JP2003080744A - 光定着装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定着不足を防止しつつ、プリント時間を短縮
する。 【解決手段】 サーマルプリンタ２は、カラー感熱記録
紙３に熱記録するサーマルヘッド６と、熱記録後に光定
着をするイエロー用及びマゼンタ用の各光定着器９，１
０を備えている。カラー感熱記録紙３を挟んで、各光定
着器９，１０と対面する位置には、ヒータ３１が設けら
れている。光定着の際には、カラー感熱記録紙３の定着
反応を促進するために、ヒータ３１によってカラー感熱
記録紙３を加熱する。これにより、プリント時間を短縮
するためにカラー感熱記録紙３の搬送速度を速くしても
定着不足が発生することはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光源から光を照射
して記録材料の発色能力を消失させる光定着装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】支持体上に、少なくとも３種類の感熱発
色層、例えばシアン感熱発色層，マゼンタ感熱発色層，
イエロー感熱発色層を順に層設したカラー感熱記録紙
（以下、記録紙という。）を用いて、フルカラー画像を
プリントするサーマルプリンタが知られている。イエロ
ー感熱発色層及びマゼンタ感熱発色層は、ジアゾニウム
塩化合物と、これと熱反応して発色するカプラーとから
なる。ジアゾニウム塩化合物は、紫外線の照射により光
分解される。この光分解によりカプラーが熱反応できな
くなり、各感熱発色層の未記録部分の発色能力が消失す
る。周知のように、この現象は光定着と呼ばれる。シア
ン感熱発色層は、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。

【０００３】サーマルプリンタは、記録紙を搬送する搬
送ローラ対，記録紙を加熱して発色させるサーマルヘッ
ド，紫外線を照射する光源を備えた光定着装置を備えて
いる。サーマルヘッド及び光定着装置は、記録紙の搬送
方向（副走査方向）に沿って配置されている。サーマル
ヘッドは、記録紙の搬送中に記録紙の幅方向（主走査方
向）に１ラインずつ熱記録する。熱記録が終了すると、
記録済みの記録紙は光定着装置に送られて光定着が行わ
れる。

【０００４】光定着装置は、光源として、例えば、棒状
の紫外線ランプが使用される。この棒状の紫外線ランプ
の近傍には、無駄に放射された紫外線を記録紙に向けて
反射させるためのリフレクタが配置される。

【０００５】プリント処理では、まず、サーマルヘッド
を記録紙に押し付け、熱感度が最も高いイエロー感熱発
色層にイエロー画像を熱記録し、その直後に光定着装置
により紫外線を照射して、イエロー感熱発色層を光定着
する。次にマゼンタ感熱発色層にマゼンタ画像を熱記録
してから、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にシアン画像を熱記録
することでフルカラー画像が得られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、サーマルプ
リンタのプリント時間を短縮するために、記録紙の搬送
速度を速くすることが検討されている。記録紙の搬送速
度を速くするために、紫外線ランプの強度を上げる方法
がある。これにより、定着に十分な紫外線照射量を確保
することができる。

【０００７】しかし、記録紙の定着反応は、紫外線を照
射しているときばかりでなく、紫外線の照射を受けた後
も進行し、次の熱記録が開始されるまで続く。紫外線ラ
ンプの強度を上げれば、記録紙の搬送速度を速くしても
定着に必要な十分な紫外線照射量を確保することができ
るが、紫外線照射後、記録紙の定着反応を進行させるた
めの時間も短縮されてしまうので、十分な定着を行うこ
とができない場合があった。

【０００８】上記問題を解決するために、本発明は、定
着不足を防止しつつプリント時間を短縮できる光定着装
置及び方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の光定着装置は、光源から光を照射して記録
材料の発色能力を消失させる光定着装置において、前記
記録材料の定着反応を促進させるために、光定着前また
は／および光定着中に記録材料を加熱する加熱手段を備
えたことを特徴とする。

【００１０】前記記録材料として、支持体と、この支持
体上に層設され加熱により発色する感熱発色層とからな
る感熱記録材料を使用し、記録済みの感熱発色層に対し
て紫外線を照射する光源を使用することが好ましい。

【００１１】前記加熱手段として、余熱を記録材料に伝
達する熱伝導部材を使用すれば、構造が簡単になる。

【００１２】また、本発明の光定着方法は、光源から光
を照射して記録材料の発色能力を消失させる光定着方法
において、光定着前または／および光定着中に記録材料
を加熱して、記録材料の定着反応を促進させることを特
徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１に示すサーマルプリンタ２
は、記録紙３を順方向と、その逆方向とに往復搬送しな
がら、フルカラー画像の熱記録と定着とを行う。サーマ
ルプリンタ２は、各感熱発色層を加熱して発色させるサ
ーマルヘッド６と、このサーマルヘッド６と対向して記
録紙３を支持するプラテンローラ７と、記録紙３を搬送
する搬送ローラ対８と、光定着装置５とからなる。

【００１４】図２及び図３に示すように、記録紙３は、
支持体１５上に、シアン感熱発色層１６，マゼンタ感熱
発色層１７，イエロー感熱発色層１８，保護層１９を順
次層設したものである。各感熱発色層１６〜１８は、熱
記録される順番に表面から層設されている。シアン感熱
発色層１６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。

【００１５】マゼンタ感熱発色層１７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１７は、サーマルヘッド６
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。

【００１６】イエロー感熱発色層１８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１８は、４２０ｎｍ付近の
近紫外線を照射すると光定着して発色能力が失われる。
なお、これよりもエネルギーが高い３６５ｎｍの近紫外
線によっても光定着される。また、記録紙３は、ジアゾ
ニウム塩化合物のために薄黄色をしているが、感熱発色
層１７，１８が充分に光定着されると、記録紙３の未記
録部分は薄黄色から透明に変化する。

【００１７】ジアゾニウム塩化合物とカプラーの光分解
反応（定着反応）は、紫外線照射中ばかりでなく、紫外
線照射後もしばらくの間継続する。定着中にイエロー及
びマゼンタの各感熱発色層１８，１７を加熱すると、定
着反応が促進されることが実験により検証されている。
表１は、紫外線の強度及び照射時間（照射量）を一定と
したときのマゼンタ感熱発色層１７の温度と、定着時間
との関係を示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】この表１における完全定着時間は、マゼン
タ感熱発色層１７を完全に光定着するために必要な最短
時間であり、マゼンタ感熱発色層１７が完全に光定着さ
れた状態とは、マゼンタ感熱発色層１７に対してそれが
最大濃度で発色するための熱エネルギーを与えても、も
はやマゼンタの発色濃度がそれ以上増加しない状態をい
う。

【００２０】表１から分かるように、マゼンタ感熱発色
層１７の温度が常温（２５℃）では、完全定着時間が２
０ｓｅｃであるが、この完全定着時間は温度を上げてい
くにつれて短くなり、６５℃にすると、１４ｓｅｃとな
り、常温（２５℃）と比較して約３０％短縮される。さ
らに温度を上げれば完全定着時間は短くなるが、温度が
７０℃を越えると、記録紙３の白地部分にカブリが生じ
てしまう。以上より、マゼンタ感熱発色層１７を加熱す
ると定着反応を促進させる効果があること、そして、そ
の温度は、３５℃〜７０℃の範囲で設定することが好ま
しいことが分かった。

【００２１】なお、カブリが発生する温度は、記録紙３
の種類によっても異なるので、７０℃を越えてもカブリ
が発生しない場合には、７０℃を越える温度に加熱して
もよい。このように、温度の上限値は、記録紙３が発色
する直前の温度以下の範囲で、記録紙の種類に応じて決
められる。

【００２２】また、マゼンタ感熱発色層１７の実験結果
を例に説明したが、イエロー感熱発色層１８について
も、実験により同様の効果が検証されている。

【００２３】搬送ローラ対８は、駆動モータ１４によっ
て駆動され、給紙された記録紙３をニップして副走査方
向へ搬送する。この搬送中に、サーマルヘッド６及び光
定着装置５を記録紙３が通過して、プリント処理が行わ
れる。プリント処理が終了した記録紙３は、図示しない
カッターによって所定サイズにカットされ、プリンタ２
外へ排出される。駆動モータ１４としては、例えば、１
個の駆動パルスを与える毎に所定角度回転するパルスモ
ータが使用されており、記録紙３の搬送量は、この駆動
パルス数をカウントすることにより制御される。

【００２４】サーマルヘッド６は、周知のように、多数
の発熱素子が主走査方向にライン状に配列されている。
各発熱素子は、画素の濃度に応じた熱エネルギーを発生
してイエロー，マゼンタ，シアンの各色の画像を各感熱
発色層１６〜１８に熱記録する。

【００２５】光定着装置５は、４２０ｎｍの近紫外線を
放射し、イエロー感熱発色層１８を光定着するイエロー
用光定着器９と、３６５ｎｍの紫外線を放射し、マゼン
タ感熱発色層１７を光定着するマゼンタ用光定着器１０
とからなる。各光定着器９，１０による光定着は、イエ
ロー及びマゼンタの各感熱発色層１７，１８の記録後に
行われる。シアン感熱発色層については、感熱層の最下
層に位置しており、記録時の混色が発生しないため、光
定着は行われない。もちろん、シアン感熱発色層に光定
着をしてもよい。

【００２６】イエロー用光定着器９は、光源として４２
０ｎｍの近紫外線を放射するＹ用紫外線ランプ２３と、
Ｙ用紫外線ランプ２３の近傍に配置され、Ｙ用紫外線ラ
ンプ２３から放射された紫外線を記録紙３に向けて反射
させるリフレクタ２４とからなる。マゼンタ用光定着器
１０は、３６５ｎｍの紫外線を照射するＭ用紫外線ラン
プ２６と、リフレクタ２７とからなる。

【００２７】記録紙３を挟んで、イエロー及びマゼンタ
の各光定着器９，１０と対面する位置には、ヒータ３１
が設けられている。このヒータ３１は、イエロー及びマ
ゼンタの各感熱発色層１８，１７の定着反応を促進させ
るために、定着中に記録紙３を加熱するための加熱手段
である。このヒータ３１の内部には、例えば、ニクロム
線等の発熱体が組み込まれている。なお、ヒータの代わ
りにヒートローラを用いてもよい。

【００２８】制御部３２は、駆動モータ１４，サーマル
ヘッド６，光定着装置５（ヒータ３１を含む）などサー
マルプリンタ２の各部を制御する。ヒータ３１には、温
度センサ３３が設けられており、制御部３２は、この温
度センサ３３からの信号に基づいて、ヒータ３１の発熱
量を調節する。これにより、記録紙３の温度が予め設定
された所定温度に保たれる。この所定温度は、上述した
３５℃〜７０℃の範囲で設定される。

【００２９】なお、記録紙３のうち記録済み部分だけで
なく、未記録部分の一部もヒータ３１によって加熱され
てしまうが、ヒータ３１が記録紙３に与えるエネルギー
は、記録紙３を発色させるための最低のエネルギーにも
満たないため、未記録部分が発色してしまうことはな
い。

【００３０】以下、上記構成による作用について、図４
のフローチャートを参照しながら説明する。プリント指
示がなされると、記録紙３が給紙され、搬送ローラ対８
によって搬送される。１回目の順方向の搬送中に、イエ
ロー感熱発色層１８に対して、サーマルヘッド６による
イエロー画像の熱記録が行われる。

【００３１】サーマルヘッド６によってイエロー画像が
記録されると、記録紙３の記録済み部分はイエロー用光
定着器９に順次送られる。イエロー画像の記録中にＹ用
紫外線ランプ２３が点灯し、イエロー感熱発色層１８の
記録済み部分から順次光定着が行われる。この光定着の
開始と同時に、ヒータ３１がオンする。

【００３２】イエロー感熱発色層１８がイエロー用光定
着器９から紫外線を照射されている間、ヒータ３１によ
って記録紙が加熱される。イエロー感熱発色層１８の定
着反応は、マゼンタ画像の熱記録が開始されるまでの間
進行する。この定着反応は、ヒータ３１の加熱により、
促進される。このため、記録紙３の搬送速度を速くして
も十分な定着をすることができる。

【００３３】イエロー感熱発色層１８の熱記録が終了
し、記録紙３の記録済み部分のすべてがイエロー用光定
着器９を通過すると、Ｙ用紫外線ランプ２３が消灯し、
ヒータ３１がオフする。そして、搬送ローラ対８が逆回
転して記録紙３が逆方向に搬送される。記録紙３がサー
マルヘッド６の位置まで戻ると、２回目の順方向への搬
送が開始される。

【００３４】マゼンタ画像の熱記録が開始され、記録紙
３の記録済み部分がマゼンタ用光定着器１０に達する直
前にＭ用紫外線ランプ２６が点灯し、マゼンタ感熱発色
層１７の記録済み部分から順次光定着が行われる。この
光定着の開始とともに、ヒータ３１がオンする。マゼン
タ感熱発色層１８がマゼンタ用光定着器１０から紫外線
を照射されている間、ヒータ３１によって記録紙が加熱
される。マゼンタ感熱発色層１７の定着反応は、マゼン
タ画像の熱記録が開始されるまでの間進行する。この定
着反応は、ヒータ３１の加熱により、促進される。この
ため、記録紙３の搬送速度を速くしても十分な定着をす
ることができる。

【００３５】マゼンタ感熱発色層１７の熱記録が終了
し、記録紙３の記録済み部分のすべてがマゼンタ用光定
着器１０を通過すると、Ｍ用紫外線ランプ２６が消灯
し、ヒータ３１がオフする。そして、搬送ローラ対８が
逆回転して記録紙３がサーマルヘッド６の位置まで戻さ
れる。そして、３回目の順方向への搬送が開始され、こ
の搬送中にシアン画像が記録される。シアン画像の記録
が終了すると、記録紙３が図示しないカッタでカットさ
れて排出される。

【００３６】上記例では、イエロー及びマゼンタ感熱発
色層１８，１７に対して、Ｙ用及びＭ用の各紫外線ラン
プ２３，２６から紫外線が照射されている間、ヒータ３
１によって記録紙３を加熱し、各紫外線ランプ２３，２
６の消灯とともに加熱を終了している。しかし、各紫外
線ランプ２３，２６の消灯後、次の熱記録が開始される
までの間においても、各感熱発色層１８，１７の定着反
応は進行しているから、その間、記録紙３を加熱しつづ
けてもよい。

【００３７】また、光定着前に記録紙３を加熱し、温度
を上昇させた状態で光定着がなされるようにしてもよ
い。この場合には、光定着器よりも上流側にヒータが設
けられる。もちろん、光定着前から光定着が終了するま
での間加熱を続けてもよい。

【００３８】また、上記実施形態では、記録紙の加熱手
段としてヒータを使用したが、加熱手段としては、ヒー
タの代わりに、例えば、専用のサーマルヘッドを設けて
もよい。また、図５に示すように、各リフレクタ２４，
２７と、搬送路内の記録紙３とに接触する熱伝導部材４
１を設けてもよい。各リフレクタ２４，２７は、各紫外
線ランプ２３，２６からの紫外線の放射により熱を持
つ。

【００３９】熱伝導部材４１は、各リフレクタ２４，２
７の余熱を記録紙３に伝達して、記録紙３を加熱する。
熱伝導部材４１としては、例えば金属板が使用される。
これによれば、部品点数が減るので構造を簡単にするこ
とができる。また、ヒータを駆動するための電力が不要
なので消費電力が低減する。

【００４０】この例では、各リフレクタ２４，２７の余
熱を利用しているが、この他、サーマルヘッド等のプリ
ンタ各部の余熱を利用してもよい。さらに、余熱を利用
する方法としては、熱伝導部材を設ける方法の他、例え
ば、ファンによって余熱を記録紙に伝達する方法でもよ
い。

【００４１】上記実施形態では、光源として紫外線ラン
プを例に説明したが、紫外線ランプの他に、ＬＥＤなど
の発光素子を使用した光源を用いてもよい。

【００４２】また、上記実施形態では、１つのサーマル
ヘッドで３色の画像を記録するいわゆる１ヘッド３パス
方式のサーマルプリンタで説明したが、本発明は、各色
毎に１つずつサーマルヘッドを備え、記録紙を１方向へ
搬送する間に、３色の画像を記録する３ヘッド１パス方
式のサーマルプリンタでもよい。また、記録紙を固定し
た状態で、サーマルヘッド及び光定着装置を移動させて
熱記録及び光定着をするサーマルプリンタに適用しても
よい。

【００４３】また、記録材料として、紫外線を照射する
ことにより発色能力が消失する感熱記録紙を例に説明し
ているが、感熱記録紙に限らず、光定着性を有する記録
材料に対して適用することができる。また、本発明の光
定着装置は、例えば、ジアゾコピーなど、光定着反応を
利用して記録を行う光書き込みにも適用することができ
る。

【００４４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明は、
光定着前および／または光定着中に記録材料を加熱し
て、記録材料の定着反応を促進させるようにしたから、
記録紙の搬送速度を速くしても十分な光定着をすること
ができ、定着不足が生じることはない。また、記録紙の
搬送速度を速くできるから、プリント時間を短縮するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光定着装置を用いたサーマルプリンタ
を示す説明図である。

【図２】カラー感熱記録紙の説明図である。

【図３】カラー感熱記録紙の発色特性を示すグラフであ
る。

【図４】プリント手順を示すフローチャートである。

【図５】熱伝導部材の説明図である。

【符号の説明】

２ サーマルプリンタ ３ カラー感熱記録紙 ５ 光定着装置 ９ イエロー用光定着器 １０ マゼンタ用光定着器 ２３ Ｙ用紫外線ランプ ２４，２７ リフレクタ ２６ Ｍ用紫外線ランプ ３１ ヒータ ４１ 熱伝導部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源から光を照射して記録材料の発色能
   力を消失させる光定着装置において、 前記記録材料の定着反応を促進させるために、光定着前
   および／または光定着中に記録材料を加熱する加熱手段
   を備えたことを特徴とする光定着装置。
2. 【請求項２】 前記記録材料は、支持体と、この支持体
   上に層設され加熱により発色する感熱発色層とからなる
   感熱記録材料であり、前記光源は、記録済みの感熱発色
   層に対して紫外線を照射することを特徴とする請求項１
   記載の光定着装置。
3. 【請求項３】 前記加熱手段は、余熱を記録材料に伝達
   する熱伝導部材であることを特徴とする請求項１又は２
   記載の光定着装置。
4. 【請求項４】 光源から光を照射して記録材料の発色能
   力を消失させる光定着方法において、 光定着前および／または光定着中に記録材料を加熱し
   て、記録材料の定着反応を促進させることを特徴とする
   光定着方法。