JP2005231070A - 感熱プリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】 光源の冷却効率の高い感熱プリンタを提供する。
【解決手段】 光定着器１６は光照射部１７と、この光照射部１７を冷却する冷却部１８とから構成される。光照射部１７は熱記録されたイエロー画像及びマゼンタ画像をそれぞれ光定着させるＹ用ＬＥＤアレイ１９とＭ用ＬＥＤアレイ２０を備えている。光定着器１６はアーム３０に取り付けられている。アーム３０の駆動により、光定着器１６はその照射面が搬送路と対面する照射位置と、照射位置から退避しサーマルヘッドから遠ざかる退避位置との間で変位する。光定着器１６は光定着時以外はサーマルヘッドからの熱が伝わりにくい退避位置に位置するため、光照射部１７からは効率よく放熱される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、サーマルヘッドによって感熱記録紙に画像を熱記録した後、光源から定着光を照射して光定着を施す感熱プリンタに関するものである。

支持体上に上層から順にイエロー、マゼンタ、シアンの３つの感熱発色層が設けられたカラー感熱記録紙を用い、フルカラー画像を熱記録する感熱プリンタが知られている。この感熱プリンタは、カラー感熱記録紙の主走査方向に延びたサーマルヘッドを備えており、カラー感熱記録紙を副走査方向に搬送させながら、前記サーマルヘッドにより各感熱発色層を加熱して３色の画像を面順次に熱記録する。イエロー感熱発色層及びマゼンタ感熱発色層は、それぞれ特有な波長域の光に対する光定着性を備えており、カラー感熱記録紙は、各色の画像が熱記録された部分から順次光定着器に送られる。光定着器は、カラー感熱記録紙の記録面に定着光を照射して光定着を施す。これにより、感熱発色層を熱記録する際に、未発色部分が発色してしまうことを防止している。

感熱プリンタにおいてはプリント時間の短縮が望まれている。プリント時間を短縮する一つの手段としては記録紙の搬送距離を短くすることが挙げられ、このために光源とサーマルヘッドは近接して配置される。しかし、光源をサーマルヘッドに近づけると、光源にはサーマルヘッドから発生する熱が伝達されやすくなる。光源は自ら発生した熱とサーマルヘッドからの伝達熱とにより温度が上昇する。光源は高温になると光量が低下したり、劣化が早まる等の問題が生じる。特に光源にＬＥＤアレイを用いる場合、ＬＥＤは発光効率が低いために発熱が大きく高温になりやすい。

従来では、光源の冷却部として放熱フィンや冷却ファンを用いるのが一般的であった。例えば、特許文献１では、サーマルヘッドに取り付けられるとともに熱伝導性部材を介して光源に連結した放熱フィンと、この放熱フィンを冷却する冷却ファンとを備えている。

特開２０００−２０３１２３号公報

しかしながら、光源をサーマルヘッドに近づけると、サーマルヘッドの発熱の影響が大きくなり、光源の冷却効率が低下してしまうという問題があった。

本発明では、光源の冷却効率が高い感熱プリンタを提供することを目的とする。

本発明は、搬送路を通過する感熱記録材料に対して、画像を熱記録するサーマルヘッドと、その記録済み部分に定着光を照射して光定着を施す光源とを備えた感熱プリンタに関し、前記光源を、その照射面が前記感熱記録材料と対面する照射位置と、前記照射位置から退避させて、前記サーマルヘッドから遠ざける退避位置との間で変位させる変位手段と、この変位手段を介して前記光源の位置を制御する制御部とを設けたことを特徴とする。

前記制御部は、前記光源を、前記光定着を施す際に照射位置に移動させ、前記熱記録中には退避位置に移動させることが好ましい。また、前記変位手段は、揺動自在に設けられ前記光源を保持するアームと、このアームを駆動するモータとからなることが好適である。さらに、前記光源は、複数のＬＥＤをマトリクス状に配列したＬＥＤアレイからなることが好ましい。

本発明によれば、定着光を照射する光源を、その照射面が前記感熱記録材料と対面する照射位置と、照射位置から退避させて、サーマルヘッドから遠ざける退避位置との間で変位させる変位手段と、この変位手段を介して光源の位置を制御する制御部とを設けたので、制御部により変位手段を介して光源の位置を制御し、光源使用時にのみ光源を前記照射位置に移動させ、前記光源不使用時には光源を退避位置に移動させることができる。これにより、光源不使用時には、光源を発熱が大きいサーマルヘッドから離すことができるので、光源の冷却効率を高めることができる。

特に、熱記録動作時の記録紙の搬送方向と光定着動作時の搬送方向が、互いに逆方向の場合には、前記光源を、光定着動作時に照射位置に位置させ、熱記録動作時に退避位置に位置させれば、光源を効率よく冷却することができる。

図１に示すように、感熱プリンタ２には長尺のカラー感熱記録紙３（以下、記録紙３）をロール状に巻いた記録紙ロール４が装填される。給紙ローラ５は、記録紙ロール４の外周と当接して、記録紙３を搬送路６へ引き出す。給紙された記録紙３は、搬送ローラ７によって搬送される。熱記録及び定着は、搬送ローラ７によって記録紙３を搬送させながら行われる。搬送ローラ７及び給紙ローラ５は、図示しないモータによって駆動される。コントローラ８は、モータの回転量を制御することによって、記録紙３の位置や送り量を制御する。

搬送ローラ７の送り方向下流側には、サーマルヘッド１２が設けられている。サーマルヘッド１２は、多数の発熱素子を主走査方向にライン状に並べた発熱素子アレイ１２ａを備えている。サーマルヘッド１２は、この発熱素子アレイ１２ａを記録紙３に圧接した状態で、各発熱素子を発熱させ記録紙３に画像データの階調値に応じた熱エネルギーを与えて、画像を熱記録する。サーマルヘッド１２は、システムコントローラ８から送られる画像データに基づいてヘッドドライバ１３によって駆動される。

搬送路６を挟んでサーマルヘッド１２と対向する位置には、記録紙３を裏面から支持するプラテンローラ１４が設けられている。プラテンローラ１４は、記録紙３の搬送に応じて従動回転し、記録紙３と発熱素子アレイ１２ａとの接触状態を安定させる。

記録紙３は、周知のように、支持体上にシアン感熱記録層、マゼンタ感熱記録層、イエロー感熱記録層を順次設けて形成されている。各々の感熱記録層は、所定の熱エネルギーを加えると発色するように設計されている。イエロー感熱発色層が最も小さい熱エネルギーで発色し、シアン感熱発色層が最も大きい熱エネルギーで発色する。また、イエロー感熱発色層は、波長が約４２０ｎｍの青紫色の光であるイエロー定着光（以下、Ｙ定着光）が照射されると未発色部分の発色能力を消失する。同様に、マゼンタ感熱発色層は、波長が約３６５ｎｍの近紫外光であるマゼンタ定着光（以下、Ｍ定着光）が照射されると未発色部分の発色能力を消失する。

サーマルヘッド１２の送り方向下流側には、サーマルヘッド１２に隣接するようにして光定着器１６が設けられている。図１、図２に示すように、光定着器１６は光照射部１７と、この光照射部１７を冷却する冷却部１８とから構成される。光定着器１６は光源としてＬＥＤを使用しており、光照射部１７は、Ｙ定着光を発光するイエロー用ＬＥＤが複数個マトリクス状に配列されたイエロー用ＬＥＤアレイ（以下、Ｙ用ＬＥＤアレイ）１９と、Ｍ定着光を発光するマゼンタ用ＬＥＤが複数個マトリクス状に配列されたマゼンタ用ＬＥＤアレイ（以下、Ｍ用ＬＥＤアレイ）２０とからなる。これらの各アレイ１９、２０は基板２１に取り付けられている。光照射部１７は、ライトドライバ２４によって駆動される。冷却部１８は、基板２１の図上上面に取り付けられて、光照射部１７の放熱を行う放熱フィン２５と、この放熱フィン２５に送風して放熱効果を高めるファン２６とからなる。

この光定着器１６は、アーム（変位手段）３０に取り付けられている。アーム３０は、軸３１を中心に揺動自在に設けられており、それが揺動することによって、光定着器１６をその照射面が搬送路と対面する照射位置と、この照射位置から図上時計方向に９０度回転して、光定着器１６をサーマルヘッド１２の近傍から退避させる退避位置との間で変位させる。図１において実線で示すのが照射位置であり、破線で示すのが退避位置である。アーム３０はモータ（変位手段）３２によって駆動される。システムコントローラ（制御部）８は、モータドライバ（制御部）３３を介してモータ３２を駆動する。

システムコントローラ８は、アーム３０を変位させて光定着器１６の位置を制御する。イエロー及びマゼンタの光定着（以下、それぞれＹ定着、Ｍ定着）を行う際には、光定着器１６を照射位置に移動し、起動後プリント指示を待つ待機時や、サーマルヘッド１２による熱記録時には、光定着器１６を退避位置に移動する。このように、光定着器１６を、その不使用時に、発熱が高いサーマルヘッド１２の近接位置から離すことによって、光定着器１６の冷却効率が高められる。

図３（Ａ）は、熱記録及び光定着時の本例の光定着器１６の温度変化を示し、図３（Ｂ）は、従来の光定着器の温度変化を示すグラフである。図３（Ｂ）に示すように、光定着器がサーマルヘッドに近接している場合には、イエロー画像（以下、Ｙ画像）の熱記録（以下、Ｙ熱記録）が開始されると、サーマルヘッドの発熱の影響を受けて、光定着器の温度が初期の温度Ｔ０から上昇を開始する。そして、Ｙ定着が開始されると、光定着器自体の発熱につれて温度がさらに上昇してＹ定着終了時点において温度がＴ２に達する。Ｙ定着が終了すると、光定着器は消灯して冷却されて温度が下降するが、マゼンタ画像（以下、Ｍ画像）の熱記録（以下、Ｍ熱記録）が開始されると、サーマルヘッドの発熱の影響を受けて再び上昇を開始し、Ｍ定着終了時点においてはＴ３に達する。なお、シアン画像をＣ画像と省略し、Ｃ画像の熱記録をＣ熱記録と省略する。

これに対して、本例の光定着器１６は、待機中及び熱記録中は退避位置に移動するため、図３（Ａ）に示すように、Ｙ熱記録時にサーマルヘッド１２が発熱しても、その影響が比較的少ないため、光定着器１６の温度が初期の温度Ｔ０付近に保たれる。そして、光定着器１６は、Ｙ定着を開始する際に照射位置に移動し、点灯を開始すると、温度が上昇するが、Ｍ熱記録時には、消灯して再び照射位置に移動するため、Ｍ熱記録中は、サーマルヘッド１２の発熱の影響が少なく、効率的に冷却がなされる。このため、Ｍ定着が開始されるまでの間に、光定着器１６の温度は、初期の温度Ｔ０付近にまで下降する。このように、光定着器１６を待機中及び熱記録中に退避位置に移動させることにより、光定着器１６の冷却効率が高められるので、その温度上昇が抑えられる。

光定着器１６の送り方向下流側には、カッタ３６が設けられている。カッタ３６は記録紙３を所定のサイズにカットする。カッタ３６の送り方向下流側には、排紙ローラ３７と排出口３８が設けられている。排紙ローラ３７は、図示しないモータによって駆動する。排紙ローラ３７はカットした記録紙３を排出口３８に搬送する。

以下上記構成による作用について、図４のフローチャートを用いて説明する。このプリントでは、各熱記録動作を戻し方向搬送時に行い、各光定着動作を送り方向搬送時に行う。

プリント開始指示が与えられると、給紙ローラ５及び搬送ローラ７が正回転して記録紙３が送り方向に搬送される。記録紙３の送り方向への搬送は、記録エリアの全面がサーマルヘッド１２を通過するまで行われる。なお、プリント開始時には、光定着器１６は退避位置に位置している。また、光定着器１６のファン２６はプリントの間中ずっと駆動されている。

記録紙３が戻し方向に搬送されると、搬送に合わせてサーマルヘッド１２が駆動され、記録エリアにＹ熱記録が行われる。Ｙ熱記録を終えると、光定着器１６が退避位置から照射位置に移動し、Ｙ用ＬＥＤアレイ１９が点灯される。記録紙３は送り方向に搬送されて記録エリアにＹ定着が行われる。記録エリアの全面がＹ用ＬＥＤアレイ１９を通過すると、Ｙ用ＬＥＤアレイ１９が消灯され、光照射部１７が退避位置へ移動する。

Ｙ定着を終えると、記録紙３が戻し方向に搬送され、記録エリアにＭ熱記録が行われる。Ｍ熱記録を終えると、光定着器１６が照射位置に移動し、Ｍ用ＬＥＤアレイ２０が点灯される。記録紙３は送り方向に搬送されて記録エリアにＭ定着が行われる。記録エリアの全面がＭ用ＬＥＤアレイ２０を通過すると、Ｍ用ＬＥＤアレイ２０が消灯され、光定着器１６が退避位置へ移動する。

Ｍ定着を終えると、記録紙３が戻し方向に搬送され、記録エリアにＣ熱記録が行われる。Ｃ画像に関しては、再度高温度にさらされる可能性は低いため、光定着は省かれる。

Ｃ熱記録を終えると、記録紙３が送り方向に搬送され、記録エリアの後端がカッタ３６によって切断される。切断された記録紙３は排紙ローラ３７によって搬送され、排出口３８から排出される。

これら一連の動作により、一枚のプリントが完了する。続けてプリントを行う場合には、上記の動作を繰り返す。

なお、上記実施形態では、各熱記録を戻し方向搬送時に行い各光定着を送り方向搬送時に行ったが、各熱記録と各光定着を共に送り方向搬送時に行ってもよい。この場合には、例えば、Ｙ画像の熱記録を開始する前にＹ用ＬＥＤアレイ１９を照射位置に移動して、Ｙ画像の熱記録を開始すると同時にＹ用ＬＥＤアレイ１９を点灯させる。そして、記録紙３を送り方向に搬送しながらＹ画像を熱記録し、光定着器１６に送られる記録紙３の記録済み部分を順次光定着する。記録紙３は記録エリアの後端がＹ用ＬＥＤアレイ１９を通過するまで搬送されてＹ画像の光定着がなされる。Ｙ画像の光定着が終了した後、Ｙ用ＬＥＤアレイ１９を消灯するとともに、記録紙３を戻し方向に搬送して、記録開始位置がサーマルヘッド１２に達するまで巻き戻す。この後、再び送り方向に搬送させながら、Ｍ画像の熱記録を開始する。このＭ画像の熱記録と同時にＭ用ＬＥＤアレイを点灯させ、Ｙ画像の熱記録及び光定着と同様の手順で、Ｍ画像の熱記録及び光定着を行う。Ｍの光定着が終了した時点で、Ｍ用ＬＥＤアレイ２０を消灯して、光定着器１６を退避位置に移動させる。これにより、光定着器１６は、Ｃ画像熱記録中のサーマルヘッド１２の発熱の影響が回避されるので、効率よく冷却される。光定着器１６は、次回のプリントのＹ画像の熱記録が開始されるまで、退避位置で保持される。

この例では、上述したＹ及びＭの各色の画像の熱記録中に光定着器を退避位置へ移動する例と比較して、冷却効率は下がる。しかし、Ｍ定着終了後、Ｃ画像の熱記録が開始されるまでの間、退避位置で保持されるので、退避位置に変位できない従来と比較すれば、Ｃ画像熱記録時のサーマルヘッド１２の発熱の影響を回避することができる分、効率的な冷却効果が得られる。

上記実施形態では、Ｙ用ＬＥＤアレイ１９とＭ用ＬＥＤアレイ２０を一つの基板２１に取り付けて、１つの変位機構によって変位させるようにしているが、Ｙ用ＬＥＤアレイ１９とＭ用ＬＥＤアレイ２０を別々の基板に取り付けて、それぞれに変位機構を設けてもよい。この場合、Ｙ用光定着器をＹ画像の熱記録時に、Ｍ用光定着器をＭ画像の熱記録時にそれぞれの照射位置に位置させ、不使用時にはそれぞれの退避位置に位置させる。これにより、各光定着器は照射位置に位置する時間をより短縮することができ、退避位置に位置する時間を十分にとることができる。これにより、各光定着器の温度を効率的に下げることができる。

上記実施形態では、光定着器１６の光源にＬＥＤアレイ１９、２０を用いたが、他の公知の光源であってもよい。また、上記実施形態の光定着器１６では、ファン２６を設けて冷却しているが、この冷却部１８の構成は、光源の発熱量に応じて適宜変更してもよい。例えば、蛍光ランプなど、ＬＥＤと比較して発熱量の少ない光源を用いた場合には、ファン２６や放熱フィン２５を設けずに、自然冷却を行ってもよい。

上記実施形態では、アーム３０を図上時計方向に９０度回転させたが、光定着器１６をサーマルヘッド１２から離れる退避位置に変位させることができればよく、アーム３０の回転量及び回転方向は、プリンタ内の配置スペース等を考慮して適宜変更することができる。さらに、回転により、光定着器１６を変位させるようにしているが、スライドにより変位させてもよい。

また、光定着器１６を変位させることに加えて、サーマルヘッド１２と光定着器１６の間に断熱板を設けてもよい。こうすれば、サーマルヘッドの熱の影響をより確実に遮断することができるので、光定着器１６の冷却効率がより高められる。

感熱プリンタの概略構成図である。 光照射部の概略断面図である。 光定着器の温度変化を示すグラフである。 プリントの流れを示すフローチャートである。

符号の説明

２ 感熱プリンタ
３ 記録紙
６ 搬送路
８ システムコントローラ
１２ サーマルヘッド
１２ａ 発熱素子アレイ
１６ 光定着器
１７ 光照射部
１８ 冷却部
１９ Ｙ用ＬＥＤアレイ
２０ Ｍ用ＬＥＤアレイ
２１ 基板
２４ ライトドライバ
３０ アーム
３１ 軸
３２ モータ
３３ モータドライバ

Claims (4)

1. 搬送路を通過する感熱記録材料に対して、画像を熱記録するサーマルヘッドと、その記録済み部分に定着光を照射して光定着を施す光源とを備えた感熱プリンタにおいて、
   前記光源を、その照射面が前記感熱記録材料と対面する照射位置と、前記照射位置から退避させて、前記サーマルヘッドから遠ざける退避位置との間で変位させる変位手段と、この変位手段を介して前記光源の位置を制御する制御部とを設けたことを特徴とする感熱プリンタ。
2. 前記制御部は、前記光源を、前記光定着を施す際に照射位置に移動させ、前記熱記録中には退避位置に移動させることを特徴とする請求項１記載の感熱プリンタ。
3. 前記変位手段は、揺動自在に設けられ前記光源を保持するアームと、このアームを駆動するモータとからなることを特徴とする請求項１または２記載の感熱プリンタ。
4. 前記光源は、複数のＬＥＤをマトリクス状に配列したＬＥＤアレイからな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感熱プリンタ。
   

Images