JP2855325B2 - 調整可能なサーマルヘッドを有するサーマルプリンター - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシートを線に従って
及び像に従って加熱し像を製造するためのサーマルヘッ
ドを有するサーマルプリンターに関する。

【０００２】

【従来の技術】サーマルイメージング又はサーモグラフ
ィは像が像に従って変調された熱エネルギーによって発
生する記録法である。

【０００３】サーモグラフィには二つの方法が知られて
いる： １．化学的又は物理的方法によって色又は光学濃度を変
化する物質を含有する記録材料の像に従った加熱による
可視像パターンの直接熱形成。 ２．可視像パターンが像に従って加熱された供与体材料
から受容材料上への着色種の転写によって形成される熱
色素転写印刷。

【０００４】“直接熱（direct thermal ）”像形成法
の概括は文献“Imaging systems”Kurt I. Jacobson
- Ralph E. Jacobson 著、The Focal Press - Lon
donand New York（１９７６）、Chapter VII，見出
し“７．１ Thermography”に与えられている。サーモ
グラフィは感光性でなく感熱性で材料と関係する。像に
従って適用された熱は感熱性像形成材料において可視的
変化をもたらすのに充分である。

【０００５】一般のサーマルプリンターは回転可能なド
ラム及び長いサーマルヘッドを含み、サーマルヘッドは
ドラムの方にスプリングで偏らされてヘッドとドラム間
を通過する感熱材料にしっかりと線に従って接触してい
る。

【０００６】サーマルヘッドはラインメモリーに存在す
る像データ中の画素数と等しい数の多数の加熱素子、及
びこれらの画素のための対応するドライバー及びシフト
レジスタを含む。シートの像に従った加熱はドラムの軸
に平行に走行するビード状の列で互いに並んで幾何学的
に並置された加熱レジスタで線ごとに行われる。これら
のレジスタのそれぞれは加熱パルスによって電圧を印加
することができ、そのエネルギーは対応する画素の要求
濃度に従って制御される。

【０００７】直接熱像形成では、単一感熱シートはサー
マルヘッドとドラムの間に運ばれ、像をシートに直接生
じる。シートは通常ドラムに付着しないが、ドラムとそ
の裏側の摩擦接触によってヘッドとドラムの間に運ばれ
る。

【０００８】熱色素転写ではシート（即ち、像受容シー
ト）は回転可能なドラムに通常付着され、色素供与体シ
ート又はウエブはサーマルヘッドを通りすぎる回転シー
トとの摩擦接触によって運ばれる。一つの色分解が印刷
されるようなカラー印刷では、ドラムはその最初のかど
のある位置に回転され、異なる色素供与体シート、又は
ウエブ上の色素供与体領域はシートとサーマルヘッドの
間に設けられ、第２分解像は第１のものと整合して印刷
される。この操作は第３色分解に対して、所望により黒
白像を印刷するための第４回目に対しても繰り返され
る。

【０００９】前記熱印刷技術を実施する際には、画像品
質は以下“バンディング（banding）”と称する欠点に
よってだいなしにされる場合がある。それは低い光学濃
度（１．０未満）の領域において特に見ることができる
わずかに増加した及び／又は減少した光学濃度の最終プ
リント上の横方向の部分（即ちサーマルヘッドと平行な
部分）によって特徴づけられる。この種の欠点に対する
既知の原因は印刷時間の減少及び増加を導く微細な加速
及び減速を起こすシートのための駆動システムである。
しかしながら、システムの広範な研究はほとんど理想的
な駆動特性にもかかわらず、上記欠点はより小さくなっ
てもなお残存することを我々に教示した。

【００１０】この欠点の別の原因は印刷ドラムの表面欠
陥によって形成される。印刷ドラムは通常ゴムなどの弾
性被覆を有し、それはサーマルヘッドの加熱素子に対す
るシートの瞬間的なかどのある位置の変化を起こし、ド
ラム軸に平行に走る小さなくぼみ又は突起（１０μｍ以
下の大きさのオーダー）を持つことができる。

【００１１】これらの加熱素子は通常ガラスから作られ
る長いビードの形の熱的に絶縁している支持体上に付着
された並列の小さな電気抵抗体によって形成される。加
熱素子は適切な電流の量によって加熱されるようにな
る。

【００１２】我々は実際にはそれらの支持体上の加熱素
子の正確な位置があるヘッドから次のヘッドまでのヘッ
ドの横方向（即ちその長い方向に垂直な方向）において
相違しうることがわかった。また我々はこの位置の相違
が前記ドラム欠陥の像品質についての結果を増幅しうる
ことがわかった。

【００１３】印刷ドラム及び感熱ヘッドを理想的な特性
について厳しく選択することができるが、これは増加し
た原価価格の出費を招いてしまう。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は従来の
プリンターを用いるよりずっと少ないバンディングを有
する熱像を製造することができ、極めて狭い製造許容差
を有する印刷ドラムや感熱ヘッドを使用する必要のない
サーマルプリンターを提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は長い配列で並置
された多数の加熱素子、かかる加熱素子を通りすぎてシ
ートを運搬し、一方かかる加熱素子をドラム上のかかる
シートの方に推進するための回転可能な印刷ドラム、及
びかかるシートの前進方向に対して、前方向に又は後方
向に、前記印刷ドラムに対するサーマルヘッドの相対的
位置を調整するための手段を含むサーマルヘッドを有す
るサーマルプリンターにおいて、前記サーマルプリンタ
ーが以下のものを含むことを特徴とするサーマルプリン
ターである： − 前記印刷ドラムが回転可能なように装着されている
メインフレーム及び前記サーマルヘッドが装着されてい
るサブフレーム、 − 前記接線方向の一方向に前記サブフレームを偏らせ
るためのスプリング手段、及び − 前記スプリング手段の偏り下で、メインフレームの
対応する基準面に対して接触できる前記サブフレーム上
の調整可能な停止手段。

【００１６】本発明の文章において“シート”という概
念は最初に述べたダイレクトサーモグラフィにおけるよ
うな単一シート又はウエブに関するが、受容シート又は
ウエブと色素供与体シート又はウエブの組合せも含む。

【００１７】驚くべきことに、我々は最小のバンディン
グを得るための印刷ドラムに対する感熱ヘッドの相対的
位置の調整が二つの他のタイプの欠陥の改良を伴うこと
もわかった。第１のものは“ウッディネス（woodiness
）”として我々によって記載されるものであり、木状
構造の外観をシート表面に与える多数の粒子によって特
徴づけられる。一方第２のものは隣接加熱素子間の境界
と明らかに同一の空間を占める極めて微細な、ほとんど
見ることができない多数の縦方向の筋によって形成され
る。

【００１８】本発明によるサーマルプリンターの好適な
例は以下のようである。

【００１９】前記調整可能な停止手段は回転可能なカム
によって形成され、前記カムは偏心的に装着されたロー
ラーベアリングによって形成することができる。前記カ
ムは回転可能なシャフト上にしっかりと装着することが
でき、前記シャフトはそのかどのある位置を示すための
表示手段を与えることができる。

【００２０】上記表示手段は円板（disc）の形態であっ
てもよく、それは前記シャフトの回転軸に対して同心で
あり、かつサブフレーム上に固定されたピンと協同して
前記カムの偏心位置をロックすることができるかどがあ
るように分布された周囲ノッチを与えられている。

【００２１】最後に、サブフレームはヘッドがドラムか
ら遠い非作用位置からドラム上に偏らせた印刷位置まで
移動可能である。

【００２２】前述のようなタイプのサーマルプリンター
は特にＵＳ−Ａ５４２２６６０及びＪＰ−Ａ６０−２０
６６９０で知られている。これらの既知のプリンターの
調整は本発明によるプリンターのそれより容易ではな
い。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明は添付の図面を参照して以
下に記載されるだろう。図１は本発明による熱像記録装
置の一例の概略図である。

【００２４】本発明の装置はベース１２及び１４でベー
スに丁番付けされた蓋１３を有する矢印１０によって一
般に示されるハウジング内に装着されている。装置は一
般に印刷ドラム１５を含み、それはサーマルプリントヘ
ッド１７を過ぎて印刷受容シート１６を支持及び輸送す
る機能を有し、装置のメインフレームに回転自在に軸受
けされている（この図では見えない）。

【００２５】サーマルプリンティングは印刷受容シート
１６とサーマルヘッド１７との間に色素担持供与体リボ
ン１８を進めることによって実施される。

【００２６】供与体リボンは供給ロール２０から巻き出
され、巻き取りロール２１上に再び巻かれる。両ロール
は装置への供与体リボンの装填がうまくいくように使い
捨てカセット又は再装填可能なフレーム内で好適に固定
される。

【００２７】印刷されるべきシートはシートの積重ね２
４から回転可能なフィンガー（finger）２３によって取
られ、ローラー対２５によって印刷ドラムに供給され
る。それはかどのある位置がクランプ２６によってシー
トの前端をつかめる瞬間に行われる。左側のローラー対
２５は万一偶然にも２又はそれ以上のシートを積重ね２
４からフィンガー２３によって除去する場合に一枚のシ
ートだけを進めるためのシート分離機構として作用す
る。周囲ローラー２７はドラム上のシートの位置を制御
する。印刷シートは前のシートの後縁がサーマルヘッド
による加熱によって印刷シートに導入されたカールを緩
和する加熱ドラム３０の方にシートを移動するガイド２
８、供給ローラー対２９に導かれて入るようにドラムの
逆回転によってドラムから除去される。遊びローラー３
１はドラム３０との良好な熱的接触状態にシートを保
ち、ローラー対３２は装置からシートを除去し、それを
蓋１３の曲げられた上側に置く。

【００２８】端子板３４はシート移動、印刷ヘッド位置
及び色素リボン輸送を制御するための電気回路部品を含
み、一方端子板３５はサーマルヘッドに与えられる像信
号を処理するための電気回路部分を含む。

【００２９】サーマルヘッド１７は固定シャフト３７の
周囲を旋回するための蓋１３内に装着されているサブフ
レームを形成するダイキャスト軽金属部材３６に装着さ
れている。

【００３０】サブフレームは矢印３９の方向に調整を可
能にする細長いボア（bore）３８によってこのシャフト
に取付ける。ダイキャスト部材は壁４０が示されている
ように二つの平行な横壁を有する。蓋１３の固定場所２
２に一端を、サブフレーム３６に他端を付けた引張（te
nsion ）スプリング４４は図による左方向にサブフレー
ムを偏らす。

【００３１】サーマルヘッドの垂直位置はサブフレーム
の脚４３を掛ける回転可能なカム４２によって制御され
る。サーマルヘッドは図１において操作位置で示され、
けん引（traction）スプリング５５のような偏らせスプ
リング手段が印刷ドラムの方にフレームを偏らせてい
る。線に従った加熱はドラムがサーマルヘッド１７を過
ぎて供与体リボン１８とともにシート１６を移動するよ
うに駆動するにつれて供与体リボン１８から印刷受容シ
ート１６に色素転写が生じる。

【００３２】一つの色分解像が印刷されると、サブフレ
ーム３６は色素供与体リボンが次の色分解フレームに進
めるようにサブフレーム３６はカム４２によって起き上
がり（図２参照）、ドラム１５は最初のものと整合した
次の色分解像の印刷を開始するための初期位置にシート
１６をもたらすように回転される。サブフレームは印刷
シートがドラムから除去されるにつれて同様に起き上が
る。

【００３３】図３は色素供与体リボンの交換のための開
放位置の装置を示したものである。

【００３４】図４はサーマルヘッド１７の概略的断面図
を示したものである。ヘッドはヒートシンク６０、結合
層６１、セラミック支持体６２及びガラスビード６３上
に形成された並置された熱素子の配列４１を含む。各熱
素子は抵抗加熱素子６４、それのいずれかの端にある電
気接続６５及び６７及び例えばガラスのような耐摩耗層
６８を含む。加熱素子の曲率６９はほぼ曲率半径がｒで
ある円柱である。ヘッドの加熱領域の幅はｈによって示
される。

【００３５】半径ｒの中心がガラスビード６３内にある
ように示されているが、かかる中心は支持体６２又はシ
ートシンク６０内に設けることができ、加熱素子のかど
のある範囲はこの場合では１８０°未満である。

【００３６】ドラム１５上に支持されるシート１６は接
触圧力及び前述の他のパラメータに依存する幅ｃにわた
って熱素子と接触している。

【００３７】図５ａは加熱領域７０及び接触領域７１を
示すシート１６の拡大した概略的平面図であり、両領域
は明確化のため線影を異なるように付けている。

【００３８】ビード６３上の加熱素子６４のかどのある
位置が例えばヘッドの製造許容差の結果として変化する
に従って、長方形７１内の長方形７０の位置は変化し、
それによって製造された像のバンディング、又は前述の
ようなウッディネス又は筋を生じる。ドラム及び熱素子
の相対的位置の本発明の調整はヘッド上の熱素子のかか
る不正確な位置の結果を克服できる。

【００３９】好適な調整手段の一例は図６〜図８を参照
して以下に記載されており、それらの図は印刷ドラム１
５に対するサーマルヘッド１７の中央、最後端及び最前
端の位置をそれぞれ示したものである。後及び前という
言葉は本例では印刷ヘッドを過ぎるシートの前進方向に
対するものである。

【００４０】サーマルヘッド１７を持つサブフレーム３
６はその両横側に小さなシャフト４７上に取付けたカム
４６を与えられている。シャフトはサブフレームの対応
するボアに回転自在に軸受けされている。

【００４１】シャフト４７は１〜７の表示番号を持つ
（図７参照）かどのあるように間隔をあけたノッチを有
するインデックスディスク（index disc ）４８を与え
られ、それはサブフレームにしっかりと付けられたピン
５０と協同することができる。カム４６はとりわけ印刷
ドラム１５が軸受けされる装置のメインフレーム５２の
垂直壁にほかならない基準面５１上に位置する。メイン
フレームは図の線影部分によって図示されている。

【００４２】引張スプリング４４は図による左手方向、
即ち前述の前方向にサブフレーム３６を偏らせ、面５１
とカム４６の接触はメインフレーム５２に対するサブフ
レーム３６の相対的位置を正確に決定する。このように
して印刷受容シートの位置を制御する要素、即ちドラム
１５に対するサーマルヘッド１７の、より正確にはその
熱素子の位置が決定される。サブフレームのスロット３
８（図１〜図３参照）はこのフレームの前記調整を可能
にし、この場合においてそれはドラムに対して接線方向
である。

【００４３】図６はサーマルヘッドの中立位置を示すも
のであり、熱素子の中心軸５３はドラム軸を通る垂直線
５４と一致する。この位置ではノッチＮｏ．４はピン５
０とかみ合っている。

【００４４】図７はサーマルヘッドの最後端位置（即ち
ノッチＮｏ．１）を示すものである。この位置では、線
５３と５４の間の横方向の調整−ｘは約１．２ｍｍまで
可能である。シート１６（＋リボン１８）と加熱素子の
間の接触領域はこれらの素子上の中央にもはや位置しな
いが、図５ｂにおいて７１′によって示されるようにそ
れよりむしろそのわずか前に位置している。接触領域と
加熱領域の間の横方向の変位ｙ′は加熱素子の半径が
３．０ｍｍであり、印刷ドラムの半径Ｒが４５ｍｍであ
る場合、この例では８０μｍに達する。

【００４５】図８はサーマルヘッドの最先端位置（即ち
ノッチＮｏ．７）を示すものである。この位置では、線
５３と５４の間の横方向の調整ｘは約１．２まで可能で
ある。シート１６と加熱素子の間の接触領域はこれらの
素子の後方に移されている（図５ｃの７１″参照）。接
触領域と加熱領域の間の横方向の調整ｙ″は加熱素子及
びドラムの半径が前述のとおりとすると、この例では８
０μｍに達する。

【００４６】最適な結果を生じる調整はサーマルヘッド
の調整が最後端から最前端の位置に変化する間の連続し
た試験に基づいて実際には見い出される。最適な結果を
生じるカム位置の設定をヘッド上にマークすることがで
き、かくしてヘッドは紙詰りなどを直すために装置の世
話のために除去するときも正確に同じ位置で置き換える
ことができる。両カムの設定は熱素子の列をドラム１５
の軸に対して厳密に平行に保つようにするためにいつも
同一にすべきであることが理解される。

【００４７】前述の記載から各カラープリントに対して
サーマルヘッドがその正確な印刷位置を得るためにカム
によって４回起き上がり、次いで再調整されることは明
らかである。それゆえカム４６とその基準面５１の間の
接触は回転するものに置き換えることが好ましく、この
ことはカム調整機構の実際的配置を示す図９から明らか
である。

【００４８】サブフレーム３６はその横方向の側（一方
だけ図示されている）上に下方に曲げられかつ実際には
サブフレームの一体部分である延長部５６を与えられて
いる。

【００４９】延長部５６はドラム軸と心合せしたボア５
７を有し、カム機構のシャフト４７は前記ボア内に取付
ける。カムはシャフト４７上に偏心されて装着された通
常ローラーベアリング５８によって構成される。シャフ
ト４７の自由端は調整円板４８を持ち、その周囲ノッチ
はピン５０と協同する。調整はカム機構を引張ったり、
そのかどのある位置を変えたり、サブフレームのボア内
のそのシャフトを再挿入したりすることによって行う。
ロック手段はボア内のシャフトをロックするために与え
ることができる。調整機構は例えばＲ又はＬ（図９では
“Ｒ”参照）によって好ましくマークされ、左手及び右
手のものを入れ替えることを避ける。

【００５０】本出願人の下記特許権は本発明による装置
を用いて使用するためのサーモグラフィック材料及び方
法に関する。 材料： − ダイレクトサーマルイメージング（直接熱像形成）
法における保護された感熱記録材料に関するＷＯ ９５
／１２４９５、 − サーマルイメージング材料に関するＥＰ ０６６９
８７６、 − サーマルイメージング材料に関するＥＰ ０６６９
８７５、 方法： − 熱色素転写印刷法に関するＥＰ ０６７９５１９
Ａ２、 − サーマルプリンティングシステムにおけるヘッド不
均一を連結するための方法に関するＥＰ ０６２７３１
９ Ａ１、 装置： − 印刷シートのタイプを感知するための感知手段を有
するサーマルイメージ記録装置に関するＥＰ ０６０２
２８４ Ａ１、 − “リアルタイム”温度推定を含むサーマルプリンタ
ーに関するＥＰ ０６７１２７６ Ａ１、 パッケージング： − サーマルプリンターの再装填可能なカセットを装填
するための色素リボンパッケージに関するＥＰ ０５９
３８２１ Ａ１。

【図面の簡単な説明】

【図１】操作位置で示した、本発明による改良を特徴づ
けるサーマルプリンターの一例の概略図である。

【図２】非操作位置で示した図１のプリンターの概略図
である。

【図３】開放位置で示した図１のプリンターの概略図で
ある。

【図４】図１のプリンターのサーマルヘッドの断面図で
ある。

【図５】加熱及び接触領域をともに示すシートの平面図
である。

【図６】ヘッドが中央位置である、図１のサーマルヘッ
ドの調整機構の拡大図である。

【図７】ヘッドが後端位置にある、図１の構成を示すも
のである。

【図８】ヘッドが前端位置にある、図１の構成を示すも
のである。

【図９】図６の調整機構の透視図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダニー・ヴルベーク ベルギー国モートゼール、セプテストラ ート 27 アグファ・ゲヴェルト・ナー ムロゼ・ベンノートチャップ内 (56)参考文献 特開 平５−24228（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−155100（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−197670（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−52147（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−13750（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/32 B41J 25/304 - 25/34

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長い配列で並置された多数の加熱素子
   （４１）、かかる加熱素子を通りすぎてシートを運搬
   し、一方かかる加熱素子をドラム上のかかるシートの方
   に推進するための回転可能な印刷ドラム（１５）、及び
   かかるシートの前進方向に対して、前方向に又は後方向
   に、前記印刷ドラムに対するサーマルヘッド（１７）の
   相対的位置を調整するための手段を含むサーマルヘッド
   （１７）を有するサーマルプリンター（１０）におい
   て、前記サーマルプリンターが以下のものを含むことを
   特徴とするサーマルプリンター： − 前記印刷ドラムが回転可能なように装着されている
   メインフレーム（５２）及び前記サーマルヘッドが装着
   されているサブフレーム（３６）（前記サブフレームは
   印刷ドラムに対して接線方向に移動可能である）、 − 前記接線方向の一方向に前記サブフレームを偏らせ
   るためのスプリング手段（４４）、及び − 前記スプリング手段（４４）の偏り下で、メインフ
   レーム（５２）の対応する基準面（５１）に対して接触
   できる前記サブフレーム上の調整可能な停止手段（４
   ６）。
2. 【請求項２】 前記調整可能な停止手段が回転可能なカ
   ムによって形成されている請求項１記載のサーマルプリ
   ンター。
3. 【請求項３】 前記カムが偏心されて装着されたローラ
   ーベアリング（５８）によって形成されている請求項２
   記載のサーマルプリンター。
4. 【請求項４】 前記カムが回転可能なシャフト（４７）
   上にしっかりと装着され、前記シャフトがそのかどのあ
   る位置を示すための表示手段を与えられている請求項２
   又は３記載のサーマルプリンター。
5. 【請求項５】 前記表示手段は円板（４８）の形態であ
   り、それは前記シャフトの回転の軸に対して同心であ
   り、かつサブフレーム上に固定されたピンと協同して前
   記カムの偏心位置をロックすることができるかどがある
   ように分布された（angularly distributed）周囲ノッ
   チ（４９）を与えられている請求項４記載のサーマルプ
   リンター。
6. 【請求項６】 前記ノッチが番号を付けられている請求
   項５記載のサーマルプリンター。
7. 【請求項７】 前記サブフレームはヘッドがドラムから
   遠い非作用位置からドラムの方に偏らせた印刷位置まで
   移動可能である請求項１〜６のいずれか記載のサーマル
   プリンター。