专利名称：热转印打印机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热转印打印机，特别是涉及利用树脂类墨水作为墨带的热熔融性墨水，在记录纸上进行按点的直径分层次记录的优良的热转印打印机。
以前，在利用热熔融性墨水，进行多层次记录的情况下，往往使用高频振动法，或利用具有发热元件的小而特殊的热磁头的热量集中法。然而，近年来，伴随着要求更高清晰度的彩色图像，提出了通过控制通入热磁头的发热元件的能量，进行多层次记录的热转印打印机。
这种热转印打印机的墨带，使用在基体材料上层叠蜡类墨水层的墨带，同时，使用称为微孔纸的多孔的特殊专用纸作为记录纸。另外，将前述的墨带和微孔纸夹持在压板和热磁头之间，通过控制通入前述热磁头的各个发热元件中的能量，调整给予前述蜡类墨水的热能，然后根据图像信息，控制墨水的熔融面积。
这样，供给了热能的蜡类墨水，在70～80℃的温度下熔融，渗透至前述微孔纸的表面，和孔径大约为1～10微米的孔内，形成记录图像。
此外，作为其它方式，提出了一种再转印方式。该方式是在基体材料上利用具有0.2～1.0微米的树脂类单层墨水层的墨带，在专用的显像纸上进行多层次记录后，将记录图像再转印到永久支承体上。
但是，在现有的热转印打印机中，在利用上述蜡类墨水进行记录的情况下，由于墨水本身柔软，存在着记录图像一蹭就会弄脏，使记录图像质量变坏的擦拭性的问题。
另外，在使用微孔纸的情况下，墨水渗透至多孔的材质层中，受微孔纸表面特性的影响，得不到鲜艳的图像。
另一方面，在使用具有树脂类单层墨水层的墨带记录图像的情况下，虽然擦拭性问题解决了，不褪色性也好，并且也得到了鲜艳的图像，但是，因为树脂类墨水与蜡类墨水比较，其转印灵敏度差，特别是在多层次记录时，得不到足够高的转印精度，因此会产生由于转印不好等造成的不光滑感等问题。
此外，一旦记录在专用的显像纸上后，还需要再转印的工序，处理复杂，这也是一个缺点。
另外，在现有的热转印打印机中，在使用树脂类墨水的情况下，如图8和图9所示，由热磁头32的各个发热元件(图中没有示出)的发热所产生的热能，从墨带33通往记录纸34的背面。由于散热量多，因此使转印的灵敏度降低，这也是不好的。
再有，在使用至少是黄色、兰绿和深红色的三色墨水，记录全彩色图像的情况下，在转印的墨水上重叠下一种颜色的墨水，进行转印的重叠颜色中，与直接向专用的显像纸上转印的最下层颜色的墨水比较，重叠色可使墨水的转印灵敏度降低，产生颜色重叠不良等问题。
因此，在现有的热转印打印机中，即使利用树脂类墨水，在重叠色和低浓度部分也能得到正确的转印，可进行鲜艳的多层次记录，是重要的问题。
本发明的目的是要提供一种使用不褪色性好的树脂类墨水，即使在重叠色和低浓度部分，也能正确地转印，而且可以进行鲜艳的多层次记录的热转印打印机。
为了达到前述目的，可以利用基体材料，和在该基体材料上层叠的分型层，及在该分型层上层叠的树脂类墨水层构成墨带；同时，在记录纸表面上形成绝热层，另外，热转印打印机具有根据记录图像的层次按多个阶段，控制前述热磁头的通电时间的控制部分。通过采用这样的结构，由于能够充分地提高树脂类墨水的温度，可容易地从墨带上转印到记录纸上，并且即使在图像的最亮部分，也能正确记录，可以进行更高精确度的多层次记录。
另外，记录纸的绝热层，是通过将粒径为0.5～5微米的无机颜料粒子，和粒径为1～3微米的聚合物类微胶囊分散，进行涂层而形成的。采用这样的结构，可以将更多的热磁头的热量给予树脂类墨水，因此，可以稳定地转印到记录纸上。
另外，记录纸的绝热层，还由其表面上孔径为10～30微米的许多孔构成。采用这样的结构，可以高质量地表现由树脂类墨水产生的多层次的记录图像。
再有，可将多种颜色的树脂类墨水层做成具有不同的熔融粘度，同时，按照其熔融粘度增大的顺序，将该墨水层熔融，转印到记录纸上。通过采用这样的结构，即使在已经转印到记录纸上的树脂类墨水上，进行再一次转印的情况下，也可以可靠地转印。
另外，多种颜色的树脂类墨水层，可以至少由兰绿色、深红色和黄色构成，同时，这些树脂类墨水层的熔融粘度，可配置成按兰绿色、深红色和黄色的顺序减小。这样，通过按视觉灵敏度高的颜色顺序进行重复着色，可以得到更精细、粒状感少的高质量的记录图像。
图1为表示本发明的热转印打印机的实施例的主要部分的立体图；图2为图1所示的热转印打印机的托架的概略的侧视图；图3为表示图2的热转印打印机的托架的平行曲柄机构的侧视图；图4为表示本实施例的墨带的侧面截面图5为表示本实施例的墨带的绝热效果的热磁头周边的概略侧视图；图6为表示在本实施例中，热磁头的温度和树脂类墨水的温度，与热磁头通电后的经过时间的关系的图；图7为表示利用本实施例的控制部分，控制热磁头的通电情况的图；图8为表示现有的热转印打印机的墨带的绝热效果的热磁头周边的概略侧视图；图9为表示在现有的热转印打印机中，热磁头的温度和树脂类墨水的温度，与热磁头通电后的经后时间的关系的图。
在本实施例的热转印打印机1中，在框架(图中没有示出)的所希望的位置上，配置了一个平板形的压板2，它的记录表面2A大致是垂直的。在该压板2的整个下方，配置了一个导向轴3，它与压板2平行。另外，在导向轴3的适当的位置上，安装着可以上下分开的托架4。下方所示的一侧的托架4a，为安装在导向轴3上的下托架4a；上方所示的另一侧的托架4b上安装着后述的墨带盒5，同时它可以相对于前述的下托架4a，在上下方向接触和分开，称为上托架4b。
前述的托架4，由利用步进电机等驱动装置(图中没有示出)驱动卷绕在一对皮带轮(图中没有示出)上的适当的传动皮带6带动，沿着导向轴3，做自由的往复运动。
在前述的托架4上设有一个热磁头7，它利用众所周知的磁头移动机构(图中也没有示出)，可与压板2自由地接触或分离。该磁头移动机构与压板2相对，利用驱动电机的驱动力，可以相对于该压板2运动；而热磁头7，在与压板2接触的压接状态下(磁头在下面的状态)，在压板2上输送的后述记录纸29上，进行记录。另外，该热磁头7具有多个可根据由键盘等适当的输入装置(图中没有示出)输入的所希望的记录信息，有选择地发热的、整列配置的发热元件(图中没有示出)。
热磁头7还可以利用后述的控制部分25，分15个阶段，有选择地控制通电能量，即分15个阶段，控制各个发热元件的通电时间。
现在更详细地来说明前述托架4。该托架4的上托架4b，为与前述下托架4a的上表面大致平行的平板形状，它利用平行曲柄机构8，安装为可相对于下托架4a接触和分离，并可以自由地平行移动。如图3所示，在托架4的左右两端，设有一对平行曲柄机构8，它具有相互交叉成X形的两根连杆9a,9b。这两根连杆9a,9b的交叉位置，由销子10a销住；连杆9a,9b的端部，由销子10b,10c,10d,10e，与分别形成在下托架4a和上托架4b的左右侧的上端的长孔(图中没有示出)连接，可以自由滑动。
另外，在前述下托架4a上设有旋转曲柄机构11，利用这个旋转曲柄机构11，可以操纵上托架4b的平行移动。该旋转曲柄机构11，由作为旋转构件的旋转板12，和作为连接构件的连接连杆14组成。该旋转板12支承在下托架4a上，可以被驱动旋转；而该连接连杆14，则由销子13a固定在该旋转板12的偏心位置上。连接连杆14的顶端，由销子13b固定在上托架4b上。旋转板12可以利用电机等适当的驱动装置(图中没有示出)驱动旋转。
回到图1，可以看出，在前述上托架4b的左右两侧，垂直地设置有板状的臂15。该板状臂15互相隔开一个与墨带盒5的宽度大致相等的间隔；该板状臂15有一个接合部分15a，它的前端相互向内缓慢弯曲，在上下端形成突起。另外，在上托架4b的中间，配置着一对可以旋转的线轴16；它们相互隔开规定的间隔，向上方突出出来。利用这两个线轴16，可使墨带17在规定的方向上行走。这两个线轴16中，送出墨带17的一个称为送出线轴16a，而卷绕墨带17的另一个，则称为卷绕线轴16b。
在相对于托架4的压板2的远端边缘上，作为检测放在墨带盒5中的墨带17的种类的传感器18，配置了光传感器18a。在本实施例中，可以使用反射型的传感器作为这种光传感器18a。光传感器18a还与控制部分25连接，该控制部分可以进行设在热转印打印机1的所希望位置上的热转印打印机1的记录动作等的控制。
如图1和图2所示，在托架4的上方设有一个大致为平板形的顶盖19，它以适当的间隔，支承在图中没有示出的框架上，可以如图2中的双箭头A所示那样，自由开闭。这个顶盖19，在关闭的状态下，可以起送纸机构(图中没有示出)出口端的压纸工具的作用；它与托架4相对配置，其长度大约与托架4的移动范围相同。
在与托架4平行相对的前述顶盖19的下面的给定位置上，设有用于保持墨带盒5的多个带盒座(图中没有示出)。这些带盒座使墨带盒5，在托架4的移动方向上，按一个列的形状配置。涂抹了多种颜色(在本实施例中，为兰绿、深红、黄和黑色各种颜色)的树脂类墨水28的墨带17(17a,17b,17c,17d)，放置在墨带盒5的内部。
另外，如图2的双箭头B所示，各个墨带盒5，通过随着旋转曲柄机构11运动而运动的平行曲柄机构8，在顶盖19和上托架4b之间，有选择地进行交接。
本实施例的各个墨带盒5，不论墨带17的种类如何，全部都是同一形状，同一尺寸的；在其上下两个平面大致为矩形的壳体20内，配置了两个图中没有示出的，可以自由旋转地支承着的卷轴；两个可以自由旋转地支承着的墨带送进滚子；和多个靠近墨带路径，可以自由旋转地支承着的导向滚子等。
墨带17卷绕在两个卷轴之间，墨带17的中间部分露出在外面。当墨带盒5安放在上托架4b上时，这两个卷轴中的一个，可作为卷绕供记录用的部分墨带17的卷绕卷轴；而另一个则作为送出墨带的送出卷轴。另外，在各个卷轴的内圆周面上，形成有在圆周方向隔开一定间隔，呈花键形状的多个键槽；在卷绕卷轴的内圆周面上，形成有与前述卷绕线轴16b接合的卷绕孔21b；而在送出卷轴的内圆周面上，形成有与前述送出线轴16a接合的送出孔21a。
在墨带盒5安放在托架4上的状态下，在与压板2相对的表面上，形成面对着热磁头7的凹部22。墨带17的中间部分在该凹部22内露出。
另外，在与形成了墨带盒5的凹部22的面平行延伸的后表面上，配置了用于判别放在各个墨带盒5内的墨带17的种类的识别标记23。本实施例的识别标记23由反射封印24形成该反射封印24，具有因墨带17的种类而不同的多个条纹状的非反射部分24a。
利用设在托架4上的光传感器18a，检测这个识别标记23，再将其检测信号输出至热转印打印机1的控制部分25，然后通过统计在该控制部分25内，各个墨带盒5的识别标记23的数目，可以判别装在墨带盒5内的墨带17a,17b,17c和17d的种类。
最后，在图1最左端所示的墨带盒5a上，配置了具有三条非反射部分24a的反射封印24A，作为识别标记23。另外，在位于图1前面所示的墨带盒5的后面的左端，形成有用于检测识别标记23的基准位置BP。从基准位置BP，至位于图1的右端的识别标记23的非反射部分24a的右端的距离L，在所有识别标记23中，都是相同的；同时，在这个距离L内，形成用于识别墨带17a的种类的，所希望的非反射部分24a。另外，在光传感器18a检测供使用的识别标记23的状态下，托架4可能停止运动。在托架4停止的状态下，装在带盒座中的墨带盒5，向着上托架4b交接。
本实施例的墨带17，如图4所示那样，是在作为基体材料的塑料薄膜26的表面上，层叠一层蜡类的分型层27，再在该蜡类的分型层27上，层叠一层树脂类的墨水层28而构成的。
从树脂类墨水层28的剥离效果来看，前述蜡类分型层27的厚度最好为0.1～5微米(μm)。当考虑热磁头的发热温度时，作为蜡的种类，最好是软化点为50～130℃的蜡，例如，石蜡，硅蜡，褐煤蜡，聚乙烯石蜡，木蜡，密蜡，小烛树蜡和小赖斯蜡等。
另外，从在记录纸29上转印的良好性和层次表现的容易性来看，前述树脂类墨水层28最好是100℃时的熔融粘度为100000～2000000厘泊(CP)的树脂；在本实施例中，使用熔融粘度为650000厘泊(CP)的树脂更好。再者，从在记录纸29上转印的良好性和购买的容易性来看，作为树脂类墨水层28的种类，最好为聚乙烯，聚氯乙烯，氯乙烯，聚醋酸乙烯，氯乙烯·醋酸乙烯的共聚合树脂，聚丙烯酯等乙烯聚合物，聚酯类树脂，聚乙烯类树脂和聚酰胺类树脂。
另外，前述树脂类墨水层28是使各种墨水颜色中的每种颜色，按照记录顺序，熔融粘度变小这样构成的。在本实施例中，树脂类墨水层28按照兰绿、深红、黄和黑色的顺序，熔融粘度逐渐减小，按照变小的顺序，熔融转印在记录纸29上。在这种条件下，通过熔融转印，即使在各个树脂类墨水28重叠的部分，也可以良好地转印，记录图像可以表现得很清晰。
此外，在本实施例中，作为装入了涂抹过前述树脂类墨水28的墨带17的墨带盒5，不必一定要配置黑色的墨带盒5；也可配置至少能容纳兰绿色，深红色和黄色墨带17的墨带盒5。
本实施例中所使用的记录纸29，是在基体材料纸30的表面(记录侧面)上，形成绝热层31而构成的。如图5所示，这个绝热层31是用于抑制热磁头的发热元件的热通过墨带17和记录纸29向记录纸29的背面排放的，利用这个绝热层31的绝热效果，可以提高给予墨带17的树脂类墨水层28的热量。如图6所示，在本实施例中，墨带17的树脂类墨水层28的温度，与在没有前述绝热层31的记录纸29上进行记录的情况比较，上升了约60％。
作为前述记录纸29的一个实施例，可以将无机颜料粒子31A和聚合物类的微胶囊31B，分散并涂布在基体材料纸30表面上，作为绝热层31。从提高绝热效果来看，该绝热层31所使用的前述无机颜料粒子31A的粒径，最好为0.5～5微米；粒径为2～3微米的无机颜料粒子更好。另外，作为前述无机颜料粒子31A，可以用滑石，白淘土，碳酸钙，氢氧化铝，硫酸钡，氧化铝和各种氧化钛等。另外，前述聚合物类微胶囊31B，形成直径为1～3微米的中间空的球形，由于内部存在空气层，因此可以进一步提高绝热效果。
作为前述记录纸29的另一种实施例，有一种在纸面上形成孔径为10～30微米的许多孔的微孔纸。这种微孔纸，通过表面孔内的空气，来发挥绝热效果。
另外，在本实施例的热转印打印机中，配置了控制部分25，其可控制热磁头7的移动速度，热磁头7对压板2的压紧接触力，以及热磁头7的各个发热元件的通电时间。
前述控制部分25，由图中没有示出的存储器，CPU等组成。从在半熔融状态下，剥离树脂类墨水28来看，前述热磁头的移动速度被控制在使热磁头与记录纸29之间的相对速度为2～30英寸/秒较好，更好是5英寸/秒。
另外，前述控制部分25，将热磁头7对压板2的压紧接触力控制在0.3千克/厘米以上。这样，可以可靠地将树脂类墨水28转印重现在记录纸29上，同时，各树脂类墨水28重叠的部分，也可以稳定地转印。
前述控制部分25，通过分15个阶段，控制前述热磁头的各个发热元件的通电时间，可以调整通电能量，在记录纸29上，进行接点的直径分层次的记录。即如图7所示，当使1个发热元件的通电时间(换言之，通电脉冲的周期)保持一定时，可以按从1级至15级的15个阶段(包含不通电的情况，则为16个阶段)，控制点的直径。这样，可以设定由这些发热元件构成的矩阵，按点的直径，分层次地表现图像。作为前述矩阵，例如可由纵向与横向为3×3的9个点构成。
接下来，说明本发明的实施例的作用。
本实施例的热转印打印机是这样工作的当主计算机将图像处理的记录信息输送至控制部分25时，由该控制部分25发出的指令，使位于静止位置的托架4移动，设在托架4上的光传感器18a，检测出墨带盒5的识别标记23。光传感器18a，则将由非反射部分24a的排列和间距等构成的各个识别标记23的固有检测信号，送至控制部分25；在控制部分25中，判断识别标记23是否与发出的指令对应。当识别标记23与指令对应时，使托架4的移动停止下来。
在本实施例中，由于是按熔融粘度增大的顺序，形成兰绿、深红、黄和黑色的，因此，首先识别配备兰绿色墨带17的墨带盒5。
另外，内部装有选择出的所希望的墨带17的墨带盒5，通过平行曲柄机构8和旋转曲柄机构11，如图2的双箭头B所示那样，在顶盖19和上托架4b之间，有选择地交接，将墨带盒5安装在托架4上，这样，墨带盒5的选择动作就结束。
接着，表面上层叠着绝热层31的记录纸29，利用人手或图中没有示出的供纸装置，安放在压板2和热磁头7之间，开始记录动作。利用从控制部分25发出的指令，使热磁头下降，通过涂抹了树脂类墨水28的墨带17和前述记录纸29，以0.3千克/厘米的线压力，使热磁头与压板压紧接触；同时，在前述热磁头7和记录纸29之间的相对速度为2～30英寸/秒的情况下，移动托架4。这样，当使热磁头相对于记录纸29移动，同时根据所希望的记录图像的层次，控制热磁头7的各个发热元件的通电时间，并使之发热时，前述墨带17的树脂类墨水28，从蜡类分型层27上适量剥离，转印至记录纸29上。
因此，本发明的实施例，由于墨带17的树脂类墨水28是通过蜡类分型层27，层叠在基体材料薄膜上的，因此，容易转印至记录纸29上，图像的最亮部分也能正确而非常精确地表现出来。
又由于记录纸29的表面上形成绝热层31，因此，容易保持热磁头的发热温度，可以使墨带17的树脂类墨水28充分地软化。这样，即使是树脂类墨水28，也容易直接在记录纸上，进行高清晰度的，按点直径进行的分层次记录。
又由于是在前述热磁头和前述记录纸29之间的相对速度为2～30英寸/秒的情况下，控制托架的移动速度的，因此，可以在热的时候，剥离树脂类墨水28，将树脂类墨水28可靠地转印在记录纸29上。
另外，本发明不是仅仅限于前述的实施例，根据需要，可进行各种改变。
权利要求
1．一种热转印打印机，它通过墨带和记录纸，使热磁头与压板压紧接触并移动，有选择地使前述墨带的热熔融性墨水熔融，转印在前述记录纸上，进行记录，前述墨带由基体材料和层叠在该基体材料上的分型层，以及层叠在该分型层上的树脂类墨水层构成，同时，在前述记录纸的表面上形成绝热层，其特征为，它具有可根据记录图像的层次，按多个阶段，控制前述热磁头的通电时间的控制部分。
2．如权利要求1所述的热转印打印机，其特征为，前述记录纸的绝热层是将粒径为0.5～5微米的无机颜料粒子，和粒径为1～3微米的聚合物类微胶囊分散，并进行涂层而形成的。
3．如权利要求1所述的热转印打印机，其特征为，前述记录纸的绝热层的表面上，形成许多孔径为10～30微米的孔。
4．如权利要求1所述的热转印打印机，其特征为，它可以利用多个树脂类墨水层进行彩色记录，各个树脂类墨水层具有不同的熔融粘度，同时，按照熔融粘度增大的顺序，熔融并转印在前述记录纸上。
5．如权利要求4所述的热转印打印机，其特征为，前述各个树脂类墨水层，至少由兰绿、深红和黄色构成，同时，这些树脂类墨水层的熔融粘度，按照兰绿、深红和黄色的顺序减小。
全文摘要
本发明的目的是要提供一种不褪色性好的树脂类墨水,即使在重叠颜色和低浓度的部分,也能正确转印,而且可以进行鲜艳的多层次记录的热转印打印机。为此,本发明的热转印打印机的墨带,由基体材料和层叠在该基体材料上的分型层,以及层叠在该分型层上的树脂类墨水层构成。同时,在记录纸的表面上形成绝热层。它还具有可以根据记录图像的层次,分多个阶段控制热磁头的通电时间的控制部分。
文档编号B41M5/50GK1232751SQ99102880
公开日1999年10月27日 申请日期1999年3月11日 优先权日1998年3月25日
发明者小林浩, 座间宏芳, 高桥博光 申请人:阿尔卑斯电气株式会社