JPH11147323A - カラー感熱プリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ３ヘッド１パス方式のカラー感熱プリンタを
省エネルギー化し、また、小型化が可能なカラー感熱プ
リンタを提供する。 【解決手段】 イエロー用サーマルヘッド２７とシア
ン用サーマルヘッド２９は、熱伝導性の良好な材料で形
成された連結部材３１で連結されている。最も発熱温度
範囲の高いシアン用サーマルヘッド２９での熱記録時に
発生した余熱は、連結部材３１を介して、発熱温度範囲
の低いイエロー用サーマルヘッド２７に伝えられ、この
余熱の分だけ温度が上昇する。この余熱分だけイエロー
用サーマルヘッド２７の発熱エネルギーを減らして消費
電力を節約する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー感熱記録紙
を用いた３ヘッド１パス方式のカラー感熱プリンタに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】カラー感熱プリンタは、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を支持体
上に順次層設したカラー感熱記録紙を使用して、フルカ
ラーの画像を直接に発色記録する。この発色記録をする
場合には、複数の発熱素子をライン状に配列したサーマ
ルヘッドを用い、カラー感熱記録紙とサーマルヘッドと
を相対的に移動しながら、まずサーマルヘッドで最上層
にあるイエロー感熱発色層を低い熱エネルギーで発色記
録する。このイエロー感熱発色層の発色記録後に、イエ
ロー感熱発色層の未発色のジアゾニウム塩化合物のみを
光分解する波長域の紫外線を照射し、イエロー感熱発色
層を光定着する。

【０００３】次に、イエロー感熱発色層の発色記録より
も高い熱エネルギーを用いて、マゼンタ感熱発色層を発
色記録してから、マゼンタ感熱発色層の未発色のジアゾ
ニウム塩化合物のみを光分解する波長域の紫外線を照射
して、マゼンタ感熱発色層を光定着する。最後にシアン
感熱発色層を最も大きな熱エネルギーを用いて発色記録
する。

【０００４】カラー感熱プリンタの記録方式としては、
１ヘッド３パス方式と３ヘッド１パス方式とがある。１
ヘッド３パス方式は、１個のサーマルヘッドを用い、カ
ラー感熱記録紙をサーマルヘッドに３回通して発色記録
するものである。３ヘッド１パス方式は、互いに発熱す
る温度範囲の異なる３個のサーマルヘッドを用い、カラ
ー感熱記録紙を一方向へ１回送ってフルカラー画像を発
色記録するものであり、サーマルヘッドが３個必要にな
るが、複数の画像を高速で連続プリントすることができ
るという利点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、３ヘッ
ド１パス方式のカラー感熱プリンタは、複数の画像を連
続プリントする場合に３個のサーマルヘッドを同時に駆
動するために、使用電力量が大きくなる。このため、内
蔵する電源装置が大型化し、感熱プリンタ全体の寸法や
重量が大きくなるという問題があった。

【０００６】サーマルヘッドから発生する熱エネルギー
は、全てを記録に利用することはできず、その一部は記
録に用いられない余剰熱エネルギーとなる。この余剰熱
エネルギーは、無駄な熱エネルギーとなり、サーマルヘ
ッドに蓄熱されたり、放熱されたりする。３ヘッド１パ
ス方式では、サーマルヘッドが３個であるため、発色記
録時に発生する余剰の熱エネルギーも非常に多くなり、
カラー感熱プリンタが高温になるという問題もある。

【０００７】本発明は、上記課題を解決するためのもの
であり、３ヘッド１パス方式のカラー感熱プリンタを省
エネルギー化し、また、小型化が可能なカラー感熱プリ
ンタを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のカラー感熱プリンタでは、各感熱発色層を
選択的に発色させる第１ないし第３のサーマルヘッドの
内、任意の２つのサーマルヘッドを、互いに近接して配
置するか、または熱伝導性が良好な材料で連結し、発熱
温度範囲が高い方のサーマルヘッドによる発色記録時に
発生した余剰熱エネルギーを、発熱温度範囲が低い方の
サーマルヘッドの発色記録時の熱エネルギーとして利用
するものである。請求項２においては、前記熱伝導性が
良好な材料を、２個のサーマルヘッドを取りつけた鉄，
アルミニウム，又は銅のヘッド支持台としたものであ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明のカラー感熱プリ
ンタの概略を示すものである。カラー感熱プリンタ２に
は、ロールマガジン３が着脱自在に装填されており、こ
のロールマガジン３内には、長尺のカラー感熱記録紙４
を巻芯５に巻き付けた感熱記録紙ロール６が収納されて
いる。ロールマガジン３には、巻芯５に挿入して感熱記
録紙ロール６を保持する回転軸７が軸着されている。こ
の回転軸７はロールマガジン３をセットしたときに、ギ
ヤトレイン（図示せず）を介してモータ８に連結し、モ
ータ８の駆動により感熱記録紙ロール６が回転し、カラ
ー感熱記録紙４を繰り出す。

【００１０】カラー感熱記録紙４は、図４に示すよう
に、支持体５１の上に、シアン感熱発色層５２，マゼン
タ感熱発色層５３，イエロー感熱発色層５４，及び保護
層５５が順次設けられている。シアン感熱発色層５２
は、熱感度が最も低く、高い熱エネルギーを印加したと
きにシアンに発色する。マゼンタ感熱発色層５３は、熱
感度が中程度であり、加熱によってマゼンタに発色す
る。このマゼンタ感熱発色層５３は、３６５ｎｍ付近の
紫外線が照射されたときに、発色能力が消失して記録さ
れたマゼンタ画像が定着される。イエロー感熱発色層５
４は、熱感度が最も高く、最も小さな熱エネルギーによ
ってイエローに発色する。このイエロー感熱発色層５４
は、４２０ｎｍ付近の近紫外線が照射されたときに、発
色能力が消失して記録されたイエロー画像が定着され
る。

【００１１】ほぼコ字型をした搬送路には、３個のプラ
テンローラ１１，１２，１３が配置されている。搬送路
の最上流と最下流には、第１カッター１４と第２カッタ
ー１５が各々設けられている。また、搬送路中には、カ
ラー感熱記録紙４を搬送する５組の搬送ローラ対１６〜
２０が設けられている。これら搬送ローラ対１６〜２０
は、モータに駆動されるキャプスタンローラと、カラー
感熱記録紙４をニップするニップ位置と開放位置との間
を移動可能なピンチローラとから構成されている。ま
た、搬送路の屈曲部分には、ガイドローラ２１，２２が
設けられている。

【００１２】モータ２４は、搬送ローラ対１６，１７を
回転させる。モータ２５は、搬送ローラ対１８を回転さ
せ、モータ２６は、搬送ローラ対１９，２０を回転させ
る。

【００１３】各プラテンローラ１１〜１３の反対側に
は、イエロー用サーマルヘッド２７，マゼンタ用サーマ
ルヘッド２８，シアン用サーマルヘッド２９が設けられ
ている。各感熱発色層５２〜５４の発色エネルギー（図
５参照）に対応して、イエロー用サーマルヘッド２７，
マゼンタ用サーマルヘッド２８，シアン用サーマルヘッ
ド２９の順に発熱温度が高くなっている。各サーマルヘ
ッド２７〜２９は、ヘッド支持台２７ａ〜２９ａに取り
つけられており、また、複数の発熱素子をライン状に配
列された発熱素子アレイが設けられている。

【００１４】イエロー用サーマルヘッド２７とシアン用
サーマルヘッド２９は、熱を効率よく伝える熱伝導性の
良好な材料で形成された連結部材３１で一体に連結され
ている。そして、この連結部材３１の回りには、連結部
材３１からの放熱を防ぐための断熱材３２が巻かれてい
る。これにより、最も発熱温度範囲の高いシアン用サー
マルヘッド２９での発色記録時に発生した、発色記録に
使われなかった余剰熱エネルギー（以下、余熱と言う）
は、熱伝導性の連結部材３１を介して、発熱温度範囲の
低いイエロー用サーマルヘッド２７に伝えられる。シア
ン用サーマルヘッド２９からの余熱が伝わったイエロー
用サーマルヘッド２７は、この余熱の分だけ温度が上昇
し、発熱素子アレイを発熱させる電力が節約される。

【００１５】イエロー用サーマルヘッド２７には、シア
ン用サーマルヘッド２９からの余熱で上昇した温度を検
出するため、温度センサー３３が設けられている。な
お、連結部材３１は、熱伝導率の良好なものなら何でも
よいが、例えば、鉄，アルミニウム，銅などが挙げられ
る。これらの金属は、鉄，アルミニウム，銅の順でロー
コストであり、熱伝導率では、銅，アルミニウム，鉄の
順に高いので、アルミが好適である。連結部材３１は、
ヘッド支持台を構成する材料と同じ材質のものを用い
て、各々のサーマルヘッドと一体に形成してもよく、ま
た、サーマルヘッドとは別な素材を用いて作成し、これ
に２つのサーマルヘッドを取り付けてもよい。

【００１６】イエロー用サーマルヘッド２７とマゼンタ
用サーマルヘッド２８との間には、イエロー定着用ラン
プ３５が配置され、マゼンタ用サーマルヘッド２８とシ
アン用サーマルヘッド２９との間には、マゼンタ定着用
ランプ３６が設けられている。イエロー定着用ランプ３
５は、発光ピークがほぼ４２０ｎｍの棒状をした紫外線
ランプ３５ａとリフレクタ３５ｂとからなり、イエロー
感熱発色層５４の発色能力を消失させる。マゼンタ定着
用ランプ３６は、発光ピークがほぼ３６５ｎｍの紫外線
ランプ３６ａとリフレクタ３６ｂとからなり、マゼンタ
感熱発色層５３の発色能力を消失させる。

【００１７】各サーマルヘッド２７〜２９の手前に、カ
ラー感熱記録紙４の先端を検出するためのフォトセンサ
ー３７〜３９が各々設けられている。この先端を検出し
た時点からパルスモータの駆動パルスの個数をカウント
し、このカウント値に基づいて、カラー感熱記録紙４の
記録エリアの先端が、サーマルヘッド２７〜２９に達し
たかどうかを知ることができる。同様に、各カッター１
４，１５の手前にはフォトセンサー４１，４２が各々設
けられている。コントローラ４４は、各センサーからの
信号等に基づいて、パルスモータの駆動パルスの個数を
カウントし、適当なタイミングでサーマルヘッド２７〜
２９、カッター１４，１５作動を制御する。

【００１８】このカラー感熱プリンタには、例えば、電
子スチルカメラやカラースキャナー等が接続され、入力
された青色、緑色、赤色のビデオ信号はデジタル変換及
び色変換処理によって、イエロー、マゼンタ、シアンの
画像データに変換され、各色のフレームメモリ（図示せ
ず）に記憶される。そして、この各フレームメモリから
１ラインずつ順次読み出された３色画像データは、各サ
ーマルヘッド２７〜２９を駆動するための、イエロー、
マゼンタ、シアンの各駆動信号発生回路（図示せず）に
送られる。そして、この各色の駆動信号発生回路から、
画像データの濃度に応じた個数の駆動パルスを発生さ
せ、各サーマルヘッド２７〜２９の発熱素子を駆動す
る。

【００１９】なお、各色の１画素の発色記録は、図２
（Ａ）に示すように、バイアス加熱と階調加熱とからな
り、バイアス加熱では、各発熱素子は、バイアス駆動パ
ルスによって駆動され、プリントすべき色が発色する直
前のバイアス熱エネルギーを与える。なお、この実施形
態では、パルス幅の長い１個のバイアス加熱用駆動パル
スを用いているが、この代わりに一定個数のバイアス加
熱用駆動パルスを用いてもよい。階調加熱では、階調レ
ベルを表す画像データに応じた個数の階調加熱用駆動パ
ルスが用いられ、プリントすべき色を所定の濃度に発色
させる。

【００２０】以上の構成のカラー感熱プリンタの作用に
ついて、フルカラー画像を複数枚連続してプリントする
場合を例に説明する。まず、プリントする画像のイエロ
ー画像データ，マゼンタ画像データ，シアン画像データ
がフレームメモリ（図示せず）に書き込まれる。そし
て、モータ８の駆動により回転軸７が図１中の時計方向
に回転し、感熱記録紙ロール６からカラー感熱記録紙４
が搬送路内に送り出される。カラー感熱記録紙４の先端
がフォトセンサー４１に達すると、搬送ローラ対１６が
回転を開始し、カラー感熱記録紙４をニップして搬送す
る。

【００２１】カラー感熱記録紙４の先端が第１カッター
１４を通り過ぎてフォトセンサー３７に達すると、パル
スモータの駆動パルスの個数がカウントされる。このカ
ラー感熱記録紙４の先端がイエロー用サーマルヘッド２
７を通過して搬送ローラ対１７にニップされる。この搬
送ローラ対１７はカラー感熱記録紙４を所定の速度で搬
送する。この搬送中に駆動パルスの個数から、記録エリ
アの先端が発熱素子アレイに達していると判断される
と、イエロー画像の発色記録が開始される。

【００２２】図３は、イエロー画像の１ライン分の発色
記録を簡単に示すフローチャートである。１ライン分の
イエロー画像データに基づいて、イエロー用サーマルヘ
ッド２７を駆動するための駆動信号を作成する際には、
温度センサー３３で検出したイエロー用サーマルヘッド
２７の温度が利用される。そして、シアン用サーマルヘ
ッド２９から連結部材３１を介して伝わってくる余熱に
よる、イエロー用サーマルヘッド２７の温度上昇を考慮
したイエロー駆動信号の補正が行われる。

【００２３】しかし、シアン用サーマルヘッド２９にカ
ラー感熱記録紙４の先端が達しないうちは、シアン用サ
ーマルヘッド２９が駆動していないので、イエロー用サ
ーマルヘッド２７が余熱で温度上昇することはない。こ
の場合は、イエロー用サーマルヘッド２７を駆動するた
めのイエロー駆動信号は、例えば、図３（Ａ）に示すよ
うに、余熱による補正のない駆動信号でイエロー用サー
マルヘッド２７の発熱素子を駆動する。そして、カラー
感熱記録紙４の記録エリアにイエロー画像が１ラインづ
つ発色記録される。

【００２４】イエロー画像が発色記録された部分がイエ
ロー定着用ランプ３５に達すると、紫外線ランプ３５ａ
から放出される、発光ピークがほぼ４２０ｎｍの近紫外
線がカラー感熱記録紙４の記録面に照射される。この４
２０ｎｍの紫外線により、イエロー感熱発色層５４に残
っていたジアゾニウム塩が分解されて発色能力が消失
し、発色記録されたイエロー画像が定着する。

【００２５】カラー感熱記録紙４は、ガイドローラ２１
を経てからマゼンタ用サーマルヘッド２８に向けて送ら
れる。そして、カラー感熱記録紙４の先端がフォトセン
サー３８に達すると、イエロー画像記録時と同様に、パ
ルスモータの駆動パルスのカウントが開始される。そし
て、記録エリアの先端がマゼンタ用サーマルヘッド２８
が達したと判断されると、マゼンタ画像の駆動信号によ
りマゼンタ用サーマルヘッド２８の発熱素子が駆動さ
れ、記録エリアにマゼンタ画像を１ラインづつ発色記録
する。

【００２６】搬送ローラ１８によって一定速度でカラー
感熱記録紙４が搬送されている間に駆動パルスのカウン
ト値から、マゼンタ画像が発色記録されたカラー感熱記
録紙４の先端部分が、ガイドローラ２２を経てマゼンタ
定着用ランプ３６に達したと判断されると、発光ピーク
がほぼ３６５ｎｍの近紫外線が照射され、マゼンタ感熱
発色層５３の発色能力が消失してマゼンタ画像が定着す
る。

【００２７】マゼンタ画像の定着後、カラー感熱記録紙
４の先端がフォトセンサー３９に達すると駆動パルスの
個数のカウントが開始される。そして、カラー感熱記録
紙４の記録エリアの先端がシアン用サーマルヘッド２８
が達したと判断されると、シアン画像の駆動信号により
シアン用サーマルヘッド２９の発熱素子を駆動し、カラ
ー感熱記録紙４にシアン画像を１ラインづつ発色記録す
る。

【００２８】本実施形態のように、複数枚分のフルカラ
ー画像を連続してプリントしている場合、シアン用サー
マルヘッド２９が発色記録を行っている時でも、イエロ
ー用サーマルヘッド２７も、後方の記録エリアの発色記
録を同時に行っている。

【００２９】イエロー用サーマルヘッド２７とシアン用
サーマルヘッド２９は、熱伝導性のよい連結部材３１で
繋がっているので、発熱温度が高いためにより多くの余
熱が発生するシアン用サーマルヘッド２９から、図１中
の破線矢印Ｔで示すように、発熱温度の低いイエロー用
サーマルヘッド２７に向かって余熱が伝わる。

【００３０】イエロー用サーマルヘッド２７は、カラー
感熱記録紙４の先端がシアン用サーマルヘッド２９に達
しないうちは、余熱で温度上昇することはなかったが、
シアン用サーマルヘッド２９が駆動を開始すると、連結
部材３１を介して伝わってきた余熱の分だけ、イエロー
用サーマルヘッド２７の温度が上昇する。この温度上昇
分だけ余熱補正としてバイアス加熱の熱エネルギーを減
らしたイエロー用バイアス信号が作成される（図２
（Ｂ）参照）。

【００３１】この補正されたイエロー用バイアス信号に
よってサーマルヘッド２７の発熱素子が駆動され、イエ
ロー画像が１ラインづつ発色記録される。このように、
シアン用サーマルヘッド２９の余熱利用により、イエロ
ー用のバイアス熱エネルギーを減らせるので、カラー感
熱プリンタ２の消費電力が節約される。また、カラー感
熱プリンタ２全体の発生熱量も減少する。なお、余熱補
正は、バイアス加熱パルスの先頭部分を減らすことによ
り行っているので、余熱補正を行った後も、バイアス加
熱と階調加熱との間が離れてしまい、バイアス加熱が不
十分になることはない。

【００３２】以上のような工程でフルカラー画像の記録
が完了したカラー感熱記録紙４は、その先端がフォトセ
ンサー４２に達すると、モータ駆動パルスのカウントを
開始する。そして、カウント値が記録紙１枚分の長さに
相当する値になると、第２カッター１５が作動してカラ
ー感熱記録紙４を１枚分の長さに切断する。切断された
１枚の記録済みの記録紙は、排紙口４９から排出され
る。

【００３３】そして、予め指定された枚数分に相当する
長さのカラー感熱記録紙４が感熱記録紙ロール６から繰
り出されると、第１カッター１４が作動してカラー感熱
記録紙４を切断する。この後、切断されたカラー感熱記
録紙４の最後の記録エリアにフルカラー画像が記録され
てから、排紙口４９から排出されると、連続した複数枚
のフルカラー画像の発色記録が完了する。

【００３４】なお、上記実施形態においては、イエロー
用サーマルヘッド２７とシアン用サーマルヘッド２９と
を、連結部材３１を用いて繋いであるが、これ以外に
も、例えば、図６（Ａ）に示すように、イエロー用サー
マルヘッド６１の側方にシアン用サーマルヘッド６２を
近接して配置し、図中の太い矢印で示すように、記録温
度の高いシアン用サーマルヘッド６２で発生した余熱
を、空気中を介して記録温度の低いイエロー用サーマル
ヘッド６１に伝わるようにしてもよい。

【００３５】また、図６（Ｂ）に示すように、マゼンタ
用サーマルヘッド６３とシアン用サーマルヘッド６４と
を連結部材６５で連結し、シアン用サーマルヘッド６４
で発生した余熱を、図中の太い矢印で示すように、マゼ
ンタ用サーマルヘッド６３に伝えて利用してもよい。こ
れ以外にも、記録温度の高いサーマルヘッドから記録温
度の低いサーマルヘッドに余熱が伝われば、どのような
組み合わせでもよく、また、互いのサーマルヘッドの配
置も、側方、上下方向等、どのような配置でもよい。更
に、断熱材は、特に設けなくても良い。

【００３６】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明のカラー
感熱プリンタによれば、第１ないし第３のサーマルヘッ
ドの内、任意の２つのサーマルヘッドを互いに近接して
配置するか、熱伝導性の良好な材料で連結し、発熱温度
範囲が高い方のサーマルヘッドによる発色記録時に発生
した余剰熱エネルギーを、発熱温度範囲が低い方のサー
マルヘッドの発色記録時の熱エネルギーとして利用する
ようにしたので、サーマルヘッドを駆動するための電力
消費が少なくなる。また、この省エネルギー化により、
電源装置が小型のもので済むので、カラー感熱プリンタ
全体を小型、軽量化することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラー感熱プリンタの構成を示す概略
図である。

【図２】１ライン分の駆動信号の例を示す波形図であ
る。

【図３】イエロー画像の１ライン分の発色記録を示すフ
ローチャートである。

【図４】カラー感熱記録紙の層構造の一例を示す説明図
である。

【図５】各感熱発色層の熱エネルギーと発色濃度との関
係を示すグラフである。

【図６】他の実施形態を示す説明図である。

【符号の説明】

２ カラー感熱プリンタ ４ カラー感熱記録紙 ２７ イエロー用サーマルヘッド ２９ シアン用サーマルヘッド ３１ 連結部材 ３２ 断熱材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱感度及び発色する色が異なった第１な
   いし第３の感熱発色層を備えたカラー感熱記録紙を用
   い、各感熱発色層を選択的に発色記録する第１ないし第
   ３のサーマルヘッドと、これらのサーマルヘッドの間に
   設けられた第１および第２の紫外線ランプとを備え、カ
   ラー感熱記録紙を一定方向へ移動しながら、発熱温度範
   囲が最も低い第１のサーマルヘッドで熱感度が最も高い
   最上層の第１の感熱発色層を発色記録し、この発色記録
   後に第１の感熱発色層に特有な波長の紫外線を前記第１
   の紫外線ランプで照射してこれを光定着し、次に、発熱
   温度範囲が中程度の第２のサーマルヘッドで、熱感度が
   中程度の第２の感熱発色層を発色記録した後に、第２の
   感熱発色層に特有な波長の紫外線を第２の紫外線ランプ
   で照射してこれを光定着し、最後に、発熱温度範囲の最
   も高い第３のサーマルヘッドで、最下層にある熱感度が
   最も低い第３の感熱発色層を発色記録する３ヘッド１パ
   ス方式のカラー感熱プリンタにおいて、 第１ないし第３のサーマルヘッドの内、任意の２つのサ
   ーマルヘッドを、互いに近接して配置するか、または熱
   伝導性が良好な材料で連結し、発熱温度範囲が高い方の
   サーマルヘッドによる発色記録時に発生した余剰熱エネ
   ルギーを、発熱温度範囲が低い方のサーマルヘッドの発
   色記録時の熱エネルギーとして利用することを特徴とす
   るカラー感熱プリンタ。
2. 【請求項２】 前記熱伝導性が良好な材料は、２個のサ
   ーマルヘッドを取りつけた鉄，アルミニウム，又は銅の
   ヘッド支持台であることを特徴とする請求項１記載のカ
   ラー感熱プリンタ。