JP2005169948A - カラー感熱プリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】 印画中に定着光源を点灯させても正確に記録紙の端部検出が可能なカラー感熱プリンタを安価に提供する。
【解決手段】 光定着器２６の近傍には、記録紙１１の側端縁を検出する端部検出センサ３７が配置されている。端部検出センサ３７は、発光部３７ａから発光され、記録紙１１で反射したセンサ光を、複数のＣＣＤ素子３９からなる受光部３７ｂで受光して、記録紙１１の側端縁を検出する。受光部３７ｂには、紫外光をカットするＵＶカットフイルタ４１が設けられている。受光部３７ｂは、光定着器２６の発光面と対面しており、マゼンタ用定着ランプ２８からマゼンタ定着光の照射を受ける。ＵＶカットフイルタ４１によってマゼンタ定着光に含まれる紫外光がカットされるので、サーマルヘッド２２による印画中にマゼンタ用定着ランプ２８を点灯させても、端部検出センサ３７は正常に動作する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、カラー感熱記録紙を加熱して発色記録した後、定着光を照射して光定着するカラー感熱プリンタに関するものである。

支持体上に、イエロー，マゼンタ，シアンの各色に発色する感熱発色層を順次層設したカラー感熱記録紙（以下、単に記録紙という）を用い、この記録紙をサーマルヘッドで加熱して３色の画像を面順次に記録することによりフルカラー画像を得るカラー感熱プリンタが知られている。サーマルヘッドは、多数の発熱素子を主走査方向（記録紙の幅方向）に配列した発熱素子アレイを備えており、加熱は、発熱素子アレイを記録紙に圧接させた状態で該記録紙を前記主走査方向と直交する副走査方向に搬送させながら行われる。

各色の感熱発色層は、層設された順番によって深層の感熱発色層ほど熱感度が低く、最上層のイエロー感熱発色層が最も低い熱エネルギーで発色し、最下層のシアン感熱発色層が最も高い熱エネルギーで発色し、中間のマゼンタ感熱発色層はその中間の熱エネルギーで発色する。また、より深層の感熱発色層を加熱したときに上層の感熱発色層が発色することがないように、イエロー感熱発色層とマゼンタ感熱発色層には、それぞれに特有な波長域の光に対する光定着性が付与されており、イエロー及びマゼンタの各感熱発色層は、定着光源からそれぞれ特有な波長の定着光が照射されると、その発色能力が消失する。

プリント処理は、まず、最上層のイエロー感熱発色層をサーマルヘッドにより加熱してイエロー画像が熱記録される。この後、イエロー用の定着光源からイエロー定着光を照射して熱記録済みのイエロー感熱発色層を光定着する。このイエロー画像の熱記録及び光定着の後、サーマルヘッドによりマゼンタ画像の熱記録を行った後、マゼンタ用の定着光源からマゼンタ定着光を照射してマゼンタ感熱発色層が光定着される。そして、最後に、シアン画像を熱記録することによりフルカラー画像が得られる。

イエロー定着光の波長域は、マゼンタ定着光の波長域と一部重なるため、イエロー用定着光源の発光強度は、マゼンタ感熱発色層に影響を及ぼさないように調節されるが、シアン感熱発色層は光定着性を備えていないので、マゼンタの定着時には、マゼンタ用定着光源はフル発光される。記録紙が受光する定着光量は、定着光源の発光強度と記録紙の搬送速度に応じて決まるので、マゼンタ用定着光源の発光強度が強ければ強いほど、記録紙の搬送速度を上げることができる。これにより、プリント時間が短縮される。また、照射時間が長ければ、その分記録紙の搬送速度も上げることができるので、さらに、プリント時間を短縮化することができる。例えば、シアン印画が開始された後もマゼンタ定着光源を消灯せずに、引き続きマゼンタ定着光を照射し続ければ、その分、シアン印画前の記録紙の搬送速度を上げることができるので、プリント時間の短縮につながる。

ところで、このような感熱プリンタの中には、縁なしプリントを得るために、記録紙の側端に余白を残すことなく記録紙の幅いっぱいに画像を記録するモデルがある（例えば、特許文献１参照）。記録紙の幅には、裁断の精度等により、規定幅との間に誤差があるため、このモデルでは、記録紙の規定幅よりも発熱素子アレイを長くするとともに、記録紙の端縁を検出する端部検出センサによって記録紙の側端を検出して、側端に対応する位置を特定しながら、印画を行っている。また、発熱素子アレイの記録紙と接していない部分を発熱させると、その部分のダメージが大きいため、特定した端縁位置よりも外側に位置する発熱素子は、その駆動が停止される。

端部検出センサは、例えば、受光部を構成するＣＣＤセンサと、センサ光源を構成するＬＥＤとからなり、ＬＥＤから記録紙の側端部にセンサ光を照射してその反射光を前記ＣＣＤセンサで受光することにより記録紙の端縁の位置を検出する。

特開平９−２７２２１７号公報

しかしながら、前記ＣＣＤセンサを、配置スペースの制約から、マゼンタ定着光源の近傍に配置せざるを得ない場合があり、その場合には、上述したシアン印画開始後にマゼンタ定着を継続することができないという問題があった。というのは、前記ＣＣＤセンサの受光感度の分光スペクトルには、マゼンタ定着光の波長域（紫外領域）も含まれているため、ＣＣＤセンサは、センサ光に加えてマゼンタ定着光にも反応する。このため、シアン印画中に、マゼンタ定着光源を点灯させると、ＣＣＤセンサがマゼンタ定着光の影響を受けて、正確な端部検出ができなかった。

そこで、紫外光に反応しないＣＣＤ素子を用いることも考えられるが、そうしたＣＣＤ素子は特殊なものであり、コストが非常に高くなってしまうので、コスト面の制約から、採用することはできない。

本発明は、印画中に定着光源を点灯させても正確に記録紙の端部検出が可能なカラー感熱プリンタを安価に提供することを目的とする。

本発明は、イエロー，マゼンタ，シアンの３色に発色する各感熱発色層が順次層設され、イエロー及びマゼンタの感熱発色層は、それぞれ特有な波長域の定着光による光定着性を備えたカラー感熱記録紙を用い、このカラー感熱記録紙を搬送させながら、サーマルヘッドにより各感熱発色層を加熱して各色の画像を順次熱記録するとともに、記録済みのイエロー及びマゼンタの各感熱発色層に対して、それぞに特有な波長域の定着光を照射するイエロー及びマゼンタの各定着光源によって光定着を施すカラー感熱プリンタにおいて、前記サーマルヘッドによる印画中に、カラー感熱記録紙の側端部にセンサ光源からセンサ光を照射し前記側端部で反射したセンサ光を受光することにより該記録紙の側端縁を検出する端部検出センサを備えており、この端部検出センサの受光部には、前記各定着光源が発光する定着光のうち、センサ光の検出に際してノイズとなる少なくとも一部の波長域の光をカットするフイルタが設けられていることを特徴とする。

なお、前記フイルタは、前記センサ光を透過し、前記定着光に含まれる紫外光をカットするＵＶカットフイルタであることが好ましい。

なお、前記端部検出センサとしてＣＣＤセンサを使用し、このＣＣＤセンサからの出力レベルがピーク値を越えないように読み取り周期を制御することが好ましい。

本発明のカラー感熱プリンタは、サーマルヘッドによる印画中に、カラー感熱記録紙の側端部にセンサ光源からセンサ光を照射し前記側端部で反射したセンサ光を受光することにより該記録紙の側端縁を検出する端部検出センサを備えており、この端部検出センサの受光部には、前記各定着光源が発光する定着光のうち、センサ光の検出に際してノイズとなる少なくとも一部の波長域の光をカットするフイルタが設けられているから、印画中に定着光源を点灯させても正確に記録紙の端部検出が可能なカラー感熱プリンタを安価に提供することができる。

図１に示すカラー感熱プリンタ１０には、長尺の記録紙１１をロール状に巻いた記録紙ロール１２が装填される。記録紙１１は、周知のように、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。また、イエロー感熱発色層は、発光波長のピークが約４２０ｎｍの青紫色の可視光であるイエロー定着光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は、イエロー感熱発色層とシアン感熱発色層との中間程度の熱エネルギーでマゼンタに発色し、発光波長のピークが約３６５ｎｍの近紫外線であるマゼンタ定着光が照射されたときに発色能力が消失する。

給紙ローラ１３は、記録紙ロール１２と当接して、記録紙ロール１２を回転させることにより、該ロール１２から記録紙１１の先端を、搬送路に引き出す。給紙ローラ１３の下流側には、キャプスタンローラ１４とピンチローラ１５とからなる搬送ローラ１６が配置されている。搬送ローラ１６は、記録紙１１をニップした状態で送り方向と戻し方向とに搬送する。搬送路は、図示しないガイド部材によって構成されており、記録紙１１は、このガイド部材に進路を案内されながら搬送される。

給紙ローラ１３及び搬送ローラ１６は、搬送モータ１７により正逆両方向に回転駆動される。搬送モータ１７は、モータドライバ１８を介してコントローラ２１により回転速度及び回転量が制御される。搬送モータ１７としては、例えば、与えられたパルス数に応じて回転量が決定するステッピングモータが使用されており、コントローラ２１は、搬送モータ１７へ与える駆動パルスをカウントすることによって、記録開始位置、カット位置などの記録紙１１の位置及びその搬送量を特定する。

搬送ローラ１６の下流側には、サーマルヘッド２２が配置されている。サーマルヘッド２２は、周知のように、多数の発熱素子を主走査方向に配列した発熱素子アレイ２２ａを備えており、この発熱素子アレイ２２ａを記録紙１１に圧接させた状態で、各発熱素子を発熱させ記録紙１１に画像データの階調値に応じた熱エネルギーを与える。発熱素子アレイ２２ａは、記録紙１１の規定幅より僅かに長く形成されており、こうすることで、記録紙１１の幅が規定幅よりも多少広くても、記録紙１１の側端縁まで印画できるようにしている。このサーマルヘッド２２は、コントローラ２１から送られる画像データに基づいてヘッドドライバ２４によって駆動される。

サーマルヘッド２２と対向する位置には、記録紙１１を裏面から支持するプラテンローラ２３が配置されている。プラテンローラ２３は、記録紙１１の搬送に応じて従動回転し、記録紙１１と発熱素子アレイ２２ａとの接触状態を安定させる。

このサーマルヘッド２２による熱記録は、記録エリアをサーマルヘッド２２を通過させた後、記録紙１１を戻し方向に搬送しながら行われる。この印画時には、後述する端部検出センサ３７を動作させて、このセンサ３７により記録紙１１の両側端縁を検出して、発熱素子アレイ２２ａの駆動範囲が特定される。

サーマルヘッド２２の送り方向下流側には、光定着器２６が配置されている。光定着器２６は、イエロー用定着ランプ２７，マゼンタ用定着ランプ２８，リフレクタ２９からなる。イエロー用定着ランプ２７は、前記イエロー定着光を放射し、マゼンタ用定着ランプ２８は、前記マゼンタ定着光を放射する。各定着ランプ２７，２８としては、例えば、蛍光ランプが使用される。

コントローラ２１は、ランプドライバ３１を介して各定着ランプ２７，２８の点灯を制御する。イエロー用定着ランプ２７については、その発光強度がマゼンタ感熱発色層に影響を及ぼさないように調光される。マゼンタ用定着ランプ２８は、フル発光される。各感熱発色層の光定着に必要な定着光量は、記録紙１１の搬送速度と、定着ランプの発光強度とに応じて決まる。コントローラ２１は、各感熱発色層の光定着に必要な定着光量が得られるように、搬送モータ１７の回転速度を制御することによって、光定着時の搬送速度を、各定着ランプ２７，２８の発光強度に応じて調節する。

イエロー画像の光定着は、イエロー画像の熱記録が終了した後、イエロー用定着ランプ２７を点灯させ、記録エリアを熱記録時とは逆に送り方向に搬送しながら行われる。その後、記録エリアを戻し方向に搬送させながらマゼンタ画像の熱記録が開始されるが、この時には、イエロー用定着ランプ２７は消灯される。マゼンタ画像の熱記録が終了すると、マゼンタ用定着ランプ２８を点灯させ、記録エリアを送り方向に搬送しながらマゼンタの光定着が開始される。記録エリアが光定着器２６を通過した後、搬送方向を戻し方向に逆転させてシアン画像の熱記録が開始される。このシアン画像の熱記録は、マゼンタ用定着ランプ２８を消灯せずに、点灯させたまま行われる。こうすることで、マゼンタ定着光の照射時間が長くなり、その分、マゼンタ定着時の記録紙１１の搬送速度を上げることができるので、プリント処理時間が短縮される。

光定着器２６の下流側には、カッタ３２が配置されている。カッタ３２は、熱記録及び定着が終了した記録紙１１の記録済み部分を１枚のシートに切断する。切断されたシートは排紙口からプリンタ外へ排紙される。カッタ３２は、コントローラ２１に接続されたカッタドライバ３３を介してカッタモータ３４によって駆動される。記録紙１１の未記録部分は、記録紙ロール１２へ巻き戻される。

サーマルヘッド２２と、光定着器２６との間には、先端検出センサ３６が設けられている。先端検出センサ３６は、記録紙１１の先端を検出して、記録紙１１が給紙されたことを検出する。先端検出センサ３６は、例えば、フォトセンサが使用される。コントローラ２１は、先端検出センサ３６によって記録紙１１の先端位置を検出して、その検出位置を基準位置として搬送モータ１７のパルス数をカウントすることにより記録紙１１の位置を制御する。

先端検出センサ３６の下流側には、記録紙１１の側端縁を検出する端部検出センサ３７が設けられている。図２（Ａ）に示すように、端部検出センサ３７は、記録紙１１の両側端部と対面する位置に１つずつ設けられている。端部検出センサ３７は、センサドライバ３８を介して、コントローラ２１によって制御される。この端部検出センサ３７は、サーマルヘッド２２による熱記録中に動作して、記録紙１１の側端位置をコントローラ２１に知らせる。この端部検出センサ３７は、配置スペースの制約から、マゼンタ用定着ランプ２８の近傍に配置されており、その受光面が光定着器２６の発光面と対面するように配置される。

図２（Ｂ）に示すように、端部検出センサ３７は、複数のＣＣＤ素子３９が配列された受光部３７ａと、センサ光を発光する発光部３７ｂとからなる。センサ光の光源としては、例えば、ＬＥＤが使用される。受光部３７ａと発光部３７ｂとは、ＣＣＤ素子３９とＬＥＤとがそれぞれケースに取り付けられることによって一体化されている。発光部３７ｂが発光するセンサ光は、記録紙１１の裏面の側端部に照射され、記録紙１１で反射した反射光が受光部３７ａに入射する。記録紙１１の側端縁よりも内側に位置するＣＣＤ素子３９には、反射光が入射するが、記録紙１１外側に位置するＣＣＤ素子３９には、反射光は入射しない。コントローラ２１は、各ＣＣＤ素子３９からの出力レベルに基づいて、記録紙１１の側端縁の位置を特定し、その位置に応じて、記録紙１１の幅いっぱいに印画が行われるようにサーマルヘッド２２を制御する。また、記録紙１１の端縁から外れる発熱素子については、発熱を停止させる。これにより、発熱素子に与えるダメージを軽減する。

また、受光部３７ａには、センサ光を透過して、紫外光をカットする特性を持つＵＶカットフイルタ４１が設けられている。ＵＶカットフイルタ４１は、受光部３７ａの全面を覆う。このＵＶカットフイルタ４１を設けることで、シアン印画中にマゼンタ用定着ランプ２８を点灯させても、端部検出センサ３７が正常に機能するようにしている。

図３に示すように、ＣＣＤ素子３９の受光感度は、紫外領域から赤外領域に至るまで幅広い分光特性を備えている。マゼンタ用定着ランプ２８の分光特性は、波長が約３６５ｎｍに発光ピークを有する。ＵＶカットフイルタ４１は、約４００ｎｍ以下の紫外領域の光をカットするとともに、約５００ｎｍ以上の波長域の光を透過する特性を持つ。このため、ＵＶカットフイルタ４１を設けることにより、マゼンタ定着光に含まれ、センサ光の検出に際してノイズとなる紫外光がカットされて、受光部３７ａへの入射が阻止される。発光部３７ｂが発光するセンサ光のピーク波長は、約５５０ｎｍであるため、シアン印画中（端部検出センサ動作中）にマゼンタ定着光を点灯させても、そのマゼンタ定着光の入射が抑制されることで、正確な端部検出が可能となる。

しかし、マゼンタ用定着ランプ２８が放射する光には、約５５０ｎｍ付近の波長の光も含まれており、しかも、その付近の光強度は、発光ピークとなる約３６５ｎｍの波長域には及ばないものの、その他の領域と比較するとかなり高い。この約５５０ｎｍ付近の光は、センサ光の波長域と重なるため、ＵＶカットフイルタ４１を透過して受光部３７ｂに入射する。センサ光に加えて、マゼンタ用定着ランプ２８からの光が入射すると、ＣＣＤ素子３９の電荷蓄積量がすぐに飽和してしまう。端縁付近に位置する複数のＣＣＤ素子３９が飽和してしまうと、端部検出が不可能になるので、これを防止するために、コントローラ２１は、受光部３７ａの読み取り周期（電荷転送周期）を制御している。

コントローラ２１は、各ＣＣＤ素子３９のいずれかの出力レベルがピーク値（飽和点に達するレベル）に達するか否かを監視して、そのピーク値に達する直前でＣＣＤ素子３９からの電荷転送が行われるように読み取り周期を制御する。こうすれば、各ＣＣＤ素子３９の出力レベルの差から、センサ光の出力レベルを検出することができるので、正確な端部検出が可能となる。

以下、上記構成による作用について図４に示すフローチャートを参照しながら説明する。プリント指示が与えられると、給紙ローラ１３が回転して記録紙１１が給紙される。記録紙１１は送り方向へ搬送されて、いったんその記録エリアの全面がサーマルヘッド２２を通過するまで送り方向に搬送される。そして、記録紙１１を戻し方向に搬送しながらイエロー画像の熱記録が行われる。イエロー画像の熱記録が終了すると、イエロー用定着ランプ２７が点灯し、記録紙１１が送り方向へ搬送されて、イエロー感熱発色層の光定着が開始される。記録エリアが光定着器２６を通過すると、イエロー用定着ランプ２７が消灯し、イエローの光定着が終了する。

イエローの光定着が終了すると、記録紙１１を再び戻し方向に搬送しながらマゼンタ画像の熱記録が行われる。マゼンタ画像の熱記録が終了すると、マゼンタ用定着ランプ２８が点灯し、再び記録紙１１が送り方向に搬送されながらマゼンタ感熱発色層の光定着が行われる。

記録紙エリアがマゼンタ用定着ランプ２８を通過すると、記録紙１１の搬送方向が戻し方向に逆転されて、シアン画像の熱記録が開始される。このシアン画像の熱記録が開始された後も、マゼンタ用定着ランプ２８は点灯を継続して、マゼンタ定着光が記録エリアに照射される。シアン画像の熱記録が終了し、マゼンタ用定着ランプ２８が消灯すると、記録紙１１は送り方向に搬送されてカッタ３２に送られて、切断されたシートが排紙される。

上記実施形態では、端部検出センサのノイズを含む光をマゼンタ定着光とし、端部検出センサの受光部に、マゼンタ定着光のうち紫外光をカットするＵＶカットフイルタを設けた例で説明したが、フイルタは、センサ光の波長、受光部の分光特性、端部検出センサへ向けて放射される定着光源の分光特性等を考慮して、適宜選択される。例えば、センサ光のセンサ光源として紫外光を発光するものを使用し、このセンサの受光部に向けて放射されるイエロー定着光をカットしたいような場合には、フイルタとしては、イエロー定着光をカットする特性を持つものが選択される。

上記実施形態では、各定着光の光源として、蛍光ランプを使用した例で説明したが、定着光源としては、蛍光ランプ以外にもＬＥＤやＥＬ（エレクトロルミネセンス）など各種のものが考えられ、これらのうちいずれを使用しても本発明を適用することができる。

カラー感熱プリンタの概略構成図である。 端部検出部の説明図である。 マゼンタ用定着ランプの発光強度、ＵＶカットフイルタの透過率、ＣＣＤセンサの受光感度、センサ用ＬＥＤの発光強度のそれぞれの分光特性を示す説明図である。 プリント手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ カラー感熱プリンタ
１１ カラー感熱記録紙
２２ サーマルヘッド
２２ａ 発熱素子アレイ
２６ 光定着器
２７ イエロー用定着ランプ
２８ マゼンタ用定着ランプ
３７ 端部検出センサ
３７ａ 受光部
３７ｂ ＬＥＤ
４１ ＵＶカットフイルタ

Claims (3)

1. イエロー，マゼンタ，シアンの３色に発色する各感熱発色層が順次層設され、イエロー及びマゼンタの感熱発色層は、それぞれ特有な波長域の定着光による光定着性を備えたカラー感熱記録紙を用い、このカラー感熱記録紙を搬送させながら、サーマルヘッドにより各感熱発色層を加熱して各色の画像を順次熱記録するとともに、記録済みのイエロー及びマゼンタの各感熱発色層に対して、それぞに特有な波長域の定着光を照射するイエロー及びマゼンタの各定着光源によって光定着を施すカラー感熱プリンタにおいて、
   前記サーマルヘッドによる印画中に、カラー感熱記録紙の側端部にセンサ光源からセンサ光を照射し前記側端部で反射したセンサ光を受光することにより該記録紙の側端縁を検出する端部検出センサを備えており、この端部検出センサの受光部には、前記各定着光源が発光する定着光のうち、センサ光の検出に際してノイズとなる少なくとも一部の波長域の光をカットするフイルタが設けられていることを特徴とするカラー感熱プリンタ。
2. 前記フイルタは、前記センサ光を透過し、前記定着光に含まれる紫外光をカットするＵＶカットフイルタ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
3. 前記端部検出センサとしてＣＣＤセンサを使用し、このＣＣＤセンサからの出力レベルがピーク値を越えないように読み取り周期を制御することを特徴とする請求項１又は２記載のカラー感熱プリンタ。

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