(57)【要約】【課題】通電発熱リボンフィルムにおいてセルの加熱の一様性及び効率の向上を図る。【解決手段】通電発熱インクリボン１Ａは、厚み方向に貫通して設けられ、インク１５が充填される複数の貫通セル穴１４が形成された抵抗層１１と、抵抗層１１の一方の面と、各貫通セル穴１４の壁面であって抵抗層１１の一方の面から他方の面に向けて少なくとも貫通セル穴１１の深さ方向の途中までの部位とに形成された導電層１２とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚み方向に貫通して設けられ、インクが充填される複数の貫通セル穴が形成された抵抗層と、
前記抵抗層の一方の面と、前記各貫通セル穴の壁面であって前記抵抗層の一方の面から他方の面に向けて少なくとも貫通セル穴の深さ方向の途中までの部位とに形成された導電層と
を備える、通電発熱リボンフィルム。
【請求項２】
前記貫通セル穴の壁面であって前記抵抗層の他方の面の近傍に形成された撥水層を備える、請求項１に記載の通電発熱リボンフィルム。
【請求項３】
一方の面にインクが充填される複数の凹状セルが形成され、前記凹状セルのインク中に低沸点材料を内蔵した複数のマイクロカプセルが混在する抵抗層と、
前記各凹状セルの少なくとも底部に形成された導電層と
を備える、通電発熱リボンフィルム。
【請求項４】
厚み方向に貫通する複数の貫通セル穴が形成された抵抗層と、
前記抵抗層の一方の面と、前記各貫通セル穴の壁面であって前記抵抗層の一方の面から他方の面に向けて少なくとも貫通セル穴の深さ方向の途中までの部位とに形成された導電層と
を備える、通電発熱リボンフィルムと、
前記貫通セル穴にソリッドインクを充填するソリッドインク供給部と、
所望の前記貫通セル穴に充填されたソリッドインクを溶融流出させるパターン形成部と、
前記パターン形成部でソリッドインクが除去された貫通セル穴に液体インクを充填する液体インク供給部と、
前記貫通セル穴に充填された液体インクを媒体に転写させる転写部と
を備える印刷装置。
【請求項５】
一方の面に複数の凹状セルが形成された抵抗層と、
前記各凹状セルの少なくも底部に形成された導電層と
を備える、通電発熱リボンフィルムと、
前記凹状セルにソリッドインクを充填するソリッドインク供給部と、
所望の前記凹状セルに充填されたソリッドインクを溶融流出させるパターン形成部と、
前記パターン形成部でソリッドインクが除去された貫通セル穴に液体インクを充填する液体インク充填部と、
前記凹状セルに充填された液体インクを媒体に転写させる転写部と
を備える印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通電熱転写方式やサーマルジェット方式のプリンタに使用される通電発熱リボンフィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、種々のリボンフィルム及びそれを使用するプリンタが提供されている。
【０００３】
例えば、特開昭６０−７１２６０号公報には、インクが充填された多数の穴又は凹部を備えるフィルムと、このフィルムに密着されるサーマルヘッドとを備え、サーマルヘッドの発生する熱により穴又は凹部内のインクを加熱し、バブル圧力によりインクを噴出させるサーマルジェット方式のプリンタが記載されている。
【０００４】
また、特開平１０−３４９８８号公報には、抵抗層の一方の面にインクが充填された多数の凹部（グラビアセル）を有する導電薄膜帯を備え、抵抗層の他方の面に密接される電極ヘッドから導電薄膜帯へ流れる電流により抵抗層でジュール熱を発生させ、この熱でグラビアセル内のインクを溶融させるプリンタが記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記特開昭６０−７１２６０号公報に記載のプリンタでは、インクの加熱手段としてサーマルヘッドを使用するため、以下の問題がある。
【０００６】
まず、発熱領域がフィルムの表面層となり穴又は凹部の中央への十分な熱伝導が行えない。特に、フィルムの厚さが大である場合にこの傾向が顕著である。また、熱発生源がサーマルヘッドであるためフィルムの温度制御が困難である。すなわち、印刷装置の稼動時間が経過する程フィルムの温度が上昇し、温度制御が困難となる。さらに、インクの種類や温度等の環境によっては穴又は凹部内からのインクの噴出作用及び応答性が低下する。さらにまた、リボンフィルムは単に穴又凹部を形成しているだけであるので、インク充填時に穴又は凹部からインクが漏れ、サーマルヘッドやリボンフイルムが汚れるおそれがある。
【０００７】
前記特開平１０−３４９８８号公報に記載のプリンタでは、導電性薄膜帯に凹状のグラビアセルが形成されているので、抵抗層の通電により発熱する領域と加熱されるグラビアセルとの間の距離が離れている。そのため、グラビアセルの周囲を一様に効率的に加熱することができず、インク溶融の応答性が良好でない。
【０００８】
本発明は、上記従来のリボンフィルムにおける問題に鑑み、通電発熱リボンフィルムにおいて、セルの加熱の一様性及び効率、温度制御性、インク噴出の応答性等の向上等を図ることを課題としている。また、本発明は通電発熱リボンフィルムを使用する印刷装置を提供することを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、厚み方向に貫通して設けられ、インクが充填される複数の貫通セル穴が形成された抵抗層と、前記抵抗層の一方の面と、前記各貫通セル穴の壁面であって前記抵抗層の一方の面から他方の面に向けて少なくとも貫通セル穴の深さ方向の途中までの部位とに形成された導電層とを備える、通電発熱リボンフィルムを提供するものである。
【００１０】
第１の発明の通電発熱リボンフィルムでは、抵抗層に設けられた貫通セル穴の深さ方向の途中までの部位に導電層が形成されているので、フィルムの厚みにかかわらず貫通セル穴内の周囲を一様に効率的に加熱し、それによって貫通セル穴内のインクを効率良く急峻に加熱することができる。また、効率的な加熱が可能であるのでフィルムの過度の温度上昇を抑制することができる。
【００１１】
抵抗層の発熱領域が貫通セル穴の底部側に位置する程、貫通セル穴内のインクをより効率良くに加熱することかできる。従って、前記貫通セル穴の壁面の導電層は、前記抵抗層の他方の面の近傍まで形成されていることが好ましい。
【００１２】
通電発熱リボンフィルムは、前記貫通セル穴の壁面であって前記抵抗層の他方の面の近傍に形成された撥水層を備えていることが好ましい。この撥水層を設けることにより、貫通セル穴に充填されたインクが抵抗層の他方の面側に漏れるのを防止することができる。従って、貫通セル穴への安定したインク充填が可能となると共に、通電発熱リボンフィルム及び通電電極のインクによる汚れを防止することができる。
【００１３】
撥水層が抵抗層と同等の電気抵抗値を有する場合、発熱領域が抵抗層の他方の面側、すなわち貫通セル穴の底部側まで延びるので、貫通セル穴内のインクをより効率良く加熱することができる。
【００１４】
抵抗層自体が撥水性材料からなるものであってもよい。この場合も、発熱領域が貫通セル穴の底部側まで延びるので貫通セル穴内のインクをより効率良く加熱することができる。
【００１５】
前記各貫通セル穴に充填されたインク中に、低沸点材料を内蔵した複数のマイクロカプセルを混在させてもよい。抵抗層の発熱により貫通セル穴内のインクが加熱されると、低沸点材料が気化してマイクロカプセルが膨張する。このマイクロカプセルの膨張により貫通セル穴内の圧力上昇が促進されるので、インク噴出作用の応答性が向上する。
【００１６】
インク中にマイクロカプセルを混在させる場合、セルは抵抗層を厚み方向に貫通するものでなくてもよい。すなわち、第２の発明は、一方の面にインクが充填される複数の凹状セルが形成され、前記凹状セルのインク中に低沸点材料を内蔵した複数のマイクロカプセルが混在する抵抗層と、前記各凹状セルの少なくとも底部に形成された導電層とを備える、通電発熱リボンフィルムを提供するものである。
【００１７】
第３の発明は、厚み方向に貫通する複数の貫通セル穴が形成された抵抗層と、前記抵抗層の一方の面と、前記各貫通セル穴の壁面であって前記抵抗層の一方の面から他方の面に向けて少なくとも貫通セル穴の深さ方向の途中までの部位とに形成された導電層とを備える、通電発熱リボンフィルムと、前記貫通セル穴にソリッドインクを充填するソリッドインク供給部と、所望の前記貫通セル穴に充填されたソリッドインクを溶融流出させるパターン形成部と、前記パターン形成部でソリッドインクが除去された貫通セル穴に液体インクを充填する液体インク供給部と、前記貫通セル穴に充填された液体インクを媒体に転写させる転写部とを備える印刷装置を提供するものである。
【００１８】
第４の発明は、一方の面に複数の凹状セルが形成された抵抗層と、前記各凹状セルの少なくも底部に形成された導電層とを備える、通電発熱リボンフィルムと、前記凹状セルにソリッドインクを充填するソリッドインク供給部と、所望の前記凹状セルに充填されたソリッドインクを溶融流出させるパターン形成部と、前記パターン形成部でソリッドインクが除去された貫通セル穴に液体インクを充填する液体インク充填部と、前記凹状セルに充填された液体インクを媒体に転写させる転写部とを備える印刷装置を提供するものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、図面に示す本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２０】
（第１実施形態）
図１及び図２（Ａ）は、本発明の第１実施形態に係る通電発熱リボンフィルム１Ａを示し、図３はこの通電発熱リボンフィルム１Ａを使用する通電熱転写方式のプリンタ２を示している。
【００２１】
図３を参照すると、プリンタ２は通電発熱リボンフィルム１を無端ベルト状に支持する３個のローラ３Ａ，３Ｂ，３Ｃを備えている。３Ａは通電発熱リボンフィルムを矢印Ａ１の方向に送る主駆動ローラ、３Ｂは通電発熱リボンフィルム１に張力を付与して弛みを除去するためのテンションローラ、３Ｃはガイドローラである。通電発熱リボンフィルム１の周囲にはインク供給部４と、印字転写部５とが設けられている。インク供給部４は後述する貫通セル穴１４にインクを充填する。印字転写部５は電極ヘッド６と、例えば紙である媒体７を電極ヘッド６に対して押圧するためのプラテンローラ８とを備えている。電極ヘッド６はその先端に所定ピッチで配置された複数の通電電極６ａ（図１参照）を備えている。
【００２２】
図１及び図２（Ａ）を参照すると、本実施形態の通電発熱リボンフィルム１Ａは、抵抗層１１、導電層１２、及び撥水層１３を備えている。
【００２３】
抵抗層１１は、例えば導電性ポリイミドのような所望の電気抵抗値を有する材料からなる。抵抗層１１には、その厚み方向に貫通して複数の貫通セル穴１４が形成され、この貫通セル穴１４にインク１５が充填される。本実施形態では、貫通セル穴１４は断面円形であり、底部側から上部側に向けて径が拡大する逆テーパ状である。
【００２４】
導電層１２は、例えばＮｉ、Ａｌのような導電性を有する材料からなる。導電層１２は抵抗層１１の表面１１ａと、各貫通セル穴１４の壁面とに設けられている。貫通セル穴１４の壁面における導電層１２は、抵抗層１１の表面１１ａ側から裏面１１ｂ側に向けて形成されており、抵抗層１１の裏面１１ｂ付近まで設けられている。
【００２５】
撥水層１３は、例えば導電性テフロン、導電性シリコーンのような撥水性ないしは撥油性に富む材料からなる。撥水層１３は各貫通セル穴１４の壁面であって抵抗層１１の裏面１１ｂの近傍に設けられている。
【００２６】
本実施形態の通電発熱リボンフィルムの製造方法について説明すると、まず、例えばレーザ加工により抵抗層１１に貫通セル穴１４を形成する。次に、例えばスパッタリングや蒸着により導電層１２を形成する。その後、図４に示すように、抵抗層１１の裏面１１ｂと貫通セル穴１４の壁面を撥水層１３により被覆する。最後に、抵抗層１１の裏面１１ｂ上の撥水層１３を除去する。ただし、製造時には抵抗層１１の裏面１１ｂの撥水層１３を除去する処理を行わず、使用に伴う通電電極６ａとの接触によりこの部分の撥水層１３が磨耗し、結果的に除去されてもよい。
【００２７】
電極ヘッド６の通電電極６ａは抵抗層１１の裏面１１ｂに密接し、貫通セル穴１４の底部側の開口を密閉するように寸法及び形状が設定されている。通電電極６ａから抵抗層１１を介して導電層１２に電流が流れると、抵抗層１１の電流が流れた領域でジュール熱が発生し、このジュール熱により貫通セル穴１４内のインクが加熱される。導電層１２は、抵抗層１１の表面１１ａのみでなく各貫通セル穴１４の壁面に設けられているので、抵抗層１１の発熱領域は貫通セル穴１４の周囲を取り囲んでいる。従って、抵抗層１１の厚みにかかわらず貫通セル穴１４の周囲を一様に効率良く加熱することができ、それによって貫通セル穴１４内のインク１５を効率良く急峻に加熱することができる。また、効率的な加熱が可能であるので、通電発熱リボンフィルムの過度の温度上昇を抑制することができる。
【００２８】
前述のように各貫通セル穴１４にはインク供給部４によりインク１５が充填される。貫通セル穴１４の壁面には抵抗層１１の裏面近傍に撥水層１３が形成されているので、貫通セル穴１４から抵抗層１１に裏面１１ｂ側へ流れるインク１５はこの撥水層１３ではじかれる。従って、貫通セル穴１４に充填されたインク１５が抵抗層１１の裏面１１ｂ側に漏れるのを防止することができ、貫通セル穴１４へ安定してインク充填が可能であると共に、通電発熱リボンフィルム１Ａ及び通電電極６ａのインク１５による汚れを防止することができる。
【００２９】
抵抗層１１の電流が流れた領域で発生したジュール熱は、例えばＮｉ、Ａｌからなり熱伝導性の高い導電層１２を伝って抵抗層１１の表面１１ａ側へ伝播する。従って、抵抗層１１の発熱する領域が貫通セル穴１４の底部側にある程、貫通セル穴１４を効率的に加熱することができる。この点から、貫通セル穴１４の壁面に設けられた導電層１２は、通電電極６ａと接触しない程度に抵抗層１１の裏面１１ｂに近い位置まで達していることが好ましい。
【００３０】
撥水層１３は抵抗層１１と同等の電気抵抗値を有することが好ましい。撥水層１３が抵抗層１１と同等の電気抵抗値を有していれば、通電電極６ａから導電層１２へ流れる電流により撥水層１３も発熱するので、発熱領域が貫通セル穴１４の底部側に近付くことになり、貫通セル穴１４の加熱の一様性と効率が向上する。同様の観点から、抵抗層１１とは別個の撥水層１３を設けるのではなく、抵抗層１１として例えば導電性テフロンのような撥水性を有する材料を採用し、発熱領域を貫通セル穴１４の底部側に近付けてもよい。
【００３１】
貫通セル穴１４の断面形状は特に限定されず、図２（Ｂ）に示す菱形や、図２（Ｃ）に示す六角形であってもよい。また、貫通セル穴１４は図５に示すように底部側から上部側に向けて径が縮小するテーパ状であってもよい。
【００３２】
（第２実施形態）
図６は本発明の第２実施形態に係る通電発熱リボンフイルム１Ｂを示しており、この通電発熱リボンフィルム１Ｂはサーマルジェット方式のプリンタに使用される。各貫通セル穴１４に充填されたインク１５中には、例えば水のような比較的低温で揮発性を有する低沸点材料を内蔵した複数のマイクロカプセル１６が混在している。通電電極６ａから導電層１２に電流が流れて抵抗層１１でジュール熱を生じ、それによって貫通セル穴１４内のインク１５が加熱されると、マイクロカプセル１６は内蔵する低沸点材料の気化により膨張する。インク１５自体の加熱により貫通セル穴１４から噴出させ、媒体７に付着させる作用に加え、マイクロカプセル１６の膨張によってインク１５を加圧することにより貫通セル穴１４から噴出させる作用が働く。従って、媒体７に向けて貫通セル穴１４からインク滴を飛翔させるのに十分なエネルギを貫通セル穴１４内のインク１５に与えることができる。第２実施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３３】
（第３実施形態）
図７は本発明の第３実施形態に係るサーマルジェット式のプリンタに使用される通電発熱リボンフィルム１Ｃを示している。この通電発熱リボンフィルム１Ｃは貫通セル穴１４（図１参照）に代えて、抵抗層１１の表面１１ａ側に形成された有底の凹状セル１８を備えている。凹状セル１８内のインク１５には、第２実施形態と同様に、例えば水のような低沸点材料を内蔵した複数のマイクロカプセル１６が混在している。
【００３４】
また、抵抗層１１の表面１１ａと各凹状セル１８の周壁と底壁とに導電層１２が形成されている。凹状セル１８は抵抗層１１を貫通していないので、撥水層１３（図１参照）は設けられていない。
【００３５】
通電電極６ａから導電層１２に電流が流れると抵抗層１１が発熱し、凹状セル１８内のインク１５が加熱される。また、内蔵する低沸点材料の気化によってマイクロカプセル１６が膨張しインク１５を加圧する。その結果、凹状セル１８から媒体７にインク滴が噴射される。
【００３６】
前述のように抵抗層１１で発生した熱は熱伝導性の高い導電層１２を介して抵抗層１１の表面１１ａ側へ伝わる。従って、抵抗層１１の発熱領域が凹状セル１８の底部に位置していれば凹状セル１８内のインク１５を効率的に加熱することができる。この点から、導電層１２が少なくとも凹状セル１８の底部に設けられていればよい。第３実施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３７】
（第４実施形態）
本発明の通電発熱リボンフィルムは印刷マスターとして使用することができる。図８に示す本発明の第４実施形態に係る印刷装置２１は第１実施形態の通電発熱フィルム１Ａを印刷マスターとして使用する。
【００３８】
通電発熱フィルム１Ａは３個のローラ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃに無端ベルト状に保持され、図において矢印Ａ２で示す方向に送られる。通電発熱フィルム１Ａの周囲には、ソリッドインク供給部２３、パターン印字部２４、ソリッドインク回収部２５、液体インク供給部２６、及び転写部２７が配設されている。
【００３９】
図９（Ａ）に示すように、ソリッドインク供給部２３では貫通セル穴１４に熱溶融性のソリッドインク２８が充填される。パターン印字部２４は所定ピッチで配置された複数の通電電極６ａ（図１参照）を有する電極ヘッド６を備えている。通電電極６ａに電流が供給され、図９（Ｂ）に示すように画像情報に応じた所望の貫通セル穴１４からソリッドインク２８が溶融して吐出される。パターン印字部２４で貫通セル穴１４から流出したソリッドインク２８はソリッドインク回収部２５に回収される。ソリッドインク回収部２５で回収されたソリッドインク２８はリサイクル部２９を介してソリッドインク供給部２３に戻される。液体インク供給部２６では、図９（Ｃ）で示すように、パターン印字部２４でソリッドインク２８が除去された貫通セル穴１４に液体インク３０が充填される。転写部２７では、図９（Ｄ）に示すように、媒体７がプラテンローラ３１により通電発熱リボンフィルム１Ａに押圧されており、貫通セル穴１４に充填された液体インク３０が媒体７に転写される。印刷される画像に変更がない限り、ソリッドインク供給部２３におけるソリッドインク２８の供給及びパターン印字部２４におけるソリッドインク２８の除去を行うことなく、液体インク供給部２６における液体インク３０の充填と転写部２７における媒体７への転写が繰り返される。
【００４０】
通電発熱リボンフィルム１Ａの貫通セル穴１４は抵抗層１１を厚み方向に貫通しているので、無端ベルト状の通電発熱リボンフィルム１Ａで囲まれた領域にソリッドインク供給部２３や液体インク供給部２６を配置し、それによって装置の小型化を図ることができる。
【００４１】
図７に示す凹状セル１８を備える通電発熱リボンフィルム１Ｃも、図８に示す印刷装置２１に使用することができる。この場合、ソリッドインク供給部２３及び液体インク供給部２６は無端ベルト状に支持された通電発熱リボンフィルム１Ｃの外側に配置する必要がある。
【００４２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の通電発熱リボンフィルムでは、導電層が貫通セル穴の深さ方向の途中までの部位に形成されているので、フィルムの厚みにかかわらず貫通セル穴内の周囲を一様に効率良く加熱することができ、それによって貫通セル穴内のインクを効率良く急峻に加熱することができる。また、効率的な加熱が可能であるのでフィルムの過度の温度上昇を抑制することができる。
【００４３】
撥水層を設けることにより、貫通セル穴に充填されたインクの漏れが防止されるので、貫通セル穴への安定したインク充填が可能となると共に、通電発熱リボンフィルム及び通電電極のインクによる汚れを防止することができる。
【００４４】
撥水層が抵抗層と同等の電気抵抗値を有し、又は抵抗層が撥水性を有する材料からなる場合には、抵抗層の発熱領域が貫通セル穴の底部側まで延びるので、貫通セル穴の周囲をより効率的に加熱することができる。
【００４５】
貫通セル穴に充填されたインク中に、低沸点材料を内蔵した複数のマイクロカプセルを混在させることにより、インク噴出作用の応答性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る通電発熱リボンフィルムを示す部分断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る通電発熱リボンフィルムを示す部分平面図であり、（Ａ）は貫通セル穴が円形の場合、（Ｂ）は貫通セル穴が菱形の場合、及び（Ｃ）は貫通セル穴が正六角形の場合を示す。
【図３】本発明の第１実施形態に係る通電発熱リボンフィルムを使用する通電熱転写プリンタの一例を示す概略構成図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る通電発熱リボンフィルムの製造工程を説明するための部分断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る通電発熱リボンフィルムの変形例を示す部分断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る通電発熱リボンフィルムを示す部分断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る通電発熱リボンフィルムを示す部分断面図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る印刷装置を示す概略構成図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係る印刷装置における印刷プロセスを説明するための部分断面図であり、（Ａ）はソリッドインクの充填、（Ｂ）はインク溶融吐出、（Ｃ）は液体インク充填、及び（Ｄ）は媒体への液体インクの転写を示す。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ　通電発熱リボンフィルム
２　プリンタ
３Ａ　主駆動ローラ
３Ｂ　テンションローラ
３Ｃ　ガイドローラ
４　インク供給部
５　印字転写部
６　電極ヘッド
６ａ　通電電極
７　媒体
８　プラテンローラ
１１　抵抗層
１１ａ　表面
１１ｂ　裏面
１２　導電層
１３　撥水層
１４　貫通セル穴
１５　インク
１６　マイクロカプセル
１８　凹状セル
２１　印刷装置
２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ　ローラ
２３　ソリッドインク供給部
２４　パターン印字部
２５　ソリッドインク回収部
２６　液体インク供給部
２７　転写部
２８　ソリッドインク
２９　リサイクル部
３０　液体インク
３１　プラテンローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004074424.tif 000008
【図７】
2004074424.tif 000009
【図８】
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【図９】
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