(57)【要約】【課題】熱記録後の記録紙表面の凹凸を効果的にならして、プリント画像の光沢性を向上する。【解決手段】記録用サーマルヘッド１４の下流側に平滑処理用サーマルヘッド１６を配置する。平滑処理用サーマルヘッド１６は、熱記録後のカラー感熱記録紙２４に所定の熱エネルギーを与えるとともにプラテンローラ５２との間でカラー感熱記録紙２４を押圧して、記録紙表面の凹凸を平坦にする。平滑処理用サーマルヘッド１６とカラー感熱記録紙２４との間の摩擦係数を０．２〜０．５と定める。また、平滑処理用サーマルヘッド１６から感熱記録材料に与えられる摩擦力を１．０〜３．０ｋｆとする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感熱発色層の上に保護層が層設された感熱記録材料と、前記感熱発色層に熱エネルギーを与えて画像の熱記録を行う第１のサーマルヘッドと、熱記録後の前記感熱記録材料を押圧しながら所定の熱エネルギーを与えて、前記保護層の平滑化処理を行う第２のサーマルヘッドとを有するサーマルプリンタにおいて、
前記第２のサーマルヘッドと前記感熱記録材料との間の摩擦係数が０．２〜０．５であることを特徴とするサーマルプリンタ。
【請求項２】
前記平滑化処理の間に前記第２のサーマルヘッドから前記感熱記録材料に与えられる摩擦力が１．０〜３．０ｋｆであることを特徴とする請求項１記載のサーマルプリンタ。
【請求項３】
感熱発色層の上に保護層が層設された感熱記録材料と、前記感熱発色層に熱エネルギーを与えて画像の熱記録を行う第１のサーマルヘッドと、熱記録後の前記感熱記録材料を押圧しながら所定の熱エネルギーを与えて、前記保護層の平滑化処理を行う第２のサーマルヘッドとを有するサーマルプリンタにおいて、
前記平滑化処理の間に前記第２のサーマルヘッドから前記感熱記録材料に与えられる摩擦力が１．０〜３．０ｋｆである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、感熱記録されたプリント画像の光沢度を高めるための平滑化処理を行うサーマルプリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
サーマルヘッドを用いて、カラー感熱記録紙に熱記録を行うサーマルプリンタが広く知られている。カラー感熱記録紙には、互いに熱感度の異なるシアン感熱発色層、マゼンタ感熱発色層、イエロー感熱発色層、保護層が順に形成されており、各色発色層に固有の熱量を与えることで画像の熱記録を面順次に行う。そして、マゼンタ画像記録時にイエロー層が、シアン画像記録時にマゼンタ層がそれぞれ発色することがないように、イエロー及びマゼンタ画像の記録直後に各層に特有な波長域の紫外線や紫色可視光線を照射して光定着を行う。
【０００３】
サーマルヘッドには、アルミナ基板上に、シリンドリカル形状の部分グレーズが設けられ、この部分グレーズの頂部付近に多数の発熱素子が主走査方向に一定ピッチで並べられている。搬送中のカラー感熱記録紙に発熱素子アレイを押し付け、所望の濃度で発色するように各発熱素子を駆動することにより、画像が１ラインずつ熱記録される。
【０００４】
記録時での発熱素子の熱エネルギーが高いとき（例えば、熱感度の最も小さなシアン感熱発色層を熱記録する際）、カラー感熱記録紙の保護層が高温に加熱される。この保護層が部分グレーズから離れる時点での温度がガラス転移点以上になると、保護層内の物質（例えばブロッキング防止剤）が保護層の表面に飛び出すため、カラー感熱記録紙の表面には不規則な凹凸が発生する。これにより記録紙表面の光沢度が低下する。
【０００５】
この凹凸による画質の低下を防止するため、フルカラー画像の記録後にサーマルヘッドの各発熱素子を一様に駆動し、カラー感熱記録紙に所定の熱エネルギーを与えて保護層の平滑化処理を行うプリント方法が開示されている（特許文献１参照）。加熱により保護膜の温度がガラス転移点以上になると保護層が軟化し、この状態で記録紙を押圧することで記録紙表面の凹凸がならされて平坦となり、記録紙表面の光沢度が向上する。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−２９１３３２号公報（第７頁、第８頁）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
平滑化処理を行っている間、記録紙はサーマルヘッドによって加熱されるとともに、サーマルヘッドとプラテンローラとの間で押圧される。このため、記録紙表面の凹凸を除去するためには、保護膜を加熱するとともに、十分な強度で記録紙を押圧する必要がある。特に、記録紙とサーマルヘッドとの間の摩擦力が小さい場合には、平滑処理時にサーマルヘッドが記録紙の上をスリップするため、記録紙表面の凹凸を効果的に除去することが困難となる。
【０００８】
本発明は、上記問題点を考慮してなされたものであり、プリント後の記録紙表面の凹凸を効果的に除去して、光沢性を向上することができるサーマルプリンタを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のサーマルプリンタは、感熱記録材料に画像の熱記録を行うための第１のサーマルヘッドと、熱記録後の感熱記録材料を押圧しながら所定の熱エネルギーを与えて、保護層の平滑化処理を行う第２のサーマルヘッドとを有し、第２のサーマルヘッドと感熱記録材料との間の摩擦係数を０．２〜０．５としたことを特徴とする。
【００１０】
また、第２のサーマルヘッドから感熱記録材料に与えられる摩擦力を１．０〜３．０ｋｆとすることにより、プリント後の表面凹凸を効果的に除去することができる。
【００１１】
【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概略を示す。カラー感熱プリンタ１０は、給紙ローラ１２，記録用サーマルヘッド１４、平滑処理用サーマルヘッド１６，光定着器１８、カッタ２０、排紙ローラ２２、及びこれらの動作制御を行うシステムコントローラ２８から構成される。記録材料として長尺のカラー感熱記録紙２４が用いられ、これを巻き取った記録紙ロール２６がプリンタ内部にセットされる。
【００１２】
図２に示すように、カラー感熱記録紙２４には、支持体３０の上に、シアン感熱発色層３２、マゼンタ感熱発色層３４、イエロー感熱発色層３６、保護層３８が順次層設されている。各感熱発色層の熱感度はそれぞれ異なっており、イエロー、マゼンタ、シアンの各画像を面順次で記録することによるフルカラープリントが可能である。なお、各感熱発色層の熱感度の差を大きくするために、実際には各感熱発色層の間に図示しない中間層が設けられている。
【００１３】
イエロー感熱発色層３６及びマゼンタ感熱発色層３４は、互いに異なる波長域の紫外光、または近紫外光によってその発色能力が消失するようにされている。このため、イエロー感熱発色層３６及びマゼンタ感熱発色層３４を発色させることなく、マゼンタ画像及びシアン画像をそれぞれ記録することが可能である。
【００１４】
保護層３８は、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）を主剤とする透明な樹脂層であり、各感熱発色層に塵埃が付着したり傷が付いたりするのを防止する。この保護層３８には、カラー感熱記録紙２４が貼り付くのを防止するためのブロッキング防止剤や潤滑剤などが添加されている。なお、保護層３８は２層以上の構成としても良い。
【００１５】
また、シアン、マゼンタ、イエローの３色の感熱発色層の他に、ブラック発色層を加えて４層構造としても良い。さらに、各感熱発色層の配置を変えてもよく、例えばシアン感熱発色層を最上層としても良い。
【００１６】
図３に示すように、熱感度が最も低いイエロー感熱発色層３２は、小さな熱エネルギーで発色し、熱感度が最も高いシアン感熱発色層３６は最も大きな熱エネルギーを必要とする。イエロー（Ｙ）の画素を熱記録する場合には、バイアス熱エネルギーＢＹに階調熱エネルギーＧＹＪ  を加えた熱エネルギーがカラー感熱記録紙２４に与えられる。バイアス熱エネルギーＢＹは、イエロー感熱発色層３２が発色する直前の熱エネルギーであり、この値は一定である。一方、階調熱エネルギーＧＹＪ  は、記録画素の階調値に応じて定められる。なお、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）についても同様である。
【００１７】
図１において、給紙ローラ１２は、モータ４０及びドライバを介してシステムコントローラ２８に接続される。給紙ローラ１２は、システムコントローラ２８からの制御信号に基づいて、カラー感熱記録紙２４を記録用サーマルヘッド１４に向けて搬送し、あるいは記録紙ロール２６の方向へ戻す。
【００１８】
記録用サーマルヘッド１４は、円弧状に突出した部分グレーズを有し、その上に多数の発熱素子が主走査方向（紙面に垂直な方向）に一定ピッチで並べられている。記録用サーマルヘッド１４は、プラテンローラ４２との間でカラー感熱記録紙２４を挟む記録位置と、プラテンローラ４２から離れた退避位置との間で揺動する。各発熱素子は、ドライバ４４を介して接続されたシステムコントローラ２８からの駆動パルスを受けて発熱し、カラー感熱記録紙２４の対応する画素に熱エネルギーを与えて記録すべき濃度に各画素を発色する。プラテンローラ４２は、システムコントローラ２８によって制御される搬送モータ４６からの駆動力を受けて回転し、図１で示す記録方向及び戻し方向にカラー感熱記録紙２４を搬送する。
【００１９】
光定着器１８は、イエロー定着用ランプ４８、マゼンタ定着用ランプ５０、反射板等から構成され、ドライバを介してシステムコントローラ２８により動作制御される。イエロー定着用ランプ４８はイエロー画像の記録時に点灯し、４２０ｎｍ付近に発光波長のピークを有する近紫外光を照射してイエロー感熱発色層３６を定着処理する。マゼンタ定着用ランプ５０は、マゼンタ画像の記録時に点灯し、３６５ｎｍ付近に発光波長のピークを有する紫外光を照射してマゼンタ感熱発色層３４を定着処理する。
【００２０】
マゼンタ画像やシアン画像の記録では、各発熱素子は大きな熱エネルギーを発生するため、保護層３８が加熱される。保護層３８の温度がガラス転移点を超えた状態で部分グレーズを離れると、保護層３８内のブロッキング防止剤などが浮き出るため、記録紙２４の表面に不規則な凹凸が発生する。この凹凸により、記録紙２４の光沢度が低下して、プリント画像がざらついた感じとなる。
【００２１】
このため、光定着器１８の記録方向の下流側には、平滑処理用サーマルヘッド１６が設けられる。この平滑処理用サーマルヘッド１６は、対向するプラテンローラ５２との間でカラー感熱記録紙２４を挟むニップ位置と、プラテンローラ４２から離れた退避位置との間で揺動自在であり、システムコントローラ２８によって制御される。図４に示すように、平滑処理用サーマルヘッド１６には、アルミナ基板５４上に円弧状に突出した部分グレーズ５６が設けられている。この部分グレーズ５６の頂部には、多数の発熱素子５８が主走査方向（紙面に垂直な方向）に一定ピッチで並べられており、その上に保護膜が層設される。システムコントローラ２８からの制御信号に基づいてドライバ６０から供給される駆動パルスによって発熱素子５８が加熱され、カラー感熱記録紙２４の表面を１ラインずつ平滑処理する。１ライン平滑処理する間の駆動パルスの印加時間は、カラー感熱記録紙２４の保護層３８がガラス転移点以上になり、かつ、シアン感熱発色層３２を発色させない程度の時間が設定され、その値はシステムコントローラ２８内部のメモリに書き込まれる。
【００２２】
プラテンローラ５２は、搬送モータ６２からの駆動力を受けて回転し、ニップ位置にある平滑処理用サーマルヘッド１６との間でカラー感熱記録紙２４を押圧しながらこれを搬送する。また、プラテンローラ５２は、その中心線５２ａが部分グレーズ５６の中心線５６ａよりも下流側になるように配置されている。このため、平滑化処理後のカラー感熱記録紙２４が部分グレーズ５６に接触する時間が長くなり、保護層３８がガラス転移点以下に冷却されて硬化する。保護層３８が硬化した後に部分グレーズ５６から離れるようになり、ブロッキング防止剤等の添加剤が浮き出るのを防止する。
【００２３】
平滑処理用サーマルヘッド１６がカラー感熱記録紙２４の上でスリップするのを防止するため、搬送中のカラー感熱記録紙２４と平滑処理用サーマルヘッド１６との間の摩擦係数が定められる。この摩擦係数は、０．２〜０．５、好ましくは０．２５〜０．３５、さらに好ましくは０．３である。また、平滑処理用サーマルヘッド１６からカラー感熱記録紙２４に与えられる摩擦力は、１．０〜３．０ｋｆ、好ましくは１．５〜２．５ｋｆ、さらに好ましくは２．０ｋｆである。なお、摩擦力とは、平滑処理用サーマルヘッド１６から記録紙２４へ伝えられる押圧力と上記の摩擦係数との積を表す。これにより、カラー感熱記録紙２４が十分な強度で押圧され、表面凹凸を効果的に除去することができる。
【００２４】
図１において、定着用サーマルヘッド１６の記録方向の下流側にはカッタ２０及び排紙ローラ２２が配置され、システムコントローラ２８によって動作制御される。カッタ２０は、感熱記録紙２４の搬送路を挟むように配置された一対の刃によって構成される。図示しないセンサによって記録画像の後端がカッタ２０の間を通過したことが検出されると、システムコントローラ２８は、一方の刃を他方の刃へ向けて移動し、カラー感熱記録紙２４を一定サイズのプリントにカットする。排紙ローラ２２は、切断されたプリントを挟持して排紙口６４へ搬送する。
【００２５】
摩擦係数及び摩擦力を変化させてプリント画像の平滑化処理を行い、その光沢度を測定した。４１ｍＪ／ｍｍ２  の熱エネルギーを平滑化サーマルヘッド１６に与え、カラー感熱記録紙２４の搬送速度を１０ｍｍ／ｓとして平滑化処理を行った。なお、測定には変角光沢度計（スガ試験器株式会社製）の光沢度計を用いており、測定光の入射角を２０度とした。カラー感熱記録紙２４と平滑化サーマルヘッド１６との間の摩擦力を変化させた場合の、光沢度の測定結果を表１に示す。平滑処理用サーマルヘッド１６の摩擦係数を大きくして平滑化することで、光沢度が向上するという結果が得られた。
【００２６】
【表１】
2004223747.tif 000003
【００２７】
また、摩擦係数を０．１８及び０．２４と定め、平滑処理用サーマルヘッド１６の押圧力を変化した場合の、光沢度の測定結果を表２に示す。
【００２８】
【表２】
2004223747.tif 000004
【００２９】
表２の結果より、摩擦係数が一定の場合には、平滑用サーマルヘッドの押圧を強くすることで光沢度が向上するという結果が得られた。摩擦係数が０．１８と小さい場合では、十分な平滑効果を得るためには押圧力を１０ｋｆ程度にする必要があり、部分グレーズ５６を覆う保護膜の強度を考慮すると実用上好ましくない。一方、摩擦係数が０．２４と高い場合であっても、押圧力が３ｋｆと弱い場合には光沢度が向上していない。このため、効果的な平滑処理を行うには、十分大きな力で記録紙２４を押圧する（すなわち、摩擦力を高くする）ことが必要となる。
【００３０】
上記構成によるカラー感熱プリンタの作用について説明する。プリントの実行が命令されると、システムコントローラ２８は給紙ローラ１２を駆動してカラー感熱記録紙２４を記録用サーマルヘッド１４へ向けて送り出す。カラー感熱記録紙２４の先端が記録用サーマルヘッド１４に達すると、記録用サーマルヘッド１４とプラテンローラ４２によってカラー感熱記録紙２４が挟持され、プラテンローラ４２の回転により搬送される。記録領域の１ライン目が記録用サーマルヘッド１４に達すると、最初にイエロー画像の熱記録が行われる。システムコントローラ２８は駆動パルスを供給して各発熱素子６０を加熱し、対応する各画素を所望の濃度に発色する。
【００３１】
以下、同様にして２ライン目以降のイエロー画像がカラー感熱記録紙２４に記録される。記録用サーマルヘッド１４を通過したカラー感熱記録紙２４はさらに送り出され、イエロー画像が熱記録された記録領域の先端が光定着器１８に達すると、イエロー定着用ランプ４８が点灯し、イエロー感熱発色層３６が光定着される。そして、記録領域の後端が光定着されると、システムコントローラ２８はカラー感熱記録紙２４の搬送を一旦停止し、記録領域の１ライン目が記録用サーマルヘッド１４に達するまで、カラー感熱記録紙２４を戻し方向に搬送する。
【００３２】
次に、システムコントローラ２８は、カラー感熱記録紙２４を記録方向に移動しながら記録用サーマルヘッド１４を駆動して、イエロー画像の熱記録の場合と同様にしてマゼンタ感熱発色層３４の熱記録を行う。なお、イエロー感熱発色層３６は既に光定着されているため、マゼンタ画像の記録時にイエロー感熱発色層３６が発色することはない。また、熱記録中及び定着処理中は、平滑処理用サーマルヘッド１６が退避位置に保持されているため、平滑処理用サーマルヘッド１６によって記録中のカラー感熱記録紙２４の搬送速度が変化することはない。
【００３３】
マゼンタ画像が記録されたカラー感熱記録紙２４は、光定着器１８を通過する間にマゼンタ定着用ランプ５０から紫外光が照射され、マゼンタ感熱発色層３４が光定着される。その後、同様にしてカラー感熱記録紙２４が所定位置まで戻されてシアン画像の熱記録が行われ、フルカラー画像がカラー感熱記録紙２４に記録される。その後、平滑化処理を行うため、カラー感熱記録紙２４は平滑処理用サーマルヘッド１６へ向けて送り出される。
【００３４】
カラー感熱記録紙２４の先端が定着用サーマルヘッド１６を通過したことを図示しないセンサによって検出すると、システムコントローラ２８は、定着用サーマルヘッド１６ニップ位置へ向けて移動し、プラテンローラ５２との間でカラー感熱記録紙２４を押圧する。その後、システムコントローラ２８は搬送モータ６２を駆動してプラテンローラ５２を回転し、カラー感熱記録紙２４を挟持搬送する。
【００３５】
プラテンローラ５２によってカラー感熱記録紙２４が搬送される間、平滑処理用サーマルヘッド１６の各発熱素子５８が駆動され、カラー感熱記録紙２４を加熱する。加熱によりカラー感熱記録紙２４の保護層３８が一様に軟化されると同時に、平滑処理用サーマルヘッド１６によってカラー感熱記録紙２４の表面が押圧される。平滑処理用サーマルヘッド１６とカラー感熱記録紙２４の間の摩擦係数が十分大きな値にされているから、平滑化処理中に部分グレーズ５６がカラー感熱記録紙２４の上でスリップすることがなく、カラー感熱記録紙２４を均一に押圧することができる。また、平滑処理用サーマルヘッド１６による押圧強度が十分強いため、保護層３８の凹凸を効果的にならすことができる。従って、カラー感熱記録紙２４の表面が平坦となり、プリント画像の光沢度が向上する。
【００３６】
平滑化処理が行われたカラー感熱記録紙２４は、排紙ローラ２２に挟持されて排紙口６４へ向けてさらに送り出される。記録領域の後端がカッタ２０を通過すると、システムコントローラ２８はカッタ２０を駆動してカラー感熱記録紙２４を所定サイズのプリントに切断する。切断されたプリントは、排紙ローラ２２によって排紙口６４からプリンタ１０の外部へ排出される。
【００３７】
上記の平滑処理用サーマルヘッドには、部分グレーズの上に複数の発熱素子（抵抗体）が並べられているが、抵抗体を分割せずに１つの発熱素子として用いても良い。また、平滑化処理時に一定時間の駆動パルスを発熱素子に与える代わりに、発熱素子を所定の電圧で連続通電して、所定の熱エネルギーをカラー感熱記録紙２４に与えても良い。
【００３８】
上記実施形態では、１ヘッド３パス方式のカラー感熱プリンタに本発明を適用した例を示しているが、本発明はこれに限られることはなく、例えば３ヘッド１パス方式のカラー感熱プリンタにも適用することができる。また、長尺のカラー感熱記録紙に画像をプリントする他に、所定サイズのカットシートを用い、これにカラー画像をプリントしても良い。この場合にはカッタ２０を省略できる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように、本発明のサーマルプリンタによれば、平滑処理用サーマルヘッドと感熱記録材料との間の摩擦係数を０．２〜０．５としたから、感熱記録材料を均一に押圧することができる。また、平滑処理用サーマルヘッドから感熱記録材料に与えられる摩擦力を１．０〜３．０ｋｆとしたから、感熱記録材料の表面に生じた凹凸を効果的にならして、プリント画像の光沢性を向上することができる。
【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概略図である。
【図２】カラー感熱記録紙の断面を示す概略図である。
【図３】各感熱発色層へ与える熱エネルギーと発色濃度の関係を示すグラフである。
【図４】平滑処理用サーマルヘッドの断面を示す概略図である。
【符号の説明】
１４  記録用サーマルヘッド
１６  平滑処理用サーマルヘッド
２４  カラー感熱記録紙
２８  システムコントローラ
３８  保護層
５８  発熱素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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