JP2004050696A - 光定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の低コスト化、小型化を実現させる。
【解決手段】光定着装置３１は、イエロー感熱発色層５４およびマゼンタ感熱発色層５３の双方を光定着することが可能な波長域を有する紫外線を発生するキセノンフラッシュランプ３２と、カラー感熱記録紙１０の搬送経路上に設置されたイエロー定着領域３９およびマゼンタ定着領域４０と、各感熱発色層に応じた波長域に紫外線を分離して各定着領域３９、４０に供給する回折格子３４とを備える。マイクロコンピュータ６１は、イエロー定着とマゼンタ定着が同時に行われる場合に、イエロー用照度センサ４３の測定結果に基づいて、イエロー用シャッタドライバ６８を介してイエロー用シャッタ４５の駆動を制御し、紫外線の照射量が目標値になるように調節する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単一の光源で複数の感熱発色層に光定着を施すことができる光定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
支持体上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の感熱発色層が層設されたカラー感熱記録紙に熱記録を施してカラー画像を形成するカラー感熱プリンタが知られている。カラー感熱プリンタでは、イエロー、マゼンタの各感熱発色層が熱記録後に再び発色することを防ぐために、各感熱発色層に特有の波長域を有する電磁線、例えば紫外線を熱記録後のカラー感熱記録紙に照射して光定着を施している。
【０００３】
光定着装置は、発光ピークが４２０ｎｍの近紫外線を照射してイエロー感熱発色層を光定着するイエロー用定着ランプと、発光ピークが３６５ｎｍの紫外線を照射してマゼンタ感熱発色層を光定着するマゼンタ用定着ランプとで構成される。カラー感熱プリンタでは、まずイエロー感熱発色層にイエロー画像を熱記録し、その直後にイエロー用定着ランプにより光定着を施す。次にマゼンタ感熱発色層にマゼンタ画像を熱記録し、その直後にマゼンタ用定着ランプにより光定着を施す。最後にシアン感熱発色層にシアン画像を熱記録して１回のプリント処理を完了する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような光定着装置では、イエロー用、マゼンタ用の２種類の定着ランプを用いているので、装置の低コスト化、小型化を阻害していた。
【０００５】
本発明は、装置の低コスト化、小型化を実現させることができる光定着装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の光定着装置は、少なくとも２つの感熱発色層を光定着することが可能な波長域を有する電磁線を発生する光源と、光定着が施される感熱発色層毎に設けられ、前記感熱記録紙の搬送経路上に配置される定着領域と、この定着領域と前記光源との間に設けられ、各感熱発色層に応じた波長域に前記電磁線を分離して各定着領域に供給する電磁線分離手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
なお、前記電磁線分離手段により波長域を分離された電磁線が入射する入射端と、この分離された電磁線を各定着領域へと導く誘導路と、分離された電磁線を各定着領域に射出する射出端とから構成される電磁線誘導部材を設けることが好ましい。また、前記電磁線分離手段により波長域を分離された電磁線の照射量を測定する照度センサと、前記照射量を調節する照射量調節手段と、前記照度センサによる照射量の測定結果に基づいて前記照射量調節手段の駆動制御を行う制御手段とを備えていることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を実施したカラー感熱プリンタの構成を示す概略図である。このカラー感熱プリンタ２では、記録媒体として長尺のカラー感熱記録紙（以下、単に記録紙という）１０が用いられる。記録紙１０は、ロール状に巻かれた記録紙ロール１１の形態でカラー感熱プリンタ２にセットされる。記録紙ロール１１は、外周に当接された給紙ローラ１２によって回転され、これにより記録紙１０の送り出しが行われる。
【０００９】
記録紙ロール１１の近傍には、記録紙１０を挟み込んで搬送する搬送ローラ対１３が配置されている。また、記録紙１０の搬送経路には、複数のガイドローラ１４が設けられている。搬送ローラ対１３は、搬送モータ１５に回転駆動されるキャプスタンローラ１６と、このキャプスタンローラ１６に圧接するピンチローラ１７とからなり、記録紙１０を給紙方向Ａに搬送する。
【００１０】
搬送モータ１５は、例えばパルスモータからなり、モータドライバ６６（図３参照）を介してマイクロコンピュータ６１（図３参照）によって回転が制御される。搬送モータ１５への駆動パルスは、図示しないパルスカウンタでカウントされる。マイクロコンピュータ６１では、カウントした駆動パルスによって記録紙１０の搬送位置を特定する。
【００１１】
図２に示すように、記録紙１０は、支持体５１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が順次層設されている。最上層となるイエロー感熱発色層５４は熱感度が最も高く、小さな熱エネルギーでイエローに発色する。最下層となるシアン感熱発色層５２は熱感度が最も低く、大きな熱エネルギーでシアンに発色する。イエロー感熱発色層５４は、４２０ｎｍの近紫外線が照射されたときに発色能力が消失する。マゼンタ感熱発色層５３は、イエロー感熱発色層５４とシアン感熱発色層５２との中間程度の熱エネルギーでマゼンタに発色し、３６５ｎｍの紫外線が照射されたときに発色能力が消失する。
【００１２】
図１において、搬送ローラ対１３の給紙方向Ａの下流側には、イエロー印画部１８、マゼンタ印画部１９、およびシアン印画部２０が配置されている。各印画部１８〜２０は、記録紙１０に圧接して各感熱発色層５２〜５４に画像を印画するイエロー用サーマルヘッド２１、マゼンタ用サーマルヘッド２２、およびシアン用サーマルヘッド２３と、これらのサーマルヘッド２１〜２３との間で記録紙１０を挟み込むプラテンローラ２４〜２６とからなる。各サーマルヘッド２１〜２３の記録紙１０と対向する面には、多数の発熱素子が記録紙１０の給紙方向Ａと直交する方向にライン状に形成された発熱素子アレイが設けられている。プラテンローラ２４〜２６は、発熱素子アレイに対面する位置で搬送経路の下方に配置されている。このプラテンローラ２４〜２６は、上下方向に移動自在となっており、図示しないバネによってサーマルヘッド２１〜２３に圧接する方向に付勢されている。
【００１３】
サーマルヘッド２１〜２３は、搬送ローラ対１３によって給紙方向Ａに搬送される記録紙１０に圧接し、発熱素子アレイを所定の温度に発熱させて各感熱発色層５２〜５４を発色させる。プラテンローラ２４〜２６は、記録紙１０の搬送に応じて従動回転して、記録紙１０と発熱素子との摺接を容易にする。
【００１４】
シアン印画部２０の下流側には、長尺の記録紙１０を記録エリア毎にカットするカッタ２７が設けられている。カッタ２７の下流側には、カットされたシート状の記録紙１０を排出する排紙口２８が設けられている。
【００１５】
マゼンタ印画部１９の上方には、光定着装置３１が配置されている。光定着装置３１は、キセノンフラッシュランプ３２、リフレクタ３３、回折格子３４、およびライトガイド３５などからなる。キセノンフラッシュランプ３２は、イエロー感熱発色層５４およびマゼンタ感熱発色層５３の双方を光定着することが可能な波長域（４２０ｎｍおよび３６５ｎｍ）を有する紫外線を発生させる。リフレクタ３３は、キセノンフラッシュランプ３２から放射された紫外線を記録紙１０に向けて反射させる。
【００１６】
電磁線分離手段としての回折格子３４は、キセノンフラッシュランプ３２から照射される紫外線の波長域をイエロー定着用とマゼンタ定着用とに分離する。電磁線誘導部材としてのライトガイド３５は、回折格子３４により波長域を分離されたイエロー定着用とマゼンタ定着用の紫外線が入射する入射端３６と、この分離された紫外線を熱記録後の記録紙１０に供給するイエロー用導光路３７およびマゼンタ用導光路３８と、分離された紫外線をイエロー定着領域３９およびマゼンタ定着領域４０に射出する射出端４１、４２とから構成される。
【００１７】
各導光路３７、３８には、イエロー用照度センサ４３およびマゼンタ用照度センサ４４がそれぞれ設置されている。これらの照度センサ４３、４４は、イエロー定着用とマゼンタ定着用の紫外線の照射量を検出して、この検出結果をＡ／Ｄ変換器６２、６３（図３参照）に送る。また、各導光路３７、３８には、シャッタ挿入口３７ａ、３８ａが形成されており、このシャッタ挿入口３７ａ、３８ａを通してイエロー用シャッタ４５およびマゼンタ用シャッタ４６が挿脱され、これにより紫外線の照射量が調節される。
【００１８】
図３に、カラー感熱プリンタ２の電気的構成を示す。制御手段としてのマイクロコンピュータ６１は、カラー感熱プリンタ２の各部の駆動を制御する。このマイクロコンピュータ６１には、Ａ／Ｄ変換器６２、６３を介して送られる各照度センサ４３、４４で検出した紫外線の照射量と、目標とする照射量との差を比較する差分回路６４、６５、搬送モータ１５を駆動制御するモータドライバ６６、キセノンフラッシュランプ３２を駆動制御するランプドライバ６７、イエロー用シャッタ４５およびマゼンタ用シャッタ４６を駆動制御するイエロー用シャッタドライバ６８およびマゼンタ用シャッタドライバ６９が接続されている。マイクロコンピュータ６１は、差分回路６４、６５による照射量の比較結果に基づいてランプドライバ６７の出力を制御することで、紫外線の照射量を最適な値に調節する。
【００１９】
ここで、イエロー感熱発色層５４を定着させるのに必要な紫外線の波長域と、マゼンタ感熱発色層５３を定着させるのに必要な紫外線の波長域とは僅かに重なり合っているため、イエロー定着用の紫外線の照射量を制御する必要がある。また、イエロー感熱発色層５４の定着感度よりもマゼンタ感熱発色層５３の定着感度の方が低く、キセノンフラッシュランプ３２の照射量もマゼンタ定着用の紫外線の方が低いため、イエロー定着時にマゼンタ感熱発色層５３を定着してしまう可能性がある。したがって、カラー感熱プリンタ２では、図４に示すような照射量の制御を行う。
【００２０】
図４において、イエロー定着のみが行われる場合（１）には、イエロー用照度センサ４３でイエロー定着用の紫外線の積算照射量が測定され、これに基づいて紫外線の照射量が目標値になるようにランプドライバ６７の出力が制御される。この出力制御は、イエロー定着開始時のキセノンフラッシュランプ３２の点灯周波数をｆ（ｎ）、照射量の目標値をＳｙ、積算照射量をＳｙ（ｎ）、制御後のキセノンフラッシュランプ３２の点灯周波数をｆ（ｎ＋１）とすると次式で表され、マゼンタ定着が開始されるまで続けられる。
ｆ（ｎ＋１）＝ｆ（ｎ）×Ｓｙ／Ｓｙ（ｎ）
【００２１】
イエロー定着とマゼンタ定着が同時に行われる場合（２）には、マゼンタ用照度センサ４４でマゼンタ定着用の紫外線の積算照射量が測定され、これに基づいて紫外線の照射量が目標値になるようにランプドライバ６７の出力が制御される。さらに、イエロー用照度センサ４３でイエロー定着用の紫外線の積算照射量が測定され、これに基づいてイエロー用シャッタ４５の移動率Ｐが算出される。この移動率Ｐからイエロー用シャッタ４５の移動量Ｌｓが割り出され、イエロー用シャッタドライバ６８を介してイエロー用シャッタ４５が駆動して、イエロー定着用の紫外線の照射量が目標値になるように調節される。このときのランプドライバ６７の出力制御は、マゼンタ定着開始時のキセノンフラッシュランプ３２の点灯周波数をｆ（ｎ＋ｍ）、マゼンタ定着用の紫外線の照射量の目標値をＳｍ、マゼンタ定着用の紫外線の積算照射量をＳｍ（ｎ＋ｍ）、制御後のキセノンフラッシュランプ３２の点灯周波数をｆ（ｎ＋ｍ＋１）とすると、次式で表される。
ｆ（ｎ＋ｍ＋１）＝ｆ（ｎ＋ｍ）×Ｓｍ／Ｓｍ（ｎ＋ｍ）
また、イエロー用シャッタ４５の移動率Ｐは、次式で表される。
Ｐ＝１−Ｓｙ／｛Ｓｙ（ｎ＋ｍ）×Ｓｍ／Ｓｍ（ｎ＋ｍ）｝
さらに、イエロー用シャッタ４５の移動量Ｌｓは、イエロー用シャッタ４５の給紙方向Ａの長さをＬとすると、次式で表される。
Ｌｓ＝Ｌ×Ｐ
これらの制御は、イエロー定着が終了するまで続けられる。このようにすると、イエロー定着時にマゼンタ感熱発色層５３を定着してしまうことが防がれる。
【００２２】
イエロー定着が終了してマゼンタ定着のみが行われる場合（３）には、マゼンタ用照度センサ４４でマゼンタ定着用の紫外線の積算照射量が測定され、これに基づいて紫外線の照射量が目標値になるようにランプドライバ６７の出力が制御される。この出力制御は、イエロー定着が終了してマゼンタ定着が開始された時のキセノンフラッシュランプ３２の点灯周波数をｆ（ｎ＋ｍ＋ｑ）、積算照射量をＳｍ（ｎ＋ｍ＋ｑ）、制御後のキセノンフラッシュランプ３２の点灯周波数をｆ（ｎ＋ｍ＋ｑ＋１）とすると次式で表され、マゼンタ定着が終了するまで続けられる。
ｆ（ｎ＋ｍ＋ｑ＋１）＝ｆ（ｎ＋ｍ＋ｑ）×Ｓｍ／Ｓｍ（ｎ＋ｍ＋ｑ）
【００２３】
なお、印画中の記録エリアの次の記録エリアに印画を行わない場合は、未印画の記録エリアが各定着領域３９、４０を通過する際に、イエロー用シャッタ４５およびマゼンタ用シャッタ４６を駆動させ、未印画の記録エリアが定着されないように保護する。この場合のイエロー用シャッタ４５の紫外線の照射量を調節するための移動量Ｌｓ’は、未印画の記録エリアを保護するためのイエロー用シャッタ４５の移動量をＬｙとすると、次式で表される。
Ｌｓ’＝Ｌｙ＋（Ｌ−Ｌｙ）×Ｐ
【００２４】
次に、上記実施形態による作用について説明する。プリント指示がなされると、記録紙１０が給紙ローラ１２によって給紙され、搬送ローラ対１３によって給紙方向Ａに搬送される。まず、イエロー感熱発色層５４に対してイエロー用サーマルヘッド２１によるイエロー画像の熱記録を行う。このイエロー画像の熱記録後に、記録紙１０を給紙方向Ａに搬送しながらキセノンフラッシュランプ３２を点灯し、４２０ｎｍ付近に発光ピークを持つ近紫外線を、イエロー用導光路３７を介して記録紙１０に照射して、イエロー感熱発色層５４に光定着を施す。同様にして、マゼンタ感熱発色層５３に対してマゼンタ用サーマルヘッド２２によるマゼンタ画像の熱記録を行った後、キセノンフラッシュランプ３２により３６５ｎｍ付近に発光ピークを持つ紫外線を、マゼンタ用導光路３８を介して記録紙１０に照射して、マゼンタ感熱発色層５３に光定着を施す。このとき、各照度センサ４３、４４でイエロー定着用、マゼンタ定着用の紫外線の照度を検出し、この検出結果に基づいてキセノンフラッシュランプ３２の出力を制御して、紫外線の照射量を最適な値に調整する。さらに、イエロー定着とマゼンタ定着とを同時に行う場合には、イエロー用シャッタ４５でイエロー定着用の紫外線の照射量を調節する。最後に、シアン感熱発色層５２に対してシアン画像の熱記録を行う。シアン画像の熱記録後の記録紙１０は、カッタ２７により記録エリアごとにカットされ、排紙口２８から排出される。
【００２５】
なお、定着光源としては、上記のキセノンフラッシュランプの他に、熱陰極ランプやキセノン外部電極ランプ、冷陰極ランプや電子線励起ランプなどの蛍光体を用いたランプを使用することができる。また、回折格子３４の代わりにプリズムを用いて紫外線を分離してもよい。さらに、各シャッタ４５、４６は、射出端４１、４２を覆うように設置してもよい。
【００２６】
上記実施形態では、複数個のサーマルヘッドに対して記録紙を１回通過させ、その間に各サーマルヘッドでイエロー、マゼンタ、シアンの熱記録を行ういわゆる１パス方式を例に挙げて説明したが、図５に示すように、１個のサーマルヘッド７２に対して記録紙１０を往復搬送させることでイエロー、マゼンタ、シアンの熱記録および定着を行う往復印画方式のカラー感熱プリンタ７１にも本発明を適用することができる。この場合はイエロー定着領域３９をサーマルヘッド７２の上流側に、マゼンタ定着領域４０を下流側にそれぞれ配置して、イエロー画像の熱記録後に記録紙１０を給紙方向Ａに搬送しながらキセノンフラッシュランプ３２を点灯し、４２０ｎｍ付近に発光ピークを持つ近紫外線を、イエロー用導光路３７を介して記録紙１０に照射して、イエロー感熱発色層５４に光定着を施す。次に、記録紙１０を搬送ローラ対１３により給紙方向Ａと逆側に搬送し、この搬送中にマゼンタ画像の熱記録を行う。そして、記録紙１０を給紙方向Ａと逆側に搬送しながらマゼンタ感熱発色層５３に光定着を施す。最後に、再び記録紙１０を給紙方向Ａに搬送してシアン画像の熱記録を行う。
【００２７】
上記実施形態では、イエロー、マゼンタの２つの感熱発色層を単一のキセノンフラッシュランプで定着を行っているが、複数の感熱発色層を対象としてもよく、本発明はこれに限定されない。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の光定着装置によれば、複数の感熱発色層を光定着することが可能な波長域を有する電磁線を発生する光源を用い、各感熱発色層に応じた波長域に前記電磁線を分離して各定着領域に供給するので、部品コストが削減され、装置の小型化を実現させることができる。また、印画に悪影響を及ぼす赤外領域や短波領域の電磁線が遮断されるので、より高画質なプリント画像を得ることができる。
【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構成を示す概略図である。
【図２】カラー感熱記録紙の構成を示す断面図である。
【図３】カラー感熱プリンタの電気的構成を示すブロック図である。
【図４】定着の過程を示すフローチャートである。
【図５】本発明の別の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
２　カラー感熱プリンタ
１０　カラー感熱記録紙
３１　光定着装置
３２　キセノンフラッシュランプ
３４　回折格子
３５　ライトガイド
３６　入射端
３７　イエロー用導光路
３８　マゼンタ用導光路
３９　イエロー定着領域
４０　マゼンタ定着領域
４１、４２　射出端
４３　イエロー用照度センサ
４４　マゼンタ用照度センサ
４５　イエロー用シャッタ
４６　マゼンタ用シャッタ
６１　マイクロコンピュータ

Claims (3)

1. 支持体上に複数の感熱発色層が層設された感熱記録紙に光定着を施す光定着装置において、
   少なくとも２つの感熱発色層を光定着することが可能な波長域を有する電磁線を発生する光源と、
   光定着が施される感熱発色層毎に設けられ、前記感熱記録紙の搬送経路上に配置される定着領域と、
   この定着領域と前記光源との間に設けられ、各感熱発色層に応じた波長域に前記電磁線を分離して各定着領域に供給する電磁線分離手段とを備えたことを特徴とする光定着装置。
2. 前記電磁線分離手段により波長域を分離された電磁線が入射する入射端と、この分離された電磁線を各定着領域へと導く誘導路と、分離された電磁線を各定着領域に射出する射出端とから構成される電磁線誘導部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の光定着装置。
3. 前記電磁線分離手段により波長域を分離された電磁線の照射量を測定する照度センサと、前記照射量を調節する照射量調節手段と、前記照度センサによる照射量の測定結果に基づいて前記照射量調節手段の駆動制御を行う制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の光定着装置。

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