JP2003080745A - サーマルプリンタ及びサーマルプリント方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 十分な発色濃度を確保しつつ、プリント時間
を短縮する。 【解決手段】 サーマルプリンタ２は、カラー感熱記録
紙３に熱記録するサーマルヘッド６と、熱記録後に光定
着をする光定着装置５とを備えている。サーマルヘッド
６と光定着装置５との間には、ヒータ３１が配置されて
いる。ヒータ３１は、熱記録後、発色反応を促進するた
めに、カラー感熱記録紙３を３５℃〜７０℃に加熱す
る。このため、プリント時間を短縮するためにカラー感
熱記録紙３の搬送速度を速くしても十分な発色濃度が得
られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、感熱記録材料をサ
ーマルヘッドで発色記録し、記録後に光定着をするサー
マルプリンタ及びサーマルプリント方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】支持体上に、少なくとも３種類の感熱発
色層、例えばシアン感熱発色層，マゼンタ感熱発色層，
イエロー感熱発色層を順に層設したカラー感熱記録紙
（以下、記録紙という。）を用いて、フルカラー画像を
プリントするサーマルプリンタが知られている。イエロ
ー感熱発色層及びマゼンタ感熱発色層は、ジアゾニウム
塩化合物と、これと熱反応して発色するカプラーとから
なる。ジアゾニウム塩化合物は、紫外線の照射により光
分解される。この光分解によりカプラーが熱反応できな
くなり、各感熱発色層の未記録部分の発色能力が消失す
る。周知のように、この現象は光定着と呼ばれる。シア
ン感熱発色層は、電子供与性染料前駆体と電子受容性化
合物を主成分として含有し、加熱されたときにシアンに
発色する。

【０００３】サーマルプリンタは、記録紙を搬送する搬
送ローラ対，記録紙を加熱して発色させるサーマルヘッ
ド，紫外線を照射する光源を備えた光定着装置を備えて
いる。サーマルヘッド及び光定着装置は、記録紙の搬送
方向（副走査方向）に沿って配置されている。サーマル
ヘッドは、記録紙の搬送中に記録紙の幅方向（主走査方
向）に１ラインずつ熱記録する。熱記録が終了すると、
記録済みの記録紙は光定着装置に送られて光定着が行わ
れる。

【０００４】光定着装置は、光源として、例えば、棒状
の紫外線ランプが使用される。この棒状の紫外線ランプ
の近傍には、無駄に放射された紫外線を記録紙に向けて
反射させるためのリフレクタが配置される。

【０００５】プリント処理では、まず、サーマルヘッド
を記録紙に押し付け、熱感度が最も高いイエロー感熱発
色層にイエロー画像を熱記録し、その直後に光定着装置
により紫外線を照射して、イエロー感熱発色層を光定着
する。次にマゼンタ感熱発色層にマゼンタ画像を熱記録
してから、紫外線を照射してマゼンタ感熱発色層を光定
着する。最後にシアン感熱発色層にシアン画像を熱記録
することでフルカラー画像が得られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、サーマルプ
リンタのプリント時間を短縮するために、記録紙の搬送
速度を速くすることが検討されている。しかし、記録紙
の搬送速度を上げると、熱記録後、定着開始までの時間
が短くなる。カプラーの発色反応は、サーマルヘッドに
よる加熱後もしばらくの間進行する。このため、熱記録
後、定着開始までの時間を短くすると、カプラーの発色
反応が十分に行われる前に定着が開始されてしまい、十
分な発色濃度が得られないという問題があった。

【０００７】上記問題を解決するために、本発明は、十
分な発色濃度を確保しつつプリント時間を短縮できるサ
ーマルプリンタ及びサーマルプリント方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のサーマルプリンタは、支持体上に感熱発色
層を層設した感熱記録材料をサーマルヘッドで熱記録
し、熱記録後に光定着をするサーマルプリンタにおい
て、熱記録後に前記感熱発色層が発色する直前の温度以
下に感熱記録材料を加熱する加熱手段を備えたことを特
徴とする。

【０００９】前記加熱手段による加熱は、前記熱記録
後、光定着開始までの間に行うことが好ましい。

【００１０】前記加熱手段によって、記録材料の温度を
３５℃〜７０℃の範囲に加熱することが好ましい。

【００１１】また、本発明のサーマルプリント方法は、
支持体上に感熱発色層を層設した感熱記録材料をサーマ
ルヘッドで熱記録し、熱記録後に光定着をするサーマル
プリント方法において、記録後に前記感熱発色層が発色
する直前の温度以下に感熱記録材料を加熱することを特
徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１に示すサーマルプリンタ２
は、記録紙３を順方向と、その逆方向とに往復搬送しな
がら、フルカラー画像の熱記録と定着とを行う。サーマ
ルプリンタ２は、各感熱発色層を加熱して発色させるサ
ーマルヘッド６と、このサーマルヘッド６と対向して記
録紙３を支持するプラテンローラ７と、記録紙３を搬送
する搬送ローラ対８と、光定着装置５とからなる。

【００１３】図２及び図３に示すように、記録紙３は、
支持体１５上に、シアン感熱発色層１６，マゼンタ感熱
発色層１７，イエロー感熱発色層１８，保護層１９を順
次層設したものである。各感熱発色層１６〜１８は、熱
記録される順番に表面から層設されている。シアン感熱
発色層１６は、電子供与性染料前駆体と電子受容性化合
物を主成分として含有し、加熱されたときにシアンに発
色する。

【００１４】マゼンタ感熱発色層１７は、最大吸収波長
が約３６５ｎｍであるジアゾニウム塩化合物と、これと
熱反応してマゼンタに発色するカプラーとを含有してい
る。このマゼンタ感熱発色層１７は、サーマルヘッド６
でマゼンタ画像を熱記録した後に、３６５ｎｍ付近の紫
外線を照射するとジアゾニウム塩化合物が光分解して発
色能力が失われる。

【００１５】イエロー感熱発色層１８は、最大吸収波長
が約４２０ｎｍであるジアゾニウム塩化合物と、これと
熱反応してイエローに発色するカプラーとを含有してい
る。このイエロー感熱発色層１８は、４２０ｎｍ付近の
近紫外線を照射すると光定着して発色能力が失われる。
なお、これよりもエネルギーが高い３６５ｎｍの近紫外
線によっても光定着される。また、記録紙３は、ジアゾ
ニウム塩化合物のために薄黄色をしているが、感熱発色
層１７，１８が充分に光定着されると、記録紙３の未記
録部分は薄黄色から透明に変化する。

【００１６】カプラーの発色反応は、サーマルヘッドに
よる熱記録（印画）が終了した後も、しばらくの間進行
する。そして、この間に記録紙３を加熱すると、発色反
応が促進されることが実験により検証されている。図４
は、熱記録終了後定着開始までの間に記録紙３を加熱し
た場合の発色濃度変化曲線Ｃ１（図上実線で示す）と、
加熱しない場合の発色濃度変化曲線Ｃ０（図上二点鎖線
で示す）とを比較したグラフである。

【００１７】このグラフから、熱記録後、発色反応は進
行し、時の経過とともに発色濃度が増加していることが
分かる。そして、その増加率は、曲線Ｃ１（加熱有り）
の方が高い。したがって、熱記録後、定着開始前までの
時間が同じであれば、記録紙３を加熱した方がΔｄだけ
発色濃度が高くなることがわかる。

【００１８】表１は、発色濃度と、温度及び熱記録終了
後定着までの時間との関係を示す具体的な数値を示した
ものである。

【００１９】

【表１】

【００２０】この表１における発色濃度は、イエロー，
マゼンタ，シアンの各感熱発色層をすべて発色させたと
き、すなわち、黒色に発色させたときの濃度を表すもの
で、数値が高いほど濃度が高いことを示す。この表１か
ら分かるように、常温（２５℃）と比較すると、記録紙
３を４０℃に加熱することにより、同じ発色濃度（１．
９）に達するまでの時間を２秒以上短縮できることが分
かる。そして、６０℃まで加熱すると、さらに発色濃度
が増加することが分かる。

【００２１】記録紙３の温度は、それが発色する直前の
温度以下であればよく、４０℃以上に温度を上げれば発
色濃度をさらに増加させることができる。しかし、温度
が７０℃を越えると、記録紙３の白地部分にカブリが生
じてしまう。したがって、カブリを発生させることなく
発色反応を促進させるためには、記録紙３を３５℃〜７
０℃の範囲で加熱することが好ましい。なお、カブリが
発生する温度は、記録紙の種類によっても異なるので、
７０℃を越えてもカブリが発生しない場合には、７０℃
を越える温度に加熱してもよい。このように、温度の上
限値は、記録紙３が発色する直前の温度以下の範囲で、
記録紙の種類に応じて決められる。

【００２２】搬送ローラ対８は、駆動モータ１４によっ
て駆動され、給紙された記録紙３をニップして副走査方
向へ搬送する。この搬送中に、サーマルヘッド６及び光
定着装置５を記録紙３が通過して、プリント処理が行わ
れる。プリント処理が終了した記録紙３は、図示しない
カッターによって所定サイズにカットされ、プリンタ２
外へ排出される。駆動モータ１４としては、例えば、１
個の駆動パルスを与える毎に所定角度回転するパルスモ
ータが使用されており、記録紙３の搬送量は、この駆動
パルス数をカウントすることにより制御される。

【００２３】サーマルヘッド６は、周知のように、多数
の発熱素子が主走査方向にライン状に配列されている。
各発熱素子は、画素の濃度に応じた熱エネルギーを発生
してイエロー，マゼンタ，シアンの各色の画像を各感熱
発色層１６〜１８に熱記録する。

【００２４】光定着装置５は、４２０ｎｍの近紫外線を
放射し、イエロー感熱発色層１８を光定着するイエロー
用光定着器９と、３６５ｎｍの紫外線を放射し、マゼン
タ感熱発色層１７を光定着するマゼンタ用光定着器１０
とからなる。各光定着器９，１０による光定着は、イエ
ロー及びマゼンタの各感熱発色層１７，１８の記録後に
行われる。シアン感熱発色層については、感熱層の最下
層に位置しており、記録時の混色が発生しないため、光
定着は行われない。もちろん、シアン感熱発色層に光定
着をしてもよい。

【００２５】イエロー用光定着器９は、光源として４２
０ｎｍの近紫外線を放射するＹ用紫外線ランプ２３と、
Ｙ用紫外線ランプ２３の近傍に配置され、Ｙ用紫外線ラ
ンプ２３から放射された紫外線を記録紙３に向けて反射
させるリフレクタ２４とからなる。マゼンタ用光定着器
１０は、３６５ｎｍの紫外線を照射するＭ用紫外線ラン
プ２６と、リフレクタ２７とからなる。

【００２６】この光定着装置５と、サーマルヘッド６と
の間には、ヒータ３１が設けられている。このヒータ３
１は、熱記録済みの記録紙３を加熱するための加熱手段
である。この加熱は、記録紙３の発色反応を促進させる
ために行われる。ヒータ３１の内部には、例えば、ニク
ロム線等の発熱体が組み込まれている。なお、ヒータと
しては、ヒートローラや赤外線ヒータなどを使用しても
よい。

【００２７】制御部３２は、駆動モータ１４，サーマル
ヘッド６，光定着装置５，ヒータ３１などサーマルプリ
ンタ２の各部を制御する。ヒータ３１には、温度センサ
３３が設けられており、制御部３２は、この温度センサ
３３からの信号に基づいて、ヒータ３１の発熱量を調節
する。これにより、記録紙３の温度が予め設定された所
定温度に保たれる。この所定温度は、上述した３５℃〜
７０℃の範囲で設定される。なお、ヒータ３１が記録紙
３に与える熱エネルギーは、記録紙３を発色させるため
の最低の熱エネルギーにも満たない。すなわち、記録紙
３が発色する直前の熱エネルギー以下に抑えられる。こ
のため、未記録部分が発色してしまうことはない。

【００２８】以下、上記構成による作用について、図５
のフローチャートを参照しながら説明する。プリント指
示がなされると、記録紙３が給紙され、搬送ローラ対８
によって搬送される。１回目の順方向の搬送中に、イエ
ロー感熱発色層１８に対して、サーマルヘッド６による
イエロー画像の熱記録が行われる。記録紙３の記録済み
部分は、順次ヒータ３１に送られる。

【００２９】ヒータ３１は、記録紙３の記録済み部分を
３５℃〜７０℃の範囲で加熱する。これにより、イエロ
ー感熱発色層１８の発色反応が促進され、光定着開始ま
でに十分な発色濃度が得られる。この加熱中に、Ｙ用紫
外線ランプ２３が点灯し、記録紙３の記録済み部分から
順次光定着が行われる。

【００３０】イエロー感熱発色層１８の熱記録及び光定
着が終了すると、搬送ローラ対８が逆回転して記録紙３
が逆方向に搬送される。記録紙３がサーマルヘッド６の
位置まで戻ると、２回目の順方向への搬送が開始され
る。この搬送中にマゼンタの熱記録及び光定着が行われ
る。

【００３１】記録紙３のうちマゼンタ画像の熱記録が終
了した部分は、順次ヒータ３１に送られ、マゼンタ用光
定着器１０によって光定着が開始されるまでの間加熱さ
れる。これにより、マゼンタ感熱発色層１７の発色反応
が促進され、十分な発色濃度が得られる。

【００３２】マゼンタ感熱発色層１７の光定着が終了す
ると、搬送ローラ対８が逆回転して記録紙３がサーマル
ヘッド６の位置まで戻される。そして、３回目の順方向
への搬送が開始され、この搬送中にシアン画像が記録さ
れる。シアン画像の記録が終了すると、ヒータ３１によ
って加熱され、シアン感熱発色層１６の発色反応が促進
される。さらに、記録紙３は、順方向に搬送され図示し
ないカッタでカットされて排出される。

【００３３】また、上記実施形態では、記録紙の加熱手
段としてヒータを使用したが、加熱手段としては、ヒー
タの代わりに、例えば、専用のサーマルヘッドを設けて
もよい。また、サーマルヘッドや光定着器などサーマル
プリンタの各部の余熱を利用してもよい。例えば、図６
は、サーマルヘッド６の余熱を利用する例である。この
例では、サーマルヘッド６が発する熱気を記録紙３へ送
るための送風ファン４１と、送風ファン４１からの熱気
を記録紙３へ導くガイド部材４２とが設けられている。
熱記録済みの記録紙３は、送風ファン４１によって送ら
れる熱気によって加熱される。

【００３４】もちろん、余熱を利用する方法としては、
送風ファンでなくてもよく、例えば、金属板など、サー
マルヘッド等の熱を記録紙３に伝える熱伝導部材を設け
てもよい。こうすれば、ヒータや送風ファンを駆動する
ための電力が不要となるので、消費電力の増加を抑える
ことができる。また、部品点数も少ないので、構造も簡
単である。

【００３５】また、上記実施形態では、熱記録後、定着
開始までの間に記録紙を加熱するようにしているが、記
録紙を３５℃〜７０℃の範囲で加熱すると、発色反応だ
けでなく定着反応も促進されることが実験により検証さ
れている。定着反応が促進できれば、その分、搬送速度
増加により定着時間を短縮することができる。

【００３６】そこで、図７に示すサーマルプリンタ５１
のように、ヒータ５２を設けて、定着開始後も加熱する
ようにしてもよい。ヒータ５２は、記録紙３の支持体面
と対面する位置に配置されており、その長さは、光定着
装置５と対面する位置にまで達している。このヒータ５
２によって、定着開始後も記録紙３が加熱される。

【００３７】上記実施形態では、光源として紫外線ラン
プを例に説明したが、紫外線ランプの他に、ＬＥＤなど
の発光素子を使用した光源を用いてもよい。

【００３８】また、上記実施形態では、１つのサーマル
ヘッドで３色の画像を記録するいわゆる１ヘッド３パス
方式のサーマルプリンタで説明したが、本発明は、各色
毎に１つずつサーマルヘッドを備え、記録紙を１方向へ
搬送する間に、３色の画像を記録する３ヘッド１パス方
式のサーマルプリンタでもよい。また、記録紙を固定し
た状態で、サーマルヘッド及び光定着装置を移動させて
熱記録及び光定着をするサーマルプリンタに適用しても
よい。

【００３９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明は、
サーマルヘッドによる熱記録後に、感熱発色層が発色す
る直前の温度以下に感熱記録材料を加熱する加熱手段を
備えたから、感熱記録材料の発色反応を促進させること
ができる。このため、搬送速度を速くしても十分な発色
濃度が得られるから、プリント時間を短縮することがで
きる。

【００４０】また、発色反応が促進されるので、感熱記
録紙の選択の自由度が向上する。すなわち、感熱記録紙
には、それを構成するカプラー等の種類によって、発色
反応の速度や発色する色の鮮明度などが異なる各種のも
のがある。例えば、通常のものと比較して発色反応の速
度は遅いが鮮やかな色で発色する感熱記録紙を使用した
場合でも、本発明を利用すれば、プリント時間が増加す
ることを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光定着装置を用いたサーマルプリンタ
を示す説明図である。

【図２】カラー感熱記録紙の説明図である。

【図３】カラー感熱記録紙の発色特性を示すグラフであ
る。

【図４】発色濃度変化曲線を説明する例である。

【図５】プリント手順を示すフローチャートである。

【図６】サーマルヘッドの余熱を利用して記録紙を加熱
する例を示す説明図である。

【図７】定着中も加熱できるヒータの説明図である。

【符号の説明】

２，５１ サーマルプリンタ ３ カラー感熱記録紙 ５ 光定着装置 ９ イエロー用光定着器 １０ マゼンタ用光定着器 ２３ Ｙ用紫外線ランプ ２４，２７ リフレクタ ２６ Ｍ用紫外線ランプ ３１，５２ ヒータ ４１ 送風ファン ４２ ガイド部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持体上に感熱発色層を層設した感熱記
   録材料をサーマルヘッドで熱記録し、熱記録後に光定着
   をするサーマルプリンタにおいて、 熱記録後に前記感熱発色層が発色する直前の温度以下に
   感熱記録材料を加熱する加熱手段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】 前記加熱手段による加熱は、前記熱記録
   後、光定着開始までの間に行われ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】 前記加熱手段によって、記録材料の温度
   を３５℃〜７０℃の範囲に加熱することを特徴とする請
   求項１又は２記載のサーマルプリンタ。
4. 【請求項４】 支持体上に感熱発色層を層設した感熱記
   録材料をサーマルヘッドで熱記録し、熱記録後に光定着
   をするサーマルプリント方法において、 記録後に前記感熱発色層が発色する直前の温度以下に感
   熱記録材料を加熱することを特徴とするサーマルプリン
   ト方法。