JP2005271319A - サーマルプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】 高温の状態で記録紙が給紙されることを防止する。
【解決手段】 カラー感熱記録紙１１は、戻し方向へ搬送されながらサーマルヘッド２２によって画像が熱記録される。サーマルヘッド２２を基準にして、戻し方向下流側には、冷却ファン２４が設けられている。サーマルヘッド２２によって加熱された記録済み部分は、冷却ファン２４によって冷却されて記録紙ロール１２へ巻き戻される。このため、記録紙ロール１２の外周付近に位置するカラー感熱記録紙１１が加熱されることがないので、次のプリントの際に、カラー感熱記録紙１１が高温の状態で給紙されることが防止される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、記録紙ロールから引き出された記録紙を往復搬送させながらサーマルヘッドで画像を熱記録するサーマルプリンタに関するものである。

支持体上に、イエロー，マゼンタ，シアンの各色に発色する感熱発色層を順次層設したカラー感熱記録紙（以下、単に記録紙という）を用い、この記録紙をサーマルヘッドで加熱して３色の画像を面順次に記録することによりフルカラー画像を得るカラー感熱プリンタが知られている（例えば、下記特許文献１参照）。カラー感熱プリンタには、給紙部に、長尺の記録紙をロール形態にした記録紙ロールが装填され、前記記録紙ロールから引き出した記録紙に対して画像を記録し、記録が終了した後、記録済み部分をカットして排紙するロールプリンタがある。ロールプリンタでは、搬送路へ引き出した記録紙を記録紙ロールから送り出す送り出し方向と記録紙ロールへ巻き戻す巻き戻し方向とに往復搬送させながら、３色の画像が面順次に記録される。

カラー感熱記録紙の各色の感熱発色層は、層設された順番によって深層の感熱発色層ほど熱感度が低く、最上層のイエロー感熱発色層が最も低い熱エネルギーで発色し、最下層のシアン感熱発色層が最も高い熱エネルギーで発色し、中間のマゼンタ感熱発色層はその中間の熱エネルギーで発色する。また、より深層の感熱発色層を加熱したときに上層の感熱発色層が発色することがないように、イエロー感熱発色層とマゼンタ感熱発色層には、それぞれに特有な波長域の光に対する光定着性が付与されており、イエロー及びマゼンタの各感熱発色層は、定着光源からそれぞれ特有な波長の定着光が照射されると、その発色能力が消失する。

サーマルヘッドは、多数の発熱素子を主走査方向（記録紙の幅方向）に配列した発熱素子アレイを備えており、この発熱素子アレイを記録紙に圧接して加熱する。各発熱素子は、各画素の画像データに基づいて駆動され、各画素の濃度に応じた印画エネルギーを発生する。サーマルヘッドが付与する印画エネルギーは、プリンタ内の種々の温度によって影響を受けるため、下記特許文献１記載のプリンタでは、それらの温度に応じて印画エネルギーを補正している。

特開２００３−８０７５６号公報

ロールプリンタでは、給紙部とサーマルヘッドとの距離が短いと、いったん記録紙ロールから引き出された記録紙がサーマルヘッドに加熱された後、再び記録紙ロールへ巻き戻される場合がある。そうすると、巻き戻された記録紙によって記録紙ロールが加熱されて次のプリントに使用される記録エリアの温度が上昇する。このため、例えば、複数枚の画像を連続してプリントするような場合には、次の記録エリアが高温の状態で給紙されることになる。サーマルヘッドの印画エネルギーは、記録紙が標準的な温度で給紙されることを想定して求められるため、記録紙の温度が高いと、発色濃度が上昇して適正な濃度で画像が記録されないという問題が発生する。上記特許文献１記載のプリンタでは、この記録紙の温度上昇が考慮されておらず、その対策が要望されていた。

本発明は、記録紙ロールの温度上昇を抑えるサーマルプリンタを提供することを目的とする。

本発明のサーマルプリンタは、長尺の記録紙をロール形態にした記録紙ロールが装填される給紙部と、前記記録紙ロールから搬送路へ引き出された記録紙を搬送する搬送手段と、この搬送手段によって記録紙を前記記録紙ロールへ巻き戻す巻き戻し方向と前記記録紙ロールから送り出す送り出し方向とに往復搬送させながら、画像を熱記録するサーマルヘッドとを備えたサーマルプリンタにおいて、前記サーマルヘッドと給紙部との間に配置され、サーマルヘッドによって加熱された記録紙が前記記録紙ロールへ巻き戻される前に前記記録紙を冷却する冷却手段を設けたことを特徴とする。

前記冷却手段としては、ファンやクーリングローラを使用することが好ましい。

本発明は、長尺の記録紙をロール形態にした記録紙ロールが装填される給紙部と、前記記録紙ロールから搬送路へ引き出された記録紙を搬送する搬送手段と、この搬送手段によって記録紙を前記記録紙ロールへ巻き戻す巻き戻し方向と前記記録紙ロールから送り出す送り出し方向とに往復搬送させながら、画像を熱記録するサーマルヘッドとを備えたサーマルプリンタにおいて、前記サーマルヘッドと給紙部との間に配置され、サーマルヘッドによって加熱された記録紙が前記記録紙ロールへ巻き戻される前に前記記録紙を冷却する冷却手段を設けたから、記録紙ロールの温度上昇を抑えることができる。このため、複数枚の画像を連続してプリントするような場合でも、高温の状態で記録紙が給紙されることが防止されるので、適正な濃度でプリントを行うことができる。

図１に示すカラー感熱プリンタ１０には、長尺の記録紙１１をロール形態にした記録紙ロール１２が給紙部２０にセットされる。給紙ローラ１３は、記録紙ロール１２と当接してこれを回転させることで、記録紙１１の先端を搬送路へ引き出す。引き出された記録紙１１は、搬送ローラ対１４によって搬送される。搬送ローラ対１４は、キャプスタンローラ１４ａと、ピンチローラ１４ｂとからなる。ピンチローラ１４ｂは、給紙時に、キャプスタンローラ１４ａから離れる方向に移動し、各ローラ１４ａ，１４ｂの間を記録紙１１が通過した後、キャプスタンローラ１４ａに向かって移動して、記録紙１１に圧接する。

プリンタ１０は、搬送ローラ対１４によって、記録紙１１を、記録紙ロール１２から搬送路へ送り出す送り出し送り方向と、記録紙ロール１２へ巻き戻す巻き戻し方向とに往復搬送しながら、イエロー，マゼンタ，シアンの画像の熱記録と、熱記録済みの記録紙１１の光定着とを行う。

給紙ローラ１３及び搬送ローラ対１４は、駆動モータ１５によって駆動される。コントローラ２１は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどからなり、プリンタ１０の各部を統括的に制御する。コントローラ２１は、駆動モータ１５の回転量を制御することで、記録紙１１の搬送量を制御する。

周知のように、記録紙１１は、支持体上に、上層から順に、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）の各色に発色する３つの感熱発色層を層設したものである。記録紙１１は、最上層となるイエロー感熱発色層の熱感度が最も高く、最下層のシアン感熱発色層の熱感度が最も低い。

深層の感熱発色層を加熱する際に上層の感熱発色層の未発色部分が発色しないように、イエロー及びマゼンタの各感熱発色層には、それぞれ特有な波長域の光による光定着性が付与されており、各感熱発色層は、画像が熱記録された後、それぞれの波長の光が照射されることにより光定着される。イエロー感熱発色層は、発光ピークの波長が約４２０ｎｍの青紫色の光であるイエロー定着光が照射されると発色能力を消失し、マゼンタ感熱発色層は、発光ピークの波長が約３６５ｎｍの近紫外線であるマゼンタ定着光が照射されると発色能力を消失する。

記録紙１１の搬送路上には、サーマルヘッド２２と、このサーマルヘッド２２と対向する位置に配置され記録紙１１を裏面から支持するプラテンローラ２３が配置されている。サーマルヘッド２２は、周知のように、多数の発熱素子を主走査方向（カラー感熱記録紙の幅方向）に沿ってライン状に並べた発熱素子アレイ２２ａを備えている。各発熱素子は、画素の濃度に応じた熱エネルギー（印画エネルギー）を発生する。この発熱素子アレイ２２ａを記録紙１１に圧接させて、各感熱発色層を加熱することで、イエロー，マゼンタ，シアンの各色の画像を熱記録する。コントローラ２１は、サーマルヘッド２２の温度や、プリンタ内の環境温度等に応じて、駆動データを補正し、この補正を通じて印画エネルギーが調整される。

プラテンローラ２３は、ピンチローラ１４ｂと同様に、給紙時にサーマルヘッド２２から離れる方向に移動して、発熱素子アレイ２２ａとの間に給紙通路を確保する。そして、記録紙１１が通過した後、発熱素子アレイ２２ａに向けて移動して、サーマルヘッド２２とともに記録紙１１を挟み込む。

記録紙１１の記録エリアは、いったんサーマルヘッド２２を通過するまで送り出し方向に搬送された後、巻き戻し方向に搬送されながら各色の画像の熱記録が行われる。サーマルヘッド２２は、巻き戻し方向へ搬送される記録エリアに対して画像をライン記録する。記録済み部分は、順次巻き戻し方向へ送られて、その一部は給紙部２０内に進入して、記録紙ロール１２へ巻き取られる。

サーマルヘッド２２によって加熱された直後の記録紙１１の温度は、イエロー画像の印画直後では、約５０℃〜約９０℃に達し、マゼンタ画像の印画直後では、約８０℃〜１２０℃に達する。この記録済み部分がその温度のまま記録紙ロール１２に巻き取られてしまうと、該ロール１２の外周付近に位置する記録紙１１の温度が上昇してしまう。記録紙ロール１２の外周付近に位置する記録紙１１は、次のプリントに使用される部分であるので、連続して複数枚の画像をプリントするような場合には、記録紙１１の温度が高い状態で給紙されてしまう。上述したとおり、サーマルヘッド２２の印画エネルギーは、標準的な温度（例えば、約２５℃）を想定して算出されているので、記録紙１１の温度が標準的な温度よりも著しく高いと、所望の濃度よりも高い濃度に発色してしまう。

そこで、プリンタ１０には、給紙部２０と、サーマルヘッド２２との間に、冷却ファン２４が配置されている。冷却ファン２４は、加熱された記録紙１１に風を送ってその表面を冷却する。これにより、記録紙ロール１２へ、高い温度のまま記録紙１１が巻き取られるのを防止している。

図２は、冷却ファン２４によって記録紙１１を冷却した場合と、冷却をしない場合の比較表を示す。この比較表で明らかなとおり、イエロー画像を記録した直後の表面温度が約４９℃に達する場合でも、冷却ファンによって冷却を行うと、冷却ファンとして、直径が６０ｍｍの小型のファンを使用した場合で、約４３℃、直径が８０ｍｍの大型ファンを使用した場合では、約３５℃まで下がることがわかる。標準温度差に換算すると、ファン無しの場合と、大型ファンを設けた場合とでは、約１４℃程度の差が生じる。

また、この温度差を光学濃度（ＯＤ）の差に換算すると、ファン無しの場合には、「約０．２」であるのに対して、小型ファンを設けると「約０．１２」、大型ファンを設けると「約０．０８」まで減少することがわかった。このデータは、イエロー画像の最低の濃度で発色させた場合の例であるが、マゼンタ画像や、シアン画像を記録した場合にも同様の効果が期待できると考えられる。

サーマルヘッド２２を基準として、送り方向下流側には、光定着器２６が配置されている。光定着器２６は、イエロー定着光を放射するイエロー定着ランプ２７と、マゼンタ定着光を放射するマゼンタ定着ランプ２８とからなる。イエロー定着ランプ２７は、発光波長のピークが約４２０ｎｍ付近にある蛍光ランプであり、マゼンタ定着ランプ２８は、発光波長のピークが約３６５ｎｍ付近にある蛍光ランプである。

光定着器２６の送り方向下流側には、カッタ３２が配置されている。熱記録及び光定着が終了した記録エリアは、カッタ３２に送られて、１枚のシートにカットされて、プリンタ外へ排紙される。

以下、上記構成による作用について説明する。プリント指示がなされると、給紙ローラ１３が回転して、記録紙ロール１２から記録紙１１が搬送路に送り出される。記録紙１１は、搬送ローラ対１４によって、記録エリアがサーマルヘッド２２を通過するまで送り出し方向へ搬送される。記録エリアが所定位置まで送られると、駆動モータ１５が逆転して、記録紙１１が巻き戻し方向へ搬送される。この搬送中にサーマルヘッド２２によってイエロー画像が開始される。

イエロー画像が記録された記録済み部分は、順次冷却ファン２４に送られて、送風によって冷却される。この冷却ファン２４を通過した記録済み部分は、給紙部２０内に進入して記録紙ロール１２に巻き取られる。記録紙ロール１２に巻き取られる記録済み部分は、冷却ファン２４によって冷却されているので、記録紙ロール１２の温度上昇が抑えられる。サーマルヘッド２２が記録エリアの後端まで画像を記録すると、駆動モータ１５の搬送方向が逆転して、記録エリアがサーマルヘッド２２を通過するまで送り出し方向へ搬送される。

記録済み部分は、光定着器２６に送られてイエロー定着ランプ２７によってイエローの光定着がなされる。イエローの光定着が終了すると、搬送方向が逆転して、２回目の戻し方向への搬送が開始される。

記録開始位置がサーマルヘッド２２に達すると、マゼンタ画像の熱記録が開始される。イエロー画像の熱記録時と同様に、加熱された記録済み部分は、冷却ファン２４によって冷却された後、記録紙ロール１２へ巻き取られる。このため、記録紙ロール１２の温度が上昇することはない。

マゼンタ画像の熱記録が終了すると、イエローの光定着と同様に、記録済み部分が光定着器２６に送られて、マゼンタ定着ランプ２８によってマゼンタの光定着が行われる。このマゼンタの光定着後、搬送方向が逆転して、上記イエロー及びマゼンタの熱記録と同様に、シアン画像が熱記録される。このシアン画像の熱記録後、記録済み部分がカッタ３２へ送られてプリンタ外へ排紙される。記録紙１１の未記録部分は、給紙部２０へ送られて記録紙ロール１２に巻き取られる。

連続して次のプリントを行う場合には、上記と同様の手順で、記録紙ロール１２から記録紙１１が引き出されて記録が開始される。この引き出される部分は、冷却ファン２４によって温度上昇が抑えられているので、標準的な温度に近い状態で給紙される。このため、次のプリントについても適正な濃度で画像が記録される。

上記実施形態では、記録紙を冷却する冷却手段として冷却ファンを使用した例で説明したが、冷却ファンでなくてもよく、例えば、搬送ローラ対の少なくとも一方をクーリングローラで構成し、これによって記録紙を冷却してもよい。こうすれば、冷却ファンを配置するスペースが省略されるので、プリンタの本体サイズの大型化が防止される。もちろん、冷却ファンとクーリングローラとを併用してもよい。こうすれば、より高い冷却効果が得られる。もちろん、冷却手段としては、冷却ファンやクーリングローラ以外にも各種のものが考えられる。それらのいずれを使用してもよい。

上記実施形態では、加熱により自己発色するカラー感熱記録紙を用いたカラー感熱プリンタを例に説明したが、本発明は、サーマルヘッドによってインクシートを加熱し、インクを記録紙に熱転写して画像を記録する熱転写型のサーマルプリンタに適用することもできる。熱転写プリンタでは、サーマルヘッドと記録紙とは直接接触することはないが、インクシートを介して記録紙が加熱され、その熱がインクシートへ伝達されて影響を及ぼすおそれがある。このため、上記冷却手段を設けることでカラー感熱プリンタの場合と同様の効果を期待できる。

カラー感熱プリンタの概略を示す構成図である。 冷却ファンが無い場合と、有る場合の比較データを示す表である。

符号の説明

１０ カラー感熱プリンタ
１１ カラー感熱記録紙
１２ 記録紙ロール
２０ 給紙部
２１ コントローラ
２２ サーマルヘッド
２４ 冷却ファン

Claims (3)

1. 長尺の記録紙をロール形態にした記録紙ロールが装填される給紙部と、前記記録紙ロールから搬送路へ引き出された記録紙を搬送する搬送手段と、この搬送手段によって記録紙を前記記録紙ロールへ巻き戻す巻き戻し方向と前記記録紙ロールから送り出す送り出し方向とに往復搬送させながら、画像を熱記録するサーマルヘッドとを備えたサーマルプリンタにおいて、
   前記サーマルヘッドと給紙部との間に配置され、サーマルヘッドによって加熱された記録紙が前記記録紙ロールへ巻き戻される前に前記記録紙を冷却する冷却手段を設けたことを特徴とするサーマルプリンタ。
2. 前記冷却手段は、ファンであることを特徴とする請求項１記載のサーマルプリンタ。
3. 前記搬送手段として、前記給紙部と前記サーマルヘッドとの間に配置され少なくとも一方のローラがクーリングローラで構成された搬送ローラ対を設け、この搬送ローラ対を前記冷却手段として使用することを特徴とする請求項１記載のサーマルプリンタ。

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