JP2004291449A - サーマルプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】レジずれの発生を抑える。
【解決手段】サーマルプリンタ起動時に、シフト機構２５を介してプラテンローラ２１をサーマルヘッド２０の発熱素子アレイ２３に圧接する。次いで、電磁クラッチ５３を介してプラテンローラ２１と搬送モータ１６を接続する。この状態で、発熱素子アレイ２３を発熱させて、搬送モータ１６を逆転させる。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、プラテンローラ２１の周面温度が均一になり、プラテンローラ２１の変形や、カラー感熱記録紙１０の送り量の変動が抑えられる。レジずれの発生が抑えられる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーマルプリンタに関し、更に詳しくは、サーマルプリンタ起動時にプラテンローラを予熱する機構を設けたサーマルプリンタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
サーマルプリンタには、カラー感熱記録紙の記録面にサーマルヘッドの発熱素子を押し当て、カラー感熱記録紙のイエロー，マゼンタ，シアンの各感熱発色層を発色させて画像を記録する感熱式カラーサーマルプリンタがある。また、このカラーサーマルプリンタのなかには、１個のサーマルヘッドに対してカラー感熱記録紙を３回往復通過させて熱記録を行う３パス方式や、複数個のサーマルヘッドに対して記録紙を１回通過させて熱記録を行なう１パス方式等がある。
【０００３】
カラーサーマルプリンタにおいて、各色の印画位置が合わない状態で印画が行われると、カラーレジストレーションのずれ（以下、レジずれと省略する）が発生する。このレジずれは、記録紙の搬送系の誤差や、カラーサーマルプリンタが設置されている環境温度、搬送系の温度及びサーマルヘッドの温度などの各種温度依存に起因して発生し、記録品質を悪化させる。
【０００４】
そのため、従来のカラーサーマルプリンタでは、各色毎にレジずれの補正を行い印画位置を合わせている。このレジずれの補正は、上述のレジずれ要因を考慮して計算により求められていた。各機器固有の誤差は、プリンタ製造時の検査工程にて調整が行われていた。また、可変器の操作によって、各色印画開始位置の設定やインクシートテンションの調整・設定変更などを行なうことで、レジずれを調整するようにした熱転写プリンタが知られている（例えば、特許文献１参照）。更に、サーマルヘッドに温度制御手段を設けることにより、サーマルヘッドの温度を安定させ、サーマルヘッドの温度の変動により生じるレジずれを抑え、記録画質を向上させた熱転写プリンタも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２３４９１７号公報
【特許文献２】
特開平９−１２３４８８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の補正は、サーマルプリンタの連続運転を行い、サーマルプリンタの搬送系の温度が安定している時にのみ効果がある。連続運転を充分に行っていない状態では、高温のサーマルヘッドに対向する位置に配置されているプラテンローラの周面の温度分布に偏りが生じるため、プラテンローラの周面形状が僅かに変形する。その結果、カラー感熱記録紙の送り量が変化してレジずれが発生する。また、プラテンローラの周面温度が不均一であれば、そのプラテンローラに摺接するカラー感熱記録紙の温度分布も不均一になるため、カラー感熱記録紙と搬送系との摩擦力が変動する。その結果、カラー感熱記録紙の送り量が変化してレジずれが発生する。
【０００７】
これに対して、電源投入時にまず予備印刷を繰り返し行い、プラテンローラの周面温度を均一にしてから印刷を開始する方法が考えられるが、電源投入時に、毎回予備印刷を行っていては、余計なコストと時間とがかかるので、実用的ではない。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するものであり、簡単な構成でレジずれの発生を抑えるようにした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】
上記目的を達成するために、本発明では、プラテンローラで支持された記録材料に対しサーマルヘッドにより画像を記録するサーマルプリンタにおいて、前記プラテンローラを回転駆動する回転駆動手段と、前記サーマルヘッドによる画像の記録前に、前記サーマルヘッドと前記プラテンローラとを当接させ、前記サーマルヘッドを加熱した状態で前期回転駆動手段によりプラテンローラを回転させてプラテンローラの周面温度を均一化する制御手段とを備えている。なお、前記サーマルヘッドの加熱を、サーマルヘッドの発熱素子アレイまたはサーマルヘッドに設けたヒータにより行うことが好ましい。
【００１０】
また、本発明では、プラテンローラで支持された記録材料に対しサーマルヘッドにより画像を記録するサーマルプリンタにおいて、前記プラテンローラを加熱するヒータと、前記プラテンローラを回転駆動する回転駆動手段と、前記サーマルヘッドによる画像の記録前に、前記ヒータを発熱させた状態で前記回転駆動手段によりプラテンローラを回転させてプラテンローラの周面温度を均一化する制御手段とを備えている。
【００１１】
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プラテンローラの予熱を行うことが好ましい。
【００１２】
【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、記録材料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。
【００１３】
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。
【００１４】
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とからなり、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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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、プラテンローラ２１予熱時には、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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
図２は、カラーサーマルプリンタの電気構成を示すブロック図である。システムコントローラ３６は、カラーサーマルプリンタ全体の動作を統括制御する。このシステムコントローラ３６には、シフト機構２５、電磁クラッチ５３及び搬送モータドライバ５０や、ランプドライバ５１、ヘッドドライバ４８及び操作パネル３７が接続されている。操作パネル３７からの入力信号により、システムコントローラ３６は、シフト機構２５、搬送モータドライバ５０及びランプドライバ５１や、ヘッドドライバ４８に駆動制御信号を送り、プラテンローラ２１、搬送モータ１６及び定着ランプ２９， ３０や、サーマルヘッド２０の駆動制御を行う。
【００２３】
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ＯＮされると、システムコントローラ３６は最初にプラテンローラの予熱処理を開始する。
【００２４】
プラテンローラの予熱処理では、まずシフト機構２５がオンにされプラテンローラ２１をサーマルヘッド２０の発熱素子アレイ２３に圧接させる。次に、電磁クラッチ５３がオンされた後に、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が搬送経路に送られてくることはない。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がプラテンローラ２１の予熱に適する温度に加熱される。このようにして、発熱素子アレイ２３を、プラテンローラ２１へ圧接した状態で回転させることにより、プラテンローラ２１の周面温度を均一に上昇させることができる。
【００２５】
このプラテンローラ２１の予熱処理は例えば１０秒ほど行われた後に、サーマルヘッド２０の発熱素子アレイ２３の加熱停止、搬送モータ１６の逆転停止及び電磁クラッチ５３のオフや、シフト機構２５のオフが行われて終了する。この後、印画処理に移行する。
【００２６】
印画処理では、まず、プリント指示を受けたシステムコントローラ３６が、モータドライバを制御して搬送モータ１６を正転させる。図１に示すように搬送モータ１６が正転すると、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、カラー感熱紙１０が搬送経路に向けて給紙される。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
なお、上記実施形態では、サーマルプリンタ起動時に、サーマルヘッド２３を用いて、プラテンローラ２１の周面の温度分布が均一になるように一定時間加熱するようにしたが、このような温度分布均一化処理は、プリンタの起動時に限られず、連続プリントを行っているときの各画像のプリントの区切り部分で、適宜行うようにしてもよい。この場合にも、連続処理によりプラテンローラ２１の周面の温度分布が不均一になったときに、これを均一にすることができ、これに起因するレジずれが抑えることができる。
【００３２】
また、上記実施形態では、サーマルヘッド２０の発熱素子アレイ２３を発熱させてプラテンローラ２１の予熱を行ったが、図４（Ａ）に示すように、サーマルヘッド６０とヒートシンク６１との間にシートヒータ６２を設け、発熱素子アレイ６０ａ及びシートヒータ６２の両方、あるいは、シートヒータ６２だけを用いてプラテンローラ２１を均一に加熱してもよい。また、図４（Ｂ）に示すように、ヒートシンク６５の一部にヒータ６６を設けたサーマルヘッド６７を用いて、発熱素子アレイ６７ａ及びヒータ６６の両方、あるいは、ヒータ６６だけを用いてプラテンローラ２１を均一に加熱してもよい。更に、図４（Ｃ）に示すように、シフト機構７０を備えたヒートローラ７１を設け、プラテンローラ２１の予熱時にシフト機構７０をオンにして、ヒートローラ７１をプラテンローラ２１に圧接する。次に、ヒートローラ７１を発熱させてプラテンローラ２１を均一に加熱してもよい。
【００３３】
上記実施形態は、プラテンローラ２１の外部に設置されたシートヒータ６２、ヒータ６６及びヒートローラ７１等の発熱部材を用いて、プラテンローラ２１を加熱したが、図示は省略したが、プラテンローラ２１の内部に発熱部材を設け、プラテンローラを均一に加熱してもよい。また、発熱部材はプラテンローラ２１に接触して回転するヒートローラ７１の他に、プラテンローラ２１に近接して配置した発熱部材の放射熱によってプラテンローラ２１を均一に加熱してもよい。
【００３４】
上記実施形態は、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を回転させることで、プラテンローラ２１の予熱を行ってもよい。
【００３５】
上記実施形態は、プラテンローラ２１の予熱作業時間をタイマーで制御したが、プラテンローラ２１の回転数をカウントしておき、プラテンローラ２１が所定の回転数に達したら予熱処理を終了してもよい。
【００３６】
上記実施形態は、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サーマルプリンタに実施してもよい。
【００３７】
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。この場合のプラテンローラの均一予熱処理は、各サーマルヘッド毎に設けた発熱部材等により行う。このような１パス方式の場合には、プラテンローラの周面の温度分布の不均一性による送り量の変動や、このプラテンローラに接する記録紙の温度分布の不均一性による記録エリア長さの変動を抑えることができ、より一層レジずれの発生が抑えられる。
【００３８】
本実施形態では、感熱式のカラーサーマルプリンタを例に説明したが、熱転写型、昇華型のカラーサーマルプリンタなどにも実施することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように、本発明のサーマルプリンタによれば、サーマルプリンタ起動時にプラテンローラの周面を均一に予熱するため、プラテンローラ周面の温度分布の偏りに起因して発生するプラテンローラの周面形状の僅かな変形と、カラー感熱記録紙と搬送系間との摩擦力の変動とが抑えられ、その結果として、レジずれの発生が抑えられる。
【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】同カラーサーマルプリンタの電気構成を示すブロック図である。
【図３】同カラーサーマルプリンタの予熱処理及びプリント処理を示すフローチャートである。
【図４】他の実施形態におけるプリントヘッド部を示す概略図である。
【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
５３ 電磁クラッチ

Claims (3)

1. プラテンローラで支持された記録材料に対しサーマルヘッドにより画像を記録するサーマルプリンタにおいて、
   前記プラテンローラを回転駆動する回転駆動手段と、
   前記サーマルヘッドによる画像の記録前に、前記サーマルヘッドと前記プラテンローラとを当接させ、前記サーマルヘッドを加熱した状態で前期回転駆動手段によりプラテンローラを回転させてプラテンローラの周面温度を均一化する制御手段とを有することを特徴とするサーマルプリンタ。
2. 前記サーマルヘッドの加熱を、サーマルヘッドの発熱素子アレイまたはサーマルヘッドに設けたヒータにより行うことを特徴とする請求項１記載のサーマルプリンタ。
3. プラテンローラで支持された記録材料に対しサーマルヘッドにより画像を記録するサーマルプリンタにおいて、
   前記プラテンローラを加熱するヒータと、
   前記プラテンローラを回転駆動する回転駆動手段と、
   前記サーマルヘッドによる画像の記録前に、前記ヒータを発熱させた状態で前記回転駆動手段によりプラテンローラを回転させてプラテンローラの周面温度を均一化する制御手段とを有することを特徴とするサーマルプリンタ。

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