(57)【要約】【課題】低コストで発光効率がよい蛍光ランプ装置を提供する。【解決手段】蛍光ランプ装置は、内周面に蛍光膜２４が形成され、放電媒体が封入されたガラス管２１と、１対の電極２２ａ，２２ｂとからなるキセノンランプ（蛍光ランプ）１１と、このキセノンランプ１１が放射した一次光Ｒ１を、目的の光（二次光Ｒ２）に変換する波長変換フイルタユニット１３とからなる。キセノンガスは、放電により波長が約１７２ｎｍの紫外線Ｒ０を放出する。蛍光膜２４は、この紫外線Ｒ０が照射されると波長が約３００ｎｍ付近の一次光Ｒ１を放射する一次蛍光体からなる。波長変換フイルタユニット１３は、一次光Ｒ１を、それよりも波長の長い二次光Ｒ２に変換する。一次蛍光体は、前記紫外線を直接二次光Ｒ２に変換する蛍光体と比較して、変換効率がよい。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電媒体が封入されたガラス管と、このガラス管の内周面に塗布され、放電により一次光を励起発光する一次蛍光体とからなる蛍光ランプと、この蛍光ランプから放射された一次光を、それよりも波長の長い二次光に変換する波長変換手段とからなる蛍光ランプ装置。
【請求項２】
支持体上に異なる色に発色する少なくとも第１〜第３の３つの感熱発色層が層設され、前記各感熱発色層のうち、少なくとも第１及び第２の感熱発色層はそれぞれ異なる波長を持つ第１又は第２の定着光による光定着性を備えたカラー感熱記録紙を使用して、これを加熱することにより熱記録を行うカラー感熱プリンタに用いられ、熱記録済みの前記第１及び第２の各感熱発色層に対して第１又は第２の定着光を照射して光定着を行う光定着装置において、
放電媒体として希ガスが封入されたガラス管と、このガラス管の内周面に塗布され、放電により前記第１及び第２の各定着光よりも短い波長の一次光を励起発光する一次蛍光体とからなる蛍光ランプと、
この蛍光ランプから放射された一次光を、それよりも波長の長い二次光に変換する波長変換手段とを有し、
前記波長変換手段は、前記一次光の照射により、前記二次光として前記第１の定着光を励起発光する第１の蛍光体を備えた第１の波長変換フイルタと、
前記一次光の照射により、前記二次光として前記第２の定着光を励起発光する第２の蛍光体を備えた第２の波長変換フイルタとからなることを特徴とする光定着装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の各波長変換フイルタは、前記蛍光ランプとカラー感熱記録紙との間に挿入される挿入位置と、挿入位置から退避する退避位置との間で移動自在に設けられており、これら各波長変換フイルタを前記挿入位置と退避位置との間で選択的に切り替えるフイルタ切り替え手段を備えたことを特徴とする請求項２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、ガラス管の内周に蛍光体が塗布された蛍光ランプを備えた蛍光ランプ装置及び光定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
支持対上に、イエロー，マゼンタ，シアンの各色に発色する第１〜第３の感熱発色層が積層され、下層の感熱発色層ほど熱感度が低く、また表面側にある最上層の第１感熱発色層（イエロー感熱発色層）とその下の第２感熱発色層（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定着光による定着性が付与されたカラー感熱記録紙を用い、フルカラープリントが得られるようにしたカラー感熱プリンタがある。このカラー感熱プリンタでは、カラー感熱記録紙を副走査方向に沿って往復搬送する間に、主走査方向に沿って配置されたサーマルヘッドを圧接させて各感熱発色層に熱記録を行い、各感熱発色層への熱記録後に、定着装置を用いて定着光を照射し、下層の感熱発色層への熱記録時に上層の感熱発色層が発色しないように定着している。
【０００３】
この定着装置には、光源として、前記イエロー感熱発色層を定着するためのイエロー用定着光（発光ピークの波長が約４２０ｎｍ）を放射するイエロー用蛍光ランプと、前記マゼンタ感熱発色層を定着するためのマゼンタ用定着光（発光ピークの波長が約３６５ｎｍ）を放射するマゼンタ用定着ランプの２種類の水銀蛍光ランプが使用される。
【０００４】
水銀蛍光ランプは、温度依存性（温度変化による光量変化）が高く、また、点灯開始から所望の光量に達するまでの立ち上がり速度が遅いことが知られている。そこで、水銀と比較して、温度依存性が低く、また、立ち上がり速度も速いキセノンガスを放電媒体とした蛍光ランプ（以下、キセノンランプという）を使用することが検討されている。キセノンランプは、キセノンガスを封入したガラス管と、このガラス管の内周面に塗布された蛍光体とからなる。周知のように、キセノンガスは放電により波長が約１７２ｎｍの紫外線を発する。この紫外線が前記蛍光体に当たると、その蛍光体は前記紫外線よりも波長が長い光、例えば、前記各定着光や可視光などを励起発光する。蛍光体が発する光の波長は、蛍光体の種類に応じて異なる。
【０００５】
しかし、波長が約１７２ｎｍの紫外線を前記各定着光に変換する蛍光体は、変換効率が悪く、十分な定着光を得ることができなかった。特開平８−３０６３４１号公報には、前記紫外線を波長が約３００ｎｍの近紫外線に変換する一次蛍光体と、その近紫外線の照射により目的の波長の光を発光する二次蛍光体とを用いたキセノンランプが紹介されている。このように、複数種類の蛍光体を用いて、波長が１７２ｎｍの紫外線を２段階に分けて目的の定着光に変換すれば、十分な定着光量を得ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記キセノンランプは、ガラス管の内周面に一次蛍光体と二次蛍光体とが積層される。このように２種類の蛍光体をガラス管の内周面に積層する作業は、非常に手間のかかる作業であるため、部品コストの上昇を招くという問題があった。
【０００７】
また、光量を上げるためには蛍光ランプの本数を増やす必要があるが、そうすると光定着装置が大型化するので、これがカラー感熱プリンタの小型化を阻害するという問題があった。上述したように、カラー感熱プリンタでは、各定着光毎に２種類の蛍光ランプが使用される。そのため、各定着光の両方の光量を上げる場合には、当然に、各定着光毎に蛍光ランプの本数を増やさなければならないので、特に問題となっていた。
【０００８】
本発明は、低コストでかつ発光効率がよい蛍光ランプ装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明の別の目的は、カラー感熱プリンタ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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の蛍光ランプ装置は、放電媒体が封入されたガラス管と、このガラス管の内周面に塗布され、放電により一次光を励起発光する一次蛍光体とからなる蛍光ランプと、この蛍光ランプから放射された一次光を、それよりも波長の長い二次光に変換する波長変換手段とからなることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の光定着装置は、支持体上に異なる色に発色する少なくとも第１〜第３の３つの感熱発色層が層設され、前記各感熱発色層のうち、少なくとも第１及び第２の感熱発色層はそれぞれ異なる波長を持つ第１又は第２の定着光による光定着性を備えたカラー感熱記録紙を使用して、これを加熱することにより熱記録を行うカラー感熱プリンタに用いられ、熱記録済みの前記第１及び第２の各感熱発色層に対して第１又は第２の定着光を照射して光定着を行う光定着装置において、放電媒体として希ガスが封入されたガラス管と、このガラス管の内周面に塗布され、放電により前記第１及び第２の各定着光よりも短い波長の一次光を励起発光する一次蛍光体とからなる蛍光ランプと、この蛍光ランプから放射された一次光を、それよりも波長の長い二次光に変換する波長変換手段とを有し、前記波長変換手段は、前記一次光の照射により、前記二次光として前記第１の定着光を励起発光する第１の蛍光体を備えた第１の波長変換フイルタと、前記一次光の照射により、前記二次光として前記第２の定着光を励起発光する第２の蛍光体を備えた第２の波長変換フイルタとからなることを特徴とする。
【００１２】
前記第１及び第２の各波長変換フイルタを、前記蛍光ランプとカラー感熱記録紙との間に挿入される挿入位置と、挿入位置から退避する退避位置との間で移動自在に設け、これら各波長変換フイルタを前記挿入位置と退避位置との間で選択的に切り替えるフイルタ切り替え手段を備えることが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
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を順方向と、その逆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。
【００１４】
カラー感熱記録紙３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。また、イエロー感熱発色層は、ピーク波長が約４２０ｎｍ付近の青紫色の光であるイエロー定着光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、ピーク波長が３６５ｎｍ付近の近紫外線であるマゼンタ定着光が照射されたときに発色能力が消失する。カラー感熱記録紙３に、例えばブラック感熱発色層を設けて４層構造にしてもよい。
【００１５】
カラー感熱記録紙３の搬送路上には、サーマルヘッド６と、このサーマルヘッド６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７が配置されている。サーマルヘッド６は、周知のように、多数の発熱素子を主走査方向に沿ってライン状に並べた発熱素子アレイ６ａを備えている。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てイエロー，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。
【００１６】
サーマルヘッド６の順方向下流側には、搬送ローラ対８と、光定着装置９とが配置されている。搬送ローラ対８は、給紙されたカラー感熱記録紙３をニップして副走査方向へ搬送する。搬送ローラ対８は、搬送モータ１２によって駆動されて回転する。
【００１７】
この搬送中に、サーマルヘッド６及び光定着装置９をカラー感熱記録紙３が通過して、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、図示しないカッターによって所定サイズにカットされ、カラー感熱プリンタ２外へ排出される。
【００１８】
搬送モータ１２としては、例えば、与えられた駆動パルスの個数に応じて所定量回転するパルスモータが使用される。搬送モータ１２は、制御部１５に接続されている。制御部１５は、プリンタの各部を制御する。カラー感熱記録紙３の搬送量も、搬送モータ１２に与える駆動パルスの個数をカウントすることにより、制御部１５が行う。
【００１９】
光定着装置９は、キセノンランプ１１と、その周囲に配置されたリフレクタ１４と、波長変換フイルタユニット１３とからなる。後述するように、光定着装置９は、キセノンランプ１１から、目的の波長の光（二次光）よりも波長が短い光（一次光）を放射させ、その一次光を、前記波長変換フイルタユニット１３によって、二次光に変換する。この二次光は、前記イエロー用定着光又はマゼンタ定着光である。
【００２０】
ランプ駆動部１９は、キセノンランプ１１の点灯タイミングを制御する。リフレクタ１４は、キセノンランプ１１が放射した光をカラー感熱記録紙３に向けて反射するとともに、キセノンランプ１１から放射された光が、カラー感熱記録紙３の未記録領域に漏光することを防止する。
【００２１】
図２及び図３に示すように、キセノンランプ１１は、長手方向が主走査方向に沿うように配置される。キセノンランプ１１としては、内周面に１種類の蛍光体からなる蛍光膜２４が形成され、放電媒体としてキセノンガスが封入されたガラス管２１と、その外周面に貼り付けられた一対の電極２２ａ，２２ｂとからなる外部電極型蛍光ランプが使用される。ガラス管２１の両端には、ホルダ２３が取り付けられる。このキセノンランプ１１は、水銀蛍光ランプと比較して、温度依存性が低く、立ち上がり速度も速い。
【００２２】
各電極２２ａ，２２ｂとしては、例えば、短冊状のアルミ箔が使用される。各電極２２ａ，２２ｂは、長手方向が管軸とほぼ平行になるようにして、ガラス管２１の外周面上に貼り付けられる。各電極２２ａ，２２ｂは、ガラス管２１を挟んで互いに対向する位置に配置される。
【００２３】
各電極２２ａ，２２ｂに電圧が印加されると、誘電体であるガラス管２１が分極して、ガラス管２１内で放電が発生する。放電により、熱電子がキセノンガスと衝突すると、キセノンガスが励起して、ピーク波長が約１７２ｎｍの紫外線Ｒ０が放出される。この紫外線Ｒ０が蛍光膜２４に当たると蛍光膜２４が励起発光する。蛍光膜２４は、前記紫外線Ｒ０の照射により波長が約３００ｎｍ〜３２０ｎｍ付近の一次光Ｒ１を発光する一次蛍光体からなる。この一次光Ｒ１が波長変換フイルタユニット１３に照射されて、二次光Ｒ２、すなわち、イエロー定着光（約４２０ｎｍ）やマゼンタ定着光（約３６５ｎｍ）に変換される。
【００２４】
一次蛍光体は、前記紫外線Ｒ０をイエロー又はマゼンタの各定着光（３６５ｎｍ〜４２０ｎｍ）に直接変換する蛍光体と比較すると、変換効率が高い。そのため、紫外線Ｒ０を直接二次光Ｒ２に変換する場合と比較して、発光効率がよいため十分な定着光量が得られる。
【００２５】
波長変換フイルタユニット１３は、透明なガラス板２６と、前記一次光Ｒ１の照射を受けて二次光Ｒ２を励起発光する二次蛍光体２７とからなる。二次蛍光体２７は、発光ピークの波長が約４２０ｎｍ付近のイエロー用定着光を発光する第１蛍光体２７ａと、発光ピークの波長が約３６５ｎｍ付近のマゼンタ定着光を発光する第２蛍光体２７ｂとからなる。これら各蛍光体２７ａ，２７ｂは、ガラス板２６上に塗布されている。第１蛍光体２７ａが塗布された領域は、第１波長変換フイルタ部１３ａを構成し、第２蛍光体２７ｂが塗布された領域は、第２波長変換フイルタ部１３ｂを構成する。
【００２６】
波長変換フイルタユニット１３は、第１波長変換フイルタ部１３ａがキセノンランプ１１とカラー感熱記録紙３の間に挿入される第１の位置と、第２波長変換フイルタ部１３ｂがキセノンランプ１１とカラー感熱記録紙３の間に挿入される第２の位置との間で移動自在に設けられている。初期位置となる第１の位置では、第２波長変換フイルタ部１３ｂが、キセノンランプ１１とカラー感熱記録紙３の間から退避し、第２の位置では、第１波長変換フイルタ部１３ｃがそこから退避する。
【００２７】
この波長変換フイルタユニット１３は、フイルタ移動機構３１によって駆動される。フイルタ移動機構３１は、駆動モータや伝達ギヤなどからなり、波長変換フイルタユニット１３をスライド移動させるための機構である。フイルタ移動機構３１は、制御部１５によって制御されて、波長変換フイルタユニット１３を第１の位置と第２の位置との間で移動させる。
【００２８】
第１の位置では、キセノンランプ１１と第１波長変換フイルタ部１３ａが対面するので、キセノンランプ１１からの一次光Ｒ１が第１波長変換フイルタ部１３ａによってイエロー用定着光に変換され、このイエロー用定着光がカラー感熱記録紙３に照射される。第２の位置では、キセノンランプ１１と第２波長変換フイルタ部１３ｂが対面するので、キセノンランプ１１からの一次光Ｒ１が第２波長変換フイルタ部１３ｂによってマゼンタ用定着光に変換され、このマゼンタ用定着光がカラー感熱記録紙３に照射される。
【００２９】
このように、一次光Ｒ１を二次光Ｒ２に変換する波長変換フイルタユニット１３を設けたことにより、ガラス管２１内に２層の蛍光膜を層設する必要がなくなるので、部品コストを低下させることができる。また、１種類のキセノンランプ１１が発する一次光Ｒ１を、波長変換フイルタユニット１３により、異なる波長の複数種類の二次光（イエロー定着光及びマゼンタ定着光）に変換するようにしたから、カラー感熱プリンタに複数種類の蛍光ランプを設ける必要がなくなる。これにより、カラー感熱プリンタが小型化される。もちろん、複数種類のランプの切り替え回路も不要である。また、ランプを１種類としたことで、定着時のカラー感熱記録紙３の搬送距離の短縮化も可能である。
【００３０】
以下、上記構成による作用について説明する。プリントが開始されると、まず、搬送路にカラー感熱記録紙３が給紙される。カラー感熱記録紙３は、その先端が搬送ローラ対８に達すると、搬送ローラ対８によってニップされて搬送される。この搬送中に、まず、サーマルヘッド６によってイエロー感熱発色層にイエロー画像が熱記録される。
【００３１】
この熱記録途中にキセノンランプ１１が点灯する。波長変換フイルタユニット１３は、初期位置（第１の位置）にあるので、キセノンランプ１１からの一次光Ｒ１は、イエロー用定着光に変換される。このイエロー用定着光が、カラー感熱記録紙３の記録済み部分から順次照射されて、イエロー感熱発色層の光定着が行われる。キセノンガスが放電により放出する紫外線Ｒ０は、蛍光膜２４によっていったん一次光Ｒ１に変換された後、第１波長変換フイルタ部１３ａによってイエロー用定着光に変換されるので、十分な定着光量が得られる。
【００３２】
イエロー感熱発色層の熱記録及び光定着が終了すると、カラー感熱記録紙３が逆方向にいったん巻き戻される。この巻き戻し途中に、波長変換フイルタユニット１３が第２の位置へ移動される。カラー感熱記録紙３が巻き戻されると、再度、順方向に搬送されて、マゼンタ感熱発色層の熱記録が開始される。
【００３３】
この熱記録途中にキセノンランプ１１が点灯する。波長変換フイルタユニット１３は、第２の位置にあるので、キセノンランプ１１からの一次光Ｒ１は、マゼンタ用定着光に変換される。このマゼンタ定着光が、カラー感熱記録紙３の記録済み部分から順次照射されて、マゼンタ感熱発色層の光定着が行われる。マゼンタ定着光も、イエロー用定着光と同様に、紫外線Ｒ０がいったん一次光Ｒ１に変換された後、第２波長変換フイルタ部１３ｂによって変換されるので、十分な定着光量が得られる。
【００３４】
マゼンタ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、シアン画像が熱記録される。フルカラー画像が記録されたプリント済みの記録紙３は、プリンタ外へ排出される。この間に、色変換フイルタユニット１３は、初期位置に戻される。
【００３５】
上記実施形態では、ガラス管の内周面の全週に渡って蛍光膜を塗布した例で説明したが、図４に示すキセノンランプ４１のように、蛍光膜の一部を取り除いて、アパーチャー４２を形成してもよい。蛍光膜２４が発光した一次光Ｒ１は、蛍光膜２４を通過して、ガラス管２１外へ放射されるが、蛍光膜２４の厚みが増すと、蛍光膜２４によって吸収される量が多くなり、光量が低下してしまう。キセノンランプ４１のように、アパーチャー４２を形成しておけば、蛍光膜２４の厚みが増加した場合でも、一次光Ｒ１はアパーチャー４２から管外へ放射されるので、光量低下を防止することができる。
【００３６】
また、上記実施形態では、１本の蛍光ランプの例で説明したが、光量を上げる場合には、本数を増やしてもよい。ただ、こうした場合でも、蛍光ランプの種類は１種類なので、その種類のランプの本数を増やすだけで、イエロー用及びマゼンタ用の両方の定着光量を増加させることができる。このため、ランプの本数を増やした場合でも、カラー感熱プリンタが徒に大型化してしまうようなことはない。また、１種類の蛍光ランプとしたことにより、ランプの本数を増やす場合でも消費電力の増加を抑えることができる。
【００３７】
また、蛍光ランプとして、外部電極型蛍光ランプを例に説明したが、内部電極型の蛍光ランプでもよいし、内部電極と外部電極を併用したものでもよい。また、放電媒体としてキセノンガスを使用した例で説明したが、キセノンガス以外の希ガスを使用したものでもよい。
【００３８】
また、１枚の透明なガラス板上に、第１及び第２の２種類の蛍光体を塗布することにより、第１波長変換フイルタと第２波長変換フイルタとを一体に構成した例で説明したが、もちろん、これらを別体で構成してもよい。また、蛍光体の支持体としてガラス板を使用しているが、ガラス板の代わりに、透明なプラスチック板や透明フイルムなどを使用してもよい。また、支持体上に蛍光体を塗布した例で説明しているが、支持体と蛍光体とを混合して成形した材料をフイルタとして使用してもよい。
【００３９】
また、フイルタ移動機構により波長変換フイルタユニットを移動させて２種類の定着光の切り替えを行っているが、その反対に、蛍光ランプを移動させて切り替えを行ってもよい。
【００４０】
上記実施形態では、本発明の蛍光ランプ装置を、カラー感熱プリンタの光定着装置とし用いた例で説明しているが、これに限られず、例えば、スキャナ，ファックス，レーザープリンタなどの原稿読み取り用の光源など、各種の光源に適用することもできる。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の蛍光ランプ装置は、放電媒体が封入されたガラス管と、このガラス管の内周面に塗布され、放電により一次光を励起発光する一次蛍光体とからなる蛍光ランプと、この蛍光ランプから放射された一次光を、それよりも波長の長い二次光に変換する波長変換手段とから構成したから、低コストでかつ発光効率がよい蛍光ランプ装置を提供することができる。
【００４２】
また、この蛍光ランプ装置を、カラー感熱プリンタの光定着装置に適用することにより、蛍光ランプが１種類で済むので、カラー感熱プリンタ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】カラー感熱プリンタの構成図である。
【図２】光定着装置の斜視図である。
【図３】蛍光ランプ及び波長変換フイルタユニットの断面図である。
【図４】アパーチャーを形成した蛍光ランプの例である。
【符号の説明】
２　カラー感熱プリンタ
３　カラー感熱記録紙
９　光定着装置
１１　キセノンランプ
１３　波長変換フイルタユニット
２４　蛍光膜
２７　二次蛍光体
２７ａ　第１蛍光体
２７ｂ　第２蛍光体
３１　フイルタ移動機構
【図１】
2004034430.tif 000003
【図２】
2004034430.tif 000004
【図３】
2004034430.tif 000005
【図４】
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