JP2006007483A - 記録材料ならびにサーマルプリンタ及びサーマルプリント方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 サーマルプリンタにおいて、複数枚のプリント画像の平均濃度のばらつきを抑える。
【解決手段】 感熱記録紙の温度を温度センサで測定して、その温度情報を無線によって送信するＩＣタグを感熱記録紙に備えた。一方、このＩＣタグから感熱記録紙の温度情報を読み取るタグリーダをカラー感熱プリンタに備えた。これにより、サーマルヘッドで画像記録を行う前に、タグリーダを介してＩＣタグから感熱記録紙の温度情報を取得し、この温度情報を基にしてサーマルヘッドが発する熱エネルギーの量を制御する駆動データに補正を加えることで、複数枚のプリント画像の平均濃度のばらつきを抑えた。
【選択図】 図４

Description

本発明は、記録材料ならびにサーマルプリンタ及びそのプリント方法に関し、詳しくは、温度を測定する温度センサ付き無線タグを備えた記録材料と、この記録材料を用いるサーマルプリンタ及びサーマルプリント方法に関するものである。

サーマルプリンタには、直線状に配列された複数個の発熱抵抗体を有するサーマルヘッドでインクシートを加熱し、そのインクを記録材料に転写して画像を記録する熱転写プリンタと、加熱により自己発色する感熱記録紙を記録材料として使用し、この感熱記録紙をサーマルヘッドで加熱して画像を記録する感熱プリンタの２種類がある。

サーマルヘッドに配列される複数個の発熱抵抗体は、それぞれが画像を構成する画素に対応しており、この発熱抵抗体が発する熱エネルギーの量を変化させることによって各画素の濃度を表現することができる。サーマルプリンタは、入力される画像データに基づき各発熱抵抗体の熱エネルギーの量を制御して記録材料に画像を記録する。

サーマルヘッドが発生する熱エネルギーは、サーマルヘッドの温度、プリンタ内の環境温度（サーマルヘッド周辺の気温）、記録材料の温度など各部の温度が標準的な条件である場合を想定して算出される。このため、それら各部の温度が変化すると、熱エネルギーが同じでも画像の平均濃度が変化してしまう。例えば、連続して複数枚のプリントをしたような場合には、プリント処理の回数が増える毎に、プリンタ各部の温度は上昇する傾向にあるため、回数が増える毎に画像の平均濃度が高くなる。このため、サーマルプリンタでは、ヘッド温度、環境温度などプリンタ内の各部の温度を測定し、それらの温度に応じて熱エネルギーを補正している。さらに、より補正の精度を高めるため、下記特許文献１記載のサーマルプリンタでは、サーマルヘッドの温度変化を測定するか、各発熱抵抗体の抵抗値の変化を測定することにより記録材料の温度を推測している。

特開平９−１３１９１２号公報

しかしながら、サーマルヘッドに設けた温度センサによって、間接的に記録材料の温度を測定する上述の方法では、測定精度が悪く、記録材料の温度を正確に検出することができない。また、記録材料の表面に温度センサを接触させて表面温度を測定することも考えられるが、記録材料の表面に傷が付くことが懸念される。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、記録材料の温度を精度よく測定し、複数枚のプリント画像の平均濃度のばらつきを抑えることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の記録材料は、材料自体の温度を測定する温度センサと、この温度センサで測定した温度情報を無線によってサーマルプリンタへ送信する送信部とからなる温度センサ付き無線タグを備えたことを特徴とする。

また、請求項１に係る記録材料は、熱エネルギーに反応して自己発色する感熱発色層を備えていることが好ましい。

また、請求項１又は２に係る記録材料の温度センサ付き無線タグは、画像記録が行われない余白部に設けられていることが好ましい。

なお、本発明のサーマルプリンタは、記録材料に対して画像データに応じた熱エネルギーを与えて画像記録を行うサーマルヘッドと、前記記録材料に設けられ当該記録材料の温度を測定する温度センサ付き無線タグから、前記記録材料の温度情報を読み取るタグリーダと、前記温度情報に基づいて前記熱エネルギーを補正する熱エネルギー補正部とを備えたことを特徴とする。

さらに、本発明のサーマルプリント方法は、記録材料に設けられ当該記録材料の温度を測定する温度センサ付き無線タグから、前記記録材料の温度情報を読み取り、前記温度情報に基づいて前記熱エネルギーを補正することを特徴とする。

本発明によれば、温度を測定する温度センサ付き無線タグを備えた記録材料と無線通信して当該記録材料の温度情報を取得し、この温度情報を基にして各発熱抵抗体が発する熱エネルギーの量を補正するようにしたので、記録材料の温度を精度よく測定して、複数枚のプリント画像を連続して記録した際にも、それらの平均濃度のばらつきを抑えることができる。

図１は、カラー感熱プリンタ（サーマルプリンタ）１０の構成を概略的に示す説明図である。カラー感熱プリンタ１０には、ロール状に巻かれた長尺の感熱記録紙（記録材料）１１が装填される。

図２（ａ）に示すように、感熱記録紙１１は、熱エネルギーに反応して自己発色する感熱発色層５０と、この感熱発色層５０を支持する支持体５１と、感熱発色層５０を保護する保護層５２とから構成される。感熱発色層５０は、上層側から順にイエロー感熱発色層５３と、マゼンタ感熱発色層５４と、シアン感熱発色層５５とを有し、最上層のイエロー感熱発色層５３が熱感度が高く、小さな熱エネルギーで発色し、最下層のシアン感熱発色層５５が最も熱感度が低く、最も大きな熱エネルギーで発色する。また、イエロー感熱発色層５３とマゼンタ感熱発色層５４とに対しては、それぞれ特有な波長域の紫外線を照射することで発色能力を失う光定着性が付与されている。例えば、イエロー感熱発色層５３は波長約４２０ｎｍ付近の青紫色の可視光で光定着し、他方、マゼンタ感熱発色層５４は波長約３６５ｎｍ付近の近紫外線で光定着する。

また、感熱記録紙１１には、感熱記録紙１１自体の温度を測定するＩＣタグ（温度センサ付き無線タグ）８０が設けられている。このＩＣタグ８０は、支持体５１に形成された凹部５１ａとシアン感熱発色層５５とで挟持するように、感熱記録紙１１の内部に取り付けられている。また、ＩＣタグ８０の大きさは、例えば、数ミリ四方以下のサイズであり、厚さはコンマ数ミリ程度であるので、感熱記録紙１１をロール状に巻いた際に破損したり、感熱記録紙１１の巻き径に影響を与えることはない。

図２（ｂ）に示すように、長尺な感熱記録紙１１には、１画像分のエリアＲａが複数設定されており、ＩＣタグ８０は、各１画像分のエリアＲａに対してそれぞれ１つずつ設けられている。また、１画像分のエリアＲａは、画像記録が行われる記録部Ｒｗと、画像記録が行われない余白部Ｒｓとを有しており、ＩＣタグ８０は余白部Ｒｓ側に設けられている。

図３は、ＩＣタグ８０の概略的な内部構成を示すブロック図である。ＩＣタグ８０は、感熱記録紙１１の温度を測定する温度センサ８１と、この温度センサ８１で測定した温度情報を無線によってカラー感熱プリンタ１０へ送信する送信部であるとともに、所定の周波数の電磁波と共振して電圧を誘起するコイル状のアンテナ８２と、ＩＣタグ８０を制御するＩＣチップ８３とを備えた、いわゆるパッシブ型のＲＦＩＤタグである。

ＩＣチップ８３には、ＲＯＭやＲＡＭなどからなるメモリ９０と、このメモリ９０に格納されるプログラムに従って逐次演算を行うＣＰＵ９１と、アンテナ８２を介して送受信されるデータの変調及び復調を行う変復調器９２と、アンテナ８２によって誘起された電圧を平滑処理して、この電圧を各部９０〜９２に供給する電源制御回路９３とが形成されている。

また、ＣＰＵ９１に接続される温度センサ８１には、例えば、サーミスタや測温抵抗体などを適用することができる。また、近年では、トランジスタのベース−エミッタ間電圧の温度特性を利用した温度センサＩＣが知られている。この手法を用いて、ＩＣチップ８３の内部に温度センサ８１を形成してもよい。

カラー感熱プリンタ１０の内部には、感熱記録紙１１の進路を案内するガイド部材などによって構成された搬送路（図示は省略）が形成されている。この搬送路に沿うようにして上流側（図中左側）から順に、ロール状に巻かれた状態で装填される感熱記録紙１１と当接して、この感熱記録紙１１を引き出す給紙ローラ１２と、この給紙ローラ１２によって引き出された感熱記録紙１１を挟持搬送する搬送ローラ対１３と、直線状に配列された複数個の発熱抵抗体１４ａを有し、引き出された感熱記録紙１１に画像を記録するサーマルヘッド１４と、感熱記録紙１１に設けられたＩＣタグ８０から感熱記録紙１１の温度情報を読み取るタグリーダ１５と、感熱記録紙１１を光定着する光定着器１６と、長尺な感熱記録紙１１を切断するカッタ１７とが設けられている。

また、カラー感熱プリンタ１０には上記の他に、画像データを取り込むための画像入力部１８と、取り込んだ画像データに所定の画像処理を施す画像処理部１９と、サーマルヘッド１４を制御するためのヘッド制御部２０とが設けられている。これらの各部１２〜２０は、図示せぬ配線によって制御部２１に接続されており、この制御部２１によってカラー感熱プリンタ１０全体の動作が制御される。

搬送ローラ対１３は、搬送モータ３０によって回転駆動されるキャプスタンローラ３１と、このキャプスタンローラ３１とともに感熱記録紙１１を挟持する回転自在なピンチローラ３２とから構成される。また、搬送モータ３０の回転力は、給紙ローラ１２にも伝達され、搬送モータ３０が正転又は逆転することにより、感熱記録紙１１を矢線Ａ１で示す送り方向と、矢線Ａ２で示す戻し方向とに搬送する。この搬送モータ３０には、例えば、与えられたパルス数に応じて回転量が決定するステッピングモータが使用されており、制御部２１が搬送モータ３０に与える駆動パルスをカウントすることによって、感熱記録紙１１の位置、及び搬送量を特定する。

サーマルヘッド１４に設けられた各発熱抵抗体１４ａと対面する位置には、画像記録を行う際に感熱記録紙１１を裏面側から支持するプラテンローラ３３が配置されている。プラテンローラ３３は、感熱記録紙１１の搬送に応じて従動回転し、感熱記録紙１１と各発熱抵抗体１４ａとの接触状態を安定させる。

また、サーマルヘッド１４による画像記録は、感熱記録紙１１の１画像分のエリアＲａの後端Ｌ（図２参照）が各発熱抵抗体１４ａを通過するまで送った後、感熱記録紙１１を戻し方向Ａ２に搬送しながら行われる。タグリーダ１５は、サーマルヘッド１４の下流に位置し、１画像分のエリアＲａの後端Ｌが各発熱抵抗体１４ａを通過するまで感熱記録紙１１を送る間に、１画像分のエリアＲａの先端側に位置する余白部Ｒｓに設けられたＩＣタグ８０から、感熱記録紙１１の温度情報を読み取り、制御部２１に出力する。

なお、上述のように戻し方向Ａ２に搬送しながら画像記録を行うことで、搬送ローラ対１３とサーマルヘッド１４との間の感熱記録紙１１が無駄にならないという利点がある。しかしながら、感熱記録紙１１の先端まで画像を記録しようとすると、誤作動などによりサーマルヘッド１４がプラテンローラ３３を直接加熱してしまうことがあり、これはプラテンローラ３３の故障の原因となる。余白部Ｒｓは、これを防止するためのサーマルヘッド１４とプラテンローラ３３とのニップしろとして設けられている。

光定着器１６は、イエロー定着光を放射するイエロー用定着ランプ３４と、マゼンタ定着光を放射するマゼンタ用定着ランプ３５とを備えている。また、この光定着器１６の下流側に設けられたカッタ１７は、感熱記録紙１１の余白部Ｒｓを切断するとともに、画像記録及び定着が終了した記録部Ｒｗを切断する。

画像データを取り込むための画像入力部１８は、例えば、ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４などの通信インタフェースを設けて、ＰＣやデジタルカメラなどから直接画像データを取り込んでもよいし、コンパクトフラッシュ（登録商標）やスマートメディアなどに対応するスロットを設けて、これらの記録媒体から画像データを取り込むようにしてもよい。また、画像処理部１９は、取り込まれた画像データに対して、例えば、ガンマ補正処理やＹＣ変換処理などの各種の画像処理を施して、この画像データを制御部２１に出力する。

次に、上記構成によるカラー感熱プリンタ１０の作用について、図４に示すフローチャートを参照しながら説明する。画像入力部１８から取り込まれた画像データは、画像処理部１９で各種の画像処理が施された後に制御部２１に入力される。制御部２１は、この入力された画像データに基づいて、各発熱抵抗体１４ａが発する熱エネルギーの量を制御する駆動データを作成する。

プリントが指示された制御部２１は、搬送モータ３０を送り方向Ａ１側に駆動して、１画像分のエリアＲａの後端Ｌが各発熱抵抗体１４ａを通過するまで感熱記録紙１１を引き出す。このときタグリーダ１５は、通過するＩＣタグ８０に向けて、このＩＣタグ８０を起動させるための電磁波を送信する。

ＩＣタグ８０のアンテナ８２は、タグリーダ１５から送信された電磁波と共振して電圧を誘起し、この電圧を電源制御回路９３が各部９０〜９２に供給する。電圧が供給されて起動したＣＰＵ９１は、温度センサ８１から感熱記録紙１１の温度を取得して、この温度情報を変復調器９２で周波数変調信号に変調した後、アンテナ８２から送信する。タグリーダ１５は、この温度情報を受信してデジタル信号に復調し、制御部２１に復調した温度情報を出力する。

制御部２１は、タグリーダ１５から入力された感熱記録紙１１の温度情報を基にして、各発熱抵抗体１４ａが発する熱エネルギーの量を制御する駆動データに補正を加え、補正後の駆動データをヘッド制御部２０に出力した後、搬送モータ３０を戻し方向Ａ２側に駆動して画像記録を開始する。従って、制御部２１は、温度情報に基づいて熱エネルギーを補正する熱エネルギー補正部として機能する。

ヘッド制御部２０は、入力された駆動データを駆動信号に変換してサーマルヘッド１４に出力する。サーマルヘッド１４に設けられた各発熱抵抗体１４ａは、この駆動信号に応じて発熱し、記録すべき画像データの階調値に対応した熱エネルギーを感熱記録紙１１に加えて画像記録を行う。この際、熱感度が高いイエロー感熱発色層５３から順に画像を記録していき、イエロー、マゼンタ、シアンの各色の画像を各感熱発色層に記録することで、フルカラーのプリントを得る。

イエロー感熱発色層５３に画像が記録された感熱記録紙１１は、再び送り方向Ａ１に搬送されて光定着器１６に送られる。光定着器１６は、イエロー用定着ランプ３４を点灯させてイエロー定着光を放射し、イエロー感熱発色層５３を光定着させる。

イエロー感熱発色層５３の光定着が終了した感熱記録紙１１は、引き続いてマゼンタ感熱発色層５４への画像記録と、マゼンタ感熱発色層５４の光定着と、シアン感熱発色層５５への画像記録とが同様にして行われ、画像記録が完了する。なお、マゼンタ感熱発色層５４への画像記録とシアン感熱発色層５５への画像記録とを行う前に再びＩＣタグ８０から感熱記録紙１１の温度情報を取得して、駆動データに補正を加えるようにしてもよい。

画像記録が完了した感熱記録紙１１はカッタ１７に送られ、余白部Ｒｓと画像記録がなされた記録部Ｒｗとに切り分けられてカラー感熱プリンタ１０の外部に出力される。なお、余白部Ｒｓは、例えば、カラー感熱プリンタ１０の内部に貯蔵タンク（図示せず）などを別途設けて、記録部Ｒｗと分けるようにしてもよい。

以上のように、本実施形態のカラー感熱プリンタ１０では、タグリーダ１５を介してＩＣタグ８０から感熱記録紙１１の温度情報を取得し、この温度情報を基にして各発熱抵抗体１４ａが発する熱エネルギーの量を制御する駆動データに補正を加えるようにしたので、複数枚のプリント画像を連続して記録した際にも、それらの平均濃度のばらつきを抑えることができる。

また、ＩＣタグ８０は、感熱記録紙１１の支持体５１に形成された凹部５１ａとシアン感熱発色層５５とで挟持するように感熱記録紙１１の内部に設けられており、補正に必要な各感熱発色層の温度を直接的に測定できるので、例えば、サーミスタや測温抵抗体、又は放射温度計などで感熱記録紙１１の表面の温度を測定したり、サーマルヘッド１４の温度変化などから感熱記録紙１１の温度を推測するのと比較して、温度の測定精度がよい。

また、ＩＣタグ８０は、画像記録が行われない余白部Ｒｓに設けられているので、画像記録が完了してカッタ１７で切り分けられた後、この余白部Ｒｓを回収することによって、ＩＣタグ８０を再利用することができる。

なお、ＩＣタグ８０の回収を考慮しないのであれば、記録部Ｒｗ側に設けてもよい。また、本実施形態のＩＣタグ８０は、電磁誘導によって起動する、いわゆるパッシブ型のＲＦＩＤタグを例にして説明したが、電池を内蔵して自ら情報を送信する、いわゆるアクティブ型のＲＦＩＤタグであってもよい。

上記実施形態においては、サーマルプリンタとしてカラー感熱プリンタを例に説明したが、当然モノクロの感熱プリンタに本発明を適用してもよい。さらには、熱転写型のサーマルプリンタに本発明を適用してもよい。

カラー感熱プリンタの構成を概略的に示す説明図である。 ＩＣタグが取り付けられた感熱記録紙の構成を示す平面図と要部断面図である。 ＩＣタグの内部構成を概略的に示すブロック図である。 カラー感熱プリンタの動作を概略的に示すフローチャートである。

符号の説明

１０ カラー感熱プリンタ（サーマルプリンタ）
１１ 感熱記録紙（記録材料）
１４ サーマルヘッド
１５ タグリーダ
２１ 制御部（熱エネルギー補正部）
５０ 感熱発色層
８０ ＩＣタグ（温度センサ付き無線タグ）
８１ 温度センサ
８２ アンテナ（送信部）

Claims (5)

1. サーマルヘッドの加熱により画像記録を行うサーマルプリンタに用いられる記録材料において、
   材料自体の温度を測定する温度センサと、この温度センサで測定した温度情報を無線によって前記サーマルプリンタへ送信する送信部とからなる温度センサ付き無線タグを備えたことを特徴とする記録材料。
2. 熱エネルギーに反応して自己発色する感熱発色層を備えていることを特徴とする請求項１記載の記録材料。
3. 前記温度センサ付き無線タグは、画像記録が行われない余白部に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の記録材料。
4. 記録材料に対して画像データに応じた熱エネルギーを与えて画像記録を行うサーマルヘッドを備えたサーマルプリンタにおいて、
   前記記録材料に設けられ当該記録材料の温度を測定する温度センサ付き無線タグから、前記記録材料の温度情報を読み取るタグリーダと、前記温度情報に基づいて前記熱エネルギーを補正する熱エネルギー補正部とを設けたことを特徴とするサーマルプリンタ。
5. サーマルヘッドを用いて、記録材料に対して画像データに応じた熱エネルギーを与えて画像記録を行うサーマルプリント方法において、
   前記記録材料に設けられ当該記録材料の温度を測定する温度センサ付き無線タグから、前記記録材料の温度情報を読み取り、前記温度情報に基づいて前記熱エネルギーを補正することを特徴とするサーマルプリント方法。
   

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