JPS61217263A - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は、サーマルヘッド等の加熱手段を用いて熱的に
記録を行うための熱記録装置に関する。

「従来の技術」 コンピュータやファクシミリ装置に代表される事務機器
の普及に伴い、各種情報の記録が身近にまた数多く行わ
れるようになってきている。このような各種情報を記録
するための記録方式には色々なものが存在する。このう
ちで、熱パルスを利用して記録または表示を行う熱記録
装置は安価かつ小型に製作することができる点で優れた
特長をもっており、広く使用されている。

熱記録方式としては、感熱発色記録方式と熱転写記録方
式が代表的である。これらの方式では、サーマルヘッド
等の加熱手段を用い感熱記録紙や熱転写記録媒体に熱パ
ルスを印加して記録を行う。

このうち感熱発色記録方式では感熱記録紙に記録が直接
行われ、熱転写記録方式では熱転写記録媒体と重ね合わ
された記録用紙に対して記録が行われる。

第１Ｏ図は、熱転写記録方式により記録を行う記録装置
の一例についてその要部を表わしたものである。ライン
タイプのサーマルヘッド１とこれに並設された対向ロー
ル２０間には、インクドナーフィルム３と記録用紙４が
重ね合わされた状態で供給されるようになっている。図
示のように対向ロール２は記録用紙４と接触し、これを
インクドナーフィルム３を介してサーマルヘッド１に押
し付ける役割を果している。記録用紙４と接触する側の
インクドナーフィルム３の表面には熱、転写性のインク
が塗布されており、サーマルヘッド１によって熱パルス
がインクドナーフィルム３に印加されると、これに対応
する部分のインクが記録用紙４に転写されることになる
。対向ロール２は１ラインずつ記録が行われるたびに図
で矢印方向に微小角度ずつ回転され、これにより副走査
が行われる。記録の終了した記録用紙とインクドナーフ
ィルムは図示しない箇所で分離され、記録用紙は同じく
図示しない排出トレイに排出されることになる。

第１１図はこのような装置におけるサーマルヘッドとイ
ンクドナーフィルムの接触する部分を拡大して表わした
ものである。サーマルヘッド１の発熱体５はセラミック
基板６の上に形成されており、更に耐摩耗層７で覆われ
ている。耐摩耗層の厚さは５μｍ程度である。

ところでこの第１１図に示した通り、サーマルヘッド１
の耐摩耗層の表面は完全に平滑な面を形成しているとは
いえず、これと接触するインクドナーフィルム３も同様
である。そこでこれらの境界部分にはどうしても隙間が
生じ、この部分に空気が存在することになる。サーマル
ヘッド１とインクドナーフィルム３の間に空気が存在す
れば、この部分でインクドナーフィルム３に対する熱エ
ネルギの伝達がうまく行われず、記録にかすれや濃度む
らが発生することになる。また熱エネルギの伝達不良に
起因するインクの転写不良によって画像の濃度を十分高
めることができない場合があり、以上のような原因から
高画質を安定して得ることが一般に困難であった。

そこで特公昭５２−２０１４２号では、シート状部材（
この場合は感熱紙）の平滑度を上げることでサーマルヘ
ッド１との密着性を良くする技術を開示している。具体
的には感熱紙の最上層表面の平滑度をベック平滑度で２
００〜１０００秒に表面処理し、感熱紙の発色性を向上
させている。

また雑誌日経エレクトロニクス１９８３．２゜２８号の
第９０ページには、サーマルヘッド１の表面を密に研暦
したり発熱体５を突起状にしてシート状部材との密着性
を改良する技術が開示されている。しかしながらこれら
のいずれの技術によってもインクドナーフィルム３等の
シート状部材をサーマルヘッド１と隙間なく安定して接
触させることは困難であり、１μｍ程度までの隙間が各
所に発生することは避けられなかった。

特開昭５９〜１９６２９３号では、このような隙間部分
に存在する空気を原因としだ熱エネルギの伝達不良を解
決するだめの発明を開示している。

この発明ではシート状部材を構成するベースフィルムと
サーマルヘッドの間に液状物質を介在させることで、既
に説明した隙間（空隙）に液状物質を充填させる。これ
により熱パルスの均一な伝達と熱伝導の効率化が達成さ
れる。

ところでこの液状物質の供給は、独立した供給装置によ
って行われる。すなわち例えば第１２図に示すようにシ
リコーンオイル等の液状物質１１を収容した槽１２から
塗布ロール１３を用いて転写シート（シート状部材）１
４にこの液状物質１１を転写したり、第１３図に示すよ
うに槽１５をパイプ１６によってサーマルヘッド１へ連
結し、液状物質１１をヘッド先端に開口された吐出口１
７から吐出させている。

「発明が解決しようとする問題点ゴ このようにこの発明ではシート状部材に液状物質を供給
して空隙を液体で満たすこととしている。

従って液状物質供給のための装置が必要となり、熱記録
装置を移動させるとき等に液状物質が装置内にこぼれる
おそれがあった。

本発明はこのような事情に鑑み、液状物質自体を補給す
るだめの装置を必要とせず、しかもサーマルヘッドとシ
ート状部材の間での熱エネルギの伝達を均一化かつ効率
化した熱記録装置を提供することをその目的とする。

「問題点を解決するための手段」 本発明では加熱によって流動化する物質をシート状部材
に塗布、蒸着または含浸させ、これを加熱手段で加熱し
ながら熱的な記録を行う。サーマルヘッド等の加熱手段
とシート状部材の間隙は流動化した物質で満たされるの
で、熱エネルギの伝達が均一かつ効率的に行われる。し
かもカリ熱によって流動化する物質がシート状部材に予
め塗布または含浸されている場合はもちろんのこと、こ
れを装置内で塗布または含浸させる際にも液状物質それ
自体を補給する装置が不要である。

「実施例」 以下実施例につき本発明の詳細な説明する。

「第１の実施例」 第１図は本発明の第１の実施例における熱記録装置の要
部を表わしたものである。この装置で供給ロール紙管２
１から繰り出されたインクドナーフィルム２２はガイド
ロール２３に案内されてサーマルヘッド１と対向ロール
２の間を通り、更にドライブロール２４とピンチロール
２５の間を通過して巻取ロール紙管２６に巻き取られる
ようになっている。一方、記録用紙（普通紙）４は図示
しない供給トレイから１枚ずつ送り出され、ガイドロー
ル２３の近傍でインクドナーフィルム２２と重ね合わさ
れる。そしてドライブロール２４の駆動によるインクド
ナーフィルム２２の矢印方向への移動に従ってサーマル
ヘッド１と対向ロール２の間を通過し、このとき熱転写
記録が行われる。

記録の終了した記録用紙４はドライブロール２４通過時
にインクドナーフィルム２２と分離され、図示しない排
出トレイに排出される。

第２図はこの装置で用いられるインクドナーフィルムの
構造例を表わしたものである。このインクドナーフィル
ム２２Ａは、基材２２１の一方の面にインク層２２２を
、また他方の面に加熱液化層２２３をそれぞれ形成させ
ている。インク層２２２は記録用紙４（第１図）と接触
するように熱記録装置にセットされる。すなわち加熱液
化層２２３がサーマルヘッド１の加熱部分と接触するよ
うになる。

インクドナーフィルム２２Ａの基材２２１は例えばポリ
エチレンフィルムやコンデンサ紙であり、その厚さは例
えば６μｍである。インク層２２２は加熱により溶融ま
たは昇華する既存の熱転写性インクを例えば３μｍの厚
さに塗布して形成したもので、熱転写性インクの融点は
例えば６４″′Ｃである。

加熱液化層２２３は常温で固体で加熱によって液化する
物質を塗布した１μｍ程度の厚さの層である。これらの
物質としては高融点ワックス類や結晶性ポリマー類が適
する。融点や軟化点はサーマルヘッド１の加熱時の温度
との関係で１８０°Ｃ以下であることが必要であり、溶
融粘度は１００　Ｃ０ｐｏｉｓｅ以下、また表面エネル
ギは３５ｄｙｎｅ／ｃｍ　以下程度であることが好まし
い。

このような物質としては、例えば平均分子量が１万ある
いはこれ以下の低分子量ポリエチレン、ポリエチレンワ
ックスや、平均分子量が２万あるいはこれ以下の低分子
量ポリプロピレン、ポリプロピレンワックス、およびこ
れらの酸化物、ハロゲン化物等の変性物や誘導体が存在
する。

この他、加熱液化層２２３を構成する物質としては、ワ
ックス材料の高級脂肪酸、脂肪酸金属塩（例えばステア
リン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム）、脂肪酸エステ
ル、脂肪酸アミド、高級アルコール類等およびフッ素系
ワックス、シリコングリース、シリコンレジン、界面活
性剤を使用することもできる。界面活性剤を使用した場
合には、熱エネルギの効率化という本来的な役割の他に
、帯電防止機能をも兼ね備えさせることができる。

加熱液化層２２３は熱伝導性を改善するだめのものなの
で、上記した物質にこれを寄与する熱伝導性フィラーを
混入してもよい。このようなものとしては、Ａ、ｆｆ２
０３（酸化アルミニウム）、ＢＮ（窒化ホウ素）、Ｓ＋
Ｃｈ（二酸化ケイ素）、５ｉＣ（炭化ケイ素）、５ｉＮ
（−窒化−ケイ素）、Ｂ、Ｃ（炭化ホウ素）、Ｔ１０２
（二酸化チタン）、ＺｏＯ（酸化亜鉛）、カーボンブラ
ック、グラファイト、フェライト等の無機微粉、無機繊
維等が適当である。またサーマルヘッド１に対するワラ
クス等のフィルミング（付着）を防止する必要がある場
合には、例えば液化用のポリエチレンワックスに対して
１μｍ以下の径のＡｌ２Ｏ２を重量比３０％程度で混入
し加熱液化層２２３を形成すればよい。このような加熱
液化層は研磨効果をもちサーマルヘッド１の性能を長期
間安定させることができる。研磨用の加熱液化層はイン
クドナーフィルム２２Ａの全面に形成する必要はなく、
例えば１０ｍ置きに５Ｑｃｍずつの幅で形成してもよい
。

以上説明したしインクドナーフィルム２．２Ａは、基材
２２１の片方の面に熱転写性のインクを塗布し、また他
方の面に加熱状態の加熱液化物質を塗布することにより
製造することができる。熱転写性のインクおよび加熱液
化物質が固化しそれらの層２２２．２２３が形成された
ら供給ロール紙管に巻き取られ、装置にセットするため
の供給ロールが完成する。熱転写性インクの塗布は従来
のようにソルベントコート法やホットメルトコート法で
行うこともできる。

ホットメルトコート法による加熱液化物質の塗布は、本
実施例のように１〜２μｍ程度の薄い層の形成に必ずし
も適しておらず、ソルベントコート法が適当である。ソ
ルベントコート法の場合、例えば分子量の低いワックス
等はトルエン等の溶剤に溶かしてコーティングする。ま
たポリエチレンワックス等の場合には、熱デカリン、熱
トルエン等に溶かしてコーティングする。ワックス類の
水性エマルジョンやディスパージョンでコーチインフラ
行うことも可能である。エマルジョンやディスパージョ
ンの粒径を小さくすれば薄層にコーティングすることは
容易である。

なお基材２２１が例えばポリエチレンフィルムの場合に
は通常の非極性ワックスは必ずしも接着性が良くない。

このような場合には−ＣＯＯＨ。

−０１（、−Ｘ（ハロゲン）、　ＮＨ２等の極性基を加
熱液化層２２３として導入すると良好な層形成に効果的
である。このようなものとしては酸化ポリエチレンワッ
クス、酸化ポリプロピレンワックス、エステルワックス
等が好適である。もちろん加熱液化物質を基材２２１に
蒸着することで加熱液化層２２３を形成することも可能
である。

実験例 以下の条件で熱転写記録を行った。

■サーマルヘッド：３００ドツト／インチでΔ３判幅の
厚膜式サーマルヘッド。

■インクドナーフィルム：基材は６μｍ、厚のポリエチ
レンシートを２６０°Ｃ以上の耐熱加工したもの。この
表面に６４°Ｃの融点のワックスを３．４／ｍ２の塗布
量でソルベント法で塗布し加熱液化層を形成。

■記録用紙：表面ベック平滑度約１００ｓｅｃの普通上
質紙。

■対向ロール：直径１３ｍｍのステンレス芯に４５度の
硬度のゴム材を使用した直径２５ｍｍのゴムロール。Ａ
３判幅を８ｋｇでサーマルヘッドに対して押圧。

■サーマルヘッドの駆動＝２．４ｍ５ｅｃ／ラインで駆
動。

この結果、１ドツト当り印加パルスのエネルギを０．１
８ＷＸ０．７ｍＳに設定して良好な記録を行うことがで
きた。同一条件で加熱液化層２２３を備えていないイン
クドナーフィルムを使用したところ、印加パルスのエネ
ルギを０．２５ＷＸ０．７ｍＳまで増加させてほぼ同様
な濃度（ドツト径）が得られた。すなわち本実施例では
従来と比較し１ｍｍ２当りのエネルギを１９ｍＪから１
３．４ｍＪに減少させることができた。しかも第１１図
に対応した第３図に示すように加熱液化層２２３が印加
パルスの供給された場所で一時的に液化し、基材２２１
と耐摩耗層７の間を完全に覆う。従って本実施例のイン
クドナーフィルム２２Δでは加熱液化層を備えないイン
クドナーフィルムに発生した濃度むらが発生せず、画質
が均一となった。また画像の切れが良くなり、鮮明な画
像となった。

「第２の実施例」 第４図は本発明の第２の実施例における熱記録装置の要
部を表わしたものである。この図で第１図と同一部分に
は同一の符号を付しており、これらの説明を適宜省略す
る。この装置では供給ロール紙管２１に従来から用いら
れているのと同一のインクドナーフィルム３が巻回され
ている。すなわちこのインクドナーフィルム３は第５図
に示すように基材２２１の片面にインク層２２２が形成
されているが、もう一方の面には加熱液化層が形成され
ていない。供給ロール紙管２１から繰り出されたインク
ドナーフィルム３はそのインク層２２２側が対向ロール
２側となるようにしてサーマルヘッド１と対向ロール２
の間を通過し、巻取ロール紙管２６に巻き取られる。

ところでこの装置ではインクドナーフィルム３を記録部
に案内する２つのガイドロール３１．２３の間に塗布ロ
ール３２が設けられており、インクドナーフィルム３の
基材２２１と接触している。塗布ロール３２の近傍には
所定の傾斜をもったガイド板３３が配置されている。ガ
イド板３３には固体状の加熱液化物質、３４が載置され
ており、自重によってその先端部分が塗布ロール３２と
常に接触している。

塗布ロール３２はヒータを内臓したシリコンロールであ
り、装置の図示しないプリントスタートボタンが押され
ると通電が開始され、回転を開始させる。加熱液化物質
３４は先の実施例で加熱液化層を構成できる物質として
指摘した物質と同一の物質であればよく、塗布ロール３
２の加熱によりその接触部分が溶融し、インクドナーフ
ィルム３に塗布される。塗布された加熱液化物質３４は
基材２２１の表面で再び固化し、第２図に示したインク
ドナーフィルム２２Ａと同一構成のインクドナーフィル
ムとなる。このインクドナーフィルム３の加熱液化物質
３４はサーマルヘッド１によって加熱された時点で液化
し、先の実施例で説明したと同様の役割を果たすことに
なる。

なおこの第２の実施例の装置でガイドロール２３の代わ
りに塗布ロール３２を配置してもよい。

この場合には、固体状の加熱液化物質３４をスプリング
等で塗布ロール３２に上向きに押し付ければよい。装置
によってはガイドロール２３に熱源を内臓させ、加熱液
化物質３４の塗布の均一性を図ると共にインク層２２２
の予熱を図ることも可能である。

「発明の変形可能性」 以上第１および第２の実施例では加熱によって液化する
加熱液化物質の層をインクドナーフィルムの片面に形成
しておき熱伝達を改善したが、このような物質をシート
状部材に含浸させてパもよい。

第６図はインクドナーフィルムの場合を表わしたもので
、このインクドナーフィルム２２Ｂは繊維状の基材２２
４に加熱液化物質３６を含浸させている。感熱記録紙に
ついても加熱液化物質の塗布や含浸が可能である。

第７図は他の例として常温で液体状の物質をカプセル３
７に収容し、このカプセル３７を基材中に配置したイン
クドナーフィルム２２Ｃを示したものである。カプセル
３７は加熱によって溶融または破裂し、液体がサーマル
ヘッドに供給されることになる。カプセル３７は基材２
２５の一方の面に層状に配置してもよい。感熱記録紙の
場合にも同様な構成が可能である。

第８図はこれに対して記録部の変形例を表わしたもので
ある。この変形例では対向ロール２に対向して配置され
るサーマルヘッドＩＡの両側部に溝３９が設けられてい
る。これは加熱液化物質の液化量が多いときその余分の
ものを逃すためのものである。溝３９はサーマルヘッド
ＩＡの蓄熱効果によって温度が上がるので、加熱液化物
質を図示しない槽に回収させることができる。装置の電
源がオフとなれば加熱液化物質は固化するので、熱記録
装置の搬送中に加熱液化物質がこぼれ出すことはない。

最後に第９図はサーマルヘッドへの加熱液化物質の塗布
機構の他の例を表わしたものである。槽４１内には加熱
液化物質４２が収容されており、装置に電源が投入され
た時点で図示しないヒータによって加熱され液化する。

液化した加熱液化物質４２は回転する塗布ローラ対４３
．４４によってインクドナーフィルム３の基材２２１（
第５図参照）に塗布されることになる。この例でも装置
不使用時に加熱液化物質４２は固化するので、従来の装
置のような不都合が生じることがない。

「発明の効果」 以上説明したように本発明によればインクドナーフィル
ム等のシート状部材におけるサーマルヘッドと接触する
側が加熱によって流動化するので、記録部通過後はこれ
らが再び固化する。従って常時液状となっている物質と
異なりその取り扱いが容易であり、この面でも装置やオ
ペレータの手を汚すことがない。また本発明では装置内
でシート状部材に加熱液化物質を塗布するようにすれば
シート状部材が記録部直前で予熱されるので、サーマル
ヘッドの発熱体の印加エネルギが少なくて済み、ヘッド
の寿命を更に延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の第１の実施例を説明するため
のもので、このうち第１図は熱記録装置の概略構成図、
第２図はインクドナーフィルムの側面図、第３図はイン
クドナーフィルムとサーマルヘッドの接触部分を示す拡
大説明図、第４図および第５図は本発明の第２の実施例
を説明するためのもので、このうち第４図は熱記録装置
の概略構成図、第５図はインクドナーフィルムの側面図
、第６図〜第９図は本発明の各種変形例を示すもので、
このうち第６図および第７図はインクドナーフィルムの
側面図、第８図は記録部の断面図、第９図は加熱液化物
質の塗布機構の他の塗布原理を示す原理図、第１０図〜
第１３図は従来の熱記録装置を説明するためのもので、
このうち第１Ｏ図は熱転写記録方式における記録部の側
面図、第１１図はこの第１０図におけるインクドナーフ
ィルムとサーマルヘッドの接触部分の拡大説明図、第１
２図は塗布ロールを用いた熱記録装置の概略構成図、第
１３図はパイプによって液体を供給する熱記録装置の概
略構成図である。 １・・・・・・サーマルヘッド、 ３．２２・・・・・・インクドナーフィルム、４・・・
・・・記録用紙、 ３２．４３．４４・・・・・・塗布ロール、３６．４２
・・・・・・加熱液化物質、３７・・・・・・カプセル
、 ２２１．２２４．２２５・・・・・・基材、２２２・・
・・・・インク層、 ２２３・・・・・・加熱液化層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、加熱手段と、この加熱手段と接触する側の面に加熱
   によって流動化する物質を薄膜状に形成あるいは含浸さ
   せたシート状部材とを用い、加熱手段からこのシート状
   部材に直接、あるいはこのシート状部材を媒体として他
   の記録用紙に対して間接に熱的な記録を行わせることを
   特徴とする熱記録装置。 ２、シート状部材が熱転写記録を行うための熱記録媒体
   であり、加熱手段によって加熱される側とは反対側の熱
   転写記録媒体の面に塗布された熱転写性のインクを加熱
   に応じて溶融あるいは昇華させ、これと対向して配置さ
   れた記録面にインクを転写して記録を行うことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の熱記録装置。 ３、シート状部材が感熱発色方式で記録を行うための感
   熱記録紙であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の多色記録装置。 ４、加熱により流動化する物質が予め熱記録媒体の支持
   基体表面に塗布されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載の熱記録装置。 ５、加熱により流動化する物質を熱記録媒体に塗布する
   ための塗布手段が備えられていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の熱記録装置。 ６、常温で固体で加熱により流動化する物質が熱記録媒
   体中に混入されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第２項記載の熱記録装置。 ７、加熱により流動化あるいは破裂する微小なカプセル
   がその内部に液体を収容しており、加熱手段と接触する
   側の熱記録媒体の一面に配置されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項記載の熱記録装置。