(57)【要約】【課題】  冷却ファンを用いずにサーマルヘッドを冷却して蓄熱を防止する。【解決手段】  搬送ローラ対１４により記録紙１２を給紙方向に搬送する。記録紙１２をプロテンローラ１７で支持しながら、電磁弁３３を切り替えてエア供給源３２から圧縮空気をエアシリンダ１５内に送り込み、サーマルヘッド１５を圧着位置にセットする。セット後、発熱素子アレイ１５ａを発熱させて記録エリアに画像の記録を行う。電磁弁３３による圧縮空気の切り替え時に、エアシリンダ３１および電磁弁３３から排出される圧縮空気を、エアパイプ３６を介して送風口３５から排出する。電磁弁３３の切り替えに応じて送風口３５から圧縮空気をサーマルヘッド１５に吹き付けることにより、短時間のうちにサーマルヘッド１５を冷却することができるので、蓄熱を防止して画像ムラのない画像を得ることができる。【選択図】        図１
2007045054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーマルヘッドとプラテンとにより記録紙を把持して画像を記録するサーマルプリンタにおいて、
前記サーマルヘッドまたはプラテンの少なくとも一方を互いが圧着する圧着位置と、互いが離れた退避位置との間で変位させるエアシリンダと、
このエアシリンダに圧縮空気源からの圧縮空気を送って前記圧着位置または退避位置にセットする圧着制御用電磁弁と、
前記圧着制御用電磁弁による圧縮空気の切り替え時にエアシリンダまたは電磁弁から排出される空気を前記サーマルヘッドに向けて吹き出す空気吹き出し部とを備えることを特徴とするサーマルプリンタ。
【請求項２】
前記圧縮空気源からの圧縮空気を前記空気吹き出し部に送る冷却用電磁弁と、この冷却用電磁弁を制御して冷却要求時に前記空気吹き出し部から圧縮空気を吹き出す制御部とを備え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】
サーマルヘッドとプラテンとにより記録紙を把持して記録紙を搬送しながら画像を記録するサーマルプリント方法において、
前記サーマルヘッドまたはプラテンの少なくとも一方を互いが圧着する圧着位置と、互いが離れた退避位置との間でエアシリンダにより変位させ、
このエアシリンダに圧着制御用電磁弁により圧縮空気源からの圧縮空気を送って前記圧着位置または退避位置にセットし、
前記圧着制御用電磁弁による圧縮空気の切り替え時にエアシリンダまたは電磁弁から排出される空気を前記サーマルヘッドに向けて吹き出し、前記サーマルヘッドを冷却することを特徴とするサーマルプリント方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーマルヘッドおよびプラテンによる記録紙の圧着と、サーマルヘッドの冷却とを効率よく行うようにしたサーマルプリンタおよびサーマルプリント方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
サーマルプリンタでは、サーマルヘッドの発熱素子による熱を記録紙に効率よく伝達するために、記録紙にサーマルヘッドを圧着させる構造を採用している。このため、記録紙を支持するプラテンローラなどのプラテン部材またはサーマルヘッドの一方、または両方をシフト機構やスイング機構によって記録紙を圧着する圧着位置や、記録紙を開放する退避位置との間で変位させている。このシフト機構やスイング機構の駆動源としては、一般的にはモータやソレノイドなどを駆動源として利用している（例えば、特許文献１参照）。また、サーマルプリンタでは、サーマルヘッドの蓄熱の影響があり、冷却ファンを用いてサーマルヘッドを冷却している。
【特許文献１】特開平６−１２２２１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、画像データに基づきプリント写真などを作成するプリント業界では、高速化が要請されているものの、モータの回転動作をカムやギヤを介して昇降動作に変換する場合に、動作スピードを高速化するためには、高出力モータへの変更や、高速動作に耐えるための部品の強度アップが必要とされ、駆動部を小型化するためには限界がある。また、ギヤのバックラッシの影響で、モータを正逆に回転するときに動作時間にロスが出やすく、高速化の障害となっている。また、冷却ファンなどを必要とし、その分だけ部品点数が増加し、コストアップにつながるという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、簡単な構成でサーマルヘッドの冷却とサーマルヘッドの圧着動作を高速で行うことができるようにしたサーマルプリンタおよびプリント方法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】
【０００５】
本発明のサーマルプリンタは、サーマルヘッドとプラテンとにより記録紙を把持して画像を記録するサーマルプリンタにおいて、サーマルヘッドまたはプラテンの少なくとも一方を互いが圧着する圧着位置と、互いが離れた退避位置との間で変位させるエアシリンダと、このエアシリンダに圧縮空気源からの圧縮空気を送って圧着位置または退避位置にセットする圧着制御用電磁弁と、圧着制御用電磁弁による圧縮空気の切り替え時にエアシリンダまたは電磁弁から排出される空気をサーマルヘッドに向けて吹き出す空気吹き出し部とを備えることを特徴とする。
【０００６】
また、圧縮空気源からの圧縮空気を空気吹き出し部に送る冷却用電磁弁と、この冷却用電磁弁を制御して冷却要求時に空気吹き出し部から圧縮空気を吹き出す制御部とを備えることが好ましい。
【０００７】
本発明のサーマルプリント方法は、サーマルヘッドとプラテンとにより記録紙を把持して記録紙を搬送しながら画像を記録するサーマルプリント方法において、前記サーマルヘッドまたはプラテンの少なくとも一方を互いが圧着する圧着位置と、互いが離れた退避位置との間でエアシリンダにより変位させ、このエアシリンダに圧着制御用電磁弁により圧縮空気源からの圧縮空気を送って圧着位置または退避位置にセットし、圧着制御用電磁弁による圧縮空気の切り替え時にエアシリンダまたは電磁弁から排出される空気をサーマルヘッドに向けて吹き出し、前記サーマルヘッドを冷却することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、エアシリンダを用いてサーマルヘッドの圧着／退避動作を制御させるために、ギヤやカムなどに起因するバックラッシの影響を回避させてプリントの高速化を実現することができる。さらには、部品点数を増加させることがないのでコストアップを回避することができる。また、エアシリンダやエア供給源から供給されるエアをサーマルヘッドに吹き付けて冷却させるようにしたので、サーマルヘッドを効率よく冷却させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明を適用したカラー感熱プリンタを示す図１において、カラー感熱プリンタ（以下、プリンタと称する）１０には、カラー感熱記録紙（以下、記録紙と称する）１２の搬送路上に、搬送ローラ対１４、サーマルヘッド１５、光定着器１６が配置されている。これらは、システムコントローラ２０によって制御される。
【００１０】
記録紙１２は、周知のように、支持体に対して上層から順に、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）の各色に発色する３つの感熱発色層を層設したものである。なお、記録紙１２は、最上層となるイエロー感熱発色層の熱感度が最も高く、最下層のシアン感熱発色層の熱感度が最も低い。
【００１１】
深層の感熱発色層を加熱する際に上層の感熱発色層の未発色部分が発色しないように、イエローおよびマゼンタの各感熱発色層には、それぞれ特有な波長域の光による光定着性が付与されている。各感熱発色層は、画像が熱記録された後、それぞれの波長の光が照射されることにより光定着される。このとき、イエロー感熱発色層は、発光ピークの波長が約４２０ｎｍの青紫色の光であるイエロー定着光が照射されると発色能力を消失し、マゼンタ感熱発色層は、発光ピークの波長が約３６５ｎｍの近紫外線であるマゼンタ定着光が照射されると発色能力を消失する。
【００１２】
記録紙１２は長尺であり、ロール状に巻かれた記録紙ロール２１としてプリンタ１０にセットされ、給紙ローラ２２により搬送路上に送り出される。給紙ローラ２２は駆動モータ２３によって回転される。この記録紙１２は、搬送ローラ対１４によって記録紙ロール２１から搬送路へ送り出す給紙方向と、記録紙ロール２１へ巻き戻し、この巻き戻し中に熱記録を行う記録方向とに往復搬送される。プリンタ１０は、この往復搬送の間に、イエロー，マゼンタ，シアンの画像の熱記録と、熱記録済みの記録紙１２の光定着とを行う。
【００１３】
搬送ローラ対１４は、キャプスタンローラ１４ａとニップローラ１４ｂとからなり、給紙ローラ２２と同様に搬送駆動モータ２３によって回転駆動される。搬送ローラ対１４は、キャプスタンローラ１４ａとニップローラ１４ｂとにより記録紙１２をニップし、搬送駆動モータ２３が正転すると記録紙１２を給紙方向に搬送し、搬送駆動モータ２３が逆転すると記録紙１２を戻し方向に搬送する。
【００１４】
搬送駆動モータ２３としては、例えば、パルスモータが使用される。この搬送駆動モータ２３は、システムコントローラ２０によって制御される。システムコントローラ２０は、記録紙１２を給紙方向に搬送する際は搬送駆動モータ２３を正転させ、戻し方向に搬送する際は、搬送駆動モータ２３を逆転させる。
【００１５】
搬送ローラ１４の下流には、サーマルヘッド１５が配置されている。サーマルヘッド１５には、発熱素子アレイ１５ａが設けられており、発熱素子アレイ１５ａは、多数の発熱素子を記録紙１２の幅方向（主走査方向）にライン状に並べられて構成される。このサーマルヘッド１５は、システムコントローラ２０によって駆動制御され、印画する画像に応じて各発熱素子を発熱させて画像を熱記録する。
【００１６】
また、記録紙１２を挟んでサーマルヘッド１５と対向する位置には、記録紙１２を裏面から支持するプロテンローラ１７が配置されている。
【００１７】
サーマルヘッド１５は、退避位置と圧着位置との間で移動自在に保持される。退避位置は、サーマルヘッド１５を記録紙１２から離し、記録紙１２の記録面上方に配置する位置であり、画像の記録を行わないときには、サーマルヘッド１５はこの退避位置にセットされる。一方で、画像の記録を行うときには、サーマルヘッド１５を下降させてサーマルヘッド１５をプラテンローラ１７に向けて付し記録紙１２に圧接する圧着位置へと移動させる。
【００１８】
このようなサーマルヘッド１５の退避または圧着動作（昇降動作）は、サーマルヘッド１５に接続されているエアシリンダ３１により行われる。エアシリンダ３１は電磁弁３２を介してエア供給源３２に接続されている。なお、電磁弁３２は、システムコントローラ２０によって駆動制御される。画像の記録が行われない間は、図１に示すようにサーマルヘッド１５は退避位置に保持されている。
【００１９】
サーマルヘッド１５の給紙方向下流側には、光定着器１６が配置されている。光定着器２０は、イエロー定着光を放射するイエロー定着ランプ１６ａと、マゼンタ定着光を放射するマゼンタ定着ランプ１６ｂとからなる。イエロー定着ランプ１６ａは、発光波長のピークが約４２０ｎｍの青紫光を放出する。そして、マゼンタ定着ランプ１６ｂは、発光波長のピークが約３６５ｎｍの紫外線を放出する。これらの定着ランプ１６ａ，１６ｂからの定着光の照射により、記録紙１２のイエロー感熱発色層およびマゼンタ感熱発色層は加熱されても発色しないように定着される。
【００２０】
光定着器１６の給紙方向下流側には、カッタ４０が配置されている。このカッタ４０は、熱記録および光定着が終了した記録エリアを未記録エリアから切り離す。これにより、シート状の記録紙１２は、排出口（図示しない）からプリンタ１０の外部へ排出される。
【００２１】
システムコントローラ２０は、各部を制御して、同一の記録エリアに対して、イエロー，シアン，マゼンタの３色順次記録によりフルカラー画像を記録紙１２に記録する。さらに、図２に示すように、蓄熱したサーマルヘッド１５により画像ムラが生じることを防止するために、エアシリンダ３１などの動作を制御してサーマルヘッド１５の冷却処理を行う。この冷却処理では、エアシリンダ３１またはエア供給源３２からの圧縮空気（エア）を送風口３５より送り出して、サーマルヘッド１５を冷却する。
【００２２】
このため、本発明のプリンタ１０には、サーマルヘッド１５の昇降運動を行うエアシリンダ３１と、エアシリンダ３１などにエアを供給するエア供給源３２と、エアシリンダ３１にエア供給源３２からのエアを送ってサーマルヘッド１５を圧着位置または退避位置にセットする圧着制御用の電磁弁３３と、サーマルヘッド１５に向かって備えられた送風口３５を有するエアパイプ３６が設けられている。
【００２３】
サーマルヘッド１５が退避位置のときには、電磁弁３３によってエア供給源３２からのエアがエアシリンダ３１のピストン下方のエア室に充填される。また、サーマルヘッド１５が圧着位置のときには、電磁弁３３によってエア供給源３２からのエアがエアシリンダ３１のピストン上方のエア室に充填される。そして、このエアシリンダの切り替え動作時に、エア室から排出されるエアは、エアパイプ３６を介して送風口３５からサーマルヘッド１５に吹き付けられる。
【００２４】
このように、サーマルヘッド１５の冷却処理は、電磁弁３３によるエアの切り替え時にエアシリンダ３１または電磁弁３３から排出されるエアが、エアパイプ３６を介して送風口３５よりサーマルヘッド１５に吹き付けられることにより行われる。この冷却処理は、電磁弁３３によるエアの切り替え時、すなわちサーマルヘッド１５を退避位置へセットさせる際に行われるため、連続印刷を行う場合でも、動作の切り替えに応じてサーマルヘッド１５は冷却される。したがって、サーマルヘッド１５の蓄熱を防止することができる。
【００２５】
以下、上記構成による作用について説明する。図１に示すように、熱記録に際しては、記録紙ローラ２１から送り出された記録紙１２が、搬送ローラ対１４により記録方向に送られる。また、電磁弁３３が切り替えられて、エアシリンダ３１が作動し、サーマルヘッド１５が退避位置から圧着位置に切り替えられる。サーマルヘッド１５の記録紙１２への圧着後に記録紙の記録エリアの先端がサーマルヘッド１５の発熱素子アレイ１５ａに到達すると、記録紙１２の送りに同期して、各発熱素子アレイ１５ａが画像データに基づき発熱され、イエロー画像が１ラインずつ熱記録される。
【００２６】
イエロー画像の全ラインの記録が終了すると、システムコントローラ２０により、サーマルヘッド１５が圧着位置から退避位置に切り替えられる。この切り替え時のエアシリンダ３１からの排出エアがエアパイプ３６を介してサーマルヘッド１５に吹き付けられて、サーマルヘッド１５が冷却される。また、記録紙１２の記録方向の送りが停止され、記録紙１２が給紙方向に送られる。続いて、この送りに同期して、イエロー定着ランプ１６ａが点灯し、記録紙１２の記録エリアのイエロー感熱発色層にイエローの光定着がなされる。そして、記録エリアに対して光定着を終了すると、給紙方向ヘの送りを停止する。
【００２７】
この後、記録紙１２が記録方向に送られて、イエロー記録およびイエロー光定着と同様にして、記録方向送り時にマゼンタ記録が行われ、その後の給紙方向送り時にマゼンタ光定着が行われる。次に、記録紙１２が記録方向に送られて、同様にしてシアン記録が行われ、その後の給紙方向送り時に、マゼンタ定着ランプを点灯させて記録エリアに対する漂白が行われる。記録エリアがカッタを通過すると、記録エリアと未記録エリアとの境界部分でカッタが作動し、記録エリアが未記録エリアから切り離される。以下同様にして、次々とプリントが行われる。また、プリント終了ボタンまたは電源ボタンが押されると、記録紙は記録紙ロールに巻き戻される。
【００２８】
このようにして、イエロー、マゼンタ、シアンの各色の熱記録に際して、サーマルヘッド１５の圧着位置と退避位置との間での昇降動作が行われるときに、エアシリンダ３１からの排出エアによってサーマルヘッドが冷却されるため、冷却ファンなどを別途設ける必要がなく構成が簡単になる。
【００２９】
また、サーマルヘッド１５の動力源としてエアシリンダ３１を用いたので、モータを動力源としてカムやギアを使用する場合に生じていたバックラッシュが回避される。そのため、搬送ローラ対１４の回転方向を反転させても動作時間にロスが生じたり、動作スピードが遅延したりすることがない。
【００３０】
また、上記実施形態では、電磁弁３３によるエアの切り替え時に、エアシリンダ３１または電磁弁３３から排出されるエアをサーマルヘッド１５に向けて送風口３５から吹きださせてサーマルヘッド１５を冷却させるようにしたが、これに代えて、図３に示すように、エア供給源３２からのエアをサーマルヘッド１５に向くように備えられた送風口３９に送る冷却用電磁弁４０を設けて、サーマルヘッド１５の温度が上昇して冷却が必要な時に、サーマルヘッド１５に対して送風口３９からエアを吹き付けて冷却させることもできる。
【００３１】
冷却用電磁弁４０はシステムコントローラ２０により制御される。システムコントローラ２０は、サーマルヘッド１５に設けた温度センサ（図示しない）の出力に基づき、サーマルヘッド１５が所定の温度以上になったときに、冷却用電磁弁４０を切り替えて、エアパイプ４１を介してエア供給源３２からのエアをサーマルヘッド１５に向けて吹き付ける。エアパイプ４１には、絞り弁４２が設けられており、この絞り弁４２によって流量が絞られる。なお、図３において、図２と同じ部位に関しては同符号を用い説明は省略する。
【００３２】
このようにエア供給源３２から直接エアを供給して、絞り弁４２によりエア流量を調節しながら、送風口３９よりサーマルヘッド１５に対してエアを吹き付けるようにすると、サーマルヘッド１５の昇降動作時以外にも、冷却要求時に応じてサーマルヘッド１５にエアを吹き付けて冷却させることができる。なお、冷却用電磁弁４０の切り替えによるエアの吹き付けを行うタイミングは、特に限定されるものではなく、常時であってもよいし、適宜であってもよい。
【００３３】
また、サーマルヘッド１５の温度上昇に応じて、エア吹き付け回数や吹き付け時間を変えるようにしてもよい。例えば、温度上昇が低いときには、風量を少なくするようにエア吹き付け回数を少なくするとともに、エア吹き付け時間を短くする。また、温度上昇が高いときには、風量を多くするようにエア吹き付け回数を多くするとともに、エア吹き付け時間を長くすれば、効率よくサーマルヘッド１５を冷却することができる。
【００３４】
このようにエア供給源３２から直接エアを供給して、絞り弁４２によりエア流量を調節しながら、送風口３９よりサーマルヘッド１５に対して吹き付けるようにすると、サーマルヘッド１５が退避位置へセットされるとき以外にも、冷却要求時に応じてサーマルヘッド１５にエアを吹き付けて冷却させることができる。これにより、サーマルヘッド１５の蓄熱をより防止することができるとともに、冷却させるのに要する時間をより短縮することができるという効果が得られる。なお、冷却用電磁弁４０の切り替えによるエアの吹き付けを行うタイミングは特に限定されるものではなく、常時であってもよいし、適宜であってもよい。
【００３５】
なお、上記実施形態では、加熱により自己発色するカラー感熱記録紙を用いたカラー感熱プリンタについて説明したが、サーマルヘッドによってインクシートを加熱し、インクを記録紙に熱転写して画像を記録する熱転写型や昇華型のサーマルプリンタに本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のカラー感熱プリンタを示す概略図であり、サーマルヘッドが退避した状態を示している。
【図２】圧着状態のサーマルヘッドを示す概略図である。
【図３】別実施形態のサーマルヘッド周辺の概略図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０    カラー感熱プリンタ
１２    カラー感熱記録紙
１５    サーマルヘッド
２０    システムコントローラ
３１    エアシリンダ
３２    エア供給源
３３    電磁弁
３５，３９  送風口
３６，４１  エアパイプ
４０    冷却用電磁弁
４２    絞り弁
【図１】
2007045054.tif 000003
【図２】
2007045054.tif 000004
【図３】
2007045054.tif 000005