(57)【要約】【課題】帰路電極層における熱拡散を抑制して、高速なプリントと高精細画像の再現を可能とする。【解決手段】通電発熱リボンフィルム１１は、通電により発熱する抵抗層１２と、抵抗層１２上に形成され、面方向にメッシュ状であって、インク層１６により覆われる帰路電極層１３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】
通電により発熱する抵抗層と、
この抵抗層の一方の面上に形成され、面方向にメッシュ状であって、熱溶融性のインク層により覆われる帰路電極層と
を備える、通電発熱リボンフィルム。
【請求項２】
前記帰路電極層のメッシュパターンのピッチは、通電電極の幅以下である、請求項１に記載の通電発熱リボンフィルム。
【請求項３】
通電により発熱する抵抗層と、この抵抗層上に形成され、熱溶融性のインク層により覆われる帰路電極層とを少なくとも有する通電発熱リボンフィルムと、
前記通電発熱リボンフィルムの抵抗層に接触する通電電極と、
前記通電電極にパルス幅を変更可能なパルス電圧を印加するドライブ回路と、
プリント開始前に前記通電電極に試験パルス電圧を印加したときの前記抵抗層の電圧検出値及び電流検出値から算出した電力値と、画像データとに基づいて前記パルス幅を制御する制御部と
を備える通電熱転写プリンタ。
【請求項４】
前記制御部は、前記電力値が小さい程前記パルス幅を大きく設定し、かつドットの階調度が高い程前記パルス幅を大きく設定する、請求項３に記載の通電熱転写プリンタ。
【請求項５】
通電により発熱する抵抗層と、この抵抗層上に形成され、熱溶融性のインク層により覆われる帰路電極層とを少なくとも有する通電発熱リボンフィルムと、
前記通電発熱リボンフィルムの抵抗層に接触する通電電極と、
前記通電電極にパルス電圧を印加するドライブ回路と、
転写材搬送方向の下流側のドットの画像データに基づいて、前記ドライブ回路から前記通電電極に印加するパルス電圧の電圧値を制御する制御部と
を備える通電熱転写プリンタ。
【請求項６】
前記制御部は、転写材搬送方向の下流側での白レベルのドットの連続数に応じて、前記パルス電圧の電圧値を所定時間高くする、請求項５に記載の通電熱転写プリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通電発熱リボンフィルム及び通電熱転写プリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８に示すように、通電熱転写プリンタに使用される通電発熱リボンフィルムは、抵抗層１と、抵抗層１上に形成された帰路電極層２とを備え、この帰路電極層２上にインク層３が形成される。抵抗層１に接触する通電電極４から帰路電極層２へ電流が流れ、抵抗層１で発生するジュール熱によりインク層３が溶融して転写材（図示せず。）に転写される。図８においては５は電源、６はドライバ回路である。
【０００３】
従来、この種の通電発熱リボンフィルムが種々提案されている。例えば、特開平５−１０４８５４号公報には、抵抗層が第１及び第２の抵抗層からなる２層構造としたものが記載されている。インク層側に位置する第２の抵抗層は通電電極が接触する第１の抵抗層よりも抵抗値が大で厚さが薄く、それによってインク層に近い第２の抵抗層を主たる発熱領域としてエネルギー効率の向上が図られている。
【０００４】
また、特開平６−２３４２３０号公報には、エラストマ中に導電性線材を厚さ方向に配設したインク支持体に抵抗層、帰路抵抗層、及びインク層が設けられた通電発熱リボンフィルムが記載されている。インク支持体中で厚さ方向にのみ電流を流すことによりエネルギー効率の向上が図られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の通電発熱リボンフィルムの帰路電極層２は抵抗層１の全面を覆う面状であるので、抵抗層１で発生した熱が帰路電極層２で拡散する。そのため、インク層３の温度上昇速度が遅く、高速での印字は困難である。また、図９に示すように、帰路電極層２における熱拡散のために、温度上昇領域の分布範囲Ａが通電電極４の両端の寸法Ｂよりも大きくなるので、高精細画像の再現は困難である。前記特開平５−１０４８５４号公報や特開平６−２３４２３０号公報に記載のものも、加熱効率は向上するが、帰路電極層における熱拡散を防止することはできない。
【０００６】
サーマルヘッド式のプリンタでは各ドットの抵抗のバラツキを予め把握しておき、各ドット毎にヘッドへの通電時間を制御することにより各ドットの発熱のバラツキを制御することが可能である。しかし、通電熱転写プリンタでは、プリント動作中の振動や耐刷により、通電発熱リボンフィルムの抵抗層１の抵抗値や、通電電極４と抵抗層１との間の接触抵抗値が変化するため、各通電電極４に供給される電力が変動する。そのため、各通電電極に対応するドットの温度が変化し、温度変化により画像の濃度変動が発生する。
【０００７】
また、通電熱転写プリンタには、線を再現する場合に線の開始点のドットでは熱拡散のために温度上昇が不足し、それによって線の再現性が不安定となるという問題もある。
【０００８】
本発明は、上記従来の通電発熱フイルム及び通電熱転写プリンタにおける問題を解決するためになされたものである。詳細には、本発明の第１の課題は、帰路電極層における熱拡散を抑制して、高速なプリントと高精細画像の再現を可能とすることにある。また、本発明の第２の課題は、プリント動作中の振動や耐刷に影響されることなく画像濃度を安定化することにある。さらに、本発明の第３の課題は、線の開始点におけるドットの再現性を向上することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の課題を解決するために、第１の発明は、通電により発熱する抵抗層と、この抵抗層の一方の面上に形成され、面方向にメッシュ状であって、熱溶融性のインク層により覆われる帰路電極層とを備える、通電発熱リボンフィルムを提供する。
【００１０】
第１の発明の通電発熱リボンフィルムでは、帰路電極層が面方向にメッシュ状であるので、帰路電極層本来の機能である導電性を確保しつつ、帰路電極層における熱拡散を防止することができる。また、インク層が抵抗層に直接接触する。従って、インク層の温度上昇速度が向上し、高速のプリントが可能となると共に消費電力が低減される。さらに、熱拡散の抑制により抵抗層における温度上昇範囲が１ドットの通電電極の幅と対応する範囲に限定されるので、高精細画像の再現が可能となる。
【００１１】
第２の課題を解決するために、第２の発明は、通電により発熱する抵抗層と、この抵抗層上に形成され、熱溶融性のインク層により覆われる帰路電極層とを少なくとも有する通電発熱リボンフィルムと、前記通電発熱リボンフィルムの抵抗層に接触する通電電極と、前記通電電極にパルス幅を変更可能なパルス電圧を印加するドライブ回路と、プリント開始前に前記通電電極に試験パルス電圧を印加したときの前記抵抗層の電圧検出値及び電流検出値から算出した電力値と、画像データとに基づいて前記パルス幅を制御する制御部とを備える通電熱転写プリンタを提供する。
【００１２】
具体的には、前記制御部は、前記電力値が小さい程前記パルス幅を大きく設定し、かつドットの階調度が高い程前記パルス幅を大きく設定する。第２の発明の熱転写プリンタでは、プリント開始前にテスト電圧を印加したときの検出値から算出された電力値が小さい程、すなわち抵抗層の抵抗と抵抗層と通電電極の接触抵抗とを含むフィルム側抵抗が大きい程パルス幅が大きく設定されて供給電力量が増加する。また、ドットの階調度が高い程パルス幅が大きく設定されて供給電力量が増加する。従って、振動や耐刷の影響によって抵抗層の抵抗値や抵抗層と通電電極との間の接触抵抗が変化しても抵抗層の発熱量が安定し、画像濃度は振動や耐刷の影響を受けることなく安定する。
【００１３】
第３の課題を解決するために、第３の発明は、通電により発熱する抵抗層と、この抵抗層上に形成され、熱溶融性のインク層により覆われる帰路電極層とを少なくとも有する通電発熱リボンフィルムと、前記通電発熱リボンフィルムの抵抗層に接触する通電電極と、前記通電電極にパルス電圧を印加するドライブ回路と、転写材搬送方向の下流側のドットの画像データに基づいて、前記ドライブ回路から前記通電電極に印加するパルス電圧の電圧値を制御する制御部とを備える通電熱転写プリンタを提供する。
【００１４】
具体的には、前記制御部は、転写材搬送方向の下流側での白レベルのドットの連続数に応じて、前記パルス電圧の電圧値を所定時間高くする。これによって、線の開始点のドットにおける抵抗層の温度上昇が安定すると共に上昇速度も速くなるので、線の再現性が向上し、高速のプリントが可能となる。
【００１５】
【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説明する。
【００１６】
（第１実施形態）
図１及び図２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１１を示している。この通電発熱リボンフィルム１１は、抵抗層１２と帰路電極層１３とを備えている。
【００１７】
抵抗層１２は例えばカーボンを含有する導電性の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。この抵抗層１２の表面１２ａに帰路電極層１３が形成されており、裏面１２ｂには通電電極１５の先端面が摺接する。
【００１８】
帰路電極層１３は例えばＮｉ、Ａｌのような導電性の良好な材料からなる。帰路電極層１３上にはインク層１６が形成される。帰路電極層１３は面方向にメッシュ状である。本実施形態における帰路電極層１３のメッシュパターンは長方形の格子状である。格子を構成する各長方形の辺は、インク層１６を構成するインクが転写される紙等の転写材の搬送方向（矢印ＦＤで示す。）及びこの搬送方向と直交する方向（矢印ＣＤで示す。）に延びている。帰路電極層１３のメッシュのピッチＰは、通電電極１５の幅Ｗよりも僅かに小さく設定している。帰路電極層１３がメッシュ状であるので、インク層１６は抵抗層１２に対して直接接触している。
【００１９】
通電電極１５から供給される電流は、抵抗層１２を経て帰路電極層１３に流れる。抵抗層１２の電流が流れた領域ではジュール熱が発生し、この熱によってインク層１６を構成するインクが溶融して転写材に転写される。帰路電極層１３は面方向にメッシュ状であるので、帰路電極層１３における面方向の熱拡散が抑制される。また、インク層１６は抵抗層１２に対して直接接触している。そのため、インク層１６の温度上昇速度が向上し、高速のプリントが可能となると共に消費電力が低減される。
【００２０】
帰路電極層１３における熱拡散が抑制されるので、図３に示すようにインク層１６の印字温度まで温度が上昇している範囲Ａが１ドットの通電電極１５の幅Ｗと対応する範囲に限定されるので、高精細画像の再現が可能となる。このように温度上昇範囲Ａを通電電極１５の幅Ｗに制限するには、帰路電極層１３のメッシパターンのピッチＰを、通電電極１５の幅以下に設定することが好ましい。
【００２１】
（第２実施形態）
図４に示す本発明の第２実施形態に係る通電発熱リボンフィルム１１は、帰路電極層１３のメッシュパターンのみが第１実施形態と相違する。具体的には、帰路電極層１３のメッシュパターンは平行四辺形（菱形）であり、メッシュパターンを構成する菱形の対角線は転写材の搬送方向ＦＤ及びこれに直交する方向ＣＤに延びている。
【００２２】
本来図４において１点鎖線で示す位置にあるべき通電電極１５がメッシュパターンに対して転写材の搬送方向ＦＤと直交する方向ＣＤにずれた場合でも、帰路電極層１３の通電電極１５と対向する部分の面積は変化しない。同様に、通電電極１５の位置がメッシュパターンに対して転写材の搬送方向ＦＤにずれた場合でも、帰路電極層１３の通電電極１５と対向する部分の面積は変化しない。従って、通電発熱リボンフィルム１１と通電電極１５の位置関係がずれても、抵抗層１２の発熱領域は同面積に維持され、転写材に対するインク転写量が安定化される。
【００２３】
（第３実施形態）
図５及び図６は、本発明の第３実施形態に係る通電熱転写プリンタ２１を示している。通電熱転写プリンタ２１は通電発熱リボンフィルム１１を無端ベルト状に支持する３個のローラ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃを備えている。２２Ａは通電発熱リボンフィルム１１を矢印Ａ１の方向に送る主駆動ローラ、２２Ｂは通電発熱リボンフィルム１１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、２２Ｃはガイドローラである。通電発熱リボンフィルム１１は、図２や図４に示すような面方向にメッシュ状の帰路電極層１３を備えるものであってもよく、図８に示すような面状の帰路電極層を備えるものであってもよい。
【００２４】
通電発熱リボンフィルム１１の周囲にはインク供給部２４と、印字転写部２５とが設けられている。インク供給部２４は通電発熱リボンフィルム１１の抵抗層１２上にインクを塗布する。
【００２５】
印字転写部２５は所定ピッチで配置された複数の通電電極１５（図１参照）を備える電極ヘッド２７と、例えば紙である転写材２０を電極ヘッド２７に対して押圧するためのプラテンローラ２８とを備えている。
【００２６】
各通電電極１５毎にドライバ回路３１が設けられている。電流は電源３２からドライバ回路３１及び通電電極１５を経て通電発熱リボンフィルム１１に流れ、通電発熱リボンフィルム１１の帰路電極層１３から電源３２へ戻る。
【００２７】
ドライバ回路３１は直列に接続された２個のトランジスタＱ１，Ｑ２及び抵抗Ｒ１を備えている。また、抵抗Ｒ２がトランジスタＱ２と並列に設けられている。トランジスタＱ１のソースが電源３２に接続され、抵抗Ｒ１の一端が通電電極１５に接続されている。
【００２８】
制御部３３はトランジスタＱ１，Ｑ２のゲート電圧Ｖ１，Ｖ２を出力して、これらの開閉を制御する。印字の際にはトランジスタＱ１の開閉によりパルス幅が制御される。また、制御部３３は抵抗Ｒ１の前後の電圧Ｖａ，Ｖｂを検出できるようになっている。
【００２９】
印字を実行する前に、印字可能なエネルギよりも小さいエネルギを有するように電圧値やパルス幅を設定した試験用のパルス電圧ＶＨを、ドライバ回路３１を介して通電電極１５に供給する。制御部３３はこの試験通電時の電圧Ｖａ，Ｖｂを検出する。また、制御部３３は電圧Ｖｂから抵抗層１２に印加された電圧Ｖを算出する。また、抵抗層１２を流れた電流Ｉが電圧Ｖａ，Ｖｂと抵抗Ｒ１から求められる（（Ｖａ−Ｖｂ）／Ｒ１）。さらに、抵抗層１２に供給された電力Ｅは電圧Ｖと電流Ｉの積として算出される（Ｅ＝Ｖ・Ｉ）。
【００３０】
制御部３３は電力Ｅと画像データとに基づいて、印字の際にドライバ回路３１から通電電極１５へ入力するパルス電圧ＶＨの幅を制御する。具体的には、制御部３３は予め記憶された下記の表１に示すマトリクスに基づいてパルス幅を制御する。
【００３１】
【表１】
2004066589.tif 000003
【００３２】
表１のマトリクスでは、電力Ｅと印字される画像データ（階調レベル）に対してパルス幅が設定されている。このマトリクスでは階調が大きい程パルス幅が大きく設定され、階調が小さい程パルス幅は小さく設定されている。また、このマトリクスでは、電力Ｅが大きい程パルス幅は小さく設定され、電力Ｅが小さい程パルス幅が大きく設定されている。電力Ｅは、抵抗層１２の抵抗及び抵抗層１２と通電電極１５の接触抵抗とを含む抵抗（フィルム側抵抗）と相関関係を有している。すなわち、電力Ｅが小さい程フィルム側抵抗は大であり、電力Ｅが大きい程フィルム側抵抗は小である。従って、制御部３３はフィルム側抵抗が大である程パルス幅を大きくして供給電力量を増加し、フィルム側抵抗が小さいほどパルス幅を小さくして供給出力量を減少させている。そのため、振動や耐刷の影響によって抵抗層１２の抵抗値や抵抗層１２と通電電極１５の接触抵抗が変化しても抵抗層１２の発熱量が安定化し、画像濃度は振動や耐刷の影響を受けずに安定する。
【００３３】
表１のようなマトリクスではなく、電力Ｅと階調レベルから所定の演算により入力信号のパルス幅を求めてもよい。例えば、以下の演算式（１）を使用することができる。
【００３４】
【数１】
2004066589.tif 000004
【００３５】
制御部３３は、上記フイルム側抵抗及び階調レベルに基づくパルス幅制御に加え、搬送方向ＦＤの下流のドットが有する画像データに応じてドライバ回路３１への印加電圧を制御する。
【００３６】
搬送方向ＦＤの下流側のドットの画像データは、当該ドットの次のドット、すなわち当該ドットと搬送方向ＦＤに隣接するドットにおける抵抗層１２の温度に影響を与える。詳細には、この画像データが黒レベルのときには搬送方向ＦＤの次の隣接するドットの抵抗層１２の温度は高く、この画像データが白レベルのときには搬送方向ＦＤの次の隣接するドットの抵抗層１２の温度は低い。そこで、制御部３３は、搬送方向ＦＤの下流側のドットの画像データが黒レベルであれば図７（Ａ）に示すようにパルス電圧の電圧値を一定とする一方、搬送方向ＦＤの下流側のドットの画像データが白レベルであれば、図７（Ｂ）に示すようにパルス電圧の立ち上がり後の時間ｔ０の間パルス電圧の電圧値を高く設定する。この時間ｔ０は１ドット分のパルス幅の数１０％から数ドット分のパルス幅に設定される。例えば、時間ｔ０は搬送方向ＦＤの下流側での白レベルのドットの連続数に応じて表２に示すように設定される。
【００３７】
【表２】
2004066589.tif 000005
【００３８】
この表２に示すように搬送方向ＦＤの白レベルのドット数が多いほど、電圧値を高くする時間ｔ０を長く設定することにより、線の開始点の温度上昇が安定し、上昇速度が速くなる。その結果、線の再現性が向上すると共に高速のプリントが可能となる。
【００３９】
【発明の効果】
第１の発明の通電発熱リボンフィルムは、面方向にメッシュ状の帰路電極層を備えるので、帰路電極層本来の機能である導電性を確保しつつ、帰路電極層における熱拡散を防止することができる。従って、インク層の温度上昇速度が向上し、高速のプリントが可能となる。また、インク層における温度上昇部分の分布範囲が通電電極の寸法と対応する範囲に限定されるので高精細画像の再現が可能となる。
【００４０】
第２の発明の通電熱転写プリンタでは、各ドット毎に試験電圧印加時の電力値が小さい程、また階調度が高い程、パルス幅を大きく設定して供給電力量を増加させるので、振動や耐刷の影響によって抵抗層の抵抗値や抵抗層と通電電極との間の接触抵抗が変化しても抵抗層の発熱量が安定するため、振動や耐刷の影響によらず画像濃度が安定する。
【００４１】
第３の発明の通電熱転写プリンタでは、転写材搬送方向の下流側のドットの画像データに基づいて、通電電極に印加する電圧を制御するので、線の開始点のドットの温度上昇が安定すると共に上昇速度も速くなるので、線の再現性が向上し、高速のプリントが可能となる。
【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る。
【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における温度上昇範囲を説明するための概略図である。
【図４】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平面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る通電熱転写プリンタを示す概略図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る通電熱転写プリンタの印字転写部を示す概略図である。
【図７】パルス電圧の波形を示し、（Ａ）は搬送方向下流側のドットが黒レベルの場合、（Ｂ）は搬送方向下流側のドットが白レベルの場合である。
【図８】従来の通電発熱リボンフィルムの一例を示す断面図である。
【図９】従来の通電発熱リボンフィルムにおける温度上昇範囲を説明するための概略図である。
【符号の説明】
１１　通電発熱リボンフィルム
１２　抵抗層
１２ａ　表面
１２ｂ　裏面
１３　帰路電極層
１５　通電電極
１６　インク層
２０　転写材
２１　通電熱転写プリンタ
２２Ａ　主駆動ローラ
２２Ｂ　テンションローラ
２２Ｃ　ガイドローラ
２４　インク供給部
２５　印字転写部
２７　電極ヘッド
２８　プラテンローラ
３１　ドライバ回路
３２　電源
３３　制御部
【図１】
2004066589.tif 000006
【図２】
2004066589.tif 000007
【図３】
2004066589.tif 000008
【図４】
2004066589.tif 000009
【図５】
2004066589.tif 000010
【図６】
2004066589.tif 000011
【図７】
2004066589.tif 000012
【図８】
2004066589.tif 000013
【図９】
2004066589.tif 000014