(57)【要約】【課題】熱尾引きの発生を抑制し、良好なプリント画像を得る。【解決手段】発熱素子２２ａは、記録紙１０の搬送方向における発熱素子の中心（１点鎖線で示す）を基準として、印画方向Ｂの上流側よりも下流側の方が幅広となるように形成されている。発熱素子２２ａの抵抗値は印画方向Ｂの下流側よりも上流側のほうが大きくなり、これに伴って発熱量も大きくなる。熱記録時における記録紙１０の搬送方向に対する発熱素子２２ａのピーク温度が発熱素子２２ａの中心になるように補正することができ、熱尾引きの発生を抑制することができる。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録紙に圧接して熱記録を施す複数の発熱素子が、記録紙の幅方向にライン状に配列されたサーマルヘッドにおいて、
記録紙の搬送方向における発熱素子の中心を基準として、前記発熱素子の面積比率が記録紙の搬送方向上流側よりも下流側の方が大きくなるように形成したことを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項２】
前記発熱素子は、記録紙の搬送方向下流側が共通電極に接続され、上流側が個別電極に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のサーマルヘッド。
【請求項３】
請求項１または２に記載のサーマルヘッドを用いて記録紙に熱記録を施すことを特徴とするサーマルプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の発熱素子が記録紙の幅方向にライン状に配列されたサーマルヘッド、およびこれを用いて記録紙に熱記録を施すサーマルプリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
サーマルプリンタ、例えばカラー感熱プリンタでは、支持体上にシアン、マゼンタ、イエローの各感熱発色層が層設されたカラー感熱記録紙に、複数の発熱素子が記録紙の幅方向にライン状に配列されたサーマルヘッドを圧接させ、画像データに応じて各発熱素子を発熱させることで多階調および多色の印画を行っている。
【０００３】
カラー感熱プリンタでは、サーマルヘッドの蓄熱や、周囲の環境温度、発熱素子の配線抵抗による電圧降下などに起因した濃度ムラが発生する。この問題を解決するために、サーマルヘッドの蓄熱温度分布を各発熱素子毎に測定し、この測定結果に応じて各発熱素子の通電時間を制御する方法（特開平５−６９５８２号公報）や、発熱素子の抵抗分布を記録紙の搬送方向で対称的に変化させ、発熱素子への通電時間を制御する方法（特開平６−２５５１５４号公報）、各発熱素子の配線抵抗による電圧降下を等しくして発熱量を同一にする方法（特開平７−２９０７４３号公報）などが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、カラー感熱プリンタでは、記録紙を搬送しながら熱記録を行うため、熱記録時における記録紙の搬送方向に対する発熱素子の温度分布は、図４に示すようになる。すなわち、発熱素子のピーク温度が記録紙の搬送方向における発熱素子の中心（横軸の０）から搬送方向下流側（横軸＋側）に僅かにずれてしまう。このため、記録紙に伝達する熱も下流側に遅れて伝わり、いわゆる熱尾引きが発生してプリント画像のシャープネスが損なわれるという問題があった。
【０００５】
特開平５−６９５８２号公報および特開平７−２９０７４３号公報に記載される方法は、いずれも記録紙の幅方向に対して発熱素子の発熱量を制御するものであり、記録紙の搬送方向に対する発熱素子の発熱量を制御することができない。また、特開平６−２５５１５４号公報に記載される方法は、記録紙の搬送方向に対する発熱素子の発熱量を制御することができるが、発熱素子への通電時間を精度よく調節することが困難であり、制御量にも限界がある。
【０００６】
本発明は、熱尾引きの発生を抑制することで、良好なプリント画像を得ることができるサーマルヘッドおよびサーマルプリンタを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、記録紙に圧接して熱記録を施す複数の発熱素子が、記録紙の幅方向にライン状に配列されたサーマルヘッドにおいて、記録紙の搬送方向における発熱素子の中心を基準として、前記発熱素子の面積比率が記録紙の搬送方向上流側よりも下流側の方が大きくなるように形成したことを特徴とする。なお、前記発熱素子は、記録紙の搬送方向下流側が共通電極に接続され、上流側が個別電極に接続されているものである。
【０００８】
また、本発明のサーマルプリンタは、請求項１または２に記載のサーマルヘッドを用いて記録紙に熱記録を施すことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を実施したカラー感熱プリンタの構成を示す概略図である。このカラー感熱プリンタ２では、感熱記録材料として長尺のカラー感熱記録紙（以下、単に記録紙という）１０が用いられる。記録紙１０は、ロール状に巻かれた記録紙ロール１１の形態でカラー感熱プリンタ２にセットされる。記録紙ロール１１は、外周に当接された給紙ローラ１２によって回転され、これにより記録紙１０の送り出しと巻き戻しとが行われる。
【００１０】
記録紙ロール１１の近傍には、記録紙１０を挟み込んで搬送する搬送ローラ対１３が配置されている。また、記録紙１０の搬送経路には、複数のガイドローラ１４が設けられている。搬送ローラ対１３は、搬送モータ１５に回転駆動されるキャプスタンローラ１６と、このキャプスタンローラ１６に圧接するピンチローラ１７とからなり、記録紙１０を定着方向Ａと、印画方向Ｂとに往復搬送する。
【００１１】
記録紙１０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されている。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。イエロー感熱発色層は、４２０ｎｍの近紫外線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、３６５ｎｍの紫外線が照射されたときに発色能力が消失する。
【００１２】
搬送ローラ対１３の定着方向Ａの下流側には、サーマルヘッド１８とプラテンローラ１９とが記録紙１０の搬送経路を挟み込むように配置されている。サーマルヘッド１８は、熱伝導性の高い材質、例えばアルミニウムで形成されたヘッド基板２０と、このヘッド基板２０の下面に取り付けられたアルミナ基板２１とからなる。
【００１３】
アルミナ基板２１には、複数の発熱素子２２ａ（図２参照）が記録紙の幅方向にライン状に形成された発熱素子アレイ２２が設けられている。また、アルミナ基板２１の定着方向Ａの下流側には、集積回路（ＩＣ）２３が取り付けられている。この集積回路２３には、図示しないシフトレジスタやラッチアレイなどが組み込まれており、発熱素子アレイ２２の駆動制御を行う。
【００１４】
プラテンローラ１９は、発熱素子アレイ２２に対面する位置で搬送経路の下方に配置されている。このプラテンローラ１９は、上下方向に移動自在となっており、図示しないバネによってサーマルヘッド１８に圧接する方向に付勢されている。
【００１５】
サーマルヘッド１８は、搬送ローラ対１３によって印画方向Ｂに搬送される記録紙１０に圧接し、発熱素子アレイ２２を所定の温度に発熱させて各感熱発色層を発色させる。プラテンローラ１９は、記録紙１０を支持し、記録紙１０の搬送に応じて従動回転して、発熱素子アレイ２２を適切な圧力で記録紙１０に圧接させる。
【００１６】
図２に示すように、発熱素子アレイ２２を構成する各発熱素子２２ａには、共通電極３０と個別電極３１とが接続されている。共通電極３０は発熱素子アレイ２２に対して印画方向Ｂの下流側に設けられ、その出力端はアース（Ｅ）に接続されている。個別電極３１の出力端には、各発熱素子２２ａ毎に半導体からなるスイッチ３２が接続され、このスイッチ３２の出力端は、集積回路２３に接続されている。集積回路２３は、画像データに基づいてスイッチ３２をオン／オフ操作させるとともに、発熱素子アレイ２２を所定の温度に発熱させる。
【００１７】
発熱素子２２ａは、記録紙１０の搬送方向における発熱素子の中心（１点鎖線で示す）を基準として、印画方向Ｂの上流側よりも下流側の方が幅広となるように形成されている。このため、発熱素子２２ａの抵抗値は印画方向Ｂの下流側よりも上流側のほうが大きくなり、これに伴って発熱量も大きくなる。したがって、図４に示すピーク温度が発熱素子の中心になるように補正することができ、熱尾引きの発生を抑制することができる。
【００１８】
図１において、サーマルヘッド１８の定着方向Ａの下流側には、光定着器を構成するイエロー用定着ランプ２４と、マゼンタ用定着ランプ２５とが配置されている。イエロー用定着ランプ２４は、発光ピークが４２０ｎｍの近紫外線を放射して、記録紙１０のイエロー感熱発色層を定着する。マゼンタ用定着ランプ２５は３６５ｎｍの紫外線を放射してマゼンタ感熱発色層を定着する。これらイエロー用定着ランプ２４およびマゼンタ用定着ランプ２５の背後には、放射された紫外線を記録紙１０に向けて反射する反射板２６が設けられている。
【００１９】
イエロー用定着ランプ２４の定着方向Ａの下流側には、長尺の記録紙１０を記録エリアごとにカットするカッタ２７が設けられている。カッタ２７の下流側には、カットされたシート状の記録紙１０を排出する排紙口２８が設けられている。
【００２０】
次に、上記実施形態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１０が給紙ローラ１２によって給紙され、搬送ローラ対１３によって定着方向Ａに搬送される。次に、搬送ローラ対１３を逆転して記録紙１０を印画方向Ｂに搬送する。この搬送中にイエロー感熱発色層に対してサーマルヘッド１８によるイエロー画像の熱記録を行う。このイエロー画像の熱記録後に、記録紙１０を定着方向Ａに搬送しながらイエロー用定着ランプ２４を点灯し、これから放射された４２０ｎｍ付近に発光ピークを持つ近紫外線を記録紙１０に照射して、イエロー感熱発色層に光定着を施す。
【００２１】
再び記録紙１０を定着方向Ａに送ってから、印画方向Ｂに搬送しながらマゼンタ感熱発色層に対してサーマルヘッド１８によるマゼンタ画像の熱記録を行う。この直後に、マゼンタ用定着ランプ２５により３６５ｎｍ付近に発光ピークを持つ紫外線を記録紙１０に照射して、マゼンタ感熱発色層に光定着を施す。
【００２２】
前述した手順によって、シアン感熱発色層に対してシアン画像の熱記録を行う。シアン画像の熱記録後に記録紙１０を定着方向Ａに所定量搬送してから、カッタ２７により記録エリアをカットする。この記録紙１０の記録済み部分は、排紙口２８から排出されて図示しない排紙トレイに順次積層される。
【００２３】
なお、発熱素子２２ａの形状としては、上記実施形態に限らず、例えば図３に示すように階段状に形成してもよい。但し、この場合も上記実施形態と同様に、記録紙１０の搬送方向における発熱素子の中心を基準として、印画方向Ｂの上流側よりも下流側の方が大きくなるように発熱素子４０を形成する。
【００２４】
上記実施形態では、記録紙を往復搬送しながら１つのサーマルヘッドで３色の画像を記録するいわゆる１ヘッド３パス方式のカラー感熱プリンタを例に挙げて説明したが、１回の記録紙の搬送中に３つのサーマルヘッドで３色の画像を記録する３ヘッド１パス方式のカラー感熱プリンタにも本発明を適用することができる。また、上記実施形態では、カラー感熱プリンタを例に挙げて説明したが、熱転写型、熱昇華型などの他の記録方式のサーマルプリンタについても本発明は有効である。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明のサーマルヘッドおよびサーマルプリンタによれば、記録紙の搬送方向における発熱素子の中心を基準として、発熱素子の面積比率が記録紙の搬送方向上流側よりも下流側の方が大きくなるように形成したので、熱尾引きの発生が抑制され、良好なプリント画像を得ることができる。
【００２６】
また、発熱素子の記録紙の搬送方向下流側に汚れが発生する原因として、図４に示す発熱素子のピーク温度のずれや、記録紙と発熱素子との接触圧力の記録紙の搬送方向に対するずれ（上流側にずれる）が関係していることが知られているが、本発明ではピーク温度のずれを無くすことができるため、発熱素子の汚れの発生も抑制することが可能である。
【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の構成を示す概略図である。
【図２】サーマルヘッドの電気的構成を示す図である。
【図３】本発明の別の実施形態を示す図である。
【図４】熱記録時における記録紙の搬送方向に対する発熱素子の温度分布を示す図である。
【符号の説明】
２　カラー感熱プリンタ
１０　カラー感熱記録紙
１８　サーマルヘッド
２２　発熱素子アレイ
２２ａ　発熱素子
２３　集積回路
３０　共通電極
３１　個別電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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