JP2001239686A - サーマルプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録紙の搬送速度の変動による印画ムラの発
生を抑制する。 【解決手段】 速度検出ローラ２５は、カラー感熱記録
紙１０の搬送とともに従動回転する。速度検出ローラ２
５に連結したロータリーエンコーダ２５ａは、一定量回
転する毎にパルス信号を発生し、プリントコントローラ
２３へ送る。プリントコントローラ２３では、パルス信
号からカラー感熱記録紙１０の搬送速度を求め、次のラ
インを記録すべきタイミングを算出する。各ラインのピ
ッチが一定となり、濃度ムラ及び色ムラの発生が抑制さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録紙の搬送速度
の変化による印画ムラの発生を抑制するようにしたサー
マルプリンタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、カラー感熱プリンタでは、支持
体上にイエロー感熱発色層、マゼンタ感熱発色層、シア
ン感熱発色層が順次層設されたカラー感熱記録紙を用
い、このカラー感熱記録紙とサーマルヘッドとを相対移
動させて、３色面順次によってフルカラー画像を発色記
録している。

【０００３】サーマルヘッドには、多数の発熱素子を主
走査方向にライン状に並べた発熱素子アレイが形成され
ており、一色の画像を１ラインずつ熱記録する。熱記録
を行う際、各発熱素子は発色すべき感熱発色層の特性曲
線に基づき、所望の濃度（階調値）に発色させるための
熱エネルギーをカラー感熱記録紙に与えて階調加熱を行
う。この熱エネルギーは、階調値を表す画像データに応
じて変化する。

【０００４】発熱素子とカラー感熱記録紙との摩擦係数
は、発熱素子の温度に関係しており、温度が高いほど摩
擦係数が小さくなるから、摩擦力（負荷）も小さくな
る。発熱素子アレイとカラー感熱記録紙との間の摩擦力
は、各発熱素子の摩擦力を積分したものであるが、これ
は各発熱素子の平均温度における摩擦力とほぼ同じであ
る。このため、隣り合うラインの平均的な記録濃度が異
なる場合には、摩擦力が変化して負荷変動が生じること
となり、カラー感熱記録紙の搬送速度が変化する。搬送
速度が変化すると、各発熱素子からカラー感熱記録紙が
受ける熱エネルギーが変わるため、印画濃度が変化す
る。負荷変動が小さい場合には問題はないが、負荷変動
が大きな場合には、かなり目立つスジ状の濃度ムラが発
生する。さらに、カラープリンタの場合には、記録濃度
が各色ごとに異なるため、色の再現性が劣化したり、あ
るいは各色の熱記録される位置がずれるために色ずれが
発生する。

【０００５】サーマルヘッドと記録紙との摩擦係数（摩
擦力）を一定にして印画品質の向上を図るために、特開
平８−２５８２９６号公報には、サーマルヘッドに圧電
素子を取り付け、感熱記録紙と平行・垂直な方向に振動
を与える機構を備えたサーマルプリンタが開示されてい
る。また、特許第２５８０５９７号公報には、記録シー
トの搬送量をモニターし、搬送量が理想移動特性から外
れた場合には、記録シートの搬送を行う駆動系の出力を
調節する記録シート搬送装置が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
８−２５８２９６号公報に開示されたサーマルプリンタ
では、圧電素子の振動により摩擦力の変動量は低減する
が、しかし完全に除去することはできず、一定の摩擦力
の変動分は残存している。この残存摩擦力によってカラ
ー感熱記録紙の搬送速度が減少するため、濃度ムラ及び
色ムラの発生を防ぐことができない。

【０００７】また、特許第２５８０５９７号公報に開示
された記録シート搬送装置では、摩擦係数の変化により
生じる速度変動量は、記録シートの搬送速度に対して小
さい場合が多く、駆動系を構成するモータの回転数を微
調整して速度変動に対応することは困難である。また、
負荷変動に基づいて、モータに接続されたギヤの歪みに
よって速度変動が生じた場合では、モータの回転数を変
化させて速度調整を行うと、ギヤに生じていた歪みの量
が変動することになるため、記録シートの搬送速度の変
動を修正することができない。

【０００８】本発明は上記問題点を考慮してなされたも
のであり、記録紙の搬送速度の変動による影響を除去し
て、印画ムラの発生を抑制するサーマルプリンタを提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のサーマルプリンタは、記録紙の搬送速度を
検出する速度検出手段と、搬送速度の変化に応じてサー
マルヘッドの発熱タイミングを変化する制御手段とを備
えたものである。

【００１０】また、速度検出手段は、感熱記録紙の搬送
とともに従動回転するローラ対と、このローラついに連
結され、記録紙の搬送速度を検出するロータリーエンコ
ーダとで構成したものである。

【００１１】また、速度検出手段は、記録紙の周辺部に
等間隔で設けられたタイミングマークと、このタイミン
グマークを検出するセンサであって、隣接したタイミン
グマークを検出する時間間隔から記録紙の搬送速度を検
出するようにしたものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明を実施したカラー感熱プリ
ンタの概略を示す図１において、カラー感熱記録紙１０
を、ロール状に巻き取った記録紙ロール１１がプリンタ
本体にセットされている。カラー感熱記録紙１０は、周
知のように、シアン感熱発色層、マゼンタ感熱発色層、
イエロー感熱発色層の３色の発色層と、透明な保護層と
が支持体上に順次層設されている。

【００１３】カラー感熱記録紙１０を構成する発色層の
うち、最上層のイエロー感熱発色層が最も熱感度が高
く、最下層のシアン感熱発色層が最も熱感度が低くなっ
ている。このため、イエロー感熱発色層の発色熱エネル
ギーが最も小さく、シアン感熱発色層の発色熱エネルギ
ーが最も大きい。また、マゼンタ感熱発色層は、３６５
ｎｍの紫外線に光定着性を有しており、イエロー感熱発
色層は４２０ｎｍの紫外線（近紫外線）に光定着性を有
している。

【００１４】記録紙ロールの１１の外周面には、記録紙
ロール１１からカラー感熱記録紙１０を取り出すための
給紙ローラ１２が当接している。この給紙ローラ１２
は、給紙用モータ１３によって駆動され、正逆両方向に
回転する。給紙ローラ１２が正方向（図中時計方向）に
回転すると、記録紙ロール１１は反時計方向に回転し
て、カラー感熱記録紙１０が送り出される。一方、給紙
ローラ１２が逆方向（図中反時計方向）に回転すると、
カラー感熱記録紙１０は記録紙ロール１１に巻き取られ
る。

【００１５】給紙ローラ１２の下流側には、キャプスタ
ンローラ１４とニップローラ１５とからなる搬送ローラ
対１６が配置されている。キャプスタンローラ１４は、
給紙用モータ１３によって正逆両方向に回転し、カラー
感熱記録紙１０を往復搬送する。ニップローラ１５は、
キャプスタンローラ１４との間でカラー感熱記録紙１０
をニップしたニップ位置と、カラー感熱記録紙１０から
離れたニップ解除位置との間で可動であり、カラー感熱
記録紙１０の搬送に伴って従動回転する。

【００１６】搬送ローラ対１６の下流側には、熱記録時
にカラー感熱記録紙１０を支持及び搬送するプラテンロ
ーラ１７と、その上部に配置されるサーマルヘッド１８
とが設けられている。プラテンローラ１７には搬送用モ
ータ２０が接続され、この搬送用モータ２０からの駆動
力によってプラテンローラ１７が正逆回転し、カラー感
熱記録紙１０が往復搬送する。また、搬送用モータ２０
に接続されたメカコントローラ２１は、搬送用モータ２
０を正逆回転させるための駆動パルスを発生すると同時
に、搬送用モータ２０に与えた駆動パルス数からカラー
感熱記録紙１０の搬送量を求める。

【００１７】サーマルヘッド１８は、複数の発熱素子を
ライン状に配列した発熱素子アレイ２２を先端に有して
おり、この発熱素子アレイ２２がカラー感熱記録紙１０
を圧接する記録位置と、カラー感熱記録紙１０の搬送路
から退避する非記録位置との間で図中上下方向に可動で
ある。なお、サーマルヘッド１８を固定し、その代わり
にプラテンローラ１７を上下動させても良い。

【００１８】サーマルヘッド１８はプリントコントロー
ラ２３に接続されており、このプリントコントローラ２
３により熱記録の制御が行われる。熱記録時には、プリ
ントコントローラ２３からのラインプリント信号によっ
て、サーマルヘッド１８による１ライン分の記録が開始
される。そして、各発熱素子が発熱し、カラー感熱記録
紙１０に発色熱エネルギーを与えて１ライン分のドット
を熱記録する。この発色熱エネルギーは、各感熱発色層
毎に一定の値であるバイアス熱エネルギーと、階調値す
なわち記録すべき画素の発色濃度に応じて変化する階調
熱エネルギーとから構成される。この階調熱エネルギー
は、各感熱発色層の特性曲線に基づいて定められる。

【００１９】サーマルヘッド１８の下流側には、従動ロ
ーラ２４と速度検出ローラ２５とが、カラー感熱記録紙
１０を挟むように配置されている。速度検出ローラ２５
はカラー感熱記録紙１０と当接しており、カラー感熱記
録紙１０の搬送によって、従動ローラ２５とともに回転
する。また、速度検出ローラ２５の回転軸にはロータリ
ーエンコーダ２５ａが設けられており、速度検出ローラ
２５が一定量回転する毎にパルスを発生してプリントコ
ントローラ３０に送る。

【００２０】サーマルヘッド１８の下流側には、カラー
感熱記録紙１０の搬送路上部に配置された固定刃２６
と、カラー感熱記録紙１０の搬送路下部に配置された可
動刃２７とで構成されるカッタが設けられている。可動
刃２７は、熱記録終了後に上方へ移動して、記録済みの
カラー感熱記録紙１０を記録紙ロール１１から切り離
す。

【００２１】カッタの下流側には、イエロー用紫外線ラ
ンプ３０、マゼンタ用紫外線ランプ３１、リフレクタ３
２からなる光定着器３３が配されている。イエロー用紫
外線ランプ３０は、波長４２０ｎｍに発光ピークを有す
る紫外光（近紫外光）を放出し、マゼンタ用紫外線ラン
プ３１は、波長３６５ｎｍに発光ピークを有する紫外光
を放出する。また、リフレクタ３２の内面には反射膜が
設けられており、後方に放射された紫外光をカラー感熱
記録紙１０へ向けて反射する。

【００２２】光定着器３３の下流側には、排紙用モータ
３４によって駆動されるキャプスタンローラ３５と、こ
れに圧接されるピンチローラ３６とで構成される排紙ロ
ーラ対３７が配置されている。カッタで切断されたシー
ト状のカラー感熱記録紙１０は、排紙ローラ対３７にニ
ップされて、排出口３８からプリンタ外部へと送り出さ
れる。

【００２３】次に、図２及び図３を用いて、プリントコ
ントローラ２３による熱記録の制御方法について説明す
る。ロータリーエンコーダ２５ａで発生するパルス信号
はプリントコントローラ２３に送られる。プリントコン
トローラ２３では、パルス信号の発生間隔からカラー感
熱記録紙１０の搬送速度Ｖを求める。ここで、記録すべ
きライン間隔をＬとしたとき、次のラインを記録するま
での時間ＴがＬ／Ｖで求められる。そして、時間Ｔが経
過したときにラインプリント開始信号を発生し、これに
基づいて各発熱素子の発熱を開始して各ドットを発色記
録する。

【００２４】図３は、感熱記録紙の搬送速度、感熱記録
紙の搬送量及びラインプリント開始信号のタイミングチ
ャートを表したものである。同図では、時間Ｔ１からＴ
２までの間に、カラー感熱記録紙１０の搬送速度が減少
した場合について示されている。プリントコントローラ
２３では、カラー感熱記録紙１０の搬送速度が減少した
ことを検出して、ラインプリント開始信号を発生すべき
時間を遅らせる。これにより、カラー感熱記録紙１０が
一定量δｘだけ搬送される毎にラインプリント開始信号
が発せられる。

【００２５】以下、上記構成による作用について説明す
る。プリント開始操作がなされると、給紙ローラ１２が
回転して記録紙ロール１１からカラー感熱記録紙１０を
送り出す。送り出されたカラー感熱記録紙１０が搬送ロ
ーラ対１６にニップされると、給紙用モータ１３によっ
てキャプスタンローラ１５が正方向に回転され、カラー
感熱記録紙１０をサーマルヘッド１８に向けて搬送す
る。また、図示しないセンサにより、カラー感熱記録紙
１０の先端がプラテンローラ１７の上部を通過したこと
が検出されると、メカコントローラ２１は搬送用モータ
２０を作動すると同時に、搬送用モータ２０に与えた駆
動パルス数のカウントを開始し、このカウント値からカ
ラー感熱記録紙１０の搬送量を算出する。

【００２６】カラー感熱記録紙１０は、プラテンローラ
１７とサーマルヘッド１８との間を通過して、さらに送
り出される。カラー感熱記録紙１０の搬送量が一定値に
達した時点で搬送用モータ２０が停止し、サーマルヘッ
ド１８は記録位置へ移動する。その後、プラテンローラ
１７は逆方向へと回転し、カラー感熱記録紙１０を巻き
戻し方向に搬送する。カラー感熱記録紙１０の記録領域
の後端がプラテンローラ１６の上部に到達すると、発熱
素子アレイ２２が所定の温度に発熱し、イエロー感熱発
色層にイエロー画像を１ラインずつ熱記録する。

【００２７】イエロー画像の熱記録中、ロータリーエン
コーダ２５ａは速度検出ローラ２５を介してカラー感熱
記録紙１０の搬送速度をモニターしている。プリントコ
ントローラ２３では、ロータリーエンコーダ２５ａから
伝達された搬送速度情報から、カラー感熱記録紙１０の
記録ライン間隔が一定に保たれるようにラインプリント
開始信号を発生する。これにより、各ラインのピッチが
一定となり、搬送速度の変動による濃度ムラ、色ズレの
発生が抑制される。

【００２８】イエロー画像の熱記録が終了すると、搬送
用モータ２０は停止し、サーマルヘッド１８は非記録位
置へと移動する。その後、プラテンローラ１７は正方向
に回転し、カラー感熱記録紙１０を送り出す。また、送
り出し方向への搬送と同時にイエロー用紫外線ランプ３
０が点灯する。カラー感熱記録紙１０が光定着器３３の
下を通過する間、記録エリアに紫外線（近紫外線）が照
射され、イエロー画像が光定着される。

【００２９】カラー感熱記録紙１０の記録エリア後端が
光定着器の下部を通過すると、搬送用モータ２０が停止
し、イエロー用紫外線ランプ３０が消灯する。そして、
サーマルヘッド１８が記録位置に移動してカラー感熱記
録紙１０を挟み込む。プラテンローラ１７は逆方向に回
転を始め、カラー感熱記録紙１０を再び巻き戻す。カラ
ー感熱記録紙１０の記録エリア後端がサーマルヘッド１
８に到達すると、各発熱素子が発熱し、イエロー画像と
同じ向きでマゼンタ画像が１ラインずつ熱記録される。
マゼンタ画像の熱記録中においても、速度検出ローラ２
５を介してカラー感熱記録紙１０の搬送速度のモニター
を行っており、搬送速度の変化に応じて発熱タイミング
を変化させ、記録ラインのピッチを一定にする。

【００３０】マゼンタ画像の熱記録が終了すると、サー
マルヘッド１８の非記録位置への移動と、カラー感熱記
録紙１０の送り出しとが開始される。それと同時に、マ
ゼンタ用紫外線ランプ３１が点灯し、カラー感熱記録紙
１０のマゼンタ感熱発色層が光定着される。光定着終了
後、マゼンタ用紫外線ランプ３１が消灯し、前述と同様
の手順でカラー感熱記録紙１０の３回目の巻き戻しを行
う。カラー感熱記録紙１０の記録エリアの後端がサーマ
ルヘッド１８に到達すると、各発熱素子が発熱して、シ
アン感熱発色層にシアン画像を１ラインずつ熱記録す
る。イエロー画像、マゼンタ画像の熱記録中と同様に、
カラー感熱記録紙１０の搬送速度の変化に応じて発熱タ
イミングを変化させる。

【００３１】シアン画像の熱記録が終了すると、カラー
感熱記録紙１０の送り出しが再開される。なお、シアン
感熱発色層は熱感度が非常に低く、通常の保存状態では
発色しないため、シアン感熱発色層には光定着性が与え
られていない。

【００３２】カラー感熱記録紙１０が一定量送り出され
ると搬送用モータ２０が停止し、排紙ローラ対３７がカ
ラー感熱記録紙１０をニップする。そして、可動刃２７
が移動してカラー感熱記録紙１０をカットする。その
後、排紙用モータ３４が作動し、カラー感熱記録紙１０
を排出口３８から排出する。

【００３３】上記実施形態では、ロータリーエンコーダ
２５ａを用いてカラー感熱記録紙１０の搬送速度を測定
しているが、図３に示すように、カラー感熱記録紙１０
の上部に配された光センサ４１によって、カラー感熱記
録紙１０の搬送速度を検出するようにしても良い。光セ
ンサ４１の内部には発光素子と受光素子とが備えられ、
カラー感熱記録紙１０に対して光照射して、その反射光
を検出する。また、カラー感熱記録紙１０の記録領域外
の一部分には、タイミングマーク４１が等間隔に設けら
れている。このタイミングマーク４１が光センサ４０の
下部を通過すると、光センサ４０で検出される信号がプ
リントコントローラ２３に送られる。光センサ４１はカ
ラー感熱記録紙１０から離れた位置に配されているた
め、カラー感熱記録紙１０との摩擦による記録位置ずれ
が発生することがない。

【００３４】また、磁気塗料でタイミングマークを記録
し、これを磁気ヘッドで検出しても良い。更に本発明
は、記録紙が直接に発色する感熱記録の他に、インクフ
イルムを使用した熱転写型のサーマルプリンタにも利用
することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のサーマル
プリンタでは、記録紙の搬送速度に応じて各ラインの熱
記録を行うタイミングを調節するようにしたから、記録
紙の搬送速度の変化による濃度ムラ及び色ズレの発生を
防止できる。また、記録紙のタイミングマークをセンサ
で検出することで記録紙の搬送速度を検出するから、記
録紙の搬送速度を検出する際に摩擦力が発生せず、安定
した動作が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】カラー感熱プリンタの構造を示す概略図であ
る。

【図２】熱記録の制御を行う方法を示すフローチャート
である。

【図３】感熱記録紙の搬送速度、感熱記録紙の搬送量及
びラインプリント開始信号のタイミングチャートであ
る。

【図４】光センサを設けて搬送速度を検出するようにし
たカラー感熱プリンタの要部概略図である。

【符号の説明】

１０ カラー感熱記録紙 １７ プラテンローラ １８ サーマルヘッド ２３ プリントコントローラ ２５ 速度検出ローラ ２５ａ ロータリーエンコーダ ４０ 光センサ ４１ タイミングマーク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録紙を搬送させながら、サーマルヘッ
   ドで１ラインずつ熱記録を行うサーマルプリンタにおい
   て、 前記記録紙の搬送速度を検出する速度検出手段と、 前記搬送速度の変化に応じて前記サーマルヘッドへの発
   熱タイミングを変化する制御手段とを備えたことを特徴
   とするサーマルプリンタ。
2. 【請求項２】 前記速度検出手段は、前記記録紙の搬送
   とともに従動回転するローラ対と、このローラ対に連結
   され、記録紙の搬送速度を検出するロータリーエンコー
   ダからなることを特徴とする請求項１記載のサーマルプ
   リンタ。
3. 【請求項３】 前記速度検出手段は、前記記録紙の周辺
   部に等間隔で設けられたタイミングマークと、このタイ
   ミングマークを検出するセンサであって、隣接したタイ
   ミングマークを検出する時間間隔から記録紙の搬送速度
   を検出することを特徴とする請求項１記載のサーマルプ
   リンタ。