【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーマルヘッドと電極の間に電界を与えて発熱素子に付着物が固化することを防止したサーマルプリンタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
サーマルヘッドを用いて画像を熱記録するプリンタとして、カラー感熱記録紙を加熱し、フルカラー画像を発色記録するカラー感熱プリンタが知られている。カラー感熱記録紙は、支持体上にシアン感熱発色層、マゼンタ感熱発色層、イエロー感熱発色層を順に積層させた構造をしている。また、イエロー感熱発色層の上には、感熱発色層を保護するとともに記録紙表面に光沢を与えるための透明保護層が設けられている。
【０００３】
カラー感熱プリンタは、プラテンローラに支持されたカラー感熱記録紙にサーマルヘッドを押し当て、カラー感熱記録紙に画像を１ラインずつ熱記録する。サーマルヘッドが高温になる時、特にシアン画像の記録時には、カラー感熱記録紙の透明保護層が軟化してその一部が発熱素子上に付着する。
【０００４】
発熱素子上に付着した保護層成分は熱伝達を阻害する汚れとなり、プリント品質を低下させる要因となる。このため、サーマルヘッドとプラテンローラの間にラッピングシートを通紙させるクリーニング処理を定期的に行い、発熱素子上の付着物を研磨除去することが必要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のように定期的にクリーニングを行う場合では、クリーニングの実施前までに付着した保護層成分は、プリント処理が繰り返し行われる間に焼き付いて発熱素子上にこびりついてしまう。この状態でラッピングシートを用いてサーマルヘッドを研磨しても、焼き付いて固着した汚れが十分に取り除けないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点を考慮してなされたもので、サーマルヘッドに付着物がこびりつくことを防止したサーマルプリンタ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は、プラテンローラにその放射方向に沿って電極板を組み込んだものである。サーマルヘッドとプラテンローラ内の電極板との間に高電圧を印加し、サーマルヘッドの周辺に電場を発生させる。これにより、発熱素子表面における有機成分の付着物の濡れ性が変化し、付着物がこびりつきにくくなる。プリント時には、記録紙がヘッド表面を摺接するので、付着物は焼き付いて固化する前に擦り落とされる。
【０００８】
請求項２記載のサーマルプリンタは、プラテンローラを回転駆動させるとともにプラテンローラの回転位置を検出することで、熱記録中あるいは記録をしていないときを問わず電圧印加をタイミングよく行うものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１において、カラー感熱プリンタ１には、サーマルヘッド２とプラテンローラ３が設けられている。キャプスタンローラ４，５はロール状のカラー感熱記録紙６を給紙方向へ送り出す正回転と、巻戻し方向に引き戻す逆回転とを行い、カラー感熱記録紙６を往復搬送する。サーマルヘッド２とキャプスタンローラ５の間にはフォトインタラプタ７が設けられ、搬送中のカラー感熱記録紙４の先端が検知される。
【００１０】
カラー感熱プリンタ１は、カラー感熱記録紙６を主走査方向と直交する副走査方向に搬送しながら画像をプリントする。サーマルヘッド２は、プラテンローラ３上でカラー感熱記録紙６に圧接するプリント位置と、プラテンローラ３から上方に離れる退避位置との間で移動可能に設けられている。
【００１１】
カラー感熱記録紙６は支持体上にシアン感熱発色層、マゼンタ感熱発色層、イエロー感熱発色層、透明保護層が順に積層された構造をしている。イエロー感熱発色層は、イエロー定着用ランプ８から照射される定着光により発色能力が消失し、マゼンタ感熱発色層は、マゼンタ定着用ランプ９から照射される定着光により発色能力が消失する。
【００１２】
イエロー定着用ランプ８はイエロー画像がプリントされた後に点灯し、４２０ｎｍ付近に発光波長のピークを有する定着光を照射してイエロー画像を光定着する。マゼンタ定着用ランプ９は、マゼンタ画像がプリントされた後に点灯し、３６５ｎｍ付近に発光波長のピークを有する定着光を照射してマゼンタ画像を定着処理する。
【００１３】
プラテンローラ３の軸心には金属芯１０が内蔵され、金属芯１０の外周の溝に複数の電極板１１が嵌め込まれている。電極板１１はサーマルヘッド２の主走査方向の長さとほぼ等しい幅を有する導電性の薄板から構成され、プラテンローラ３内で放射状に配列されている。プラテンローラ３は、図２に示すように、電極板１１を取り付けた金属芯１０を円筒状の金型１２内に位置決めし、この金型１２内に硬化剤処理したシリコンゴムを流し込んで製造される。
【００１４】
図３において、サーマルヘッド２には、主走査方向に多数の発熱素子がライン状に配列された発熱素子アレイ２ａが形成されている。発熱素子アレイ２ａはセラミック製の絶縁性基板２ｂ上に形成されている。絶縁性基板２ｂを保持した導電性基板２ｃは接地されている
【００１５】
図４において、金属芯１０の一端には高電圧電源１３が接続されている。高電圧電源１３は金属芯１０を介して電極板１１とサーマルヘッド２の間に２ｋＶの交流電圧を印加し、サーマルヘッド２と電極板１１との間に電場を発生させる。なお、電極板１１の両端での放電を防止するために、電極板１１の先端を等電位面となる形状に面取りして、電極板上で発生する電気力線の密度に偏りが生じないようにしてもよい。
【００１６】
プラテンローラ３と同軸にベルト車１４とスリット円盤１５が設けられている。ベルト車１４はモータ１６の軸に直結されたギア１７によって駆動される伝動ベルト１８と噛合し、プラテンローラ３を回転させる。スリット円盤１５は、電極板１１の数と等しい数のスリット１９を有し、フォトインタラプタ２０とともにロータリエンコーダ２１を構成する。電極板１１とスリット１９の配列ピッチは等しくされ、スリット円盤１５は、電極板１１とスリット１９の位置を揃えて取り付けられている。
【００１７】
プラテンローラ３が回転するとロータリエンコーダ２１によって電極板１１の位置が検出される。スイッチ２２は、フォトインタラプタ２０でスリット１９が検出されたときに生じるパルス信号によってオンされる。スイッチ２２がオンする時間はパルス信号が入力されている間のみであり、この間に電極板１１と高電圧電源１３とが導通する。
【００１８】
本発明の作用について説明する。プリント処理が開始されると、カラー感熱記録紙６が給紙方向に搬送され、サーマルヘッド２に向けて繰り出される。カラー感熱記録紙６の先端はプラテンローラ３上を通過した後、フォトインタラプタ７で検知され、さらに所定量だけ給紙方向へ搬送される。キャプスタンローラ４，５が停止すると、サーマルヘッド２はプリント位置へ移動してカラー感熱記録紙６に圧接する。
【００１９】
キャプスタンローラ８とプラテンローラ３は、カラー感熱記録紙４を巻戻し方向に搬送する向きに回転駆動する。サーマルヘッド２はカラー感熱記録紙６の引き戻しと同期して駆動し、イエロー画像が熱記録される。イエロー画像の記録が終了すると、サーマルヘッド２は退避位置に移動し、イエロー定着用ランプ８が点灯する。イエロー感熱発色層の未発色成分が光分解され、イエロー画像が光定着される。
【００２０】
次にカラー感熱記録紙６はキャプスタンローラ４によって給紙方向へ搬送される。搬送が停止するとサーマルヘッド２はプリント位置に移動し、キャプスタンローラ８とプラテンローラ３がカラー感熱記録紙６を巻戻し方向に搬送する。カラー感熱記録紙の搬送に同期してサーマルヘッド２が駆動し、マゼンタ画像が記録される。マゼンタ画像の記録が終了すると、サーマルヘッド２は退避位置へ移動し、マゼンタ定着用ランプ９が点灯する。マゼンタ感熱発色層は発色能力を失い、マゼンタ画像が光定着される。
【００２１】
カラー感熱記録紙６は給紙方向へ三度目の搬送が行われる。給紙方向への搬送が終わると、サーマルヘッド２がプリント位置に移動する。カラー感熱記録紙６はキャプスタンローラ４とプラテンローラ２によって巻戻し方向へ引き戻される。サーマルヘッド２はカラー感熱記録紙６の搬送と同期して駆動し、シアン画像が熱記録される。このとき、サーマルヘッド２はマゼンタ画像記録時よりも高温に発熱する。
【００２２】
高電圧電源１３は、シアン画像の記録開始と同時に稼動し、電圧出力待機状態になる。シアン画像の記録中にプラテンローラ３が回転し、フォトインタラプタ２０がスリット１９の通過を検知すると、スイッチ２２がオンして高電圧電源１３と電極板１１が導通する。
【００２３】
発熱素子アレイ２ａに最も近い電極板１１との間に電場が発生し、発熱素子アレイ２ａの表面に対する保護層成分の濡れ性が変化し、発熱素子アレイ２ａ上に保護層成分が付着しにくくなる。また、イエロー画像、マゼンタ画像の記録時に付着した保護層成分がカラー感熱記録紙６の表面に転移して発熱素子アレイ２ａから取り除かれる。
【００２４】
シアン画像の記録中、フォトインタラプタ２０はスリット１９の通過を複数回検知する。その度に、サーマルヘッド２と電極板１１との間で高電圧が印加され、発生した強電場により発熱素子アレイ２ａの表面には付着物がこびりつかなくなる。
【００２５】
シアン画像の記録が終了すると、カラー感熱記録紙６は図示しない排出口へ向かって給紙方向へさらに搬送され、画像のプリントされた部分が排紙の際に切り取られる。また、排紙口まで引き出された未記録部分がキャプスタンローラ４の位置まで巻き戻され、一回のプリント処理が終了する。二枚目以降のプリント時にも同様の処理が繰り返され、シアン画像の記録時に電極板１１とサーマルヘッド２の間に電場が発生し、付着物のこびりつきが防止される。
【００２６】
なお、上記実施形態では、１枚のプリントごとに、かつシアン画像の記録中に電圧印加を行っているが、複数枚のプリントごとに電圧印加を行ったり、シアン画像の記録前、記録後に電圧印加を行ってもよい。また、サーマルヘッド非駆動時に電圧印加を行ってもよい。熱記録中のみに電圧印加を行うものでは、カラー感熱記録紙の搬送に伴ってプラテンローラが従動回転するのでモータを設けなくてもよい。
【００２７】
また、本発明はカラー感熱記録紙を発色記録するプリンタ以外にも、インクリボンを使用する熱転写型プリンタに用いてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、本発明のサーマルプリンタによれば、サーマルヘッドと電極板の間に電場をかけることで、サーマルヘッド表面に対する有機成分の濡れ性を変化させ、付着物のこびりつきや焼き付きを防止することができる。また、プラテンローラ内に組み込まれた電極板の位置を検出することで、プラテンローラを回転させてタイミングよく電圧印加が行え、付着物のこびりつきを効率よく防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施したカラー感熱プリンタの概略構成図である。
【図２】プラテンローラの製造法を示す説明図である。
【図３】サーマルヘッドの概略構成を示す平面図である。
【図４】プラテンローラとその周辺の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
２ サーマルヘッド
３ プラテンローラ
１０ 金属芯
１１ 電極板
１３ 高電圧電源
１４ ベルト車
１５ モータ
１８ 伝動ベルト
２１ ロータリエンコーダ
２２ スイッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thermal printer in which an electric field is applied between a thermal head and an electrode to prevent a deposit from solidifying on a heating element.
[0002]
[Prior art]
As a printer that thermally records an image using a thermal head, a color thermal printer that heats a color thermal recording paper and develops and records a full color image is known. The color thermosensitive recording paper has a structure in which a cyan thermosensitive coloring layer, a magenta thermosensitive coloring layer, and a yellow thermosensitive coloring layer are sequentially laminated on a support. On the yellow thermosensitive coloring layer, a transparent protective layer is provided for protecting the thermosensitive coloring layer and giving gloss to the recording paper surface.
[0003]
A color thermal printer presses a thermal head against color thermal recording paper supported by a platen roller, and thermally records an image on the color thermal recording paper line by line. When the thermal head reaches a high temperature, particularly when a cyan image is recorded, the transparent protective layer of the color thermal recording paper is softened, and a part thereof adheres to the heating element.
[0004]
The protective layer component adhering to the heat generating element becomes a stain that hinders heat transfer, and becomes a factor of deteriorating print quality. For this reason, it is necessary to periodically perform a cleaning process for passing the wrapping sheet between the thermal head and the platen roller, and to remove the deposits on the heating elements.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the cleaning is performed regularly as in the prior art, the protective layer component adhering before the cleaning is performed is seized and stuck on the heating element while the printing process is repeatedly performed. Even if the thermal head is polished using a wrapping sheet in this state, there is a problem in that dirt that is seized and stuck cannot be removed sufficiently.
[0006]
The present invention has been made in consideration of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a thermal printer that prevents the deposits from sticking to the thermal head.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the thermal printer of the present invention is one in which an electrode plate is incorporated in a platen roller along its radial direction. A high voltage is applied between the thermal head and the electrode plate in the platen roller to generate an electric field around the thermal head. Thereby, the wettability of the organic component deposit on the surface of the heating element changes, and the deposit is less likely to stick. At the time of printing, since the recording paper slides on the head surface, the adhered matter is rubbed off before being burned and solidified.
[0008]
In the thermal printer according to the second aspect, the platen roller is rotationally driven and the rotational position of the platen roller is detected, so that the voltage application is performed at a good timing regardless of whether or not the thermal recording is performed.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In FIG. 1, a color thermal printer 1 is provided with a thermal head 2 and a platen roller 3. The capstan rollers 4 and 5 carry out the forward rotation for feeding the roll-shaped color thermal recording paper 6 in the paper feeding direction and the reverse rotation for returning it in the rewinding direction, thereby reciprocating the color thermal recording paper 6. A photo interrupter 7 is provided between the thermal head 2 and the capstan roller 5 to detect the leading end of the color thermal recording paper 4 being conveyed.
[0010]
The color thermal printer 1 prints an image while transporting the color thermal recording paper 6 in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction. The thermal head 2 is provided so as to be movable between a printing position where the thermal head 2 is pressed against the color thermal recording paper 6 on the platen roller 3 and a retreat position where the thermal head 2 is separated upward from the platen roller 3.
[0011]
The color thermosensitive recording paper 6 has a structure in which a cyan thermosensitive coloring layer, a magenta thermosensitive coloring layer, a yellow thermosensitive coloring layer, and a transparent protective layer are sequentially laminated on a support. The yellow thermosensitive coloring layer loses its coloring ability by the fixing light irradiated from the yellow fixing lamp 8, and the magenta thermosensitive coloring layer loses its coloring ability by the fixing light irradiated from the magenta fixing lamp 9.
[0012]
The yellow fixing lamp 8 is turned on after the yellow image is printed, and the yellow image is light-fixed by irradiating fixing light having an emission wavelength peak near 420 nm. The magenta fixing lamp 9 is lit after the magenta image is printed, and fixes the magenta image by irradiating fixing light having a peak of the emission wavelength near 365 nm.
[0013]
A metal core 10 is built in the shaft center of the platen roller 3, and a plurality of electrode plates 11 are fitted in grooves on the outer periphery of the metal core 10. The electrode plate 11 is composed of a conductive thin plate having a width substantially equal to the length of the thermal head 2 in the main scanning direction, and is arranged radially in the platen roller 3. As shown in FIG. 2, the platen roller 3 is manufactured by positioning a metal core 10 to which an electrode plate 11 is attached in a cylindrical mold 12 and pouring silicon rubber treated with a curing agent into the mold 12. The
[0014]
In FIG. 3, the thermal head 2 is formed with a heating element array 2a in which a large number of heating elements are arranged in a line in the main scanning direction. The heating element array 2a is formed on a ceramic insulating substrate 2b. The conductive substrate 2c holding the insulating substrate 2b is grounded.
In FIG. 4, a high voltage power supply 13 is connected to one end of the metal core 10. The high voltage power supply 13 applies an AC voltage of 2 kV between the electrode plate 11 and the thermal head 2 via the metal core 10 to generate an electric field between the thermal head 2 and the electrode plate 11. In order to prevent discharge at both ends of the electrode plate 11, the tip of the electrode plate 11 is chamfered into a shape that becomes an equipotential surface so that the density of the lines of electric force generated on the electrode plate is not biased. It may be.
[0016]
A belt wheel 14 and a slit disk 15 are provided coaxially with the platen roller 3. The belt wheel 14 meshes with a transmission belt 18 driven by a gear 17 directly connected to the shaft of the motor 16 to rotate the platen roller 3. The slit disk 15 has the same number of slits 19 as the number of electrode plates 11 and constitutes a rotary encoder 21 together with the photo interrupter 20. The arrangement pitch of the electrode plate 11 and the slit 19 is made equal, and the slit disk 15 is attached with the positions of the electrode plate 11 and the slit 19 aligned.
[0017]
When the platen roller 3 rotates, the rotary encoder 21 detects the position of the electrode plate 11. The switch 22 is turned on by a pulse signal generated when the slit 19 is detected by the photo interrupter 20. The switch 22 is turned on only while a pulse signal is being input. During this time, the electrode plate 11 and the high voltage power supply 13 are conducted.
[0018]
The operation of the present invention will be described. When the printing process is started, the color thermal recording paper 6 is conveyed in the paper feeding direction and fed toward the thermal head 2. The front end of the color thermal recording paper 6 passes over the platen roller 3 and is then detected by the photo interrupter 7 and further conveyed by a predetermined amount in the paper feeding direction. When the capstan rollers 4 and 5 are stopped, the thermal head 2 moves to the printing position and comes into pressure contact with the color thermal recording paper 6.
[0019]
The capstan roller 8 and the platen roller 3 are driven to rotate in the direction in which the color thermal recording paper 4 is conveyed in the rewind direction. The thermal head 2 is driven in synchronism with the pulling back of the color thermal recording paper 6 so that a yellow image is thermally recorded. When the recording of the yellow image is completed, the thermal head 2 moves to the retracted position, and the yellow fixing lamp 8 is turned on. The uncolored component of the yellow thermosensitive coloring layer is photodegraded, and the yellow image is photofixed.
[0020]
Next, the color thermal recording paper 6 is conveyed in the paper feeding direction by the capstan roller 4. When the conveyance stops, the thermal head 2 moves to the printing position, and the capstan roller 8 and the platen roller 3 convey the color thermal recording paper 6 in the rewind direction. The thermal head 2 is driven in synchronization with the conveyance of the color thermal recording paper, and a magenta image is recorded. When the recording of the magenta image is completed, the thermal head 2 moves to the retracted position, and the magenta fixing lamp 9 is turned on. The magenta thermosensitive coloring layer loses the coloring ability and the magenta image is photofixed.
[0021]
The color thermal recording paper 6 is conveyed for the third time in the paper feeding direction. When the conveyance in the paper feeding direction is completed, the thermal head 2 moves to the printing position. The color thermal recording paper 6 is pulled back in the rewinding direction by the capstan roller 4 and the platen roller 2. The thermal head 2 is driven in synchronism with the conveyance of the color thermal recording paper 6, and a cyan image is thermally recorded. At this time, the thermal head 2 generates heat at a higher temperature than when recording a magenta image.
[0022]
The high voltage power supply 13 operates simultaneously with the start of cyan image recording and enters a voltage output standby state. When the platen roller 3 rotates during recording of the cyan image and the photo interrupter 20 detects the passage of the slit 19, the switch 22 is turned on and the high voltage power supply 13 and the electrode plate 11 are conducted.
[0023]
An electric field is generated between the electrode plate 11 closest to the heating element array 2a, the wettability of the protective layer component with respect to the surface of the heating element array 2a changes, and the protective layer component is less likely to adhere to the heating element array 2a. . Further, the protective layer component adhering during the recording of the yellow image and the magenta image is transferred to the surface of the color thermal recording paper 6 and removed from the heating element array 2a.
[0024]
During the recording of the cyan image, the photo interrupter 20 detects the passage of the slit 19 a plurality of times. Each time, a high voltage is applied between the thermal head 2 and the electrode plate 11, and the generated strong electric field prevents the adhered matter from sticking to the surface of the heating element array 2a.
[0025]
When the recording of the cyan image is completed, the color thermal recording paper 6 is further conveyed in the paper feeding direction toward a discharge port (not shown), and the printed portion of the image is cut out at the time of paper discharge. Further, the unrecorded portion pulled out to the paper discharge port is rewound to the position of the capstan roller 4, and one printing process is completed. The same process is repeated when printing the second and subsequent sheets, and an electric field is generated between the electrode plate 11 and the thermal head 2 when a cyan image is recorded, thereby preventing adhesion of sticking.
[0026]
In the above embodiment, voltage application is performed for each print and during cyan image recording. However, voltage application is performed for each of a plurality of prints, and voltage is applied before and after cyan image recording. Application may be performed. Further, voltage application may be performed when the thermal head is not driven. In the case of applying voltage only during thermal recording, the platen roller is driven to rotate as the color thermal recording paper is conveyed, so that it is not necessary to provide a motor.
[0027]
Further, the present invention may be used for a thermal transfer type printer using an ink ribbon in addition to a printer for color recording of color thermal recording paper.
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the thermal printer of the present invention, by applying an electric field between the thermal head and the electrode plate, the wettability of the organic component with respect to the surface of the thermal head can be changed, and sticking and seizure of the deposit can be prevented. it can. Further, by detecting the position of the electrode plate incorporated in the platen roller, the platen roller can be rotated to apply a voltage in a timely manner, and adhesion of sticking can be efficiently prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a color thermal printer embodying the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view showing a manufacturing method of a platen roller.
FIG. 3 is a plan view showing a schematic configuration of a thermal head.
FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a platen roller and its periphery.
[Explanation of symbols]
2 Thermal Head 3 Platen Roller 10 Metal Core 11 Electrode Plate 13 High Voltage Power Supply 14 Belt Wheel 15 Motor 18 Transmission Belt 21 Rotary Encoder 22 Switch