(57)【要約】【課題】  連続プリント時における複数のプリント間の平均濃度のバラツキをより高い精度で補正する。【解決手段】  サーマルヘッド２２は、発熱素子アレイ及びこれを駆動する駆動回路が設けられるヘッド基板４１と、前記駆動回路を覆うヘッドカバー４２からなる。ヘッド基板４１と、ヘッドカバー４２には、それぞれ基板温度センサ３１及びカバー温度センサ３２が設けられており、それぞれの温度を測定する。ヘッドカバー４２は、記録紙１１と接触する部位であるため、その温度は、プリントの平均濃度に与える影響が大きい。ヘッド制御部２４は、各温度データに基づいて、印画エネルギーを補正して、サーマルヘッド２２を制御する。これにより、複数のプリント間の平均濃度のバラツキがより高い精度で補正される。【選択図】        図１
2006007666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材料に圧接して加熱により画像を熱記録する発熱素子アレイと、この発熱素子アレイの近傍に配置され該アレイを駆動する駆動回路と、前記記録材料と接触する位置に配置され前記駆動回路を覆うヘッドカバーとからなるサーマルヘッドにおいて、
前記ヘッドカバーに、当該カバーの温度を測定するカバー温度センサを設けたことを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項２】
前記ヘッドカバーは、カバー本体部と、このカバー本体部の周縁に一体成形によって延設され前記カバー本体部を、前記駆動回路が設けられたヘッド基板に固定するための固定部とからなり、前記カバー温度センサは、前記固定部に配置されることを特徴とする請求項１記載のサーマルヘッド。
【請求項３】
記録材料に圧接して加熱により画像を熱記録する発熱素子アレイと、この発熱素子アレイの近傍に配置され該アレイを駆動する駆動回路と、前記記録材料と接触する位置に配置され前記駆動回路を覆うヘッドカバーとからなるサーマルヘッドを備えたサーマルプリンタにおいて、
前記ヘッドカバーに取り付けられ該カバーの温度を測定する温度センサと、この温度センサで測定した前記ヘッドカバーの温度に基づいて、前記発熱素子アレイが前記記録材料に与える印画エネルギーを補正する印画エネルギー補正手段とを設けたことを特徴とするサーマルプリンタ。
【請求項４】
前記印画エネルギー補正手段は、前記ヘッドカバーの温度に加えて、プリンタ本体内の他の部位の温度を加味して前記印画エネルギーを補正することを特徴とする請求項３記載のサーマルプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱素子アレイの駆動回路を覆うヘッドカバーが設けられたサーマルヘッド及びサーマルプリンタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多数の発熱素子を備えたサーマルヘッドを使用して、記録紙に印画を行なうサーマルプリンタが従来より普及している。サーマルプリンタには、サーマルヘッドの発熱素子で感熱記録紙を直接加熱して発色させる感熱方式と、インクシートの背後をサーマルヘッドで加熱してインクを記録紙に転写する熱転写方式とがある。
【０００３】
サーマルヘッドには、熱記録材料の搬送路と対面するヘッド基板の一方の面に、多数の発熱素子を主走査方向に配列した発熱素子アレイと、この発熱素子アレイの近傍に該アレイを駆動する駆動回路とが設けられている。発熱素子アレイは、副走査方向に搬送される感熱記録紙や前記インクシートなどの熱記録材料に圧接してこれを加熱することにより画像を熱記録する。駆動回路は、例えば、ドライバＩＣの形態でパッケージ化されており、各発熱素子の電極とワイヤによってボンディングされて発熱素子アレイと接続される。駆動回路は、各発熱素子が画像データの濃度に応じた熱エネルギーを発生するように各発熱素子を駆動する。
【０００４】
ヘッドには、駆動回路が搬送中の熱記録材料と接触しないように、駆動回路を覆うヘッドカバーが取り付けられている。このヘッドカバーは、熱記録材料の進路をガイドするガイド機能を有している。ヘッドカバーは、サーマルヘッドの発熱の影響を受けるので、耐熱性が高いプラスチックや金属で形成される。
【０００５】
複数枚のプリントを連続して処理すると、サーマルヘッドやプリンタ内の空気の温度（環境温度）は、徐々に上昇していくため、例えば、最初のプリントと、最後のプリントでは、画像の平均濃度が大きく変化してしまう。こうした温度変化に起因する複数枚のプリント間の平均濃度のバラツキを抑えるために、環境温度センサやヘッド温度センサを設けて、それらの温度に応じてサーマルヘッドが発生する印画エネルギーを補正している（例えば、下記特許文献１及び２参照）。ヘッド温度センサは、ヘッド基板上に取り付けられており、ヘッド基板の基板温度を測定する。特許文献２記載のサーマルプリンタでは、これらの温度に加えて、熱記録材料を発熱素子アレイに押し当てるプラテンローラの温度を測定して、そのプラテン温度を印画エネルギーの補正に利用している。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１７２８０９号公報
【特許文献２】特開２００４−０３４４１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、近年、画像データの高解像度化にともなって、プリント画質の高画質化への要求が高まってきており、上述した環境温度，ヘッドの基板温度，プラテン温度の各温度に基づく補正だけでは、その要求を満足させるだけの補正精度を得ることができなくなってきていた。そこで、基板温度やプラテン温度の他に、印画濃度に影響を及ぼす要因を調べたところ、前記ヘッドカバーが熱記録材料と接触して、その熱によって熱記録材料が予熱されてしまう場合があり、これにより印画濃度が大きく影響を受けていることがわかった。
【０００８】
本発明は、連続プリント時における複数のプリント間の平均濃度のバラツキをより高い精度で補正するサーマルヘッド及びサーマルプリンタ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】
【０００９】
本発明のサーマルヘッドは、記録材料に圧接して加熱により画像を熱記録する発熱素子アレイと、この発熱素子アレイの近傍に配置され該アレイを駆動する駆動回路と、前記記録材料と接触する位置に配置され前記駆動回路を覆うヘッドカバーとからなるサーマルヘッドにおいて、前記ヘッドカバーに、当該カバーの温度を測定するカバー温度センサを設けたことを特徴とする。
【００１０】
前記ヘッドカバーを、カバー本体部と、このカバー本体部の周縁に一体成形によって延設され前記カバー本体部を、前記駆動回路が設けられたヘッド基板に固定するための固定部とから構成し、前記カバー温度センサを、前記固定部に配置することが好ましい。
【００１１】
本発明のサーマルプリンタは、記録材料に圧接して加熱により画像を熱記録する発熱素子アレイと、この発熱素子アレイの近傍に配置され該アレイを駆動する駆動回路と、前記記録材料と接触する位置に配置され前記駆動回路を覆うヘッドカバーとからなるサーマルヘッドを備えたサーマルプリンタにおいて、前記ヘッドカバーに取り付けられ該カバーの温度を測定する温度センサと、この温度センサで測定した前記ヘッドカバーの温度に基づいて、前記発熱素子アレイが前記記録材料に与える印画エネルギーを補正する印画エネルギー補正手段とを設けたことを特徴とする。
【００１２】
前記印画エネルギー補正手段は、前記ヘッドカバーの温度に加えて、プリンタ本体内の他の部位の温度を加味して前記印画エネルギーを補正することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、熱記録材料と接触するサーマルヘッドのヘッドカバーに、当該カバーの温度を測定するカバー温度センサを設けたから、温度に基づく印画エネルギーの補正を正確に行うことができるようになるので、連続プリント時における複数のプリント間の平均濃度のバラツキをより高い精度で補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、自己発色型の感熱記録紙を用いるサーマルプリンタ（以下、カラー感熱プリンタという）の概略構成を示す。カラー感熱プリンタ１０は、メモリーカードやパーソナルコンピュータのハードディスクドライブなどから画像データを取り込んで記録紙１１に画像をプリントする。カラー感熱プリンタ１０には、長尺のカラー感熱記録紙１１をロール状に巻いた記録紙ロール１２が装填される。
【００１５】
カラー感熱記録紙（以下、単に記録紙という）１１は、周知のように、支持体上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が順次層設したものである。最上層となるイエロー感熱発色層は熱感度が最も高く、小さな熱エネルギーでイエローに発色する。最下層となるシアン感熱発色層は熱感度が最も低く、大きな熱エネルギーでシアンに発色する。また、イエロー感熱発色層は、発光波長のピークが約４２０ｎｍの青紫色の可視光であるイエロー定着光が照射されたときに発色能力が消失する。マゼンタ感熱発色層は、イエロー感熱発色層とシアン感熱発色層との中間程度の熱エネルギーでマゼンタに発色し、発光波長のピークが約３６５ｎｍの近紫外線であるマゼンタ定着光が照射されたときに発色能力が消失する。
【００１６】
給紙ローラ１３は、記録紙ロール１２の外周面と当接して、それを回転させることにより、該ロール１２から記録紙１１の先端を、搬送路に引き出す。給紙ローラ１３の下流側には、キャプスタンローラ１４とピンチローラ１５とからなる搬送ローラ１６が配置されている。ピンチローラ１５は、給紙時には、キャプスタンローラ１４から離れて該ローラ１４との間に隙間が空くようにシフトし、記録紙１１が各ローラ１４，１５の間に進入した後、キャプスタンローラ１４に接近して該ローラ１４とともに記録紙１１をニップする。搬送ローラ１６は、記録紙１１をニップした状態で送り方向と戻し方向とに搬送する。
【００１７】
給紙ローラ１３及び搬送ローラ１６は、搬送モータ１７により正逆両方向に回転駆動される。搬送モータ１７は、モータドライバ１８を介してコントローラ２１により回転速度及び回転量が制御される。搬送モータ１７としては、例えば、与えられたパルス数に応じて回転量が決まるステッピングモータが使用されており、コントローラ２１は、搬送モータ１７へ与える駆動パルスをカウントすることによって、印画開始位置、カット位置などの記録紙１１の副走査方向の位置及びその搬送量を制御する。
【００１８】
搬送ローラ１６の下流側には、サーマルヘッド２２が配置されている。サーマルヘッド２２は、周知のように、多数の発熱素子を主走査方向に配列した発熱素子アレイ（図２の符合２５参照）を備えており、この発熱素子アレイ２５を記録紙１１に圧接させた状態で、画素に対応する各発熱素子を発熱させ画像データの濃度に応じた熱エネルギーを記録紙１１に与える。
【００１９】
ＰＣやデジタルカメラから取り込まれた画像データは、フレームメモリ２７に書き込まれる。この画像データは、各画素毎にＲ，Ｇ，Ｂの階調値を持っている。コントローラ２１は、この画像データを、Ｙ，Ｍ，Ｃの各色のプリントデータに変換する他、ガンマ補正などの各種の画像補正処理を施し、処理済みのプリントデータを、再びフレームメモリ２７に書き込む。この１画面分のプリントデータは、各色毎に１ラインずつラインメモリ２８へ転送される。ヘッド制御部２４は、この１ライン分のプリントデータを読み出し、そのデータに基づいてサーマルヘッド２２を駆動する。
【００２０】
サーマルヘッド２２と対向する位置には、記録紙１１を裏面から支持するプラテンローラ２３が配置されている。プラテンローラ２３は、記録紙１１の搬送に応じて従動回転し、記録紙１１と発熱素子アレイ２５との接触状態を安定させる。サーマルヘッド２２は、給紙時に、プラテンローラ２３との間に記録紙１１を通過させる隙間が空くように、該ローラ２３から離れる方向にシフトし、記録紙１１がその隙間に進入した後、プラテンローラ２３に向かってシフトして、プラテンローラ２３とともに記録紙１１を圧接する。
【００２１】
このサーマルヘッド２２による印画は、給紙時に記録エリアがいったんサーマルヘッド２２を通過するまで記録紙１１を送り方向へ搬送した後、搬送方向を逆転させて記録紙１１を戻し方向に搬送しながら行われる。
【００２２】
記録紙１１は、発熱素子アレイ２５が発生する熱エネルギー（印画エネルギー）を受けて発色するが、発熱素子アレイ２５から直接受ける熱エネルギーだけでなく、記録紙１１が晒される周辺環境の温度、すなわち、サーマルヘッド２２のヘッド温度，プリンタ内の空気の温度（環境温度），プラテンローラ２３のプラテン温度などによって、画像の平均濃度は変化する。このため、カラー感熱プリンタ１０には、サーマルヘッドの温度を測定する２つの温度センサ３１，３２、環境温度センサ３３、プラテン温度センサ３４の４つの温度センサが設けられており、各部の温度に応じて、前記印画エネルギーを補正している。
【００２３】
サーマルヘッド２２は、サーマルヘッド本体に相当するヘッド基板４１と、ヘッドカバー４２とからなる。温度センサ３１は、ヘッド基板４１の温度を測定する基板温度センサであり、温度センサ３２は、ヘッドカバー４２の温度を測定するカバー温度センサである。ヘッドカバー４２は、発熱素子アレイ２５の近傍に配置されるため、その発熱の影響を大きく受ける。しかも、ヘッドカバー４２は、記録紙１１と接触するため、ヘッドカバー４２の熱によって記録紙１１を予熱してしまうことになり、印画濃度に大きな影響を与える。そこで、本発明では、ヘッド基板に加えて、ヘッドカバー４２に温度センサを設けて、印画エネルギーの適切な補正ができるようにしている。
【００２４】
図２に示すように、ヘッド基板４１は、台座及び放熱部材として機能するアルミ基板４４上に設けられた、セラミック基板４６と、回路基板４７とからなる。セラミック基板４６には、発熱素子アレイ２５が設けられ、回路基板４７には、発熱素子アレイ２５を駆動する駆動回路５１が設けられる。駆動回路５１は、発熱素子アレイ２５の近傍に配置されており、各発熱素子に設けられた電極と、ワイヤによって結線される。駆動回路５１及びワイヤは、それら全体が覆われるように透明な樹脂でコーティングされる。
【００２５】
駆動回路５１は、発熱素子アレイ２５と同一のヘッド基板面に設けられているため、記録紙１１の搬送路と対面する。ヘッドカバー４２は、駆動回路５１を覆って、駆動回路５１が記録紙１１と接触することを防止して、駆動回路５１を保護する。
【００２６】
ヘッドカバー４２は、カバー本体５６と、このカバー本体５６の周縁部に延びるネジ止め部５７とからなる。カバー本体５６は、断面が略楔形をしており、その先端部５６ａから後端部５６ｂに向けて高さが高くなっている。ヘッドカバー４２は、先端部５６ａを発熱素子アレイ２５に向け、後端部５６ｂが回路基板４７上に配置される姿勢で、ヘッド基板４１に取り付けられる。これにより、前記後端部５６ｂ内に駆動回路５１が収容され、後端部５６ｂから先端部５６ａに向けて傾斜した上面５６ｃによって、記録紙１１がガイドされる。
【００２７】
ネジ止め部５７は、カバー本体５６をヘッド基板４１に固定する固定部である。ネジ止め部５７は、カバー本体５６の後端部及び側端部にそれぞれ形成されており、各ネジ止め部５７には、ネジ５８が挿通されるネジ穴が形成されており、この部位をネジ止めすることによって、カバー本体５６がヘッド基板４１に固定される。カバー本体５６の後端部５６ｂには、両端と中央に３つのネジ止め部５７が設けられている。後端部５６ｂ付近には、回路基板４７上に設けられたコネクタ５９が配置されており、各ネジ止め部５７は、これら各コネクタ５９をよけるように配置される。なお、本例では、カバー本体５６をネジによってヘッド基板に固定しているが、固定方法は、ネジ止め以外でもよく、例えば、リベット止めなど他の方法でもよい。
【００２８】
基板温度センサ３１は、例えば、アルミ基板４４に設けられている。もちろん、配置スペースが確保できるのであれば、より発熱素子アレイ２５に近いセラミック基板４６上に設けてもよい。
【００２９】
カバー温度センサ３２は、後端部５６ｂの中央に位置するネジ止め部５７に設けられる。このネジ止め部５７は、カバー温度センサ３２が取り付けられるように、両端のネジ止め部５７よりも大きめに作られている。カバー温度センサ３２は、例えば、サーミスタからなり、本体部３２ａとリード部３２ｂとからなる。本体部３２ａは、ネジ止め部５７上に配置され、上方から金属製の押さえ板６１で押さえつけられる。押さえ板６１及びネジ止め部５７には、ネジ５８が通され、このネジ５８を締め付けることによって、本体部３２ａは、押さえ板６１とネジ止め部５７とによってきつく挟みこまれて固定される。リード部３２ｂは、回路基板４７上の接続用ランド６２に半田で接続される。
【００３０】
カバー温度センサ３２を取り付ける部位としては、記録紙１１への熱影響を正確に把握するということを重視すれば、カバー本体５６に設けることが好ましい。しかし、上面５６ｃは、記録紙１１と摺接するため、そこにカバー温度センサ３２を設けると搬送障害を惹起する可能性が高くなり問題がある。また、カバー温度センサ３２をカバー本体５６の内面に取り付けることもできるが、そうすると、配置スペースを確保するためにカバー本体５６の高さを高くせざるを得ない。カバー本体５６の高さを高くすると、上面５６ｃの傾斜がきつくなるため、搬送障害の懸念が大きくなる。同様の理由から、後端部５６ｂの背面に配置スペースを確保することも難しい。そこで、本例では、ネジ止め部５７にカバー温度センサ３２を取り付けることで、こうした問題を回避している。ネジ止め部５７は、カバー本体５６と一体に形成されているので、その温度は、カバー本体５６の温度に比較的近い値を示すため、熱影響の正確な把握という点からも許容される。
【００３１】
各温度センサ３１〜３４は、温度に応じたアナログ信号を出力する。Ａ／Ｄコンバータ６６は、各温度センサ３１〜３４の出力をデジタルデータに変換して、コントローラ２１へ入力する。コントローラ２１は、この温度データをヘッド制御部２４へ送る。ヘッド制御部２４は、プリントデータに基づいて、基準温度Ｔ０（例えば、２３℃）下における標準印画エネルギーＥ0を算出する。そして、コントローラ２１からのそれら各温度データに基づいて、次の補正式（１）により、標準印画エネルギーＥ０を補正して、補正後の印画エネルギーＥ１を算出する。
【００３２】
Ｅ１＝Ｅ０×｛１−Ｋｈ（Ｔｈ−Ｔ０）−Ｋａ（Ｔａ−Ｔ０）−Ｋｐ（Ｔｐ−Ｔ０）−Ｋｃ（Ｔｃ−Ｔ０）｝・・・・・・・（１）
ここで、Ｔｈ及びＫｈは、それぞれヘッドの基板温度及び基板補正係数であり、Ｔａ及びＫａは、環境温度及び環境補正係数であり、Ｔｐ及びＫｐは、プラテン温度及びプラテン補正係数であり、Ｔｃ及びＫｃは、カバー温度及びカバー温度係数である。
【００３３】
ヘッド制御部２４は、この補正済み印画エネルギーＥ１を駆動データに変換して、この駆動データをサーマルヘッド２２へ送る。サーマルヘッド２２は、駆動回路５１がこの駆動データに基づいて、発熱素子アレイ２５を駆動して発熱させる。
【００３４】
サーマルヘッド２２の送り方向下流側には、光定着器７１が配置されている。光定着器７１は、イエロー用定着ランプ７２，マゼンタ用定着ランプ７３からなる。イエロー用定着ランプ７２は、前記イエロー定着光を放射し、マゼンタ用定着ランプ７３は、前記マゼンタ定着光を放射する。コントローラ２１は、ランプドライバ７４を介して各定着ランプ７２，７３の点灯や光量を制御する。イエロー及びマゼンタの各色の画像の光定着は、各色の画像の熱記録が終了する毎に、記録紙１１を熱記録時とは逆に送り方向に搬送しながら行われる。
【００３５】
光定着器７１の下流側には、カッタ７６が配置されている。カッタ７６は、熱記録及び定着が終了した記録紙１１の記録済み部分を所定の長さの１枚のシートに切断する。切断されたシートは排紙口からプリンタ外へ排紙される。記録紙１１の未記録部分は、記録紙ロール１２へ巻き戻される。
【００３６】
以下、上記構成による作用について説明する。プリント指示がなされると、記録紙１１が給紙されて、サーマルヘッド２２へ送られる。１画面分の記録エリアがサーマルヘッド２２を通過すると、搬送方向が逆転されて、記録紙１１を戻し方向へ搬送しながらイエロー画像の熱記録が開始される。ヘッド制御部２４は、ラインメモリ２８から読み込んだイエロー画像のプリントデータに基づいて標準印画エネルギーＥ０を算出するとともに、コントローラ２１から送られる温度データに基づいて、標準印画エネルギーを補正して、印画エネルギーＥ１を求め、駆動データを生成する。サーマルヘッド２２は、この駆動データに基づいて、発熱素子アレイ２５を発熱させて記録紙１１にイエロー画像を印画する。
【００３７】
イエロー画像の記録が終了すると、記録紙１１が光定着器７１へ送られてイエローの光定着がなされる。この後、記録紙１１が戻し方向へ搬送されてマゼンタ画像が印画される。イエロー印画時と同様に、マゼンタ印画時も、上述の温度データによる補正が行われる。マゼンタ印画が終了すると、マゼンタの光定着及びシアン印画が行われた後、記録済み部分がカットされて、排紙される。搬送路に引き出された記録紙１１の未記録部分は、記録紙ロール１２に巻き戻される。
【００３８】
連続してプリント処理が行われる場合でも、記録紙１１の未記録部分は、いったん記録紙ロール１２に巻き戻された後、上述したシーケンスに従って、次のプリント処理が実行される。次のプリント時には、初回のプリント時よりも、各部の温度が上昇しているが、その分、ヘッド制御部２４によって印画エネルギーが補正されるので、複数のプリント間における平均濃度のバラツキが抑えられる。しかも、カバー温度も加味して補正を行っているので、従来と比較して、より精度の高い補正が行われる。
【００３９】
上記実施形態では、熱記録材料として自己発色型の感熱記録紙を用いた感熱プリンタを例に説明したが、熱記録材料としてインクシートを用いる熱転写型プリンタに適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】カラー感熱プリンタの概略構成図である。
【図２】サーマルヘッドの外観図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  カラー感熱プリンタ
１１  カラー感熱記録紙
２１  コントローラ
２２  サーマルヘッド
２４  ヘッド制御部
３１  基板温度センサ
３２  カバー温度センサ
４１  ヘッド基板
４２  ヘッドカバー
５６  カバー本体
５７  ネジ止め部
【図１】
2006007666.tif 000003
【図２】
2006007666.tif 000004