JP4077446B2

JP4077446B2 - サーマルプリント装置

Info

Publication number: JP4077446B2
Application number: JP2004343166A
Authority: JP
Inventors: 貴久富永
Original assignee: 三和ニューテック株式会社
Priority date: 2004-11-26
Filing date: 2004-11-26
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2024-11-26
Also published as: WO2006057079A1; TWI255236B; TW200616801A; JP2006150698A

Description

この発明は、感熱記録材料を用いた用紙に対して画像記録制御を行うサーマルプリント装置に関するものである。

感熱記録材料に対しサーマルヘッドを接触させて画像記録を行うサーマルプリンタについては多数の提案がなされている。また、ある種のタイプのサーマルプリンタ、たとえば、ロイコ染料と可逆顕色剤を用いた発色型可逆感熱記録材料（例えば、特許文献１参照）を使用して画像記録を行う、所謂リライタブルのプリント装置は、サーマルヘッドにより画像記録を行うとともに、ヒートローラを使用して画像を消去できるようにしている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００４−１０６３０８公報特開２００２−３３１６９７公報

ところが、このような熱作用により画像を記録する感熱記録用紙を用いてサーマルヘッドにより画像の記録を行うようにしたサーマルプリント装置においては、サーマルヘッドが用紙に当接してサーマルヘッドの熱を用紙の感熱記録面に直接熱伝導させるものであるので、用紙の記録面に塵埃などの異物が付着していると、その部分だけ用紙の記録面に対する熱伝達が正常になされず、正常な画像が記録されない（印字不良になる）という問題があった。

特に前記所謂リライタブルのプリント装置においては可逆性感熱記録用紙を繰返し数百回程度使用するので、その使用に伴って記録面が塵埃や油分によって汚染されることになり、上述の問題が顕著となる。また、このようなリライタブルのプリント装置においては可逆性感熱記録用紙を加熱およびその後の徐冷によって用紙上の画像を消去する画像消去工程が必要である。この画像消去工程では用紙の記録面に対して所定温度まで加熱したヒートローラを圧接して、用紙の記録面に熱を直接伝達するが、その際、用紙の記録面に上記塵埃などの異物が付着していると、その部分だけ正常な熱伝達がなされず画像消去不良（画像の消え残り）が生じてしまう。その結果、高品位な形成画像が得られないという問題があった。

そこで、この発明の目的は、上述の問題を解消して所望の高品位な画像を記録できるようにしたサーマルプリント装置を提供することにある。

（１）この発明のサーマルプリント装置は、熱作用により画像の記録と消去とを可能にする可逆性の感熱記録用紙を搬送する用紙搬送路と、前記用紙搬送路上を搬送されてきた前記感熱記録用紙の記録面に対してサーマルヘッドを圧接させるとともにサーマルヘッドの加熱により画像を記録する画像記録部と、を備えたサーマルプリント装置において、前記用紙搬送路上を搬送されてきた前記感熱記録用紙の記録面に対してヒートローラを圧接させて加熱し、その加熱後の徐冷によって用紙上の画像を消去させる画像消去部を前記画像記録部より上流側に配置し、前記用紙の搬送中に該感熱記録用紙の記録面に接するとともに回転する、表面に粘着性を有するクリーニングローラを備えたクリーニング部を、前記用紙搬送路上の前記画像消去部より上流側に配置し、前記ヒートローラに当接するクリーニングフェルトを備えたことを特徴としている。

（２）前記感熱記録用紙は熱作用により画像の記録と消去を可能にする可逆性の感熱記録用紙であり、前記用紙搬送路上を搬送されてきた前記感熱記録用紙の記録面に対してヒートローラを圧接させて加熱し、その加熱後の徐冷によって用紙上の画像を消去させる画像消去部を前記画像記録部より上流側に備え、且つ前記クリーニング部を、前記用紙搬送路上の前記画像消去部より上流側に配置したことを特徴としている。

（１）用紙搬送路での用紙搬送中に、その記録面にクリーニングローラが接するとともに回転することにより、感熱記録用紙の記録面に付着していた塵埃や油分などの異物がクリーニングローラ表面の粘着作用によって吸着され、取り除かれる。そのため、記録面が清浄な状態で画像記録部に搬送され、高品位な画像形成が可能となる。

（２）前記クリーニング部を前記画像消去部より上流側に備えたことにより、可逆性感熱記録用紙の記録面に付着していた塵埃や油分などの異物が除去されるので、画像消去部のヒートローラの熱が用紙の記録面に対して適正に熱伝達されて画像消去が行われるので、画像消去不良が防止でき、画像記録部で高品位な画像形成が可能となる。

図２はこの発明の実施形態であるプリント装置１００の内部の構成を示す上面図である。図１は図２におけるＡ−Ａ部分の断面図である。プリント装置１００の図１・図２における右側には大量の用紙を載置する昇降テーブル１４と、それとは別の給紙トレイ１６を設けている。昇降テーブル１４に載置された用紙は、昇降テーブル１４が上昇することによって、最も上部の用紙の図における左端部がピックアップローラ９に当接する。このピックアップローラ９の駆動軸にはクラッチ１９を設けていて、そのクラッチ１９のオン状態でこのピックアップローラ９が図１における右方向に回転する。このことによって、用紙は、図における左方向に搬送される。給紙ローラ６は図における右方向に回転しているので、給紙された用紙は左方向にそのまま搬送される。

レジストローラ２１の駆動軸にはクラッチを設けていて、このクラッチのオフ状態で、給紙されてきた用紙の先端（図１における左端）がレジストローラ２１に当接する。その後、上記クラッチのオンによりレジストローラ２１が左方向に回転して用紙は図における左方向に搬送されていく。

同様に、給紙トレイ１６に載置された用紙の最上面の用紙の先端（図における左端）はピックアップローラ８に当接する。ピックアップローラ８の駆動軸にはクラッチ１８を設けていて、そのクラッチ１８のオン状態でピックアップローラ８が図１における右方向に回転し、用紙は図における左方向に搬送される。給紙ローラ７は図における右方向に回転しているので、給紙された用紙は左方向に搬送される。レジストローラ２０の駆動軸にはクラッチを設けていて、このクラッチのオフ状態で、給紙されてきた用紙の先端がレジストローラ２０に当接する。その後、上記クラッチのオンによりレジストローラ２０が左方向に回転して用紙は図における左方向に搬送されていく。

用紙搬送路上で、搬送ローラ１３と搬送ローラ２２との間には非接触ＩＣタグの読み書き等を行うＲ／Ｗ部５を配置している。搬送ローラ１３の駆動軸にはクラッチ１５を設けていて、搬送途中の用紙に内装されている非接触ＩＣタグに対してＲ／Ｗ部５が読み書きできる位置に達したとき、搬送ローラ１３のクラッチ１５をオフすることによって、その状態で用紙を停止させる。この用紙の停止状態でＲ／Ｗ部５がその非接触ＩＣタグに対するデータの読み書きを行う。その後、搬送ローラ１３のクラッチ１５をオンすることによって用紙を搬送させる。搬送ローラ２２は、その用紙を前方（図における左方向）へ搬送する。

この搬送ローラ２２の前方にはクリーニングローラ４と、それに対向する駆動ローラであるプラテンローラ１２とを配置してクリーニング部を構成している。このクリーニングローラ４とプラテンローラ１２との間を用紙が通過する際、クリーニングローラ４は用紙の上面（記録面）に付着している塵埃を取り除く。

上記クリーニングローラ４よりさらに前方にはヒートローラ３と、それに対向する駆動ローラであるプラテンローラ１１を配置して画像消去部を構成している。このヒートローラ３とプラテンローラ１１との間を用紙が通過する際に、用紙を所定温度にまで上昇させる。

ヒートローラ３よりさらに前方には、用紙搬送路の上下に、用紙の表裏面に対して空気を吹き付ける冷却ファン２，２を配置して冷却部を構成している。この上下の冷却ファン２，２によってその間を搬送される用紙の温度を徐々に下げる。これによって用紙に記録されていた画像を消去する。

冷却ファン２，２による冷却部よりさらに下流には、サーマルヘッド１とこのサーマルヘッド１との間で用紙を挟むプラテンローラ１０を配置して画像記録部を構成している。用紙の先端がサーマルヘッド１の下部に到達した時、サーマルヘッド１は下降し、用紙の記録面に当接し、用紙の搬送と共にサーマルヘッドの駆動によって画像を記録する。

上記サーマルヘッド１の位置よりさらに下流には搬送ローラ２４，２５および通常用紙排出部４０を設けていて、画像記録済みの用紙を通常用紙排出部４０にまで搬送・排出する。

また、搬送ローラ２２とプラテンローラ１２との間には、フラッパにより異常用紙を下方へ落下させて排出する異常用紙排出部５０を設けている。

図３は上記クリーニングローラ４を備えたクリーニング部付近の構成を示す図である。また図４はその一部の分解斜視図である。
クリーニングローラ４はニトリル（ＮＢＲ）系などの合成ゴム系のローラまたはシリコーンゴム系のローラであり、その表面の粘着性を高めたものである。たとえば上記合成ゴム系のローラとしては、硬さが１５°〜３０°（ＪＩＳ−Ｋ−６２５３のゴム硬さ試験による）で、粘着力が３０〜１８０ｈｐａのものを用いる。またはシリコーンゴム系のローラとしては、硬さが３°〜７°で、粘着力が上記合成ゴム系のものより小さなものを用いる。

このクリーニングローラ４は、図４に示すようにクリーニングローラユニット２９に軸支している。押さえユニット３６はクリーニングローラユニット２９を下方へ押圧する圧縮コイルバネ２８を備えていて、この押さえユニット３６をプリント装置本体に係合部材３５を係合させることによって固定する。これにより、押さえユニット３６はクリーニングローラユニット２９を下部のプラテンローラ１２に対して一定圧力で押圧する。

クリーニングローラ４は、その使用に伴い、表面に塵埃や油分が付着して粘着力が低下する。この粘着力が所定値より低下した時点や所定時間使用した時点で、上記クリーニングローラユニット２９をプリント装置本体から取り外し、水またはアルコールで洗浄する。前記ニトリル（ＮＢＲ）系などの合成ゴム系やシリコーンゴム系のクリーニングローラは、この洗浄によって粘着力が回復するので、反復使用が可能である。

上記クリーニングローラ４より搬送路上で下流側（図３における左側）にはヒートローラ３とプラテンローラ１１とを配置している。ヒートローラ３の取り付け位置の近傍にはクリーニングフェルト取付具３０を着脱自在に配置している。このクリーニングフェルト取付具３０にはクリーニングフェルト２７を接着している。このクリーニングフェルト取付具３０を装着した状態で、クリーニングフェルト２７はヒートローラ３に対してその全幅方向に所定圧力で当接する。これにより、駆動ローラであるプラテンローラ１１とともにヒートローラ３が回転した際、ヒートローラ３の表面がクリーニングフェルト２７によってクリーニングされる。

したがってクリーニングローラ４とプラテンローラ１２との間を通過して記録面上の塵埃や油分が除去された用紙がヒートローラ３とプラテンローラ１１との間を通過する際に、用紙の記録面に対してヒートローラ３の熱が均等に伝達されて、用紙の記録面は所定温度まで均等に上昇する。また、ヒートローラ３の表面もクリーニングフェルト２７の作用によって清浄な状態に保たれるので、用紙がヒートローラ３を通過した後も、その用紙の記録面の清浄さは保たれる。

図５はこのプリント装置１００の制御部のブロック図である。制御回路７０は次の各制御を行う。
・昇降テーブル１４のモータ１７に対して駆動部７５を介して駆動信号を出力する。
・ピックアップローラのクラッチ１８，１９に対して駆動部７７，７８を介してそれぞれ駆動信号を出力する。
・異常用紙を異常用紙排出部５０方向へ落下させて排出するフラッパ５２に対して駆動部７６を介して駆動信号を出力する。
・Ｒ／Ｗ部のクラッチ１５に対して駆動部７４を介して駆動信号を出力する。
・Ｒ／Ｗ部５によって、用紙に内装されている非接触ＩＣタグに対するデータの読み書きを行う。
・ヒートローラ３のヒータの制御を、駆動部７３を介して行う。
・サーマルヘッド昇降モータ２６に対し駆動部７２を介して駆動信号を出力する。
・サーマルヘッド１に対して駆動部７１を介して駆動信号を出力する。
・キースイッチなどの操作部７９の操作内容を読み取る。
・用紙搬送路上の複数の位置で用紙の有無を検出するセンサやヒートローラ３の温度を検出するセンサなど、各種センサ８０の検出信号を読み取る。
・インターフェース９０を介してホストコンピュータ１０１との間でデータの入出力を行う。
次に、図５に示した制御回路７０の処理手順を、図６を参照して説明する。
図６は、用紙を給紙してから排出するまでの、制御回路７０の制御による一連の流れを示すフローチャートである。まずピックアップローラ８または９のクラッチ１８または１９の一方をオンして用紙を給紙するとともに搬送を開始する（Ｓ１）。用紙搬送路上の用紙の位置を検出するセンサの読み取り結果に応じて、用紙がＲ／Ｗ部５に到達したことを検出すれば、Ｒ／Ｗ部５の搬送ローラ１３のクラッチ１５をオフする（Ｓ２→Ｓ３）。

この状態で、用紙内の非接触ＩＣタグはＲ／Ｗ部５に近接し、Ｒ／Ｗ部５は非接触ＩＣタグからデータを読み取る（Ｓ４）。

非接触ＩＣタグからデータが正しく読み取れたか否かの状態（リードステータス）をチェックし（Ｓ５）、正常であれば、その非接触ＩＣタグに書き込まれているデータに応じて、またはホストコンピュータ１０１からの指示に応じて用紙に画像記録すべきビットマップデータを生成する（Ｓ６）。

その後、クラッチ１５をオンすることによって用紙を再び搬送させる（Ｓ７）。これにより、用紙はクリーニングローラ４とプラテンローラ１２との間を通過して、その用紙の記録面がクリーニングされる（Ｓ８）。

その後、用紙はヒートローラ３を通過することにより、用紙の記録面が所定温度（概ね１５０℃〜２００℃の所定温度）まで加熱され、続く除冷によって、すでに記録されていた画像が消去される（Ｓ９）。なお、冷却ファン２を駆動することによって用紙搬送路および用紙の蓄熱を抑え、後のサーマルヘッドによる画像記録の際に用紙の記録面を所定温度範囲に保つ。

続いて用紙の先端がサーマルヘッド１のヘッド位置の直前に到達した時、サーマルヘッド昇降モータ２６を駆動してサーマルヘッド１のヘッド部を用紙に当接させ、その後サーマルヘッド１を駆動して新たな画像を記録する（Ｓ１０）。
さらにそのまま用紙を搬送し、通常用紙排出部４０へ排出する（Ｓ１１）。

もし、非接触ＩＣタグからデータが読み取れなければ、または読み取ったデータが異常であれば、フラッパ５２を立ち上げて、Ｒ／Ｗ部のクラッチ１５をオンすることによって用紙を異常用紙排出部５０へ排出する（Ｓ５→Ｓ１２→Ｓ１３→Ｓ１４）。

この発明の実施形態に係るプリント装置内部の構成を示す図であり、図２のＡ−Ａ部分の断面図である。同プリント装置内部の構成を示す上面図である。同プリント装置のクリーニング部付近の構成を示す図である。同クリーニング部の部分分解斜視図である。プリント装置の制御部の構成を示すブロック図である。同制御部の処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１−サーマルヘッド
２−冷却ファン
３−ヒートローラ
４−クリーニングローラ
５−Ｒ／Ｗ部（非接触ＩＣタグ読み書き部）
６，７−給紙ローラ
８，９−ピックアップローラ
１０，１１，１２−プラテンローラ
１３−搬送ローラ
１４−昇降テーブル
１５−クラッチ
１６−給紙トレイ
１８，１９−クラッチ
２０，２１−レジストローラ
２２〜２５−搬送ローラ
２７−クリーニングフェルト
２８−バネ
２９−クリーニングローラユニット
３０−クリーニングフェルト取り付け具
３５−係合部材
３６−押さえユニット
４０−通常用紙排出部
５０−異常用紙排出部
１００−プリント装置
１０１−ホストコンピュータ

Claims

熱作用により画像の記録と消去とを可能にする可逆性の感熱記録用紙を搬送する用紙搬送路と、
前記用紙搬送路上を搬送されてきた前記感熱記録用紙の記録面に対してサーマルヘッドを圧接させるとともにサーマルヘッドの加熱により画像を記録する画像記録部と、を備えたサーマルプリント装置において、
前記用紙搬送路上を搬送されてきた前記感熱記録用紙の記録面に対してヒートローラを圧接させて加熱し、その加熱後の徐冷によって用紙上の画像を消去させる画像消去部を前記画像記録部より上流側に配置し、
前記用紙の搬送中に該感熱記録用紙の記録面に接するとともに回転する、表面に粘着性を有するクリーニングローラを備えたクリーニング部を、前記用紙搬送路上の前記画像消去部より上流側に配置し、
前記ヒートローラに当接するクリーニングフェルトを備えたことを特徴とするサーマルプリント装置。