(57)【要約】【課題】記録媒体を安定的に発熱素子上に搬送することができ、しかも歪みの少ない良好な印画を形成することが可能な高性能のサーマルプリンタを提供する。【解決手段】多数の発熱素子Ｒ１￣Ｒ１０２４を主走査方向に配列してなるサーマルヘッドと、前記発熱素子Ｒ１￣Ｒ１０２４上に記録媒体を摺接させつつ連続的に搬送する搬送手段とを備え、前記サーマルヘッドの発熱素子Ｒ１￣Ｒ１０２４をＮ（Ｎは１以上の自然数）ドットおきに同じブロックに属するように（Ｎ＋１）個のブロックに区分し、これらブロック毎に発熱素子Ｒ１￣Ｒ１０２４を異なるタイミングで駆動させるとともに、前記発熱素子Ｒ１￣Ｒ１０２４の発熱中心を、前記記録媒体の搬送速度と発熱素子の駆動タイミングのずれ幅との積に対応させるようにブロック毎に副走査方向にずらして配置させてサーマルプリンタを構成する。【選択図】図３
2004148685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の発熱素子を主走査方向に配列してなるサーマルヘッドと、該サーマルヘッド上に記録媒体を搬送する搬送手段とを備え、
前記サーマルヘッドの発熱素子をＮ（Ｎは１以上の自然数）ドットおきに同じブロックに属するように（Ｎ＋１）個のブロックに区分し、これらブロック毎に発熱素子を異なるタイミングで駆動させるとともに、前記発熱素子の発熱中心を、前記記録媒体の搬送速度と発熱素子の駆動タイミングのずれ幅との積に対応させるようにブロック毎に副走査方向にずらして配置させた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、デジタルカメラ等の画像を出力するために用いられるサーマルプリンタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、デジタルカメラ等の画像を出力するためにサーマルプリンタが用いられている。
【０００３】
かかる従来のサーマルプリンタは、多数の発熱素子を主走査方向に直線状に配列してなるサーマルヘッドと、記録媒体をサーマルヘッド上に搬送するプラテンローラとを備えた構造を有しており、該プラテンローラによって記録媒体を発熱素子上に摺接させつつ副走査方向に搬送しながら、前記多数の発熱素子を外部からの画像データに基づいて個々に選択的にジュール発熱させるとともに、これらの熱を記録媒体に伝達させることによって所定の印画が形成される。
【０００４】
尚、前記発熱素子がＢ５サイズやＡ４サイズ等に対応する広い領域にわたって配列されている場合は、全ての発熱素子を一度に発熱させると、発熱素子に接続されている図示しない共通電極やグランド電極内で大きな電圧降下を発生し、発熱素子に供給される電力の大きさにバラツキを生じることから、１ラインを複数個のブロックに区分し、これらブロック毎に発熱素子を時分割駆動することで電圧降下の発生を防止するようにしている。そして、かかるブロックの区分は、連続する複数の発熱素子を一単位としてブロック化するようにしていた。
【特許文献１】
特開平４−１０３３６４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、発熱素子と該発熱素子に摺接される記録媒体との摩擦力は発熱素子の表面温度が高くなるにつれて大きくなる傾向にある。
【０００６】
しかしながら、上述した従来のサーマルプリンタにおいては、多数の発熱素子を、連続する複数の発熱素子を一単位として複数のブロックに区分されていることから、ブロック毎に時分割駆動する際、連続する複数の発熱素子が同時に発熱し、発熱素子の配列領域の一部が過度に高温となり、発熱素子−記録媒体間の摩擦力が部分的に極端に大きくなってしまう。このため、発熱素子上に搬送される記録媒体が上記摩擦力によって蛇行したり、あるいは、スティッキングを生じたりする等、記録媒体の搬送状態が不安定となり、所望する箇所に印画を形成することが不可となる欠点を誘発する。
【０００７】
また、上述した従来のサーマルプリンタにおいて時分割駆動した場合、ブロック毎に異なるタイミングで発熱されるため、記録媒体を発熱素子上に連続的に搬送すると、記録媒体の搬送速度と発熱素子の発熱タイミングのずれ幅とを乗じた距離だけ印画がブロック毎に副走査方向にずれてしまい、印画に歪みが形成される欠点を有していた。
【０００８】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたものであり、その目的は記録媒体を安定的に発熱素子上に搬送することができ、しかも歪みの少ない良好な印画を形成することが可能な高性能のサーマルプリンタを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のサーマルプリンタは、多数の発熱素子を主走査方向に配列してなるサーマルヘッドと、該サーマルヘッド上に記録媒体を搬送する搬送手段とを備え、前記サーマルヘッドの発熱素子をＮ（Ｎは１以上の自然数）ドットおきに同じブロックに属するように（Ｎ＋１）個のブロックに区分し、これらブロック毎に発熱素子を異なるタイミングで駆動させるとともに、前記発熱素子の発熱中心を、前記記録媒体の搬送速度と発熱素子の駆動タイミングのずれ幅との積に対応させるようにブロック毎に副走査方向にずらして配置させたことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明のサーマルプリンタによれば、サーマルヘッドに設けられる多数の発熱素子をＮ（Ｎは１以上の自然数）ドットおきに同じブロックに属するように（Ｎ＋１）個のブロックに区分し、これらブロック毎に発熱素子を異なるタイミングで駆動させたことから、記録動作時、同時に駆動される発熱素子が主走査方向にわたり均等に分布され、連続する複数の発熱素子が同時に発熱することが有効に防止される。従って、発熱素子の配列領域の一部が過度に高温となり、記録媒体と発熱素子との摩擦力が部分的に極端に大きくなるといった不具合が有効に防止され、記録媒体の搬送状態を安定化させて所望する箇所に印画を形成することができる。
【００１１】
また本発明のサーマルプリンタによれば、発熱素子の発熱中心を、記録媒体の搬送速度と発熱素子の駆動タイミングのずれ幅との積に対応させてブロック毎に副走査方向にずらして配置させたことから、発熱素子をブロック毎に異なるタイミングで発熱させても、印画がブロック毎にずれるといった不具合も有効に防止され、歪みの少ない鮮明な印画を形成することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかるサーマルプリンタの概略図、図２は図１のサーマルプリンタに用いられるサーマルヘッドの平面図及び要部拡大平面図であり、図１に示すサーマルプリンタは大略的にサーマルヘッドＴと、搬送手段Ｃとで構成されている。
【００１３】
前記サーマルヘッドは、多数の発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４を基板１上に被着させた構造を有しており、かかる基板１は、アルミナセラミックス等の絶縁材料や表面に絶縁層が形成された単結晶シリコン等の半導体材料など、種々の材料により矩形状を成すように形成されており、その上面には多数の発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４やドライバーＩＣ（Ａ１〜Ａ１６）などが設けられ、これらを支持する支持母材として機能する。
【００１４】
尚、前記基板１は、アルミナセラミックスからなる場合、例えば、アルミナ、シリカ、マグネシア等のセラミックス原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状に成すとともに、これを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等を採用することによってセラミックグリーンシートを得、しかる後、該セラミックグリーンシートを所定形状に打ち抜いた上、高温で焼成することによって製作される。
【００１５】
また基板１の上面には、多数の発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４が主走査方向に被着・配列されている。
【００１６】
前記発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４は、その各々がＴａＳｉＯやＴｉＳｉＯ，ＴｉＣＳｉＯ等の電気抵抗材料により形成されており、その両端に接続される電極を介して電源電力が供給されるとジュール発熱を起こし、記録媒体に印画ドットを形成するのに必要な所定の温度、例えば１５０℃〜３００℃の温度となる。
【００１７】
このような多数の発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４は、Ｎ（Ｎは１以上の自然数）ドットおきに同じブロックに属するように（Ｎ＋１）個のブロックに区分されており、これらブロック毎に発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４を異なるタイミングで駆動させるとともに、発熱素子の発熱中心を、駆動されるタイミングの遅いブロックほど、記録媒体の搬送方向下流側に位置するように副走査方向に所定の距離ずらして配置されている。
【００１８】
本実施形態においては、発熱素子の数を１０２４個、上記Ｎを「３」とし、これら１０２４個の発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４を３ドットおきに同じブロックに属するように４個のブロックＢ１〜Ｂ４に区分するとともに、これら各ブロックＢ１〜Ｂ４に属する発熱素子をドライバーＩＣ（Ａ１〜Ａ１６）を用いてブロック毎に時分割駆動している。
【００１９】
また発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４の発熱中心のずれ量Ｌは、記録媒体の搬送速度と発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４の駆動タイミングのずれ幅Ｗとの積に応じて設定されており、例えば、記録媒体の搬送速度が２５．４ｍｍ／ｓｅｃ、ブロックＢ１〜Ｂ４毎に発熱素子の駆動タイミングのずれ幅Ｗが８３３μｓｅｃである場合、発熱中心のずれ量は２１μｍに設定される。
【００２０】
尚、前記発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４の発熱中心をずらすには、本実施形態の如く、発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４の被着位置そのものをブロックＢ１〜Ｂ４毎にずらすことの他、図６に示す如く、従来周知のパルストリミング法やレーザートリミング法等を採用することによって各発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４内の抵抗値を調整し、発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４の発熱温度のピーク位置をブロックＢ１〜Ｂ４毎にずらすようにしたり、あるいは、発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４の形状をブロックＢ１〜Ｂ４毎に可変させて発熱中心をずらしたりしても良く、発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４の抵抗値を調整することにより発熱素子の発熱中心をずらすようにすれば、発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４を一直線上に配列されることとなり、それ故、発熱素子を図示しない保護膜で被覆した場合に、保護膜表面に形成される窪みの位置を主走査方向に揃えることができる。従って、記録媒体と発熱素子との摩擦力を発熱素子の被着位置を副走査方向にずらす場合に比し更に小さくすることができ、記録媒体の搬送状態を極めて高く成すことができる。しかも、発熱素子の配列領域を副走査方向に小さくすることができるため、サーマルヘッド並びにサーマルプリンタをコンパクトになすことが可能となる。このように発熱素子の発熱温度のピーク位置を可変させるには、例えばレーザートリミング法を採用する場合、レーザ光を発熱温度のピーク位置にすべき箇所に照射することにより、その部分の抵抗値を下降させればよい。
【００２１】
一方、前記発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４を駆動するドライバーＩＣ（Ａ１〜Ａ１６）は、各々が発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４を所定数ずつ担当してこれらを個々に選択的にジュール発熱させる作用を為し、その回路形成面には、発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４と１対１に対応して設けられる多数のシフトレジスタセルＳ１〜Ｓ１０２４を直列接続してなるシフトレジスタと、シフトレジスタセルＳ１〜Ｓ１０２４の上段に設けられる多数のラッチ回路Ｌ１〜Ｌ１０２４、ラッチ回路Ｌ１〜Ｌ１０２４の上段に設けられ、ゲートＧ１〜Ｇ１０２４とスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ１０２４とから成るロジック回路等を有している。
【００２２】
そして、このようなドライバーＩＣ（Ａ１〜Ａ１６）が発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４への通電を制御する作用を、図３に示すサーマルヘッドの回路図及び図４に示すタイミングチャートを用いて詳細に説明する。
【００２３】
まず、クロック信号（ＣＬＫ）に同期して外部からの画像データ信号（ＤＡＴＡ）がシフトレジスタセルＳ１〜Ｓ１０２４を経由して順次シリアル転送されることにより、各シフトレジスタセルＳ１〜Ｓ１０２４に画像データが格納されるとともに、該シフトレジスタセルＳ１〜Ｓ１０２４内に格納された画像データをラッチ信号のタイミングで各ラッチ回路Ｌ１〜Ｌ１０２４にパラレルに転送されることにより画像データを各ラッチ回路内Ｌ１〜Ｌ１０２４に格納・保持する。この状態で外部からのストローブ信号（ＳＴＢ１〜ＳＴＢ４）がロジック回路内に設けられるゲートＧ１〜Ｇ１０２４に供給されると、供給されるストローブ信号（ＳＴＢ１〜ＳＴＢ４）が有効である間、ラッチ回路内に格納されている画像データ（ＤＡＴＡ）に基づいてゲートＧ１〜Ｇ１０２４よりスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ１０２４に所定の出力が発せられ、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ１０２４のオン・オフが制御され、該スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ１０２４がオン状態の時、発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４への通電が行なわれる。
【００２４】
尚、本実施形態の発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４は時分割駆動されるため、上述したストローブ信号（ＳＷ１〜ＳＷ４）は対応するブロックＢ１〜Ｂ４毎に供給されることとなり、ストローブ信号（ＳＷ１〜ＳＷ４）の供給タイミングのずれに応じて発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４の駆動タイミングもブロック毎にずれる。
【００２５】
このとき、前記多数の発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４は、その発熱中心を記録媒体の搬送速度と発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４の駆動タイミングのずれ幅Ｗとの積に応じてブロックＢ１〜Ｂ４毎に副走査方向にずらして配置させたことから、発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４をブロックＢ１〜Ｂ４毎に異なるタイミングで駆動させても、印画がブロックＢ１〜Ｂ４毎にずれるといった不具合も有効に防止され、歪みの少ない鮮明な印画を記録することができる。
【００２６】
しかもこの場合、前記多数の発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４は、３ドットおきに同じブロックに属するように４個のブロックＢ１〜Ｂ４に区分され、これらブロックＢ１〜Ｂ４毎に異なるタイミングで駆動されるため、記録動作時、同時に駆動される発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４が主走査方向全体にわたり均等に配置され、連続する複数個の発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４が同時に発熱することが有効に防止される。従って、発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４の配列領域が部分的に過度に高温となり、かかる領域で記録媒体と発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４との摩擦力が極端に大きくなるといった不具合が有効に防止され、記録媒体の搬送状態を安定化させて所望する箇所に印画を形成することができる。
【００２７】
また一方、前記搬送手段Ｃは、プラテンローラ１０や搬送ローラ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ等で構成されている。
【００２８】
前記プラテンローラ１０は、ＳＵＳ等の金属から成る軸芯の外周にブタジエンゴム等を３ｍｍ〜１５ｍｍ程度の厚みに巻きつけた円柱状の部材であり、サーマルヘッドＴの発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４上に回転可能に支持され、記録媒体を発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４上に対して摺接させつつ記録媒体を発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４の配列と直交する方向（図中の矢印方向）に２５．４ｍｍ／ｓｅｃ〜５０．８ｍｍ／ｓｅｃの速度で搬送する。
【００２９】
また前記搬送ローラ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、その外周部が金属やゴム等によって形成されており、サーマルヘッドＴに対し記録媒体の搬送方向上流側と下流側に分かれて配設され、これらの搬送ローラ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄと前述のプラテンローラ１０とで記録媒体の走行を支持している。
【００３０】
そして、これと同時に多数の発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４を上述したドライバーＩＣ（Ａ１〜Ａ１６）の駆動に伴い選択的にジュール発熱させ、これらの熱を記録媒体に伝達させることによって所定の印画が形成される。
【００３１】
尚、本発明は上述した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲にいて種々の変更、改良等が可能である。
【００３２】
例えば、上述の実施形態においては、Ｎを「３」に設定し、多数の発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４を３ドットおきに４個のブロックＢ１￣Ｂ４に区分して４分割駆動するようにしたが、これに代えて、Ｎを「１」に設定し、多数の発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４を１ドットおきに２個のブロックＢ１〜Ｂ２に区分して２分割駆動するようにしても良く、この場合、発熱素子Ｒ１〜Ｒ１０２４が千鳥状に配列されることとなる。
【００３３】
また上述の実施形態において、ストローブ信号（ＳＴＢ１〜ＳＴＢ４）を印字率（発熱する発熱素子の数／ブロック内の発熱素子の数）が高いブロックで複数回に分割して供給するようにすれば、印字率の高いブロックの発熱素子が過度に高温となることが有効に防止され、これによって更に記録媒体を安定的に搬送することが可能なサーマルプリンタが得られる。例えば、ブロックＢ１〜Ｂ４の中でブロックＢ２の印字率が最も高い場合、図５に示す如く、ブロックＢ２に対応するストローブ信号（ＳＴＢ２）の供給回数を２回に分ければ、ブロックＢ２内の発熱素子が過度に高温となることが有効に防止される。
【００３４】
【発明の効果】
本発明のサーマルプリンタによれば、サーマルヘッドに設けられる多数の発熱素子をＮ（Ｎは１以上の自然数）ドットおきに同じブロックに属するように（Ｎ＋１）個のブロックに区分し、これらブロック毎に発熱素子を異なるタイミングで駆動させたことから、記録動作時、同時に駆動される発熱素子が主走査方向にわたり均等に分布され、連続する複数の発熱素子が同時に発熱することが有効に防止される。従って、発熱素子の配列領域の一部が過度に高温となり、記録媒体と発熱素子との摩擦力が部分的に極端に大きくなるといった不具合が有効に防止され、記録媒体の搬送状態を安定化させて所望する箇所に印画を形成することができる。
【００３５】
また本発明のサーマルプリンタによれば、発熱素子の発熱中心を、記録媒体の搬送速度と発熱素子の駆動タイミングのずれ幅との積に対応させてブロック毎に副走査方向にずらして配置させたことから、発熱素子をブロック毎に異なるタイミングで発熱させても、印画がブロック毎にずれるといった不具合も有効に防止され、歪みの少ない鮮明な印画を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるサーマルプリンタの概略図である。
【図２】図１のサーマルプリンタを構成するサーマルヘッドの平面図及び要部拡大平面図である。
【図３】図２のサーマルヘッドの回路図である。
【図４】図１のサーマルプリンタを用いて印画を行なう場合の画像データ信号、クロック信号、ラッチ信号、ストローブ信号の波形を示すタイミングチャートである。
【図５】本発明の他の実施形態にかかるサーマルプリンタを用いて印画を行なう場合の画像データ信号、クロック信号、ラッチ信号、ストローブ信号の波形を示すタイミングチャートである。
【図６】本発明の他の実施形態にかかるサーマルプリンタを構成するサーマルヘッドの平面図及び要部拡大平面図である。
【符号の説明】
１・・・基板
１０・・・プラテンローラ
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ・・・搬送ローラ
Ｒ・・・発熱素子
Ｓ・・・シフトレジスタセル
Ｌ・・・ラッチ回路
Ｇ・・・ゲート
ＳＷ・・・スイッチング素子
Ｂ・・・ブロック
ＤＡＴＡ・・・画像データ信号
ＣＬＫ・・・クロック信号
ＳＴＢ・・・ストローブ信号
ＬＡＴ・・・ラッチ信号
Ａ・・・ドライバーＩＣ
Ｔ・・・サーマルヘッド
Ｃ・・・搬送手段
【図１】
2004148685.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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