JP2002283602A - Thermal head - Google Patents

Thermal head

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JP2002283602A
JP2002283602A JP2001091833A JP2001091833A JP2002283602A JP 2002283602 A JP2002283602 A JP 2002283602A JP 2001091833 A JP2001091833 A JP 2001091833A JP 2001091833 A JP2001091833 A JP 2001091833A JP 2002283602 A JP2002283602 A JP 2002283602A
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JP
Japan
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heating element
heater
thermal head
recording paper
recording
Prior art date
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Application number
JP2001091833A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Taima
隆司 當間
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prolong the lifetime of the heating elements in a thermal head and to lessen loss of thermal energy. SOLUTION: A heater 15 and a circuit board 16 are provided on the insulation layer 12 of a holding member 11 and an alumina substrate 20, on which a heating element array 18 is formed, is bonded onto the insulation layer 12 to cover the heater 15. A heater drive circuit and a heating element drive circuit are provided on the circuit board 16. A heat sink 21 incorporating a temperature sensor 22 is fixed to the lower surface of the holding member 11. The heater 15 is controlled by the heater drive circuit based on the temperature of the alumina substrate 20 measured by the temperature sensor 22 to heat the heating element array 18 through the alumina substrate 20 thus generating a specified bias thermal energy for each recording color. Each heating element in the heating element array 18 is driven by the heating element drive circuit to generate gradation thermal energy which is imparted to a recording sheet along with the bias thermal energy so that each pixel develops a color with an appropriate density.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、サーマルヘッドに
関し、更に詳しくは発熱素子の寿命を長くし、熱エネル
ギーのロスを軽減するサーマルヘッドに関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermal head, and more particularly, to a thermal head for extending the life of a heating element and reducing heat energy loss.

【0002】[0002]

【従来の技術】サーマルヘッドは、一般に、アルミナ等
からなる基板の上にグレーズドガラスが塗布され、この
上に発熱素子,電極が積層され、更にこの上に耐磨耗性
の保護膜が設けられている。前記グレーズドガラスは蓄
熱性を有しているため、発熱素子が発熱を繰り返すと、
サーマルヘッドの温度が徐々に上昇し、熱記録を開始し
た当初に比べて同じ階調レベルの画素でも適正な濃度よ
り高い濃度に記録される。
2. Description of the Related Art In general, a thermal head has a substrate made of alumina or the like coated with glazed glass, a heating element and electrodes laminated thereon, and a wear-resistant protective film provided thereon. ing. Since the glazed glass has heat storage properties, when the heating element repeats heat generation,
The temperature of the thermal head gradually rises, and pixels having the same gradation level as those at the beginning of the thermal recording are recorded at a density higher than the appropriate density.

【0003】このような欠点を改善するため、例えば特
開平7−52430号公報記載の昇華型や溶融型の熱転
写記録に用いられるサーマルヘッドは、通常の基板に用
いられるアルミナやステンレスより熱伝導率が大きな材
料から基板を形成し、一対の補助発熱用電極により基板
を発熱する。この基板の発熱温度を一定に保つように補
助発熱用電極への通電を制御することにより発熱素子近
傍の温度を一定に保つことができるから、記録時間が経
過しても階調レベルが同じ画素は同じ濃度に記録され
る。
In order to improve such a defect, for example, a thermal head used for sublimation type or fusion type thermal transfer recording described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-52430 has a higher thermal conductivity than alumina or stainless steel used for a normal substrate. Forms a substrate from a large material, and heats the substrate with a pair of auxiliary heating electrodes. By controlling energization to the auxiliary heating electrode so as to keep the heating temperature of the substrate constant, the temperature in the vicinity of the heating element can be kept constant. Are recorded at the same density.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記公報記載のような
サーマルヘッドは熱転写用であるから、各発熱素子が発
生する熱エネルギーは、各画素の階調レベルに応じた階
調表現用熱エネルギーのみである。しかしながら、発色
する色が異なる複数の感熱発色層が層設されたカラー感
熱記録紙を熱記録する場合には、カラー感熱記録紙の各
感熱発色層を発色させるために必要な熱エネルギーが大
きく異なっており、深層の感熱発色層ほど高い熱エネル
ギーが必要である。このため、サーマルヘッドの発熱素
子にかかる負荷が大きくなり、発熱素子の寿命が短くな
る。
Since the thermal head described in the above publication is for thermal transfer, the thermal energy generated by each heating element is only the thermal energy for gradation expression corresponding to the gradation level of each pixel. It is. However, when thermal recording is performed on a color thermosensitive recording paper on which a plurality of thermosensitive coloring layers having different colors are formed, the heat energy required for coloring each thermosensitive coloring layer of the color thermosensitive recording paper greatly differs. Therefore, the deeper the heat-sensitive coloring layer, the higher the heat energy is required. For this reason, the load applied to the heating element of the thermal head increases, and the life of the heating element is shortened.

【0005】また、一般に、サーマルヘッドには、上記
基板を保持する保持部材の蓄熱を防止するために、放熱
用のヒートシンクが取り付けられている。このヒートシ
ンクの放熱効果のために熱エネルギーのロスが生じる
が、上述したような昇華型熱転写記録に用いるサーマル
ヘッドでは、発熱量が小さいため、ヒートシンクも小さ
いもので済み、ヒートシンクによる熱エネルギーのロス
も小さい。ところが、カラー感熱記録紙を記録するため
のサーマルヘッドでは、深層の感熱発色層を発色させる
際の発熱量が大きいため、比較的大きなヒートシンクが
取り付けられており、熱エネルギーのロスも大きくな
る。
In general, a heat sink for heat dissipation is attached to the thermal head in order to prevent the holding member holding the substrate from storing heat. Although heat energy loss occurs due to the heat radiation effect of the heat sink, the thermal head used for sublimation-type thermal transfer recording as described above generates a small amount of heat. small. However, in a thermal head for recording color thermosensitive recording paper, since a large amount of heat is generated when a deep thermosensitive coloring layer is colored, a relatively large heat sink is attached, and heat energy loss is also large.

【0006】本発明は、発熱素子の寿命を長くし、熱エ
ネルギーのロスを軽減できるサーマルヘッドを提供する
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a thermal head that can prolong the life of a heating element and reduce heat energy loss.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のサーマルヘッドは、発熱素子アレイが形成
された基板を板状の保持部材の一面側に設けたサーマル
ヘッドにおいて、前記保持部材と基板との間に基板を加
熱するヒータを設けたものである。また、前記保持部材
は熱伝動性を有し、前記保持部材の他面側に放熱用部材
を設けるとともに、前記保持部材または放熱用部材に、
前記基板の温度を測定する温度センサを組み込んだもの
である。また、前記ヒータの数は、前記発熱素子アレイ
を構成する発熱素子の数と同じか又はより少ないもので
ある。また、前記温度センサは、前記ヒータと同じ数又
はそれ以上設けられているものである。また、前記ヒー
タは印刷によって形成したものである。
In order to achieve the above object, a thermal head according to the present invention is characterized in that a substrate on which a heating element array is formed is provided on one surface of a plate-like holding member. A heater for heating the substrate is provided between the member and the substrate. In addition, the holding member has heat conductivity, and a heat dissipation member is provided on the other surface side of the holding member, and the holding member or the heat dissipation member includes
A temperature sensor for measuring the temperature of the substrate is incorporated. Further, the number of the heaters is equal to or less than the number of the heating elements constituting the heating element array. The number of the temperature sensors is equal to or larger than the number of the heaters. Further, the heater is formed by printing.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】カラー感熱記録紙(以下単に記録
紙という)1の層構造の一例を示す図1において、記録
紙1は、支持体2の上に、シアン感熱発色層3,365
nmの紫外線に光定着性を有するマゼンタ感熱発色層
4,420nmの近紫外線に光定着性を有するイエロー
感熱発色層5,保護層6が順次層設されている。これら
の各感熱発色層3〜5は熱記録される順番に層設されて
いるが、 例えばマゼンタ,イエロー,シアンの順番に熱
記録する場合には、イエロー感熱発色層5とマゼンタ感
熱発色層4とが入れ換えられる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In FIG. 1 showing an example of a layer structure of a color thermosensitive recording paper (hereinafter simply referred to as a recording paper) 1, a recording paper 1 is provided on a support 2 and a cyan thermosensitive coloring layer 3, 365.
A magenta thermosensitive coloring layer 4 having photo-fixing property to ultraviolet rays of 4 nm, a yellow thermosensitive coloring layer 5 having a photo-fixing property to near ultraviolet rays of 420 nm, and a protective layer 6 are sequentially provided. These thermosensitive coloring layers 3 to 5 are provided in the order of thermal recording. For example, when thermal recording is performed in the order of magenta, yellow, and cyan, the yellow thermosensitive coloring layer 5 and the magenta thermosensitive coloring layer 4 are used. Is replaced.

【0009】各感熱発色層3〜5の発色特性を示す図2
において、各感熱発色層3〜5は、深層になるほど発色
するために大きな発色熱エネルギーが必要であり、この
記録紙1では、イエロー感熱発色層3の発色熱エネルギ
ーが最も低く、シアン感熱発色層3の発色熱エネルギー
が最も高い。
FIG. 2 showing the coloring characteristics of each of the thermosensitive coloring layers 3-5.
In each of the thermosensitive coloring layers 3 to 5, the deeper the layer, the greater the color developing heat energy is required to develop a color. As for the recording paper 1, the yellow thermosensitive coloring layer 3 has the lowest coloring thermal energy, and the cyan thermosensitive coloring layer No. 3 has the highest coloring heat energy.

【0010】また、イエローの画素を記録する場合に
は、イエロー用のバイアス熱エネルギーEbyに階調熱
エネルギーEgyを加えた熱エネルギーが記録紙1に与
えられる。バイアス熱エネルギーEbyは、イエロー感
熱発色層3が発色する直前の熱エネルギーであり、階調
熱エネルギーEgyは、記録すべき画素の発色濃度すな
わちイエロー画像の階調レベルに応じて決められる。な
お、マゼンタ,シアンについても同様であり、記号Eb
m,Egm,Ebc,Egcを付してある。
When recording a yellow pixel, the recording paper 1 is supplied with heat energy obtained by adding gradation heat energy Egy to bias heat energy Eby for yellow. The bias thermal energy Eby is thermal energy immediately before the yellow thermosensitive coloring layer 3 develops a color, and the grayscale thermal energy Egy is determined according to the color density of the pixel to be recorded, that is, the grayscale level of the yellow image. The same applies to magenta and cyan, and the symbol Eb
m, Egm, Ebc, and Egc.

【0011】記録紙1の各感熱発色層3〜5を発色記録
するサーマルヘッドを示す図3において、サーマルヘッ
ド10は、アルミから形成した板状の保持部材11の上
面に絶縁層12を形成し、この上に前記バイアス熱エネ
ルギーEby,Ebm,Ebcを順次に発生する薄膜状
のヒータ15と回路基板16とを設けてある。また、前
記階調熱エネルギーEgy,Egm,Egcを発生する
多数の発熱素子を図面と垂直な方向にライン状に配列し
た発熱素子アレイ18をアルミナ基板20の上に形成
し、このアルミナ基板20をヒータ15を覆うように、
絶縁層12の表面に接着してある。
Referring to FIG. 3, which shows a thermal head for coloring and recording each of the thermosensitive coloring layers 3 to 5 of the recording paper 1, a thermal head 10 has an insulating layer 12 formed on an upper surface of a plate-like holding member 11 made of aluminum. Further, a thin film heater 15 for sequentially generating the bias thermal energy Eby, Ebm, Ebc and a circuit board 16 are provided thereon. Further, a heating element array 18 in which a large number of heating elements for generating the gradation thermal energies Egy, Egm, Egc are arranged in a line in a direction perpendicular to the drawing is formed on an alumina substrate 20. So as to cover the heater 15
It is adhered to the surface of the insulating layer 12.

【0012】前記ヒータ15は、例えば酸化ルテニウム
(Ru2 O)系のペーストから構成されており、周知の
ようにスクリーン印刷により膜形成とパターン形成とが
行われる。また、ヒータ15と回路基板16とを接続す
る導通線17の形成には、例えばAg−Pd,Auペー
スト等が用いられる。
The heater 15 is made of, for example, a ruthenium oxide (Ru 2 O) -based paste, and a film and a pattern are formed by screen printing as is well known. In addition, for example, Ag-Pd, Au paste, or the like is used to form the conductive line 17 that connects the heater 15 and the circuit board 16.

【0013】前記回路基板16には、前記ヒータ15を
駆動するヒータ駆動回路と、発熱素子アレイ18を駆動
する発熱素子駆動回路とが形成されている。また、保持
部材11の下面には、ヒートシンク21が取り付けられ
ている。このヒートシンク21には、ヒータ15の発熱
によって変化するアルミナ基板20の温度を測定する温
度センサ22が組み込まれている。
A heater driving circuit for driving the heater 15 and a heating element driving circuit for driving the heating element array 18 are formed on the circuit board 16. A heat sink 21 is attached to the lower surface of the holding member 11. The heat sink 21 incorporates a temperature sensor 22 that measures the temperature of the alumina substrate 20 that changes due to the heat generated by the heater 15.

【0014】1個のヒータ15と1個の温度センサ22
とを1組としてヒータ15の温度制御を行う。ヒータ1
5と温度センサ22との組の数を多くすると、アルミナ
基板20の温度制御を精度良く行うことができ、ヒート
シンク21のサイズを小さくすることができるが、これ
に相反して、サーマルヘッド10がコスト高になる。本
実施形態では、これを考慮して、図4に示すように、ヒ
ータ15と温度センサ22との組を発熱素子アレイ18
の長手方向に沿って2組としている。
One heater 15 and one temperature sensor 22
The temperature control of the heater 15 is performed as a set. Heater 1
Increasing the number of pairs of 5 and the temperature sensor 22 enables accurate control of the temperature of the alumina substrate 20 and the size of the heat sink 21, but on the contrary, the thermal head 10 Increases cost. In the present embodiment, in consideration of this, as shown in FIG. 4, a set of the heater 15 and the temperature sensor 22 is connected to the heating element array 18.
Along the longitudinal direction.

【0015】発熱素子アレイ18は、図5に示すよう
に、アルミナ基板20の上面に円柱面状の部分グレーズ
24が形成され、さらに抵抗体25が積層されている。
この抵抗体25の上に一対の電極26,27が互いに離
間して接合されている。電極26,27の間にある抵抗
体25の部分によって階調表現用の発熱素子28が構成
され、電極26,27間に電圧をかけると発熱素子28
が発熱する。電極26,27は、図面と垂直な方向にラ
イン状に多数組設けられている。また、抵抗体25,電
極26,27の上には、耐磨耗層29が設けられてい
る。
As shown in FIG. 5, the heating element array 18 has a columnar partial glaze 24 formed on the upper surface of an alumina substrate 20 and a resistor 25 laminated thereon.
On the resistor 25, a pair of electrodes 26 and 27 are joined while being separated from each other. The heating element 28 for gradation expression is constituted by the portion of the resistor 25 between the electrodes 26 and 27. When a voltage is applied between the electrodes 26 and 27, the heating element 28
Generates heat. A large number of sets of electrodes 26 and 27 are provided in a line in a direction perpendicular to the drawing. Further, a wear-resistant layer 29 is provided on the resistor 25 and the electrodes 26 and 27.

【0016】カラー感熱プリンタ30を示す図6におい
て、長尺の記録紙1がロール1aで給紙部にセットされ
る。記録紙1は、給紙ローラ対31によって直線状の搬
送路32内に給紙される。給紙された記録紙1は、搬送
ローラ対33にニップされ、記録位置に送られる。記録
位置には、サーマルヘッド10と、これに対面して記録
紙1をサーマルヘッド10に押しつけるプラテンローラ
34とが設けられている。
In FIG. 6, which shows the color thermal printer 30, a long recording paper 1 is set in a paper feeding section by a roll 1a. The recording paper 1 is fed into a linear conveyance path 32 by a pair of feed rollers 31. The fed recording paper 1 is nipped by a pair of transport rollers 33 and sent to a recording position. At the recording position, a thermal head 10 and a platen roller 34 for pressing the recording paper 1 against the thermal head 10 facing the thermal head 10 are provided.

【0017】プラテンローラ34の近傍には搬送ローラ
対35が設けられ、これより下流には、熱記録された記
録紙1を光定着するイエロー用光定着器37,マゼンタ
用光定着器38と、熱記録及び光定着が終了した記録紙
1を外部のトレー(図示せず)に向けて排紙する排紙ロ
ーラ対39とが設けられている。
A conveyance roller pair 35 is provided near the platen roller 34, and downstream of the conveyance roller pair 35, a yellow light fixing device 37 for optically fixing the recording paper 1 on which heat has been recorded, a magenta light fixing device 38, A paper discharge roller pair 39 for discharging the recording paper 1 on which the thermal recording and the optical fixing have been completed toward an external tray (not shown) is provided.

【0018】前記イエロー用光定着器37は、発光ピー
クがほぼ420nmの近紫外線を放出する棒状をした紫
外線ランプ37aとリフレクタ37bとからなる。ま
た、マゼンタ用光定着器38は、発光ピークがほぼ36
5nmの紫外線を放出する紫外線ランプ38aとリフレ
クタ38bとからなる。
The yellow light fixing device 37 is composed of a rod-shaped ultraviolet lamp 37a emitting near-ultraviolet light having an emission peak of approximately 420 nm and a reflector 37b. The magenta optical fixing device 38 has an emission peak of approximately 36.
An ultraviolet lamp 38a that emits 5 nm ultraviolet light and a reflector 38b are provided.

【0019】搬送ローラ対33,35及び排紙ローラ対
39は、搬送モータ41によって駆動され、記録紙1を
送り出し方向αと、巻き戻し方向βとに向けて搬送す
る。記録紙1は、搬送ローラ対33,35及び排紙ロー
ラ対39により搬送路32内で往復搬送され、その間に
サーマルヘッド10でイエロー,マゼンタ,シアンの画
像を面順次に記録する。プリントされた記録紙1は、給
紙ローラ対31と搬送ローラ対33との間に設けられた
カッター42により所定サイズにカットされて排紙され
る。なお、記録紙1は長尺の記録紙でなくてもよく、予
め所定サイズにカットされたシート状の記録紙を使用し
てもよい。
The pair of transport rollers 33 and 35 and the pair of discharge rollers 39 are driven by a transport motor 41 to transport the recording paper 1 in a feed direction α and a rewind direction β. The recording paper 1 is reciprocated in the transport path 32 by a pair of transport rollers 33 and 35 and a pair of paper discharge rollers 39, during which the thermal head 10 records yellow, magenta, and cyan images in a frame-sequential manner. The printed recording paper 1 is cut into a predetermined size by a cutter 42 provided between the paper feed roller pair 31 and the transport roller pair 33, and is discharged. Note that the recording paper 1 does not have to be a long recording paper, and a sheet-like recording paper cut in advance to a predetermined size may be used.

【0020】カラー感熱プリンタ30の電気的構成を示
す図7において、システムコントローラ45には、画像
信号処理部46,搬送モータドライバ47,ランプ駆動
部48,前記回路基板16のヒータ駆動回路50,発熱
素子駆動回路51が接続されている。また、プリント指
示は、操作部52によって行われる。画像信号処理部4
6は、入力された画像データに色補正や階調補正等の画
像処理を施して発熱素子駆動回路51に送る。この発熱
素子駆動回路51は、画像処理された画像データを各画
素の階調レベルに応じた駆動電圧値に変換して各発熱素
子28を駆動する。
In FIG. 7, which shows the electrical configuration of the color thermal printer 30, a system controller 45 includes an image signal processing section 46, a transport motor driver 47, a lamp drive section 48, a heater drive circuit 50 of the circuit board 16, The element drive circuit 51 is connected. The print instruction is issued by the operation unit 52. Image signal processing unit 4
6 performs image processing such as color correction and gradation correction on the input image data, and sends the image data to the heating element drive circuit 51. The heating element driving circuit 51 drives the heating elements 28 by converting the image data subjected to the image processing into a driving voltage value corresponding to the gradation level of each pixel.

【0021】ヒータ駆動回路50は、システムコントロ
ーラ45からの信号に基づいて、記録する画像の色毎に
予め設定された電圧値でヒータ15を駆動する。また、
システムコントローラ45は、アルミナ基板20の温度
が目標温度(発熱素子アレイ18の温度がバイアス熱エ
ネルギーEby,Ebm,Ebcとなる時のアルミナ基
板20の温度)を越えないように、温度センサ22から
の測定値に基づいてヒータ駆動回路50に温度調節信号
を送る。ヒータ駆動回路50は、この信号を受けると、
ヒータ15への通電をオン/オフすることで温度調節を
行う。なお、前記目標温度は、例えばイエロー画像記録
時は35℃,マゼンタ画像記録時は55℃,シアン画像
記録時は70℃とする。
The heater drive circuit 50 drives the heater 15 at a voltage value set in advance for each color of an image to be printed, based on a signal from the system controller 45. Also,
The system controller 45 sends a signal from the temperature sensor 22 so that the temperature of the alumina substrate 20 does not exceed the target temperature (the temperature of the alumina substrate 20 when the temperature of the heating element array 18 becomes the bias thermal energy Eby, Ebm, Ebc). A temperature control signal is sent to the heater drive circuit 50 based on the measured value. Upon receiving this signal, the heater driving circuit 50
The temperature is adjusted by turning on / off the power supply to the heater 15. The target temperature is, for example, 35 ° C. for yellow image recording, 55 ° C. for magenta image recording, and 70 ° C. for cyan image recording.

【0022】搬送モータドライバ47は、搬送モータ4
1を駆動する。システムコントローラ45は、先端検出
センサが記録紙1の先端を検出すると、カウンタを作動
させて記録紙1の搬送量を測定する。記録紙1のプリン
トサイズ、記録開始位置及び記録終了位置は、予め所定
値が設定されており、カウンタのカウント値に基づい
て、記録紙1の搬送量が制御される。ランプ駆動部48
は、システムコントローラ45からの信号に基づいて各
定着ランプ37a,38aの点灯及び消灯を行う。
The transport motor driver 47 includes the transport motor 4
1 is driven. When the leading edge detection sensor detects the leading edge of the recording paper 1, the system controller 45 operates a counter to measure the transport amount of the recording paper 1. The print size, recording start position, and recording end position of the recording paper 1 are set to predetermined values in advance, and the transport amount of the recording paper 1 is controlled based on the count value of the counter. Lamp drive unit 48
Turns on and off the fixing lamps 37a and 38a based on a signal from the system controller 45.

【0023】上記構成による作用について図8に示すフ
ローチャートを参照しながら説明する。カラー感熱プリ
ンタ30にプリント指示がなされると、搬送モータ41
が正転を開始して、給紙ローラ対31にニップされた記
録紙1が搬送路内に給紙される。この時、記録紙1の先
端が検出されて、記録紙1の搬送量のカウントが開始さ
れる。また、これと同時に、システムコントローラ45
はヒータ駆動回路50に指令信号を送出し、所定の電圧
値でヒータ15を駆動する。
The operation of the above configuration will be described with reference to the flowchart shown in FIG. When a print instruction is given to the color thermal printer 30, the transport motor 41
Starts normal rotation, and the recording paper 1 nipped by the paper feed roller pair 31 is fed into the transport path. At this time, the leading end of the recording paper 1 is detected, and counting of the transport amount of the recording paper 1 is started. At the same time, the system controller 45
Sends a command signal to the heater drive circuit 50 to drive the heater 15 at a predetermined voltage value.

【0024】ヒータ15の発熱温度は、アルミナ基板2
0を介して発熱素子アレイ18に伝わる。アルミナ基板
20の温度は、温度センサ22によって測定されてシス
テムコントローラ45に入力される。システムコントロ
ーラ45は、温度センサ22による測定値が目標温度3
5℃になるようにヒータ駆動回路50によりヒータ15
の駆動をオン/オフする。温度センサ22による測定値
が目標温度35℃で安定した時には、発熱素子アレイ1
8が記録紙1に与える熱エネルギーが一定のバイアス熱
エネルギーEbyとなる。なお、この時点では、発熱素
子アレイ18は記録紙1に押し当てられていないから、
未だ記録紙1はバイアス加熱されていない。
The heating temperature of the heater 15 depends on the alumina substrate 2
0 to the heating element array 18. The temperature of the alumina substrate 20 is measured by the temperature sensor 22 and input to the system controller 45. The system controller 45 determines that the value measured by the temperature sensor 22 is the target temperature 3
The heater 15 is controlled by the heater drive circuit 50 so that the temperature of the heater
On / off. When the value measured by the temperature sensor 22 is stabilized at the target temperature of 35 ° C., the heating element array 1
The thermal energy given by 8 to the recording paper 1 becomes a constant bias thermal energy Eby. At this time, since the heating element array 18 is not pressed against the recording paper 1,
The recording paper 1 has not yet been bias-heated.

【0025】記録紙1が搬送ローラ対33により搬送さ
れてサーマルヘッド10を通過し、記録紙1の先端が搬
送ローラ対35にニップされると、記録紙1がいったん
停止する。シフト機構によってサーマルヘッド10が移
動し、発熱素子アレイ18が記録紙1に押し当てられ
る。搬送モータ41が正転し、記録紙1が送り出し方向
に搬送され、記録開始位置がサーマルヘッド10に達す
ると、まず、イエロー画像の記録が開始される。
When the recording sheet 1 is conveyed by the pair of conveying rollers 33 and passes through the thermal head 10 and the leading end of the recording sheet 1 is nipped by the pair of conveying rollers 35, the recording sheet 1 stops once. The thermal head 10 is moved by the shift mechanism, and the heating element array 18 is pressed against the recording paper 1. When the transport motor 41 rotates forward and the recording paper 1 is transported in the feeding direction, and the recording start position reaches the thermal head 10, first, the recording of the yellow image is started.

【0026】イエロー画像データは、画像信号処理部4
6により色補正や階調補正等の画像処理が施された後、
発熱素子駆動回路51に送られる。発熱素子駆動回路5
1は、イエロー画像データを各画素の階調レベルに応じ
た駆動電圧値に変換して各発熱素子28を駆動する。各
発熱素子28は、イエロー画像の各画素の階調を表現す
るための階調熱エネルギーEgyを記録紙1に与えるよ
うに駆動されるとともに、ヒータ15の発熱により発熱
素子アレイ18がバイアス熱エネルギーEbyを記録紙
1に与えるから、記録紙1にはバイアス熱エネルギーE
byと階調熱エネルギーEgyとを合計した発色熱エネ
ルギーEyが与えられる。これによりイエロー感熱発色
層5にイエロー画像が1ラインずつ記録される。
The yellow image data is sent to the image signal processing unit 4
6. After image processing such as color correction and gradation correction is performed by 6,
It is sent to the heating element drive circuit 51. Heating element drive circuit 5
1 drives each heating element 28 by converting the yellow image data into a driving voltage value corresponding to the gradation level of each pixel. Each heating element 28 is driven so as to give the recording paper 1 gradation thermal energy Egy for expressing the gradation of each pixel of the yellow image, and the heating element array 18 is biased by the heat generated by the heater 15. Since Eby is applied to the recording paper 1, the bias heat energy E is applied to the recording paper 1.
The coloring heat energy Ey obtained by adding the by-by and the gradation heat energy Egy is given. Thus, a yellow image is recorded on the yellow thermosensitive coloring layer 5 line by line.

【0027】また、イエロー画像の記録が開始される
と、イエロー用光定着器37の定着ランプ37aが点灯
する。記録紙1がイエロー用光定着器37に達すると、
記録紙1に紫外線が照射されてイエロー感熱発色層5が
光定着される。この光定着が終了すると、シフト機構に
よってサーマルヘッド10が移動し、発熱素子アレイ1
8が記録紙1への押し当て位置から退避された後、搬送
モータ41が逆転して記録紙1を巻き戻し方向に搬送す
る。また、定着ランプ37aが消灯される。
When the recording of the yellow image is started, the fixing lamp 37a of the yellow optical fixing device 37 is turned on. When the recording paper 1 reaches the light fixing device 37 for yellow,
The recording paper 1 is irradiated with ultraviolet rays, and the yellow thermosensitive coloring layer 5 is optically fixed. When the optical fixing is completed, the thermal head 10 is moved by the shift mechanism, and the heating element array 1 is moved.
After the sheet 8 is retracted from the position where the sheet 8 is pressed against the recording sheet 1, the conveying motor 41 rotates in the reverse direction to convey the recording sheet 1 in the rewinding direction. Further, the fixing lamp 37a is turned off.

【0028】記録紙1の巻き戻し中にヒータ15の駆動
電圧値がイエロー用からマゼンタ用に切り換えられると
ともに、アルミナ基板20の目標温度が35℃から55
℃に変更される。記録紙1の記録開始位置がサーマルヘ
ッド10に達すると、搬送モータ41が一旦停止して発
熱素子アレイ18が記録紙1に押し当てられ、搬送モー
タ41が正転に切り換えられるとともに、マゼンタ画像
データが画像信号処理部46を経て発熱素子駆動回路5
1に送られる。この発熱素子駆動回路51は、マゼンタ
画像データを各画素の階調レベルに応じた駆動電圧値に
変換して各発熱素子28を駆動する。
While the recording paper 1 is being rewound, the drive voltage value of the heater 15 is switched from yellow to magenta, and the target temperature of the alumina substrate 20 is changed from 35.degree.
° C. When the recording start position of the recording paper 1 reaches the thermal head 10, the transport motor 41 temporarily stops, the heating element array 18 is pressed against the recording paper 1, the transport motor 41 is switched to the normal rotation, and the magenta image data is changed. Is the heating element driving circuit 5 through the image signal processing unit 46.
Sent to 1. The heating element drive circuit 51 drives each heating element 28 by converting magenta image data into a drive voltage value corresponding to the gradation level of each pixel.

【0029】各発熱素子28は、マゼンタ画像の各画素
の階調を表現する階調熱エネルギーEgmを記録紙1に
与えるとともに、ヒータ15の発熱によりアルミナ基板
20を介して発熱素子アレイ18がバイアス熱エネルギ
ーEbmを記録紙1に与える。したがって、記録紙1に
は、バイアス熱エネルギーEbmと階調熱エネルギーE
gmとを合計した発色熱エネルギーEmが与えられ、マ
ゼンタ感熱発色層4にマゼンタ画像が1ラインずつ記録
される。
Each heating element 28 applies gradation heat energy Egm representing the gradation of each pixel of the magenta image to the recording paper 1, and the heating element array 18 biases the heating element array 18 via the alumina substrate 20 by the heat generated by the heater 15. The thermal energy Ebm is given to the recording paper 1. Accordingly, the recording paper 1 has the bias heat energy Ebm and the gradation heat energy Ebm.
gm and the total heat energy Em is given, and a magenta image is recorded on the magenta thermosensitive coloring layer 4 line by line.

【0030】マゼンタ画像の記録開始と同時に、マゼン
タ用光定着器38の定着ランプ38aが点灯し、マゼン
タ画像が記録された記録紙1がマゼンタ用光定着器38
に到達すると、記録紙1に定着ランプ38aからの紫外
線が照射され、マゼンタ感熱発色層4が光定着される。
マゼンタ感熱発色層4の光定着が終了すると、発熱素子
アレイ18が記録紙1への押し当て位置から退避され、
搬送モータ41が逆転して、記録紙1が再び巻き戻され
る。
Simultaneously with the start of recording of the magenta image, the fixing lamp 38a of the magenta optical fixing device 38 is turned on, and the recording paper 1 on which the magenta image is recorded is moved to the magenta optical fixing device 38.
Is reached, the recording paper 1 is irradiated with ultraviolet rays from the fixing lamp 38a, and the magenta thermosensitive coloring layer 4 is optically fixed.
When the light fixing of the magenta thermosensitive coloring layer 4 is completed, the heating element array 18 is retracted from the position where the heating element array 18 is pressed against the recording paper 1, and
The transport motor 41 rotates in the reverse direction, and the recording paper 1 is rewound again.

【0031】記録紙1の巻き戻し中にヒータ15の駆動
電圧値がマゼンタ用からシアン用に切り換えられるとと
もに、アルミナ基板20の目標温度が55℃から70℃
に変更される。記録紙1の記録開始位置がサーマルヘッ
ド10に達すると、搬送モータ41が一旦停止して発熱
素子アレイ18が記録紙1に押し当てられ、搬送モータ
41が正転に切り換えられるとともに、シアン画像デー
タが画像信号処理部46を経て発熱素子駆動回路51に
送られる。この発熱素子駆動回路51は、シアン画像デ
ータを各画素の階調レベルに応じた駆動電圧値に変換し
て各発熱素子28を駆動する。
While the recording paper 1 is being rewound, the drive voltage value of the heater 15 is switched from magenta to cyan, and the target temperature of the alumina substrate 20 is from 55 ° C. to 70 ° C.
Is changed to When the recording start position of the recording paper 1 reaches the thermal head 10, the transport motor 41 stops temporarily, the heating element array 18 is pressed against the recording paper 1, the transport motor 41 is switched to the normal rotation, and the cyan image data is changed. Is sent to the heating element drive circuit 51 via the image signal processing section 46. The heating element drive circuit 51 drives each heating element 28 by converting the cyan image data into a drive voltage value corresponding to the gradation level of each pixel.

【0032】各発熱素子28は、シアン画像の各画素の
階調を表現する階調熱エネルギーEgcを記録紙1に与
えるとともに、ヒータ15の発熱によりアルミナ基板2
0を介して発熱素子アレイ18がバイアス熱エネルギー
Ebcを記録紙1に与える。したがって、記録紙1に
は、バイアス熱エネルギーEbcと階調熱エネルギーE
gcとを合計した発色熱エネルギーEcが与えられ、シ
アン感熱発色層3にシアン画像が1ラインずつ記録され
る。シアン画像の記録が終了すると、さらに記録紙1は
送り出し方向に搬送されて、カッター42でシートに切
り離されてカラー感熱プリンタ30の外に設けられたト
レーに排紙される。
Each heating element 28 applies gradation heat energy Egc representing the gradation of each pixel of the cyan image to the recording paper 1 and generates heat from the heater 15 to the alumina substrate 2.
The heating element array 18 gives the bias heat energy Ebc to the recording paper 1 via the line 0. Therefore, the recording paper 1 has the bias heat energy Ebc and the gradation heat energy Ebc.
gc is added to the heat energy Ec, and a cyan image is recorded on the cyan thermosensitive coloring layer 3 line by line. When the recording of the cyan image is completed, the recording paper 1 is further conveyed in the feeding direction, cut into sheets by the cutter 42, and discharged to a tray provided outside the color thermal printer 30.

【0033】このように、バイアス加熱はヒータ15に
よって行われ、各発熱素子28は階調加熱のみを行えば
よいので、各発熱素子28にかかる負荷は小さくなり、
各発熱素子28の寿命が延びる。また、バイアス加熱,
階調加熱の各制御は、ヒータ駆動回路50,発熱素子駆
動回路51が分担して行うので、各回路構成が簡単にな
る。また、発熱素子28の応答性が向上し、最もパワー
を必要とする黒文字の記録時にも尾引き現象や立ち上が
り時のシャープネスが大幅に改善される。
As described above, since bias heating is performed by the heater 15 and each heating element 28 only needs to perform gradation heating, the load applied to each heating element 28 is reduced.
The life of each heating element 28 is extended. Also, bias heating,
Since each control of the gradation heating is performed by the heater driving circuit 50 and the heating element driving circuit 51, each circuit configuration is simplified. In addition, the response of the heating element 28 is improved, and the tailing phenomenon and the sharpness at the time of rising are greatly improved even when recording a black character requiring the most power.

【0034】また、ヒータ15及び温度センサ22によ
り記録開始時から記録終了時まで安定したバイアス加熱
を行うことができるから、記録開始時の記録濃度が原画
像より低くなるようなことがなく、最初から原画像に忠
実な濃度の熱記録を行うことができる。また、連続プリ
ントでも最初のプリントと最後のプリントとで濃度が異
なるようなことがない。また、ヒータ15及び温度セン
サ22によってアルミナ基板20の温度を一定に保つこ
とができるから、ヒートシンク21のサイズを小さくで
き、大きなヒートシンクを設けたサーマルヘッドを駆動
する時よりも駆動電力量を約半分程度まで落とすことが
できる。
Since the heater 15 and the temperature sensor 22 can perform stable bias heating from the start of printing to the end of printing, the printing density at the start of printing does not become lower than the original image. Thus, thermal recording with a density faithful to the original image can be performed. Further, even in continuous printing, there is no difference in density between the first print and the last print. Further, since the temperature of the alumina substrate 20 can be kept constant by the heater 15 and the temperature sensor 22, the size of the heat sink 21 can be reduced, and the amount of driving power can be reduced by about half compared to when a thermal head provided with a large heat sink is driven. Can be dropped to the extent.

【0035】以上説明した実施形態では、ヒータの数を
2個としたが、本発明はこれに限定されず、1個あるい
は発熱素子の数より少ない範囲で3個以上としてもよ
く、例えば1個のヒータで2個の発熱素子を加熱しても
よい。また、上記実施形態では、温度センサをヒータと
同じ数としたが、本発明はこれに限定されず、例えば1
個のヒータに2個の温度センサを設けてもよい。この場
合には、ヒータの温度分布を検出できる。また、ヒータ
を保持部材側に形成したが、アルミナ基板側に形成して
もよい。また、温度センサをヒートシンクに設けたが、
保持部材に設けてもよい。
In the embodiment described above, the number of heaters is two. However, the present invention is not limited to this, and may be one or three or more in a range smaller than the number of heating elements. The two heaters may be heated by the heater. In the above embodiment, the number of temperature sensors is equal to the number of heaters. However, the present invention is not limited to this.
Two heaters may be provided with two temperature sensors. In this case, the temperature distribution of the heater can be detected. Although the heater is formed on the holding member side, it may be formed on the alumina substrate side. Also, the temperature sensor was provided on the heat sink,
It may be provided on the holding member.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上のように、本発明のサーマルヘッド
によれば、発熱素子アレイの基板を保持する保持部材と
基板との間に基板を加熱するヒータを設けたので、階調
表現加熱とバイアス加熱とを個別に行うことができ、発
熱素子にかかる負荷を軽減して発熱素子の寿命を長くで
きる。また、サーマルヘッドの制御が簡略化でき、制御
回路を簡素化できる。また、保持部材の他面側に放熱用
部材を設け、この放熱用部材または保持部材に温度セン
サを組み込んだので、発熱素子アレイの温度制御を迅速
に行うことができる。このため、放熱用部材のサイズを
小さくでき、放熱用部材に吸収される熱量を少なくでき
るから、熱エネルギーのロスを軽減でき、またサーマル
ヘッドの小型化にも寄与できる。また、ヒータの数を発
熱素子の数と同じにすれば、より正確で迅速なバイアス
加熱を行うことができ、又はヒータの数を発熱素子の数
より少なくすれば、サーマルヘッドのローコスト化に寄
与できる。また、温度センサをヒータと同じ数又はそれ
以上設けたので、ヒータの制御を迅速かつ正確に行うこ
とができる。また、ヒータを印刷により形成したので、
ヒータを薄くしかも容易に形成でき、サーマルヘッドの
薄型化及び製造適性の向上に寄与できる。
As described above, according to the thermal head of the present invention, the heater for heating the substrate is provided between the holding member for holding the substrate of the heating element array and the substrate. Bias heating can be performed individually, the load on the heating element can be reduced, and the life of the heating element can be extended. Further, the control of the thermal head can be simplified, and the control circuit can be simplified. Further, since a heat radiating member is provided on the other surface side of the holding member and a temperature sensor is incorporated in the heat radiating member or the holding member, the temperature of the heating element array can be quickly controlled. Therefore, the size of the heat radiating member can be reduced, and the amount of heat absorbed by the heat radiating member can be reduced, so that the loss of heat energy can be reduced and the thermal head can be downsized. Also, if the number of heaters is the same as the number of heating elements, more accurate and quick bias heating can be performed, or if the number of heaters is smaller than the number of heating elements, the thermal head can be reduced in cost. it can. Further, since the same number or more temperature sensors are provided as the number of heaters, the heater can be controlled quickly and accurately. Also, since the heater was formed by printing,
The heater can be formed thinly and easily, which can contribute to making the thermal head thinner and improving the suitability for manufacturing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】カラー感熱記録紙の層構造の一例を示す説明図
である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a layer structure of a color thermosensitive recording paper.

【図2】カラー感熱記録紙の発色特性を示すグラフであ
る。
FIG. 2 is a graph showing the color development characteristics of a color thermosensitive recording paper.

【図3】サーマルヘッドの構成の一例を示す説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of a configuration of a thermal head.

【図4】保持部材の絶縁層上に形成したヒータを示す説
明図である。
FIG. 4 is an explanatory view showing a heater formed on an insulating layer of a holding member.

【図5】発熱素子アレイの構成を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a heating element array.

【図6】カラー感熱プリンタを示す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a color thermal printer.

【図7】カラー感熱プリンタの電気的構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 7 is a block diagram showing an electrical configuration of the color thermal printer.

【図8】カラー感熱プリンタのプリントシーケンスを示
すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing a print sequence of the color thermal printer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 サーマルヘッド 11 保持部材 15 ヒータ 18 発熱素子アレイ 20 アルミナ基板 21 ヒートシンク 22 温度センサ 30 カラー感熱プリンタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Thermal head 11 Holding member 15 Heater 18 Heating element array 20 Alumina substrate 21 Heat sink 22 Temperature sensor 30 Color thermal printer

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 発熱素子アレイが形成された基板を板状
の保持部材の一面側に設けたサーマルヘッドにおいて、 前記保持部材と基板との間に基板を加熱するヒータを設
けたことを特徴とするサーマルヘッド。
1. A thermal head in which a substrate on which a heating element array is formed is provided on one surface side of a plate-shaped holding member, wherein a heater for heating the substrate is provided between the holding member and the substrate. Thermal head.
【請求項2】 前記保持部材は熱伝動性を有し、前記保
持部材の他面側に放熱用部材を設けるとともに、前記保
持部材または放熱用部材に、前記基板の温度を測定する
温度センサを組み込んだことを特徴とする請求項1記載
のサーマルヘッド。
2. The holding member has thermal conductivity, a heat radiation member is provided on the other surface of the holding member, and a temperature sensor for measuring the temperature of the substrate is provided on the holding member or the heat radiation member. The thermal head according to claim 1, wherein the thermal head is incorporated.
【請求項3】 前記ヒータの数は、前記発熱素子アレイ
を構成する発熱素子の数と同じか又はより少ないことを
特徴とする請求項1または2記載のサーマルヘッド。
3. The thermal head according to claim 1, wherein the number of the heaters is equal to or less than the number of the heating elements constituting the heating element array.
【請求項4】 前記温度センサは、前記ヒータと同じ数
又はそれ以上設けられていることを特徴とする請求項2
または3記載のサーマルヘッド。
4. The temperature sensor according to claim 2, wherein the number of the temperature sensors is equal to or greater than the number of the heaters.
Or the thermal head according to 3.
【請求項5】 前記ヒータは印刷によって形成されてい
ることを特徴とする請求項1ないし4いずれか記載のサ
ーマルヘッド。
5. The thermal head according to claim 1, wherein the heater is formed by printing.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008538332A (en) * 2005-04-06 2008-10-23 ズィンク イメージング エルエルシー Multicolor infrared imaging method and thermal printer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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