JPH09216390A - 感熱記録装置におけるランプ反射板およびその形状決定方法 - Google Patents

感熱記録装置におけるランプ反射板およびその形状決定方法

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JPH09216390A
JPH09216390A JP8028304A JP2830496A JPH09216390A JP H09216390 A JPH09216390 A JP H09216390A JP 8028304 A JP8028304 A JP 8028304A JP 2830496 A JP2830496 A JP 2830496A JP H09216390 A JPH09216390 A JP H09216390A
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早実 杉山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ランプからの光の全てを感熱紙へ照射するこ
とができる感熱記録装置におけるランプ反射板およびそ
の形状決定方法を提供すること。 【解決手段】 反射板1における反射部21〜27の接
続点P0〜P7の座標を設定する。そして、ランプ133
から反射板1への光の全てがこれらの反射部21〜27
において反射された後に至る感熱紙123上の到達点の
X座標を各々算出する。さらに、それらのX座標の全て
が設定された照射領域に含まれ、かつ、反射された光の
どれもがランプ133へ入射しない場合、そのときの接
続点P0〜P7の座標を反射板1の座標とする。また、反
射板1はこれらの座標に基づいて作成される。

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、ランプからの光
を反射して感熱紙へ導くランプ反射板において、特に、
形状を工夫することにより、全ての光を感熱紙へ照射す
ることができる感熱記録装置におけるランプ反射板およ
びその形状決定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図6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110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7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8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7および図8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123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7(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6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9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
るが、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7(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10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7(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9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7(d)
に示すマゼンタ定着工程が開始される。このランプ13
4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7(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、感熱式のフ
ルカラープリンタに通常用いられる図10に示した従来
のランプ反射板の構造は、利用効率が悪いため次の問題
を生じていた。 (1)一定量の定着を得るのに必要なランプ点灯時間が
長くなり、プリント時間が長くなる。 (2)プリント可能な枚数が少なくなり、結果的にラン
プ寿命が短いのと同じ意味になる。 (3)無効エネルギー消費が多く、電源の小型化ができ
にくい。
【0016】以上の理由によりランプエネルギーの利用
効率を向上させることは、特に重要と言える。しかし一
般に用いられる反射板構造は典型的な構造が図10に示
す通りで、これ以外の構造としても図11(a)〜
(d)しかなかった。しかし、これらは形状の最適化を
図っても、利用効率を60%以上に向上させることは困
難であった。
【0017】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、ランプからの光の全てを感熱紙へ照射するこ
とが可能で、ランプエネルギーを有効に使うことができ
る感熱記録装置におけるランプ反射板およびその形状決
定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に記載の発明
は、感熱紙の走行ルートに沿って設けられ、前記感熱紙
に光を照射して前記感熱紙に含まれる熱発色染料を光分
解するランプの光を前記感熱紙へ導くランプ反射板にお
いて、複数の板状反射部が順次連続した構成を有し、前
記ランプから放射され前記板状反射部で反射された光が
全て前記感熱紙へ照射される形状であることを特徴とし
ている。
【0019】また、請求項2に記載の発明は、感熱紙の
走行ルートに沿って設けられ、前記感熱紙に光を照射し
て前記感熱紙に含まれる熱発色染料を光分解するランプ
の光を前記感熱紙へ導くランプ反射板の形状決定方法に
おいて、複数の板状反射部の接続位置の座標を順次入力
し、前記ランプからの光の方程式、前記板状反射部の方
程式を前記入力された座標に基づいて演算し、該演算の
結果から前記板状反射部による反射光の方程式を演算
し、前記反射光の方程式から前記反射光が前記感熱紙へ
照射される照射位置の座標を演算し、前記照射位置の座
標および前記反射光の方程式から前記接続位置の座標の
適否を判断し、該判断の結果から前記ランプ反射板の形
状を決定することを特徴としている。
【0020】
【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。図1はこの発明の一実施
形態による感熱記録装置におけるランプ反射板の形状を
示す斜視図(a)、および断面図(b)である。この図
において、1は反射板であり、その長手方向に対する垂
直断面が左右対称に、かつその右側および左側が各々略
放物線形状に形成されている。
【0021】この反射板1において、21〜27は反射
部であり、長方形板状に形成され、順次連続して設けら
れている。なお、図1においては、これらの反射部21
〜27が左右各7枚に示されているが、これ以外の数で
もよい。また、3はホルダであり、反射板1の両端に固
定され、同反射板1を補強している。
【0022】このような形状の反射板1は、その長手方
向とランプ133の長手方向とが一致するように、か
つ、反射部21〜27がランプ133を左右対称に包囲
するように同ランプ133下部に設置される。そして、
ランプ133からの光を全て感熱紙123へ照射するこ
とができる。
【0023】ここで、この反射板1の理想的な条件は次
の通りである。 (1)高さHおよび幅Wができるだけ小さい。 (2)加工を簡単にするために、反射部の数ができるだ
け少ない。 (3)ランプから感熱紙への全ての光路が2回以下の反
射モードになり、3回反射モードは極力含まれない。 (4)材料はできるだけ鏡面で、全反射に近いものであ
る。
【0024】このような条件のうち、(1)〜(3)は
互いに矛盾し、共立できない。したがって、反射板1の
具体的な形状を一義的に決めることは不可能であり、感
熱記録装置の機構設計の都合で決定する。以下、図2を
参照して、最適な形状決定方法を詳述する。なお、ここ
では、反射板1の反射部が左右各7枚であり、かつ光の
反射回数が2回である場合について説明する。
【0025】まず、図3に示すように、各座標を設定す
る(ステップSP1)。すなわち、反射板1の長手方向
に対する垂直断面において、ランプ133の中心座標を
O(0,0)とする。そして、感熱紙123の方程式を
Y=hと設定する。また、各反射部21〜27の接続点
0〜P7の座標を設定する。なお、この図における反射
板1は左側のみが示されている。
【0026】次に、光がランプ133の中心Oから発す
るとして、その発光範囲を決める。ここで、この発光範
囲はY軸に対する角度として決定される(図3参照)。
そして、この発光範囲を等角度に分割し、各分割線をラ
ンプ133からの光(以下、ランプ光と称する)とする
(ステップSP2)。
【0027】さらに、これらのランプ光を示す直線の方
程式を求める(ステップSP3)。いま、ランプ光とY
軸とがなす角度をθとすると、この光を示す直線L1
方程式は、 Y=a1X+b1 …(1) となる。ただし、 a1=tan(π/2−θ) …(2) b1=0 …(3) である。
【0028】次いで、ステップSP1において設定した
接続点P0〜P7の座標から、各反射部21〜27を示す
方程式を求める(ステップSP4)。例えば、反射部2
1の場合、その両端における接続点P1、P0の座標が各
々(X1,Y1)、(X0,Y0)であるとすると、この反射部
21は直線M1として表され、その方程式は、 Y=m1X+n1 …(4) である。ただし、m1,n1は次の通りである。 m1=(Y1−Y0)/(X1−X0) n1=(X1・Y0−X0・Y1)/(X1−X0
【0029】続いて、ステップSP3で求めたランプ光
を示す方程式と、ステップSP4で求めた各反射部21
〜27を示す方程式とから、ランプ光が反射板1へ入射
する点を求める(ステップSP5)。すなわち、まず、
ランプ光を示す直線L1と反射部21を示す直線M1との
交点T1の座標を求める。ここで、その座標を(XT1,Y
T1)とすると、式(1),(4)より、 XT1=(b1−n1)/(m1−a1) YT1=(b1・m1−a1・n1)/(m1−a1) となる。
【0030】次に、ランプ133の中心Oと交点T1
の距離を求める。ここで、この距離をD1とすると、 D1=√{(XT1−0)2+(YT1−0)2} である。
【0031】同様にして、直線L1と各反射部22〜2
7との交点を求め、それらの交点と中心Oとの距離D2
〜D7を求める。そして、これらの距離D1〜D7の中か
ら最小のものを選択し、その距離を求めた交点をランプ
光の入射点とする。
【0032】いまの場合、図4に示すように、角度θで
発したランプ光の入射点は、直線L1と、反射部2iを
示す直線Miとの交点Ti(XTi,YTi)と求められたとす
る。ここで、i=1,2,3,・・・,または7であ
る。この場合、反射部2iの両端における接続点Pi
i-1の座標が各々(Xi,Yi)、(Xi-1,Yi-1)で表さ
れるとすると、直線Miの方程式は、 Y=miX+ni …(5) と表され、mi,niは次の通りである。 mi=(Yi−Yi-1)/(Xi−Xi-1) …(6) ni=(Xi・Yi-1−Xi-1・Yi)/(Xi−Xi-1) …(7) したがって、交点Tiの座標は、式(1),(5)よ
り、 XTi=(b1−ni)/(mi−a1) …(8) YTi=(b1・mi−a1・ni)/(mi−a1) …(9) である。
【0033】次に、ランプ光はこの入射点(交点Ti
において反射する。以下、この反射された光を第1反射
光と称する。この第1反射光を直線L2として、その方
程式を Y=a2X+b2 …(10) と表す。そして、この式における傾きa2、および切片b2
を以下の手順により求める。
【0034】まず、反射部2iに対するランプ光の入射
角度をα1、直線Miの傾きをβ1とする(図4参照)。
ここで、 β1=tan-1{(Yi−Yi-1)/(Xi−Xi-1)} =tan-1(mi) …(11) (式(6)より) α1=π/2−θ−β1 =tan-1(a1)−tan-1(mi) (式(2),(11)より) =tan-1{|(mi−a1)/(1+mi・a1)|} …(12) である。
【0035】次に、第1反射光の反射角度がランプ光の
入射角度α1と同じであることから、図4より、傾きa2
は、 a2=−tan(α1−β1) …(13) となる。また、直線L2が交点Ti(XTi,YTi)を通るこ
とから、切片b2は、 b2=YTi+XTi・tan(α1−β1) …(14) と求められる(ステップSP6)。
【0036】続いて、第1反射光が反射板1へ入射する
点を求める(ステップSP7)。この場合、入射点は前
述したステップSP5と同様の手順により求めることが
できる。すなわち、式(10)により表された直線L2
と各反射部21〜27との交点を求め、それらの交点と
交点Tiとの距離をそれぞれ求める。そして、それらの
距離の中から最小のものを選択し、その距離を求めた交
点を第1反射光の入射点とする。
【0037】いまの場合、図4に示すように、第1反射
光の入射点は、直線L2と反射部2jを示す直線Mjとの
交点Tj(XTj,YTj)と求められたとする。ここで、j
=1,2,3,・・・,または7である。この場合、反
射部2jの両端における接続点Pj、Pj-1の座標が各々
(Xj,Yj)、(Xj-1,Yj-1)で表されるとすると、直線
jの方程式は、 Y=mjX+nj …(15) と表され、mj,njは次の通りである。 mj=(Yj−Yj-1)/(Xj−Xj-1) …(16) nj=(Xj・Yj-1−Xj-1・Yj)/(Xj−Xj-1) …(17) したがって、交点Tjの座標は、式(10),(15)
より、 XTj=(b2−nj)/(mj−a2) …(18) YTj=(b2・mj−a2・nj)/(mj−a2) …(19) である。
【0038】次に、第1反射光はこの入射点(交点
j)において反射し、感熱紙123へ向かう光(以
下、第2反射光と称する)となる。この第2反射光を直
線L3として、その方程式を Y=a3X+b3 …(20) と表す。そして、この式における傾きa3、および切片b3
を前述したステップSP6と同様の手順によって求め
る。
【0039】すなわち、まず、反射部2jに対する第1
反射光の入射角度をα2、直線Mjの傾きをβ2として、
その値を求める。 α2=tan-1{|(mj−a2)/(1+mj・a2)|} …(21) β2=tan-1(mj) …(22)
【0040】次に、第2反射光の反射角度が第1反射光
の入射角度α2と同じであることから、傾きa3は、 a3=−tan(α2−β2) …(23) となる。また、直線L3が交点Tj(XTj,YTj)を通るこ
とから、切片b3は、 b3=YTj+XTj・tan(α2−β2) …(24) と求められる(ステップSP8)。
【0041】最後に、第2反射光は感熱紙123へ到達
する。その到達点をTfとして、そのX座標XTfを求める
(ステップSP9)。この到達点Tfは、第2反射光を
示す直線L3と感熱紙123を示す直線Y=hとの交点
である。したがって、そのX座標XTfは、 XTf=(h−b3)/a3 …(25) となる。
【0042】ここで、式(25)におけるa3およびb
3は、式(2)〜(24)から、角度θ,点Piの座標
(Xi,Yi),点Pi-1の座標(Xi-1,Yi-1),点Pjの座
標(Xj,Yj),および点Pj-1の座標(Xj-1,Yj-1)に
より各々表される。
【0043】このような方法により、ステップSP2に
おいて設けた全てのランプ光について、最終的に感熱紙
123へ至る到達点のX座標を各々求める。
【0044】続いて、これらのX座標を検討する(ステ
ップSP10)。まず、感熱紙123上において、光が
照射されるべき照射領域Aを設定する(図4)。ここ
で、この照射領域Aは、染料の定着に適した範囲に設け
られる。そして、求めたX座標の全てが、この照射領域
Aに含まれているか否かを判断する。
【0045】その結果、全X座標のうち、少なくとも1
つがこの照射領域Aから外れている場合、接続点P0
7の座標を変えて上述した手順を繰り返す(ステップ
SP1〜ステップSP10)。
【0046】一方、全X座標が照射領域Aに含まれてい
る場合は、次いで、全てのランプ光について、その第1
反射光および第2反射光が共にランプ133へ入射せず
に、感熱紙123へ到達しているか否かを調べる。すな
わち、直線L2とランプ133を示す円との交点、およ
び直線L3と同円との交点を調べる(ステップSP1
1)。
【0047】その結果、少なくとも1つの交点が存在し
た場合は、接続点P0〜P7の座標を変えて上述した手順
を繰り返す(ステップSP1〜ステップSP11)。
【0048】他方、交点が全く存在しない場合は、全ラ
ンプ光が、反射板1により反射した後に感熱紙123の
照射領域Aへ到達すると判断できる。したがって、この
ときの形状を反射板1の最適な形状とする(ステップS
P12)。
【0049】以上の形状決定方法により求めた反射板形
状、および反射光の感熱紙123への入射状態の一例を
図5に示す。この場合、設定条件は次の通りである。 ランプ形状 :直径16mmの断面円形 反射部の数 :左右対称に各7枚 ただし、この図においては左側のみが図示されている。 ランプ光の数:内角110度の範囲を70等分した71
【0050】その結果、接続点P0〜P7の座標が図に示
すように求められた。この図に示すように、反射光は全
て感熱紙123へ到達している。このようにして形状が
決定され、その形状にしたがって反射板1が作成され
る。なお、その作成にあたっては、接続点P0〜P7のY
軸に対する対称点が各々求められ、左右対称に形成され
る。
【0051】以上、反射板1の反射部が左右各7枚であ
り、かつ光の反射回数が2回である場合についてその形
状決定方法を説明したが、これ以外の反射部枚数または
反射回数による反射板の形状も同様に決定することがで
きる。
【0052】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ランプからの光の全てを感熱紙へ照射する感熱記録
装置におけるランプ反射板の形状を決定することが可能
である。また、その形状により作成されたランプ反射板
は、ランプからの光の全てを感熱紙へ照射することが可
能であり、ランプエネルギーを有効に使うことができる
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感熱記録装置にお
けるランプ反射板の形状の一例を示す斜視図(a)、お
よび断面図(b)である。
【図2】同ランプ反射板の形状決定方法を示すフローチ
ャートである。
【図3】同形状決定方法によるランプ反射板の形状決定
過程を示す図である。
【図4】同形状決定方法によるランプ反射板の形状決定
過程を示す図である。
【図5】同形状決定方法により決定されたランプ反射板
の形状の一例を示す図である。
【図6】感熱紙の構成を示す図である。
【図7】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8】プリンタの構造の一例を示した図である。
【図9】転写濃度とエネルギーの関係を示す図である。
【図10】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11】従来の反射板形状の例を示す断面図である。
【符号の説明】
1……反射板、 21〜27……反射部、 123……
感熱紙、133……ランプ、 P0〜P7,Pi,Pi-1
j,Pj-1……接続点、L1,L2,L3,Mi,Mj……
直線, Tf……到達点

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 感熱紙の走行ルートに沿って設けられ、
    前記感熱紙に光を照射して前記感熱紙に含まれる熱発色
    染料を光分解するランプの光を前記感熱紙へ導くランプ
    反射板において、 複数の板状反射部が順次連続した構成を有し、前記ラン
    プから放射され前記板状反射部で反射された光が全て前
    記感熱紙へ照射される形状であることを特徴とする感熱
    記録装置におけるランプ反射板。
  2. 【請求項2】 感熱紙の走行ルートに沿って設けられ、
    前記感熱紙に光を照射して前記感熱紙に含まれる熱発色
    染料を光分解するランプの光を前記感熱紙へ導くランプ
    反射板の形状決定方法において、 複数の板状反射部の接続位置の座標を順次入力し、 前記ランプからの光の方程式、前記板状反射部の方程式
    を前記入力された座標に基づいて演算し、 該演算の結果から前記板状反射部による反射光の方程式
    を演算し、 前記反射光の方程式から前記反射光が前記感熱紙へ照射
    される照射位置の座標を演算し、 前記照射位置の座標および前記反射光の方程式から前記
    接続位置の座標の適否を判断し、 該判断の結果から前記ランプ反射板の形状を決定するこ
    とを特徴とする感熱記録装置におけるランプ反射板の形
    状決定方法。
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