JPH04220360A - サーマルヘッド - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー感熱プリンタに
用いられるサーマルヘッドに関し、更に詳しくは２種類
の発熱部を設けてバイアス加熱と階調表現とを別個に行
うようにしたサーマルヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】カラー感熱プリンタは、サーマルヘッド
をカラー感熱記録材料に接触させ、３色順次熱記録によ
ってフルカラーの画像をカラー感熱記録材料に記録する
。カラー感熱記録材料としては、例えば特開昭６１ー２
１３１６９号に記載されているように、マゼンタ感熱発
色層，シアン感熱発色層，イエロー感熱発色層が支持体
上に順次層設されている。各感熱発色層を選択的に発色
させるために、各感熱発色層は発色に必要な熱エネルギ
ーが異なっており、深層の感熱発色層ほど高い熱エネル
ギーが必要である。また、次の感熱発色層を熱記録する
際に、その上にある熱記録済みの感熱発色層が再度熱記
録されないようにするために、熱記録済みの感熱発色層
に特有な電磁波を照射して光定着を行う。

【０００３】前記各感熱発色層を発色させるには、発色
直前の熱エネルギー（以下、これをバイアス熱エネルギ
ーという）に、所望の濃度に発色させるための熱エネル
ギー（以下、これを階調表現熱エネルギーという）を加
えた発色熱エネルギーが必要である。このバイアス熱エ
ネルギーは、前述したように、深層の感熱発色層ほど大
きな値となる。従来のサーマルヘッドは、ライン状をし
た１個の発熱部を備え、この発熱部はライン画素数に対
応した個数の発熱素子から構成されている。図１２に示
すように、濃度レベルが「Ｉ」の画素を熱記録する場合
に、まず発熱素子を一定時間通電してバイアス熱エネル
ギーをカラー感熱記録材料に与える。次に、発熱素子に
Ｉ個のパルス電流を供給して、Ｉ個に分割した階調表現
熱エネルギーをカラー感熱記録材料に与える。例えば、
６４階調を表現する場合には、最大で６４個のバルス電
流が発熱素子に与えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来のサーマ
ルヘッドでは、１個の発熱部でバイアス加熱と階調表現
とを行うために、プリント時間が長くなるという問題が
あった。また、サーマルヘッドを駆動するための駆動デ
ータには、バイアス加熱のためのデータも含まれている
ため、データ転送に時間がかかる他に、回路が複雑とな
るという問題がある。

【０００５】本発明は、プリント処理時間を短縮すると
ともに、駆動データのビット数を小さくすることができ
るようにしたサーマルヘッドを提供することを目的とす
るものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のサーマルヘッドは、階調表現用の発熱部の
他に、バイアス加熱用の発熱部を設けたものである。こ
のバイアス加熱用発熱部は、バイアス熱エネルギーに応
じたバイアス信号で駆動され、他方各階調表現用発熱部
は階調表現熱エネルギーに応じた駆動データで駆動され
る。前記階調表現用発熱部はライン状に配列した複数の
発熱素子から構成され、これに近接してライン状をした
１本の発熱素子からなるバイアス加熱用発熱部が平行に
配置される。また、これらの２種類の発熱部を積層配置
してもよい。

【０００７】

【実施例】図１において、プラテンドラム１０は、その
外周にカラー感熱記録材料１１を保持し、熱記録時にパ
ルスモータ（図示せず）によって回転される。このプラ
テンドラム１０にクランプ部材１２が取り付けられてお
り、カラー感熱記録材料１１の少なくとも１ケ所例えば
先端をプラテンドラム１０に固定する。クランプ部材１
２はコ字形をしており、両端部に設けた長穴１２ａ，１
２ｂが、プラテンドラム軸１５，ガイドピン１６にそれ
ぞれ嵌合している。このクランプ部材１２は、通常はス
プリング１７によってプラテンドラム１０に圧接してお
り、カラー感熱記録材料１１のクランプ時又はクランプ
解除時に、ソレノイド１８によってプラテンドラム１０
から離れる方向に移動される。

【０００８】前記プラテンドラム１０の外周には、サー
マルヘッド２０と、光定着器２１とが設けられている。 サーマルヘッド２０には、画素の発色濃度に応じた階調
表現熱エネルギーを発生する階調表現用発熱部２２と、
一定のバイアス熱エネルギーを発生するバイアス加熱用
発熱部２３とが設けられている。光定着器２１は、図２
の実線で示すように、ほぼ３６５ｎｍと４２０ｎｍに発
光ピークを持った棒状の紫外線ランプ２４と、点線で示
すような透過特性を持ったカットフイルタ２５とから構
成されている。このカットフイルタ２５は、ソレノイド
等によって紫外線ランプ２４の前に入れられたときに、
ほぼ４２０ｎｍ付近の近紫外線を透過する。給排紙通路
２７には、搬送ローラ対２８が配置されており、これを
通ってカラー感熱記録材料１１が搬送される。また、給
排紙通路２７のプラテンドラム側には、排紙時にカラー
感熱記録材料１１の後端を給排紙通路２７に案内するた
めの分離爪２９が設けられている。この実施例では、１
つの通路が給紙通路と排紙通路に兼用されているが、こ
れらは別個に設けてもよい。

【０００９】図３はカラー感熱記録材料の一例を示すも
のである。支持体３２の上に、シアン感熱発色層３３，
マゼンタ感熱発色層３４，イエロー感熱発色層３５，保
護層３６が順次層設されている。これらの各感熱発色層
３３〜３５は、熱記録される順番に表面から層設されて
いるが、例えばマゼンタ，イエロー，シアンの順番に熱
記録する場合には、イエロー感熱発色層３５とマゼンタ
感熱発色層３４との位置が入れ換えられる。前記支持体
３２としては、不透明なコート紙又はプラスチックフイ
ルムが用いられ、そしてＯＨＰシートを作製する場合に
は、透明なプラスチックフイルムが用いられる。シアン
感熱発色層３３は、電子供与性染料前駆体と電子受容性
化合物を主成分として含有し、加熱されたときにシアン
に発色する。マゼンタ感熱発色層３４としては、最大吸
収波長が約３６５ｎｍであるジアゾニウム塩化合物と、
これに熱反応してマゼンタに発色するカプラーとを含有
している。このマゼンタ感熱発色層３４は、熱記録後に
３６５ｎｍ付近の紫外線を照射するとジアゾニウム塩化
合物が光分解して発色能力が失われる。イエロー感熱発
色層３５は、最大吸収波長が約４２０ｎｍであるジアゾ
ニウム塩化合物と、これと熱反応してイエローに発色す
るカプラーとを含有している。このイエロー感熱発色層
３５は４２０ｎｍの近紫外線を照射すると光定着して発
色能力が失われる。

【００１０】図４は各感熱発色層３３〜３５の発色特性
を示すものである。この実施例のカラー感熱記録材料１
１は、イエロー感熱発色層３５の発色熱エネルギーが最
も低く、シアン感熱発色層３３の発色熱エネルギーが最
も高い。イエローＹの画素を熱記録する場合には、バイ
アス熱エネルギーＢＹに階調表現熱エネルギーＧＹＩ　
を加えた発色熱エネルギーがカラー感熱記録材料１１に
与えられる。このバイアス熱エネルギーＢＹは、イエロ
ー感熱記録層３５が発色する直前の熱エネルギーであり
、これは一定な値である。階調表現熱エネルギーＧＹＩ
　は、記録すべき画素の発色濃度のレベルＩに応じて決
められる。なお、マゼンタＭ及びシアンＣも同様である
ので、符号のみを付してある。

【００１１】図５は、カラー感熱プリンタの電気回路を
示すものである。画像データ入力部４０は、カラースキ
ャナーやカラーＴＶカメラ等で構成され、赤色，緑色，
青色の三色の画像データをデータ処理部４１に送る。こ
のデータ処理部４１は、各色の画像データに対して色補
正や階調補正等を行う。画像処理された各色の画像デー
タは、フレームメモリ４２に送られ、色毎に分離された
状態で記憶される。熱記録時には、フレームメモリ４２
から、プリントすべき色の画像データが１ラインずつ読
み出されてラインメモリ４３に書き込まれる。このライ
ンメモリ４３から読み出した１ライン分の画像データは
、駆動データ発生部４４に送られ、各画素毎に階調表現
熱エネルギーを発生するための駆動データに変換される
。また、駆動データ発生部４４は、熱記録すべき色に応
じて決められたバイアス信号を発生する。これらの駆動
データとバイアス信号は、ヘッド駆動部４５に送られる
。このヘッド駆動部４５は、階調表現用発熱部２２とバ
イアス加熱用発熱部２３とを駆動する。なお、コントロ
ーラ４６は各部をシーケンス制御する。

【００１２】図６は、ヘッド駆動部の一例を示すもので
ある。駆動データは、画素数と階調ステップに応じた個
数のパルス列からなり、例えば２５６画素，６４階調の
場合には１ラインの駆動パルス列は２５６×６４個のパ
ルスから構成されている。１ライン分の駆動データは次
のようにして作られる。まず、第１番目の階調を示すデ
ータと画像データとを比較し、その画素を駆動するかど
うかを判断し、駆動するならば「１」とし、駆動しない
ならば「０」とする。この比較を１ラインの全ての画素
について行い、画像データをシリアルな駆動データに変
換する。このシリアルな駆動データは、クロック信号に
よってシフトレジスタ５０に送られ、パラレル信号に変
換される。シフトレジスタ５０でパラレル信号に変換さ
れた駆動データは、ラッチ信号によってラッチ回路５１
にラッチされる。ＡＮＤゲート５２は、ストローブ信号
が入力されたときに、ラッチされた信号が「１」の場合
に、「Ｈ」の信号を出力する。このＡＮＤゲート５２の
各出力端子には、トランジスタ５３ａ〜５３ｎがそれぞ
れ接続されており、出力信号が「Ｈ」の場合にトランジ
スタがＯＮする。これらのトランジスタ５３ａ〜５３ｎ
には、抵抗素子５４ａ〜５４ｎが直列に接続されており
、これらの抵抗素子５４ａ〜５４ｎは発熱素子として機
能する。

【００１３】次に、第２番目の階調を示すデータと、各
画素の画像データを比較し、前述したように駆動データ
に変換する。この駆動データに応じて各抵抗素子５４ａ
〜５４ｎを選択的に発熱させる。このように６４階調の
場合には、１ライン分の駆動データが６４回に分けて読
み出され、６４回のストローブ信号により、各抵抗素子
５４ａ〜５４ｎが選択的に駆動され、６４階調の画像が
表現される。なお、各抵抗素子５４ａ〜５４ｎは、実際
には連続した１本の抵抗素子５４であるが、等価的に個
々の抵抗素子として表してある。トランジスタ５５に、
バイアス加熱用発熱素子として用いられる抵抗素子５６
が接続されており、トランジスタ５５がＯＮしたときに
抵抗素子５６が通電され、バイアス熱エネルギーを発生
する。図７には、各部に供給される信号の波形が示され
ている。

【００１４】図８はサーマルヘッドの構造を示すもので
ある。サーマルヘッド２０は、ヘッド本体６０上に基板
６１が取り付けられており、これに階調表現用発熱部２
２とバイアス加熱用発熱部２３とが形成されている。こ
れらの発熱部２２，２３は、抵抗素子５４，５６の上に
、絶縁性を有する保護層６２，６３がそれぞれ形成され
ている。

【００１５】図９において、バイアス加熱用抵抗素子５
６の両側部に、＋側電極６６と、−側電極６７がそれぞ
れ一部重なった状態で形成されている。また、＋側電極
６６から複数の電極片６６ａが伸びており、この一定ピ
ッチで配置された電極片６６ａが階調表現用抵抗素子５
４を横切っている。隣接する２個の電極片６６ａの間に
、ヘッド駆動部４５に接続された電極片６８が配置され
ている。１個の電極片６８がトランジスタによって接地
されると、その両側にある２個の電極片６６ａから電極
片６８に向けて電流が流れる。したがって、電極６６ａ
，６８で区画された２個の領域が同時に発熱することに
なる。

【００１６】次に、上記実施例の作用について簡単に説
明する。熱記録に際しては、画像データ入力部４０から
入力された各色の画像データは、画像処理部４１で画像
処理されてからフレームメモリ４２に色毎に分離された
状態で書き込まれる。給紙時には、クランプ部材１２が
図１において垂直となった状態でプラテンドラム１０が
停止している。ソレノイド１８が通電されると、クラン
プ部材１２がクランプ解除位置にセットされる。搬送ロ
ーラ対２８は、カセット（図示せず）から供給されたカ
ラー感熱記録材料１１をニップしてプラテンドラム１０
に向けて搬送する。この搬送ローラ対２８は、カラー感
熱記録材料１１の先端がプラテンドラム１０とクランプ
部材１２との間に入り込んだときにいったん停止する。 その後、ソレノイド１８がＯＦＦすると、クランプ部材
１２はスプリング１７によって戻され、カラー感熱記録
材料１１の先端をクランプする。このクランプ後に、プ
ラテンドラム１０と搬送ローラ対２８とが回転するから
、カラー感熱記録材料１１がプラテンドラム１０の外周
に巻き付けられる。

【００１７】プラテンドラム１０が一定ステップずつ間
欠回転して、カラー感熱記録材料１１の記録エリアの先
端がサーマルヘッド２０に達すると熱記録が開始される
。この熱記録に際しては、フレームメモリ４２からイエ
ロー画像の画像データが１ライン分読み出されていった
んラインメモリ４３に書き込まれる。次に、ラインメモ
リ４３から画像データを読み出し、これを駆動データ発
生部４４に送る。この駆動データ発生部４４は、図７に
示すような信号を発生してヘッド駆動部４５に送る。 このヘッド駆動部４５は、図１０に示すようにバイアス
加熱用抵抗素子５６を一定時間通電して、バイアス熱エ
ネルギーＢＹをカラー感熱記録材料１１に与える。また
、ヘッド駆動部４５は、画像データに応じた個数のパル
ス電流を階調表現用抵抗素子５４ａ〜５４ｎに供給し、
カラー感熱記録材料１１に階調表現熱エネルギーＧＹＩ
　を与えて所望の濃度に発色させる。例えば、６４階調
の場合には、最大濃度の画素に対しては、６４個のパル
ス電流が抵抗素子例えば６４ａに供給され、そして発色
しない画素の抵抗素子に対してはパルス電流が与えられ
ない。イエロー画像の第１ラインが記録されると、プラ
テンローラ１０が１画素分ステップ回転し、これととも
にフレームメモリ４２からイエロー画像の第２ラインの
画像データが読み出される。以下、同様にしてイエロー
画像の第２ライン目以降がカラー感熱記録材料１１に熱
記録される。

【００１８】イエロー画像が熱記録された部分が光定着
器２１に達すると、ここでイエロー感熱発色層３５が光
定着される。この光定着器２１は、カットフイルタ２５
が紫外線ランプ２４の前にセットされているから、４２
０ｎｍ付近の近紫外線がカラー感熱記録材料１１に照射
される。これにより、イエロー感熱記録材料１１に含有
されたジアゾニウム塩化合物が分解して発色能力が消失
する。

【００１９】プラテンドラム１０が１回転して記録エリ
アが再びサーマルヘッド２０の位置にくると、マゼンタ
画像が１ラインずつマゼンタ感熱発色層３４に記録され
る。このマゼンタ画像の熱プリント時には、バイアス加
熱用発熱部２３によってバイアス熱エネルギーＢＭがカ
ラー感熱記録材料１１に与えられ、そして階調表現用発
熱部２２の各抵抗素子５４ａ〜５４ｎによって、画像デ
ータに応じた階調表現熱エネルギーＧＭＩ　がカラー感
熱記録材料１１に与える。このマゼンタ画像の発色熱エ
ネルギーは、イエロー画像の発色熱エネルギーよりも大
きいが、イエロー感熱発色層３５は既に光定着されてい
るので、このイエロー感熱発色層３５が発色することは
ない。マゼンタ画像を記録したカラー感熱記録材料１１
は、前述したように定着器２１で光定着される。この場
合には、カットフイルタ２５が紫外線ランプ２４の前か
ら退避しているので、紫外線ランプ２４から放射された
全ての電磁波がカラー感熱記録材料１１に照射される。 この電磁波のうち、３６５ｎｍ付近の紫外線によってマ
ゼンタ感熱発色層３４が光定着される。

【００２０】プラテンドラム１０が更に１回転して記録
エリアが再びサーマルヘッド２０の位置にくると、シア
ン画像が１ラインずつシアン感熱発色層３３に記録され
る。この場合にバイアス加熱用発熱部２３によってバイ
アス熱エネルギーＢＣがカラー感熱記録材料１１に与え
られ、そして階調表現用発熱部２２によって階調表現熱
エネルギーＧＣＩ　がカラー感熱記録材料１１に与えら
れる。このシアン感熱発色層３３は、発色熱エネルギー
が通常の保管状態では発色することはない値になってい
るので、シアン感熱発色層３３に対しては光定着性が与
えられていない。そこで、シアン感熱発色層３３の熱記
録では、光定着器２１がＯＦＦ状態にされる。

【００２１】イエロー画像，マゼンタ画像，シアン画像
の熱記録が終了した後に、プラテンドラム１０と搬送ロ
ーラ対２８とが逆転する。このプラテンドラム１０の逆
転により、カラー感熱記録材料１１の後端が分離爪２９
によって給排紙通路２７に案内され、そして搬送ローラ
対２８にニップされる。この後にプラテンドラム１０が
給紙位置に達すると、ソレノイド１８が通電されるとと
もに、プラテンドラム１０が停止する。ソレノイド１８
の通電により、クランプ部材１２がスプリング１７に抗
して移動するから、カラー感熱記録材料１１の先端のク
ランプが解除される。これにより、熱記録済みカラー感
熱記録材料１１は、給排紙通路２７を経てトレイに排出
される。

【００２２】前記バイアス加熱用発熱部２３と、階調表
現用発熱部２２とは、できるだけ近接して配置し、同じ
部分を加熱するのがよい。しかし、電極６６の配置等に
よって、２つの発熱部２２，２３の間隔が大きくなる場
合には、バイアス加熱後にプラテンドラム１０を回転さ
せ、バイアス発熱部２３でバイアス加熱させた部分を階
調表現用発熱部２２に対面させる。こうすると、高階調
のカラー感熱プリンタでは、発色濃度が高い画素を記録
している間にバイアス加熱の熱が失われてしまうので、
充分なバイアス効果を得ることができい。図１１に示す
実施例では、バイアス加熱を効果的に行うために、バイ
アス加熱用抵抗素子７０と、階調表現用抵抗素子７１と
が積層されている。なお、符号７２，７３は絶縁性を有
する保護層であり、符号７４は基板である。

【００２３】前記実施例では、バイアス加熱を一定時間
行っているが、ＡＮＤゲート５２の出力端子にＯＲゲー
トを接続し、このＯＲゲートの出力信号でトランジスタ
５５のＯＮ・ＯＦＦ制御を行ってもよい。こうすると、
１ラインの最大発色濃度に応じた時間だけバイアス加熱
が行われる。また、バイアス加熱は、熱記録中に連続し
て行ってもよい。更にまた、バイアス加熱用抵抗素子を
画素毎に設け、対応する画素の抵抗素子と同時にＯＮ・
ＯＦＦ制御をしてもよい。こうすると、発色濃度に応じ
た時間だけバイアス加熱を与えることができる。

【００２４】

【発明の効果】上記構成を有する本発明は、階調表現用
発熱部とバイアス用発熱部とを設け、バイアス加熱と階
調表現加熱とを別個に行うようにしたから、従来のサー
マルヘッドを用いた場合に比べて、短時間で熱記録を行
うことができる。また、バイアス加熱のデータが駆動デ
ータに含まれていないため、駆動データのビット数が少
なくなる。したがって、駆動データの転送時間が短くな
るとともに、駆動データの発生回路が簡単となる。また
、階調表現加熱とともにバイアス加熱を行うことができ
るから、階調表現加熱が終了する前にバイアス加熱の熱
が失われることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のサーマルヘッドを用いたカラー感熱プ
リンタの概略図である。

【図２】光定着器の紫外線ランプとカットフイルタの特
性を示すグラフである。

【図３】カラー感熱記録材料の層構造を示す説明図であ
る。

【図４】各感熱発色層の発色特性を示すグラフである。

【図５】カラー感熱プリンタの電気構成を示すブロック
図である。

【図６】ヘッド駆動部及び発熱部を示す回路図である。

【図７】ヘッド駆動部に供給される各信号の波形図であ
る。

【図８】本発明のサーマルヘッドの模式的断面図である
。

【図９】基板の平面図である。

【図１０】バイアス加熱用抵抗素子と階調表現用抵抗素
子の通電状態を示す説明図である。

【図１１】バイアス加熱用発熱部と階調表現用発熱部の
別の実施例を示すサーマルヘッドの断面図である。

【図１２】従来のサーマルヘッドの発熱状態を示す説明
図である。

【符号の説明】

１１　　カラー感熱記録材料 ２０　　サーマルヘッド ２１　　光定着器 ２２　　階調表現用発熱部 ２３　　バイアス加熱用発熱部 ５４　　階調表現用抵抗素子 ５６　　バイアス加熱用抵抗素子 ７０　　バイアス加熱用抵抗素子 ７１　　階調表現用抵抗素子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　階調表現用の発熱部とバイアス加熱用
   の発熱部とを設けたことを特徴とするサーマルヘッド。
2. 【請求項２】　　複数の発熱素子をライン状に配置した
   階調表現用発熱部と、１個の発熱素子をライン状に配置
   したバイアス加熱用発熱部とを絶縁層を介して積層した
   ことを特徴とするサーマルヘッド。