(57)【要約】【課題】光定着に無効なエネルギーの消費を抑制する。【解決手段】光定着装置２０の光源としてＸｅランプ２１を用いる。また、Ｘｅランプ２１の放電を強制的に停止させる放電停止スイッチ３８、およびＸｅランプ２１の放電時間を計測するタイマー３６を設ける。タイマー３６は予め設定された所定の時間で作動して、放電停止スイッチ３８を介してＸｅランプ２１の放電を停止させる。Ｘｅランプ２１の赤外領域の成分によるプリンタ内の高温化を防止することができ、光定着効率を向上させることが可能となる。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体上に少なくとも２つの感熱発色層が層設され、最下層を除いた各感熱発色層が特有な波長域を有する電磁線による光定着性を備えた感熱記録紙に対し、印画直後に光定着を施す光定着装置において、
少なくとも２つの感熱発色層を光定着することが可能な波長域を有する電磁線を発生する閃光放電管と、
前記閃光放電管の放電を強制的に停止させる放電停止手段と、
電磁線の照射条件に基づいて前記放電停止手段を作動させる制御手段とを備えたことを特徴とする光定着装置。
【請求項２】
前記制御手段は、閃光放電管の放電時間を計測するタイマーを備え、所定の放電時間が経過したときに放電停止手段を作動させることを特徴とする請求項１に記載の光定着装置。
【請求項３】
前記制御手段は、光定着に無効な波長域における電磁線の照射量を測定する照度センサと、全波長域における電磁線の照射量を測定する照度センサと、２つの照射量の比を求める手段と、この比を設定された所定の値と比較する比較器とからなることを特徴とする請求項１に記載の光定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、支持体上に複数の感熱発色層が層設されたカラー感熱記録紙に光定着を施すための光定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
支持体上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の感熱発色層が層設されたカラー感熱記録紙に熱記録を施してカラー画像を形成する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では、イエロー、マゼンタの各感熱発色層が熱記録後に再び発色することを防ぐために、各感熱発色層に特有の波長域を有する電磁線、例えば紫外線を熱記録直後のカラー感熱記録紙に照射して光定着を施している。
【０００３】
光定着装置は、発光ピークが４２０ｎｍの近紫外線を照射してイエロー感熱発色層を光定着するイエロー用定着ランプと、発光ピークが３６５ｎｍの紫外線を照射してマゼンタ感熱発色層を光定着するマゼンタ用定着ランプとで構成される。従来のカラー感熱プリンタでは、定着ランプに直管型の水銀蛍光ランプを使用していた。しかしながら、この水銀蛍光ランプは経年劣化により紫外線の照射量が低下して発光効率が悪くなるため、光定着に必要な紫外線の照射量を得るためには記録紙の搬送速度を下げざるを得ず、定着時間が長時間化してしまうという問題があった。
【０００４】
上記のような問題を解決するために、カメラのストロボ装置（特開昭６２−３４１３９号公報）などで使用される閃光放電管、例えばキセノンフラッシュランプを光源として用いた光定着装置が提案されている。このキセノンフラッシュランプは、図８に実線で示すように波長３５０ｎｍ〜４５０ｎｍの間でフラットな分光特性を持つ。このため、イエローおよびマゼンタ感熱発色層の両方の定着光源として使用することができる。
【０００５】
水銀蛍光ランプは、常温において液相の水銀が使用されるため照射量の温度依存性が高く、管壁が温まるまで充分な照射強度が得られないので、点灯してから所定の照射量に達するまでに時間がかかるという欠点があった。これに対してキセノンフラッシュランプは、キセノンガスが常温で気相であるため照射量の温度依存性が低く、瞬時に所望の照射量を得ることができるという利点がある。さらに、キセノンフラッシュランプを用いることで、ランプの耐用期間を通じて記録紙の搬送速度を遅らせることなく光定着に必要な紫外線の照射量を得ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図８から明らかなように、キセノンフラッシュランプの分光分布は光定着に必要な波長３５０ｎｍ〜４５０ｎｍだけでなく、可視光領域や赤外領域まで広く分布している。このため、ランプへの投入電力に対する光定着に有効なエネルギーの変換効率が低く、大部分が赤外領域の成分による発熱エネルギーとして変換され、プリンタ内が高温になってしまう。この問題を解消するためには、プリンタ内に冷却装置を設けるか、放熱するためのスペースを確保するかしなければならず、プリンタの大型化を招くおそれがある。
【０００７】
本発明は、光定着に無効なエネルギーの消費を抑制することで、光定着効率を向上させるとともに装置の小型化に寄与する光定着装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、支持体上に少なくとも２つの感熱発色層が層設され、最下層を除いた各感熱発色層が特有な波長域を有する電磁線による光定着性を備えた感熱記録紙に対し、印画直後に光定着を施す光定着装置において、少なくとも２つの感熱発色層を光定着することが可能な波長域を有する電磁線を発生する閃光放電管と、前記閃光放電管の放電を強制的に停止させる放電停止手段と、電磁線の照射条件に基づいて前記放電停止手段を作動させる制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
なお、前記制御手段は、閃光放電管の放電時間を計測するタイマーを備え、所定の放電時間が経過したときに放電停止手段を作動させることが好ましい。また、前記制御手段は、光定着に無効な波長域における電磁線の照射量を測定する照度センサと、全波長域における電磁線の照射量を測定する照度センサと、２つの照射量の比を求める手段と、この比を設定された所定の値と比較する比較器とから構成してもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るカラー感熱プリンタの構成を示す概略図である。このカラー感熱プリンタ２では、感熱記録媒体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が用いられる。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。記録紙ロール１１は、外周に当接された給紙ローラ１２によって回転され、これにより記録紙１０の送り出しと巻き戻しとが行われる。
【００１１】
記録紙ロール１１の近傍には、記録紙１０を挟み込んで搬送する搬送ローラ対１３が配置されている。また、記録紙１０の搬送経路には、複数のガイドローラ１４が設けられている。搬送ローラ対１３は、搬送モータ１５に回転駆動されるキャプスタンローラ１６と、このキャプスタンローラ１６に圧接するピンチローラ１７とからなり、記録紙１０を定着方向Ａと、印画方向Ｂとに往復搬送する。
【００１２】
記録紙１０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。イエロー感熱発色層は、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、３６５ｎｍの紫外線が照射されたときに発色能力が消失する。
【００１３】
搬送ローラ対１３の定着方向Ａの下流側には、サーマルヘッド１８とプラテンローラ１９とが記録紙１０の搬送経路を挟み込むように配置されている。サーマルヘッド１８の記録紙１０と対向する面には、多数の発熱素子が記録紙１０の定着方向Ａと直交する方向にライン状に形成された発熱素子アレイ１８ａが設けられている。
【００１４】
プラテンローラ１９は、発熱素子アレイ１８ａに対面する位置で搬送経路の下方に配置されている。このプラテンローラ１９は、上下方向に移動自在となっており、図示しないバネによってサーマルヘッド１８に圧接する方向に付勢されている。
【００１５】
サーマルヘッド１８は、搬送ローラ対１３によって印画方向Ｂに搬送される記録紙１０に圧接し、発熱素子アレイ１８ａを所定の温度に発熱させて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て、記録紙１０と発熱素子アレイ１８ａとの摺接を容易にする。
【００１６】
サーマルヘッド１８の定着方向Ａの下流側には、光定着装置２０が配置されている。光定着装置２０は、キセノンフラッシュランプ（以下、Ｘｅランプと略記する）２１、リフレクタ２２、および短波カットフィルタ２３からなる。Ｘｅランプ２１は、キセノンガスが封入された透明なガラス管と、このガラス管の両端に設けられた電極とからなる。このＸｅランプ２１は、トリガ回路３５（図２参照）からのトリガ信号に基づいて両端の電極に高電圧が印可され、放電用コンデンサ３７（図２参照）に蓄電した電荷がガラス管内で放電することにより発光する。
【００１７】
リフレクタ２２は、Ｘｅランプ２１から放射された紫外線を記録紙１０に向けて反射させる。短波カットフィルタ２３は、Ｘｅランプ２１と記録紙１０との間に挿入される挿入位置（実線で示す）と、この挿入位置から退避する退避位置（２点鎖線で示す）との間で移動自在となっている。図８に２点鎖線で示すように、この短波カットフィルタ２３は、イエロー画像の光定着時には挿入位置に移動して、Ｘｅランプ２１から放射される紫外線のうちマゼンタの定着成分をカットする。また、マゼンタの光定着時には退避位置に移動する。このようにすると、イエロー画像の光定着時に未記録のマゼンタ感熱発色層が定着されることが防がれる。
【００１８】
光定着装置２０の定着方向Ａの下流側には、長尺の記録紙１０を記録エリアごとにカットするカッタ２４が設けられている。カッタ２４の下流側には、カットされたシート状の記録紙１０を排出する排紙口２５が設けられている。
【００１９】
カラー感熱プリンタ２の電気的構成を示す図２において、ＣＰＵ３０は、カラー感熱プリンタ２全体の動作を統括制御する。このＣＰＵ３０には、モータ駆動回路３１、ヘッド駆動回路３２、フィルタ駆動回路３３、充電回路３４、トリガ回路３５、およびタイマー３６が接続されている。各回路３１〜３６は、ＣＰＵ３０からの駆動制御信号に基づいて、搬送モータ１５、サーマルヘッド１８、短波カットフィルタ２３、およびＸｅランプ２１の駆動制御を行う。
【００２０】
充電回路３４は、図示しない電源や変圧器、トランジスタなどから構成され、放電用コンデンサ３７に１回の光定着に必要な量の電荷を充電する。トリガ回路３５は、ＣＰＵ３０からの点灯指令信号に応じてトリガ信号を発生させ、Ｘｅランプ２１の両端の電極に高電圧を印可して、放電用コンデンサ３７に蓄電した電荷をＸｅランプ２１のガラス管内で放電させる。なお、放電用コンデンサ３７の充放電を繰り返し行って、Ｘｅランプ２１を複数回点灯させるようにしてもよい。また、Ｘｅランプ２１は１本に限らず、複数本並べて設けてもよい。
【００２１】
Ｘｅランプ２１には、放電停止スイッチ３８が直列接続されている。この放電停止スイッチ３８を作動させることで、Ｘｅランプ２１の放電が強制的に停止される。タイマー３６は、その入力端がＣＰＵ３０およびトリガ回路３５に、出力端が放電停止スイッチ３８に接続されており、Ｘｅランプ２１が放電を開始する（トリガ信号が発生する）とともに作動してＸｅランプ２１の放電時間を計測する。
【００２２】
各波長領域におけるＸｅランプ２１の放電時間と照射強度との関係を図３に示す。この図から明らかなように、放電時間に対するＸｅランプ２１の照射強度は、短波長領域、特に光定着に有効な紫外領域における照射強度の減衰量が他の領域と比べて放電時間の経過とともに大きくなっている。これを踏まえて、タイマー３６は予め設定された所定の時間で作動して、放電停止スイッチ３８を介してＸｅランプ２１の放電を停止させる。このようにすると、光定着に無効な赤外領域におけるエネルギーの消費が抑制され、赤外領域の成分によるプリンタ内の高温化を防止することができ、光定着効率を向上させることが可能となる。なお、タイマー３６の作動時間は、Ｘｅランプ２１の投入電力、定着能力、発熱量などの各種パラメータから導き出された最適な値が設定される。
【００２３】
次に、上記実施形態による作用について説明する。プリント指示がなされると、記録紙１０が給紙ローラ１２によって給紙され、搬送ローラ対１３によって定着方向Ａに搬送される。次に、搬送ローラ対１３を逆転して記録紙１０を印画方向Ｂに搬送する。この搬送中にイエロー感熱発色層に対してサーマルヘッド１８によるイエロー画像の熱記録を行う。
【００２４】
イエロー画像の熱記録後に、記録紙１０を定着方向Ａに搬送し、短波カットフィルタ２３を挿入位置に移動させるとともにＸｅランプ２１を点灯し、これから放射された４２０ｎｍ付近に発光ピークを持つ近紫外線を記録紙１０に照射して、イエロー感熱発色層に光定着を施す。このとき、タイマー３６により放電停止スイッチ３８を作動させ、Ｘｅランプ２１の放電を強制的に停止させて光定着に無効な赤外領域におけるエネルギーの消費を抑制する。
【００２５】
再び記録紙１０を定着方向Ａに送ってから、印画方向Ｂに搬送しながらマゼンタ感熱発色層に対してサーマルヘッド１８によるマゼンタ画像の熱記録を行う。この直後に、短波カットフィルタ２３を退避位置に移動させるとともにＸｅランプ２１を点灯し、３６５ｎｍ付近に発光ピークを持つ紫外線を記録紙１０に照射して、マゼンタ感熱発色層に光定着を施す。このときも同様に、タイマー３６により放電停止スイッチ３８を作動させ、Ｘｅランプ２１の放電を強制的に停止させる。
【００２６】
前述した手順によって、シアン感熱発色層に対してシアン画像の熱記録を行う。シアン画像の熱記録後に記録紙１０を定着方向Ａに所定量搬送してから、カッタ２４により記録エリアをカットする。この記録紙１０の記録済み部分は、排紙口２５から排出されて図示しない排紙トレイに順次積層される。
【００２７】
図４に、本発明の第２の実施形態に係るカラー感熱プリンタの概略構成を示す。このカラー感熱プリンタ５０の光定着装置５１の下方には、光定着に無効な赤外領域における照射量を測定する第１照度センサ５２、全波長域における照射量を測定する第２照度センサ５３が設けられている。第１照度センサ５２の上方には、赤外線透過フィルタ５４が配置されている。なお、これらの照度センサ５２、５３には、例えば波長３５０ｎｍ〜１０００ｎｍに測定感度を有するＳｉフォトダイオードが用いられる。また、照度センサ５２、５３および赤外線透過フィルタ５４は、記録紙１０の光定着領域外に設置されている。
【００２８】
カラー感熱プリンタ５０の電気的構成を示す図５において、各照度センサ５２、５３はＡ／Ｄ変換器５５、５６に接続されている。このＡ／Ｄ変換器５５、５６は、各照度センサ５２、５３からの測定信号をデジタル信号に変換して除算器５７に送信する。除算器５７は、各照度センサ５２、５３の測定結果の比、すなわち赤外領域における照射量に対する全波長域における照射量の比を求める。除算器５７で求められた比は、比較器５８に送信される。比較器５８では、この比と予め設定された所定の値とを比較し、その比較結果をＣＰＵ３０へと送信する。
【００２９】
カラー感熱プリンタ５０では、ＣＰＵ３０から点灯指令信号をトリガ回路３５に送信してＸｅランプ２１の点灯を開始した後、各照度センサ５２、５３による測定を開始する。そして、各照度センサ５２、５３の測定結果の比が所定の値を下回ったときに、ＣＰＵ３０から停止信号を送信して放電停止スイッチ３８を作動させ、Ｘｅランプ２１の点灯を停止させる。なお、Ｘｅランプ２１の点灯開始初期は照度センサの測定誤差による誤判定をするおそれがあるので、比較器５８による判定は、図３で照射強度が最大になって減衰している間に行う。また、上記所定の値は、第１の実施形態と同様にＸｅランプ２１の各種パラメータから導き出された最適な値が設定される。
【００３０】
なお、光定着装置としては、図６および図７に示すような構成であってもよい。図６に示す光定着装置６０は、イエロー用定着器６１とマゼンタ用定着器６２とからなり、イエロー用定着器６１と記録紙１０との間にのみ短波カットフィルタ２３が配置されている。この場合は短波カットフィルタ２３が固定されているので、フィルタ駆動回路を設ける必要がなくなる。
【００３１】
図７に示す光定着装置７０は、短波カットフィルタ２３が記録紙１０の搬送経路下側に固定されている。短波カットフィルタ２３の下方には、ガイド板７１により形成されるイエロー用光定着通路７２が設けられている。また、光定着装置７０の定着方向Ａの上流側には、分岐ガイド７３が配置されている。この分岐ガイド７３は、記録紙１０を通常搬送する位置（実線で示す）と、イエロー用光定着通路７２に搬送する位置（２点鎖線で示す）との間で回動自在となっており、イエロー画像の定着時には、分岐ガイド７３が２点鎖線で示す位置に回動することで、記録紙１０がイエロー用光定着通路７２に搬送され、短波カットフィルタ２３を通過した紫外線が照射される。なお、図４〜７で図示を省略している部分、および図１に示すカラー感熱プリンタ２と同様の符号を付してあるものについては、第１の実施形態と同様であるので説明を省く。
【００３２】
放電停止スイッチ３８を作動させる条件としては、上記実施形態の他に以下に列記する条件であってもよい。
（１）Ｘｅランプ２１の放電電流が予め設定された所定の値よりも下回ったとき。
（２）Ｘｅランプ２１の端子間電圧が予め設定された所定の値よりも下回ったとき。
（３）Ｘｅランプ２１の全波長域における照射量が予め設定された所定の値よりも下回ったとき。
（４）Ｘｅランプ２１の光定着に有効な波長域における照射量が予め設定された所定の値よりも下回ったとき。
（５）Ｘｅランプ２１の光定着に有効な波長域における照射量と無効な波長域における照射量との比が予め設定された所定の値よりも下回ったとき。
（６）Ｘｅランプ２１の光定着に有効な波長域における照射量と全波長域における照射量との比が予め設定された所定の値よりも下回ったとき。
（７）Ｘｅランプ２１の放電電流が、点灯後の最大電流と予め設定された所定の比率との積よりも下回ったとき。
（８）Ｘｅランプ２１の端子間電圧が、点灯後の最大電圧と予め設定された所定の比率との積よりも下回ったとき。
（９）Ｘｅランプ２１の全波長域における照射量が、点灯後の全波長域における照射量の最大値と予め設定された所定の比率との積よりも下回ったとき。
（１０）Ｘｅランプ２１の光定着に有効な波長域における照射量が、点灯後の光定着に有効な波長域における照射量の最大値と予め設定された所定の比率との積よりも下回ったとき。
【００３３】
（１）〜（４）、（７）〜（１０）は、放電停止スイッチ３８を作動させる制御手段を、（１）（７）電流計、（２）（８）電圧計、（３）（４）（９）（１０）照度センサとすれば実現することが可能である。また、（５）および（６）は、照度センサの組み合わせを用途に応じて選択することで容易に実現することができる。
【００３４】
上記実施形態では、いずれも記録紙を往復搬送しながら１つのサーマルヘッドで３色の画像を記録するいわゆる１ヘッド３パス方式のカラー感熱プリンタを例に挙げて説明したが、１回の記録紙の搬送中に３つのサーマルヘッドで３色の画像を記録する３ヘッド１パス方式のカラー感熱プリンタにも本発明を適用することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の光定着装置によれば、少なくとも２つの感熱発色層を光定着することが可能な波長域を有する電磁線を発生する閃光放電管と、前記閃光放電管の放電を強制的に停止させる放電停止手段と、電磁線の照射条件に基づいて前記放電停止手段を作動させる制御手段とを備えたので、光定着効率を向上させるとともに装置の小型化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るカラー感熱プリンタの構成を示す概略図である。
【図２】図１に示すカラー感熱プリンタの電気的構成を示すブロック図である。
【図３】各波長領域におけるＸｅランプの放電時間と照射強度との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るカラー感熱プリンタの構成を示す概略図である。
【図５】図４に示すカラー感熱プリンタの電気的構成を示すブロック図である。
【図６】光定着装置の別の実施形態を示す図である。
【図７】光定着装置のさらに別の実施形態を示す図である。
【図８】Ｘｅランプの分光特性を示すグラフである。
【符号の説明】
２、５０　カラー感熱プリンタ
１０　カラー感熱記録紙
１８　サーマルヘッド
２０、５１、６０、７０　光定着装置
２１　キセノンフラッシュランプ
２３　短波カットフィルタ
３０　ＣＰＵ
３６　タイマー
３８　放電停止スイッチ
５２　第１照度センサ
５３　第２照度センサ
５７　除算器
５８　比較器
【図１】
2004074701.tif 000003
【図２】
2004074701.tif 000004
【図３】
2004074701.tif 000005
【図４】
2004074701.tif 000006
【図５】
2004074701.tif 000007
【図６】
2004074701.tif 000008
【図７】
2004074701.tif 000009
【図８】
2004074701.tif 000010