JP2005246867A - Optical fixing device, and thermal color printer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱記録済みの感熱記録紙に定着光を照射して、光定着を施す光定着器、およびこれを備えたカラー感熱プリンタに関する。 The present invention relates to an optical fixing device that performs fixing by irradiating fixing light to a thermal recording paper that has been thermally recorded, and a color thermal printer including the same.
シアン、マゼンタ、イエローに発色する感熱発色層を支持体上に順に層設したカラー感熱記録紙を用いて、フルカラープリントを得るカラー感熱プリンタが普及している。このカラー感熱プリンタでは、カラー感熱記録紙を搬送する間に、複数の発熱素子がライン状に配列されたサーマルヘッドにて熱記録を行う。そして、イエロー、マゼンタ感熱発色層への熱記録後には、光定着器によりカラー感熱記録紙に紫外線を照射して、次の感熱発色層への熱記録時に前の感熱発色層が発色しないように光定着を施している。 2. Description of the Related Art Color thermal printers that obtain full-color prints using color thermal recording paper in which thermal color-developing layers that develop colors of cyan, magenta, and yellow are sequentially formed on a support are widely used. In this color thermal printer, thermal recording is performed by a thermal head in which a plurality of heating elements are arranged in a line while conveying color thermal recording paper. After the thermal recording on the yellow and magenta thermosensitive coloring layers, the color thermosensitive recording paper is irradiated with ultraviolet rays by an optical fixing device so that the previous thermosensitive coloring layer does not develop color during the thermal recording on the next thermosensitive coloring layer. Light fixing is applied.
従来のカラー感熱プリンタでは、光定着器の光源として紫外線ランプが用いられていた。このような光定着器としては、カラー感熱記録紙に接触するローラを透明ゴムから形成し、この内部に紫外線ランプを収納することで、定着ムラの発生を防止するとともに、装置を小型化することができる光定着器が提案されている(特許文献1参照)。 In the conventional color thermal printer, an ultraviolet lamp is used as a light source of the optical fixing device. As such an optical fixing device, a roller that contacts the color thermal recording paper is formed of a transparent rubber, and an ultraviolet lamp is housed therein, thereby preventing the occurrence of uneven fixing and miniaturizing the apparatus. There has been proposed an optical fixing device capable of achieving the above (see Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載の光定着器では、断面が円形の紫外線ランプを光源として用いているため、紫外線ランプから発せられる定着光が、ランプ全周に均等な強度で放射されてしまうので、無駄に放射された定着光をカラー感熱記録紙に反射させるためのリフレクタが必要であった。このため、カラー感熱記録紙の搬送経路内における定着光の照射範囲が限定され、照射範囲を厳密に制御することができなかった。
However, in the optical fixing device described in
また、紫外線ランプの両端における光量の減衰を考慮して、感熱記録紙の幅の2倍程度の長さを持つ紫外線ランプが使用されるので、光定着器と搬送ローラとの一体化により、部品点数の削減および小型化はされるものの、さらなる小型化を推進する際の障害となっていた。 Also, considering the attenuation of the light intensity at both ends of the ultraviolet lamp, an ultraviolet lamp having a length about twice the width of the thermal recording paper is used. Although the number of points was reduced and the size was reduced, it was an obstacle to promoting further downsizing.
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、定着光の照射範囲を厳密に制御することができ、さらなる部品点数の削減および小型化に寄与することができる光定着器およびカラー感熱プリンタを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and can provide an optical fixing device and a color thermal printer capable of strictly controlling the irradiation range of fixing light and contributing to further reduction in the number of parts and miniaturization. The purpose is to provide.
上記目的を達成するために、本発明は、熱記録済みの感熱記録紙に定着光を照射して、光定着を施す光定着器において、前記感熱記録紙に接触して前記感熱記録紙を搬送する透明なローラと、前記ローラに被覆され、前記感熱記録紙の幅方向に関して複数列に並べて配置された前記定着光を発する発光素子、および、前記発光素子を選択的に発光させることができるように、各発光素子を電気的に接続する配線パターン並びに端子が形成された光源とから構成したことを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention conveys the thermal recording paper in contact with the thermal recording paper in an optical fixing device that irradiates the thermal recording paper with thermal recording with fixing light and performs optical fixing. A transparent roller, a light emitting element that is covered by the roller and emits the fixing light arranged in a plurality of rows in the width direction of the thermal recording paper, and the light emitting element can selectively emit light. Further, it is characterized in that it is composed of a wiring pattern for electrically connecting each light emitting element and a light source on which a terminal is formed.
なお、前記光源には、異なる波長の定着光を発する複数種類の発光素子が実装されていることが好ましい。また、前記光源を円筒形状に形成するとともに、その中空部分に前記発熱素子の駆動時に発生する熱を冷却する冷却手段を取り付けることが好ましい。 The light source is preferably mounted with a plurality of types of light emitting elements that emit fixing light of different wavelengths. In addition, it is preferable that the light source is formed in a cylindrical shape, and a cooling means for cooling heat generated when the heating element is driven is attached to the hollow portion.
また、本発明のカラー感熱プリンタは、請求項1ないし3のいずれかに記載の光定着器と、前記端子に接続する電極と、前記発光素子に電力を供給する電源と、前記電極と前記電源との間に接続され、前記発光素子の点灯・消灯を切り換えるためのスイッチと、前記スイッチの切り換え制御を行う制御手段とを備えたことを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided a color thermal printer according to any one of
本発明の光定着器によれば、感熱記録紙に接触して感熱記録紙を搬送する透明なローラと、ローラに被覆され、感熱記録紙の幅方向に関して複数列に並べて配置された定着光を発する発光素子、および、発光素子を選択的に発光させることができるように、各発光素子を電気的に接続する配線パターン並びに端子が形成された光源とから構成したので、さらなる部品点数の削減および小型化に寄与することができる。 According to the optical fixing device of the present invention, the transparent roller that contacts the thermal recording paper and transports the thermal recording paper, and the fixing light that is covered by the roller and arranged in a plurality of rows in the width direction of the thermal recording paper. Since the light emitting element that emits light and the light source on which the light emitting element and the wiring pattern that electrically connects each light emitting element and the terminal are formed are configured so that the light emitting element can be selectively emitted, the number of parts can be further reduced. This can contribute to downsizing.
また、本発明のカラー感熱プリンタによれば、請求項1ないし3のいずれかに記載の光定着器と、端子に接続する電極と、発光素子に電力を供給する電源と、電極と電源との間に接続され、発光素子の点灯・消灯を切り換えるためのスイッチと、スイッチの切り換え制御を行う制御手段とを備えたので、定着光の照射範囲を厳密に制御することができる。
According to the color thermal printer of the present invention, the optical fixing device according to any one of
図1において、本発明を適用したカラー感熱プリンタ2は、記録材料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を使用する。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。
In FIG. 1, a color thermal printer 2 to which the present invention is applied uses a long color thermal recording paper (hereinafter simply referred to as recording paper) 10 as a recording material. The
図2に示すように、記録紙10は、周知のように、支持体30上にシアン感熱発色層31、マゼンタ感熱発色層32、イエロー感熱発色層33、および保護層34が順次層設された構造となっている。最上層となるイエロー感熱発色層33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31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。
As shown in FIG. 2, the
イエロー感熱発色層33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32は、イエロー感熱発色層33とシアン感熱発色層31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。なお、例えばブラック感熱発色層を設けて4層構造にした記録紙を使用してもよい。
The yellow
図1において、記録紙ロール11の外周面には、搬送モータ12によって回転される給紙ローラ13が当接している。搬送モータ12はステッピングモータであり、モータドライバ14から入力される駆動パルスによって駆動される。給紙ローラ13が図中反時計方向に回転すると、記録紙ロール11は図中時計方向に回転し、記録紙10が記録紙ロール11から送り出される。給紙ローラ13が図中時計方向に回転すると、記録紙ロール11は図中反時計方向に回転し、記録紙10が記録紙ロール11に巻き戻される。
In FIG. 1, a
記録紙ロール11から送り出された記録紙10は、水平方向に配置された搬送経路内に送り込まれる。この搬送経路内には、記録紙10を挟み込んで搬送する第1、第2搬送ローラ対15、16および排紙ローラ対17が配置されている。第1、第2搬送ローラ対15、16および排紙ローラ対17は、搬送モータ12によって回転されるキャプスタンローラ15a〜17aと、このキャプスタンローラ15a〜17aに圧接するピンチローラ15b〜17bとからなり、記録紙10を図中A方向(給紙方向)とB方向(巻戻方向)とに往復搬送する。
The
給紙ローラ13と第1搬送ローラ対15との間には、サーマルヘッド18と、このサーマルヘッド18に向き合うように搬送経路の下方に配置されたプラテンローラ19とが設けられている。サーマルヘッド18の記録紙10に対向する表面には、複数の発熱素子がライン状に配列された発熱素子アレイ18aが設けられている。
A
発熱素子アレイ18aは、システムコントローラ20からヘッドドライバ21に入力された駆動データに基づいて発熱し、記録紙10の各感熱発色層を発色させる。プラテンローラ19は、記録紙10の搬送に応じて従動回転し、記録紙10と発熱素子アレイ18aとの当接状態を安定させる。また、プラテンローラ19は、上下方向に移動自在とされ、図示しないバネによって発熱素子アレイ18aに圧接する方向に付勢されている。記録紙10の給紙時および排紙時には、カムやソレノイドなどから構成されるシフト機構(図示せず)によってプラテンローラ19が下降し、サーマルヘッド18との記録紙10の挟持が解除される。
The
第1、第2搬送ローラ対15、16のキャプスタンローラ15a、16aは、それぞれマゼンタ用、イエロー用光定着器23、22の光源となっている。図3に示すように、イエロー用光定着器22は、記録紙10に接触して記録紙10を搬送する透明なローラ40と、記録紙10の幅方向に関して複数列に並べて配置されたLED41、および各LED41を電気的に接続する配線パターン42並びに複数のリング状端子43が形成された光源としてのキャプスタンローラ16aとから構成される。
The
ローラ40は、紫外線を透過する透明ゴムからなり、キャプスタンローラ16aのLED41が配置された部分を被覆している。このローラ40の幅(LED41が配置された部分の幅)は、記録紙10の画像記録領域10a(図4参照)の幅よりも若干広くなっている。
The roller 40 is made of transparent rubber that transmits ultraviolet rays, and covers the portion of the
LED41は、発光ピークが420nmの近紫外線を放出してイエロー感熱発色層33を定着する。LED41は、記録紙10の搬送方向に関して千鳥状に配列されており、正負両極端子41a、41bに配線パターン42が接続されている。
The
配線パターン42は、各LED41の正極端子41aを結ぶ正極側配線パターン42aと、各LED41の負極端子41bを結ぶ負極側配線パターン42bとからなる。これら正負極側配線パターン42a、42bは、記録紙10の幅方向(LED41の配列方向)と平行に、LED41の各列毎に1組ずつ形成されている。正極側配線パターン42aは、キャプスタンローラ16aの図中最右端に配置されたLED41の正極端子41aから始まり、LED41の列分設けられた個別リング状端子43aに接続されて終わっている。一方、負極側配線パターン42bは、キャプスタンローラ16aの図中最左端に配置されたLED41の負極端子41bから始まり、共通リング状端子43bに接続されて終わっている。
The
各リング状端子43には、ブラシ電極44が接続されている。ブラシ電極44は、個別リング状端子43aに接触する個別電極44aと、共通リング状端子43bに接触する共通電極44bとからなり、それぞれ記録紙10の搬送の邪魔にならない箇所に配置されている。各ブラシ電極44は、キャプスタンローラ16aの回転中も、常に各リング状端子43に接触している。
A
各個別電極44aには、スイッチ45が接続されている。スイッチ45は、例えば接点の機械的な開閉によりオンオフする機械式スイッチや、FETなどの半導体スイッチからなる。各スイッチ45の一方の端子は、電源46の正極側に接続している。一方、共通電極44bは、電源46の負極側(アース側)に接続している。なお、電源46としては、図示する固定電圧源に限らず、可変電圧源や定電流源などを使用することができる。
A switch 45 is connected to each
ここで、マゼンタ用光定着器23も、発光ピークが365nmの紫外線を放出してマゼンタ感熱発色層32を定着するLEDを用いる他は、イエロー用光定着器22と同様の構成を有するので、図示および説明を省略する。
Here, the magenta
図1において、システムコントローラ20は、ランプドライバ24を介して、スイッチ45の切り換え制御を行う。すなわち、モータドライバ14から搬送モータ12に与える駆動パルスから、キャプスタンローラ16aの回転位置を特定し、これに基づいて、例えば図4(A)に模式的に示すように、記録紙10に対面する列のLED41と、その列の前後数列のLED41とを点灯させ、他の列は消灯させるようにスイッチ45のオンオフを切り換える。
In FIG. 1, the
また、システムコントローラ20は、記録紙10の画像記録領域10aの終端を光定着する場合には、図4(B)に示すように、次の画像記録領域10aに光定着を施すことがないように、記録紙10に対面する列のLED41から次の画像記録領域10a側にある列のLED41を消灯させるようにスイッチ45を制御する。さらに、システムコントローラ20は、記録紙10の画像記録領域10aの始端を光定着する場合には、図4(C)に示すように、記録紙10に対面する列のLED41からA方向下流側にある列のLED41を消灯させるようにスイッチ45を制御する。
In addition, when the
図1において、イエロー用光定着器22と排紙ローラ対17との間には、記録紙10を所定のプリントサイズにカットするカッター25が配置されている。また、排紙ローラ対17のA方向下流側には、画像記録済みの記録紙10を排出する排紙口26が設けられている。
In FIG. 1, a
次に、上記構成を有するカラー感熱プリンタ2の動作について説明する。画像記録開始操作が実行されると、搬送モータ12の正転によって給紙ローラ13が反時計方向に回転され、記録紙10が記録紙ロール11からA方向に送り出される。記録紙10の先端部は搬送経路内を移動して、第1搬送ローラ対15にニップされ、さらにA方向下流側に搬送される。
Next, the operation of the color thermal printer 2 having the above configuration will be described. When the image recording start operation is executed, the
記録紙10の画像記録領域10aの始端が発熱素子アレイ18aと対面する位置に搬送され、記録紙10が画像記録開始位置に到達すると、搬送モータ12の回転が一旦停止される。次いで、プラテンローラ19がシフト機構によって上昇され、発熱素子アレイ18aとの間で記録紙10が挟持される。この状態で再び搬送モータ12が駆動され、記録紙10がA方向に搬送されながら、ヘッドドライバ21に入力された駆動データに基づいて発熱した発熱素子アレイ18aにより、記録紙10のイエロー感熱発色層33にイエロー画像が記録される。
When the starting end of the
イエロー画像の記録が完了すると、記録紙10の画像記録領域10aの終端がイエロー用光定着器22に対面する位置まで搬送され、搬送モータ12の回転が停止される。このとき、プラテンローラ19がシフト機構によって下降され、サーマルヘッド18とによる記録紙10の挟持が解除される。
When the recording of the yellow image is completed, the end of the
次いで、モータドライバ14から搬送モータ12に与える駆動パルスから、システムコントローラ20でキャプスタンローラ16aの回転位置が特定される。そして、搬送モータ12が逆転されて記録紙10がB方向に巻き戻されながら、画像記録済みのイエロー感熱発色層33に光定着が施される。
Next, the rotational position of the
記録紙10の画像記録領域10aの終端に光定着を施す場合には、次の画像記録領域10aに光定着を施すことがないように、記録紙10に対面する列のLED41から次の画像記録領域10a側にある列のLED41が消灯されるようにスイッチ45が制御される。記録紙10の画像記録領域10aの中程に光定着を施す場合には、記録紙10に対面する列のLED41と、その列の前後数列のLED41とが点灯され、他の列は消灯されるようにスイッチ45のオンオフが切り換えられる。この制御は、記録紙10の画像記録領域10aの始端がイエロー用光定着器22に到達するまで続けられる。
When optical fixing is performed at the end of the
記録紙10の画像記録領域10aの始端がイエロー用光定着器22に到達すると、記録紙10に対面する列のLED41からA方向下流側にある列のLED41が消灯されるようにスイッチ45が制御される。
When the leading end of the
イエロー感熱発色層33の定着後、記録紙10の画像記録領域10aの始端が発熱素子アレイ18aに対面する位置まで再び搬送され、搬送モータ12の回転が停止される。そして、イエロー画像記録時と同様に、プラテンローラ19がシフト機構によって上昇され、発熱素子アレイ18aとの間で記録紙10が挟持される。この状態で再び搬送モータ12が駆動され、記録紙10がA方向に搬送されながら、記録紙10のマゼンタ感熱発色層32にマゼンタ画像が記録される。
After fixing the yellow
マゼンタ画像の記録が完了すると、記録紙10の画像記録領域10aの終端がマゼンタ用光定着器23に対面する位置まで搬送され、搬送モータ12の回転が停止される。そして、イエロー画像定着時と同様に、システムコントローラ20により、ランプドライバ24を介してスイッチ45のオンオフ制御が行われ、画像記録済みのマゼンタ感熱発色層32が定着される。
When the recording of the magenta image is completed, the end of the
マゼンタ感熱発色層32の定着後、記録紙10の画像記録領域10aの始端が発熱素子アレイ18aに対面する位置まで再び搬送され、搬送モータ12の回転が停止される。そして、イエロー、マゼンタ画像記録時と同様に、記録紙10のシアン感熱発色層31にシアン画像が記録される。
After fixing the magenta
画像記録後の記録紙10は、第1、第2搬送ローラ対15、16によりA方向に搬送され、カッター25により所定のプリントサイズに切断された後、排紙ローラ対17により排紙口26から排出される。
The
上記のように、ローラ40を記録紙10に接触させた状態で光定着を施すので、比較的少ない電力で、光定着に必要な光量の定着光を照射することができる。また、システムコントローラ20でスイッチ45のオンオフ制御を行うことにより、記録紙10の搬送経路内における定着光の照射範囲を厳密に制御することができ、均一且つ迅速な光定着を施すことが可能となる。さらに、第1、第2搬送ローラ対15、16のキャプスタンローラ15a、16aをマゼンタ用、イエロー用光定着器23、22の光源として用い、サーマルヘッド18の直近にこれらを配置したので、画像記録直後に光定着を施すことが可能となり、搬送経路を短縮化させることができる。
As described above, since the light fixing is performed in a state where the roller 40 is in contact with the
また、従来のように、光源からの定着光を記録紙10に反射させるためのリフレクタや、未記録の画像記録領域10aへの光定着を防止するためのシャッタが不要となるので、さらなる部品点数の削減および小型化に寄与することができる。さらに、本発明によれば、局所的に定着光を照射することができるので、イエロー、マゼンタ画像の定着中にマゼンタ、シアン画像を記録する場合に特に有効である。
Further, as in the prior art, a reflector for reflecting the fixing light from the light source to the
なお、図5に示すように、光源としてのキャプスタンローラ16aを円筒形状に形成するとともに、その中空部分51にLED41の駆動時に発生する熱を冷却する冷却ファン52を取り付けてもよい。これにより、LED41を効率良く冷却することができる。
As shown in FIG. 5, the
また、図6に示すように、個別リング状端子43aを設けずに、正極側配線パターン42aの終端を記録紙10の搬送方向に揃えて個別端子61とし、この個別端子61の数個と常時接触する形状を有する1つの個別電極62を設けたイエロー用光定着器60を用いてもよい。この場合、個別電極62は、例えば記録紙10に対面する列のLED41と、その列の前後数列のLED41とが点灯され、他の列は消灯されるような箇所に配置される。このようにすると、個別リング状端子43aおよび個別電極44aに掛かる部品コストおよび設置スペースを削減することができる。また、光定着時にスイッチ63をオンさせるだけでよいので、制御シーケンスを簡略化することができる。
Further, as shown in FIG. 6, without providing the individual ring-shaped
上記実施形態では、第1、第2搬送ローラ対15、16のキャプスタンローラ15a、16aを、マゼンタ用、イエロー用光定着器23、22の光源として兼用しているが、図7に示すカラー感熱プリンタ70のように、搬送ローラ対71とは別に、イエロー用、マゼンタ用それぞれ専用の定着ローラ72、73を設け、これを光源として用いた場合も本発明は有効である。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、イエロー用、マゼンタ用に分けて光定着器22、23を設けたが、発光ピークが420nmの近紫外線を放出してイエロー感熱発色層33を定着するものと、発光ピークが365nmの紫外線を放出してマゼンタ感熱発色層32を定着する2種類のLEDを、例えば1列毎に交互に配置するなどして、1つの光定着器に纏めて実装してもよい。このようにすると、より一層の部品点数の削減および小型化を推進することができる。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、1個のサーマルヘッド18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2、70を例示して説明したが、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パス方式にも本発明を適用することができる。
In the above-described embodiment, the color thermal printers 2 and 70 of the reciprocating printing type that perform thermal recording and fixing of yellow, magenta, and cyan by reciprocating the
2、70 カラー感熱プリンタ
10 カラー感熱記録紙(記録紙)
10a 画像記録領域
12 搬送モータ
15、16 第1、第2搬送ローラ対
15a、16a キャプスタンローラ(光源)
18 サーマルヘッド
19 プラテンローラ
20 システムコントローラ
22、50、60、72 イエロー用光定着器
23、73 マゼンタ用光定着器
24 ランプドライバ
31、32、33 シアン、マゼンタ、イエロー感熱発色層
40 ローラ
41 LED
42 配線パターン
43 リング状端子
44 ブラシ電極
45 スイッチ
46 電源
51 中空部分
52 冷却ファン
61 個別端子
62 個別電極
2,70 color
10a Image recording area 12
18
42 Wiring pattern 43
Claims (4)
前記感熱記録紙に接触して前記感熱記録紙を搬送する透明なローラと、
前記ローラに被覆され、前記感熱記録紙の幅方向に関して複数列に並べて配置された前記定着光を発する発光素子、
および、前記発光素子を選択的に発光させることができるように、各発光素子を電気的に接続する配線パターン並びに端子が形成された光源とから構成したことを特徴とする光定着器。 In an optical fixing device that irradiates fixing light to a thermal recording paper that has been thermally recorded and performs optical fixing,
A transparent roller that contacts the thermal recording paper and conveys the thermal recording paper;
A light emitting element that emits the fixing light, which is covered with the roller and arranged in a plurality of rows in the width direction of the thermal recording paper;
And an optical fixing device comprising a wiring pattern for electrically connecting the light emitting elements and a light source having terminals, so that the light emitting elements can selectively emit light.
前記端子に接続する電極と、
前記発光素子に電力を供給する電源と、
前記電極と前記電源との間に接続され、前記発光素子の点灯・消灯を切り換えるためのスイッチと、
前記スイッチの切り換え制御を行う制御手段とを備えたことを特徴とするカラー感熱プリンタ。 The optical fixing device according to any one of claims 1 to 3,
An electrode connected to the terminal;
A power supply for supplying power to the light emitting element;
A switch connected between the electrode and the power source for switching on / off of the light emitting element;
A color thermal printer comprising: control means for performing switching control of the switch.
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JP2011218774A (en) * | 2010-03-25 | 2011-11-04 | Fuji Xerox Co Ltd | Exposure device, image forming apparatus, and image forming unit |
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