JPH0524233A - サーマルヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構成が簡単で短時間で印字可能なサーマルヘ
ッドを提供。 【構成】 複数の発熱素子列５２、５４、５６を平行に
設け、該発熱素子列５２、５４、５６の間に紫外線透過
用切欠５８、６０を設けてある。感熱紙２に対する２ピ
ッチの副走査で１ラインの印字を行う。 【効果】感熱記録材料の加熱処理と感熱記録材料の紫外
線照射処理とを連続して行うことができ、短時間で発色
処理を行うことができる。また、感熱記録材料搬送方向
に沿ったサーマルヘッドの幅が大きくなることはなく、
サーマルヘッドが大型化することはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加熱によりフルカラー
画像を形成可能な多色感熱記録材料を加熱して画像を形
成することのできるサーマルヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】印字用プリンタや画像用プリンタ等の画
像記録装置として、サーマルヘッドを用いて感熱記録材
料を加熱し、文字、図形等の画像を形成する方式のサー
マルプリンタがある。上記感熱記録材料を用いて画像を
形成する場合、例えば黒色等の一色で十分な画像もある
が、表現の多様化等の要望に対処するため、多色記録が
可能な感熱記録方法が望まれている。このような要望に
対して、特開平２−１４１２７９号公報には、フルカラ
ー画像を形成可能な多色感熱記録材料が開示されてい
る。この感熱記録材料は、異なる色を発色する３層の感
熱発色層を有し、各層の発色程度によりフルカラーを発
色することができる。具体的には、前記感熱記録材料
は、表面側から第１感熱発色層、第２感熱発色層、第３
感熱発色層が順に設けられており、サーマルヘッドによ
り各層を加熱するようになっている。感熱記録材料は、
表面側の層ほど感熱発色温度が低く設定されており、少
なくとも上から２層は発色後に紫外線により色素が固定
されるようになっている。したがって、加熱により既に
発色した層の下層を加熱しているときに既発色層の発色
濃度が高まることがない。

【０００３】該感熱記録材料による記録方法は、まず、
第１発色層を第１温度に加熱して発色させ、次いで第１
発色層に紫外線を照射して発色を停止させ色素を固定す
る。次に、第２発色層を第２温度に加熱して発色させ、
同様に紫外線を照射して発色を停止させ色素を固定す
る。最後に第３発色層を第３温度に加熱して発色させる
ことにより記録が終了する。前記感熱記録材料におい
て、例えば第１発色層から第３発色層が順にイエロー、
マゼンタ、シアンを発色するように色素を含有していれ
ば、感熱記録材料を上記のように加熱することによりフ
ルカラー画像を形成することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように感熱記録
材料を加熱し必要に応じて紫外線を照射する構成として
は、感熱記録材料の搬送路に１個のサーマルヘッドと２
個の紫外線照射ランプを設けてサーマルヘッドが感熱記
録材料を３回走査する構成と、感熱記録材料の搬送路に
発熱温度の異なる３個のサーマルヘッドを設け、感熱記
録材料搬送方向でサーマルヘッドの下流側に紫外線照射
ランプを設けて、感熱記録材料を１回だけ搬送すること
により前記サーマルヘッド及びランプが感熱記録材料を
走査する構成とが考えられる。ところが、前者の構成で
は、構成が簡単であるが印刷時間が長くなり、また後者
の構成では、サーマルヘッドの数が増加して印字部の構
成が複雑かつ大型になる。

【０００５】本発明の目的は上記問題を解消することに
あり、上記紫外線により発色が定着される感熱記録材料
の加熱に用いられる、構成が簡単で印字時間が短いサー
マルヘッドを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る上記目的
は、複数の感熱発色層を重畳して設けた感熱記録材料
に、複数種の熱エネルギーを与えて画像を形成するサー
マルヘッドにおいて、複数の発熱素子列を平行に設け、
該発熱素子列の間に１つ以上の紫外線付与部を設けたこ
とを特徴とするサーマルヘッドによって達成される。ま
た、本発明に係る上記目的は、複数の感熱発色層を重畳
して設けた感熱記録材料に、複数種の熱エネルギーを与
えて画像を形成するサーマルヘッドにおいて、少なくと
も１つの発熱素子列と、少なくとも１つの紫外線付与部
とを有することを特徴とするサーマルヘッドにより達成
される。前記サーマルヘッドによれば、感熱記録材料に
対する２ピッチの副走査で１色の１ライン印字及び定着
を行うことができる。

【０００７】前記サーマルヘッドは複数の発熱素子列の
間に紫外線付与部が設けられているので、感熱記録材料
との相対走査により発熱素子と紫外線付与部が感熱記録
材料に連続して接触あるいは対向することができる。し
たがって、感熱記録材料の搬送方向に沿ったわずかな距
離内で、感熱記録材料を加熱して発色させる処理と、感
熱記録材料に紫外線を照射して定着する処理とを短時間
で行うことができ、印字の高速化が可能になる。発熱素
子及び紫外線付与部は共に列状であるから、感熱記録材
料搬送方向に沿ったサーマルヘッドの幅が大きくなるこ
とはなく、サーマルヘッドが大型化することはない。前
記紫外線付与部を通して紫外線を照射するには、例えば
サーマルヘッドの背面側に紫外線照射ランプを設ける構
成があるが、ミラー、光ファイバーケーブル等によりサ
ーマルヘッドの背面側に紫外線を導くことができれば紫
外線照射ランプの設置位置は限定されず、必ずしもサー
マルヘッドと紫外線照射ランプを一体化する必要はな
い。

【０００８】複数の発熱素子と紫外線付与部を交互に設
け、各発熱素子を独立に制御する構成は、例えば液晶デ
ィスプレイ作製技術を援用して各発熱素子毎に電極、絶
縁体等を積層して駆動回路を構成する。電極や絶縁体等
を積層することにより面積を増加させずに複数の発熱素
子を並列に設けることができる。なお、感熱記録材料の
感熱発色層は上記のようにイエロー、マゼンタ、シアン
の３層に限定されず、複数層でフルカラーを発色可能で
あればよい。例えば、黒色発色層を更に設けてもよい。

【０００９】本発明に用いられる感熱記録材料として
は、例えば前記特開平２−１４１２７９号公報、特願平
２−８９３８４号、同２−１３４３０３号明細書に記載
のものが挙げられる。

【００１０】

【実施態様】以下、添付図面に基づいて本発明の実施態
様を説明する。なお、本発明は本実施態様のみに限定さ
れない。以下に説明する画像形成方法は、前記特願平２
−１３４３０３号明細書に記載の感熱記録材料を用いて
フルカラー画像を形成する方法である。

【００１１】図１は感熱紙の断面図である。感熱紙２は
支持体４上に３層の感熱発色層６、８、１０、中間層１
２、１４及び表面保護層１７が層設されている。加熱に
より第１発色層６はイエローを発色し、第２発色層８は
マゼンタを発色し、第３発色層１０はシアンを発色する
ようになっており、第１発色層６から第３発色層１０ま
で順に３回加熱することによりフルカラーを発色可能で
ある。各発色層６、８、１０は熱感度が異なり、第１発
色層６は低温（約１００℃）で発色し、第２発色層８は
中温（約１１０℃）で発色し、第３発色層１０は高温
（約１３０℃）で発色する。なお第１発色層６及び第２
発色層８は発色直後に紫外線の照射により色素濃度が定
着され、それ以後の加熱によって発色しないようになっ
ている。

【００１２】図２は画像形成装置の概略構成図である。
感熱紙２を保持するゴム製のプラテンローラ１８は矢印
Ａ方向に回転可能であり、該プラテンローラ１８の周囲
にはサーマルヘッド２０及び剥離爪２６が配設されてい
る。サーマルヘッド２０は後述するようにプラテンロー
ラ１８の軸方向に延びる３列の線状発熱素子列５２、５
４、５６を備えている。また、サーマルヘッド２０の背
面側から紫外線が照射されるように、２つの紫外線照射
ランプ２２、２４が配設されている。

【００１３】図３はフルカラー記録モードと単色記録モ
ードのタイミングチャートである。まずフルカラー記録
モード（ａ）について説明する。感熱紙２は矢印Ａ方向
に回転するプラテンローラ１８の周面に巻き付けられて
保持された状態で、サーマルヘッド２０により加熱され
てフルカラーを発色することができる。サーマルヘッド
２０は３種の温度（低温、中温、高温）で感熱紙２を加
熱することができ、プラテンローラ１８の回転に従いサ
ーマルヘッド２０が感熱紙２を１走査することによりフ
ルカラー記録処理が行われる。すなわち、第１発熱素子
列５２で第１発色層６を低温で加熱し、第２発熱素子列
５４で第２発色層８を中温で加熱し、第３発熱素子列５
６で第３発色層１０を高温で加熱する。図３に示すよう
にサーマルヘッド２０は通電パルス幅で各発熱素子列５
２、５４、５６の温度が調整されるようになっている。
また、サーマルヘッド２０の背面側に配置された紫外線
照射ランプ２２、２４は、それぞれ波長４２０ｎｍ、３
６５ｎｍの紫外線をサーマルヘッド２０を通して感熱紙
２に照射することができ、ランプ２２により第１発色層
６に４２０ｎｍの紫外線を照射し、ランプ２４により第
２発色層８に３６５ｎｍの紫外線を照射してこれらの層
６、８の発色を定着するようになっている。各層６、８
内で顕色剤は紫外線の照射により発色機能を失い、その
後の加熱によっても発色が進行しないようになってい
る。また、未使用の感熱紙２は黄色を帯びているが、紫
外線の照射により黄色味は消滅する。

【００１４】画像形成処理が開始されると、シート状の
感熱紙２又はロール状からシート状に切断された感熱紙
２がプラテンローラ１８の周面に供給される。供給され
た感熱紙２はプラテンローラ１８の周面に巻き付けられ
て保持され、プラテンローラ１８と共に回転してサーマ
ルヘッド２０により加熱される。プラテンローラ１８の
回転に従い感熱紙２はサーマルヘッド２０によりまず低
温で加熱され、第１発色層６でイエローが発色する。イ
エロー発色後の第１発色層６は、次いでランプ２２によ
り紫外線を照射されて濃度が定着される。イエローの発
色処理が終了すると、感熱紙２は中温で加熱され、第２
発色層８でマゼンタが発色する。マゼンタ発色後の第２
発色層８は、次いでランプ２４により紫外線を照射され
て濃度が定着される。マゼンタの発色が終了すると、感
熱紙２は高温で加熱され、第３発色層１０でシアンが発
色する。なお、第３発色層１０はその後更に加熱される
ことはないので、紫外線を照射して濃度を定着する必要
はない。

【００１５】全層の発色処理が終了した感熱紙２はその
後剥離爪２６によりプラテンローラ１８周面からすくい
上げられて剥離され装置外に排出される。また、感熱紙
２を装置外に排出するには、プラテンローラ１８を逆転
させて感熱紙２を剥離し、供給方向と逆方向に搬送して
排出してもよい。

【００１６】次に黒色記録モード（ｂ）について説明す
る。イエロー、マゼンタ、シアンの各色を同一部分で発
色させれば黒色になるので、各層６、８、１０の同一部
分を最高濃度が出るように加熱すれば黒色に記録するこ
とができる。各層６、８、１０をそれぞれ異なる温度で
加熱してもよいが、シアンを発色させるための高温で感
熱紙２を加熱することにより、各層６、８、１０でそれ
ぞれの色を同時に発色させることができる。シアンを発
色させるための高温で感熱紙２を加熱した場合、第３発
色層１０に熱が伝導される過程で第１発色層６及び第２
発色層８も同様に高温に加熱される。第１発色層６及び
第２発色層８は第３発色層１０より熱感度が低いので、
第３発色層１０で発色が得られるだけの熱エネルギーで
あれば、第１発色層６及び第２発色層８でもそれぞれイ
エロー及びマゼンタを発色する。したがって、サーマル
ヘッド２０により感熱紙２を高温で１回加熱するだけで
黒色で記録することができる。上述のフルカラー記録モ
ードと黒色記録モードは、記録内容に応じて適宜切り換
えることができる。

【００１７】図４はサーマルヘッド２０の一部斜視図で
あり、図５はサーマルヘッド２０の副走査方向に沿った
断面図である。サーマルヘッド２０は３列の線状発熱素
子列５２、５４、５６を備えており、隣接する発熱素子
列５２、５４、５６の間には切欠５８、６０が形成され
ている。３列の発熱素子列５２、５４、５６は画素毎に
分割されて線状に配置されている。３つの発熱素子列５
２、５４、５６は、感熱紙２と接する順に発熱温度を低
く設定されており、第１発熱素子列５２は低温、第２発
熱素子列５４は中温、第３発熱素子列５６は高温で感熱
紙２を加熱するようになっている。なお、上記単色モー
ドでは第１発熱素子列５２が高温で感熱紙２を加熱する
こともできる。各発熱素子５２ａ、５４ａ、５６ａには
それぞれ個別電極６９ａ、６９ｂ、６９ｃ及び共通電極
７０ａ、７０ｂ、７０ｃが接続され、個別電極６９ａ、
６９ｂ、６９ｃはヘッド駆動用回路６８に接続される。
なお、第２発熱素子列５４の発熱素子５４ａの個別電極
６９ｂは、第１切欠５８内に設けた橋部７１を通って個
別電極６９ａと同じ面に延びている。前記切欠５８、６
０はサーマルヘッド２０の背面側に設けた紫外線照射ラ
ンプ２２、２４により射出された紫外線が、感熱紙２へ
向けて通過するためのものである。第１発熱素子列５２
と第２発熱素子列５４との間の第１切欠５８は波長４２
０ｎｍの紫外線の通路であり、第２発熱素子列５４と第
３発熱素子列５６との間の第２切欠６０は波長３６５ｎ
ｍの紫外線の通路である。各切欠５８、６０には紫外線
を効率良く集めるためのシリンドリカルレンズ６２、６
４等を設けてもよいが必須ではない。また、各波長の紫
外線がそれぞれ対応する切欠５８、６０を通って適正に
感熱紙２に達し、かつ該当部分以外を照射しないよう
に、光路形成部材としての遮光部材６６等を必要に応じ
て設けてもよい。また、紫外線照射ランプ２２、２４の
光を感熱紙２に有効に導くために、該ランプ２２、２４
の前にシリンドリカルコリメーターレンズ６７を設けて
もよい。

【００１８】次に、図５を参照してサーマルヘッド２０
による記録を説明する。感熱紙２が矢印Ａ方向に搬送さ
れる過程で、まず第１発熱素子列５２が感熱紙２を低温
で加熱することにより第１発色層６がイエローに発色す
る。感熱紙２の搬送に従ってイエロー発色部は第１切欠
５８内にさらされて、第１ランプ２２により波長４２０
ｎｍの紫外線が照射され発色濃度が固定される。次に、
感熱紙２は第２発熱素子列５４により加熱され、イエロ
ー発色部の下層の第２発色層８がマゼンタに発色する。
次いで感熱紙２の搬送に従ってマゼンタ発色部は第２切
欠６０内にさらされて、第２ランプ２４により波長３６
５ｎｍの紫外線が照射され発色濃度が固定される。次
に、感熱紙２は第３発熱素子列５６により加熱され、マ
ゼンタ発色部の下層の第３発色層１０がシアンに発色
し、イエロー、マゼンタ、シアンの混色によりフルカラ
ー画像が形成される。

【００１９】イエロー、マゼンタの各色については、加
熱で１ピッチの副走査を行い、紫外線照射で１ピッチの
副走査を行うので、２ピッチで１ラインの印字及び定着
が完了し、シアンについては１ピッチで１ラインの印字
が完了する。したがって、少なくとも５ピッチの副走査
で１ラインのフルカラー画像を形成することができる。
このとき、第３発熱素子５６がｎライン目の印字を行っ
ているときに、（ｎ＋１）ライン目は第２ランプ２４に
より波長４２０ｎｍの紫外線が照射されており、（ｎ＋
２）ライン目は第２発熱素子５４により印字されてお
り、（ｎ＋３）ライン目は第１ランプ２２により波長３
６５ｎｍの紫外線が照射されており、（ｎ＋４）ライン
目は第１発熱素子５２により印字されている。上記態様
では、紫外線透過のための切欠５８、６０は１ライン幅
であるが、紫外線照射量を増やすため切欠の幅を更に広
くしてもよい。その場合は、各発熱素子列の印字タイミ
ングを切欠の幅に応じてずらせばよい。

【００２０】上記構成のサーマルヘッド２０は隣接する
発熱素子列５２、５４、５６の間に切欠５８、６０を有
することにより紫外線が透過可能であるが、該切欠５
８、６０を設けることなく、該切欠５８、６０に対応す
る部分をガラス、アクリル等の紫外線透過部材で構成し
てもよく、紫外線透過部として機能できればよい。ま
た、上記態様はサーマルヘッド２０の位置を固定して感
熱紙２を搬送する構成であるが、これとは逆に感熱紙２
を固定してサーマルヘッド２０を移動して走査する構成
でもよい。

【００２１】次に図６及び図７を参照してサーマルヘッ
ド２０の発熱素子の配置について説明する。図６及び図
７に示したサーマルヘッド２０は各色に対する発熱素子
５２ａ、５４ａ、５６ａを複数列に配置した構成であ
り、このような構成により図４に示すサーマルヘッド２
０の２倍の速度で記録することができる。図６におい
て、各発熱素子５２ａ、５４ａ、５６ａは副走査方向
（感熱紙搬送方向Ａ）について同列にある。図７は他の
発熱素子配置例を表す。発熱素子列５２，５４，５６を
構成する各発熱素子５２ａ，５４ａ，５６ａは千鳥状に
配置され、同一発熱素子列５２、５４、５６の各発熱素
子５２ａ、５４ａ、５６ａ及び隣接する発熱素子列５
２，５４，５６の各発熱素子５２ａ，５４ａ，５６ａど
うしが副走査方向について同列にならないようになって
いる。このように、隣接する発熱素子５２ａ，５４ａ，
５６ａが千鳥配置されていることにより、形成する画像
が主走査方向又は副走査方向に沿った細かい平行線であ
ってもモアレ縞が発生することはない。また、画像が斜
めの平行線の場合はモアレ縞が発生することもあるが、
斜めの平行線画像の出現頻度は少ないので問題となる頻
度も少ない。上記構成はサーマルヘッド２０がプラテン
ローラ１８の上で感熱紙２に接して印字するものである
が、サーマルヘッド２０は平板状のプラテンプレート上
で感熱紙２に接する構成でもよい。

【００２２】次に、上記構成のサーマルヘッド２０によ
る印字結果について説明する。図５に示す構成のサーマ
ルヘッド２０でＡ４サイズの印字を行った。なお、発熱
素子５２ａ，５４ａ，５６ａの大きさは、一辺が８０μ
ｍの正方形であり、第１発熱素子５２ａの最大熱エネル
ギーは３．５ｍＪ／画素、第２発熱素子５４ａの熱エネ
ルギーは６．３ｍＪ／画素、第３発熱素子５６ａの熱エ
ネルギーは８．３ｍＪ／画素である。上記条件での印字
処理の結果、印字時間は９０秒であった。これは、従来
の１列だけの発熱素子を備えたサーマルヘッド１本によ
る印字時間（２７０秒）の１／３の時間であり、上記構
成によれば極めて短時間で印字できることがわかる。ま
た、図６及び図７の構成のサーマルヘッド２０で同様の
印字を行ったところ、印字時間は４５秒であった。ま
た、図７のサーマルヘッド２０と同様のＣＣＤセンサー
配列のスキャナーで読み取った画像を該サーマルヘッド
により印字した結果、モアレ縞の発生はなく良好な画像
を形成することができた。更に、上記のような高機能を
備えながらもサーマルヘッド２０を小型に構成すること
ができた。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、サーマルヘッドに複数
の列状発熱素子列と列状紫外線付与部とを交互に設ける
ことにより、感熱記録材料の加熱処理と感熱記録材料の
紫外線照射処理とを連続して行うことができ、短時間で
発色処理と定着処理とを行うことができる。また、発熱
素子及び紫外線照射窓は共に列状であるから、感熱記録
材料搬送方向に沿ったサーマルヘッドの幅が大きくなる
ことはなく、サーマルヘッドが大型化することはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は感熱紙の断面図である。

【図２】図２は画像形成装置の概略構成図である。

【図３】図３は画像形成制御のタイミングチャートであ
る。

【図４】図４はサーマルヘッドの一部斜視図である。

【図５】図５はサーマルヘッドの断面図である。

【図６】図６はサーマルヘッドの発熱素子配置例を表す
図である。

【図７】図７はサーマルヘッドの他の発熱素子配置例を
表す図である。

【符号の説明】

２ 感熱紙 ４ 支持体 ６ 第１発色層 ８ 第２発色層 １０ 第３発色層 １２、１４、１６ 中間層 １７ 表面保護層 １８ プラテンローラ ２０ サーマルヘッド ２２、２４ 紫外線照射ランプ ２６ 剥離爪 ５２、５４、５６ 発熱素子列 ５２ａ、５４ａ、５６ａ 発熱素子 ５８、６０ 切欠 ６２、６４ シリンドリカルレンズ ６６ 遮光部材 ６８ ヘッド駆動用回路 ６９ａ、６９ｂ、６９ｃ 個別電極 ７０ａ、７０ｂ、７０ｃ 共通電極 ７１ 橋部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の感熱発色層を重畳して設けた感熱記
   録材料に、複数種の熱エネルギーを与えて画像を形成す
   るサーマルヘッドにおいて、 複数の発熱素子列を平行に設け、該発熱素子列の間に１
   つ以上の紫外線付与部を設けたことを特徴とするサーマ
   ルヘッド。
2. 【請求項２】複数の感熱発色層を重畳して設けた感熱記
   録材料に、複数種の熱エネルギーを与えて画像を形成す
   るサーマルヘッドにおいて、 少なくとも１つの発熱素子列と、少なくとも１つの紫外
   線付与部とを有することを特徴とするサーマルヘッド。