧電素子５
に電圧を供給するため、圧電素子５の一方の電極リード
はフランジ４４を貫通し、円筒部４１の外周面に設けら
れた端子５１に接続され、圧電素子５の他方の電極リー
ドは円筒部４１の肉厚を中空内部へ貫通し、円筒部４１
の内周面に設けられた端子５２に接続されている。端子
５１，５２は、夫々円筒部４１の外周面及び内周面を一
周しており、ブラシ５３，５４を介して図示しない電圧
供給源に接続されている。

【００２１】次に、本実施形態のインク転写プリンタに
よる画像形成の原理について説明する。図３はフィルム
２の微細構造を示す概略図である。フィルム２は、添加
物２１を基材２２に均一に分散して形成したものであ
る。添加物２１はタルク等の無機物により形成され、基
材２２はテフロン、シリコン樹脂等の樹脂またはゴムに
より形成される。また、添加物２１と基材２２の熱膨張
係数は異なっており、添加物２１の熱膨張係数αと、基
材２２の熱膨張係数βとは、α＜βの関係にある。

【００２２】図４は添加物と基材の境界面を示す概略図
である。基材２２の熱膨張係数βが添加物２１の熱膨張
係数αよりも大きいため、添加物と基材２２との境界面
をＬとすると、境界面Ｌの基材２２側が熱膨張によって
一点鎖線で示す境界面Ａまで移動するのに対し、境界面
Ｌの添加物２１側は二点鎖線で示す境界面Ｂまでしか移
動しない。即ち、境界面Ａ、Ｂ間に隙間Ｇが形成され
る。なお、常温に戻ると、境界面Ａ、Ｂが、それぞれ境
界面Ｌに戻るため、この隙間Ｇは消滅する。

【００２３】図５は加熱時のフィルム２の微細構造を示
す概略図である。添加物２１が均一に所定の密度で分散
されていると、熱膨張によって各添加物２１の周囲に形
成される隙間同士がつながって開気孔Ｃを形成する。従
って、フィルム２を十分薄く形成し、サーマルヘッド
（図１）により図中Ｈで示す部分を加熱すると、加熱部
分に開気孔Ｃが形成される。

【００２４】このような微細構造を持つフィルム２を用
いて画像を形成するプロセスを、図６に示す。図６
（ａ）に示すよう、にサーマルヘッド７の発熱体抵抗７
１によってフィルム２が加熱されると、加熱部分に開気
孔Ｃが形成される。インク保持体３に含浸されていたイ
ンクは、毛細管現象によって開気孔Ｃに入り込む。

【００２５】インクローラ１０が回転し、開気孔が形成
された部分が常温に近づくにつれ、開気孔は徐々に消滅
する。開気孔が消滅すると、図６（ｂ）に示すように、
開気孔に入り込んだインクの一部がフィルム２の表面に
しみ状に取り残され、インクスポット（微細なインク溜
まり）Ｓを形成する。そして、このインクスポットＳ
は、図６（ｃ）に示すように、フィルム２とプラテンロ
ーラ８との間で加圧され、記録紙Ｐに転写される。

【００２６】以上のように構成されたインク転写プリン
タでは、圧電素子５に交流電源を与えておくと、圧電素
子５がその厚み方向に振動するため、インク保持体３が
半径方向に加振される。これにより、インク保持体３に
保持されたインクの流動性が増し、インクローラ１０内
におけるインクの密度が均一になる。

【００２７】次に、上述のインク転写プリンタを採用し
たラインプリンタについて説明する。図７はラインプリ
ンタの内部構造を示す側断面図である。ラインプリンタ
１のハウジング１１内には、圧電素子５を内蔵した前述
のインクローラ１０と、プラテンローラ８が設けられて
いる。なお、プラテンローラ８は、図示しないばね部材
によって、インクローラ１０に対し所定の押圧力で押圧
されている。

【００２８】インクローラ１０の下方には、発熱抵抗体
７１を備えたサーマルヘッド７が配置されている。サー
マルヘッド７は、揺動軸７２の回りに揺動可能に支持さ
れ、板ばね７５によってインクローラ１０に対し所定の
押圧力で押圧されている。また、ハウジング１１の上面
には記録紙挿入口１５が形成され、前面（図中右）には
記録紙排出口１６が形成されている。

【００２９】ハウジング１１のほぼ中央部には、プリン
タ制御部Ｃを有する基板１３が設けられている。基板１
３には、インクローラ１０を回動するための駆動モータ
５６が設けられている。駆動モータ５６は、プリンタ制
御部Ｃにより制御され、図示しないギア列を回して図２
のギア４１ａを介してインクローラ１０を回動する。ま
た、記録紙挿入口１５からインクローラ１０に向けて伸
びる案内面には記録紙Ｐの挿入を検知するためのフォト
センサ１９が設けられている。なお、６０はバッテリー
である。

【００３０】図８は、ラインプリンタ１の制御系を示す
ブロック図である。プリンタ制御部Ｃには、コンピュー
タ等と接続される端子７６からの画像情報、記録紙Ｐを
検知するフォトセンサ１９からの信号、電源スイッチ７
７からの信号が入力される。そして、プリンタ制御部Ｃ
は、駆動モータ５６の駆動制御を行うと共に、画像情報
に基づいてサーマルヘッド７の駆動制御を行う。

【００３１】ここで、インクローラ１０に与えられた振
動の大きさをフィードバックするためて、図９に示すよ
うに、プラテンローラ８の外周面には圧電センサ８１が
設けられている。圧電センサ８１は、記録紙との干渉を
避けるため、プラテンローラ８の軸方向の一端に取り付
けられる。また、記録紙にプリントされる画像の濃淡を
可変するため、プリンタ制御部Ｃには、画像濃淡設定部
１００からの濃淡指示情報が入力される。

【００３２】プリンタ制御部Ｃは、画像濃淡設定部１０
０からの濃淡指示情報と圧電センサ８１からフィードバ
ックされる加振圧の検出値とに基づいて、圧電素子５の
加振振幅を変更する制御を行う。即ち、画像濃淡設定部
１００において、画像濃淡を現在より濃くするよう設定
された場合には、プリンタ制御部Ｃは圧電素子５への供
給電圧を上昇させて振幅を増加させ、現在より薄くする
よう設定された場合には、圧電素子５への供給電圧を降
下させて振幅を減少させる。このようにして、プリント
画像の濃淡の調整が行われる。

【００３３】このように構成されたラインプリンタ１の
作動について説明する。図７に示すように、記録紙Ｐ
が、ラインプリンタ１の挿入口１５から挿入され、案内
面に沿ってインクローラ１０とプラテンローラ８との間
に導かれる。記録紙Ｐがフォトセンサ１９によって検知
されると、プリンタ制御部Ｃ（図８）は、駆動モータ５
６を駆動してインクローラ１０を所定の速度で回動する
と共に、画像情報に応じてサーマルヘッド７の発熱抵抗
体７１を加熱するプリント制御を開始する。

【００３４】記録紙Ｐは、インクローラ１０とプラテン
ローラ８との間で所定の押圧力で押圧されつつ、インク
ローラ１０の回転により搬送される。インクローラ１０
のフィルム２表面に、画像情報に応じて形成されたイン
クスポットが記録紙Ｐ上に転写されることによって、記
録紙に画像が形成される。転写が行われた記録紙は、排
出口１６から排出される。

【００３５】実施形態のラインプリンタ１では、インク
保持体３が圧電素子５により加振されてるため、インク
保持体３に含浸されたインクの流動性が高められてお
り、インクの密度がインクローラ１０内で均一になって
いる。そのため、記録紙Ｐに転写されるインクの濃度
（即ちプリント濃度）も均一になり、プリント濃度むら
が防止される。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明のインク転写
プリンタによれば、インクローラ内に設けられた加振手
段によりインク保持体を振動させることによって、イン
ク保持体に保持されたインクの流動性が増し、インク密
度がインクローラ内で均一になる。これにより、記録紙
に転写されるインクの濃度、即ちプリント濃度が均一に
なり、プリント濃度むらが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインク転写プリンタの実施形態の基本
構成を示す側断面図である。

【図２】インクローラの構成を示す断面図である。

【図３】フィルムの構造を示す概略図である。

【図４】フィルムにおける添加物と基材の境界を示す概
略図である。

【図５】フィルムの構造を示す概略図である。

【図６】インク転写プリンタの動作を示す図である。

【図７】図１のインク転写プリンタを適用したラインプ
リンタの基本構成を示す側断面図である。

【図８】図７のラインプリンタの制御系を示すブロック
図である。

【図９】インクローラとプラテンローラの関係を示す斜
視図である。

【符号の説明】

１ ラインプリンタ ２ フィルム ３ インク保持体 ４ 回転軸 ５ 圧電素子（加振手段） ７ サーマルヘッド ８ プラテンローラ １０ インクローラ ２１ 添加物 ２２ 基材 ４１ 円筒部 ４４ ホイール ７１ 発熱抵抗体 ８１ 圧電センサ １００ 画像濃淡設定部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを保持するインク保持体と、 該インク保持体を覆い、所定温度以上に加熱されると前
   記インクを透過し、常温では前記インクを透過しないフ
   ィルムと、を有するインクローラを用い、 該インクローラを回転させると共に、前記フィルムを画
   像情報に基づいて加熱することにより前記インクを選択
   的に透過させ、前記フィルムを透過した前記インクを記
   録紙に転写するインク転写プリンタであって、 前記インクローラ内に、前記インク保持体に振動を与え
   る加振手段を備えたことを特徴とするインク転写プリン
   タ。
2. 【請求項２】 前記加振手段は圧電素子であること、を
   特徴とする請求項１に記載のインク転写プリンタ。
3. 【請求項３】 前記インクローラは、該インクローラを
   軸方向に貫通し前記インク保持体を内側から支持する回
   転軸をさらに備えており、 前記圧電素子は前記回転軸の外周に設けられているこ
   と、を特徴とする請求項２に記載のインク転写プリン
   タ。
4. 【請求項４】 前記プリンタは、前記加振手段により前
   記インク保持体に与えられる振動の大きさを検出する振
   動検出手段をさらに備え、 前記プリンタの制御部は、前記振動検出手段の検出値に
   基づいて前記加振手段を制御すること、を特徴とする請
   求項１から３のいずれかに記載のインク転写プリンタ。
5. 【請求項５】 前記プリンタは、記録紙に転写される画
   像の濃淡を設定するための画像濃淡設定手段をさらに備
   え、 前記制御部は、前記画像濃淡設定手段の設定値と前記振
   動検出手段の検出値とに基づいて前記加振手段を制御す
   ること、を特徴とする請求項４に記載のインク転写プリ
   ンタ。
6. 【請求項６】 前記振動検出手段は、前記インクローラ
   の外周面に当接するよう配置された圧電センサであるこ
   と、を特徴とする請求項４又は５に記載のインク転写プ
   リンタ。
7. 【請求項７】 前記圧電センサは、前記インクローラの
   外周面に当接するよう設けられたローラ部材の外周に設
   けられること、を特徴とする請求項６に記載のインク転
   写プリンタ。
8. 【請求項８】 前記ローラ部材は、前記インクローラと
   の間で記録紙を押圧するプラテンローラであり、前記圧
   電センサは前記プラテンローラの軸方向端部の外周に設
   けられていること、を特徴とする請求項７に記載のイン
   ク転写プリンタ。