(57)【要約】【課題】  カラー感熱プリンタの小型化，コストダウン，消費電力低下，プリント時間の短縮を図る。【解決手段】  アルミニウム等の高熱伝導性材料で形成された台板３０の下面にイエロー印画部３１，マゼンタ印画部３２，シアン印画部３３と、イエロー定着部３４，マゼンタ定着部３５を取り付け、台板３０の上面に放熱板３６を取り付けて、サーマルヘッド２４を構成する。３個の印画部と２個の定着部とを一体化したことにより、カラー感熱プリンタ２を小型化することができ、部品数や組み立て工数の削減によりコストダウンすることができる。また、イエロー定着部３４，マゼンタ定着部３５の熱を台板３０を介して各印画部３１〜３３に伝達し、印画に利用することができるため、消費電力を低減させ、発熱素子の加熱に要する時間を短くしてプリント時間を短縮することができる。【選択図】        図１
2005199611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱によって発色し、かつ特有な波長域の紫外線によって定着される感熱発色層が、異なる複数の色に対応して形成された感熱記録材料に印画を行なうサーマルヘッドであって、各感熱発色層に対応して発熱し印画を行なう複数の印画部と、各感熱発色層に対応した波長域の紫外線を照射する複数の定着部とを共通の台板上に取り付けたことを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項２】
前記台板は、アルミニウムで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３】
前記定着部の光源としてＬＥＤを用いたことを特徴とする請求項１または２記載のサーマルヘッド。
【請求項４】
前記台板に、印画部と定着部との熱を放熱する放熱板を取り付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】
前記印画部を傾斜させて台板に取り付けたことを特徴とする請求項１ないし４いずれか記載のサーマルヘッド。
【請求項６】
請求項１ないし５いずれか記載のサーマルヘッドと、このサーマルヘッドの各印画部に対応して設けられ、各印画部による感熱記録材料への当接を受け止める複数のプラテンと、感熱記録材料を搬送する搬送手段とを設け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、サーマルヘッド及び感熱プリンタに関し、更に詳しくは、異なる色に発色する複数の感熱発色層を備えた感熱記録材料への印画に用いられるサーマルヘッド及び感熱プリンタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シアン, マゼンタ, イエローに発色する感熱発色層を支持体上に順に層設したカラー感熱記録紙が本出願人により製造・販売されている。このカラー感熱記録紙は、最下層の感熱発色層（シアン）ほど熱感度が低くなるように設定され、かつ最上層（イエロー）と中間層（マゼンタ）の感熱発色層に対しては紫外線に対する定着性が付与されている。そのため、カラー感熱記録紙に印加される熱エネルギーを調整し、かつ次層の感熱発色層への印画の前に、印画済みの感熱発色層を定着することによって、上層から順に各感熱発色層を発色させることができる。また、このカラー感熱記録紙を使用してフルカラープリントが得られるようにしたカラー感熱プリンタも本出願人により製造・販売されている。
【０００３】
カラー感熱プリンタは、カラー感熱記録紙を副走査方向に沿って搬送する間に、主走査方向に沿って配置されたサーマルヘッドを圧接させて、カラー感熱記録紙の所定の領域に印画を行なう。サーマルヘッドには、主走査方向の各画素に対応する複数の発熱素子が設けられており、これらの発熱素子を印画する画像に合わせて発熱させることで、各感熱発色層が発色して印画が行なわれる。イエロー感熱発色層への印画後と、マゼンタ感熱発色層への印画後には、定着装置を用いてカラー感熱記録紙に紫外線が照射され、次の層の感熱発色層への熱記録時に発色しないように定着している。
【０００４】
上記定着装置では、紫外線ランプやＬＥＤが光源に用いられている（例えば、特許文献１及び２参照）。これらの紫外線ランプやＬＥＤは発熱量が大きく、カラー感熱プリンタの筐体内の環境温度に大きな影響をもたらす。そのため、放熱フィンや、放熱ファン等の冷却機構を必要としていた。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２８３６５３号公報
【特許文献２】特開２００３−２８５４５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、定着装置に冷却機構を設けると、カラー感熱プリンタが大型化し、かつコストアップする。また、冷却ファン等を使用した場合には、消費電力量が上昇し、動作音も大きくなる。更に、省エネルギー化の観点から、定着装置の発熱を印画に利用できないかが考慮されていた。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためのもので、定着装置の冷却機構によるカラー感熱プリンタの大型化，コストアップ，消費電力アップを防止し、かつ定着装置の発熱を印画に利用できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のサーマルヘッドは、感熱記録材料の複数の感熱発色層に対応して設けられた複数の印画部と、各感熱発色層に対応した波長域の紫外線を照射する複数の定着部とを共通の台板上に取り付けたものである。
【０００９】
また、台板はアルミニウムで形成した。更に、定着部の光源としてＬＥＤを用いた。また、台板に印画部と定着部との熱を放熱する放熱板を取り付けた。更に、印画部を傾斜させて台板に取り付けた。
【００１０】
また、本発明の感熱プリンタは、上述したサーマルヘッドと、このサーマルヘッドの各印画部に対応して設けられ、各印画部と感熱記録材料との当接を支持するプラテンと、感熱記録材料を搬送する搬送手段とから構成した。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のサーマルヘッド及び感熱プリンタは、印画部と定着部とを共通の台板、例えば熱伝導率の高いアルミニウム製の台板上に取り付けたので、両者の冷却を共通して行なうことができ、省スペース化及び低コスト化を図ることができる。また、印画部と定着部とを別々に設けた場合よりも小型化することができる。更に、定着部から発せられた熱を印画に利用できるので、消費電力を低減することができる。
【００１２】
また、印画部を傾斜させて台板に取り付けるようにしたので、各印画部間の間隔を小さくしてサーマルヘッドをより小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明を実施したカラー感熱プリンタの構成を示す概略図である。この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３を使用する。カラー感熱記録紙３は、巻芯４ａの外周にロール状に巻かれた記録紙ロール４の形態でカラー感熱プリンタ２にセットされる。
【００１４】
図２に示すように、カラー感熱記録紙３は、支持体６上にシアン感熱発色層７，マゼンタ感熱発色層８，イエロー感熱発色層９，保護層１０が順次層設されている。感熱発色層として最上層となるイエロー感熱発色層９は、熱感度が最も高く設定され、小さな熱エネルギでイエローに発色する。最下層となるシアン感熱発色層７は熱感度が最も低く、大きな熱エネルギでシアンに発色する。また、イエロー感熱発色層９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８は、イエロー感熱発色層９とシアン感熱発色層７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。なお、例えばブラック感熱発色層を設けて４層構造にしたカラー感熱記録紙を使用することもできる。
【００１５】
カラー感熱プリンタ２にセットされた記録紙ロール４の外周面には、搬送モータ１３によって回転される給紙ローラ１４が当接する。搬送モータ１３は、パルスモータであり、モータドライバ１５から入力されたパルスによって駆動される。給紙ローラ１４が図中反時計方向に回転すると、記録紙ロール４は図中時計方向に回転し、カラー感熱記録紙３が記録紙ロール４から送り出される。逆に、給紙ローラ１４が図中時計方向に回転すると、記録紙ロール４は図中反時計方向に回転してカラー感熱記録紙３を巻き戻す。
【００１６】
記録紙ロール４から送り出されたカラー感熱記録紙３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、カラー感熱記録紙３を挟み込んで搬送する搬送ローラ対１８が配置されている。搬送ローラ対１８は、搬送モータ１３によって回転されるキャプスタンローラ１８ａと、このキャプスタンローラ１８ａに圧接するピンチローラ１８ｂとからなり、カラー感熱記録紙３を副走査方向である図中左方のＡ方向（給紙方向）と、図中右方のＢ方向（巻戻方向）とに往復搬送する。搬送ローラ対１８のＡ方向下流側には、印画済みのカラー感熱記録紙３をプリンタ２外に排出する排紙口２１が設けられている。
【００１７】
記録紙ロール４と搬送ローラ対１８との間には、搬送経路の上方に配置されたサーマルヘッド２４と、このサーマルヘッド２４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２５，２６，２７とが設けられている。
【００１８】
サーマルヘッド２４は、例えば、アルミニウム等の熱伝導率の高い金属で形成された台板３０と、この台板３０の下面に取り付けられたイエロー印画部３１，マゼンタ印画部３２，シアン印画部３３と、イエロー印画部３１とマゼンタ印画部３２との間に配置されたイエロー定着部３４と、マゼンタ印画部３２とシアン印画部３３との間に配置されたマゼンタ定着部３５と、台板３０の上に取り付けられた放熱板３６とからなる。台板３０には、この台板３０の温度を測定する温度センサ３７が組み込まれている。
【００１９】
図３に示すように、イエロー印画部３１は、セラミックやアルミナ，アルミナセラミック等で形成されたヘッド基板３１ａと、このヘッド基板３１ａの下面に設けられた発熱素子アレイ３１ｂと、発熱素子アレイ３１ｂを構成する多数の発熱素子を個別に制御する制御ＩＣ３１ｃとからなる。発熱素子アレイ３１ｂは、カラー感熱記録紙３の搬送方向に直交する主走査方向に沿って多数の発熱素子がライン状に配列されたものである。なお、マゼンタ印画部３２及びシアン印画部３３は、イエロー印画部３１と同構成であるため、詳しい説明は省略する。
【００２０】
イエロー定着部３４は、基板３４ｂ上に多数のイエロー用発光ダイオード（Ｙ−ＬＥＤ）３４ａを主走査方向に沿って複数列に配列したもので、４２０ｎｍの近紫外線を放射して、イエロー感熱発色層９が加熱されても発色しないように定着する。また、副走査方向における各Ｙ−ＬＥＤ３４ａ間の光量不足を補うために、主走査方向の各列は、図４に示すように、Ｙ−ＬＥＤ３４ａの半ピッチ分ずつずらして配列され、副走査方向において千鳥状になるように配列されている。なお、マゼンタ定着部３５は、発光ダイオードとして、３６５ｎｍの紫外線を放射するマゼンタ用発光ダイオード（Ｍ−ＬＥＤ）３５ａを使用している点以外は、イエロー用定着部３４と同構成であるため、詳しい説明は省略する。
【００２１】
放熱板３６は、アルミニウム等の熱伝導率の高い材質で形成されており、台板３０の上面に取り付けられるスプレッド部３６ａと、このスプレッド部３６ａの上面に垂直に立設された多数のフィン部３６ｂとからなる。この放熱板３６は、台板３０に伝わった各印画部３１〜３３及び定着部３４，３５の熱を放熱して冷却する。
【００２２】
プラテンローラ２５〜２７は、回転自在とされている。また、プラテンローラ２５〜２７は上下方向において移動自在とされ、図示しないバネによってサーマルヘッド２４の各印画部３１〜３３の発熱素子アレイ３１ｂ〜３３ｂに圧接する方向に付勢されている。これらのプラテンローラ２５〜２７は、給紙時及び排紙時には、カムやソレノイド等からなるシフト機構によって下降され、サーマルヘッド２４との間に隙間を形成する。
【００２３】
カラー感熱記録紙３は、印画時に搬送ローラ対１８によってＡ方向に搬送される際に、発熱素子アレイ３１ｂ〜３３ｂとプラテンローラ２５〜２７との間に挟み込まれる。各発熱素子アレイ３１ｂ〜３３ｂの各発熱素子は、ヘッドドライバ４０に入力された駆動データに基づいて発熱し、カラー感熱記録紙３の各感熱発色層７〜９を発色させる。プラテンローラ２５〜２７は、カラー感熱記録紙３の搬送に応じて従動回転し、カラー感熱記録紙３と発熱素子アレイ３１ｂ〜３３ｂとの当接状態を安定させる。また、イエロー定着部３４及びマゼンタ定着部３５は、ＬＥＤドライバ４１によって各ＬＥＤを発光させ、印画済みの各感熱発色層を定着する。なお、発光ダイオードから放射される光は、指向性が高く発散が少ないため、未記録の感熱発色層を定着させてしまうことはない。
【００２４】
このように、一つの台板３０に３個の印画部３１〜３３と２個の定着部３４，３５とを取り付けてサーマルヘッド２４を一体化したので、カラー感熱プリンタ２の構成を簡略化することができる。また、従来の３ヘッドタイプのカラー感熱プリンタでは、各サーマルヘッドとプラテンローラとの位置調整と、各サーマルヘッド間の位置調整とを交互に複数回行なう必要があったが、本実施形態のサーマルヘッドでは、各印画部間の位置調整は、サーマルヘッド２４の組み立て時に行なうことができるので、簡略化することができる。更に、各定着部３４，３５からの発熱は、台板３０を通して各印画部３１〜３３に伝達されるため、各定着部３４，３５の熱を印画に利用することができ、省エネルギー化を図ることができる。また、サーマルヘッド３４の冷却効率を高めるために冷却ファンなどを設置する場合にも、共通の放熱板３６を冷却すればよいので、少ない冷却ファンで効率的に冷却を行なうことができる。
【００２５】
搬送ローラ対１８のＡ方向下流側には、カラー感熱記録紙３の先端を検出する光学センサ４４が組み込まれている。光学センサ４４のＡ方向下流側には、カラー感熱記録紙３を幅方向でカットするカッター４６が配置されている。このカッター４６は、搬送経路の下方に固定配置された固定刃４６ａと、搬送経路の上方に配置され、カッタ駆動機構４７によって上下方向で移動自在とされた移動刃４６ｂとからなり、固定刃４６ａと移動刃４６ｂとでカラー感熱記録紙３を挟み込んでカットする。
【００２６】
カラー感熱プリンタ２の各部は、システムコントローラ５０によって制御されている。システムコントローラ５０は、例えば、制御プログラムや制御データが記録されたＲＯＭや、ＲＯＭから読み出された制御プログラムや制御データを一時的に記録する作業領域となるＲＡＭや、制御プログラムに基づいて各種演算処理を行なうＣＰＵ等からなる。
【００２７】
次に、上記実施形態の作用について説明する。印画開始操作が行なわれると、搬送モータ１３の正転によって給紙ローラ１４が反時計方向に回転され、カラー感熱記録紙３が記録紙ロール４からＡ方向に送り出される。カラー感熱記録紙３の先端部は搬送経路内を移動して、搬送ローラ対１８にニップされ、更にＡ方向下流側に搬送される。カラー感熱記録紙３の先端が光学センサ４４によって検出されると、搬送モータ１３の回転がいったん停止される。以後、搬送モータ１３に供給されているパルスがカウントされ、このカウント値によってカラー感熱記録紙３の搬送位置がシステムコントローラ５０に特定される。
【００２８】
システムコントローラ５０は、シフト機構を制御してプラテンローラ２５〜２７を上昇させ、各印画部３１〜３３の発熱素子アレイ３１ｂ〜３３ｂとの間にカラー感熱記録紙３を挟み込む。サーマルヘッド２４のイエロー印画部３１は、ヘッドドライバ４０に入力されたイエロー画像用の駆動データに基づいて各発熱素子を発熱させ、カラー感熱記録紙３のイエロー感熱発色層９にイエロー画像を１ライン分印画する。また、搬送モータ１３は正転を再開し、カラー感熱記録紙３を印画の１ライン分ずつＡ方向に搬送する。これを繰り返すことにより、カラー感熱記録紙３の１画面分の記録エリア内にイエロー画像が印画される。
【００２９】
イエロー画像の印画開始と同時に、ＬＥＤドライバ４１は、イエロー定着部３４の多数のＹ−ＬＥＤ３４ａを発光させ、イエロー感熱発色層９の定着を行なう。なお、発光ダイオードから放射される光は、指向性が高く発散が少ないため、未記録のイエロー感熱発色層を定着させてしまうことはない。
【００３０】
カラー感熱記録紙の記録エリアの先端がマゼンタ印画部３２に到達すると、マゼンタ印画部３２は発熱素子アレイ３２ｂの各発熱素子を発熱させてマゼンタ画像を印画する。また、これと同時にマゼンタ定着部３５のＭ−ＬＥＤ３５ａが点灯され、マゼンタ感熱発色層８が定着される。
【００３１】
カラー感熱記録紙の記録エリアの先端がシアン印画部３３に到達すると、シアン印画部３３は発熱素子アレイ３３ｂの各発熱素子を発熱させてシアン画像を印画する。なお、シアン感熱発色層７は、最後に印画が行なわれること、通常の保管状態では発色しない熱感度に設定されていることから、定着性は付与されていない。
【００３２】
サーマルヘッド２４の各印画部３１〜３３、及び各定着部３４，３５から発せられた熱は、アルミニウム製の台板３０に伝達され、放熱板３６から放熱される。また、システムコントローラ５０は、各印画部３１〜３３及び各定着部３４，３５の熱が伝達された台板３０の温度を温度センサ３７によって測定し、この温度に基づいて、各印画部３１〜３３の各発熱素子を駆動する駆動データを補正する。例えば、台板３０の温度が高い場合には、各感熱発色層を実際に発色させる階調記録用の温度まで各発熱素子の温度を上昇させるバイアス加熱のエネルギーを少なくするように補正する。これにより、従来は放熱されるだけであった定着部の熱を印画に利用することができ、カラー感熱プリンタ２の省電力化に寄与することができる。また、バイアス加熱に要する時間も短くなるため、プリント時間の短縮にも寄与することができる。
【００３３】
カラー感熱記録紙３の先頭の記録エリアの先端縁側には、搬送ローラ対１８によって挟み込んで搬送するための余白部分が存在しているが、この余白部分はカッター４６によって切断され、排紙口２１からプリンタ外に排出される。また、記録エリアの後端縁もカッター４６によって切断され、１枚のシート状のカラープリントとして構成されて排紙口２１から排出される。
【００３４】
なお、上記実施形態では、各印画部３１〜３３のヘッド基板３１ａ〜３３ａを台板３０の下面に水平に取り付けたが、図５に示すように、サーマルヘッド５５の台板５６の厚みを大きくし、これにイエロー印画部５７，マゼンタ印画部５８，シアン印画部５９のヘッド基板５７ａ，５８ａ，５９ａを傾斜させ、これらの間にイエロー定着部６０とマゼンタ定着部６１とを取り付けてもよい。これによれば、各印画部５７〜５９間のピッチを狭めることができるため、プリンタの小型化や、プリント時間の短縮を図ることができる。
【００３５】
また、上記実施形態では、ＬＥＤを使用した定着部を例に説明したが、紫外線ランプやストロボランプを使用した定着部をサーマルヘッドに組み込んでもよい。更に、台板の材質としてアルミニウムを使用したが、その他の熱伝導率の高い材質で台板を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明を実施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】カラー感熱記録紙の層構造を示す要部断面図である。
【図３】サーマルヘッドのイエロー印画部及びイエロー定着部の構成を示す概略図である。
【図４】イエロー定着部のＹ−ＬＥＤの配列状態を示す説明図である。
【図５】本発明の別の実施形態のサーマルヘッドの構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３７】
２    カラー感熱プリンタ
３    カラー感熱記録紙
２４，５５    サーマルヘッド
２５〜２７    プラテンローラ
３０    台板
３１，５７    イエロー印画部
３２，５８    マゼンタ印画部
３３，５９    シアン印画部
３４，６０    イエロー定着部
３５，６１    マゼンタ定着部
３６    放熱板
３７    温度センサ
【図１】
2005199611.tif 000003
【図２】
2005199611.tif 000004
【図３】
2005199611.tif 000005
【図４】
2005199611.tif 000006
【図５】
2005199611.tif 000007