JPH035182A - 熱記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、被記録媒体に熱転写あるいは感熱発色により
画像を形成する熱記録装置に関するものである。

［従来の技術］ ザーマルプリンタは、複数の発熱体を列状に配したサー
マルヘッドを備え、記録する画像信号に応じてこのサー
マルヘッドの各発熱素子に通電して加熱させて画像記録
を行っている。この画像記録の方法には、インクシート
などの転写材のインクを溶融させて受容紙である記録紙
に転写させる熱転写記録法と、感熱紙などの感熱色材を
発色させて記録を行う感熱記録法なとかある。

このような熱記録方式を用いた記録装置の機械的な記録
機構の一例を第６図に示す。この図ては昇華型の熱転写
記録方式の場合で示している。図において、２０］はサ
ーマルヘッド２０８に対向して設Ｇづられた円筒型のプ
ラテンで、矢印方向に回転して記録紙２０４を搬送する
とともに、サーマルヘラｌ＜　２０８へ所定の圧力で記
録紙２０４とインクシー１−２０５を押圧している。２
０２は記録紙２０４をプラテン２０１方向に給紙する給
紙ローラ、２０３は記録紙２０４をプラテン２０１の位
置より排出する排紙ローラである。２０５はインクシー
トで、２０６はインクシート２０５を捲回しているイン
クシート供給ローラ、２０７はインクシート２０５を巻
取って搬送する巻取りローラである。また、２０９はス
プリングで、サーマルヘッド２０８とプラテン２０１と
の間の押圧力か約２．４ｋｇ重になるように調整されて
いる。ここで、■ラインが記録される毎に、記録紙２０
４とインクシーｈ　２０５か１ラインの記録長に対応す
る距離たけ搬送される。

［発明が解決しようとしている課題］ このような熱転写記録法の重要な特性の］つに、サーマ
ルヘッドの発熱素子に与える電力Ｅ（Ｗ）に対する記録
濃度０．Ｄ値の特性かある。

この特性は記録ヘッドとプラテン間の接触圧力に大きく
依存している。第７図はこの特性例を示した図で、この
測定に使用されたサーマルヘッド２０８の全発熱素子数
は１０２４個で、１ｍｍ当たり６１〜ツトの記録密度と
なっている。従って、サーマルヘッド２０８の幅は約１
７０ｍｍで、Ａ４サイズの幅を一度に記録することかで
きる。

サーマルヘッド２０８とプラテン２０１との間の接触圧
は２．４Ｋｇ重であり、直径４０ｍ　Ｉｎでコム硬度５
０度のプラテンを使用すると、発熱素子近傍では約２．
４Ｋｇ重／　ｃ　ｍ　Ｘ　１８　ｃ　ｍ　＝　１．　。

３Ｘ１０５ｃｌｙｎ／ｃｍ２の圧力がかかつている。こ
ときの０．Ｄの特性は第７図のｂで示されている。第７
図にはまた、接触圧をａ：４．８Ｋｇとした場合、ｃ：
１．２Ｋｇとした場合も同時に示している。

第７図かられかるように、プラテン２０１の弾性特性の
ため、サーマルヘッド２０８とプラテン２０１間の接触
圧力と発熱素子近傍での実際の圧力とはリニアな関係に
ならないが、接触圧力を大きくするほど発熱素子に与え
る一定の電力Ｅに対する○　Ｄは大きくなる。即ち、接
触圧力を太きくずればするほど効率良く記録される。こ
のため、電源部を含めた装置全体の小型化、及びコスト
ダウンのためには接触圧力は大きいほとよいことになる
。

しかしなから、この種の装置は、画像記録時に接触圧力
をか（づたまま１ライン毎の記録、及び間欠記録シート
送りを繰返して全画面を記録するため、接触圧力を大き
くすると記録ヘッドの発熱素子の表面い設けられている
保護層が削りとられてしまう。これにより、サーマルヘ
ッドの性能が低下したり、最悪の場合には発熱素子が破
壊されることもある。例えば、シアン、マセンタ、イエ
ローの３色のインクシートを使用し、Ａ４サイズの長さ
約３０ｃｍの画像をフルカラーで１０００枚記録すると
、サーマルヘッドの耐久性として、記録シート長で９０
０ｍ相当の耐久性能か要求される。第７図のａ、ｂ、ｃ
のそれぞれに対し、ａ　：　　３０ｃｍＸ　　３Ｘ２０
０＝１８０ｍｂ：　　３０ｃｍＸ　　３Ｘ１０００＝９
００ｍｃ　：　　３０ｃｍＸ　　３Ｘ５０００＝４５０
０ｍとなっており、記録効率の向上と耐久性能の向上と
は相反する課題であった。

本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、少ない電
力で記録ヘッドに通電して画像の記録を行うことができ
、かつサーマルヘッドの耐久性能をも向上させた熱記録
装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明の熱記録装置は以下の
様な構成からなる。即ち、 複数の発熱素子を列状に配してなる記録ヘッドと、記録
媒体あるいはインクシートを前記記録ヘッドに対向して
支持するプラテンと、前記複数の発熱素子列のそれぞれ
を画像信号に対応して発熱駆動し、前記記録媒体に画像
の記録を行う記録手段と、前記記録材の搬送を行なう搬
送手段と、前記記録材と記録ヘッドとの接触圧力を変化
させる接触圧力変化手段であって、記録時には接触圧力
を大、行印字の終了後の記録材の行単位の搬送時には記
録材のずれを防止出来る程度の接触圧に前記接触圧を減
少させる接触圧力変化手段とを備える。

［作用］ 以上の構成により、記録材と、複数の発熱素子を列状に
配してなる記録ヘッドとの接触圧力を変化させ、記録時
には接触圧力を大にし、行印字の終了後の記録材の行単
位の搬送時には記録材のずれを防止出来る程度の接触圧
に、その接触圧を減少させる。

［実施例］ 以下、添イτｊ図面を参照して本発明の好適な実施例を
詳細に説明する。

第１図は実施例の熱転写記録装置の概略構成を示すブロ
ック図である。

図において、１０１は実施例の熱転写記録装置全体を制
御するだめの制御部で、ＲＯＭ１０３に記憶された制御
プログラムや、各種データに従って装置全体の制御を実
行する、例えばマイクロプロセッサなどのＣＰＵ１０２
や、ＣＰＵ１０２のワークエリアとして使用され、各種
データを一時保存するためのＲＡＭ１０４などを備えて
いる。

１０５は図示しない外部機器などより記録データなどを
入力するだめの信号線で、この信号線１０５を通して人
力された記録データは、ＲＡＭ１０４に一旦記憶され、
サーマルヘッド１６に出力されて記録される。

サーマルヘッド１６ば１ライン分の発熱素子を列状に備
えたラインヘッドで、制御部】０１より１ライン分の記
録データを信号線１０５を通してシリアルでシフトレジ
スタ１６０に入力し、制御部１０１よりのラッチ信号１
０６によりラッチ回路１６１にラッチしている。１６２
ば、１０２４個の発熱素子からなる発熱素子部て、ラッ
チ回路１６１よりの記録データに対応して、２５６個の
発熱素子からなるブロック単位（合計４ブロツク）で通
電されて発熱駆動される。１０７はこの発熱素子部１６
２への通電制御を行っている通電制御信号で、サーマル
ヘッド１６の発熱素子部１６２のブロック数に対応して
４本の信号線で構成されており、この通電制御信号１０
７がハイレヘルのときに対応する発熱素子のブロックに
通電される。

１０９は記録紙搬送用モータで、制御部１０１よりの駆
動信号をもとにドライバ１０８を介して駆動され、記録
紙を搬送するためにプラテン１１や、後述する給紙ロー
ラ１３や排紙ローラ１４などのローラ群を回転駆動して
いる。１１２はインクシート１５の搬送系の機構部を駆
動するインクシート搬送用モータで、制御部１０１より
の駆動信号をもとにトライバ１１１により駆動されてい
る。１１３はサーマルヘッド１６の発熱温度などを検知
する温度センサや、記録紙１２の有無センサなどからな
るセンサ群である。

１８は後述するように、サーマルヘッド１６とプラテン
１１間の接触圧力を調整する接触圧力制御部である。１
１６は制御部］０１よりの指示により接触圧力制御部１
８を駆動するためのトライバである。１１７は制御部１
０１や機構部などに電力を供給するための電源部で、制
御回路用の電源電圧やサーマルヘッド１６の駆動用電圧
、更に１ ２ は各種モータの駆動用電圧を出力している。

第２図は実施例の熱転写記録装置の記録部の概略構成を
示す図で。第１図と共通ずる部分は同一番号で示してい
る。

サーマルヘッド１６は軸１９を中心にして支持されてお
り、接触圧力制御部１８を駆動することにより、カム２
０をカム２０の回転軸２１を中心として回転させ、サー
マルヘッド１６を回転軸１９を中心に矢印ａ方向に微小
量移動させることができる。１５ａはインクシート１５
を供給する供給ロール、１５ｂはインクシート１５を巻
取る巻取りロールで、インクシート搬送用モータ１１２
により回転駆動されている。１１はプラテンで、矢印方
向に回転して記録紙１２を搬送するとどもに、サーマル
ヘラＩ・１６に対向して記録紙１２とインクシート１５
を保持し、サーマルヘッド１６による熱転写記録を可能
にしている。１３は記録紙１２をプラテン１１方向に搬
送するための給紙ローラ、１４はプラテン１１より記録
紙１２を排出するための排紙ローラである。また、１７
はスプリングで、所定の圧力でプラテン１１を、サーマ
ルヘッド１６方向と反対方向に弓つ張っている。

第２図はサーマルヘッド１６とプラテン１１との間の接
触圧力がパ０°′の場合を示している。この状態よりカ
ム２０が９０度回転すると、サーマルヘッド１６とプラ
テン１１との間の接触圧力が“’１．２Ｋｇ重″になり
、更に同じ方向に９０度回転させると、その接触圧力は
４．８Ｋｇとなるように構成されている。

第３図は実施例の熱転写記録装置におけるサマルヘッド
１６と接触圧力制御部１８の駆動タイミンク及び記録紙
１２の搬送タイミングを示す図である。

図において、２１は１ラインを記録する際の、サーマル
ヘッド１６への通電タイミングを示しており、ここでは
１ラインの通電処理を１つのパルス信号で表しているが
、前述したように、サーマルヘッド１６の４つのブロッ
クのそれぞれに通電される４つのパルス信号からなるパ
ルス信号であっても良い。２２は１ライン記録後の記録
紙１２の搬送タイミング、即ち、記録紙搬送用モータ１
０９によるプラテン１１の回転駆動タイミングを示して
いる。２３は接触圧力制御部１８の駆動タイミングを示
し、サーマルヘッド１６への通電時には、接触圧力は第
１の圧力４．８Ｋｇになっている。この状態を“大°”
で示し、゛′小°”のときの接触圧力は１．２Ｋｇ重に
なっている。

ここては、１ラインを記録する１サイクルの時間を約３
３ｍ５ｅｃとし、サーマルヘッド１６に通電して記録す
る（通電信号２１で示す）前に、まず接触圧力を第１の
圧力（４，８Ｋｇ重）としている。

次に、サーマルヘッド１６の発熱素子部１６２を画像信
号に応じて発熱駆動する。そして、発熱素子部１６２へ
の通電終了後、接触圧力制御部１８を駆動させて接触圧
力を第２の圧力（小）に戻している。そして、プラテン
１１を回転させて１ライン分、記録紙１２を搬送する。

なお、次のラインの記録までの若干の不動作状態は、サ
ーマルヘッド１６の放熱に要する時間である。

第４図は本実施例の熱転写記録装置における１頁の記録
処理を示すフローチャートで、この処理を実行する制御
プログラムは制御部１０１の　５ ６ ＲＯＭ１０３に記憶されている。

本プログラムは外部機器などより１頁分の記録データを
入力して画像の記録開始指示が入力されることにより開
始され、まずステップＳ１で接触圧力制御部１８を駆動
して、サーマルヘッド１６とプラテン１１との接触圧力
を°゛０′°にする。次にステップＳ２で、記録紙１２
を初期位置にセットし、ステップＳ３で１画面の記録に
対し、シアン、マゼンタ、イエローの順番で多雨面分を
ロール状に捲回したインクシート１５の、まずシアン色
部分を記録位置にセットする。そして、ステップＳ４に
進み、シアン色で単色記録を行う。

こうしてシアン色による記録が終了するとステップＳ５
に進み、接触圧力を゛°Ｏパにして記録紙１２を初期位
置にセットする。ステップＳ６ではインクシート１５の
マゼンタ色部分を記録位置にセットし、ステップＳ７で
マゼンタ色により１頁分の画像記録を行う。以下同様に
してステップ８８〜ステツプＳＩＯでイエロー色により
転写記録を行い、ステップＳｌｌで記録済みの記録紙１
２を排出して処理を終了する。

第４図（Ｂ）は第４図（Ａ）のステップ８４゜Ｓ７及び
ＳＩＯにおける単色での転写記録処理を示すフローチャ
ートである。

まずステップＳ１２で、１ライン（１０２４個分で１画
素データは８ビツトとする）分の記録データをサーマル
ヘッド１６のシフトレジスタ１６０に転送する。そして
、ステップＳ１３でラッチ信号１０６を出力して、ラッ
チ回路１６１に１ライン分の多値記録データをラッチす
る。次にステップＳ１４で接触圧力制御部１８を駆動し
て、サーマルヘッド１６とプラテン１１との接触圧力な
犬（４，８に、ｇ重）にする。

次にステップＳ１５に進み、通電制御信号１０７を出力
して、発熱素子部１６２に通電して画像記録を行う。こ
のときサーマルヘッド１６の各発熱素子は、ラッチ回路
１６］に格納されている多値画像データ（２５６階調）
に基づいて発熱されて、２５６階調を表現することがで
きる。また、このときサーマルヘッド］６とプラテン１
１との接触圧は従来の圧力の約２倍になっているため、
発熱素子１６２に印加されるエネルギーは、従来の記録
時の印加エネルギーよりも少なくて済むことになる。

こうして１ラインの記録か終了するとステップＳ１６に
進み、接触圧力を小（１，２Ｋｇ重）にする。続いてス
テップＳ１７てインクシート１５及び記録紙１２を１ラ
イン分搬送する。この搬送時の接触圧力は、従来の１／
２であり、サーマルヘッド１６の耐久性能は格段に向上
できる。次にステップＳ１８に進み、記録画像データの
全ラインの記録が終了したかどうかを調べ、終了してい
なければステップＳ］２に戻り前述した処理を実行する
か、全ラインの記録が終了するとステップＳ　］、　９
に進み、接触圧力な“′Ｏ゛″にして、記録紙１２の排
紙時に接触圧かかからないようにしている。

この実施例では、サーマルヘッド１６とプラテン１１と
の接触圧力を、記録動作中は４．６Ｋｇ重（第１の圧力
）とし、記録動作中の記録紙１２の間欠搬送時に１．２
Ｋｇ重（第２の圧力）としたか、第１の圧力をより大き
く、第２の圧力をより小さくしてもよいが、第２の圧力
を“０°゛にすると、記録紙１２とインクシート１５と
の間て位　装 置ズレが発生ずるため好ましくない。

このように記録時の接触圧力を大きくするとこにより、
記録画像濃度の最高０．Ｄを１５とした場合、第７図の
ａとｂとを比較すると明らかなように、従来は３．２ｍ
ｊの電力を要していたのが、この実施例では２．０ｍｊ
でよい。これにより、約３８％の電力が節約されたこと
になる。

また、ここで従来と同じ電力でサーマルヘッドを駆動す
ると、その通電時間をより短くすることができ、記録時
間を短縮できる効果がある。更には、第７図のａ、ｂよ
り明らかなように、得られる最高○、Ｄの値も大きくな
り、高画質な画像が記録できる。

また、１ライン毎の間欠記録紙の搬送時の接触圧力を小
さくしたことにより、サーマルヘッドの耐久性が、従来
はΔ４判のシートで約１０００枚　０ てあったものが、約５倍の５０００枚相当を記録できる
ようになる。

この実施例では、熱昇華型の熱転写記録装置の場合で説
明したか、溶融型の熱転写記録装置、あるいは感熱型の
記録装置の場合にも同様な効果がある。さらには、針状
の電極を有した記録ヘッドを使用した通電転写型記録装
置の場合でも同じような効果が得られる。

［他の実施例（第５図）コ 第５図は他の実施例の構成を示す図で、前述した実施例
のサーマルヘッド１６とプラテン１１との接触圧力を変
化させる手段として、圧電アクチュエータを使用してい
る。２２は圧電アクチュエータで、この圧電アクチュエ
ータ２２に電圧を印加することにより、印加した電圧の
大きさに比例して第５図の縦方向に膨張する。この膨張
によリサーマルヘツｌ〜１６は、テコの原理て軸１９を
中心として矢印ａ方向に回転する。従って、この圧電ア
クチュエータ２２への印加電圧を制御することにより、
サーマルヘッド１６とプラテン１１との接触圧力を調整
することができる。なお、サーマルヘッド１６とプラテ
ン１］との接触圧力を制御する手段としてはこれに限定
されるものでなく、スプリングあるいは気体や液体など
を圧縮して、その圧力により制御してもよい。

また、この実施例では、プラテンを固定させ、サーマル
ヘッドを動かして接触圧を変化させているが、これに限
定されるものでなく、サーマルヘラ１〜を固定してプラ
テンを動かしても、あるいはいずれも移動させて接触圧
力を調整するようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、少ない電力で記録
濃度（０，Ｄ値）特性に優れた画像記録を行うことかで
き、記録ヘッドの耐久性を増すことができる。また、記
録材の搬送時には記録材に記録ヘッドを所定の圧力で接
触させることにより、記録材の搬送１゛れを防止できる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の熱転写記録装置の概略構成を示すブロ
ック図、 第２図は実施例の熱転写記録装置の記録部の構成を示す
図、 第３図は実施例の熱転写記録装置における各種動作タイ
ミングを示す図、 第４図は実施例の熱転写記録装置における１頁の画像記
録処理を示すフローチャート、第５図は他の実施例の記
録部の構成を示す図、　３ ４ そして 第６図は従来の熱転写プリンタにおりる記録部の構成を
示す図、 第７図は発熱素子に与える電気量と記録濃度との関係を
示す図である。 図中、１１・・・プラテン、】２・・・記録紙、１３・
・・給紙ローラ、１４・・・排紙ローラ、・１５・・・
インクシート、１５ａ・・・供給ローラ、１５ｂ・・・
巻取りローラ、］６・・・サーマルヘッド、１７・・・
スプリング、１８．１８ａ、１８ｂ−振動部、１０１　
・・・制御部、１０２・・・ｃｐｕ、１０３・・・Ｒ’
ＯＭ、１．０４・・・ＲＡＭ、１０８　１１１，１１４
，１．１６・・・ドライバ、１１７・・・電源、１６２
・・・発熱素子部である。 第 ３ 図 ６７１− 第４ 図（Ａ） 第４ 図 （Ｂ） 特開平 ５１８２　（１０） 第５ 図 第 図 第 ７ 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の発熱素子を列状に配してなる記録ヘッドと
   、 記録媒体あるいはインクシートを前記記録ヘッドに対向
   して支持するプラテンと、 前記複数の発熱素子列のそれぞれを画像信号に対応して
   発熱駆動し、前記記録媒体に画像の記録を行う記録手段
   と、 前記記録材の搬送を行なう搬送手段と、 前記記録材と記録ヘッドとの接触圧力を変化させる接触
   圧力変化手段であって、記録時には接触圧力を大、行印
   字の終了後の記録材の行単位の搬送時には記録材のずれ
   を防止出来る程度の接触圧に前記接触圧を減少させる接
   触圧力変化手段とを備えることを特徴とする熱記録装置
   。
2. （２）前記接触圧変化手段が、圧電式アクチュエターで
   あることを特徴とする請求項第１項に記載の熱記録装置
   。
3. （３）前記接触圧変化手段がカムであることを特徴とす
   る請求項第１項に記載の熱記録装置。