JP3422168B2 - 感熱記録装置のランプ照度分布調整方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光の照度分布を
均一化させることができる感熱記録装置のランプ照度分
布調整方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１２にサーマルヘッドによりイエロ
ー、マゼンタ、シアンを順次発色させてフルカラーを得
る感熱紙の構成を示す。フルカラー感熱紙１２３の最上
層に耐熱保護層１０１が設けられ、第２層であるイエロ
ー記録層１０２には、イエローに発色するイエロージア
ゾ染料１０９がマイクロカプセル１０６に封入されてい
る。マイクロカプセル１０６の周囲にはイエロージアゾ
染料１０９と反応してイエローに発色するカプラー１１
０が存在する。

【０００３】第３層であるマゼンタ記録層１０３には、
マゼンタに発色するマゼンタジアゾ染料１１１がマイク
ロカプセル１０７に封入されている。またマイクロカプ
セル１０７の周囲にはマゼンタジアゾ染料１１１と反応
してマゼンタに発色するカプラー１１２が存在する。

【０００４】第４層であるシアン記録層１０４には、シ
アンに発色するシアンロイコ染料１１３がマイクロカプ
セル１０８に封入されている。またマイクロカプセル１
０８の周囲にはシアンロイコ染料１１３と反応してシア
ンに発色するシアン顕色材１１４が存在する。そして、
シアン記録層１０４は支持体１０５により支持されてい
る。

【０００５】図１３はフルカラー感熱紙を発色させてフ
ルカラー画像を形成するプロセスを示した図である。ま
た、図１４はこの原理を用いたプリンタの構造の一例を
示した図である。以下、図１３および図１４を参照して
プリント動作を説明する。まず、給紙カセット１２１か
ら繰り出しローラ１２２により取り出された感熱紙１２
３は、ガイドプレート１２４と、ガイドローラ１２５を
経由して、用紙クランパ１２６にクランプされる。この
とき、用紙クランパ１２６はベルト１２７に取り付けら
れており、同ベルト１２７は図示していないパルスモー
タを駆動させることにより、回転運動される。

【０００６】次に、用紙クランパ１２６に挟まれた感熱
紙１２３はベルト１２７の回転運動に従ってアイドルプ
ーリ１２８とテンションローラ１２９を経由する。そし
て、感熱紙１２３の先端がテンションローラ１２９を通
過した時点で、ピンチローラ１３０がテンションローラ
１２９に圧接され感熱紙１２３を挟み込む。

【０００７】次いで、感熱紙１２３の先端がプラテンロ
ーラ１３１を通過直後にサーマルヘッド１３２が感熱紙
１２３に圧接され図１３（ａ）に示すイエロー発色工程
が始まる。すなわち、サーマルヘッド１３２が発熱さ
れ、図１２に示すイエロー記録層１０２内のイエロージ
アゾ染料１０９を内包するマイクロカプセル１０６の壁
面が熱により軟化され、イエローのカプラー１１０を透
過しやすくなる。その透過量はサーマルヘッド１３２に
より加えられるエネルギーに比例し、転写濃度とエネル
ギーの関係はほぼ図１５に示す特性で表せる。

【０００８】ここで、このイエロー発色工程ではマゼン
タ記録層１０３とシアン記録層１０４も同時に加熱され
が、これらの記録層に含まれるマイクロカプセル１０
７、１０８の軟化温度はマイクロカプセル１０６より高
いので、イエロー発色温度ではこれらの発色は起こらな
い。

【０００９】次に感熱紙１２３先端がイエロー定着用の
ランプ１３３に到着すると、このランプ１３３が点灯し
図１３（ｂ）に示すイエロー定着工程が始まる。このラ
ンプ１３３は波長３６５ｎｍにピークを持ち、未反応の
イエローの染料を光分解し定着させる。

【００１０】ここで、図１６にプリンタ内に於けるラン
プ１３３、１３４と感熱紙１２３との位置関係を示す。
この図に示すように、ランプ１３３から発した光は、感
熱紙１２３へ直接入射する場合と、反射板１３６で反射
してから感熱紙１２３へ入射する場合の２通りのケース
がある。

【００１１】このようにして、イエローの定着が終了し
た後、感熱紙１２３は周回運動により再びガイドローラ
１２５、アイドルプーリー１２８、テンションローラ１
２９を経てサーマルヘッド１３２へ至る。そして、サー
マルヘッド１３２が用紙に圧接されて、図１３（ｃ）に
示すマゼンタ発色工程が開始される。すなわち、サーマ
ルヘッドの発熱により、イエローの場合と同様にマゼン
タが発色する。

【００１２】ここで、このマゼンタ発色工程ではシアン
記録層１０４も同時に加熱されるが、シアンのマイクロ
カプセル１０８の軟化温度はマゼンタのマイクロカプセ
ル１０７より高いので、この場合も図１５に示す様にマ
ゼンタの発色エネルギーによりシアンが発色することは
ない。

【００１３】そして、マゼンタ発色後、感熱紙１２３先
端はマゼンタ定着用のランプ１３４へ至り、図１３
（ｄ）に示すマゼンタ定着工程が開始される。このラン
プ１３４は波長４２０ｎｍにピークを持ち、未反応のマ
ゼンタジアゾ染料１１１を光分解し定着させる。

【００１４】さらに、マゼンタ定着後周回運動を経て、
図１３（ｅ）に示すシアン発色工程に入る。こうして、
このシアン発色によりフルカラープリントが完結し、感
熱紙１２３先端はクランパ１２６からはずされ、最終的
に排紙ローラ１３５により装置外に排出される。なお上
記プリント工程で定着、漂白などが不十分な場合、ラン
プ１３３、１３４による定着を追加させる場合もある。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の反射板によれば、ランプ長手方向の照度分布が図１
７に示される形となっていた。この図に示されるよう
に、照度はランプ長手方向に一様ではなく、強弱のムラ
が生じており、染料の定着状態もこのムラに応じたもの
となっていた。

【００１６】この場合、イエロー定着用ランプによる分
解がイエロージアゾ染料のみに起こり、マゼンタおよび
シアン染料に影響がなければ、多少の照度ムラがあって
も十分な光量を照射することでイエロージアゾ染料の定
着には何ら問題は生じない。しかしながら、実際には、
マゼンタジアゾ染料もイエロー定着用ランプによってあ
る程度分解する。このため、以下のような問題が生じて
いた。 （１）光量を高く設定すると、マゼンタジアゾ染料の分
解が進行する部分はマゼンタ色の濃度が薄くなり、色再
現が崩れ、また、濃度ムラの原因にもなる。 （２）光量を低く設定すると、未分解のイエロージアゾ
染料が部分的に残り、マゼンタ発色時にイエローも発色
し、マゼンタとイエローの混色が起こる。

【００１７】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、ランプの利用効率を向上させ、プリント時間
の短縮化およびランプの長寿命化を図ると共に、ランプ
長手方向の照度ムラをなくし、照度分布を均一化するこ
とができる感熱記録装置のランプ照度分布調整方法を提
供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
ランプおよびその下方に設けられた反射板から感熱紙へ
照射される光の照度分布を測定する測定段階と、前記測
定段階により測定された照度分布から、前記感熱紙の搬
送方向における平均照度を、前記搬送方向に直交する方
向に連続して求め、該平均照度を表す平均照度曲線を作
成する曲線作成段階と、前記曲線作成段階により作成さ
れた平均照度曲線を外形とする黒色の補正板を作成する
補正板作成段階とからなり、前記補正板を前記反射板に
貼り付けることにより、前記平均照度を均一化させるこ
とを特徴としている。

【００１９】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の感熱記録装置のランプ照度分布調整方法において、
前記平均照度の均一化が不足する場合、前記平均照度曲
線をｎ乗（ｎは１以上の有理数）した曲線の外形を有す
る第２の補正板を作成し、前記反射板に貼り付け、前記
平均照度を均一化することを特徴としている。

【００２０】さらに、請求項３記載の発明は、請求項１
または請求項２記載の感熱記録装置のランプ照度分布調
整方法において、前記補正板は、退色素材および不退色
素材が一定の割合をもって配置されることにより形成さ
れることを特徴としている。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施形態について説明する。ここでは、一例としてイ
エロー定着用ランプ１３３の照度分布を均一化する方法
を述べる。我々は、前述した従来のランプ反射板を改造
し、図１に示すようなランプ光の利用効率に優れた形状
のランプ反射板１を見い出した。この反射板１の製作方
法は、大別して金属材料の曲げ加工により製作する方法
とプラスチック材料の成形により製作する方法の２通り
がある。以下、各々の製作方法を説明する。

【００２２】１．金属材料の曲げ加工による製作 反射板１に使用可能な金属材料として、純アルミニウム
（A1080,A1070,A1050）、ステンレス鋼（SUS430,SUS30
4）、印刷用銅（C1100PP,C1221PP,C1401PP）などがある
が、これらは電解研磨により一層の反射特性向上を図る
ことができる。また、後加工としてニッケルメッキ等の
メッキ法を採用する場合は鉄などの金属材料も使用可能
である。さらに、アルミニウム蒸着を施す場合、または
アルミニウム蒸着したプラスチックフィルム（例えばポ
リエステルフィルム）やアルミニウム箔を表面に貼る場
合は、ほとんど全ての金属材料が使用可能である。

【００２３】まず、上記の金属材料により形成された特
定の厚さ寸法、例えば２ｍｍの金属板の片面を、上述し
た電解研磨またはメッキ等により鏡面１１ａに仕上げ
る。次に、図２（ａ）に示すように、この金属板を反射
板１に適合した規定のサイズに切断し、長方形板１１を
作成する。

【００２４】次いで、図２（ｂ）に示すように、この長
方形板１１に、折り曲げ加工を容易にするため、裏面１
１ｂの折り曲げ部に相当する箇所に切り欠き１２，１
２，・・・を設ける。また、鏡面１１ａにおいて、長方
形１１の長手方向に沿った中心線上に切り欠き１３を１
本設ける。これらの切り欠き１２，１２，・・・および
１３は専用刃物を取り付けたフライス盤で作成するが、
アルミニウムなどの軟質金属を用いて手作りする場合
は、カッタナイフにより作成することも十分可能であ
る。

【００２５】続いて、このように切り欠き１２，１２，
・・・，１３が設けられた長方形板１１を、反射板１と
同形状に形成された治具（図示略）に押し当てて折り曲
げる。このとき、長方形板１１の鏡面１１ａが治具の表
面に当接されるようにする。

【００２６】さらに、その両端を図１に示すように、ホ
ルダ２によって固定する。図３（ａ）〜（ｄ）は、この
ホルダ２の概念図であり、具体的な形状としてホルダ２
ａ〜２ｄが示されている。ただし、これらの図における
ホルダ２ａ〜２ｄは、簡単のため、面が一部省略された
形に表されている。

【００２７】図３（ａ）〜（ｃ）に示すホルダ２ａ〜２
ｃは、金属板の曲げ加工またはプレス加工等により製作
されたものである。このうち、図３（ａ）に示されたホ
ルダ２ａの場合、その外面２ａ１と反射板１の反射面１
ａ（図１参照）とが貼り付けられる。また、図３（ｂ）
のホルダ２ｂの場合、その内面２ｂ１と反射板１の外面
１ｂ（図１参照）とが同図に示すように貼り付けられ
る。一方、図３（ｃ）に示されたホルダ２ｃの場合、そ
の溝２ｃ１に反射板１の端部が挿入される。また、図３
（ｄ）に示すホルダ２ｄは、プラスチックの成形により
製作されたものであり、その内面２ｄ１と反射板１の外
面１ｂとが貼り付けられる。

【００２８】このようなホルダ２ａ，２ｂ，２ｄと反射
板１との固定は以下のような方法により行われる。 （１）接着剤（例えばエポキシ系接着剤、ゴム系接着
剤）により固着する。 （２）両面粘着テープにより貼り合わせる。 （３）ホルダにタップをたて、ネジ止めする。 なお、ホルダ２ｃの場合、反射板１を溝２ｃ１に挿入す
るだけで十分な固定が可能である。

【００２９】２．プラスチック材料の成形による製作 まず、図４に示す形状のプラスチック成形品１ｃを射出
成形、圧縮成形、トランスファー成形などの方法により
作成する。この場合、プラスチック材料は例えば、ポリ
カーボネイト樹脂、アクリル樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリル-フ
゛タシ゛エン-スチレン共重合体）樹脂、ナイロン、ＰＰＳ（ホ゜リ-フ
ェニレン-スルフィト゛）、ポリエステル樹脂、結晶化ポリエステ
ル樹脂、エポキシ樹脂が利用できる。

【００３０】次に、反射面となる表面１ｄにアルミニウ
ム蒸着を施す。なお、蒸着材料は、金属光沢を有し、光
をよく反射するものであれば、アルミニウム以外のもの
でもよい。このように金属材料の曲げ加工またはプラス
チック材料の成形により製作した反射板１の側断面図を
図５に示す。

【００３１】次いで、この反射板１をランプ１３３の下
側に設置し、同ランプ１３３からの直接光と、反射板１
からの反射光とによる合成光の照度分布を以下のように
して測定する。まず、図６（ａ）の斜線で示された領域
Ａを測定領域とする。ここで、図６（ａ）は、ランプ１
３３およびその下側に設けられた反射板１を上方から見
た様子を示す上面図である。この図において、反射板１
の長手方向をＸ方向とし、また、感熱紙１２３の搬送方
向をＹ方向とする。

【００３２】次に、図６（ｂ）に示すように、領域Ａを
格子状に分割し、多数のポイントを設ける。ここでは、
８１（Ｘ方向）×２６（Ｙ方向）＝２１０６ポイントを
設けるとする。次いで、Ｘ方向およびＹ方向に自在に駆
動可能なＸ−Ｙテーブル（図示略）に照度センサ（図示
略）を取り付ける。そして、このＸ−Ｙテーブルを駆動
することにより、照度センサをランプ１３３からの高さ
寸法を一定にしつつ領域Ａで移動させ、各ポイント（X
m，Yn）（m=1,2,3,…,81、n=1,2,3,…,26）における照
度を測定する。このとき、測定された各照度データは、
測定位置を示すデータと共にコンピュータ（図示略）に
入力される。

【００３３】このようにして照度分布が測定されると、
コンピュータにより、ポイント（Xm，Y1），（Xm，Y
2），…，（Xm，Y26）における各照度を平均した平均照
度が算出される。ここで、m=1,2,3,…,81であり、合計
８１個の平均照度が求められる。そして、これらの各平
均照度を連続した曲線で表した平均照度曲線が作成され
る。図７はこの平均照度曲線の一例を表した図であり、
この図において、破線で示された曲線Ｅが平均照度曲線
である。なお、この図において、実線で示された各曲線
は照度曲線を表し、ポイント（X1，Yn），（X2，Yn），
…，（X81，Yn）における各照度を連続させた曲線であ
る。ただし、n=1,2,3,…,26 である。

【００３４】ここで、この平均照度曲線Ｅについて考察
する。図７における平均照度曲線Ｅによれば、平均照度
は反射板１の長手方向（Ｘ方向）に一様ではない。一般
に、色素の定着量は、定着量＝平均照度×時間と考える
ことができるが、平均照度曲線Ｅに表された特性を有す
る反射板１を用いて定着を行った場合、平均照度が高い
部分では定着率が高く、低い部分では定着率が低いとい
う定着ムラが起こる。

【００３５】したがって、このような定着ムラをなく
し、感熱紙１２３が全体にわたって平均して定着される
ためには、平均照度が反射板１の長手方向（Ｘ方向）で
均一である必要がある。すなわち、平均照度曲線Ｅの平
坦化を図る必要がある。

【００３６】以下、この平坦化について説明する。ま
ず、図８（ａ）に示すように、図７の平均照度曲線Ｅに
おける一定照度Ｂ0以上の部分を示した曲線Ｆを作成す
る。次に、この曲線ＦおよびＢ＝Ｂ0 で囲まれた斜線部
Ｇと同形状の図形を黒色の板によって作成する（図８
（ｂ））。以下、この作成された黒色の板を補正板３と
称する。なお、この補正板３は、その高さ方向の倍率を
調整して作成される。また、この補正板の材質は黒色プ
ラスチックフィルムが適当である。そして、図９（ａ）
〜（ｃ）に示すように、この補正板３を反射板１の反射
面Ｈ，Ｈ’に貼り付ける。このとき、補正板３のピーク
部分が、図７の平均照度曲線Ｅのピーク部分に一致する
ようにＸ方向の位置を合わせる。

【００３７】次に、このようにして作成した補正板３に
よる平坦化の効果を確認する。すなわち、補正板３が貼
り付けられた反射板１を用いて、前述した手順により再
度照度分布を測定し、その平均照度曲線を求める。この
とき、補正板３を貼り付ける前に平均照度が高かった部
分からの反射光が補正板３によって減少され、平均照度
曲線の平坦化が図られる。

【００３８】なお、測定の結果、求めた平均照度曲線に
さらに平坦化が必要な場合は、補正板３に代えて図８
（ｃ），（ｄ）に示す補正板３ａまたは３ｂを同様に貼
り付け、照射分布を測定する。

【００３９】ここで、これらの補正板３ａ，３ｂについ
て説明する。図８（ａ）は、照度値Ｂ0との差を表して
いる。このＢi値の最大値をＢmaxとし、このＢmaxに対
応するＸ座標値をＸmaxとする。補正板３ａおよび３ｂ
は、それらの曲線部分ＦａおよびＦｂが図８（ａ）の曲
線Ｆを各々２乗および３乗した形状のものである。すな
わち、曲線Ｆを ｆ（Ｘi）＝{（Ｂi−Ｂ0）×Ｈ}／Ｂmax・・・（１） と表したとき、ＦａおよびＦｂは各々 ｆａ（Ｘi）＝｛ｆ（Ｘi）｝²＝{（Ｂi−Ｂ0）²×Ｈ}／
Ｂmax² ｆｂ（Ｘi）＝｛ｆ（Ｘi）｝³＝{（Ｂi−Ｂ0）³×Ｈ}／
Ｂmax³ と表される曲線である。ただし、ＢiはＸ＝Ｘiにおける
平均照度である。そして、補正板３ａおよび３ｂを作成
するときに、それらの高さ寸法が補正板３の高さ寸法と
同一になるように高さ方向の倍率が調整される。

【００４０】このようにして作成された補正板３ａ，３
ｂは、ピーク部分のＸ値が補正板３と一致し、かつ、曲
線部分の直線性が補正板３に比べて大きくなっている。
したがって、これらの補正板３ａまたは３ｂを用いるこ
とにより、さらに平坦化することができる。なお、さら
に平坦化が必要な場合は、上式（１）を順次ｎ乗（例え
ば、ｎ＝1.1,1.2,…2.1,2.2,2.3…3.1,3.2…）した形状
の補正板を作成すればより最適条件を見い出すことが可
能である。図１８は補正板の効果を示す図であり、この
図において、ａは補正前の分布の実測値、ｂはｎ＝１で
補正した場合、ｃはｎ＝２で補正した場合、ｄはｎ＝３
で補正した場合である。ｎ＝３でほぼ平坦化できること
が確認できる。

【００４１】ところで、ランプ１３３の照度分布は一般
に点灯時間と共に均一化するので、補正板３によって補
正された照度分布は逆に不均一となる。したがって、補
正板３の補正機能を時間と共に減退させる必要がある。

【００４２】以下、図１０を参照して、時間と共に補正
機能が減退する補正板を説明する。この図に示す補正板
３ｃは、黒色フィルム部３ｄと黒色カラーリボン部３ｅ
とから構成され、補正板３、３ａ、または３ｂと同形状
に形成されている。ここで、黒色フィルム部３ｄは前述
した補正板３と同一の材質により形成され、時間の経過
と共に退色しない。一方、黒色カラーリボン部３ｅは退
色素材により形成され、図１１に示すように時間の経過
と共に退色する。そして、これらの黒色フィルム部３ｄ
および黒色カラーリボン部３ｅは、補正板３ｃの高さを
一定の割合で分割する形で設けられている。

【００４３】このように形成された補正板３ｃを反射板
１の前述した位置に貼り付けることにより、照度分布が
時間の経過と共に変化することはない。すなわち、ラン
プ１３３の照度分布が時間の経過と共に均一化する一
方、補正板３ｃによる補正もＸ方向に均一化されるの
で、結果として照度分布が均一に保持される。なお、マ
ゼンタ定着用ランプ１３４の照度分布も上述した方法に
より、同様に均一化することができる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ランプの利用効率を向上させ、プリント時間の短縮
化およびランプの長寿命化を図ると共に、ランプ長手方
向の照度ムラをなくし、照度分布を均一化することがで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態による反射板の一例を示
す斜視図である。

【図２】同反射板の折り曲げ加工前の状態を示す図であ
る。

【図３】同反射板に装着されるホルダの例を示す概念図
である。

【図４】同実施形態によるプラスチック成型品により形
成された反射板の一例を示す斜視図である。

【図５】同実施形態による反射板の一例を示す側断面図
である。

【図６】同実施形態による照度分布の測定領域の一例を
示す図（ａ）、および測定ポイントの一例を示す図
（ｂ）である。

【図７】同実施形態による平均照度曲線および照度曲線
の一例を示す図である。

【図８】図７に示す平均照度曲線の一部を示す図
（ａ）、および補正板の例を示す図（ｂ），（ｃ），
（ｄ）である。

【図９】同実施形態による補正板を反射板に貼り付けた
様子を表す図である。

【図１０】同実施形態による時間と共に補正機能が減退
する補正板の一例を示す図である。

【図１１】図１０に示す補正板に用いられた黒色カラー
リボンの退色特性を示す図である。

【図１２】感熱紙の構成を示す図である。

【図１３】フルカラー感熱紙を発色させてフルカラー画
像を形成するプロセスを示した図である。

【図１４】プリンタの構造の一例を示した図である。

【図１５】転写濃度とエネルギーの関係を示す図であ
る。

【図１６】プリンタ内におけるランプと感熱紙との位置
関係を示す図である。

【図１７】従来の反射板によるランプ長手方向の照度分
布を示す図である。

【図１８】補正板の効果を示す図である。

【符号の説明】

１……反射板、 ３，３ａ，３ｂ，３ｃ……補正板、
３ｄ……黒色フィルム部、 ３ｅ……黒色カラーリボン
部、 １３３，１３４……ランプ

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/32 B41M 5/26 G02B 5/08 G03G 15/20

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ランプおよびその下方に設けられた反射
   板から感熱紙へ照射される光の照度分布を測定する測定
   段階と、 前記測定段階により測定された照度分布から、前記感熱
   紙の搬送方向における平均照度を、前記搬送方向に直交
   する方向に連続して求め、該平均照度を表す平均照度曲
   線を作成する曲線作成段階と、 前記曲線作成段階により作成された平均照度曲線を外形
   とする黒色の補正板を作成する補正板作成段階とからな
   り、 前記補正板を前記反射板に貼り付けることにより、前記
   平均照度を均一化させることを特徴とする感熱記録装置
   のランプ照度分布調整方法。
2. 【請求項２】 前記平均照度の均一化が不足する場合、
   前記平均照度曲線をｎ乗（ｎは１以上の有理数）した曲
   線の外形を有する第２の補正板を作成し、前記反射板に
   貼り付け、前記平均照度を均一化することを特徴とする
   請求項１記載の感熱記録装置のランプ照度分布調整方
   法。
3. 【請求項３】 前記補正板は、退色素材および不退色素
   材が一定の割合をもって配置されることにより形成され
   ることを特徴とする請求項１または請求項２記載の感熱
   記録装置のランプ照度分布調整方法。