JPH08187883A - サーマルプリント方法及びサーマルプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 プラテンドラム１０の外周に、サーマルヘッ
ド２０と、レーザービーム装置２１と、光定着器２２，
２３とを設ける。レーザービーム装置２１を、レーザー
光源３０，変調器３１、光偏向部３２，結像部３３から
構成する。サーマルヘッド２０により感熱記録材料１１
を主走査方向Ｍに均一にバイアス加熱する。バイアス加
熱直後に、変調器３１で、画像データに基づきレーザー
ビームを変調させて、レーザービームを主走査方向Ｍに
走査し、階調加熱する。 【効果】 階調加熱をレーザービームにより行うから、
細かなレベルで階調加熱することができるとともに、記
録画素サイズを小さくすることができる。これにより、
階調が豊富で高解像度な画像を記録することができる。
サーマルヘッド２０によりバイアス加熱するから、急速
加熱が可能になる他に、低出力のレーザーを用いて高速
プリントが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はサーマルプリント方法及
びサーマルプリンタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】カラー感熱プリンタでは、加熱によって
発色するカラー感熱記録材料が用いられ、サーマルヘッ
ドとカラー感熱記録材料とを相対移動しながら、サーマ
ルヘッドでカラー感熱記録材料を押圧・加熱してフルカ
ラー画像を記録する。このカラー感熱記録材料は、少な
くともシアン感熱発色層，マゼンタ感熱発色層，イエロ
ー感熱発色層がベース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、各感熱発色層は熱
感度が異なっており、最下層にあるシアン感熱発色層の
熱感度が最も低く、最上層にあるイエロー感熱発色層の
熱感度が最も高い。また、次の感熱発色層を記録する際
に、その上にある記録済みの感熱発色層が再度記録され
ないように、この記録済みの感熱発色層に特有な電磁線
を照射して定着する。

【０００３】サーマルヘッドには、多数の発熱素子がラ
イン状に形成されており、１色の画像を１ラインずつ記
録する。この１ラインを記録する場合に、各発熱素子は
記録すべき感熱発色層の特性曲線に基づいた発色熱エネ
ルギー（ｍＪ／ｍｍ² ）をカラー感熱記録材料に与え、
カラー感熱記録材料上で仮想的に四角に区画した画素内
を発色させてドットを形成する。この発色熱エネルギー
は、記録すべき感熱発色層が発色する直前の熱エネルギ
ー（以下、これをバイアス熱エネルギーという）と、所
望の濃度に発色させるための熱エネルギー（以下、これ
を階調熱エネルギーという）とからなる。このバイアス
熱エネルギーは感熱発色層の種類に応じて決まる一定な
値であるが、階調熱エネルギーは階調レベルを表す画像
データに応じて変化する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】したがって、階調の豊
富な画像を記録するためには階調熱エネルギーを細かい
階調レベルで制御する必要がある。また、高解像度な画
像を記録するためには記録される画素を小さくする必要
がある。しかしながら、サーマルヘッドの各発熱素子を
小さくするには限界がある。また、サーマルヘッドはバ
イアス加熱も行い、このバイアス加熱はプリント速度を
速くするために急速に行う必要がある。したがって、急
速加熱が要求されるバイアス加熱と、細かい階調レベル
が要求される階調加熱とを１つの発熱素子で行うには限
界がある。このため、どちらか一方が犠牲になってしま
い、プリントの高速化と高品質化との双方を満足させる
ことは困難であった。このような問題は、感熱記録材料
を直接発色させて行う感熱記録の他に、インクフイルム
を記録材料に重ね、インクフイルムの背後からサーマル
ヘッドを押し当てて加熱し、インクフイルムのインクを
記録材料に転写する昇華型熱転写記録方法でも発生す
る。

【０００５】本発明は上記課題を解決するためのもので
あり、高品質なプリントを高速で行えるようにしたサー
マルプリント方法及びサーマル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、請求項１記載のサーマルプリント方法では、熱記録
開始近くの温度まで加熱する予備加熱をサーマルヘッド
により行い、この予備加熱に続けて画像データに応じた
本加熱をレーザービームにより行うようにしたものであ
る。

【０００７】また、請求項２記載のサーマルプリント方
法では、熱記録開始直前の温度まで加熱するバイアス加
熱をサーマルヘッドにより行い、このバイアス加熱に続
けて画像データに応じた階調レベルに加熱する階調加熱
をレーザービームにより行うようにしたものである。

【０００８】また、請求項３記載のサーマルプリント方
法では、特定の感熱発色層に、複数の画素からなる１ラ
インを記録する際に、各画素を発色直前まで加熱するた
めのバイアス加熱をサーマルヘッドにより行い、各画素
の発色濃度に応じた階調加熱をレーザービームにより行
うようにしてフルカラー画像を記録するものである。

【０００９】また、請求項４記載のサーマルプリンタで
は、特定の感熱発色層に、複数の画素からなる１ライン
を記録する際に、各画素を発色直前まで加熱するための
バイアス加熱を行うサーマルヘッドと、各画素の発色濃
度に応じた階調加熱を行うレーザービーム装置とを備
え、サーマルヘッドでバイアス加熱した直後にレーザー
ビームにより階調加熱するものである。

【００１０】

【作用】熱記録開始近くの温度まで加熱する予備加熱が
サーマルヘッドにより行われる。サーマルヘッドが用い
られるため急速加熱が可能になり、高速でプリントされ
る。次に予備加熱に続けて画像データに応じた本加熱が
レーザービームにより行われる。レーザービームが用い
られるため階調加熱が細かなレベルで可能になり、階調
の豊富な画像が得られる。また、発熱素子（抵抗素子）
に比べて記録画素サイズが小さくなり、高解像度な画像
が得られる。

【００１１】

【実施例】カラー感熱プリンタの実施例を示す図１，図
２において、プラテンドラム１０は、その外周にシート
状をしたカラー感熱記録材料１１を保持し、プリント時
にパルスモータ１２によって、矢線で示す副走査方向Ｓ
に回転される。このプラテンドラム１０にクランパ１３
が取り付けられており、これはカラー感熱記録材料１１
の先端をプラテンドラム１０に固定する。クランパ１３
はコ字形をしており、プラテンドラム１０の両端部に取
り付けられている。このクランパ１３は、カム機構１４
によってプラテンドラム１０に圧接したクランプ位置
と、離れたクランプ解除位置との間でシフトする。

【００１２】前記プラテンドラム１０の外周には、サー
マルヘッド２０と、レーザービーム装置２１と、光定着
器２２，２３とが設けられている。サーマルヘッド２０
は、複数の発熱素子（抵抗素子）を主走査方向にライン
状に形成した発熱素子アレイ２４（図２参照）を角部に
持っている。このサーマルヘッド２０はサーマルヘッド
駆動回路２５により駆動され、感熱記録材料１１を主走
査方向Ｍに均一にバイアス加熱する。

【００１３】図１に示すように、レーザービーム装置２
１は、レーザー光源３０，変調器３１、光偏向部３２，
結像部３３から構成されている。レーザー光源３０はレ
ーザーを発光する。変調器３１は変調回路３４により駆
動され、画像データに基づきレーザービームを変調させ
る。光偏向部３２は、コリメート光学系３５，シリンダ
ーレンズ３６，ポリゴンミラー３７，シリンダーレンズ
３８から構成されており、サーマルヘッド２０でバイア
ス加熱された直後の感熱記録材料１１にレーザービーム
を主走査方向Ｍに走査する。ポリゴンミラー３７はミラ
ー駆動部４０によって回転される。タイミング制御部４
１は、サーマルヘッド２０の端部近くに配置されたレー
ザービームセンサ４２からのビーム検出信号に基づき同
期信号を発生させ、これを変調回路３４に送る。結像部
３３はｆθレンズから構成されており、記録する画素に
応じたビーム径になるようにレーザービームを絞り込
む。変調回路３４にはラインメモリ４３からの１ライン
分の画像データが送られる。変調回路３４は、同期信号
と画像データとに基づきレーザービームを変調させるよ
うに変調器３１を駆動して、レーザービームの１回の走
査により１ライン分の階調加熱を行う。

【００１４】画像メモリ４４には、ビデオカメラやスキ
ャナで取り込んだイエロー，マゼンタ，シアンの各色毎
の画像データが書き込まれている。この画像メモリ４４
からは、例えば、イエロー画像の記録時にイエロー画像
データが１ラインずつシステムコントローラ４５によっ
て読み出され、これが各ラインの記録毎に画像用ライン
メモリ４３に書き込まれる。この画像用ラインメモリ４
３からの１ライン分の画像データは変調回路３４に送ら
れる。

【００１５】図２に示すように、光定着器２２は、発光
ピークが４２０ｎｍの紫外線ランプ２２ａとリフレクタ
２２ｂとから構成されている。また、光定着器２３は発
光ピークが３６５ｎｍの紫外線ランプ２３ａとリフレク
タ２３ｂとから構成されている。

【００１６】給排紙通路４６には搬送ローラ対４７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４６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４６に案内するための分離爪４８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とに
兼用されているが、これらは別個に設けてもよい。

【００１７】図３はカラー感熱記録材料１１の一例を示
すものである。支持体５０の上に、シアン感熱発色層５
１，マゼンタ感熱発色層５２，イエロー感熱発色層５
３，保護層５４が順次層設されている。これらの各感熱
発色層５１〜５３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５３とマ
ゼンタ感熱発色層５２との位置が入れ換えられる。図３
では、各感熱発色層５１〜５３を分かりやすくするため
に、イエロー感熱発色層５３に対しては「Ｙ」，マゼン
タ感熱発色層５２に対しては「Ｍ」，シアン感熱発色層
５１に対しては「Ｃ」が付してある。また、図面では省
略されているが、各感熱発色層５１〜５３の間には、マ
ゼンタ感熱発色層５２，シアン感熱発色層５１の熱感度
を調節するための中間層が形成されている。支持体５０
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。

【００１８】シアン感熱発色層５１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５
２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
５２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５３は、最大吸収波長が約４２
０ｎｍ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５３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。

【００１９】各感熱発色層５１〜５３の発色特性を示す
図４において、イエロー感熱発色層５３の熱感度が最も
高く、シアン感熱発色層５１の熱感度が最も低い。イエ
ロー「Ｙ」のインクドットを１記録画素内に熱記録する
場合には、バイアス熱エネルギにＢＹに、階調表現用熱
エネルギＧＹ_j を加えた発色熱エネルギがカラー感熱記
録材料１１に与えられる。このバイアス熱エネルギＢＹ
は、イエロー感熱発色層５３が発色する直前の熱エネル
ギであり、１記録画素の記録の始めのバイアス加熱期間
中にサーマルヘッド２０の発熱素子アレイ２４によりカ
ラー感熱記録材料１１に与えられる。階調表現用熱エネ
ルギは、イエロー画素の階調レベルに応じて決められる
ものであり、バイアス加熱期間に続く階調表現加熱期間
中に、レーザービームによってカラー感熱記録材料１１
に与えられる。なお、マゼンタＭ，シアンＣも同様であ
るので、符号のみを付してある。

【００２０】次に、本実施例の作用を説明する。給紙時
には、プラテンドラム１０はクランパ１３が図２におい
て垂直となった状態で停止しており、この状態ではカム
機構１４によってクランパ１３はクランプ解除位置にセ
ットされている。搬送ローラ対４７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４７は、カラー感熱記録材料１１の先端がプラテ
ンドラム１０とクランパ１３との間に入り込んだときに
いったん停止する。その後、カム機構１４によりクラン
パ１３はクランプ位置にセットされ、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４７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。

【００２１】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の発熱素子アレイ２４に達する
とイエロー画像の熱記録が開始される。この熱記録に際
しては、まずサーマルヘッド２０によりバイアス加熱が
行われる。バイアス加熱後に感熱記録材料１１は１ライ
ン分送られて、バイアス加熱されたラインがサーマルヘ
ッド２０の先端から出る。この直後にレーザービームに
よって１ラインが階調加熱される。この１ラインの階調
加熱は次のように行われる。まず、図１に示すように、
画像用ラインメモリ４３から１ライン分のイエロー用画
像データが読み出される。変調回路３４はこの画像デー
タに基づき変調器３１を駆動してレーザービームを変調
する。変調回路３４にはタイミング制御部４１から同期
信号が送られており、レーザービームの変調と走査とを
同期させて行う。

【００２２】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ライン分だけステップ回転
する。また、画像メモリ４４からイエロー画像の第２ラ
イン目の画像データが読み出され、これが画像用ライン
メモリ４３に書き込まれる。このイエロー画像の第２ラ
イン目の画像データに基づいて、カラー感熱記録材料１
１に第２ライン目が熱記録される。イエロー画像を熱記
録した部分が光定着器２２に達すると４２０ｎｍ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、イエロー感熱発色層５３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して、イエロー
感熱発色層５３が光定着される。イエロー画像の最後の
ラインに対するバイアス加熱と階調加熱とが終了する
と、サーマルヘッド２０の駆動が停止されるとともに、
レーザービームの発光が停止される。

【００２３】プラテンドラム１０が１回転して記録エリ
アの先端が再びサーマルヘッド２０の発熱素子アレイ２
４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５２に記録される。この場合にも、発熱素
子アレイ２４がマゼンタ用バイアスデータにより駆動さ
れ、感熱記録材料１１にバイアス加熱が行われ、この
後、１ライン分のマゼンタ用画像データによってレーザ
ービームが変調されて主走査方向Ｍに走査され、１ライ
ン分の階調加熱が行われる。この階調加熱によるマゼン
タ画像の発色熱エネルギは、イエロー画像の発色熱エネ
ルギよりも大きいが、イエロー感熱発色層５３は既に光
定着されているので、このイエロー感熱発色層５３が再
度発色することはない。第２ライン以降も同様にして熱
記録される。マゼンタ画像を記録したカラー感熱記録材
料１１は定着器２３により３６５ｎｍ付近の近紫外線が
カラー感熱記録材料１１に照射され光定着される。

【００２４】プラテンドラム１０が更に１回転して記録
エリアの先端が再びサーマルヘッド２０の発熱素子アレ
イ２４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５１に記録される。この場合にも、サーマ
ルヘッド２０がシアン用バイアスデータにより駆動さ
れ、感熱記録材料１１にバイアス加熱が行われ、この
後、１ライン分のシアン用画像データによってレーザー
ビームが変調されて主走査方向Ｍに走査され、１ライン
分の階調加熱が行われる。第２ライン以降も同様にして
熱記録される。このシアン感熱発色層５１は、発色熱エ
ネルギが通常の保管状態では発色しない値になっている
ので、シアン感熱発色層５１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５１の熱記録
では、光定着器２２，２３はＯＦＦ状態になっている。

【００２５】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４７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４８
によって給排紙通路４６に案内され、そして搬送ローラ
対４７にニップされる。その後にプラテンドラム１０が
給紙位置に達すると、プラテンドラム１０が停止する。
また、カム機構１４によってクランパ１３が開いてクラ
ンプ解除位置になり、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４６を経てトレイに排
出される。

【００２６】なお、サーマルヘッド２０で用いるバイア
スデータは各色毎に変更する他に、サーマルヘッド２０
の主走査方向における蓄熱や放熱による影響を補正する
ために、各発熱素子毎に異なった値を設定するとよい。
また、記録ライン数の増加に伴う副走査方向Ｓにおける
蓄熱の影響を排除するために、所定の記録ライン数毎に
バイアスデータを変更するとよい。このため、記録ライ
ン数に合わせたバイアスデータを実験等により予め求め
ておき、これをシステムコントローラ４５内のメモリに
書き込んでおくとよい。更に、各発熱素子は、その抵抗
値にばらつきがあり、同じ駆動パルスで駆動しても発熱
量に差異が生じる。このため、この発熱量の誤差を補正
するために、抵抗値誤差を考慮して各発熱素子毎にバイ
アスデータを設定するとよい。なお、サーマルヘッド２
０の発熱素子数は主走査方向における画像データ数と同
数に設定することなく、感熱記録材料１１の主走査方向
に均一にバイアス加熱することが可能であれば、その発
熱素子数を減らすようにしてもよい。

【００２７】また、上記実施例では１ラインのバイアス
加熱後に記録材料１１を副走査方向Ｓに１ライン分をス
テップ送りして、バイアス加熱された記録材料１１の位
置にレーザービームで階調加熱するようにしたが、この
他に、レーザービームによる階調加熱の走査タイミング
に同期させるように連続的に記録材料を送ってもよい。
この場合には、バイアス加熱直後の感熱記録位置に階調
加熱を行うことができるため、効率のよい熱記録を行う
ことができる。

【００２８】また、上記実施例では、フルカラープリン
タに本発明を実施したものであるが、この他に、モノク
ロプリンタに実施してもよく、この場合にも高解像度な
中間調画像を熱記録することができる。また、上記実施
例では感熱記録方式に本発明を実施したものであるが、
この他に、昇華型熱転写記録方式に本発明を実施しても
よい。

【００２９】また、上記実施例ではサーマルヘッド２０
により発色直前の温度となるバイアス加熱を行い、レー
ザービームで階調加熱を行うようにしたが、この他に、
サーマルヘッドによる加熱はバイアス加熱に限定される
ことなく、発色近くの温度まで予備加熱し、この後、画
像データに対応した所定の濃度となるように、レーザー
ビームにより本加熱を行うようにしてもよい。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、サーマルヘッドにより
発色近くの温度まで予備的に加熱し、又はバイアス加熱
したから、急速加熱が行え、高速プリントが可能にな
る。また、予備加熱又はバイアス加熱に続けて画像デー
タに応じた本加熱、又は階調加熱をレーザービームによ
り行うから、階調を表現するための加熱を細かなレベル
で行うことができ、階調が豊富な画像を熱記録すること
ができる。しかも、レーザービームのビーム径を小さく
することで、従来のように発熱素子で階調加熱するもの
に比べて、記録画素サイズを小さくすることができ、よ
り一層高解像度な画像を記録することができる。このよ
うにサーマルヘッドで予備加熱又はバイアス加熱するか
ら、低出力のレーザーで熱記録することができる他に、
低出力のレーザーを用いても高速で熱記録することがで
きる。しかも、レーザービームにより高品質な画像が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施したカラー感熱プリンタを示す概
略図である。

【図２】カラー感熱プリンタの要部を示す側面図であ
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】カラー感熱記録材料の発色特性を示す特性曲線
図である。

【符号の説明】

１０ プラテンドラム １１ カラー感熱記録材料 ２０ サーマルヘッド ２１ レーザービーム装置 ２２，２３ 定着器 ３０ レーザー光源 ３１ 変調器 ３２ 光偏向部 ３３ 結像部 ３７ ポリゴンミラー ４６ 給排紙通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ４１Ｊ 2/325 Ｂ４１Ｍ 5/34 Ｂ４１Ｊ 3/20 １１５ Ｄ １１６ １１７ Ｃ Ｂ４１Ｍ 5/18 Ｎ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱記録開始近くの温度まで加熱する予備
   加熱をサーマルヘッドにより行い、この予備加熱に続け
   て画像データに応じた本加熱をレーザービームにより行
   うことを特徴とするサーマルプリント方法。
2. 【請求項２】 熱記録開始直前の温度まで加熱するバイ
   アス加熱と、これに続けて画像データに応じた階調レベ
   ルに加熱する階調加熱とを行って熱記録するサーマルプ
   リント方法において、 前記バイアス加熱をサーマルヘッドにより行い、前記階
   調加熱をレーザービームにより行うことを特徴とするサ
   ーマルプリント方法。
3. 【請求項３】 イエロー感熱発色層、マゼンタ感熱発色
   層、シアン感熱発色層の少なくとも３種類の感熱発色層
   を積層したカラー感熱記録材料を用い、このカラー感熱
   記録材料を移動させながら、上層にある熱感度が高い感
   熱発色層から順に熱記録するとともに、上層の感熱記録
   層の記録直後及び中層の感熱記録層の記録直後に、各感
   熱記録層に特有な電磁線をカラー感熱記録材料に照射し
   て定着しフルカラー画像をカラー感熱記録材料に記録す
   るサーマルプリント方法において、 前記特定の感熱発色層に、複数の画素からなる１ライン
   を記録する際に、各画素を発色直前まで加熱するための
   バイアス加熱をサーマルヘッドにより行い、各画素の発
   色濃度に応じた階調加熱をレーザービームにより行うこ
   とを特徴とするサーマルプリント方法。
4. 【請求項４】 イエロー感熱発色層、マゼンタ感熱発色
   層、シアン感熱発色層の少なくとも３種類の感熱発色層
   を積層したカラー感熱記録材料を用い、このカラー感熱
   記録材料を移動させながら、上層にある熱感度が高い感
   熱発色層から順に熱記録するとともに、上層の感熱記録
   層の記録直後及び中層の感熱記録層の記録直後に、各感
   熱記録層に特有な電磁線をカラー感熱記録材料に照射し
   て定着しフルカラー画像をカラー感熱記録材料に記録す
   るサーマルプリンタにおいて、 前記特定の感熱発色層に、複数の画素からなる１ライン
   を記録する際に、各画素を発色直前まで加熱するための
   バイアス加熱を行うサーマルヘッドと、各画素の発色濃
   度に応じた階調加熱を行うレーザービーム装置とを備
   え、サーマルヘッドでバイアス加熱した直後にレーザー
   ビームにより階調加熱することを特徴とするサーマルプ
   リンタ。