JP2004167751A - サーマルプリンタ及びヘッドクリーニング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】サーマルヘッドへの汚れをクリーニングシートを用いずに除去する。
【解決手段】プラテンローラ２１の周面に研磨剤を含ませて、研磨機能を付与する。プラテンローラ２１に電磁クラッチ５３を介して搬送モータ１６を接続する。記録紙１０を給紙する前に、プラテンローラ２１をサーマルヘッド２０の発熱素子アレイ２３に圧接させる。この状態で、電磁クラッチ５３をオンにして、搬送モータ１６を逆転し、プラテンローラ２１を回転させる。このとき、発熱素子アレイ２３を通電してクリーニングに最適な温度に上昇させておく。プラテンローラ２１と発熱素子アレイ２３とが摺接することにより、発熱素子アレイ２３に付着したゴミや汚れが落とされて、クリーニング処理が行われる。クリーニングシートが不要になり、ヘッドクリーニングが簡単に行える。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーマルプリンタ及びヘッドクリーニング方法に関し、更に詳しくはサーマルヘッドの汚れを除去する機能を持ったサーマルプリンタ及びヘッドクリーニング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱感度が異なるイエロー，マゼンタ，シアンの感熱発色層が層設され、最後に印画が行なわれるシアン感熱発色層以外の感熱発色層に定着性が付与されたカラー感熱記録紙を使用して、フルカラー画像を印画する感熱方式のカラーサーマルプリンタがある。このサーマルプリンタでは、カラー感熱記録紙を搬送する間に、サーマルヘッドの発熱素子アレイを圧接させ、各発熱素子を発熱させることで各感熱発色層に印画を行い、各色の印画後に光定着器で紫外線を照射して各感熱発色層を定着している。
【０００３】
発熱素子アレイには、カラー感熱記録紙の表面に付着している塵埃や、カラー感熱記録紙の表面を覆っている保護層からの剥離物、紙屑，印字カス等の異物が付着する。発熱素子アレイに異物が付着した状態で印画を行なうと、カラー感熱記録紙への熱伝達が阻害されてプリント画質が劣化する。また、印画開始前にサーマルヘッドを空打ちさせて予熱を行なうサーマルプリンタでは、発熱素子アレイに付着した異物が焼きつき、汚れを悪化させてしまうことがある。
【０００４】
そのため、カラーサーマルプリンタでは、定期的にサーマルヘッドのクリーニングを行なう必要がある。このクリーニングは、カラー感熱記録紙の代わりにクリーニングシートをセットし、このクリーニングシートを発熱素子アレイと摺接させることにより異物を除去して行っている（例えば特許文献１参照）。また、上記クリーニングほど異物の除去能力は高くないが、プリント動作時に毎回サーマルヘッドの汚れを除去するものもある（例えば、特許文献２参照）。これは、印画後に発熱素子アレイを記録材料に圧接させたまま記録材料の搬送を行なうことで、発熱素子アレイに付着した異物を擦り取るものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−１４３８０９号公報
【特許文献２】
特開平１０−１００３６５号公報
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図５に示すように、加熱されていないカラー感熱記録紙２は硬いため、プラテンローラ４による押圧にも関わらず、発熱素子３とカラー感熱記録紙２との接触幅Ｗ１が狭くなる。これにより、記録紙搬送方向の上流側部分でしか発熱素子３とカラー感熱記録紙２とが接触しなくなる。そのため、記録紙搬送方向の下流側部分に付着している異物５が除去されることなく残ってしまう。
【０００７】
また、カラー印刷時には、サーマルヘッドが高温になるため、発熱素子アレイに異物が焼きつき、表面が滑らかな記録材料をサーマルヘッドに摺接させる従来のクリーニング方式では異物を除去しきれない可能性がある。
【０００８】
更に、クリーニングシートを使用してクリーニングを行う場合でも、クリーニングの度にクリーニングシートを装填する必要があり面倒である。このようなヘッドクリーニングにおける問題は感熱方式に限らず、熱溶融転写方式や昇華方式のサーマルプリンタにもあり、解決が望まれていた。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するものであり、サーマルプリンタ単体でサーマルヘッドのクリーニング処理が行えるようにしたサーマルプリンタ及びヘッドクリーニング方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のサーマルプリンタは、周面に研磨機能を付与したプラテンローラをサーマルヘッドに圧接した状態で回転させることにより、サーマルプリンタ単体でサーマルヘッドのクリーニング処理を行うようにしたものである。なお、クリーニング処理時には、サーマルヘッドを加熱させた状態で前記のクリーニング処理を行うことが好ましい。
【００１１】
また、プラテンローラの周面の表層には研磨剤が混入されていることが好ましい。更に、上記クリーニング処理時に、プラテンローラに付着したゴミが発熱素子アレイへ再付着するのを防止するために、プラテンローラにゴミ取りローラを当接させることが好ましい。
【００１２】
また、上記クリーニング処理時にのみプラテンローラへ回転駆動を伝達させるために、駆動系とプラテンローラのと間にクラッチ機構を設けることが好ましい。
【００１３】
更に、複数のサーマルヘッドを備えたサーマルプリンタにおいては、各サーマルヘッド毎に前記クリーニング処理を行うことが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を実施したカラーサーマルプリンタの構成を示す概略図である。このカラーサーマルプリンタでは、記録媒体として長尺のカラー感熱記録紙１０が用いられる。カラー感熱記録紙１０は、ロール状に巻かれた記録紙ロール１１の形態でカラーサーマルプリンタにセットされる。記録紙ロール１１は、外周に当接された給紙ローラ１２によって回転され、カラー感熱記録紙１０を図中右方の送出し方向（Ａ方向）と、図中左方の巻戻し方向（Ｂ方向）とに搬送する。
【００１５】
周知のように、カラー感熱記録紙１０は、支持体上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が順次層設されている。最上層となるイエロー感熱発色層は熱感度が最も高く、小さな熱エネルギーでイエローに発色する。最下層となるシアン感熱発色層は熱感度が最も低く、大きな熱エネルギーでシアンに発色する。また、イエロー感熱発色層は、４２０ｎｍの近紫外線が照射されたときに、発色能力が消失する。マゼンタ感熱発色層は、イエロー感熱発色層とシアン感熱発色層との中間程度の熱エネルギーでマゼンタに発色し、３６５ｎｍの紫外線が照射されたときに発色能力が消失する。
【００１６】
記録紙ロール１１のＡ方向の下流には、カラー感熱記録紙１０を挟み込んで搬送する搬送ローラ対１５が配置されている。この搬送ローラ対１５は、搬送モータ１６によって回転駆動されるキャプスタンローラ１５ａと、このキャプスタンローラ１５ａに圧接するピンチローラ１５ｂからなり、カラー感熱記録紙１０をＡ方向とＢ方向とに往復搬送する。搬送ローラ対１５は図示しないシフト機構によって、カラー感熱記録紙１０をニップする。
【００１７】
搬送ローラ対１５のＡ方向の上流側には、サーマルヘッド２０とプラテンローラ２１とがカラー感熱記録紙１０の搬送経路を挟むように配置されている。サーマルヘッド２０には、発熱素子アレイ２３が形成されている。この発熱素子アレイ２３は、カラー感熱記録紙１０の幅方向の全域に印画を行なうために、カラー感熱記録紙１０の幅寸法より長く設けられている。
【００１８】
プラテンローラ２１は、発熱素子アレイ２３に対面する位置で搬送経路の上方に配置されている。このプラテンローラ２１は、発熱素子アレイ２３に圧接させる印画位置と、発熱素子アレイ２３から離れさせる退避位置との間で移動自在とされており、この移動はカムやバネ，ソレノイド等からなるシフト機構２５によって行なわれる。また、プラテンローラ２１の周面の表層には研磨剤が混入されており、クリーニング処理時における異物除去能力が高められている。
【００１９】
電磁クラッチ５３は、プラテンローラ２１の回転軸に設けられている。この電磁クラッチ５３は搬送モータ１６からプラテンローラ２１への回転駆動の伝達を制御するものであり、印画時には、電磁クラッチ５３を切って搬送モータ１６から独立させたフリー状態にしてプラテンローラ２１を従動回転させる。また、クリーニング処理時には、電磁クラッチ５３を連結してプラテンローラ２１に搬送モータ１６からの回転駆動を伝達させる。
【００２０】
ゴミ取りローラ５５は、クリーニング処理時のプラテンローラ２１に当接する位置に設けられている。このゴミ取りローラ５５は、周面に粘着層が形成されており、プラテンローラ２１の回転に応じて従動回転をして、クリーニング処理時にプラテンローラ２１に付着する異物を吸着する。このゴミ取りローラ５５はクリーニング処理時のみプラテンローラ２１に当接するようにシフト機構５６を備えており、通常のプリント時にはゴミ取りローラ５５は、プラテンローラ２１から待避した位置にされている。ゴミ取りローラ５５は必要に応じて、清掃、交換が行われる。
【００２１】
サーマルヘッド２０は、搬送ローラ対１５によってＡ方向に搬送されるカラー感熱記録紙１０に圧接し、発熱素子アレイ２３の各発熱素子を発熱させて各感熱発色層を発色させる。プラテンローラ２１は、カラー感熱記録紙１０の搬送に応じて従動回転して、カラー感熱記録紙１０と発熱素子アレイ２３との摺接を補助する。
【００２２】
搬送ローラ対１５のＡ方向の下流側で搬送経路の上方には、給紙時にカラー感熱記録紙１０の先端を検出する先端検出センサ２６が配置されている。この先端検出センサ２６には、例えば、カラー感熱記録紙１０の先端に検査光を照射する投光部と、カラー感熱記録紙１０に反射した検査光を受光する受光部とを備えた反射型フォトインタラプタが用いられている。
【００２３】
搬送ローラ対１５のＡ方向の下流側で搬送経路の下方には、光定着器２８が配置されている。この光定着器２８は、イエロー用定着ランプ２９と、マゼンタ用定着ランプ３０と、リフレクタ３１とからなる。イエロー用定着ランプ２９は、発光ピークが４２０ｎｍの近紫外線を放射して、カラー感熱記録紙１０のイエロー感熱発色層を定着する。マゼンタ用定着ランプ３０は３６５ｎｍの紫外線を放出してマゼンタ感熱発色層を定着する。
【００２４】
光定着器２８のＡ方向の下流側には、長尺のカラー感熱記録紙１０を記録エリアごとに切断するカッタ３３が設けられている。カッタ３３の下流側には、切断されたシート状のカラー感熱記録紙１０を排出する排紙口３４が配置されている。
【００２５】
図２は、カラーサーマルプリンタの電気的構成を示すブロック図である。本実施形態のカラーサーマルプリンタは、システムコントローラ３６によって全体が制御されている。システムコントローラ３６は、例えば、ＣＰＵと、プログラムＲＯＭと、ワークＲＡＭ等からなり、操作パネル３７が接続されている。操作パネル３７には、電源スイッチ、モード選択キー、プリント開始キー、その他の各種キーが設けられており、モード選択やプリント指示、データ入力が可能にされている。ＣＰＵは、プログラムＲＯＭに記憶されている制御プログラムに従ってプリンタの各部を制御し、その時々に生じる一時的なデータをワークＲＡＭに記憶してプリンタの制御に利用する。
【００２６】
システムコントローラ３６には、メモリコントローラ３８とインターフェースコントローラ３９とが実装されたＩＣ４０が接続されている。メモリコントローラ３８は、プリンタ外部に設けられたメモリカードスロットに装填されたメモリカード４１と、画像メモリ４２とを制御し、画像データの読み出し及び書き込みを行なう。インターフェースコントローラ３９は、パーソナルコンピュータやデジタルカメラ等との接続に用いられるＰＣインターフェース４５と、外部モニタ４３への映像出力を行なう映像出力回路４４等を制御する。
【００２７】
例えば、メモリカード４１に記録されている画像データをモニタ４３上に表示する場合には、メモリコントローラ３８がメモリカード４１から画像データを読み出し、インターフェースコントローラ３９がこの画像データを映像出力回路４４に入力する。映像出力回路４４は、ＲＧＢ形式の画像データをＮＴＳＣ等のコンポジット信号に変換し、モニタ４３に出力する。
【００２８】
また、メモリカード４１に記録されている画像データをプリントする場合には、メモリコントローラ３８がメモリカード４１から画像データを読み出し、画像メモリ４２に記録する。画像メモリ４２に記録された画像データは、メモリコントローラ３８を介してプリントデータ形成部４６に読み込まれる。
【００２９】
プリントデータ形成部４６は、読み込んだＲＧＢ形式の画像データをＹＭＣ形式のプリントデータに変換する。このプリントデータは、各色ごとに１ラインずつヘッドドライバ４８に入力される。ヘッドドライバ４８は、１ライン分のプリントデータを駆動信号に変換して、サーマルヘッド２０の各発熱素子を駆動する。
【００３０】
システムコントローラ３６には、モータドライバ５０とランプドライバ５１とシフト機構２５， ５６と電磁クラッチ５３とが接続されている。モータドライバ５０は、システムコントローラ３６からの制御信号により、パルスモータである搬送モータ１６を駆動する駆動パルスを発生する。モータドライバ５０で生成された駆動パルスは、システムコントローラ３６にてカウントされ、カラー感熱記録紙１０の搬送量の検出に用いられる。
【００３１】
ランプドライバ５１は、システムコントローラ３６からの制御信号により、イエロー用定着ランプ２９とマゼンタ用定着ランプ３０とを点灯及び消灯させ、イエロー感熱発色層とマゼンタ感熱発色層とを定着する。
【００３２】
電磁クラッチ５３は、システムコントローラ３６からの制御信号により、搬送モータ１６の駆動をプラテンローラ２１へ選択的に伝達する。印画時には電磁クラッチ５３への制御信号をオフにしてプラテンローラ２１をフリー回転させ、クリーニング処理時には電磁クラッチ５３への制御信号をオンにして搬送モータ１６からプラテンローラ２１へ回転駆動を伝達する。
【００３３】
次に、図３のフローチャートを参照して、上記実施形態の作用について説明する。カラーサーマルプリンタの電源がオンされると、システムコントローラ３６は最初にクリーニングモードの有無を確認し、クリーニングモードが選択されているときはクリーニング処理に入る。
【００３４】
クリーニング処理では、まずシフト機構２５がオンにされプラテンローラ２１がサーマルヘッド２０の発熱素子アレイ２３に圧接される。また、シフト機構５６がオンにされプラテンローラ２１にゴミ取りローラ５５が圧接される。次に、電磁クラッチ５３がオンにされた後に、搬送モータ１６が逆転される。この逆転により給紙ローラ１２は時計方向に回転するため、記録紙ロール１１からカラー感熱記録紙１０が搬送経路に向けて送られることはない。また、電磁クラッチ５３のオンにより搬送モータ１６の回転駆動がプラテンローラ２１に伝達され、プラテンローラ２１が回転する。次に、サーマルヘッド２０の発熱素子アレイ２３がクリーニングに適する温度にまで加熱される。これにより、研磨機能を有するプラテンローラ２１の摺接によって、発熱素子アレイ２３に付着したゴミや汚れなどが落とされてクリーニング処理が行われる。
【００３５】
このとき、図４に示すように、プラテンローラ２１と発熱素子アレイ２３の接触幅Ｗ２は、図５に示す従来のクリーニング方式の接触幅Ｗ１に比べて広くなる。さらに、プラテンローラ２１と発熱素子アレイ２３を摺接させるため、感熱記録紙を用いる従来のクリーニング方式より、発熱素子アレイに付着している異物を確実に除去することができる。このクリーニング処理の際、プラテンローラ２１に付着する異物はゴミ取りローラ５５によって除去され、発熱素子アレイ２３への異物の再付着が防がれる。
【００３６】
このクリーニング処理は例えば１０秒ほど行われた後に、サーマルヘッド２０の加熱停止、搬送モータ１６の逆転停止、電磁クラッチ５３のオフ、シフト機構２５， ５６のオフが行われて、終了する。この後、印画が選択されているときには、印画処理に移行する。また、印画が選択されていない時には、指示待ち状態になり、一定時間内に指示入力がされないときに、電源がオフにされる。
【００３７】
印画処理では、まず、メモリカード４１に記録されている画像データが、メモリコントローラ３８によって読み出され、映像出力回路４４によってモニタ４３に表示される。ユーザーは、モニタ４３上に表示される画像を選択し、操作パネル３７を介してプリント指示を行なう。
【００３８】
プリント指示を受けたシステムコントローラ３６は、モータドライバ５０を制御して搬送モータ１６の回転を開始させる。図１に示すように、搬送モータ１６の正転により給紙ローラ１２は図中反時計方向に回転される。これにより記録紙ロール１１は図中時計方向に回転して、カラー感熱記録紙１０の先端が搬送経路に向けて給紙される。
【００３９】
カラー感熱記録紙１０の先端が搬送ローラ対１５のキャプスタンローラ１５ａとピンチローラ１５ｂとの間を通過して先端検出センサ２６に到達すると、先端検出センサ２６が検出信号をシステムコントローラ３６に入力する。先端検出センサ２６の検出信号を受けたシステムコントローラ３６は、モータドライバ５０に搬送モータ１６の回転を停止させるとともに、搬送ローラ対１５によってカラー感熱記録紙１０をニップさせ、シフト機構２５によってプラテンローラ２１を印画位置に移動させる。
【００４０】
サーマルヘッド２０はＡ方向に搬送中のカラー感熱記録紙１０に圧接して発熱し、イエロー感熱層にイエロー画像を印画する。プラテンローラ２９は、カラー感熱記録紙１０を上方から圧接してサーマルヘッド２０との接触状態を安定化させる。印画が完了すると、システムコントローラ３６はプラテンローラ２１を待避位置に移動させる。そして、搬送モータ１６を回転させて印画エリア後端縁が光定着器２８に対面するまでカラー感熱記録紙１０を搬送した後に、搬送モータ１６の回転を停止させる。次いで、搬送モータ１６を逆転させてカラー感熱記録紙１０をＢ方向に搬送し、これと同時にイエロー用定着ランプを２９を点灯させ、イエロー感熱発色層の定着を行う。その後、上述したイエロー画像の印画及び定着と同様に、マゼンタ画像の印画及び定着とシアン画像の印画とが行われる。
【００４１】
シアン画像の印画が完了すると、カラー感熱記録紙１０は更にＡ方向に向けて搬送され、カッタ３３によって所定の位置で切り離され、排紙口３４から排出される。
【００４２】
その後、システムコントローラ３６は、搬送モータ１６を回転させ、カラー感熱記録紙１０の先端をホームポジション、つまり搬送ローラ対１５がニップする位置までカラー感熱記録紙１０を搬送して、次の印画処理待機状態になる。そして、一定時間を経過しても次の入力がない場合には搬送モータ１６を逆転させて、カラー感熱記録紙１０を記録紙ロール１１に巻き戻した後に、電源をオフにする。
【００４３】
なお、上記実施形態では、搬送モータ１６と電磁クラッチ５３とを用いて、プラテンローラ２１を回転させるようにしたが、搬送モータ１６とは別個のモータを用いて、プラテンローラ２１を独自に回転させることで、ヘッドクリーニングを行ってもよい。
【００４４】
上記実施形態では、モード選択によりヘッドクリーニングモードが選択されたときにヘッドクリーニング処理を行うようにしたが、この他にサーマルプリンタを起動したときに給紙を行う前にその都度、ヘッドクリーニングを自動で行うようにしてもよい。さらには、カラー感熱記録紙の補充や交換時にその都度ヘッドクリーニングを自動で行うようにしてもよい。また、印画枚数または印画時間ををカウントしておき、所定枚数または所定時間の印画完了毎にクリーニング処理を自動的に行ってもよい。
【００４５】
また、上記実施形態では、長尺のカラー感熱記録紙を使用する場合を例にとって説明したが、この他に、カット紙を使用するカラーサーマルプリンタに実施してもよい。
【００４６】
また、上記実施形態では、プラテンローラの周面の表層に研磨剤を混入したが、この他に、プラテンローラの周面に研磨剤を塗布してもよい。
【００４７】
また、上記実施形態では、感熱式のカラーサーマルプリンタを例に説明したが、感熱式のモノクロサーマルプリンタや、昇華型、熱溶融型のサーマルプリンタなどにも実施することができる。
【００４８】
また、本実施形態のカラーサーマルプリンタは、１個のサーマルヘッドに対してカラー感熱記録紙を３回往復動させて熱記録を行う３パス方式のカラーサーマルプリンタを例に説明したが、複数個のサーマルヘッドに対してカラー感熱記録紙を１回通過させて行う１パス方式のカラーサーマルプリンタにも適用してよい。この場合、クリーニング処理は、各サーマルヘッド毎に上述のクリーニング処理機構を設ければよい。そして、前記電磁クラッチの代わりに一方向クラッチを用いて、記録紙戻し方向時に搬送モータの駆動をプラテンローラへ伝達し、ヘッドクリーニングを行う。
【００４９】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のサーマルプリンタによれば、クリーニングシートを用いることなく、サーマルプリンタ単体でクリーニング処理を行うことができる。また、研磨機能を付与したプラテンローラをサーマルヘッドに摺接させながらクリーニング処理を行うため、従来の記録紙をサーマルヘッドに摺接させるクリーニング処理法と比較して、異物除去能力が高くなっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施したカラーサーマルプリンタの構成を示す概略図である。
【図２】カラーサーマルプリンタの構成を示すブロック図である。
【図３】カラーサーマルプリンタの動作順序及びヘッドクリーニング処理の動作順序を示すフローチャートである。
【図４】クリーニング処理時の発熱素子とプラテンローラとの圧接状態を示す説明図である。
【図５】従来のクリーニング処理時の発熱素子とカラー感熱記録紙との圧接状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ カラー感熱記録紙
１６ 搬送モータ
２０ サーマルヘッド
２１ プラテンローラ
２３ 発熱素子アレイ
３６ システムコントローラ
５３ 電磁クラッチ

Claims (7)

1. 発熱素子アレイを有するサーマルヘッドを用いて記録材料に画像を記録するサーマルプリンタのヘッドクリーニング方法において、
   前記発熱素子アレイにプラテンローラを圧接させてプラテンローラを回転させ、ヘッドをクリーニングすることを特徴とするサーマルプリンタのヘッドクリーニング方法。
2. 前記ヘッドのクリーニングに際して発熱素子アレイを発熱させることを特徴とする請求項１記載のサーマルプリンタのヘッドクリーニング方法。
3. 前記プラテンローラは周面に研磨剤を含むことを特徴とする請求項１または２記載のサーマルプリンタのヘッドクリーニング方法。
4. 前記ヘッドのクリーニングに際して前記プラテンローラに異物吸着手段を接触させることを特徴とする請求項１ないし３いずれか一つ記載のサーマルプリンタのヘッドクリーニング方法。
5. 発熱素子アレイを有するサーマルヘッドを用いて記録材料に画像を記録するサーマルプリンタにおいて、
   研磨機能を有するプラテンローラと、
   このプラテンローラを前記発熱素子アレイに圧接して回転駆動する回転駆動手段とを有することを特徴とするサーマルプリンタ。
6. 前記プラテンローラは、周面に研磨剤を含むことを特徴とする請求項５記載のサーマルプリンタ。
7. 前記回転駆動手段は、前記記録材料を搬送する送りモータと、この送りモータの回転を選択的に伝達するクラッチ部材と、前記記録材料が前記発熱素子アレイから待避した状態で前記クラッチ手段を介して送りモータの駆動を伝達させる制御部とから構成されていることを特徴とする請求項５または６記載のサーマルプリンタ。

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