JPH06255141A - サーマルプリンタの冷却ファン制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヘッド温度の上昇を防止し、かつプリント待
ち時間を短くする。 【構成】 サーマルヘッド１５には、サーミスタ２５が
取付けられている。サーミスタ２５の検出したサーマル
ヘッド１５の温度信号は、電圧変換回路２６を介して差
動増幅器２７に送られ、規定温度との差が温度データと
して出力される。この温度データに応じて、ファン速度
設定回路３０は、モータドライバ３１を介してモータ３
２の回転速度を制御する。冷却ファン２０は、温度が高
くなるほど高速で回転し、多量の空気をサーマルヘッド
１５に吹き付けて急速に冷却する。温度データが規定温
度まで下がると、冷却ファン２０の回転を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷却ファンの風量を調
節できるサーマルプリンタの冷却ファン制御装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】サーマルプリンタでは、複数の発熱素子
を主走査方向にライン状に配列したサーマルヘッドが用
いられ、サーマルヘッドを記録紙に対して相対的に副走
査方向に移動しながら、各発熱素子を画像データに応じ
た温度に発熱させて記録紙にインクドットを記録してい
る。サーマルヘッドによる記録方式には、熱によって発
色する感熱紙をサーマルヘッドで直接加熱して可視像を
形成する感熱記録方式と、フィルムベース上に塗布され
た昇華性または熱溶融性のインクを普通紙に転写する熱
転写記録方式とがある。感熱記録方式及び昇華型熱転写
記録方式においては、発熱素子の発熱エネルギーを変え
ることによってその記録濃度を変え、中間調を表現する
ことができる。

【０００３】画素の濃度に応じて発熱素子を発熱させる
従来のサーマルプリンタでは、サーマルヘッドの温度を
モニタして階調制御用のＬＵＴを切換え、記録濃度に応
じて印字熱エネルギーを制御している。そこで、このＬ
ＵＴで補正可能な温度よりも上昇しないように、冷却フ
ァンや放熱板が設けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の冷却フ
ァンは、駆動又は停止のどちらかの状態に制御されるだ
けで、駆動中は常に同一風量でしか送風することができ
なかった。そのため、サーマルヘッドを高温から冷却す
る場合には、単位時間あたりの放熱量よりも蓄熱量の方
が勝り、冷却しきれないことがある。例えば、高濃度で
全面記録を行う場合、図７の（ａ）に示すように、プリ
ント開始時Ｔ₀ に規定温度Ｓ₀ であったヘッド温度は、
プリント中に徐々に蓄熱されて上昇し、プリント終了時
Ｔ₁ には、かなり高温となる。

【０００５】上述したように、蓄熱特性や放熱特性の影
響によって、プリント中にヘッド温度が上りすぎると、
ＬＵＴでの補正ができなくなるため、画素の濃度を正確
に再現することができなくなるとともに、蓄熱によって
画面内での濃度ムラを招くシェーディングが生じる。更
には、融着やスティッキング等のプリント不良も生じ
る。更に、大幅に上昇したヘッド温度が規定温度Ｓ₀ ま
で下降するには、時間（Ｔ₃ −Ｔ）が必要であるから、
この間、次のプリント動作が待たされることとなるの
で、プリント効率が非常に悪くなる。

【０００６】本発明は、上記の事情を考慮してなされた
もので、プリント不良の発生を防止し、かつ、プリント
待ち時間を短くすることができるサーマルプリンタの冷
却ファン制御装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のサーマルプリンタの冷却ファン制御装置
は、サーマルヘッドに向けて空気を吹きつける冷却ファ
ンと、サーマルヘッドの温度を検出する温度センサと、
この温度センサからの出力に応じて前記冷却ファンの回
転速度を設定する速度設定回路とを設け、サーマルヘッ
ドの温度に応じて冷却ファンの回転速度を調節するよう
にしたものである。このように、ヘッド温度に応じて冷
却空気の風量を制御するから、迅速にサーマルヘッドを
冷却することができ、またプリント中にヘッド温度を所
望の値に保つことができる。

【０００８】

【実施例】図１において、シート状をしたカラー感熱記
録材料１０は、その先端がクランプ部材１１によってプ
ラテンドラム１２に押さえつけられ固定される。熱記録
及び光定着時に、プラテンドラム１２は、モータ（図示
せず）によって一定速度で回転される。

【０００９】プラテンドラム１２の外周には、熱記録位
置にサーマルヘッド１５，その熱記録位置の下流側に棒
状をした紫外線ランプ１６，１７が設けられている。紫
外線ランプ１６，１７は、カラー感熱記録材料１０と対
向する側が開口したリフレクター１８，１９にそれぞれ
収納されており、イエロー用紫外線ランプ１６はほぼ４
２０ｎｍ、マゼンタ用紫外線ランプ１７はほぼ３６５ｎ
ｍ付近の紫外線を発光する。また、サーマルヘッド１５
の近傍には冷却ファン２０が設けられ、空気をサーマル
ヘッド１５に向けて吹きつける。

【００１０】前記サーマルヘッド１５は、周知のように
多数の発熱素子をライン状に配列したものであり、熱記
録すべき色及びその発色濃度に応じた熱エネルギーを発
生する。なお、サーマルヘッド１５の温度に応じて、階
調制御用ＬＵＴが選択され、環境温度を考慮して各発熱
素子の熱エネルギーが調整される。

【００１１】サーマルヘッド１５には、その温度を検出
する温度センサ、例えばサーミスタ２５が取り付けられ
ている。このサーミスタ２５は、温度に応じて抵抗値が
変化するから、これに流れる電流が変化する。この電流
は、電圧変換回路２６で電圧に変換されてから差動増幅
器２７に送られ、規定温度設定回路２８の電圧との差が
算出される。この差信号がＡ／Ｄ変換器２９でデジタル
信号に変換され、温度データとしてからファン速度設定
回路３０に送られる。

【００１２】ファン速度設定回路３０は、温度データに
応じた速度データを出力する。この速度データは、モー
タドライバ３１で電圧に変換され、この電圧が冷却ファ
ン２０を駆動するためのモータ３２に印加される。これ
により、冷却ファン２０は、図４に示すように、サーマ
ルヘッド１５の温度に応じた速度で回転し、空気をサー
マルヘッド１５に吹き付けて冷却する。このモータドラ
イバ３１での出力電圧の調節は、例えば、定電圧が印加
されている出力部に可変抵抗器を設け、この抵抗値を変
えることで調節することができる。なお、ヘッド温度が
規定温度Ｓ₀ よりも低いときは、モータ３２は回転しな
い。

【００１３】図２は、カラー感熱記録材料１０の一例を
示すものである。支持体４０の上にシアン感熱発色層４
１，マゼンタ感熱発色層４２，イエロー感熱発色層４
３，保護層４４が順次層設されている。これらの各感熱
発色層４１〜４３は、熱記録される順番に表面から層設
されているが、例えばマゼンタ，イエロー，シアンの順
番に熱記録する場合には、イエロー感熱発色層４３とマ
ゼンタ感熱発色層４２との位置が入れ換えられる。ま
た、各層の間には中間層（図示せず）が設けられてい
る。

【００１４】シアン感熱発色層４１は、電子供与性染料
前駆体と電子受容性化合物を主成分として含有し、加熱
されたときにシアンに発色する。マゼンタ感熱発色層４
２は、最大吸収波長が約３６５ｎｍであるジアゾニウム
塩化合物と、これと熱反応してマゼンタに発色するカプ
ラーとを含有している。このマゼンタ感熱発色層４２
は、サーマルヘッド１５でマゼンタ画像を熱記録した後
に、３６５ｎｍ付近の紫外線を照射するとジアゾニウム
塩化合物が光分解して発色能力が失われる。イエロー感
熱発色層４３は、最大吸収波長が約４２０ｎｍであるジ
アゾニウム塩化合物と、これと熱反応してイエローに発
色するカプラーとを含有している。このイエロー感熱発
色層４３も、４２０ｎｍ付近の紫外線を照射すると光分
解して発色能力が失われる。

【００１５】図３は、各感熱発色層４１〜４３の発色特
性を示すものである。横軸の熱エネルギーは、サーマル
ヘッド１５の発熱素子が発生する熱エネルギーを表して
おり、イエロー感熱発色層４３の熱エネルギーが最も低
く、シアン感熱発色層４１の熱エネルギーが最も高い。

【００１６】次に、本実施例の作用を説明する。サーマ
ルプリンタに電源を投入すると、サーミスタ２５が作動
を開始してサーマルヘッド１５の温度を感知する。この
サーミスタ２５は、感知温度に応じてこれに流れる電流
を変える。サーミスタ２５に流れる電流は、電圧変換回
路２６で電圧に変換されてから差動増幅器２７に送ら
れ、ここで規定温度Ｓ₀ との差が算出される。この温度
差の信号は、Ａ／Ｄ変換器２９で温度データに変換さ
れ、ファン速度設定回路３０において速度データに変換
される。

【００１７】この速度データに応じてモータ３２が回転
し、ヘッド温度に応じた風量の空気をサーマルヘッド１
５に吹き付け、規定温度Ｓ₀ となるように冷却する。サ
ーマルヘッド１５の周囲で対流が発生するので、サーマ
ルヘッド１５からの放熱が促される。また、サーマルヘ
ッド１５の温度が高ければ高いほど冷却ファン２０がよ
り高速で回転するので、サーマルヘッド１５の放熱効果
がさらに上がり、ヘッド温度を短時間で確実に規定温度
Ｓ₀ にまで下げることができる。他方、温度データが規
定温度Ｓ₀ よりも低い時には、モータ３２は回転しない
から冷却ファン２０が作動しない。

【００１８】冷却ファン２０は、サーマルヘッド１５の
温度に応じて風量を調節するから、例えば高濃度の画素
を全面に記録した場合でも、図７の（ｂ）に示すよう
に、サーマルヘッドの温度上昇は抑えられる。したがっ
て、シェーディング，融着，スティッキング等が生じる
ことがなく、また時間（Ｔ₂ −Ｔ₁ ）で規定温度Ｓ₀ に
戻るから、直ちに次のプリントを開始することができ
る。

【００１９】サーマルヘッド１５の温度が規定温度Ｓ₀
に達していると、プリント動作が開始され、カセット
（図示せず）からカラー感熱記録材料１０が供給され
る。そして、カラー感熱記録材料１０がプラテンドラム
１２のクランプ位置にセットされると、クランプ部材１
１がカラー感熱記録材料１０をプラテンドラム１２に押
しつけて固定する。この後、モータ（図示せず）の回転
に連動してプラテンドラム１２が回転し、カラー感熱記
録材料１０がプラテンドラム１２の外周に巻き付けられ
る。また、給紙が始まると同時に、イエロー用紫外線ラ
ンプ１６が発光を開始する。

【００２０】プラテンドラム１２が回転して、カラー感
熱記録材料１０の記録エリアの先端がサーマルヘッド１
５に達すると、このサーマルヘッド１５によってイエロ
ー画像がイエロー感熱発色層４３に１ラインずつ熱記録
される。このイエロー画像の熱記録では、サーマルヘッ
ド１５の各発熱素子は、図３に示す発色特性を考慮した
熱エネルギーを発生する。この時、サーマルヘッド１５
は、蓄熱を抑えるように常時制御されているので、規定
量の熱エネルギーを正確に発生することができる。この
イエロー画像が熱記録された部分は、イエロー用紫外線
ランプ１６に達し、イエロー感熱発色層４３の光定着が
行われる。この紫外線ランプ１６は、ほぼ４２０ｎｍの
紫外線を照射しており、カラー感熱記録材料１０の全面
において、イエロー感熱発色層４３に含有されたジアゾ
ニウム塩化合物を光分解して、発色能力を消失させる。
この紫外線ランプ１６は、カラー感熱記録材料１０の終
端が通過したときに発光を停止する。

【００２１】プラテンドラム１２が回転して、再びカラ
ー感熱記録材料１０の記録エリアの先端がサーマルヘッ
ド１５の位置に達すると、このサーマルヘッド１５によ
ってマゼンタ画像がマゼンタ感熱発色層４２に１ライン
ずつ熱記録される。このマゼンタ画像の熱記録では、サ
ーマルヘッド１５の各発熱素子は、図３に示す発色特性
を考慮した熱エネルギーを発生する。同時に、マゼンタ
用紫外線ランプ１７が発光を開始し、ほぼ３６５ｎｍの
紫外線を放出する。マゼンタ画像が熱記録されたカラー
感熱記録材料１０は、紫外線ランプ１７から放出された
紫外線で照射され、カラー感熱記録材料１０の全面にお
いて、マゼンタ感熱発色層４２に含有されたジアゾニウ
ム塩化合物が光分解され、発色能力が消失される。この
紫外線ランプ１７は、カラー感熱記録材料１０の終端が
通過したときに消灯する。

【００２２】プラテンドラム１２が回転して、再びカラ
ー感熱記録材料１０の記録エリアの先端がサーマルヘッ
ド１５に対面すると、このサーマルヘッド１５によって
シアン画像がシアン感熱発色層４１に１ラインずつ熱記
録される。このシアン感熱発色層４１は、感熱発色する
のに必要な熱エネルギーがほぼ８０ｍＪ／ｍｍ² 以上で
あるため、通常の保管状態では発色することはない。こ
のシアン感熱発色層４１は、光定着性が与えられていな
いので、光定着が行われない。

【００２３】イエロー画像，マゼンタ画像，シアン画像
の熱記録が終了すると、クランプ部材１１による固定が
解除され、熱記録済みカラー感熱記録材料１０はトレイ
（図示せず）に排出される。なお、冷却ファン２０はプ
リント中もヘッド温度に応じて回転し、サーマルヘッド
１５を規定温度Ｓ₀ とするように風量を制御する。

【００２４】上記実施例では、冷却ファンの風量をヘッ
ド温度に応じて連続的に設定しているが、例えば図５に
示すように、レベルＬ₀ 〜Ｌ₃ の段階的に設定するよう
にしてもよい。この場合は、図６に示すように、複数の
抵抗５０〜５３を直列に接続し、各接続点にセレクター
５４の接点を接続する。このセレクター５４は、ファン
速度設定回路３０から出力された速度データに応じてス
イッチを切換え、段階的な電圧を出力する。なお、この
場合は、Ａ／Ｄ変換器２９の量子化のステップを４段階
にしておく。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、サーマ
ルヘッドの温度に応じて冷却ファンの回転速度が調節さ
れるから、蓄熱によってサーマルヘッドが高温になるこ
とがなくなり、高温時に発生する融着やスティッキング
などのプリント不良を防止することができる。また、ヘ
ッド温度が高い場合は、多量の空気を吹き付けてサーマ
ルヘッドを早く冷却するから、プリント待ち時間を短く
することができる。更に、プリント中もヘッド温度に応
じて風量を制御するから、サーマルヘッドの温度上昇が
抑えられ、それによりシェーディングの発生をなくすこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施したサーマルプリンタの概略図で
ある。

【図２】カラー感熱記録材料の層構造を示す説明図であ
る。

【図３】カラー感熱記録材料の発色特性を示すグラフで
ある。

【図４】ヘッド温度と風量との関係を示すグラフであ
る。

【図５】ヘッド温度と風量との関係の別例を示すグラフ
である。

【図６】風量切換え機構を示す概略図である。

【図７】サーマルヘッドの蓄熱状況を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１５ サーマルヘッド ２０ 冷却ファン ２５ サーミスタ ３０ ファン速度設定回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 9113−2Ｃ Ｂ４１Ｊ 29/00 Ｐ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サーマルヘッドに向けて空気を吹きつけ
   る冷却ファンと、サーマルヘッドの温度を検出する温度
   センサと、この温度センサからの出力に応じて前記冷却
   ファンの回転速度を設定する速度設定回路とを設けたこ
   とを特徴とするサーマルプリンタの冷却ファン制御装
   置。