JP2006082425A - カラー感熱プリンタ、およびプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】 リアルタイムで起こる搬送速度や搬送負荷の変動に即座に対応して修正する。
【解決手段】 カラー感熱プリンタ２は、サーマルヘッド１８を挟んでカラー感熱記録紙１０の搬送経路の両側にそれぞれ配置され、記録紙１０を搬送する第１、第２搬送ローラ対１５、１６と、これらを駆動する搬送モータ１２と、搬送モータ１２の駆動力の搬送ローラ対１５、１６への伝達を切り替える第１、第２クラッチ３０、３１と、搬送ローラ対１５、１６の回転速度を検出する第１、第２エンコーダ３２、３３と、記録紙１０の搬送方向下流側の搬送ローラ対にのみ駆動力を伝達させるように、クラッチ３０、３１の動作を制御し、記録紙１０の搬送方向上流側の搬送ローラ対の回転速度の検出結果に基づいて、回転速度が一定となるように搬送モータ１２の動作を制御するシステムコントローラ２１とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、副走査方向に往復搬送されるカラー感熱記録紙に対してサーマルヘッドで画像を記録するカラー感熱プリンタ、および副走査方向に往復搬送される記録材料に対して記録ヘッドで画像を記録するプリンタに関する。

副走査方向に往復搬送される記録材料に対して記録ヘッドで画像を記録するプリンタとして、シアン、マゼンタ、イエローに発色する感熱発色層を支持体上に順に層設したカラー感熱記録紙を往復搬送する間に、複数の発熱素子がライン状に配列された１個のサーマルヘッドにて熱記録を行う、いわゆる１ヘッド３パス方式の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には、カラー感熱記録紙を搬送する搬送ローラ対のスリップや、サーマルヘッドのアップダウンに伴う負荷変動、画像の記録濃度によるサーマルヘッドとカラー感熱記録紙との動摩擦係数の変化などにより、黒スジや白スジ、カラーレジストレーションずれなどの記録不良が発生するという問題があった。

上記問題を解決するために、３ヘッド１パス方式のカラー感熱プリンタにおいて、少なくとも１個のサーマルヘッドの記録中に、他のサーマルヘッドの通電開始または通電停止によってスジ状の濃度ムラが発生するラインに対して、この濃度ムラに応じてカラー感熱記録紙を搬送するモータの速度を修正するカラー感熱プリント方法が提案されている（特許文献１参照）。

また、スキャナでテストパターンを読み取り、テストパターンの１ドット毎にＲＧＢ３色の輝度を測定し、この測定結果からテストパターンのライン幅方向の輝度の平均値を算出し、算出した輝度の平均値から１ドット毎のＲＧＢの輝度比を算出して、輝度比の算出結果からカラーレジストレーションが発生した色を特定し、そのずれ方向およびずれ量を算出するカラーレジストレーションずれの測定方法が提案されている（特許文献２参照）。
特開平８−１４２４２３号公報 特開２００４−１４２２５９号公報

しかしながら、特許文献１および２に記載の手法は、テストパターンなどから濃度ムラやカラーレジストレーションずれを測定し、これに応じてカラー感熱記録紙の搬送速度を予測制御するため、リアルタイムで起こるカラー感熱記録紙の搬送速度や搬送負荷の変動に対処することができないという問題があった。特に、１ヘッド３パス方式のようにカラー感熱記録紙を往復搬送するカラー感熱プリンタでは、１方向に搬送するものと比べて変動が大きくなるため、より高画質なプリントを得るためには、リアルタイムで起こる変動に即座に対応して修正することが要求される。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、リアルタイムで起こるカラー感熱記録紙または記録材料の搬送速度や搬送負荷の変動に即座に対応して修正することができ、より高画質なプリントを得ることができるカラー感熱プリンタ、および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、副走査方向に往復搬送されるカラー感熱記録紙に対してサーマルヘッドで画像を記録するカラー感熱プリンタにおいて、前記サーマルヘッドを挟んで前記カラー感熱記録紙の搬送経路の両側にそれぞれ配置され、前記カラー感熱記録紙を搬送する第１、第２搬送ローラ対と、前記第１、第２搬送ローラ対を駆動する駆動手段と、前記駆動手段の駆動力の前記第１、第２搬送ローラ対への伝達を切り替える第１、第２伝達切替手段と、前記第１、第２搬送ローラ対の回転速度を検出する第１、第２速度検出手段と、前記カラー感熱記録紙の搬送方向下流側の搬送ローラ対にのみ前記駆動力を伝達させるように、前記第１、第２伝達切替手段の動作を制御するとともに、前記カラー感熱記録紙の搬送方向上流側の搬送ローラ対の前記回転速度の検出結果に基づいて、前記回転速度が一定となるように前記駆動手段の動作を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明は、副走査方向に往復搬送される記録材料に対して記録ヘッドで画像を記録するプリンタにおいて、前記記録ヘッドを挟んで前記記録材料の搬送経路の両側にそれぞれ配置され、前記記録材料を搬送する第１、第２搬送ローラ対と、前記第１、第２搬送ローラ対を駆動する駆動手段と、前記駆動手段の駆動力の前記第１、第２搬送ローラ対への伝達を切り替える第１、第２伝達切替手段と、前記第１、第２搬送ローラ対の回転速度を検出する第１、第２速度検出手段と、前記記録材料の搬送方向下流側の搬送ローラ対にのみ前記駆動力を伝達させるように、前記第１、第２伝達切替手段の動作を制御するとともに、前記記録材料の搬送方向上流側の搬送ローラ対の前記回転速度の検出結果に基づいて、前記回転速度が一定となるように前記駆動手段の動作を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。

本発明のカラー感熱プリンタ、およびプリンタによれば、サーマルヘッドまたは記録ヘッドを挟んでカラー感熱記録紙または記録材料の搬送経路の両側にそれぞれ配置され、カラー感熱記録紙または記録材料を搬送する第１、第２搬送ローラ対と、第１、第２搬送ローラ対を駆動する駆動手段と、駆動手段の駆動力の第１、第２搬送ローラ対への伝達を切り替える第１、第２伝達切替手段と、第１、第２搬送ローラ対の回転速度を検出する第１、第２速度検出手段と、カラー感熱記録紙または記録材料の搬送方向下流側の搬送ローラ対にのみ駆動力を伝達させるように、第１、第２伝達切替手段の動作を制御するとともに、カラー感熱記録紙または記録材料の搬送方向上流側の搬送ローラ対の回転速度の検出結果に基づいて、回転速度が一定となるように駆動手段の動作を制御する制御手段とを備えたので、リアルタイムで起こるカラー感熱記録紙または記録材料の搬送速度や搬送負荷の変動に即応することができる。したがって、より高画質なプリント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には、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が使用される。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、４２０〜４５０ｎｍ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、３６５〜３９０ｎｍ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。なお、記録紙１０の搬送位置は、搬送モータ１２に入力される駆動パルスを、後述するシステムコントローラ２１でカウントすることにより管理される。

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第１、第２搬送ローラ対１５、１６および排紙ローラ対１７が配置されている。第１、第２搬送ローラ対１５、１６および排紙ローラ対１７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〜１７ａと、このキャプスタンローラ１５ａ〜１７ａに圧接するピンチローラ１５ｂ〜１７ｂとからなり、記録紙１０を図中Ａ方向とＢ方向とに往復搬送する。

第１搬送ローラ対１５と第２搬送ローラ対１６との間には、サーマルヘッド１８と、このサーマルヘッド１８に向き合うように搬送経路の下方に配置されたプラテンローラ１９とが設けられている。サーマルヘッド１８の記録紙１０に対向する表面には、記録紙１０の搬送方向と直交する方向に、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。発熱素子アレイ２０は、システムコントローラ２１からヘッドドライバ２２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。

プラテンローラ１９は、記録紙１０の搬送に応じて従動回転し、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。また、プラテンローラ１９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）によってプラテンローラ１９が下降し、サーマルヘッド１８との記録紙１０の挟持が解除される。

第２搬送ローラ対１６のＡ方向下流側、および第１搬送ローラ対１５のＡ方向上流側には、記録紙１０の記録面に対面してイエロー用定着器２３、およびマゼンタ用定着器２４が配置されている。また、イエロー用定着器２３と排紙ローラ対１７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２５が配置されている。さらに、排紙ローラ対１７のＡ方向下流側には、画像記録済みの記録紙１０を外部に排出する排紙口２６が設けられている。

イエロー用定着器２３、マゼンタ用定着器２４は、発光ピーク波長が４２０〜４５０ｎｍ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２３ａと、発光ピーク波長が３６５〜３９０ｎｍ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２４ａと、これらの光源２３ａ、２４ａからの光を記録紙１０に向けて反射させるリフレクタ２３ｂ、２４ｂとからなる。各光源２３ａ、２４ａは、ランプドライバ２７によって駆動される。

図２に示すように、第１、第２搬送ローラ対１５、１６と搬送モータ１２との間には、第１、第２クラッチ３０、３１が接続されている。第１、第２クラッチ３０、３１は、搬送モータ１２の駆動力の第１、第２搬送ローラ対１５、１６への伝達を切り替えるためのものであり、各クラッチ３０、３１が切られると、搬送モータ１２の駆動力は伝達されず、各搬送ローラ対１５、１６はフリーローラとして機能する。

システムコントローラ２１は、第１、第２搬送ローラ対１５、１６のうち、記録紙１０の搬送方向下流側の搬送ローラ対にのみ搬送モータ１２の駆動力を伝達させるように、第１、第２クラッチ３０、３１の動作を制御する。つまり、記録紙１０をＡ方向に搬送する際には、第１クラッチ３０を切って、第１搬送ローラ対１５を記録紙１０の搬送に合わせて従動回転するフリーローラとし、第２クラッチ３１を繋げて、第２搬送ローラ対１６を記録紙１０の搬送を担う駆動ローラとして機能させる。一方、記録紙１０をＢ方向に搬送する際には、前者とは逆に、第１クラッチ３０を繋げて第１搬送ローラ対１５を駆動ローラとし、第２クラッチ３１を切って第２搬送ローラ対１６をフリーローラとして機能させる。

第１、第２搬送ローラ対１５、１６には、第１、第２エンコーダ３２、３３が取り付けられている。第１、第２エンコーダ３２、３３は、複数の検出孔が所定角度毎に穿たれた検出円板と、検出孔の通過を検知してパルス信号を出力するフォトインタラプタ（ともに図示せず）とからなり、パルス信号のパルス数またはパルス幅を元に、第１、第２搬送ローラ対１５、１６の回転速度を検出し、この検出結果をシステムコントローラ２１に送信する。

システムコントローラ２１は、第１、第２搬送ローラ対１５、１６のうち、記録紙１０の搬送方向上流側の搬送ローラ対、すなわち、フリーローラとして機能している搬送ローラ対（記録紙１０をＡ方向に搬送している場合は第１搬送ローラ対１５、Ｂ方向に搬送している場合は第２搬送ローラ対１６）の回転速度の検出結果に基づいて、回転速度が一定となるように搬送モータ１２の動作を制御する。具体的には、図３に示すように、回転速度の変動を打ち消すように、検出した回転速度（実線で示す）とは逆位相の制御信号（破線で示す）を加える。実際には、搬送モータ１２はステッピングモータであるため、モータドライバ１４を介して与える駆動パルスのパルス幅を変化させる。

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の先端部は搬送経路内を移動して、第１、第２搬送ローラ対１５、１６にニップされ、さらにＡ方向下流側に搬送される。このとき、システムコントローラ２１により、第１クラッチ３０が切られて第１搬送ローラ対１５はフリーローラとして機能し、第２クラッチ３１が繋げられて第２搬送ローラ対１６は駆動ローラとして機能する。

記録紙１０の画像記録エリア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、プラテンローラ１９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、ヘッドドライバ２２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。

イエロー画像の記録時に、記録紙１０の画像記録エリアの先端がイエロー用定着器２３の直下に到達すると、ランプドライバ２７によりイエロー用定着光源２３ａが点灯され、画像記録済みのイエロー感熱発色層が定着される。

イエロー画像の記録が終了すると、プラテンローラ１９がシフト機構によって下降され、サーマルヘッド１８とによる記録紙１０の挟持が解除される。記録紙１０は、イエロー感熱発色層の定着が終了するまで（画像記録エリアの後端がイエロー用定着器２３の直下に到達するまで）、Ａ方向に搬送される。

イエロー画像の記録時およびイエロー感熱発色層の定着時には、フリーローラとして機能している第１搬送ローラ対１５の回転速度が第１エンコーダ３２により検出され、その検出結果がシステムコントローラ２１に送信される。そして、この回転速度の検出結果に基づいて、システムコントローラ２１により回転速度が一定となるように搬送モータ１２の動作が制御される。

イエロー感熱発色層の定着後、搬送モータ１２が逆転され、記録紙１０がＢ方向に搬送される。このとき、システムコントローラ２１により、第１クラッチ３０が繋げられて第１搬送ローラ対１５は駆動ローラとして機能し、第２クラッチ３１が切られて第２搬送ローラ対１６はフリーローラとして機能する。

記録紙１０の画像記録エリアの後端が発熱素子アレイ２０に対面する位置まで搬送されると、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、プラテンローラ１９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が逆転駆動され、記録紙１０がＢ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。

マゼンタ画像の記録時に、記録紙１０の画像記録エリアの後端がマゼンタ用定着器２４の直下に到達すると、イエロー感熱発色層の定着時と同様に、ランプドライバ２７によりマゼンタ用定着光源２４ａが点灯され、画像記録済みのマゼンタ感熱発色層が定着される。

マゼンタ画像の記録が終了すると、プラテンローラ１９がシフト機構によって下降され、サーマルヘッド１８とによる記録紙１０の挟持が解除される。記録紙１０は、マゼンタ感熱発色層の定着が終了するまで（画像記録エリアの先端がマゼンタ用定着器２４の直下に到達するまで）、Ｂ方向に搬送される。

マゼンタ画像の記録時およびマゼンタ感熱発色層の定着時には、フリーローラとして機能している第２搬送ローラ対１６の回転速度が第２エンコーダ３３により検出され、その検出結果がシステムコントローラ２１に送信される。そして、イエロー画像の記録時およびイエロー感熱発色層の定着時と同様に、この回転速度の検出結果に基づいて、システムコントローラ２１により回転速度が一定となるように搬送モータ１２の動作が制御される。

マゼンタ感熱発色層の定着後、搬送モータ１２が再び正転され、記録紙１０がＡ方向に搬送される。このとき、イエロー画像の記録時およびイエロー感熱発色層の定着時と同様に、システムコントローラ２１により、第１クラッチ３０が切られて第１搬送ローラ対１５はフリーローラとして機能し、第２クラッチ３１が繋げられて第２搬送ローラ対１６は駆動ローラとして機能する。

記録紙１０の画像記録エリア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ると、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、プラテンローラ１９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が正転駆動され、記録紙１０がＡ方向に搬送されながら、記録紙１０のシアン感熱発色層にシアン画像が記録される。

シアン画像の記録時には、イエロー画像記録時およびイエロー感熱発色層の定着時と同様に、フリーローラとして機能している第１搬送ローラ対１５の回転速度が第１エンコーダ３２により検出され、その検出結果がシステムコントローラ２１に送信される。そして、イエロー、マゼンタ画像の記録時およびイエロー、マゼンタ感熱発色層の定着時と同様に、この回転速度の検出結果に基づいて、システムコントローラ２１により回転速度が一定となるように搬送モータ１２の動作が制御される。

シアン画像記録後の記録紙１０は、第１、第２搬送ローラ対１５、１６によりＡ方向に搬送され、カッター２５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１７により排紙口２６から外部に排出される。

上記のように、第１、第２搬送ローラ対１５、１６のうち、フリーローラとして機能する搬送ローラ対の回転速度を検出し、この回転速度の検出結果に基づいて、回転速度が一定となるように、システムコントローラ２１により搬送モータ１２の動作を制御するので、リアルタイムで起こる記録紙１０の搬送速度や搬送負荷の変動に即座に対応して修正することができる。したがって、より高画質なプリントを得ることができる。

上記実施形態では、カラー感熱プリンタ２を例示して説明したが、他のサーマルプリンタ、例えば熱転写型プリンタや熱昇華型プリンタは勿論のこと、レーザープリンタやインクジェットプリンタなど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構成を示す概略図である。 第１、第２搬送ローラ対周辺の構成を示すブロック図である。 搬送モータの制御例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）
１２ 搬送モータ
１５、１６ 第１、第２搬送ローラ対
１８ サーマルヘッド
２１ システムコントローラ
２３、２４ イエロー用、マゼンタ用定着器
３０、３１ 第１、第２クラッチ
３２、３３ 第１、第２エンコーダ

Claims (2)

1. 副走査方向に往復搬送されるカラー感熱記録紙に対してサーマルヘッドで画像を記録するカラー感熱プリンタにおいて、
   前記サーマルヘッドを挟んで前記カラー感熱記録紙の搬送経路の両側にそれぞれ配置され、前記カラー感熱記録紙を搬送する第１、第２搬送ローラ対と、
   前記第１、第２搬送ローラ対を駆動する駆動手段と、
   前記駆動手段の駆動力の前記第１、第２搬送ローラ対への伝達を切り替える第１、第２伝達切替手段と、
   前記第１、第２搬送ローラ対の回転速度を検出する第１、第２速度検出手段と、
   前記カラー感熱記録紙の搬送方向下流側の搬送ローラ対にのみ前記駆動力を伝達させるように、前記第１、第２伝達切替手段の動作を制御するとともに、前記カラー感熱記録紙の搬送方向上流側の搬送ローラ対の前記回転速度の検出結果に基づいて、前記回転速度が一定となるように前記駆動手段の動作を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするカラー感熱プリンタ。
2. 副走査方向に往復搬送される記録材料に対して記録ヘッドで画像を記録するプリンタにおいて、
   前記記録ヘッドを挟んで前記記録材料の搬送経路の両側にそれぞれ配置され、前記記録材料を搬送する第１、第２搬送ローラ対と、
   前記第１、第２搬送ローラ対を駆動する駆動手段と、
   前記駆動手段の駆動力の前記第１、第２搬送ローラ対への伝達を切り替える第１、第２伝達切替手段と、
   前記第１、第２搬送ローラ対の回転速度を検出する第１、第２速度検出手段と、
   前記記録材料の搬送方向下流側の搬送ローラ対にのみ前記駆動力を伝達させるように、前記第１、第２伝達切替手段の動作を制御するとともに、前記記録材料の搬送方向上流側の搬送ローラ対の前記回転速度の検出結果に基づいて、前記回転速度が一定となるように前記駆動手段の動作を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするプリンタ。
   

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