JP2005305763A - 光源装置、光照射方法及び感熱プリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】 カラー感熱記録紙の幅方向に生じる定着ムラを防止できる光源装置を低コストで提供する。
【解決手段】 光定着器に連結されたシフト機構は、光定着器を、各ＬＥＤ３１，３２のピッチＤ１の略１／２に相当する距離Ｄ２分、Ｙ１（Ｙ２）方向に移動可能に構成されている。Ｙ画像及びＭ画像の各光定着につき、定着光の照射は２回行われる。Ｙ画像の光定着において、カラー感熱記録紙３は、Ｘ１方向へ搬送されながら、記録エリアＡ１に対して順次にＹ用定着光が照射されて１回目の光照射が行われる。１回目の光照射後、シフト機構によって発光素子アレイ１４，１５が距離Ｄ２分Ｙ１方向へシフトされ、その後、カラー感熱記録紙３がＸ２方向へ搬送され、２回目の光照射が行われる。これにより、記録エリアＡ１の全面が完全に定着される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複数の発光素子が１列に配列された発光素子アレイを備えた光源装置、この発光素子アレイを用いた光照射方法、及び、この光照射方法によって画像の定着を行う感熱プリンタに関するものである。

複数の発光素子（例えば、ＬＥＤ）がライン状に配列された発光素子アレイを、光定着装置として設置した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は、支持体上に、少なくとも３色の感熱発色層、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を用いて、フルカラー画像をプリントする。

イエロー及びマゼンタの各感熱発色層には、それぞれ特有な波長域の光による光定着性が付与されている。イエロー感熱発色層は、波長が約４２０ｎｍ付近の青紫色の光であるＹ（イエロー）用定着光を照射すると光定着され、他方、マゼンタ感熱発色層は、波長が約３６５ｎｍ付近の近紫外線であるＭ（マゼンタ）用定着光を照射すると光定着される。実際の光定着は、サーマルヘッドによってＹ画像またはＭ画像を熱記録した後、発光素子アレイの照射面に対して、カラー感熱記録紙の熱記録済み部分を、発光素子の配列方向と直交する方向に相対的に搬送しながら、発光素子から、熱記録済みの画像に対応する定着光を照射することによりなされる。

発光素子は、単体ではその周辺に向かうにつれて光の強度が弱くなるとともに、配線パターンなどの制約によって隣の発光素子との間に隙間が空いてしまう。このため、隙間に対応する部分で照度が落ち込み、配列方向に照度ムラ（定着ムラ）が発生してしまうという問題があった。そこで、特許文献１には、各発光素子間の隙間を埋めるために、発光素子列をもう１列設け、発光素子の配置を千鳥状にした発光素子アレイが提案されている。この発光素子アレイを用いた光定着では、配列方向（カラー感熱記録紙の幅方向）に略同等の光量の定着光が照射されるから、定着ムラの発生を防止することができる。

特開２００３−２３７１２６号公報

しかしながら、上記特許文献１のように、発光素子列を１列増やすのは、コスト高の要因となっていた。

本発明は、カラー感熱記録紙の幅方向に生じる定着ムラを防止できる光源装置を低コストで提供することを目的とする。

本発明の光源装置は、特定の波長域の光を放射する複数の発光素子が所定ピッチで１列に配列され、その配列方向の長さが被照射体の被照射エリアの幅よりも長い発光素子アレイを備えており、この発光素子アレイと、被照射体とを、配列方向と直交する方向に相対移動させながら、被照射エリアの全面に対して光を照射するものであって、発光素子アレイを配列方向へ移動自在に設けるとともに、発光素子アレイを所定ピッチの略１／２に相当する距離だけ配列方向へシフトさせるシフト機構を設けたことを特徴とする。

本発明の光照射方法は、特定の波長域の光を放射する複数の発光素子が所定ピッチで１列に配列され、その配列方向の長さが被照射体の被照射エリアの幅よりも長い発光素子アレイを用い、この発光素子アレイと、被照射体とを、配列方向と直交する方向に相対移動させながら、被照射エリアの全面に対して光を照射する方法であって、発光素子アレイの配列方向の位置を第１位置にセットした状態で、発光素子アレイの照射面に対して、被照射エリアの全面を相対移動させながら光照射を行い、その後、発光素子アレイの配列方向の位置を、第１位置よりも所定ピッチの略１／２に相当する距離だけずらした第２位置にセットした状態で、発光素子アレイの照射面に対して、被照射エリアの全面を相対移動させながら光照射を行うことを特徴とする。

本発明の感熱プリンタは、支持体上に加熱により発色する感熱発色層を備えた感熱記録紙に対して、サーマルヘッドによって所定の記録エリアに画像を熱記録した後、特定の波長域の光を放射する複数の発光素子が所定ピッチで感熱記録紙の幅方向に沿って１列に配列された発光素子アレイを用い、この発光素子アレイの照射面に対して、記録エリアの全面を感熱記録紙の幅方向と直交する方向に相対移動させながら光照射を行って画像の定着を行うものであって、発光素子アレイを、第１位置と、この第１位置から感熱記録紙の幅方向に沿って所定ピッチの略１／２に相当する距離だけずらした第２位置との間でシフトさせるシフト機構を設け、第１位置にセットした状態で、記録エリアの全面に対して１回目の光照射を行い、その後、第２位置にシフトさせた状態で、２回目の光照射を行うことを特徴とする。感熱記録紙は、異なる色に発色するとともに、それぞれ特有な波長域の定着光に対して定着性を有する複数の感熱発色層を備えており、発光素子アレイには、各感熱発色層に対応する各定着光を放射する複数の発光素子が１列ずつ配列されていることを特徴とする。

本発明によれば、１回目の光照射を行い、その後、発光素子アレイを発光素子の所定ピッチの略１／２に相当する距離だけ発光素子の配列方向へシフトさせた状態で、２回目の光照射を行うようにしたから、カラー感熱記録紙の記録エリアの全面をムラなく光定着することができるとともに、発光素子列を１列増やさなくて済むため、カラー感熱プリンタの光源装置を低コストで構成することができる。

図１に示すカラー感熱プリンタ２は、カラー感熱記録紙３を順方向（Ｘ１方向）と、その逆方向（Ｘ２方向）とに往復搬送しながら、フルカラー画像の熱記録と、熱記録済みのカラー感熱記録紙３の光定着とを行う。

カラー感熱記録紙３には、支持体上に、イエローに発色するイエロー感熱発色層，マゼンタに発色するマゼンタ感熱発色層，シアンに発色するシアン感熱発色層の少なくとも３つの感熱発色層が層設されている。各感熱発色層は、最上層からイエロー，マゼンタ，シアンの順に配置されており、下層の感熱発色層ほど熱感度が低い。

また、イエロー感熱発色層とその下のマゼンタ感熱発色層に対しては、それぞれ特有な波長域の光による定着性が付与されている。イエロー感熱発色層は、波長が約４２０ｎｍ付近のＹ用定着光を照射すると光定着され、他方、マゼンタ感熱発色層は、波長が約３６５ｎｍ付近のＭ用定着光を照射すると光定着される。

カラー感熱プリンタ２には、長尺のカラー感熱記録紙３をロール状に巻いた記録紙ロール４がセットされる。記録紙ロール４の近傍には、搬送ローラ対６が配置されている。搬送ローラ対６は、搬送用モータ９に回転駆動されるキャプスタンローラ７と、このキャプスタンローラ７に圧接するピンチローラ８とからなり、カラー感熱記録紙３を挟み込んで順方向と逆方向とに往復搬送する。記録紙ロール４は、カラー感熱記録紙３を巻き取る方向に弱い力で常時回転付勢されており、搬送ローラ対６がカラー感熱記録紙３を逆方向に搬送する際に、カラー感熱記録紙３を巻き取る。

搬送ローラ対６の順方向の下流側には、サーマルヘッド１１と、このサーマルヘッド１１と対向してカラー感熱記録紙３を支持するプラテンローラ１２が配置されている。サーマルヘッド１１は、周知のように、多数の発熱素子を主走査方向（Ｙ方向）に沿ってライン状に配列した発熱素子アレイ１１ａを備えている。この発熱素子アレイ１１ａがカラー感熱記録紙３に圧接されて熱記録が行われる。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、イエロー，マゼンタ，シアンの各色の画像を各感熱発色層に熱記録する。

サーマルヘッド１１の順方向の下流側には、光定着器１３が配置されている。光定着器１３は、Ｙ用及びＭ用の各発光素子アレイ１４，１５と、これらアレイ１４，１５を支持する支持台１３ａとからなり、発光素子アレイ１４，１５の長手方向と主走査方向とが一致する向きで配置されている。

Ｙ用発光素子アレイ１４は、複数個のＹ用ＬＥＤ３１を１列に配列し、Ｍ用発光素子アレイ１５は、複数個のＭ用ＬＥＤ３２を１列に配列したものである（図２参照）。Ｙ用ＬＥＤ３１は、発光ピークが４２０ｎｍのＹ用定着光を発光し、Ｍ用ＬＥＤ３２は、発光ピークが３６５ｎｍのＭ用定着光を発光する。これら各ＬＥＤ３１，３２は、上面及び側面から定着光を放射する。

光定着器１３の順方向の下流側には、排紙ローラ対２１、カッター２４、排紙口２５が配置されている。排紙ローラ対２１は、搬送用モータ９にて回転されるキャプスタンローラ２２と、ピンチローラ２３とからなり、プリント済みのカラー感熱記録紙３を挟み込んで排紙口２５へ向けて搬送する。カッター２４は、長尺のカラー感熱記録紙３をシート状にカットする。

カラー感熱プリンタ２では、カラー感熱記録紙３が搬送ローラ対６にニップされて搬送される際に、サーマルヘッド１１及び光定着器１３を通過することで、熱記録及び光定着が行われる。熱記録及び光定着が終了したカラー感熱記録紙３は、カッタ２４によって所定サイズのシートにカットされ、カラー感熱プリンタ２外へ排出される。

光定着器１３の支持台１３ａには、シフト機構１６が連結されている。コントローラ１７は、シフト機構１６を制御して、光定着器１３（発光素子アレイ１４，１５）を、第１位置と、この第１位置から主走査方向に沿ってＬＥＤ３１，３２のピッチの略１／２に相当する距離だけずらした第２位置との間でシフト可能にしている。

本実施形態のカラー感熱プリンタ２では、イエロー感熱発色層及びマゼンタ感熱発色層の各光定着につき、光定着器１３に対してカラー感熱記録紙３を２回搬送させることで、光定着が完了する。例えば、往路の搬送時、発光素子アレイ１４，１５を、図２に示す第１位置にセットした状態で、カラー感熱記録紙３をＸ１方向へ搬送しながら、記録エリアＡ１の全面に対して１回目の光照射が行われる。１回目の光照射の後、シフト機構１６により、発光素子アレイ１４，１５がＬＥＤ３１，３２のピッチＤ１の略１／２に相当する距離Ｄ２分、Ｙ１方向にシフトされ、図２（Ｂ）に示す第２位置にセットされる。図中Ｐ１は、ＬＥＤ３１ａ，３２ａのシフト前の中心線を示し、図中Ｐ２は、シフト後の中心線を示している。発光素子アレイ１４，１５の第２位置へのシフト後、カラー感熱記録紙３をＸ２方向へ搬送しながら、２回目の光照射が行われる。

このように、発光素子アレイ１４，１５を距離Ｄ２分ずらして２回の光照射を行うするようにしたから、１回目では各ＬＥＤ３１，３２間の隙間に対応し、完全に定着されないカラー感熱記録紙３の未定着部分を、２回目で完全に定着することができる。したがって、記録エリアＡ１の全面に対して定着光がムラなく照射され、カラー感熱記録紙３の幅方向に発生する定着ムラを防止できる。また、ＬＥＤ３１，３２間の隙間を埋めるために、ＬＥＤ列をもう１列増やしてＬＥＤを千鳥配置するといった必要がないから、光定着器１３を低コストで構成できる。

以下、上記構成による作用について説明する。プリント開始操作がなされると、カラー感熱記録紙３が記録紙ロール４から引き出され、搬送ローラ対６にニップされて順方向へ搬送される。カラー感熱記録紙３の記録エリアＡ１の先端がサーマルヘッド１１の発熱素子アレイ１１ａに達すると、サーマルヘッド１１とプラテンローラ１２との間でカラー感熱記録紙３が挟み込まれ、イエロー画像の熱記録が行われる。

カラー感熱記録紙３は、サーマルヘッド１１を通過しながら、イエロー画像が１ラインずつ記録される。記録エリアＡ１の後端が発熱素子アレイ１１ａに達すると、イエロー画像の熱記録が終了し、カラー感熱記録紙３の挟み込みが解除される。カラー感熱記録紙３の熱記録済みの部分は、順次に光定着器１３に送られ、イエロー画像の光定着が行われる。

まず、イエロー画像の熱記録済み部分は、順方向（Ｘ１方向）へ搬送され、光定着器１３のＹ用発光素子アレイ１４を通過しながら１回目の光照射が行われる。記録エリアＡ１の先端がＹ用発光素子アレイ１４に達すると、Ｙ用ＬＥＤ３１が発光され、順次にＹ用定着光が照射される。記録エリアＡ１の後端がＹ用発光素子アレイ１４に達すると、１回目の光照射が終了し、カラー感熱記録紙３の搬送が停止される。１回目の光照射後、シフト機構１６によって光定着器１３が距離Ｄ２分、Ｙ１方向へシフトされ（第１位置から第２位置へ移動され）、その後に２回目の光照射が行われる。２回目の光照射では、カラー感熱記録紙３が逆方向（Ｘ２方向）へ搬送され、この搬送中に、記録エリアＡ１の後端から先端へ向かって順次にＹ用定着光が照射される。これにより、記録エリアＡ１の全面を完全に光定着することができるため、カラー感熱記録紙３の幅方向に定着ムラが発生することはない。

イエロー画像の熱記録及び光定着が終了すると、カラー感熱記録紙３がいったん巻き戻された後、再度順方向へ搬送され、イエロー画像の熱記録と同様に、マゼンタ画像が熱記録される。この熱記録済み部分は、順次に光定着器１３に向けて順方向（Ｘ１方向）へ搬送され、Ｍ用発光素子アレイ１５を通過しながら、１回目のＭ用定着光の照射が行われる。記録エリアＡ１の先端がＭ用発光素子アレイ１５に達すると、Ｍ用ＬＥＤ３２が発光され、順次にＭ用定着光が照射される。記録エリアＡ１の後端がＭ用発光素子アレイ１５に達すると、１回目の光照射が終了し、カラー感熱記録紙３の搬送が停止される。１回目の光照射後、シフト機構１６によって光定着器１３が距離Ｄ２分、Ｙ２方向へシフトされ（第２位置から第１位置へ移動され）、その後に２回目のＭ用定着光の照射が行われる。２回目の光照射では、カラー感熱記録紙３が逆方向（Ｘ２方向）へ搬送され、この搬送中に、記録エリアＡ１の後端から先端へ向かって順次にＭ用定着光が照射される。これにより、記録エリアＡ１の全面を完全に光定着することができるため、カラー感熱記録紙３の幅方向に定着ムラが発生することはない。

マゼンタ画像の熱記録及び光定着が終了すると、イエロー画像の場合と同様に、カラー感熱記録紙３がいったん巻き戻された後、再度順方向に搬送され、イエロー及びマゼンタの各画像の熱記録と同様に、シアン画像が熱記録される。シアン画像の熱記録が終了すると、カラー感熱記録紙３の記録済みの部分がシートにカットされて排紙される。

上記実施形態では、カラー感熱プリンタを用いたＴＡ（Thermo Autochrome ）式プリントの光定着を例に説明したが、インクジェット式プリントや昇華型熱転写式プリントのオーバーコート処理などにも本発明を適用できる。

上記実施形態では、カラー感熱プリンタの光定着器を例に説明したが、回路パターンをプリント基板に転写する際に使用される光源装置などにも本発明を適用できる。

カラー感熱プリンタの構成図である。 光定着時の発光素子アレイのセット位置を示す説明図である。

符号の説明

２ カラー感熱プリンタ
３ カラー感熱記録紙
６ 搬送ローラ対
１１ サーマルヘッド
１３ 光定着器
１３ａ 支持台
１４，１５ Ｙ用及びＭ用の各発光素子アレイ
１６ シフト機構
３１，３２ Ｙ用及びＭ用の各ＬＥＤ
Ｄ１ 各ＬＥＤ間のピッチ
Ｄ２ Ｄ１の１／２に相当する距離

Claims (4)

1. 特定の波長域の光を放射する複数の発光素子が所定ピッチで１列に配列され、その配列方向の長さが被照射体の被照射エリアの幅よりも長い発光素子アレイを備えており、この発光素子アレイと、被照射体とを、前記配列方向と直交する方向に相対移動させながら、前記被照射エリアの全面に対して光を照射する光源装置において、
   前記発光素子アレイを前記配列方向へ移動自在に設けるとともに、前記発光素子アレイを前記所定ピッチの略１／２に相当する距離だけ前記配列方向へシフトさせるシフト機構を設けたことを特徴とする光源装置。
2. 特定の波長域の光を放射する複数の発光素子が所定ピッチで１列に配列され、その配列方向の長さが被照射体の被照射エリアの幅よりも長い発光素子アレイを用い、この発光素子アレイと、被照射体とを、前記配列方向と直交する方向に相対移動させながら、前記被照射エリアの全面に対して光を照射する光照射方法において、
   前記発光素子アレイの配列方向の位置を第１位置にセットした状態で、前記発光素子アレイの照射面に対して、被照射エリアの全面を相対移動させながら光照射を行い、その後、前記発光素子アレイの配列方向の位置を、前記第１位置よりも前記所定ピッチの略１／２に相当する距離だけずらした第２位置にセットした状態で、前記発光素子アレイの照射面に対して、被照射エリアの全面を相対移動させながら光照射を行うことを特徴とする光照射方法。
3. 支持体上に加熱により発色する感熱発色層を備えた感熱記録紙に対して、サーマルヘッドによって所定の記録エリアに画像を熱記録した後、特定の波長域の光を放射する複数の発光素子が所定ピッチで前記感熱記録紙の幅方向に沿って１列に配列された発光素子アレイを用い、この発光素子アレイの照射面に対して、前記記録エリアの全面を前記幅方向と直交する方向に相対移動させながら光照射を行って画像の定着を行う感熱プリンタにおいて、
   前記発光素子アレイを、第１位置と、この第１位置から前記幅方向に沿って前記所定ピッチの略１／２に相当する距離だけずらした第２位置との間でシフトさせるシフト機構を設け、前記第１位置にセットした状態で、前記記録エリアの全面に対して１回目の光照射を行い、その後、前記第２位置にシフトさせた状態で、２回目の光照射を行うことを特徴とする感熱プリンタ。
4. 前記感熱記録紙は、異なる色に発色するとともに、それぞれ特有な波長域の定着光に対して定着性を有する複数の感熱発色層を備えており、前記発光素子アレイには、前記各感熱発色層に対応する各定着光を放射する複数の発光素子が１列ずつ配列されていることを特徴とする請求項３記載の感熱プリンタ。

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