JP2000043308A

JP2000043308A - 感熱記録装置

Info

Publication number: JP2000043308A
Application number: JP21366098A
Authority: JP
Inventors: Akira Yamaguchi; 晃山口
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1998-07-29
Filing date: 1998-07-29
Publication date: 2000-02-15

Abstract

(57)【要約】【課題】感熱記録時のスティッキングの発生を防止す
る。【解決手段】主方向に所定数の発熱素子を配列したグレ
ーズが形成され、カーボン保護膜を有するサーマルヘッ
ドと、プラテンローラとの間にシート状の感熱記録材料
を挟持し、前記主方向と略直交する副方向に搬送しつ
つ、該感熱記録材料に２次元的に画像を記録する感熱記
録装置であって、前記サーマルヘッドのグレーズ中心
を、前記プラテンローラ中心に対して、前記感熱記録材
料の搬送方向下流側にオフセットしたことを特徴とする
感熱記録装置を提供することにより前記課題を解決し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サーマルヘッドを
用いて感熱記録材料に感熱記録を行う感熱記録装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば超音波診断画像の記録に、
フィルムや紙等の支持体の片面に感熱記録層を形成した
感熱記録材料（以下、メディアとする）を用いる感熱記
録が利用されている。感熱記録は湿式の現像処理が不要
であり、取り扱いが簡単である等の利点を有することか
ら、近年では、超音波診断のような小型の画像記録のみ
ならず、ＭＲＩ診断やＸ線診断等の大型かつ高画質な画
像が要求される用途において、医療診断のための画像記
録への利用も検討されている。

【０００３】感熱記録装置においては、１ライン分の画
素数に相当する個数の発熱素子を主方向に配列したグレ
ーズを有するサーマルヘッドを用い、プラテンローラと
サーマルヘッドとの間にメディアを挟持し、グレーズを
メディアの感熱記録層に若干押し当てた状態で、両者を
主方向と略直交する副方向に相対的に移動させながら、
記録画像の画像データに応じて、グレーズの各発熱素子
に記録エネルギーを与えて加熱することにより、メディ
アの感熱記録層を加熱して、画像記録が行われる。

【０００４】このようなサーマルヘッドは、その一例の
等価回路を図５に示すように、スイッチ素子６４を介し
て電源とグランドとの間に発熱素子６２を接続して構成
されている。スイッチ素子６４は、例えば、各画素の画
像データをパルス幅変調した制御信号によってそのオン
オフが制御され、発熱素子６２は、スイッチ素子６４を
介して、制御信号のハイレベルのパルス幅に相当する時
間通電されることにより、画像データに対応する所定の
温度に制御される。

【０００５】また、図６に、従来のサーマルヘッドの断
面構造図を示す。図に示すように、メディアＳは、プラ
テンローラ７０とサーマルヘッド７２との間に挟持され
て搬送される。このとき、従来プラテンローラ７０の中
心とサーマルヘッド７２の中心は一致しており、この両
方の中心の一致した位置が記録中心である。サーマルヘ
ッド７２は、物理的に、ベース７４上のセラミック基板
７６の上に、蒲鉾状（半円または半楕円状）のグレーズ
７８を配置し、このグレーズ７８の上に発熱素子８０お
よび一対の電極８２ａ、８２ｂを積層し、さらに、これ
らのセラミック基板７６、グレーズ７８、発熱素子８０
および一対の電極８２ａ、８２ｂの上に、これらを保護
するため、例えば窒化珪素（Ｓi₃Ｎ₄）からなる絶縁性
保護膜８４を積層し、さらにその上に、耐摩耗性および
導電性に優れたカーボン保護膜８６を積層した構造を有
する。

【０００６】グレーズ７８は、各々の発熱素子８０が発
生する熱を保持する蓄熱部である。発熱素子８０は、図
の上方から見ると帯状の発熱抵抗体であり、グレーズ７
８の両側のセラミック基板７６上まで延在されている。
また、発熱素子８０は、画素密度に応じて、各画素毎に
所定の間隔で、１ラインに相当する画素数分のものが図
面に垂直な方向に配置されている。

【０００７】また、一対の電極８２ａ、８２ｂは、発熱
素子８０を通電するための配線の役割を果たすものであ
り、発熱素子８０と略同じ幅で発熱素子８０の上に被覆
されている。この一対の電極は、例えばＡｌ等の金属か
ら成り、一方が共通の電源に接続されたコモン側電極
（ＣＯＭ側電極）８２ａであり、他方が接地されたグラ
ンド側電極（ＧＮＤ側電極）８２ｂである。なお、ＣＯ
Ｍ側電極８２ａとＧＮＤ側電極８２ｂとの間には、発熱
素子８０が被覆されずに露出されている部分がある。こ
の露出部分は、グレーズ７８の頂上部にあり、発熱素子
８０が発生する熱を絶縁性保護膜８４、カーボン保護膜
８６を介して付与し、メディアＳを発色させる記録画素
の１ドットに相当する。

【０００８】なお、サーマルヘッド７２の発熱素子８
０、一対の電極８２ａ、８２ｂ、絶縁性保護膜８４およ
びカーボン保護膜８６は、例えばＣＶＤ、ＰＶＤ、スパ
ッタリング、蒸着、フォトリソグラフィ等の半導体装置
の製造技術を利用して製造される。従って、絶縁性保護
膜８４およびカーボン保護膜８６は、エッチング等によ
って形成された電極上に蒸着されるため、絶縁性保護膜
８４およびカーボン保護膜８６の頂部にもＣＯＭ側電極
８２ａ、ＧＮＤ側電極８２ｂ間の凹部に応じて同様な凹
部が形成される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カーボ
ン保護膜は、熱伝導性が非常によいため、熱が広がり易
く、メディアは、その記録中心から（メディア搬送方向
に）離れても加熱され易いため、メディアの冷める場所
が記録中心から遠くなる。従って、図６に示したよう
に、メディアＳは、回転するプラテンローラ７０によっ
てサーマルヘッド７２に押しつけられつつ搬送される
が、記録中心から離れても、まだメディアＳの温度が高
く、ガラス転移温度以上で溶けて柔らかい状態にある。
しかし、従来プラテンローラ７０の中心とサーマルヘッ
ド７２の中心は一致していたため、記録中心から離れる
と、メディアＳとサーマルヘッド７２との接触の安定度
が悪くなる。

【００１０】そのため、サーマルヘッドがメディアにき
ちんと接触せず、サーマルヘッドとメディアとが当たっ
たり、当たらなかったりしているところで大きな搬送ト
ルクでメディアを搬送しようとすると、記録画像がかす
れたり、すじ状のむらになるスティッキングが発生する
という問題がある。

【００１１】本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされ
たものであり、スティッキングの発生を防止することの
できる感熱記録装置を提供することを課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、主方向に所定数の発熱素子を配列したグ
レーズが形成され、カーボン保護膜を有するサーマルヘ
ッドと、プラテンローラとの間にシート状の感熱記録材
料を挟持し、前記主方向と略直交する副方向に搬送しつ
つ、該感熱記録材料に２次元的に画像を記録する感熱記
録装置であって、前記サーマルヘッドのグレーズ中心
を、前記プラテンローラ中心に対して、前記感熱記録材
料の搬送方向下流側にオフセットしたことを特徴とする
感熱記録装置を提供する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の感熱記録装置につ
いて、添付の図面に示される好適実施例を基に詳細に説
明する。

【００１４】図１は、本発明の感熱記録装置の一実施形
態の構成概念図である。同図は、記録速度可変の感熱記
録装置１０の一例を示すもので、画像記録制御装置１６
の制御によって、プラテンローラ１２とサーマルヘッド
１４との間に、シート状の感熱記録材料（以下、メディ
アという）Ｓを挟持した状態で矢印Ｙ方向に搬送しなが
ら、サーマルヘッド１４で１次元方向（矢印Ｘ方向）に
階調画像を記録することにより、メディアＳに２次元階
調画像を記録するものである。

【００１５】ここで、プラテンローラ１２は、後述する
画像記録制御装置１６の記録制御部２２の作用の下で、
ステップモータ１８により回転駆動され、メディアＳを
所定速度で矢印Ｙ方向に搬送する。また、サーマルヘッ
ド１４は、１次元方向（矢印Ｘ方向）に多数の発熱素子
２０を配列して構成され、各発熱素子２０は、画像記録
制御装置１６の電源制御部２４から供給される所定電圧
の駆動電流によってメディアＳを所定の階調で発色させ
るべく発熱する。

【００１６】画像記録制御装置１６は、画像の記録速度
に応じて、サーマルヘッド１４の押圧力および押圧位
置、サーマルヘッド１４の電源電圧、画像データの補正
処理、記録画像の１画素当たりの発熱分散数等を制御し
つつ、本発明の感熱記録装置１０全体の動作を制御する
もので、図示例の場合、押圧力制御部２６、位置制御部
２８、電源制御部２４、データ記憶部３０、画像処理部
３２、画像メモリ３４および記録制御部２２を有する。

【００１７】押圧力制御部２６は、画像の記録速度にし
たがって、サーマルヘッド１４が、メディアＳ（すなわ
ち、プラテンローラ１２）に押圧される圧力を制御す
る。サーマルヘッド１４の押圧力は、記録速度が速くな
るに従って大きくするのが好ましい。なお、メディアＳ
に対するサーマルヘッド１４の押圧力を制御してもよい
し、逆に、メディアＳに対するプラテンローラ１４の押
圧力を制御してもよい。

【００１８】位置制御部２８は、画像の記録速度にした
がって、サーマルヘッド１４が、メディアＳに押圧され
る位置を制御する。本実施形態は、後で詳しく述べるよ
うに、スティッキング防止のため、サーマルヘッド１４
のグレーズの中心をプラテンローラ１２の中心に対し
て、メディアＳの搬送方向の下流側にオフセットするも
のである。

【００１９】電源制御部２４は、画像の記録速度にした
がって、サーマルヘッド１４に供給する電源電圧を制御
する。例えば、図５に示すサーマルヘッド１４のグレー
ズの場合、画像の記録速度にしたがって、発熱素子６４
に供給する電源電圧Ｖを制御する。サーマルヘッド１４
の電源電圧は、記録速度が高速になるにしたがって高く
する必要があるが、記録速度に対応する記録時間内に所
望の記録エネルギが得られる必要充分な電圧とするのが
好ましい。

【００２０】データ記憶部３０には、例えば、発熱素子
の温度に応じて発熱エネルギを調整する温度上昇補正、
記録濃度に応じたメディアとサーマルヘッドとの間の界
面の摩擦力の変化に起因するすじ状の濃度むらを補正す
る負荷変動補正、サーマルヘッドのグレーズの形状バラ
ツキ等によって生じる濃度むらを補正するシェーディン
グ補正、画像の輪郭を強調するための鮮鋭度補正（シャ
ープネス処理）、記録パターンの変化によるサーマルヘ
ッドの電源電圧の降下量変化によらず、同じ濃度に対応
する画像データを同濃度で発色させるための黒比率補
正、メディアのγ値や感熱記録装置の個体差等に対応し
て適正画像を得るための階調補正、各発熱素子の抵抗値
の差を補正する抵抗値補正等のための各種の補正データ
が保持されている。

【００２１】画像記録に用いられる画像データは、例え
ば、ＣＴやＭＲＩ等の図示しない画像入力装置から画像
処理部３２に供給され、画像処理部３２において、サー
マルヘッド１４の温度等のサーマルヘッド１４から得ら
れる情報や、データ記憶部３３０に保持されている各種
の補正データ等に基づき、画像の記録速度に応じて、各
種補正処理を含む各種の画像処理が施される。

【００２２】画像データは、画像処理部３２において、
上記各種の画像処理が施された後、画像メモリ３４に格
納される。画像メモリ３４に格納された画像処理後の画
像データは、記録制御部２２に読みだされる。記録制御
部２２は、画像の記録速度にしたがって、ステップモー
タ１８に対して所定の駆動信号ｓｓを出力する。この駆
動信号ｓｓに基づき、ステップモータ１８がプラテンロ
ーラ１２を回転駆動し、メディアＳが、記録速度に応じ
た所定の一定速度で矢印Ｙ方向に搬送される。そして、
記録制御部２２により、画像メモリ３４に格納された画
像データに基づいて、サーマルヘッド１４のグレーズを
構成する個々の発熱素子２０の発熱が制御され、記録画
像が形成される。

【００２３】図２（ａ）に、本実施形態におけるサーマ
ルヘッド１４の断面図を示し、同じく図２（ｂ）に、そ
の平面図を示す。図に示すように、サーマルヘッド１４
は、ベース４０の上のセラミック基板４２の上に、高さ
Ｈ、幅Ｗの蒲鉾状（半円または半楕円状）のグレーズ４
４を配置し、このグレーズ４４の上に発熱素子２０およ
び一対の電極４６ａ、４６ｂを積層し、さらに、これら
の上に保護膜が積層されている。この保護膜は、内側
に、例えば、窒化珪素（Ｓｉ₃Ｎ₄) 等からなる絶縁性
保護膜４８が、そしてその外層に耐久性および導電性に
すぐれたカーボン保護膜５０が積層されて構成されてい
る。なお、絶縁性保護膜４８とカーボン保護膜５０との
間に、これらの密着のための中間層を設けることが好ま
しい。

【００２４】ここで、グレーズ４４は、各々の発熱素子
２０が発生する熱を保持する蓄熱部である。発熱素子２
０は、図２（ｂ）に示すように、幅（ヒータ幅）ｍの帯
状の発熱低抗体であり、グレーズ４４の幅Ｗ方向両側の
セラミック基板４２上まで延在されている。また、発熱
素子２０は、例えば、画素密度が３００ｄｐｉ（dot/in
ch) のサーマルヘッド１４であれば８４．７μｍ間隔と
いうように、各画素毎に所定の間隔ｐで、１ラインに相
当する画素数分のものが配置されている。

【００２５】また、一対の電極４６ａ、４６ｂは、発熱
素子２０を通電するための配線の役割をはたすものであ
り、発熱素子２０と略同じ幅ｍで発熱素子２０の上に被
覆されている。なお、電極４６ａ、４６ｂとの間は、長
さ（ヒータ長）Ｌにわたって発熱素子２０が被覆されず
に露出されている。この露出部分は、グレーズ４４の頂
上部にあり、発熱素子２０が発生する熱を保護膜４８、
５０を介してメディアＳに付与し、メディアＳを発色さ
せる記録画素の１ドットに相当する。

【００２６】図３に、本実施形態におけるサーマルヘッ
ド１４とプラテンローラ１２の位置関係を示す。図に示
すように、本実施形態は、スティッキングを防止するた
めに、サーマルヘッド１４のグレーズ４４の中心Ｃｇを
プラテンローラ１２の中心ＣｐよりメディアＳ搬送方向
下流側にずらした（オフセットした）ものである。

【００２７】図４に、サーマルヘッド１４のグレーズ４
４の中心Ｃｇをプラテンローラ１２の中心Ｃｐと一致さ
せた場合、上流側にずらした場合および下流側にずらし
た場合のそれぞれについて、記録エネルギと搬送トルク
との関係を示す。記録エネルギはメディア温度と略同等
であり、いずれの場合も、はじめエネルギが増えるにつ
れて搬送トルクは増大し、メディアＳがいわゆるガラス
転移温度Ｔｇに達した後は、メディアＳは溶けて柔らか
くなり、搬送トルクは減少していく。このとき、図に示
すように、サーマルヘッド１４のグレーズ４４の中心Ｃ
ｇをプラテンローラ１２の中心ＣｐよりメディアＳ搬送
方向下流側にずらした方が搬送トルクは小さくなる。

【００２８】したがって、サーマルヘッド１４を搬送下
流側にずらすことにより搬送トルクを下げることができ
る。その結果、メディアＳとサーマルヘッド１４との接
触が不安定なところで大きなトルクがかかることはな
く、スティッキングの発生を防止することができる。こ
のとき、サーマルヘッド１４を搬送下流側にどれくらい
ずらすかというオフセット量は、感熱記録装置やメディ
アによって異なり、それぞれの場合に、最適なオフセッ
ト量を決定し、変更するようにすればよい。例えば、３
００ｄｐｉで記録する場合において、プラテンローラ１
２の径が２４ｍｍで、サーマルヘッド１４のサイズが１
４インチの場合には、オフセット量は、０．１ｍｍであ
ることが好ましい。

【００２９】以上、説明した通り、本実施形態によれ
ば、最外層にカーボン保護膜を有する感熱記録装置にお
いて、スティッキングの発生を、効果的に防止すること
ができる。

【００３０】以上、本発明の感熱記録装置について詳細
に説明したが、本発明は、上述の例には限定されず、本
発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変
更等を行ってもよいのはもちろんである。

【００３１】

【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明によ
れば、サーマルヘッドのグレーズ中心をプラテンローラ
中心よりメディア搬送方向下流側にオフセットしたた
め、スティッキングの発生を効果的に防止することが可
能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の感熱記録装置の一実施形態の概略構
成図である。

【図２】（ａ）は、図１のサーマルヘッドの断面図で
あり、（ｂ）は、同じくサーマルヘッドの平面図であ
る。

【図３】本実施形態におけるサーマルヘッドとプラテ
ンローラとの位置関係を示す概略断面図である。

【図４】サーマルヘッドの位置をずらした場合の記録
エネルギと搬送トルクとの関係を示す線図である。

【図５】サーマルヘッドの一実施例の等価回路図であ
る。

【図６】従来の感熱記録装置による感熱記録の様子を
示すサーマルヘッド、プラテンローラ及びメディアの断
面図である。

【符号の説明】

１０感熱記録装置１２プラテンローラ１４サーマルヘッド１６画像記録制御装置１８ステップモータ２０感熱素子２２記録制御部２４電源制御部２６押圧力制御部２８位置制御部３０データ記憶部３２画像処理部３４画像メモリＳメディアＣｇグレーズ中心Ｃｐプラテンローラ中心

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主方向に所定数の発熱素子を配列したグレ
ーズが形成され、カーボン保護膜を有するサーマルヘッ
ドと、プラテンローラとの間にシート状の感熱記録材料
を挟持し、前記主方向と略直交する副方向に搬送しつ
つ、該感熱記録材料に２次元的に画像を記録する感熱記
録装置であって、前記サーマルヘッドのグレーズ中心を、前記プラテンロ
ーラ中心に対して、前記感熱記録材料の搬送方向下流側
にオフセットしたことを特徴とする感熱記録装置。