(57)【要約】【課題】  搬送ローラの温度に起因する濃度変動を防止することができる感熱プリンタを提供する。【解決手段】  給紙された記録紙１１は、搬送ローラ１６によって戻し方向に搬送されながらサーマルヘッド２２によって画像が熱記録される。搬送ローラ１６は、キャプスタンローラ１４とピンチローラ１５とからなる。これら各ローラ１４，１５の近傍には、それぞれのローラの表面温度を測定する温度センサ４６，４７が配置されている。搬送ローラ１６は、印画直後の記録紙１１の表面温度よりも低いため、記録エリアのうち搬送ローラ１６を通過する通過領域は温度が低下し、他の部分と比較して濃度が薄くなる。補正量算出部３８は、前記温度センサ４６，４７が測定した温度に基づいて、濃度低下分を補うようにサーマルヘッド２２の印画エネルギーの補正量を求める。【選択図】        図１
2005246694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーマルヘッドの印画方向下流側に配置された搬送ローラによって感熱記録紙を搬送しながら、前記サーマルヘッドによって前記感熱記録紙を加熱して画像を熱記録する感熱プリンタにおいて、
前記搬送ローラの温度を測定するローラ温度センサと、このローラ温度センサによって測定されたローラ温度に基づいて、印画直後の記録エリアの表面温度と、前記搬送ローラを通過した後の記録エリアの表面温度との温度差を求め、その温度差に応じて前記サーマルヘッドの印画エネルギーを補正する補正手段とを設けたことを特徴とする感熱プリンタ。
【請求項２】
前記補正手段は、印画直後の記録紙の表面温度を推定し、この推定された表面温度に基づいて、前記温度差を求めることを特徴とする請求項１記載の感熱プリンタ。
【請求項３】
前記補正手段は、印画直後の記録紙の表面温度の実測値に基づいて、前記温度差を求めることを特徴とする請求項１記載の感熱プリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーマルヘッドで感熱記録紙を加熱して画像を熱記録する感熱プリンタに関し、さらに詳しくは、印画方向下流側に配置された搬送ローラによって感熱記録紙を搬送しながら熱記録を行う感熱プリンタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
サーマルプリンタには、サーマルヘッドでインクシートを加熱してそのインクを記録紙に転写して画像を記録する熱転写型プリンタと、加熱により自己発色する感熱記録紙を用い、この感熱記録紙をサーマルヘッドで加熱して画像を記録する感熱プリンタの２種類がある。
【０００３】
サーマルプリンタは、搬送ローラによって記録紙を搬送させながらサーマルヘッドで画像をライン記録する。サーマルヘッドには、画素に対応する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が設けられており、各発熱素子を各画素の濃度に応じて発熱させることで、画像が熱記録される。サーマルヘッドと対向する位置には、サーマルヘッドに圧接された記録紙を裏面から支持するプラテンローラが配置される。
【０００４】
サーマルヘッドの発熱は、記録紙を介してプラテンローラへも伝達され、プラテンローラに蓄積される。複数枚の画像を続けて記録する場合には、この蓄熱によってプラテンローラの温度が累積的に上昇していく。そうすると、このプラテンローラの蓄熱によって、サーマルヘッドが付与する熱エネルギー以上の熱エネルギーが発生し、画像が所期の濃度以上の濃度で記録されてしまうことがあった。そこで、プラテンローラの温度を計測し、この温度に応じてサーマルヘッドの発熱エネルギーを補正するサーマルプリンタが知られている（下記特許文献１）。また、下記特許文献２のサーマルプリンタでは、プラテンローラを冷却することで、プラテンローラの蓄熱による濃度変動を防止している。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１９３１８０号公報
【特許文献２】特開平８−０７２２７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
加熱によって自己発色する感熱記録紙は、該記録紙自体が蓄積する熱によって、加熱された後もしばらくの間発色を続ける。感熱記録紙は、サーマルヘッドよりも印画時の搬送方向下流側に配置された搬送ローラによってテンションを付与されながら搬送されるが、前記搬送ローラの温度は、記録エリアの表面温度よりも低い。このため、前記発色期間中に、記録エリアの一部が搬送ローラと接触すると、その部分が搬送ローラによって冷却されて、他の部分と比較して濃度が低下してしまうという問題があった。上述した従来のサーマルプリンタでは、プラテンローラの蓄熱による濃度変動しか考慮しておらず、搬送ローラに起因する濃度変動に対する対策は、考慮されていなかった。
【０００７】
本発明は、搬送ローラの温度に起因する濃度変動を防止することができる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】
本発明の感熱プリンタは、サーマルヘッドの印画方向下流側に配置された搬送ローラによって感熱記録紙を搬送しながら、前記サーマルヘッドによって前記感熱記録紙を加熱して画像を熱記録する感熱プリンタにおいて、前記搬送ローラの温度を測定するローラ温度センサと、このローラ温度センサによって測定されたローラ温度に基づいて、印画直後の記録エリアの表面温度と、前記搬送ローラを通過した後の記録エリアの表面温度との温度差を求め、その温度差に応じて前記サーマルヘッドの印画エネルギーを補正する補正手段とを設けたことを特徴とする。
【０００９】
前記温度差は、印画直後の記録紙の表面温度を推定して求めてもよいし、実測によって求めてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、サーマルヘッドの印画方向下流側に配置された搬送ローラによって感熱記録紙を搬送しながら、前記サーマルヘッドによって前記感熱記録紙を加熱して画像を熱記録する感熱プリンタにおいて、前記搬送ローラの温度を測定するローラ温度センサと、このローラ温度センサによって測定されたローラ温度に基づいて、印画直後の記録エリアの表面温度と、前記搬送ローラを通過した後の記録エリアの表面温度との温度差を求め、その温度差に応じて前記サーマルヘッドの印画エネルギーを補正する補正手段とを設けたから、搬送ローラの温度に起因する濃度変動を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１に示すカラー感熱プリンタ１０には、長尺の記録紙１１をロール状に巻いた記録紙ロール１２が装填される。記録紙１１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。また、イエロー感熱発色層は、発光波長のピークが約４２０ｎｍの青紫色の可視光であるイエロー定着光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、発光波長のピークが約３６５ｎｍの近紫外線であるマゼンタ定着光が照射されたときに発色能力が消失する。
【００１２】
給紙ローラ１３は、記録紙ロール１２と当接して、記録紙ロール１２を回転させることにより、該ロール１２から記録紙１１の先端を、搬送路に引き出す。給紙ローラ１３の下流側には、キャプスタンローラ１４とピンチローラ１５とからなる搬送ローラ１６が配置されている。ピンチローラ１５は、給紙時には、キャプスタンローラ１４との間に隙間を空ける退避位置にあり、記録紙１１が前記隙間を通過すると、前記退避位置からキャプスタンローラ１４に向かってシフトして、キャプスタンローラ１４とともに記録紙１１をニップする。搬送ローラ１６は、記録紙１１をニップした状態で送り方向と戻し方向とに搬送する。搬送路は、図示しないガイド部材によって構成されており、記録紙１１は、このガイド部材に進路を案内されながら搬送される。
【００１３】
給紙ローラ１３及び搬送ローラ１６は、搬送モータ１７により正逆両方向に回転駆動される。搬送モータ１７は、モータドライバ（図示せず）を介してコントローラ２１により回転速度及び回転量が制御される。搬送モータ１７としては、例えば、与えられたパルス数に応じて回転量が決定するステッピングモータが使用されており、コントローラ２１は、搬送モータ１７へ与える駆動パルスをカウントすることによって、記録開始位置、カット位置などの記録紙１１の位置及びその搬送量を特定する。
【００１４】
搬送ローラ１６の下流側には、サーマルヘッド２２が配置されている。サーマルヘッド２２は、周知のように、多数の発熱素子を主走査方向に配列した発熱素子アレイ２２ａを備えており、この発熱素子アレイ２２ａを記録紙１１に圧接させた状態で、各発熱素子を発熱させ記録紙１１に画像データの階調値に応じた熱エネルギーを与える。このサーマルヘッド２２は、ヘッド制御部２４によって制御される。
【００１５】
プリンタ１０へ取り込まれた画像データは、画像処理部４１によってガンマ補正処理、ＹＣ変換処理などが施されて、フレームメモリ４２へ書き込まれる。このフレームメモリ４２からラインメモリ４３に画像データが１ライン分ずつ転送される。ヘッド制御部２４は、ラインメモリ４３内の１ライン分の画像データに基づいて、駆動データを生成し、これを駆動信号に変換して、サーマルヘッド２２を駆動する。
【００１６】
発熱素子アレイ２２ａと対向する位置には、記録紙１１を裏面から支持するプラテンローラ２３が配置されている。プラテンローラ２３は、記録紙１１の搬送に応じて従動回転し、記録紙１１と発熱素子アレイ２２ａとの接触状態を安定させる。記録紙１１は、これらサーマルヘッド２２とプラテンローラ２３によって挟持されることによって、発熱素子アレイ２２ａと圧接される。
【００１７】
このサーマルヘッド２２による熱記録は、給紙時に記録紙１１の１画面分の記録エリアをいったんサーマルヘッド２２を通過させた後、記録紙１１を戻し方向に搬送しながら行われる。このように、戻し方向に搬送しながら印画を行うことで、サーマルヘッド２２の戻し方向（印画方向）下流側に配置された搬送ローラ１６によって記録紙１１に対してフロントテンションが付与される。このフロントテンションによって記録紙１１が引っ張られた状態で印画されるので、画像の位置ズレが防止される。
【００１８】
サーマルヘッド２２は、図示しないシフト機構によって、発熱素子アレイ２２ａとプラテンローラ２３との間に隙間を空ける退避位置と、発熱素子アレイ２２ａを記録紙１１と圧接させる圧接位置との間で揺動される。給紙時には、サーマルヘッド２２は退避位置にあり、発熱素子アレイ２２ａとプラテンローラ２３との間に、記録紙１１の給紙通路が確保される。記録時には、サーマルヘッド２２が圧接位置に移動して発熱素子アレイ２２ａが記録紙１１に押し当てられる。
【００１９】
サーマルヘッド２２の送り方向下流側には、光定着器２６が配置されている。光定着器２６は、イエロー定着光を放射するイエロー用定着ランプ２７及びマゼンタ定着光を放射するマゼンタ用定着ランプ２８を備えている。イエロー画像の光定着は、イエロー画像の熱記録が終了した後、イエロー用定着ランプ２７を点灯させ、記録エリアを熱記録時とは逆に送り方向に搬送しながら行われる。その後、記録エリアを戻し方向に搬送させながらマゼンタ画像の熱記録が開始されるが、この時には、イエロー用定着ランプ２７は消灯される。マゼンタ画像の熱記録が終了すると、マゼンタ用定着ランプ２８を点灯させ、記録エリアを送り方向に搬送しながらマゼンタの光定着が開始される。記録エリアが光定着器２６を通過した後、搬送方向を戻し方向に逆転させてシアン画像の熱記録が開始される。
【００２０】
光定着器２６の送り方向下流側には、カッタ３２が配置されている。カッタ３２は、記録紙１１の先端に生じる余白を切断するとともに、熱記録及び定着が終了した記録紙１１の記録済み部分を１枚のシートに切断する。切断されたシートは排紙口からプリンタ外へ排紙される。記録紙１１の未記録部分は、記録紙ロール１２へ巻き戻される。
【００２１】
プラテンローラ２３の近傍には、プラテンローラ２３の表面温度を測定するプラテン温度センサ３６が配置されている。プラテンローラ２３は記録紙１１と接触するので、その温度が記録紙１１の発色濃度に影響する。このため、プリンタ１０では、プラテンローラ２３の表面温度に応じて、サーマルヘッド２２が発生する印画エネルギーを補正している。このプラテン温度センサ３６としては、例えば、測定対象から放出される赤外線を捉えて温度を測定する放射温度計が使用される。放射温度計は、測定対象に接触することなく、その温度を測定するため、プラテンローラ２３のような回転体の表面温度を測定するのに適している。
【００２２】
プラテン温度センサ３６が出力するアナログの温度信号は、Ａ／Ｄコンバータ３７によってデジタルな温度データに変換されてコントローラ２１に入力される。コントローラ２１は、この温度データを補正量算出部３８へ送る。補正量算出部３８は、入力された温度データに基づいてサーマルヘッド２２が発生する印画エネルギーの補正量を算出する。補正量算出部３８には、プラテン温度と補正量との関係を記憶したテーブルメモリが設けられており、このテーブルメモリを参照することによって、プラテン温度に応じた補正量が求められる。もちろん、プラテン温度と補正量との関係式を記憶させて、演算によって補正量を求めてもよい。
【００２３】
プラテン温度は、まず、最初の１ラインを記録する前に測定され、以後、１ライン記録する毎に測定される。この測定された温度に応じて記録すべき１ラインの印画エネルギーの補正量が算出される。ヘッド制御部２４は、ラインメモリ４３から読み出した１ライン分の画像データに、補正量算出部３８から入力される補正量を加味して駆動データを生成し、その駆動データに応じた駆動信号をサーマルヘッド２２へ出力して、サーマルヘッド２２を駆動する。
【００２４】
また、サーマルヘッド２２の印画時の搬送方向（戻し方向）下流側に配置された搬送ローラ１６は、印画直後の記録紙１１の表面温度よりも温度が低い。記録紙１１は、それ自体の蓄熱によって、印画してしばらくの間発色反応を継続するが、記録紙１１が搬送ローラ１６を通過すると、記録紙１１が冷却されて、発色が鈍くなる。実験によれば、印画直後の記録エリアの表面温度は、約５０℃であり、搬送ローラ１６を通過した後、その温度は約２０℃まで低下する。
【００２５】
図２に示すように、記録エリアのうちの一部が搬送ローラ１６を通過した場合には、搬送ローラ１６を通過した通過領域は、非通過領域よりも濃度が薄くなり、その濃度差は、およそ０．０５〜０．１（ＯＤ）となる。
【００２６】
このため、プリンタ１０では、上記濃度差が生じないように、搬送ローラ１６の温度を測定し、その温度に基づいて、サーマルヘッド２２が発生する印画エネルギーを補正している。搬送ローラ１６を構成するキャプスタンローラ１４及びピンチローラ１５の各ローラの近傍には、それぞれローラ温度センサ４６，４７が配置される。これら各ローラ温度センサ４６，４７としては、プラテン温度センサ３６と同様に、例えば、放射温度計が使用される。
【００２７】
各ローラ温度センサ４６，４７が出力するアナログの温度信号は、Ａ／Ｄコンバータ３７によってデジタルな温度データに変換されて、コントローラ２１へ出力される。コントローラ２１は、これを補正量算出部３８へ送る。補正量算出部３８は、入力された温度データに基づいてサーマルヘッド２２が発生する印画エネルギーの補正量を算出する。各ローラ温度は、最初の１ラインを記録する前に測定され、以後、１ライン記録する毎に測定される。この測定された温度に応じて記録すべき１ラインの印画エネルギーの補正量が算出される。ヘッド制御部２４は、ラインメモリ４３から読み出した１ライン分の画像データに、補正量算出部３８から入力される補正量を加味して駆動データを生成し、その駆動データに応じた駆動信号をサーマルヘッド２２へ出力して、サーマルヘッド２２を駆動する。
【００２８】
補正量算出部３８は、まず、各ローラ温度センサ４６，４７が測定した温度に基づいて、記録紙１１が搬送ローラ１６を通過することによって、サーマルヘッド２２による加熱直後の記録紙１１の表面温度がどの程度降下するか（印画直後の記録紙１１の表面温度と、搬送ローラ１６を通過した後の表面温度の温度差）を予測する。そして、予測した温度差による濃度低下分を求め、それを補うためのエネルギー補正量を求める。ヘッド制御部２４は、このエネルギー補正量に応じて、画像データに基づいて求めた印画エネルギーを補正し、補正済みの印画エネルギーが記録紙１１へ付与されるようにサーマルヘッド２２を駆動する。
【００２９】
補正量算出部３８には、前記温度差と補正量との関係を記憶したテーブルメモリが設けられており、このテーブルメモリを参照することによって、温度差に応じた補正量が求められる。もちろん、温度と補正量との関係式を記憶させて、演算によって補正量を求めてもよい。
【００３０】
記録エリアのうち、搬送ローラ１６が通過する通過領域は、記録エリアの長さに応じて決まる。コントローラ２１は、補正量算出部３８に対して、前記通過領域の記録が終了するまで、搬送ローラ１６に起因する濃度変動の補正を実行させる。こうした補正により、記録エリア内の前記通過領域と前記非通過領域との濃度変動がなくなるので、ムラのない高品質な画像が記録される。
【００３１】
以下、上記構成による作用について、図３に示すフローチャートを参照しながら説明する。プリント指示がなされると、記録紙１１が搬送路に給紙される。給紙された記録紙１１は、搬送ローラ１６によって送り方向へ搬送される。記録エリアがサーマルヘッド２２を通過すると、記録紙１１の搬送が停止される。搬送モータ１７が逆転して、記録紙１１を戻し方向に搬送させながら、サーマルヘッド２２によってイエロー画像の印画が開始される。
【００３２】
このとき、補正量算出部３８は、プラテン温度センサ３６によって測定されたプラテン温度に基づいて、印画エネルギーの補正量を求める。同時に、図３のフローチャートに示すように、補正量算出部３８は、各ローラ温度センサ４６，４７によって測定された搬送ローラ１６の温度と、印画直後の記録紙１１の表面温度との温度差を求め、この温度差に応じた印画エネルギーの補正量を求める。
【００３３】
サーマルヘッド２２は、補正された印画エネルギーを記録紙１１に与えて、最初の１ライン分のライン画像を記録する。次のライン画像を記録する際には、上記と同様の手順で、補正量算出部３８は、プラテン温度及び搬送ローラの温度に基づいて、次のライン画像の印画エネルギーの補正量を求め、ヘッド制御部２４は、補正済みの印画エネルギーを発生するように、サーマルヘッド２２を駆動する。搬送ローラ１６の温度に基づく補正は、通過領域への記録が終了するまで、繰り返される。
【００３４】
通過領域への記録が終了すると、補正量算出部３８は、プラテン温度に基づく補正のみを行う。こうして、１画面分の画像が記録される。通過領域に対しては、搬送ローラ１６によって冷却されることによる濃度低下分を見込んだ印画エネルギーが与えられるから、非通過領域との間に濃度変動がなく、記録エリアの全域に渡って濃度ムラのない画像を記録することができる。
【００３５】
イエロー画像記録が終了した後、記録紙１１は送り方向に搬送されてイエロー画像の光定着が行われる。その後、再度戻し方向に搬送させながら、サーマルヘッド２２によってマゼンタ画像が熱記録される。このマゼンタ画像の印画時においても、上記と同様の手順でプラテン温度及び搬送ローラの温度に基づく印画エネルギーの補正が行われる。マゼンタ画像の熱記録が終了すると、記録紙１１は、送り方向に搬送されて、マゼンタ画像の光定着が行われる。その後、記録紙１１を戻し方向に搬送させながら、シアン画像が印画される。このシアン画像の印画時においても前記印画エネルギーの補正が行われる。このように、マゼンタ及びシアンの印画時においても前記補正が行われるから、記録エリアの全域に渡って濃度ムラのないフルカラー画像が得られる。シアン画像の印画が終了した記録紙１１は、カッタ３２へ送られて、記録済み部分がシートに切断されて排紙される。
【００３６】
上記実施形態では、サーマルヘッドによって加熱された直後の記録紙の表面温度を予測して、その表面温度と、搬送ローラを通過した後の記録紙の表面温度との差に基づいて、印画エネルギーの補正量を算出する例で説明しているが、印画直後の記録紙の表面温度を、温度センサによって実測して、前記補正量を求めてよい。こうすると、正確な補正量を求めることができる反面、いったん画像を記録しなければ、実測温度を測定することができないので、最初のラインから補正を行うことができなくなる。
【００３７】
また、上記実施形態では、温度センサとして、非接触型の放射温度計を使用した例で説明したが、サーミスタなど接触型の温度センサを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明のカラー感熱プリンタの構成図である。
【図２】通過領域と非通過領域の説明図である。
【図３】搬送ローラの温度に基づく印画エネルギー補正手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３９】
１０  カラー感熱プリンタ
１１  カラー感熱記録紙
１４  キャプスタンローラ
１５  ピンチローラ
１６  搬送ローラ
２１  コントローラ
２２  サーマルヘッド
２２ａ  発熱素子アレイ
２３  プラテンローラ
２４  ヘッド制御部
３６  プラテン温度センサ
３８  補正量算出部
４６，４７  ローラ温度センサ
【図１】
2005246694.tif 000003
【図２】
2005246694.tif 000004
【図３】
2005246694.tif 000005