(57)【要約】【課題】  結露した液滴を確実に除去する。【解決手段】  サーマルヘッド１８の発熱素子アレイ３２近傍の、Ａ方向下流側の保護層３６の表面一体に、液滴を浸透させて除去するための溝３８を設ける。画像記録時には、発熱素子３１によって加熱された記録紙１０から放出される水蒸気によって、溝３８が設けられた部分には結露が発生するが、結露した液滴は、誘引・導水作用により、速やかに溝３８に浸透していく。溝３８に浸透した液滴は、溝３８により周囲の空気に触れる面積が格段に広げられ、瞬時に蒸発・除去される。液滴が記録紙１０の記録面に飛散するなどして、プリントの画質が著しく劣化することを確実に防止することができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発熱素子がライン状に配列された発熱素子アレイを備え、前記発熱素子を選択的に発熱させて、前記発熱素子上に搬送される記録材料に画像を記録するサーマルヘッドにおいて、
前記発熱素子アレイ近傍の、前記記録材料の搬送方向下流側の表面一体に、液滴を浸透させて除去するための溝を設けたことを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項２】
前記溝により生成された凸部表面に、撥水または親水加工を施した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備えたことを特徴とする感熱プリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の発熱素子がライン状に配列された発熱素子アレイを備え、発熱素子を選択的に発熱させて、発熱素子上に搬送される記録材料に画像を記録するサーマルヘッド、およびこれを用いた感熱プリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ライン状に配列された複数の発熱素子を備えたサーマルヘッドを用いて、記録紙に画像を記録するサーマルプリンタとして、発熱素子で感熱記録紙を直接加熱して発色させる感熱プリンタが普及している。
【０００３】
感熱プリンタでは、発熱素子によって加熱された記録紙から放出される水蒸気により、記録紙と対向するサーマルヘッドの表面に結露が生じることが知られている。この結露が生じると、その液滴が飛散または落下して記録紙の記録面に付着する場合があり、これによりプリント品質が著しく低下するおそれがあった。
【０００４】
上記問題を解決するために、記録紙と対向するサーマルヘッドの表面を、撥水撥油かつ耐熱性を有する表面処理剤で表面処理することにより、その表面張力を低下させたサーマルヘッドが提案されている（特許文献１および２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３０１７５２号公報
【特許文献２】特開２００２−４６２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１および２に記載の手法は、結露の発生を根本的に防止するものではないため、環境温度が低い場合やプリンタの起動直後など、結露が発生しやすい状況下では、必ずしも結露が発生しないとは言い難い。また、結露した液滴を除去する機構を持たないため、液滴が成長して残留する可能性があった。
【０００７】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、結露した液滴を確実に除去することができるサーマルヘッドおよび感熱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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、複数の発熱素子がライン状に配列された発熱素子アレイを備え、前記発熱素子を選択的に発熱させて、前記発熱素子上に搬送される記録材料に画像を記録するサーマルヘッドにおいて、前記発熱素子アレイ近傍の、前記記録材料の搬送方向下流側の表面一体に、液滴を浸透させて除去するための溝を設けたことを特徴とする。なお、前記溝により生成された凸部表面に、撥水または親水加工を施すことが好ましい。
【０００９】
また、本発明の感熱プリンタは、請求項１または２に記載のサーマルヘッドを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のサーマルヘッドによれば、発熱素子アレイ近傍の、記録材料の搬送方向下流側の表面一体に、液滴を浸透させて除去するための溝を設けたので、結露した液滴を確実に除去することができる。
【００１１】
また、本発明の感熱プリンタによれば、請求項１または２に記載のサーマルヘッドを備えたので、サーマルヘッドの表面に結露した液滴が確実に除去され、高画質なプリントを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１において、本発明を適用したカラー感熱プリンタ２は、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を使用する。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。
【００１３】
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、および保護層が順次層設された構造となっている。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。      
【００１４】
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。なお、例えばブラック感熱発色層を設けて４層構造にした記録紙を使用してもよい。
【００１５】
記録紙ロール１１の外周面には、搬送モータ１２によって回転される給紙ローラ１３が当接している。搬送モータ１２はステッピングモータであり、モータドライバ１４から入力される駆動パルスによって駆動される。給紙ローラ１３が図中反時計方向に回転すると、記録紙ロール１１は図中時計方向に回転し、記録紙１０が記録紙ロール１１から送り出される。給紙ローラ１３が図中時計方向に回転すると、記録紙ロール１１は図中反時計方向に回転し、記録紙１０が記録紙ロール１１に巻き戻される。
【００１６】
記録紙ロール１１から送り出された記録紙１０は、水平方向に配置された搬送経路内に送り込まれる。この搬送経路内には、記録紙１０を挟み込んで搬送する搬送ローラ対１５および排紙ローラ対１６が配置されている。搬送ローラ対１５および排紙ローラ対１６は、搬送モータ１２によって回転されるキャプスタンローラ１５ａ、１６ａと、このキャプスタンローラ１５ａ、１６ａに圧接するピンチローラ１５ｂ、１６ｂとからなり、記録紙１０を図中Ａ方向（給紙方向）とＢ方向（巻戻方向）とに往復搬送する。排紙ローラ対１６のＡ方向下流側には、画像記録済みの記録紙１０を排出する排紙口１７が設けられている。
【００１７】
給紙ローラ１３と搬送ローラ対１５との間には、サーマルヘッド１８と、このサーマルヘッド１８に向き合うように搬送経路の下方に配置されたプラテンローラ１９とが設けられている。サーマルヘッド１８のヘッド基板３０の記録紙１０に対向する表面には、複数の発熱素子３１（図２参照）がライン状に配列された発熱素子アレイ３２が設けられている。
【００１８】
図２に示すように、ヘッド基板３０上には、グレーズドガラスからなるグレーズ層３３、発熱素子３１を構成する発熱抵抗体層３４、電極３５、および保護層３６が順に積層されている。グレーズ層３３の一部には、シリンドリカル突条に膨出した部分グレーズ３７が形成される。この部分グレーズ３７の長手方向は、記録紙１０の幅方向と一致している。電極３５は、発熱素子３１への通電を制御するドライバＩＣが搭載されたプリント基板（図示せず）に接続されている。各発熱素子３１は、このドライバＩＣにより選択的に駆動される。
【００１９】
発熱素子アレイ３２近傍の、Ａ方向下流側の保護層３６の表面一体には、液滴を浸透させて除去するための溝３８が設けられている。図３に示すように、溝３８は、記録紙１０の搬送方向に平行な複数の縦溝３８ａと、記録紙１０の幅方向に平行な複数の横溝３８ｂと、これら縦溝３８ａ、横溝３８ｂにより生成された凸部３９を２分するように、縦横互い違いに配設された小溝３８ｃとからなり、略市松模様を構成している。この溝３８の深さｈ、幅ｗ１、および凸部の幅ｗ２、ｗ３は、それぞれ３２μｍ、８０μｍ、および２００μｍ、４００μｍとなっており、レーザー加工などの微細加工処理により保護層３６上に形成される。
【００２０】
図１において、発熱素子アレイ３２は、システムコントローラ２０からヘッドドライバ２１に入力された駆動データに基づいて発熱し、記録紙１０の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の搬送に応じて従動回転し、記録紙１０と発熱素子アレイ３２との当接状態を安定させる。また、プラテンローラ１９は、上下方向に移動自在とされ、図示しないバネによって発熱素子アレイ３２に圧接する方向に付勢されている。記録紙１０の給紙時および排紙時には、カムやソレノイドなどから構成されるシフト機構（図示せず）によってプラテンローラ１９が下降し、サーマルヘッド１８との記録紙１０の挟持が解除される。
【００２１】
搬送ローラ対１５のＡ方向下流側には、記録紙１０の記録面に対面して定着器２２が配置されている。また、定着器２２と排紙ローラ対１６との間には、記録紙１０を所定のプリントサイズにカットするカッター２３が配置されている。定着器２２は、発光ピークが４２０ｎｍの近紫外線を放出してイエロー感熱発色層を定着するイエロー用定着光源２２ａと、発光ピークが３６５ｎｍの紫外線を放出してマゼンタ感熱発色層を定着するマゼンタ用定着光源２２ｂとからなる。これらの光源２２ａ、２２ｂは、ランプドライバ２４によって駆動される。
【００２２】
次に、上記構成を有するカラー感熱プリンタ２の動作について説明する。画像記録開始操作が実行されると、搬送モータ１２の正転によって給紙ローラ１３が反時計方向に回転され、記録紙１０が記録紙ロール１１からＡ方向に送り出される。記録紙１０の先端部は搬送経路内を移動して、搬送ローラ対１５にニップされ、さらにＡ方向下流側に搬送される。
【００２３】
記録紙１０が画像記録開始位置に到達すると、搬送モータ１２の回転が一旦停止される。次いで、プラテンローラ１９がシフト機構によって上昇され、発熱素子アレイ３２との間で記録紙１０が挟持される。この状態で再び搬送モータ１２が駆動され、記録紙１０がＡ方向に搬送されながら、ヘッドドライバ２１に入力された駆動データに基づいて発熱した発熱素子アレイ３２により、記録紙１０のイエロー感熱発色層にイエロー画像が記録される。
【００２４】
イエロー画像の記録が完了すると、記録画像の後端が定着器２２のイエロー用定着光源２２ａに対面する位置まで搬送され、搬送モータ１２の回転が停止される。このとき、プラテンローラ１９がシフト機構によって下降され、サーマルヘッド１８とによる記録紙１０の挟持が解除される。次いで、ランプドライバ２４によりイエロー用定着光源２２ａが点灯され、搬送モータ１２が逆転されて記録紙１０がＢ方向に巻き戻されながら、画像記録済みのイエロー感熱発色層が定着される。
【００２５】
イエロー感熱発色層の定着後、記録画像の先端が発熱素子アレイ３２に対面する位置まで搬送され、搬送モータ１２の回転が停止される。そして、イエロー画像記録時と同様に、プラテンローラ１９がシフト機構によって上昇され、発熱素子アレイ３２との間で記録紙１０が挟持される。この状態で再び搬送モータ１２が駆動され、記録紙１０がＡ方向に搬送されながら、記録紙１０のマゼンタ感熱発色層にマゼンタ画像が記録される。
【００２６】
マゼンタ画像の記録が完了すると、記録画像の後端が定着器２２のマゼンタ用定着光源２２ｂに対面する位置まで搬送され、搬送モータ１２の回転が停止される。そして、イエロー画像定着時と同様に、ランプドライバ２４によりマゼンタ用定着光源２２ｂが点灯され、搬送モータ１２が逆転されて記録紙１０がＢ方向に巻き戻されながら、画像記録済みのマゼンタ感熱発色層が定着される。
【００２７】
マゼンタ感熱発色層の定着後、記録画像の先端が発熱素子アレイ３２に対面する位置まで搬送され、搬送モータ１２の回転が停止される。そして、イエロー、マゼンタ画像記録時と同様に、記録紙１０のシアン感熱発色層にシアン画像が記録される。
【００２８】
画像記録後の記録紙１０は、搬送ローラ対１５によりＡ方向に搬送され、カッター２３により所定のプリントサイズに切断された後、排紙ローラ対１６により排紙口１７から排出される。
【００２９】
各画像記録時には、発熱素子３１によって加熱された記録紙１０から放出される水蒸気によって、溝３８が設けられた部分には結露が発生するが、結露した液滴は、誘引・導水作用により、速やかに溝３８に浸透していく。そして、溝３８に浸透した液滴は、溝３８により周囲の空気に触れる面積が格段に広げられ、瞬時に蒸発・除去される。このため、液滴が記録紙１０の記録面に飛散するなどして、プリントの画質が著しく劣化することを確実に防止することができる。
【００３０】
なお、結露した水滴をより効率良く溝３８に浸透させるために、溝３８により生成された凸部３９の表面に、撥水または親水加工を施してもよい。この場合、撥水加工としては、例えばフッ素加工などが挙げられる。
【００３１】
また、溝の寸法、および溝が構成する模様は、上記実施形態で挙げた例に限らず、液滴が効率良く浸透・除去されるものであればよい。
【００３２】
上記実施形態では、１個のサーマルヘッド１８に対して記録紙１０を往復搬送させることで、イエロー、マゼンタ、シアンの熱記録および定着を行う往復印画方式のカラー感熱プリンタ２を例示して説明したが、複数個のサーマルヘッドに対して記録紙を１回通過させ、その間に各サーマルヘッドでイエロー、マゼンタ、シアンの熱記録を行ういわゆる１パス方式にも本発明を適用することができる。また、カラー感熱プリンタ２を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、モノクロの感熱プリンタにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明を適用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】発熱素子アレイ近傍の概略構成を示す断面図である。
【図３】溝の構成を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
２  カラー感熱プリンタ
１０  カラー感熱記録紙（記録紙）
１２  搬送モータ
１３  給紙ローラ
１５  搬送ローラ対
１６  排紙ローラ対
１８  サーマルヘッド
１９  プラテンローラ
２０  システムコントローラ
２２  定着器
３１  発熱素子
３２  発熱素子アレイ
３８  溝
３９  凸部
【図１】
2005212273.tif 000003
【図２】
2005212273.tif 000004
【図３】
2005212273.tif 000005