(57)【要約】【課題】サーマルヘッドと記録メディアとの間のタッチ状態や、両者の間に発生する界面現象を観察できるようにする。【解決手段】サーマルヘッド２４のヘッド基板２８を透明な合成石英で形成する。ヘッド基板２８の下面に、部分グレーズに相当する形状の印画用突条２９を一体に形成する。ヘッド基板２８の上面に、ヘッド基板２８を介して印画用突条２９を加熱するセラミックヒーター３１を取り付ける。セラミックヒーター３１の印画用突条２９に対面する部分に、ヘッド基板２８を介して印画用突条２９とカラー感熱記録紙２とのタッチ状態と、カラー感熱記録紙２の発色状態とを観察するための観察窓３３を形成する。この観察窓３３に対面して、顕微鏡レンズ３７が取り付けられたハイスピードビデオカメラ３８を設置し、ダミーのサーマルヘッド２４による記録状態を撮像する。【選択図】        図３
2004195866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録メディアに接触する印画用突条が形成されたヘッド基板と、印画用突条を印画用温度に加熱するヒーターとからなるサーマルヘッドにおいて、
前記ヘッド基板が耐熱性を有する透明な材質で形成されていることを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項２】
前記ヒーターは、印画用突条に対面する位置を避けてヘッド基板に取り付けられ、該ヘッド基板を介して印画用突条を加熱す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】
前記ヒーターは、印画用突条の表面に透明電極を用いて形成されてい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４】
前記ヘッド基板の少なくとも印画用突条の表面に、透明な保護膜を設けたことを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載のサーマルヘッド。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか記載のサーマルヘッドと、
サーマルヘッドの印画用突条との間で記録メディアを挟み込むプラテンと、
記録メディアを搬送する搬送手段とからなり、
該サーマルヘッドのヘッド基板を通して、印画用突条と記録メディアとのタッチ状態を観察できるようにしたことを特徴とするサーマルヘッドのタッチ状態観察装置。
【請求項６】
前記ヘッド基板の背後に拡大光学系を配置し、印画用突条付近を拡大して観察することを特徴とする請求項５記載のサーマルヘッドのタッチ状態観察装置。
【請求項７】
前記ヘッド基板をの背後、又は拡大光学系の背後に撮像装置を配置し、印画用突条を撮像することを特徴とする請求項６又は７記載のサーマルヘッドのタッチ状態観察装置。
【請求項８】
前記搬送手段は、記録メディアの搬送方向においてプラテンの下流側に配置され、該記録メディアを挟み込んで搬送する搬送ローラ対と、この搬送ローラ対を回転させるモータと、プラテンの搬送方向上流側に配置され記録メディアが掛けられるガイドローラとで構成するとともに、モータの回転速度と、搬送ローラ対及びガイドローラの位置とを変更できるようにしたことを特徴とする請求項５ないし７いずれか記載のサーマルヘッドのタッチ状態観察装置。
【請求項９】
前記プラテンをサーマルヘッドに接近する方向と、サーマルヘッドから離れる方向と、ヘッド基板と平行な方向とに移動できるようにしたことを特徴とする請求項５ないし８いずれか記載のサーマルヘッドのタッチ状態観察装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーマルヘッドと記録メディアとの間のタッチ状態を観察するための観察装置、及びこれに用いるテスト用のサーマルヘッドとに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
サーマルプリンタには、サーマルヘッドで感熱記録紙を加熱して発色させる感熱記録方式と、記録紙に重ねたインクリボンの背後をサーマルヘッドで加熱してインクリボンのインクを記録紙に転写する熱転写記録方式とがある。これらのサーマルヘッドは、ほぼ同様のものであり、多数の発熱素子がライン状に配列されている。
【０００３】
一般的なサーマルヘッドは、セラミックやアルミナ等からなるヘッド基板の上にグレーズドガラスからなる平面グレーズ層と、シリンドリカル形状の突条である部分グレーズとが形成され、この部分グレーズの上に発熱抵抗体と電極とからなる発熱素子がライン状に設けられている。この部分グレーズが記録メディアに接触し、各発熱素子が画素の濃度に応じた温度で発熱することで、印画が行なわれる。
【０００４】
サーマルプリンタの印画性能を向上させるために、印画されたプリントを観察して、画像の発色状態を調べたり、あるいは、サーマルヘッドの押圧力やオフセット位置等を調整することが従来より行なわれている。また、支持体に透明なフイルムを用いた感熱記録メディアを使用し、この感熱記録メディアへの印画状態を観察することでサーマルヘッドの調整を行なう発明（例えば、特許文献１参照）もなされている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平０９−１３１９６７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、サーマルヘッドによって感熱記録紙が発色する際には、加熱から発色までにかかる時間や、発色のしかた、感熱記録紙や発熱素子に生じる傷や汚れ等、感熱記録紙に起因する様々な現象が発生している。印画済みのプリントの観察だけではこれらの界面現象と画質との関係を解析することができないため、感熱記録紙の発色状況をリアルタイムに観察することが望まれていた。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するためのもので、サーマルヘッドと記録メディアとの間のタッチ状態や、両者の間に発生する界面現象を観察できるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明のサーマルヘッドは、ヘッド基板として耐熱性を有する透明な材質を用いるとともに、発熱素子として機能する印画用突起をヘッド基板に形成したものである。
【０００９】
また、ヒーターは、印画用突条に対面する位置を避けてヘッド基板に取り付け、このヘッド基板を介して印画用突条を加熱している。また、透明電極を用いて印画用突条の表面にヒーターを形成してもよい。
【００１０】
更に、通常の発熱素子と記録メディアとの接触状態を再現するために、ヘッド基板の少なくとも印画用突条の表面に、通常のサーマルヘッドと同様な透明な保護膜を設けるとよい。
【００１１】
また、本発明のサーマルヘッドのタッチ状態観察装置は、上述したサーマルヘッドと、サーマルヘッドの印画用突条との間で記録メディアを挟み込むプラテンと、記録メディアを搬送する搬送手段とから構成され、サーマルヘッドのヘッド基板を通して印画用突条と記録メディアとのタッチ状態を観察できるようにしたものである。
【００１２】
更に、ヘッド基板をの背後に拡大光学系を配置し、印画用突条を拡大して観察する。更にまた、肉眼で直接観察する他に、撮像装置で撮像して得られた画像を記録したり、モニタに表示して観察することができる。
【００１３】
また、搬送手段は、記録メディアを挟み込んで搬送する搬送ローラ対と、この搬送ローラ対を回転させるモータと、プラテンの上流側で記録メディアが掛けられるガイドローラとから構成されている。このモータの回転速度と、搬送ローラ対及びガイドローラの位置とを変更できるようにすることで、記録メディアの搬送速度や、サーマルヘッドに対する記録メディアの入射角度及び出射角度を変更できるようにしたものである。
【００１４】
更に、プラテンをサーマルヘッドに接近する方向と、サーマルヘッドから離れる方向と、ヘッド基板と平行な方向とに移動できるようにしてもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、一般のカラー感熱プリンタに使用されるカラー感熱記録紙の層構造を示している。カラー感熱記録紙２は、支持体３上にシアン感熱発色層４，マゼンタ感熱発色層５，イエロー感熱発色層６が順次に層設されている。イエロー感熱発色層６の上には、保護層７が設けられている。
【００１６】
図２は、カラー感熱記録紙２の各感熱発色層４〜６の発色特性を示すグラフである。最上層のイエロー感熱発色層６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４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６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５は、イエロー感熱発色層６とシアン感熱発色層４との中間程度の熱エネルギ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。
【００１７】
図３は、ヘッドタッチ状態観察装置（以下、観察装置と省略する）の構成を示す概略図である。観察装置１０は、例えば、垂直状態で保持された金属板からなるベースプレート１１に、各種構成部品が取り付けられてなる。ベースプレート１１の図中左端には、供給リール１２と巻取りリール１３とが取り付けられている。供給リール１２は、未使用のカラー感熱記録紙２が巻き付けられてなり、ベースプレート１１に設けられた回転軸１０ａに回転自在に保持される。巻取りリール１３は、供給リール１２と同様にベースプレート１１に設けられた回転軸１０ｂに回転自在に保持され、図示しないモータの回転によって、観察の終了したカラー感熱記録紙２を外周に巻き取っていく。
【００１８】
巻取りリール１３の上流側には、ガイドローラ１５を介して搬送ローラ対１６が配置されている。搬送ローラ対１６は、モータ１７によって回転駆動されるキャプスタンローラ１８と、このキャプスタンローラ１８に圧接するピンチローラ１９とからなり、カラー感熱記録紙２を挟み込んで回転し、供給リール１２から引き出して巻取りリール１３に送り込む。
【００１９】
搬送ローラ対１６とモータ１７は、上下方向で移動自在となるようにベースプレート１１に保持された出射用サブプレート２１に取り付けられている。出射用サブプレート２１の下部とベースプレート１１との間には、マイクロメーターヘッド２２が取り付けられている。周知のように、マイクロメーターヘッド２２は、操作ダイヤルの回転によってプランジャをミクロン単位で進退させることができ、出射用サブプレート２１を上下方向で移動させて、後述するサーマルヘッド２４からのカラー感熱記録紙２の出射角度を変更する。
【００２０】
搬送ローラ対１６の搬送方向の上流側には、サーマルヘッド２４とプラテンローラ２６とが配置されている。このサーマルヘッド２４は、サーマルプリンタに用いられているものとは異なり、ヘッドタッチを調べるためのテスト用ヘッド、若しくはダミーヘッドである。図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、サーマルヘッド２４は、耐熱性を有する透明な材質、例えば合成石英で形成されたヘッド基板２８と、このヘッド基板２８の下面に形成された印画用突条２９と、ヘッド基板２８の下面を覆う透明保護膜３０と、ヘッド基板２８の上面に取り付けられたセラミックヒーター３１と、ヘッド基板２８内に組み込まれた温度センサ３２とからなる。印画用突条２９は、本来のサーマルヘッドの部分グレーズ及びその上に形成された発熱素子に相当している。
【００２１】
印画用突条２９は、本来のサーマルヘッドの部分グレーズと同じサイズであり、部分グレーズと同様にシリンドリカル形状となっている。セラミックヒーター３１は、ヘッド基板２８全体を上面から加熱することにより、印画用突条２９を印画用温度まで加熱させる。印画用突条２９の温度は、その近傍に配置された温度センサ３２によって測定され、この測定結果に応じてセラミックヒーター３１の温度調整がなされる。セラミックヒーター３１の印画用突条２９に対面する部分には、ヘッド基板２８を介して印画用突条２９を観察するための観察窓３３が形成されている。
【００２２】
プラテンローラ２６は、印画用突条２９に対面する位置でカラー感熱記録紙２の搬送経路の下方に配置されている。サーマルヘッド２４は、搬送ローラ対１６によって図中左方に搬送されるカラー感熱記録紙２に圧接し、印画用突条２９を介して感熱発色層を発色させる。プラテンローラ２６は、カラー感熱記録紙２の搬送に応じて従動回転して、カラー感熱記録紙２と印画用突条２９との摺接を補助する。
【００２３】
プラテンローラ２６は、例えば、エアシリンダ３５に回転自在に保持されている。エアシリンダ３５は、エアーの注入量に応じてプランジャー３５ａの突出量が変化するので、サーマルヘッド２４に対するプラテンローラ２６の押圧力を容易に変更することができる。
【００２４】
サーマルヘッド２４の背後で観察窓３３の上方には、拡大光学系である顕微鏡レンズ３７と、この顕微鏡レンズ３７で拡大された画像を撮像する撮像装置であるハイスピードビデオカメラ３８とが配置されている。ハイスピードビデオカメラ３８は、ビデオテープレコーダや半導体メモリ，ハードディスク等に接続されている。なお、ハイスピードカメラ３８を省略し、顕微鏡レンズ３７を通して肉眼で直接に印画用突条２９付近を観察してもよい。
【００２５】
供給リール１２とプラテンローラ２６との間には、カラー感熱記録紙２がかけられる３個のガイドローラ４０〜４２が配置されている。二つのガイドローラ４１，４２は、入射用サブプレート４３に回転自在に取り付けられている。また、入射用サブプレート４３は、オフセット用サブプレート４４に上下方向で移動自在となるように保持されている。入射用サブプレート４３とオフセット用サブプレート４４との間には、入射用サブプレート４３を上下方向で移動させるマイクロメーターヘッド４５が取り付けられており、サーマルヘッド２４に対するカラー感熱記録紙２の入射角度が変更できるようになっている。
【００２６】
オフセット用サブプレート４４には、上述のエアシリンダ３５が取り付けられている。オフセット用サブプレート４４は、図中左右方向で移動自在となるようにベースプレート１１に保持されている。オフセット用サブプレート４４とベースプレート１１との間には、オフセット用サブプレート４４を左右方向で移動させてサーマルヘッド２４に対するプラテンローラ２６のオフセット位置を変更するマイクロメーターヘッド４７が取り付けられている。
【００２７】
次に、上記実施形態の作用について説明する。観察を開始する前に、カラー感熱記録紙２がセットされる。例えば、イエロー感熱発色層の発色状態を観察する場合には、未使用のカラー感熱記録紙２が外周に巻き付けられた供給リール１２を回転軸１０ａにセットする。また、マゼンタ感熱発色層５、又はシアン感熱発色層４の発色状態を観察する場合には、イエロー感熱発色層６、又はイエローとマゼンタ６，５の感熱発色層が定着されたカラー感熱記録紙を使用することになる。
【００２８】
ベースプレート１１にセットされた供給リール１２からカラー感熱記録紙２の先端を引き出し、ガイドローラ４０〜４２とプラテンローラ２６と搬送ローラ対１６とガイドローラ１５とにかけていく。そして、カラー感熱記録紙２の先端部を巻取りロール１３の外周に係止することにより、カラー感熱記録紙２のセットが完了する。
【００２９】
次に、実験条件に合わせて各マイクロメータヘッド２２，４５，４７を操作し、サーマルヘッド２４に対するカラー感熱記録紙２の入射角度及び出射角度と、プラテンローラ２６のオフセット量とを調整する。また、エアシリンダ３５のエアー注入量を加減することで、サーマルヘッド２４に対するプラテンローラ２６の押圧力を調整する。
【００３０】
観察装置１０を作動させると、セラミックヒーター３１が発熱を開始し、ヘッド基板２８を介して印画用突条２９を加熱する。印画用突条２９の温度は、温度センサ３２によって測定され、この測定結果に基づいてセラミックヒーター３１の温度が調整されて印画用突条２９は印画用温度となる。イエロー感熱発色層６の発色状態を観察する場合には、印画用突条２９をイエロー感熱発色層６が発色する温度まで加熱する。
【００３１】
印画用突条２９の予熱完了後、観察開始操作を行なうと、ハイスピードビデオカメラ３８が撮像を開始する。次いでモータ１７が回転を開始し、搬送ローラ対１６によってカラー感熱記録紙２が巻取りローラ１３に巻き取られていく。サーマルヘッド２４は、印画用突条２９によってカラー感熱記録紙２を加熱し、イエロー感熱発色層６を発色させる。
【００３２】
イエロー感熱発色層６の発色状態は、セラミックヒーター３１の観察窓３３とヘッド基板２８とを介して顕微鏡レンズ３７で拡大され、ハイスピードビデオカメラ３８により撮像される。顕微鏡レンズ３７で拡大した画像は、その拡大倍率の高さから顕微鏡レンズ３７の視野範囲を一瞬で通過してしまうが、シャッタ速度の速いハイスピードビデオカメラ３８を用いることにより、高分解能に撮像を行なうことができる。
【００３３】
上記観察作業は、印画用突条２９の温度，プラテンローラ圧，印画用突条２９とプラテンローラ中心とのオフセット量，カラー感熱記録紙２の入射角や搬送速度等をいろいろ変更して行なわれる。実験後には、作業終了後には、ビデオレコーダに記録されている撮像画像によって、イエロー感熱発色層６の加熱から発色までにかかる時間や、発色のしかた、カラー感熱記録紙２や印画用突条２９に生じる傷や汚れ、カラー感熱記録紙２に起因する様々な界面現象を解析することができる。
【００３４】
なお、上記実施形態では、ヘッド基板２８の上面に取り付けた板状のセラミックヒーター３１によって、ヘッド基板２８を介して印画用突条２９を加熱したが、図５に示すように、印画用突条２９の表面に透明発熱抵抗体５０を形成し、この透明発熱抵抗体５０とサーマルヘッド駆動回路との間を透明電極５１で接続してもよい。透明発熱抵抗体５０及び透明電極５１としては、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）膜などを用いることができる。
【００３５】
また、マゼンタ感熱発色層５やシアン感熱発色層４の発色状況を観察するために、通常のカラー感熱プリンタと同様に、イエロー感熱発色層６とマゼンタ感熱発色層５とを定着する光定着器を設けてもよい。更に、最下層のシアン感熱発色層４が発色する熱エネルギを用いて、グレイを発色させてもよい。
【００３６】
また、感熱記録紙方式のサーマルヘッドのタッチ状態の観察を例に説明したが、本発明の観察装置は、インクフイルムを使用する熱転写式及び昇華式のサーマルヘッドの観察にも利用することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のサーマルヘッド及びサーマルヘッドのタッチ状態観察装置によれば、サーマルヘッドと記録メディアとの間のタッチ状態や、両者の間に発生する界面現象をリアルタイムに観察できるので、印画ミスの原因を解明することができ、プリント画質の向上に資することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】カラー感熱記録紙の層構造を示す説明図である。
【図２】各感熱発色層の発色特性を示すグラフである。
【図３】ヘッドタッチ状態観察装置の構成を示す概略図である。
【図４】サーマルヘッドの構成を示す要部断面図及び上面図である。
【図５】本発明の別の実施形態を用いたサーマルヘッドの説明図である。
【符号の説明】
２  カラー感熱記録紙
１０  ヘッドタッチ状態観察装置
１１  ベースプレート
１６  搬送ローラ対
１７  モータ
２１  出射用サブプレート
２２，４５，４７  マイクロメーターヘッド
２４  サーマルヘッド
２６  プラテンローラ
２８  ヘッド基板
２９  印画用突条
３１  セラミックヒーター
３２  温度センサ
３３  観察窓
３５  エアシリンダ
３７  顕微鏡レンズ
３８  ハイスピードビデオカメラ
４３  入射用サブプレート
４４  オフセット用サブプレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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