JPS59124875A - サ−マル印刷ヘツド - 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】 本発明はサーマル（熱転写式）印刷システムに関し、特
にサーマル印叩１ヘッドの構成に関する。

サーマル印刷では、サーマル（熱転写〕リボンのような
相体（キャリア）から通常は紙のような印刷媒体−＼、
そのリボンの局所的な領域に熱エネルギを加えろことに
よってインクの物質等が選択的１て転写さ２Ｌる。サー
マル印刷！−：ｌ：　１つの色のリボン例えば黒色リボ
ンだけを用いて行なわれても良いし、多色リボン、例え
ば３つの基本色として黄、マゼンタ及びシアンを含むカ
ラーリボンを用いて行なわれても良い・ 〔従来技術〕 サーマル印刷システムの１例が米国特許第４２５０５１
１号に開示されているが、これは黒色とともに１つの基
本色、黄、マゼンタ及びシアンが繰返し現われる一連の
帯域として配列されたサーマルリボンを用いている。こ
の帯域はリボンの移送方向に直角に配列され、それらは
印刷行の全長即ち印刷媒体の幅一杯に広がっている。熱
を力える印刷ヘッドは、印刷〃ＩＬ体及びリボンの移送
方向に直角な列に配列された１列の発熱素子群によって
形成されている。各発熱素子はアース用のｌｊ−ト線及
び選択用のリード線（て接続されている。所望の色を転
写するには制御手段がその必要なリード線を選択的に付
勢する。印刷媒体はサーマルリボンの着色面に頁幅のロ
ーラで押しづげられろ・該ローラは印刷行に平行な軸を
もつ。サーマルリボン自体は、印刷行が印刷ヘッドと支
持ローラとの間の挾持部により形成されるよう、静止し
ている印刷ヘッドによってその位置に保持される・印刷
時には、任意の発熱素子が付勢され、その時点でそのヘ
ッドの直前にある帯域の色のドツトを転写する。印刷媒
体上の所与の位置に任意の色を伺着させるために、印刷
媒体よりも早い速度でリボンが前進される。

高品質の印刷を生じるためには所有の長さあたりの画素
（ベル）の数を多くする必要がある。画素の密度を高く
する（例えば１インチ即ち２５４ｒｎｍあたり１００個
の画素）Ｋは、小さい発熱素子（例えば１本の発熱素子
が１０ミル即ち２５４マイクロメータの面積しかカバー
しないもの）か必要である。こうなると所有の面積あた
りのリード線の数を増やす必要があることは云うまでも
なく、そのようなヘッドを製造するのが一層難しくなる
。

上記のことに加えて、サーマルリボンの材料の組成も非
常に重要である。サーマルリボンには基本的に２種類あ
り、１つは転写媒体としてワックスを用いたもの、もう
１つは樹脂を用いたものである。ワックスを用いたリボ
ンは、印刷媒体に着色物質を転写する場合それを軟化す
るための熱エネルギが少なくて済む。ワックスの軟化温
度が低いからである。更に印刷媒体上で冷却し乾燥する
のに要する時間が長く、そ５の物質が流れ出しがちであ
る。他方、樹脂を用いたリボンは、着色物質を印刷媒体
に転写する際にそれを溶かす温度が高い。しかし印刷媒
体上で冷却し固化するのに要する時間が短く、その物質
が流れたり、こすれたりしない。従って、高解像度で高
速の印刷の場合は、樹脂型のリボンが最適である。

頁幅の発熱印刷ヘッドでは、前述の米国特許の第５図及
び第５図に示すとおり、印刷媒体の移送方向ＫＥｉ＆角
な１列又は２列の一連の発熱素子群を用いている。この
場合発熱素子群の密度を高くすると種々の問題が生じて
来る。印刷の質を高くするには画素数を増やす必要があ
り、従って発熱素子の数及び選択用のリード線の数も増
やさなければならない。ドツト相互の間隔を考慮し、ま
たリード線の幅を許容し得る範囲内で出来ろだけ小さく
することを考慮すると、既知の連続線の領域に発熱素子
群をもつヘッドは発熱素子群のアレイの両側にスペース
をとれるようにするか或いは上述の点を考慮してその解
像度を制限するかしなければならない。更に、通常の文
字の高さの分よりも少ない１本か２本の線上のドツト群
しか一遍に印刷できない。

〔発明の概要〕

本発明の目的は、解像度が高く、印刷速度も高く、特に
駆動回路の構成が簡単なサーマル（熱転写式）印刷ヘッ
ドを提供することである〇本発明では、媒体移送方向を
横切る方向の線に沿って互いに所定の距離、基板上で隔
てられた複数個のアレイの発熱素子群で印刷領域を形成
し、各印刷領域中の発熱素子群が移送方向に平行１（配
設されるようにし、且つ２個の印刷領域相互間の距離、
基板を両方向に移動させる手段を設けることで、上記の
目的を達成している。

このよ５に形成された複数領域の熱転写式印刷ヘッドで
は、発熱素子の数が少なくて済み、駆動回路も複雑にな
らない。その個々の発熱素子も小さくでき、各発熱素子
へもアクセスし易い。何故ならばリード線を付けるスペ
ースが広くとれるからである。この結果、高い解像度の
印刷が得られ、印刷速度も早くできる。何故ならば、通
常の場合１列又は２列のドツト群しか同時に印刷できな
かつだのに、それ以上の列のドツト群を同時に印刷でき
るからである。一時に１印刷行よりも多く印刷するとい
うのは、本発明の一実施例によれｂ−ｘ、そのアレイの
高さを２印刷行の高さに選択すれば可能になる。

本発明によれば、印刷領域が基板の一端付近に配設され
る０この構成では、印刷媒体の印刷後間もなくその印刷
媒体からリボンを分つことができる０ 〔実施例の説明〕 本発明による複数領域の熱転写印刷ヘッド１を第１図に
平面図で、また第２図及び第ろ図に断面図で示す。印刷
領域２が基板ろ上に形成される・基板ろはセラミック材
料で出来ていることが望ましく、支持プラテン４に取付
けられる。ヒートシンクとしても働らくよう適当な材料
で出来ているこの支持プラテン４は、その表面から立上
る狭し・ｕ　列用ストッパ５を含む。これは図で示すよ
うに浮出し端として形成されても良い。どの整列用スト
ッパ５は支持プラテン４に印刷行方向Ｘの全長にわたっ
て広がっている。印刷行方向Ｘというのは、印刷媒体及
び熱転写リボンの移送方向Ｙを横切る方向である０平坦
な基板３は整列用ストツノく５に止められ、エジストマ
乙の弾力によってそれに向って滑るように押しつけられ
る。エラストマ６はクランプ７及びねじ８によって基板
ろへ印刷領域２の反対側の部分に押しつけられろ。基板
３の端部９にＹ方向に滑らせるようにして整列させるた
め肩ねじ１０等が設けられ、基板ろを支持プラテン４に
下向きに保持し、それを整列する。その反対端１１には
別の肩ねじ１２が設けられる。

しかし、このねじ１２はエラス１〜マリング１ろで取巻
れ、基板６を整列用ねじ１０に向かって押しつげる（第
１図及び第３図参照）。この構成によれば基板及び支持
プラテンの材料の熱膨張率が違っていても調整できろ・ 印刷領域２は、複数個のアレイの発熱素子群１４から成
る・各アレイ中の発熱素子群１４は、第４図に示すよう
な列１５又は１６の如く１列又は複数列に配設される。

列１５．１６は印刷媒体及び熱転写リボンの移送方向Ｙ
Ｋ平行に配列され、且つ基板の端部９及び１１に平行に
配列される。

分り易くずろため図からは印刷媒体と熱転写リボンを省
いである。発熱素子群１４のアレイ同志は所定の距離Ｓ
Ｌだけ互いに隔てられる。これは媒体の移送方向Ｙを横
切る線に沿う方向の距離であり、換言ずろと、第１図に
矢印１７で示す印刷行に平行な線に沿う方向に計った掃
引距離である。

図示の例では８つの印刷領域があり、夫々その隣りと掃
引距離ＳＬだけ離れている。この掃引距離ＳＬを２５４
ｃｍ（１インチ）に選択したと仮定すると、全体で通常
のＡ４サイズの紙がその距離ＳＬだけの１回の印刷掃引
だけで゛印刷で゛きろ◇第ろ図には、第１図の線ろ−３
に沿う断面図を示す・更にその図には支持手段１８を示
す。これは印刷媒体を熱転写リボンの色相持側に向かっ
て押しつげろとともに、熱転写リボンを印刷ヘッドフに
向かって、特に基板３の印刷領域２に向かって押しつけ
る。この支持手段１８は図示のとおり一連のローラ１９
から成り、それらの軸は印刷媒体の移送方向ＹＫ平行で
ある。各ローラ１９は、印刷領域２０反対側にその領域
と対応して配設され、印刷領域２と少な（とも同じ幅で
あり、またその高さも発熱素子群１４の全アレイをカバ
ーするような文字高さＣＨ（第４図参照）である。この
支持ローラ１９は、例えばウレタンのように少し弾力性
のある材料で出来、大きな足跡をつくるよう殆んど掃引
距離ＳＬの直径位の出来ろだけ大きい直径を有する。

支持ローラ１９は枠２０に一線に装着され、枠２０自体
はアーム２１によって駆動制御装置２２に結合される。

枠２０へのローラ１９の装着は、ローラを印刷媒体に対
し押しつけるためのばね手段を介して行なわれても良い
。熱転写用のヘッド１もヘッド支持プラテン４に固着さ
れたアーム２６を介して駆動制御装置２２に結合される
。駆動制御装置２２の中には、印刷ヘッド１を矢印２４
で示すような両方向に掃引距離ＳＬだけ、支持手段１８
と同期して移動させるため、精度の高いす−ドスクリュ
ウ駆動機構やステッピングモータ等を設けろことができ
ろＯ印刷ヘッド１をこの掃引距離ＳＬだけ動かずと、印
刷領域２がこの掃引距離だけ隔てられているので、印刷
行の全長がカッく−されることになる。更に駆動制御装
置２２は印刷０体やリボンの前進時に付勢されて支持手
段１８を矢印２５の方向に上昇又は矢印２６の方向に下
降させる手段を含み、印刷媒体、リボン及びヘッド１か
ら圧力を釈放したり、その圧力を再度かけたりすること
がてきろ。１駆動制御装置２２はアーム２３６ても結合
され、該アーム２３とともにヘッド１を矢印２７の方向
に下降させたり、矢印２８の方向に上昇させたりできろ
。支持手段及びヘッド１のこの上下の移動は、印刷機能
に応じて、また選択され実行される印刷モートに応じて
互いに同期的にまたは独立に行なえる。

第４図に示すヘッド１の発熱素子１４は夫々個別に付勢
できる。従って夫々２本のリード線に接続される。一方
のリード線は例えばアースに接続されるので、列１５又
は１６中の全発熱素子に対して共通のリード線であって
も良いし、両方の列１５及び１６ＶＣ対し両者の中間に
配設される共通のリード線であっても良い。その他方の
リード線は各発熱素子１４毎に設けられろ選択用のリー
ド線である。全てのリード線は、基板ろのクランプされ
た端部に設けられろ結合パッド２９につながる。これら
のパッド２９には、平坦なコネクタバスケーブルろ０の
個別のリード線が接続される。

パッド２９、エラストマ６及びクランプ７０間にケーブ
ル５０の端部を挿入しつつ、その表面にこれらのリード
線をクランプずろことによってそのような接続が為され
る。クランプ７は基板ろを支持基板４上に固定ずろ。ケ
ーブル５０は基板ろのほぼ全長に適宜配設される。

発熱素子１４とその個々の、駆動回路との間のコネクタ
・リード線を出来るだけ短くするために１、駆動回路ろ
２を担持する回路板３１が支持プラテン４の基板側と反
対側に数句ゆられる・この回路板５１は、ヘッド１とと
もに移動できるよう配設されるので、移動するヘッドと
静止した選択回路（図示せず〕との間に必要な電気結合
部の数が最小限で済み、またヘッドが矢印２４の方向に
移動する際撓み得るものでなければならないワイヤの数
も最小限で済む。

発熱素子１４のアレイの高さＣＨは互℃・に異なってい
ても良い。例えば、列１５及び１６は１つの文字フォン
トの文字の高さか又は２つの文字の高さ及び別の文字フ
ォントの行間隔にされて℃・でも良い。同じ大きさで同
じ間隔の発熱素子１４の２つの列１５及び１６であって
、印刷媒体の移送方向Ｙにずれたこの２つの列１５及び
１６を用いろと、所望の発熱素子１４を選択的（ティ」
勢ずろことで、複数のカラー・ドツトから成る完全な実
線を印刷できる。この構成は、高密度の画素による印刷
を行えろ。

固体集積回路の技術では良く知られた製造技法を用い抵
抗材料で発熱素子１４が作られる・そしてコネクタ・リ
ード線は高密度で非常に小さいものが使われる。例えば
−辺の長さが約１２５マイクロメータ（５ミル）の矩形
の発熱素子１４でそれらの間の距離が等しく、また２つ
の列１５及び１６（第４図）相互間が約３０［］マイク
ロメータのものを作ることは簡単である。個々のリード
線が印刷領域２の両側に容易に接続できろことは、印刷
領域２相互間の全領域がそのために利用できることから
明らかである。斯し七、本発明の構成によれば、非常に
高解像度の熱転写印刷ヘットを提供できる可能性がある
。更にヘッドの端部に隣接して印刷領域を位置づけるこ
とが出来、印刷後殆んど直ぐに印刷媒体と熱転写リボン
を分ち易くずろ。上述のように、この問題の解決策は、
樹脂型の熱転写リボンが使用されろカラー印刷の応用例
で特に重要である。

要約すると、印刷の際、発熱素子１４は、駆動回路及び
選択回路（図示せず）ＶＸよって選択的に伺勢され、ヘ
ッド１は、制御された適幽な運動での仕方Ｘの方向に移
動されて、リボンから印刷媒体に、軟化されたカラー材
料のドツトを転写し、これによって所望の文字を形成す
る。印刷領域２の所与の高さＣＨ及び印刷しようとする
文字の実際の高さに応じて、１印刷行全体よりも多くで
さえ１回の掃引運動のうちに印刷されるようカバーされ
て）ことができる。印刷媒体やリボンを前進させた後ヘ
ッド１の逆方向移動時に別の印刷行や別の色を印刷する
こともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、幾つかの印刷領域を示すサーマル印刷ヘラｊ
・の図である。第２図は、第１図の線２−２に沿う断面
図である。第３図は、第１図の線ろ−３て沿う断ｉｉ’
ｉｉ図であり、印刷媒体及び熱転写リボン（とも眞図示
せず）をとめるためヘッドと協働する支持手段及びヘッ
ド用の、駆動制御手段をも示す図である。第４図は、第
１図の印刷領域の１つを拡大して示す図であり、互いに
ずれた２列の発熱素子群から成る印刷領域を示す図であ
る。 １・・・・印刷ヘッド、２・・・・印刷領域、ろ・・・
・基板、４・・・・支持プラテン（基板）、１４・・・
・発熱素子、１５．１６・・・・列（アレイ）、２２・
・・・１駆動制御装置。 ＼　　２’　　ＦＩＧＩ クス アメリカ合衆国テキサス用り一 ンダー・ボックス２１シー・ルー ト３番地

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 熱転写リボンからのインクを媒体に転写するためのサー
   マル印刷装置に於けるサーマル印刷ヘッドであって、上
   記媒体の移送方向（ト）を横切る方向（３）に配列され
   、且つ選択的に制御し得る発熱素子を含む上記サーマル
   印刷ヘッドシでして、（ａ）　　印刷領域を形成するた
   め、基板上に設けられた複数のアレイに配設された発熱
   素子群と、（ｂ）　　上記各印刷領域の上記発熱素子群
   が媒体の移送方向（ト）と平行に配設されていることと
   、（ｃ）上記印刷領域相互が上記媒体の移送方向（ト）
   を横切る方向（Ｘ）Ｋ所定の距離（ＳＬ）だけ離れてい
   ることと、 （ｄ）　　上記基板が上記媒体の移送方向（ト）を横切
   る方向（３）に上記所定の距離（ＳＬ）だけ両方向に移
   動できるよう上記基板を装着する手段と より成るサーマル印刷ヘッド。