JP2004351620A - サーマルヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】カラー感熱記録紙の側縁の黒色化、高濃度化の発生を抑える。
【解決手段】ヘッド基板の上に発熱抵抗体層４５を設ける。発熱抵抗体層４５の上の送り方向上流側に個別電極４７を、送り方向下流側に共通電極４８を設ける。電極４７、４８で挟まれた発熱抵抗体層４５により発熱素子本体４９を構成し、発熱素子本体４９を主走査方向に並べて発熱素子アレイ５１を構成する。発熱素子アレイ５１の両端部に位置する各発熱素子本体４９の送り方向長さを、中央部のものに比べて、端に向かうに従い次第に長く形成し、各発熱素子本体４９の抵抗値を端に向かうに従い高くする。この両端部に位置する各発熱素子本体４９に、記録紙４の両側縁４ｂを位置させて画像を記録する。記録紙４の両側縁に位置する発熱素子抵抗体４９では抵抗値が高くなった分だけ印加エネルギが低くなり、側縁の黒色化が抑えられる。
【選択図】 図５

Description

【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、更に詳しくは感熱記録紙に熱記録を行うサーマルヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カラー感熱プリンタはカラー感熱記録紙を移動させながらサーマルヘッドで加熱してフルカラー画像を発色記録する。カラー感熱記録紙は支持体上にシアン感熱発色層と、マゼンタ感熱発色層と、イエロー感熱発色層とが順に層設されており、さらに、イエロー感熱発色層の上には透明な保護層が設けられている。そして、上層のイエロー感熱発色層からシアン感熱発色層まで順に記録を行い、イエロー感熱発色層の記録後、及びマゼンタ感熱発色層の記録後には、４２０ｎｍの発光ピークをもつ近紫外線と、３６５ｎｍの発光ピークをもつ紫外線とをそれぞれ照射してイエロー画像とマゼンタ画像を光定着している。また、保護層は感熱発色層を保護するとともに、記録紙表面に光沢を与えてプリント画質を高めている。
【０００３】
サーマルヘッドは、部分グレーズ層の上に発熱抵抗体を層設し、さらにその上に送り方向上流側の個別電極と送り方向下流側の共通電極とが設けられている。電極は駆動回路と接続されており、駆動回路から電極を介して発熱抵抗体に電圧パルスが供給され、この電圧パルスによって発熱抵抗体が発熱する。発熱抵抗体で発生する熱を変化させてカラー感熱記録紙の発色濃度を調節するために、発熱抵抗体に供給する電圧パルスを変化させる方法が知られている。また、カラー感熱記録紙をドット内で階調的に発色させるために、主走査方向に並んだ電極対の一つ一つの電極の形状を変化させたものもある（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−１７２５４７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、カラー感熱プリンタではライン状に並んだ発熱素子で熱を発生させ、この熱をカラー感熱記録紙に加えてそれぞれの感熱発色層を発色させているが、カラー感熱記録紙の側縁では熱がこもってしまい、このために各感熱発色層の発色濃度が上昇し、結果的にカラー感熱記録紙の側縁が黒く見えてしまうということがあった。この問題を解決するため、従来ではカラー感熱記録紙の側縁に対応する位置の発熱抵抗体に供給する電圧パルスのパルス幅や、パルス間隔、電圧等を変えることで、カラー感熱記録紙の側縁に対応する位置の発熱素子で発生させる熱を小さくしていた。
【０００６】
しかしながら、上記のように発熱抵抗体に加える電圧パルスを変化させるためには電圧パルス制御用の専用ＩＣなどが必要となり駆動回路のコストが高くなるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は電圧パルスを変化させることなく、カラー感熱記録紙の側縁の発色濃度が上昇しないようにカラー感熱記録紙に熱を加えるサーマルヘッドを提供することにある。
【０００８】
【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では、発熱抵抗体層上に第１及び第２電極を離して配置し、これら電極で挟まれた発熱抵抗体層部分を発熱素子本体とし、この発熱素子本体が複数並べて形成された発熱素子アレイを有し、この発熱素子アレイを用いて感熱記録紙の全幅に画像を記録するためのサーマルヘッドにおいて、記録時に前記感熱記録紙の両側縁部が対面する部分の前記各発熱素子本体の抵抗を、他の発熱素子本体よりも、前記発熱素子アレイの両側縁部に向かうに従い次第に高くするようにしている。なお、前記第１及び第２電極の間隔を次第に広げたり、前記発熱素子本体を構成する前記発熱抵抗体層を次第に薄くしたりして、前記発熱素子本体の抵抗を高くすることが望ましい。
【０００９】
発熱素子本体が複数並べて形成された発熱素子アレイを有する基板と、この基板に取り付けられた放熱部材とを有し、前記発熱素子アレイを用いて感熱記録紙の全幅に画像を記録するためのサーマルヘッドにおいて、記録時に前記感熱記録紙の両側縁部が対面する部分の発熱素子本体に対応する部分の前記放熱部材の放熱性を、他の発熱素子本体に対応する部分のものよりも、前記発熱素子アレイの両端部に向かうに従い次第に高くするようにしている。なお、前記放熱部材の厚みを次第に厚くして前記放熱性を高くすることが好ましい。また、放熱部材の外側に断熱部材を設け、この断熱部材の分布または厚みを変えることで前記放熱性を高くすることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１に本発明のサーマルヘッドのヘッド基板を有するカラー感熱プリンタの概略図を示す。カラー感熱プリンタ２には、長尺のカラー感熱記録紙４（以降、記録紙と省略する）をロール状に巻いた記録紙ロール４ａが備えられている。給紙ローラ６は記録紙４をサーマルヘッド８に向けて搬送し、また記録紙ロール４ａに向けて戻す。給紙ローラ６と排紙ローラ１０とによって、記録紙４にバックテンションとフロントテンションとを与える。
【００１１】
記録紙４の搬送路上には、サーマルヘッド８と、サーマルヘッド８に対向して記録紙４を支持するプラテンローラ１２が設けられている。サーマルヘッド８は多数の発熱素子を主走査方向に沿ってライン状に並べた発熱素子アレイを有し、発熱素子で熱エネルギーを発生させて記録紙４に熱を加える。サーマルヘッド８はプラテンローラ１２上で記録紙４に圧着するプリント位置と、プラテンローラ１２から離れた退避位置との間を移動する。プラテンローラ１２はモータ１５を動力源として回転し、記録紙４を送り方向および戻し方向に搬送する。
【００１２】
光定着器１８はイエロー定着用ランプ２０とマゼンタ定着用ランプ２２と反射板２４とから構成される。イエロー定着用ランプ２０はカラー感熱記録紙４にイエロー画像がプリントされたときに点灯し、４２０ｎｍ付近に発光波長のピークを有する定着光を照射してイエロー画像を定着処理する。マゼンタ定着用ランプ２２はカラー感熱記録紙４にマゼンタ画像がプリントされたときに点灯し、３６５ｎｍ付近に発光波長のピークを有する紫外線を照射してマゼンタ画像を定着処理する。
【００１３】
図２に示すように、記録紙４は支持体３０の上に、シアン感熱発色層３２、マゼンタ感熱発色層３４、イエロー感熱発色層３６の順に層設されている。イエロー感熱発色層３６は、イエロー定着用光源２０から照射される定着光により発色能力が消失し、マゼンタ感熱発色層３４は、マゼンタ定着用光源２２から照射される紫外線によって発色能力が消失する。また、図３に示すように、最下層に設けられたシアン感熱発色層３２は最も熱感度が低く、大きな熱エネルギーでシアンに発色する。表層のイエロー感熱発色層３６が最も熱感度がよく、小さな熱エネルギーでイエローに発色する。マゼンタ感熱発色層３４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する。そして、イエロー、マゼンタ、シアンの各画像を面順次で記録することで、フルカラープリントとなる。
【００１４】
サーマルヘッド８、及び光定着器１８で熱記録及び光定着が行なわれた記録紙４はカッタ２６によって所定のサイズに切断され、カラー感熱プリンタ２の外に排出される。
【００１５】
図４にサーマルヘッド８の断面図を示す。絶縁性のヘッド基板５２の上側には、シリンドリカル状に形成された部分グレーズ４２が設けられ、部分グレーズ４２上には、主走査方向に所定の幅を有する発熱抵抗体層４５が設けられている。発熱抵抗体層４５の上には、送り方向上流側に位置する個別電極４７と送り向下流側に位置する共通電極４８とが設けられている。個別電極４７、共通電極４８、及び個別電極４７と共通電極４８との間の発熱抵抗体層４５は、保護層５０に覆われている。
【００１６】
個別電極４７は送り方向上流側から部分グレーズ４２の上まで延設されており、共通電極４８は送り方向下流側から部分グレーズ４２の上まで延設されている。個別電極４７と共通電極４８とは駆動回路に接続しており、個別電極４７と共通電極４８との間の発熱抵抗体層４５が発熱素子本体４９を形成する。これら各発熱素子４９が主走査方向に並んで形成され、これら各発熱素子４９によって発熱素子アレイ５１が形成される。熱記録時は、駆動回路から供給される電圧パルスによって各発熱素子本体４９が発熱する。
【００１７】
図５に発熱素子アレイ５１の端部を拡大して示すように、各発熱素子本体４９は、発熱素子アレイ５１の両端５１ａに向かうに従い次第に、送り方向長さが長く形成される。このため、発熱素子アレイ５１の両端部に位置する各発熱素子本体４９を構成する個別電極４７の先端と共通電極４８の先端とは斜めに形成されている。なお、各電極の先端を斜めに構成する代わりに図６に示すように、個別電極４７と共通電極４８との先端が主走査方向に平行になるように形成し、これら各先端を階段状に配置することで、各発熱素子本体４９の送り方向長さを両端部に向かうに従い次第に長くなるように形成してもよい。このように、各発熱素子本体４９の送り方向長さが、両端部に向かうに従い次第に長くされることで、各発熱素子本体４９の抵抗値が両端部に向かうに従い次第に高くなる。
【００１８】
この発熱素子アレイ５１の端部には、記録時に記録紙４の側縁４ｂが位置する。そして、両端部に位置する各発熱素子本体４９に中央部に位置する各発熱素子本体４９と同じ電力を印加しても、抵抗値が次第に高くなる分、端部の各発熱素子本体４９により印加エネルギが減少し、従来のように、記録紙４の両側縁が黒くなったり、濃度が高くなったりすることが抑えられる。なお、本実施形態では、記録紙４の両側縁の黒色化防止、高濃度化防止のために、発熱素子本体長さを変えた発熱素子本体４９の数は２０素子であり、このうちの数個〜十数個の素子を用いて、記録紙４の側縁部記録を行っているが、発熱素子本体長さを変えた素子数や、記録に用いる素子数は適宜変更してよい。
【００１９】
次にカラー感熱プリンタ２の作用を説明する。プリント処理が開始されると給紙ローラ６が駆動してカラー感熱記録紙４が繰り出され、その先端がフォトインタラプタ（図示省略）に検出されると、サーマルヘッド８がプリント位置に移動して、カラー感熱記録紙４に圧接する。モータ１５によってプラテンローラ１２が回転するとサーマルヘッド８とプラテンローラ１２に挟持されたカラー感熱記録紙４が記録方向に搬送される。これと同時にサーマルヘッド８が駆動してイエロー画像が記録エリアに１ラインずつ記録される。
【００２０】
イエロー画像が記録された部分は、イエロー定着用ランプ２０を通過するときに照射される紫外線によって光定着される。イエロー画像の記録が終了すると、サーマルヘッド８が退避位置に移動する。また、イエロー画像の定着が終了すると、イエロー定着用ランプ２０が消灯する。そして、カラー感熱記録紙４が所定の位置まで戻し方向に搬送されると、サーマルヘッド８がプリント位置に移動する。この後、プラテンローラ１２がカラー感熱記録紙４を記録方向に搬送し、この搬送に同期してサーマルヘッド８が駆動してマゼンタ画像が記録エリアに１ラインずつ記録される。
【００２１】
マゼンタ画像の記録中に、マゼンタ定着用ランプ２２が点灯し、マゼンタ画像が光定着される。マゼンタ画像の記録と定着が終了すると、サーマルヘッド８の退避とマゼンタ定着ランプ２２の消灯とが行なわれる。その後、カラー感熱記録紙４が再び戻されてから、シアン画像が記録エリアに記録される。シアン画像の記録後は、排紙ローラ１０によって印画部分が送り出された後にカッタ２６で、印画部分と未印画部分との境界で印画部分が切り離され、プリントが形成される。
【００２２】
図７は、本発明の第２実施形態を示すもので、（ａ）は発熱素子アレイの一端部を拡大した平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示したサーマルヘッドを発熱素子アレイに垂直な平面で切断した断面図である。本実施形態では各発熱素子本体５７の送り方向長さを変える代わりに、各発熱素子本体５７を構成する発熱抵抗体層５５の厚みを発熱素子アレイ５８の端５８ａに向かうに従い次第に薄くしている。これにより、記録紙４の側縁４ｂが位置する部分の発熱素子本体５７を端部に向かうに従い次第に薄くしている。これにより、記録紙４の側縁部が位置する部分の発熱素子本体５７を両端５８ａに向かうに従い次第に抵抗が高くなるようにすることができ、上記実施形態と同じように、記録紙４の両側縁の黒色化や高濃度化が抑えられる。なお、第１実施形態と第２実施形態とを併用して、各発熱素子本体５７の送り方向長さと発熱抵抗体層５５の厚みとを変えてもよい。
【００２３】
次に本発明の第３実施形態について図８を用いて説明する。なお、上記の実施形態で示された部材と同じ部材には同じ符号を付して説明を省略する。ヘッド基板５２の上側には、発熱抵抗体層４５、個別電極、共通電極とによって形成される各発熱素子本体が、主走査方向に並んで発熱素子アレイを形成し、発熱素子アレイの両端部は記録紙４の側縁４ｂに対面する。
【００２４】
ヘッド基板５２の下面５２ｂには放熱板６５が接着剤を介して接着されている。放熱板６５の両端６５ａは発熱素子アレイの両端部に対応して位置し、発熱素子アレイの端に向かって厚くなっており、発熱素子アレイの端に向かうほど、発熱素子アレイで発生した熱をより多く放熱する。これにより記録紙４に加わる熱は記録紙４の側縁４ｂに向かうほど小さくなり、側縁４ｂの発色濃度の上昇を抑えることができる。
【００２５】
また、図９に示すように、放熱板６５の外側に、発熱素子アレイの端部に向かって薄くなる断熱部材７０を設けてもよい。これによって、記録紙４の両側縁が対面する発熱素子本体に対応する放熱板６５の放熱能力は他の発熱素子本体に対応する部分の放熱能力よりも優れる。このため記録紙４の両側縁が対面する発熱素子本体で発生した熱は、その他の発熱素子本体で発生した熱に比べてよく放熱され、記録紙４の両側縁の黒色化、高濃度化を防止する。なお、断熱部材の形状は、図９に示したものに限らない。例えば、図１０に示すように、主走査方向の幅が発熱素子アレイの幅よりも狭い断熱部材７２を放熱板６５の外側に設けるようにしてもよい。
【００２６】
なお、図８に示した放熱板を、図５、図６、図７に示したように両端部に向かって抵抗が高くなる発熱素子アレイを設けたサーマルヘッドのヘッド基板に設けてもよい。さらに、放熱板の外側に図９や図１０に示す断熱部材を設けてもよい。
【００２７】
【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、感熱記録紙の両側縁部が対面する部分の発熱素子本体の抵抗を発熱素子アレイの両端部に向かうに従い次第に高くするようにしたから、発熱素子アレイの両端部に向かうに従って熱の発生を抑えることができる。これにより感熱記録紙の側縁に加える熱を他の部分に比べて小さくして、感熱記録紙の側縁の黒色化、発色濃度の上昇を防止することができる。また、感熱記録紙の両側縁部に対面した発熱素子本体に対応する部分の放熱部材の放熱性を発熱素子アレイの両端部に向かうに従って高くすることにより、感熱記録紙の両側縁に対面した発熱素子本体で発生した熱の放熱性が上昇する。このため感熱記録紙の両側縁に加える熱を小さくして感熱記録紙の両側縁の黒色化と発色濃度の上昇とを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施したカラー感熱プリンタの概略図である。
【図２】カラー感熱記録紙の層構造を示す断面図である。
【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】サーマルヘッドを送り方向に切断した断面図である。
【図５】サーマルヘッドの一方の端部を拡大した平面図である。
【図６】サーマルヘッドの個別電極と共通電極との先端の形状を変えた別の実施形態のサーマルヘッドの平面図である。
【図７】発熱抵抗体の厚さを次第に薄くした別の実施形態のサーマルヘッドの（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図８】ヘッド基板の下に放熱板を設けた別の実施形態のサーマルヘッドの断面図である。
【図９】放熱板の外側に断熱部材を設けた別の実施形態のサーマルヘッドの断面図である。
【図１０】ヘッド基板の外側に発熱素子アレイよりも幅の狭い断熱部材を設けた別の実施形態のサーマルヘッドの断面図である。
【符号の説明】
４ カラー感熱記録紙
４２ 部分グレーズ
４５ 発熱抵抗体層
４７ 個別電極
４８ 共通電極
４９ 発熱素子
５０ 保護層
５１ 発熱素子アレイ
５２ ヘッド基板
６５ 放熱板
７０、７２ 断熱部材

Claims (6)

1. 発熱抵抗体層上に第１及び第２電極を離して配置し、これら電極で挟まれた発熱抵抗体層部分を発熱素子本体とし、この発熱素子本体が複数並べて形成された発熱素子アレイを有し、この発熱素子アレイを用いて感熱記録紙の全幅に画像を記録するためのサーマルヘッドにおいて、
   記録時に前記感熱記録紙の両側縁部が対面する部分の前記各発熱素子本体の抵抗を、他の発熱素子本体よりも、前記発熱素子アレイの両側縁部に向かうに従い次第に高くするようにしたことを特徴とするサーマルヘッド。
2. 前記第１及び第２電極の間隔を次第に広げて前記発熱素子本体の抵抗を高くすることを特徴とする請求項１記載のサーマルヘッド。
3. 前記発熱素子本体を構成する前記発熱抵抗体層を次第に薄くして前記発熱素子本体の抵抗を高くすることを特徴とする請求項１または２に記載のサーマルヘッド。
4. 発熱素子本体が複数並べて形成された発熱素子アレイを有する基板と、この基板に取り付けられた放熱部材とを有し、前記発熱素子アレイを用いて感熱記録紙の全幅に画像を記録するためのサーマルヘッドにおいて、
   記録時に前記感熱記録紙の両側縁部が対面する部分の発熱素子本体に対応する部分の前記放熱部材の放熱性を、他の発熱素子本体に対応する部分のものよりも、前記発熱素子アレイの両端部に向かうに従い次第に高くするようにしたことを特徴とするサーマルヘッド。
5. 前記放熱部材の厚みを次第に厚くして前記放熱性を高くすることを特徴とする請求項４記載のサーマルヘッド。
6. 前記放熱部材の外側に断熱部材を設け、この断熱部材の分布または厚みを変えることで前記放熱性を高くすることを特徴とする請求項４または５記載のサーマルヘッド。

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