JPH06155790A

JPH06155790A - カラー感熱プリンタ

Info

Publication number: JPH06155790A
Application number: JP30878492A
Authority: JP
Inventors: Masamichi Sato; 正倫佐藤
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1992-11-18
Filing date: 1992-11-18
Publication date: 1994-06-03
Anticipated expiration: 2017-01-28
Also published as: JP3251989B2

Abstract

(57)【要約】【構成】搬送ローラ対１１，１２によりカラー感熱記
録材料１０を搬送する。搬送ローラ対１１，１２の間
に、３個のプラテンローラ１３，１４，１５を設ける。
各プラテンローラ１３〜１５の上部に、イエロー感熱発
色用サーマルヘッド１６，マゼンタ感熱発色用サーマル
ヘッド１７，シアン感熱発色用サーマルヘッド１８を順
に設ける。１画素の記録の際に、各サーマルヘッド１６
〜１８の通電時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３をずらしてこれらが
重ならないように、時分割駆動する。各サーマルヘッド
１６〜１８の発熱素子の部分グレーズを厚めに設定し
て、蓄熱効果を上げる。【効果】３ヘッド方式でも、瞬時最大電力を１ヘッド
方式並に低くすることができる。蓄熱効果の高いサーマ
ルヘッドを用いたから、熱効率を低下させることがな
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱エネルギーで発色す
るカラー感熱記録材料を用いたカラー感熱プリンタに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】カラー感熱記録材料としては、例えば特
開平３−２８８６８８号に記載されているように、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
層を支持体上に順次層設したものが知られている。この
カラー感熱記録材料は、下層の感熱発色層ほど熱記録感
度が低く、また各感熱発色層は特有の電磁線で光定着さ
れる性質を備えている。

【０００３】前記カラー感熱記録材料に多色画像を熱記
録する場合には、複数の発熱素子をライン状に配列した
サーマルヘッドを用い、カラー感熱記録材料とサーマル
ヘッドとを相対的に移動しながら、まずサーマルヘッド
で最上層にあるイエロー感熱発色層（第３層）を熱記録
する。このイエロー画像の熱記録後に、イエロー感熱発
色層の未発色のジアゾニウム塩化合物のみを光分解する
波長域の光を照射し、イエロー感熱発色層を光定着す
る。次に、マゼンタ感熱発色層（第２層）に、イエロー
感熱発色層よりも高い熱エネルギーを用いて、マゼンタ
感熱発色層を熱記録してから、マゼンタ感熱発色層の未
発色のジアゾニウム塩化合物のみを光分解する波長域の
光を照射して光定着する。この後、最も大きい熱エネル
ギーを用いて、シアン感熱発色層（第１層）を熱記録す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記カラー感熱記録方
法では、１個のサーマルヘッドを用いて記録紙を３回通
過させて各層を熱記録する方法（３パス方式）と、３個
のサーマルヘッドを用いて記録紙を通過させ、１回の通
過で各層を順時熱記録する方法（１パス方式）とがあ
る。３パス方式は、サーマルヘッドが１個で済み構成が
簡単になる反面、記録紙を３回通過させる必要があり、
記録時間が長くなるという問題がある。また、１パス方
式は、１回の通過でカラー記録することができ記録時間
が短縮される反面、３個のサーマルヘッドでほぼ同時に
記録するので、瞬時電力が大きくなる。したがって、電
源容量を大きなものにする必要があり、これに対応して
製造コストが上昇するという問題がある。これに対し、
サーマルヘッドを時分割駆動して電源を小容量化するこ
とも考えられが、この場合には時分割駆動による非駆動
時の冷却時間が長くなり、ヘッドの熱効率が低下すると
いう問題がある。

【０００５】本発明は、上記課題を解決するためのもの
であり、１パス方式において、ヘッドの熱効率を低下さ
せることなく、瞬時最大電力を低く抑えるようにしたカ
ラー感熱プリンタを提供することを目的とする。

【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、本発明のカラー感熱プリンタは、１画素の記録の際
に、少なくとも２つのサーマルヘッドを時分割通電する
とともに、この時分割通電するサーマルヘッドは蓄熱効
果の高いものを用いたものである。

【０００７】

【実施例】図２は、３層の感熱発色層を有するカラー感
熱記録材料１０にカラー画像を記録するカラー感熱プリ
ンタを示すものである。カラー感熱記録材料１０は、搬
送ローラ対１１，１２により一定速度で送られる。搬送
ローラ対１１，１２は、パルスモータ９（図５参照）に
より回転される。搬送ローラ対１１，１２の間には、３
個のプラテンローラ１３，１４，１５が順に設けられて
いる。また、これら各プラテンローラ１３〜１５の上部
には、記録材料１０の搬送方向における上流側から、イ
エロー感熱発色用サーマルヘッド（第１サーマルヘッ
ド）１６，マゼンタ感熱発色用サーマルヘッド（第２サ
ーマルヘッド）１７，シアン感熱発色用サーマルヘッド
（第３サーマルヘッド）１８が順に設けられている。

【０００８】各サーマルヘッド１６，１７，１８は縦型
に構成されており、機枠１９に取りつけられている。ま
た、サーマルヘッド１６〜１８の下端には、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、周
知のように記録材料１０の搬送方向に直交する方向で長
く形成されており、図５に示すように複数個の発熱素子
４６ａ，４６ｂ，・・・がライン状に並べて構成されて
いる。

【０００９】図３は、サーマルヘッドを副走査方向に切
断した断面図である。例えばアルミナの如き耐熱絶縁基
板２１の上には、部分グレーズ２２と発熱素子４６ａが
設けられている。部分グレーズ２２は円柱面状に隆起し
て形成されており、これにより記録紙やインクリボン等
の被加熱シートとサーマルヘッドとが良好に接触される
ようになる。本実施例では、この部分グレーズ２２を通
常のものよりも厚めに形成する。部分グレーズ２２は熱
伝導率が低く、蓄熱性が高いので、これを厚めに形成す
ることにより、蓄熱効果が上がる。

【００１０】発熱素子４６ａは、部分グレース２２の上
に層設されており、周知のように、抵抗層２３と、これ
の上に接合される電極２４ａ，２４ｂと、これらの上を
被覆して保護するための保護層２５とから構成されてい
る。前記抵抗層２３は、抵抗材料を蒸着，スパッタ，Ｃ
ＶＤ，焼結等によって形成したものである。

【００１１】図２に示すように、第１及び第２のサーマ
ルヘッド１６，１７間には、イエロー定着ランプ２７
が、第２及び第３のサーマルヘッド１７，１８間には、
マゼンタ定着ランプ２８が設けられている。イエロー定
着ランプ２７は発光ピークがほぼ４２０ｎｍの棒状をし
た紫外線ランプからなり、マゼンタ定着ランプ２８は発
光ピークがほぼ３６５ｎｍの紫外線ランプからなる。こ
れら各ランプ２７，２８は、各サーマルヘッド１６〜１
８及び機枠１９により形成されたランプハウス内に配置
されているため、各サーマルヘッドで確実に遮光され光
洩れがない。

【００１２】図４はカラー感熱記録材料１０の一例を示
すものである。支持体３０の上に、シアン感熱発色層３
１、マゼンタ感熱発色層３２、イエロー感熱発色層３
３、保護層３４が順次層状に設けられている。これらの
感熱発色層３１〜３３は、深層ほど発色熱エネルギーが
高いため、この発色熱エネルギーを変えることで３色の
感熱発色層３１〜３３を選択的に記録することができ
る。なお、各発色層の間に中間層を設けてもよい。

【００１３】シアン感熱発色層３１は、深層であり熱記
録感度が最も低いため、大きな熱エネルギーを与えるこ
とが必要である。他方、マゼンタ感熱発色層３２、更に
イエロー感熱発色層３３は、表面に近く小さな熱エネル
ギーでよい。そこで、本発明は、熱記録感度が最も高い
イエロー感熱発色層３３及び次に高いマゼンタ感熱発色
層３２に対しては、図１に示すように、１画素の熱記録
時のイエロー感熱記録時及びマゼンタ感熱記録時の印加
電圧Ｅ１，Ｅ２（Ｅ１＜Ｅ２）をシアン感熱記録時の印
加電圧Ｅ３に比べて小さくする。さらに、各通電時間Ｔ
１，Ｔ２，Ｔ３が重なることのないように、各通電時間
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３をずらす。すなわち、１画素の熱記録
時間Ｔ０において、各ヘッドを時分割駆動する。これに
より、熱記録時の瞬時最大電力を３パス１ヘッド方式並
に低減することができる。

【００１４】１個の画素を記録するための各発熱素子へ
の通電時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の内容は、図６に示すよう
に、パルス幅がかなり大きなバイアスパルスＰｂと、こ
れに続く階調レベルに応じた個数分の階調パルスＰｇと
から構成されている。バイアスパルスＰｂは、熱記録感
度が低い感熱発色層ほどパルス高さが高くなり、最大電
力が大きくなるようにされている。

【００１５】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。

【００１６】前記ラインメモリ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
て、各画素毎に駆動データに変換される。この駆動デー
タは、バイアス熱エネルギーを発生するバイアス用駆動
データと、階調表現熱エネルギーを発生させるための階
調用駆動データとからなる。この１ライン分の駆動デー
タは、ヘッド駆動部４５に送られ、各画素毎にバイアス
パルスＰｂと、階調レベルに応じた個数の階調パルスＰ
ｇとに変換され、発熱素子アレイ２０の各発熱素子４６
ａ〜４６ｎに供給される。これらの発熱素子４６ａ〜４
６ｎは、主走査方向にライン状に配列されており、カラ
ー感熱記録材料１０に対して副走査方向に相対移動す
る。コントローラ４７は各部をシーケンス制御する他
に、ドライバ４８を介してパルスモータ９を制御し、搬
送ローラ対１１，１２を回転させて感熱記録材料を一定
速度で送る。

【００１７】図７は、ヘッド駆動部４５の一例を示すも
のである。１ライン分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
「Ｈ」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〜５
３ｎがそれぞれ接続されており、ＡＮＤゲート５２の出
力端子が「Ｈ」のときに、対応するトランジスタ５３ａ
〜５３ｎがＯＮする。これらのトランジスタ５３ａ〜５
３ｎは、発熱素子４６ａ〜４６ｎを介して電圧制御回路
５４に接続されている。この電圧制御回路５４は、切換
え信号によって印加電圧を変更する。すなわち、図１に
示すように、第３層であるイエロー感熱記録層の熱記録
時には、Ｅ１の印加電圧で第１のサーマルヘッド１６を
駆動して、この層を感熱記録する。また、第２層のマゼ
ンタ感熱記録層の熱記録時には、Ｅ２の印加電圧で第２
サーマルヘッド１７を駆動する。また、第１層のシアン
感熱記録層の熱記録時には、Ｅ３の印加電圧でサーマル
ヘッド１８を駆動する。

【００１８】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、バイアス加熱するために、１ライン分
の全ての画素に対して「Ｈ」の駆動データを与え、シリ
アルな駆動データを得る。この駆動データが「Ｈ」の場
合に、対応する発熱素子が発熱する。次に、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
駆動するかどうか判断し、駆動するならば「Ｈ」とし
て、駆動しないならば「Ｌ」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によ
って、各発熱素子４６ａ〜４６ｎを選択的に駆動する。
同様に、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を変換する。
例えば、６４階調の場合には、バイアス加熱を含めて、
１ライン分の駆動データが６５回に分けて読み出され、
６５回目のストローブ信号により、各発熱素子４６ａ〜
４６ｎが選択的に駆動され、６４階調の画像を表現す
る。

【００１９】次に、本実施例の作用を説明する。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。感熱記録材料１０は、搬送ローラ対１１により、
各サーマルヘッド１６，１７，１８に送られる。

【００２０】搬送ローラ対１１，１２が一定ステップず
つ間欠回転して、カラー感熱記録材料１０の記録エリア
の先端が第１のサーマルヘッド１６に達すると、イエロ
ー画像の熱記録が開始される。フレームメモリ４２から
イエロー画像の画像データを１ライン分読み出し、いっ
たんラインメモリ４３に書き込む。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。

【００２１】このイエロー画像の熱記録では、図１に示
すように、印加電圧Ｅ１が三色の中では一番小さく設定
されている。ヘッド駆動部４５は、図６に示すようなパ
ルスで各発熱素子４６ａ〜４６ｎを駆動して、バイアス
熱エネルギーと、画像データに応じた階調表現熱エネル
ギーとをカラー感熱記録材料１０に与えて所望の濃度に
発色させる。イエロー画像の第１ラインが記録される
と、パルスモータ９によって搬送ローラ対１１，１２が
１画素分ステップ回転され、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１０に熱記録される。イ
エロー画像を熱記録した部分が光定着用ランプ２５に達
すると、ここでイエロー感熱発色層３３が光定着され
る。

【００２２】次に、第２のサーマルヘッド１７により同
様にしてマゼンタ画像が１ラインずつ記録される。この
マゼンタ画像の熱記録では、印加電圧Ｅ２が二番目に小
さく設定されている。このマゼンタ画像も同様にして光
定着ランプ２６で光定着される。このマゼンタ画像の記
録時には、イエロー感熱発色層も加熱されるが、既に発
色能力が消失されているから、イエロー感熱発色層が発
色することはない。

【００２３】次に、第３のサーマルヘッド１８によりシ
アン画像が１ラインずつ熱記録される。このシアン画像
の熱記録では、印加電圧Ｅ３が他の色の熱記録時のもの
よりも大きく設定されている。シアン感熱発色層は、感
熱発色するのに必要な熱エネルギーがかなり高いからで
ある。したがって、通常の保管状態では発色することは
ないので、このシアン感熱発色層に対しては光定着が省
略される。各サーマルヘッドで各層の感熱記録が終了す
ると、この記録済みカラー感熱記録材料１０は、搬送ロ
ーラ対１２によりトレイに排出される。

【００２４】各サーマルヘッドへの通電時間Ｔ１，Ｔ
２，Ｔ３は、図１に示すように、順にずらされてこれら
が重なることの無いようにされているから、瞬時最大電
力を３パス１ヘッド方式と同じ程度に低く抑えることが
できる。図８は発熱素子の蓄熱特性を示すものである。
従来は、２点鎖線で示すように急な温度降下となってい
たが、本実施例では、実線で示すように、部分グレーズ
２２を厚く形成してその蓄熱効果を上げたから、緩やか
な温度降下となり、次の発熱のための通電時に容易に感
熱記録温度まで温度を上昇させることができ、熱効率を
上げることができる。

【００２５】なお、上記実施例は、３個のサーマルヘッ
ドを時分割駆動したが、この他に、図９に示すように、
イエロー感熱発色用のサーマルヘッドを非分割駆動して
通電時間をＴ１（Ｔ１＝Ｔ０）とし、他のマゼンタとシ
アン感熱発色用のサーマルヘッドを時分割駆動してその
通電時間をＴ２，Ｔ３に分けてもよい。これはイエロー
感熱発色用のサーマルヘッドの消費電力は小さいからで
ある。したがって、マゼンタ用とシアン用のサーマルヘ
ッドが同時駆動されないので、電源の瞬時最大電力をあ
る程度小さくすることができ、電源を小容量化すること
ができる。

【００２６】また、上記実施例では、記録材料を間欠送
りしたが、これは連続送りとしてもよい。また、上記実
施例は、多数の発熱素子を主走査方向に配列し、カラー
感熱記録材料を副走査方向に移動して熱記録するライン
プリンタであるが、本発明はサーマルヘッドとカラー感
熱記録材料を二次元に相対移動して熱記録するシリアル
プリンタに対しても利用することができる。また、以上
の説明では各色のサーマルヘッドは、単体を独立に使用
したが、特開昭６１−２２７０６７号公報記載のよう
に、一体型のサーマルヘッドであってもよい。この場合
は、発熱素子ライン間に設けたスリットから紫外線が照
射される。ヘッドの蓄熱効果を大きくする方法として、
部分グレーズの高さを大きくする他に、部分グレーズと
アルミナ基板の間に断熱層を形成してもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
時分割駆動するサーマルヘッドとして蓄熱効果の高いヘ
ッドを用いたから、熱効率を向上させることができる。
また、１画素の記録に際して、熱記録感度に応じて各サ
ーマルヘッドへの最大電力を変えるとともに、これら各
通電時間が重なることのないようにずらしたから、３ヘ
ッド方式でも、瞬時最大電力を１ヘッド方式並に低くす
ることができる。したがって、この分だけ電源容量を小
さくすることができ、製造コストを低減することができ
る。しかも、時分割駆動により冷却期間が長くなるか
ら、蓄熱効果の高いサーマルヘッドを用いても、熱履歴
の影響の無い画像が得られる。通常の感熱記録では、蓄
熱効果の大きいヘッドを用いると、ヘッドの熱履歴のた
めに、画像に尾引きが出たりする恐れがあるが、本発明
では特殊な感熱記録材料を用いているので、その恐れは
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラー感熱プリンタにおける各サーマ
ルヘッドの印加電圧と通電時間の一例を示す説明図であ
る。

【図２】本発明を実施するカラー感熱プリンタの要部を
示す概略図である。

【図３】サーマルヘッドを示す断面図である。

【図４】カラー感熱記録材料の層構造の一例を示す説明
図である。

【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】各サーマルヘッドへの駆動パルスの一例を示す
波形図である。

【図７】ヘッド駆動部及び発熱部を示す回路図である。

【図８】サーマルヘッドの蓄熱効果を示す線図である。

【図９】他の実施例における各サーマルヘッドの印加電
圧と通電時間の一例を示す説明図である。

【符号の説明】

１０カラー感熱記録材料１６，１７，１８サーマルヘッド２０発熱素子アレイ２２部分グレーズ２７，２８光定着用ランプ４６ａ〜４６ｎ発熱素子４５ヘッド駆動部

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 8305−2ＨＢ４１Ｍ 5/26 Ｐ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発色する色が異なった第１ないし第３の
感熱発色層を備えたカラー感熱記録材料を用い、各感熱
発色層を熱記録する第１ないし第３のサーマルヘッド
と、これらサーマルヘッドの間に設けられる第１ないし
第２の光定着用の光源とにより、最上層の第３の感熱発
色層を第１のサーマルヘッドで熱記録した後に、この第
３の感熱発色層に特有な電磁線を前記第１の光源で照射
してこれを光定着し、次に第２の感熱発色層を第２のサ
ーマルヘッドで熱記録した後に第２の感熱発色層に特有
な電磁線を第２のランプで照射してこれを光定着し、次
に第１の感熱発色層を第３のサーマルヘッドで熱記録す
る１パス方式のカラー感熱プリンタにおいて、１画素の
記録の際に、少なくとも２つのサーマルヘッドを時分割
通電するとともに、この時分割通電するサーマルヘッド
は蓄熱効果の高いものを用いることを特徴とするカラー
感熱プリンタ。