JP2005271207A - サーマルプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】 安価な構成で確実に記録材料の側端縁を検出し、高画質な縁無し画像を得ることができるサーマルプリンタを提供する。
【解決手段】 カラー感熱プリンタ２は、記録紙１０を挟んでサーマルヘッド１７の発熱素子アレイ２０と対向する位置に取り付けられ、主走査方向における発熱素子アレイ２０の発熱温度分布を、記録紙１０越しに検出する温度分布検出センサ２１と、温度分布検出センサ２１の検出結果を元に、主走査方向における記録紙１０の両側端縁Ｐ、Ｐ’の位置を特定し、この特定した位置に対応する範囲内の発熱素子を発熱させることで、記録紙１０に縁無し画像を記録させるシステムコントローラ２２とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、主走査方向に複数の発熱素子がライン状に配列された発熱素子アレイを有するサーマルヘッドを用いて、副走査方向に搬送される記録材料に画像を記録するサーマルプリンタに関する。

サーマルプリンタとして、主走査方向に複数の発熱素子がライン状に配列された発熱素子アレイを有するサーマルヘッドを用いて、イエロー感熱発色層、マゼンタ感熱発色層、シアン感熱発色層が層設されたカラー感熱記録紙にフルカラー画像を記録するカラー感熱プリンタが知られている。

上記のようなカラー感熱プリンタで縁無し画像を記録する場合、カラー感熱記録紙の幅よりも発熱素子アレイの幅を広くし、カラー感熱記録紙の両側端縁に接触しない外側の発熱素子を発熱させることなく、両側端縁に接触する発熱素子までを選択的に発熱させることが必要となる。このため、従来は、カラー感熱記録紙の両側端縁に投光する発光素子と、両側端縁を撮像する撮像素子（ＣＣＤ）とからなる側端縁検出センサを用いて、主走査方向におけるカラー感熱記録紙の両側端縁の位置を検出し、この検出結果を元に、サーマルヘッドの発熱素子アレイの駆動を制御していた（特許文献１参照）。

特開２００４−９６１１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の手法では、ＣＣＤなどの高価な部品を使用しているため、部品コストが嵩むという問題があった。また、ＣＣＤの撮像面に汚れが付着する場合があり、検出結果の信頼性が低下するおそれがあった。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、安価な構成で確実に記録材料の側端縁を検出することができ、高画質な縁無し画像を得ることができるサーマルプリンタを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、主走査方向に複数の発熱素子がライン状に配列された発熱素子アレイを有するサーマルヘッドを用いて、副走査方向に搬送される記録材料に画像を記録するサーマルプリンタにおいて、前記記録材料を挟んで前記発熱素子アレイと対向する位置に取り付けられ、前記主走査方向における前記発熱素子アレイの発熱温度分布を、前記記録材料越しに検出する温度分布検出手段と、前記温度分布検出手段の検出結果を元に、前記主走査方向における前記記録材料の両側端縁の位置を特定し、この特定した位置に対応する範囲内の前記発熱素子を発熱させることで、前記記録材料に縁無し画像を記録させる制御手段とを備えたことを特徴とする。

なお、前記温度分布検出手段は、前記発熱素子とサイズ、個数が同じ複数の測温体が、前記発熱素子と同ピッチでライン状に配列されたものであることが好ましい。また、前記温度分布検出手段は、前記発熱素子アレイとの間で前記記録材料を挟持するプラテンに内蔵されていることが好ましい。

本発明のサーマルプリンタによれば、記録材料を挟んで発熱素子アレイと対向する位置に取り付けられ、主走査方向における発熱素子アレイの発熱温度分布を、記録材料越しに検出する温度分布検出手段と、温度分布検出手段の検出結果を元に、主走査方向における記録材料の両側端縁の位置を特定し、この特定した位置に対応する範囲内の発熱素子を発熱させることで、記録材料に縁無し画像を記録させる制御手段とを備えたので、安価な構成で確実に記録材料の側端縁を検出することができ、高画質な縁無し画像を得ることができる。

図１において、本発明を適用したカラー感熱プリンタ２は、記録材料として、長尺のカラー感熱記録紙（以下、単に記録紙という）１０を使用する。記録紙１０は、ロール状に巻かれた記録紙ロール１１の形態でカラー感熱プリンタ２にセットされる。

記録紙１０は、周知のように、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、および保護層が順次層設された構造となっている。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。

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。なお、例えばブラック感熱発色層を設けて４層構造にした記録紙を使用してもよい。

記録紙ロール１１の外周面には、搬送モータ１２によって回転される給紙ローラ１３が当接している。搬送モータ１２はステッピングモータであり、モータドライバ１４から入力される駆動パルスによって駆動される。給紙ローラ１３が図中反時計方向に回転すると、記録紙ロール１１は図中時計方向に回転し、記録紙１０が記録紙ロール１１から送り出される。給紙ローラ１３が図中時計方向に回転すると、記録紙ロール１１は図中反時計方向に回転し、記録紙１０が記録紙ロール１１に巻き戻される。

記録紙ロール１１から送り出された記録紙１０は、水平方向に配置された搬送経路内に送り込まれる。この搬送経路内には、記録紙１０を挟み込んで搬送する搬送ローラ対１５および排紙ローラ対１６が配置されている。搬送ローラ対１５および排紙ローラ対１６は、搬送モータ１２によって回転されるキャプスタンローラ１５ａ、１６ａと、このキャプスタンローラ１５ａ、１６ａに圧接するピンチローラ１５ｂ、１６ｂとからなり、記録紙１０を図中Ａ方向（給紙方向）とＢ方向（巻戻方向）とに往復搬送する。

給紙ローラ１３と搬送ローラ対１５との間には、サーマルヘッド１７と、このサーマルヘッド１７に向き合うように搬送経路の下方に配置された平面プラテン１８とが設けられている。サーマルヘッド１７のヘッド基板１９の記録紙１０に対向する表面には、主走査方向（記録紙１０の幅方向）に複数の発熱素子がライン状に配列された発熱素子アレイ２０が設けられている。この発熱素子アレイ２０は、記録紙１０に縁無し画像を記録するために、記録紙１０の幅寸法よりも長く設けられている。

平面プラテン１８は、記録紙１０と発熱素子アレイ２０との当接状態を安定させる。この平面プラテン１８は、上下方向に移動自在とされ、図示しないバネによって発熱素子アレイ２０に圧接する方向に付勢されている。記録紙１０の給紙時および排紙時には、カムやソレノイドなどから構成されるシフト機構（図示せず）によって平面プラテン１８が下降し、サーマルヘッド１７との記録紙１０の挟持が解除される。

平面プラテン１８の発熱素子アレイ２０と対向する位置には、温度分布検出センサ２１が取り付けられている。図２に示すように、この温度分布検出センサ２１は、発熱素子アレイ２０と同様に、主走査方向に複数の測温体３０がライン状に配列された構成となっている。測温体３０は、例えばサーミスタからなり、発熱素子とサイズ、個数、配列ピッチが同じに設けられている。温度分布検出センサ２１は、複数の測温体３０の出力を合わせることで、主走査方向における発熱素子アレイ２０の発熱温度分布を検出する。

記録紙１０をサーマルヘッド１７と平面プラテン１８とで挟持した状態で、発熱素子アレイ２０の全ての発熱素子を記録紙１０のイエロー感熱発色層を発色させるエネルギーよりも低いエネルギーで発熱させると、温度分布検出センサ２１は、図３に示すような波形を出力する。すなわち、主走査方向に関して、記録紙１０の両側端縁Ｐ、Ｐ’よりも外側の測温体３０では、発熱素子の発熱温度が直接出力され、両側端縁Ｐ、Ｐ’の内側の測温体３０では、記録紙１０越しである分だけ、外側の測温体３０よりも低い温度が出力される。

図１において、発熱素子アレイ２０は、システムコントローラ２２からヘッドドライバ２３に入力された駆動データに基づいて発熱し、記録紙１０の各感熱発色層を発色させる。システムコントローラ２２は、図３に示す温度分布検出センサ２１の出力波形を解析して、主走査方向における記録紙１０の両側端縁Ｐ、Ｐ’の位置を特定する。そして、特定した位置に対応する範囲内の発熱素子を発熱させることで、記録紙１０に縁無し画像を記録させる。

搬送ローラ対１５のＡ方向下流側には、記録紙１０の記録面に対面して定着器２４が配置されている。定着器２４は、発光ピークが４２０ｎｍの近紫外線を放出してイエロー感熱発色層を定着するイエロー用定着光源２４ａと、発光ピークが３６５ｎｍの紫外線を放出してマゼンタ感熱発色層を定着するマゼンタ用定着光源２４ｂと、これらの光源２４ａ、２４ｂからの光を記録紙１０に向けて反射させるリフレクタ２４ｃとからなる。光源２４ａ、２４ｂは、ランプドライバ２５によって駆動される。

定着器２４と排紙ローラ対１６との間には、記録紙１０を所定のプリントサイズにカットするカッター２６が配置されている。また、排紙ローラ対１６のＡ方向下流側には、画像記録済みの記録紙１０を排出する排紙口２７が設けられている。

次に、上記構成を有するカラー感熱プリンタ２の動作について説明する。画像記録開始操作が実行されると、搬送モータ１２の正転によって給紙ローラ１３が反時計方向に回転され、記録紙１０が記録紙ロール１１からＡ方向に送り出される。記録紙１０の先端は搬送経路内を移動して、搬送ローラ対１５にニップされ、さらにＡ方向下流側に搬送される。

記録紙１０の先端が画像記録開始位置に到達すると、搬送モータ１２の回転が一旦停止される。次いで、平面プラテン１８がシフト機構によって上昇され、発熱素子アレイ２０との間で記録紙１０が挟持される。記録紙１０に縁無し画像を記録する場合には、この状態で発熱素子アレイ２０の全ての発熱素子が記録紙１０のイエロー感熱発色層を発色させるエネルギーよりも低いエネルギーで発熱される。そして、搬送モータ１２が再び回転されて記録紙１０がＡ方向に搬送されながら、温度分布検出センサ２１により主走査方向における発熱素子アレイ２０の温度分布が検出される。この温度分布の検出は、記録紙１０に記録される画像の副走査方向（記録紙１０の搬送方向）のライン毎に行われる。

温度分布の検出後、記録紙１０に記録される画像の副走査方向のライン毎に、システムコントローラ２２により主走査方向における記録紙１０の両側端縁Ｐ、Ｐ’の位置が特定される。ライン毎に特定された記録紙１０の両側端縁Ｐ、Ｐ’の位置は、システムコントローラ２２の図示しないメモリに記録される。

記録紙１０の両側端縁Ｐ、Ｐ’の特定後、搬送モータ１２が逆転駆動され、記録紙１０の先端が画像記録開始位置に戻される。そして、再び搬送モータ１２が駆動され、記録紙１０がＡ方向に搬送されながら、ヘッドドライバ２３に入力された駆動データに基づいて発熱した発熱素子アレイ２０により、記録紙１０のイエロー感熱発色層にイエロー画像が記録される。このとき、システムコントローラ２２により特定された記録紙１０の両側端縁Ｐ、Ｐ’の位置が、１ライン毎にメモリから読み出される。そして、読み出された両側端縁Ｐ、Ｐ’の位置に対応する範囲内の発熱素子が１ライン毎に発熱され、記録紙１０に縁無し画像が記録される。

イエロー画像の記録が完了すると、記録画像の後端が定着器２４のイエロー用定着光源２４ａに対面する位置まで搬送され、搬送モータ１２の回転が停止される。このとき、平面プラテン１８がシフト機構によって下降され、サーマルヘッド１７とによる記録紙１０の挟持が解除される。次いで、ランプドライバ２５によりイエロー用定着光源２４ａが点灯され、搬送モータ１２が逆転されて記録紙１０がＢ方向に巻き戻されながら、画像記録済みのイエロー感熱発色層が定着される。

イエロー感熱発色層の定着後、記録画像の先端が発熱素子アレイ２０に対面する位置まで搬送され、搬送モータ１２の回転が停止される。そして、イエロー画像記録時と同様に、平面プラテン１８がシフト機構によって上昇され、発熱素子アレイ２０との間で記録紙１０が挟持される。この状態で再び搬送モータ１２が駆動され、記録紙１０がＡ方向に搬送されながら、記録紙１０のマゼンタ感熱発色層にマゼンタ画像が記録される。このときもイエロー画像記録時と同様に、システムコントローラ２２により特定された記録紙１０の両側端縁Ｐ、Ｐ’の位置に対応する範囲内の発熱素子が発熱され、記録紙１０に縁無し画像が記録される。

マゼンタ画像の記録が完了すると、記録画像の後端が定着器２４のマゼンタ用定着光源２４ｂに対面する位置まで搬送され、搬送モータ１２の回転が停止される。そして、イエロー画像定着時と同様に、ランプドライバ２５によりマゼンタ用定着光源２４ｂが点灯され、搬送モータ１２が逆転されて記録紙１０がＢ方向に巻き戻されながら、画像記録済みのマゼンタ感熱発色層が定着される。

マゼンタ感熱発色層の定着後、記録画像の先端が発熱素子アレイ２０に対面する位置まで搬送され、搬送モータ１２の回転が停止される。そして、イエロー、マゼンタ画像記録時と同様に、記録紙１０のシアン感熱発色層にシアン画像が記録される。

画像記録後の記録紙１０は、搬送ローラ対１５によりＡ方向に搬送され、カッター２６により所定のプリントサイズに切断された後、排紙ローラ対１６により排紙口２７から排出される。

上記のような構成であると、高価な部品であるＣＣＤなどを用いることなく、記録紙１０の両側端縁Ｐ、Ｐ’の位置を確実に特定することができる。また、特定した位置に対応する範囲内の発熱素子を発熱させて縁無し画像を記録するので、記録紙１０の両側端縁Ｐ、Ｐ’に接触しない外側の発熱素子が空発熱することがなく、発熱素子の寿命を延ばすことができる。

また、温度分布検出センサ２１を、発熱素子とサイズ、個数、配列ピッチが同じ複数の測温体３０がライン状に配列された構成としたので、発熱素子１個単位で発熱素子アレイ２０の駆動を制御することができる。さらに、温度分布検出センサ２１が平面プラテン１８に内蔵されているので、新たに温度分布検出センサ２１を設けるための設置スペースを確保する必要がない。

なお、測温体３０は、少なくとも記録紙１０の両側端縁Ｐ、Ｐ’の周辺に配置されていればよく、上記実施形態のように主走査方向にライン状に配列されていなくともよい。また、図３に示す温度分布検出センサ２１の出力波形は、実際には、記録紙１０の両側端縁Ｐ、Ｐ’付近で緩やかな変化を示すので、記録紙１０の両側端縁Ｐ、Ｐ’の位置を特定する場合は、出力が変化し始める温度と変化し終わる温度との半値をとる点を両側端縁Ｐ、Ｐ’とする。

上記実施形態では、サーマルプリンタとしてカラー感熱プリンタ２を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、熱転写型、昇華型などの他のサーマルプリンタにも適用することができる。

本発明を適用したカラー感熱プリンタの概略構成を示す図である。 温度分布検出センサの構成を示す図である。 温度分布検出センサの出力波形を示すグラフである。

符号の説明

２ カラー感熱プリンタ
１０ カラー感熱記録紙（記録紙）
１７ サーマルヘッド
１８ 平面プラテン
２０ 発熱素子アレイ
２１ 温度分布検出センサ
２２ システムコントローラ
２３ ヘッドドライバ
２４ 定着器
３０ 測温体

Claims (3)

1. 主走査方向に複数の発熱素子がライン状に配列された発熱素子アレイを有するサーマルヘッドを用いて、副走査方向に搬送される記録材料に画像を記録するサーマルプリンタにおいて、
   前記記録材料を挟んで前記発熱素子アレイと対向する位置に取り付けられ、前記主走査方向における前記発熱素子アレイの発熱温度分布を、前記記録材料越しに検出する温度分布検出手段と、
   前記温度分布検出手段の検出結果を元に、前記主走査方向における前記記録材料の両側端縁の位置を特定し、
   この特定した位置に対応する範囲内の前記発熱素子を発熱させることで、前記記録材料に縁無し画像を記録させる制御手段とを備えたことを特徴とするサーマルプリンタ。
2. 前記温度分布検出手段は、前記発熱素子とサイズ、個数が同じ複数の測温体が、前記発熱素子と同ピッチでライン状に配列されたものであることを特徴とする請求項１に記載のサーマルプリンタ。
3. 前記温度分布検出手段は、前記発熱素子アレイとの間で前記記録材料を挟持するプラテンに内蔵されていることを特徴とする請求項１または２に記載のサーマルプリンタ。

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