(57)【要約】【課題】カラー感熱記録材料へ照射される定着光の輝度の低下及び輝度分布のムラの発生を防止する。【解決手段】枠部材２５に多数の矩形枠２５ａを形成する。矩形枠２５ａ内にマゼンタ用発光ダイオード（Ｍ用ＬＥＤ）２３を配置する。矩形枠２５の角錐面に高反射アルミミラー２８を形成する。ミラー２８の表面に光触媒層３０ａを形成する。枠部材２５の表面に透明板２６を固着する。透明板２６の外側面及び内側面に光触媒層３０ｂ，３０ｃを形成する。Ｍ用ＬＥＤ２３からの定着光によって、ミラー２８や透明板２６に付着した汚染物質が光触媒層３０ａ〜３０ｃによって光分解される。汚染物質に起因する光量低下や光量ムラがなくなる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発色層を有するカラー感熱記録材料に熱エネルギーを加えて各発色層に順次熱記録を行う熱記録手段と、前記カラー感熱記録材料を搬送する搬送手段と、熱記録された各発色層に対して所定量の光を照射して光定着を行う定着光源とを備えたカラー感熱プリンタにおいて、
前記定着光源より発せられた光を反射又は透過する少なくとも１ヶ所以上の部材の表面に光触媒層を設けたことを特徴とするカラー感熱プリンタ。
【請求項２】
前記定着光源は光を透過する透明板によって外部から保護され、前記定着光源の周囲には定着光源より発せられた光を反射して透明板へ導く反射板が配されていることを特徴とする請求項１記載のカラー感熱プリンタ。
【請求項３】
前記定着光源は、主走査方向及び副走査方向に沿って複数列及び複数行にわたって配列された複数個の発光ダイオードにより構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のカラー感熱プリンタ。
【請求項４】
前記光触媒層は、酸化チタンから構成されていることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１つ記載のカラー感熱プリンタ。
【請求項５】
前記光触媒層は、ルテニウム、銅、コバルト、炭素のうち少なくとも１種類を含む酸化チタンから構成されていることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１つ記載のカラー感熱プリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー感熱記録材料へ照射される定着光の輝度の低下及び輝度分布のムラの発生を防止するカラー感熱プリンタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
発色する色が異なった少なくとも第１〜第３の発色層が積層され、下層の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の発色層とその下の第２の発色層に対しては、それぞれ特有な波長域の紫外線による定着性が付与されたカラー感熱記録材料を用い、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、カラー感熱記録材料を往復搬送する間に、サーマルヘッドを圧接させて各発色層に熱記録を行い、各発色層への熱記録後に、定着光源を用いて紫外線を照射し、下層の発色層への熱記録時に上層の発色層が発色しないように光定着を行っている。
【０００３】
このカラー感熱記録材料を加熱すると有機物が発生し、この有機物が汚れとして定着光源などに付着することにより、カラー感熱記録材料へ照射される定着光の輝度の低下及び輝度分布のムラが発生し、光定着の不足によるプリント画質の悪化という問題が発生する場合がある。
【０００４】
また、機器内部の冷却のために外部より空気を吸引するカラー感熱プリンタでは、吸入される空気と一緒に取り込まれる塵芥により、カラー感熱記録材料へ照射される定着光の輝度の低下及び輝度分布のムラが発生し、光定着の不足によるプリント画質の悪化という問題が発生する場合がある。
【０００５】
この問題に対し、例えば特許文献１及び特許文献２に開示されているような、外周面に光触媒層が設けられた光源を定着光源として利用すれば、光触媒による分解作用により定着光源表面に汚染物質が付着することを防止できる。
【０００６】
【特許文献１】
特許第２５４５７２７号
【特許文献２】
特開平１０−２１４５９９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、定着光源より発せられた光が、光を反射又は透過する部材を介してカラー感熱記録材料に照射される場合、定着光源に汚れが付着していなくても、光をカラー感熱記録材料へと導く部材に汚れが付着した場合にはカラー感熱記録材料へ照射される定着光の輝度の低下及び輝度分布のムラが発生し、光定着の不足を引き起こす可能性がある。
【０００８】
特に、定着光源から発せられた光を効率よく使用するために定着光源の周囲に光学部材を配置して定着光源モジュールを組み立てた場合、カラー感熱記録材料や装置外気からの塵芥だけでなく、モジュールを組み立てる際に使用した有機系接着剤などの残留物がモジュール内部の光学部材に堆積することによる汚染が発生して、定着光源モジュールからカラー感熱記録材料へ照射される定着光の輝度の低下及び輝度分布のムラが発生する可能性がある。
【０００９】
本発明は上記問題点を考慮してなされたものであり、カラー感熱記録材料へ照射される定着光の輝度の低下及び輝度分布のムラの発生を防止するカラー感熱プリンタ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】
上記目的を達成するために、本発明のカラー感熱プリンタは、複数の発色層を有するカラー感熱記録材料に熱エネルギーを加えて各発色層に順次熱記録を行う熱記録手段と、前記カラー感熱記録材料を搬送する搬送手段と、熱記録された各発色層に対して所定量の光を照射して光定着を行う定着光源とを備え、前記定着光源より発せられた光を反射又は透過する少なくとも１ヶ所以上の部材の表面に光触媒層を設けたことを特徴とする。
【００１１】
また、前記定着光源は光を透過する透明板によって外部から保護され、前記定着光源の周囲には定着光源より発せられた光を反射して透明板へ導く反射板が配されていることが好ましい。また、前記定着光源は、主走査方向及び副走査方向に沿って複数列及び複数行にわたって配列された複数個の発光ダイオードにより構成されていることが好ましい。また、前記光触媒層は、酸化チタンから構成されていることが好ましい。また、前記光触媒層は、ルテニウム、銅、コバルト、炭素のうち少なくとも１種類を含む酸化チタンから構成されていることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を適用した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では、記録媒体として長尺のカラー感熱記録紙２が用いられる。カラー感熱記録紙２は、ロール状に巻かれた記録紙ロール３の形態でカラー感熱プリンタにセットされる。
【００１３】
記録紙ロール３の外周面には、給紙ローラ４が当接されており、図示しない搬送モータにより駆動される。給紙ローラ４が図中反時計方向に回転すると、記録紙ロール３は図中時計方向に回転され、カラー感熱記録紙２が記録紙ロール３から送り出される。逆に、給紙ローラ４が図中時計方向に回転されると、記録紙ロール３は図中反時計方向に回転され、カラー感熱記録紙２は記録紙ロール３に巻き戻される。
【００１４】
記録紙ロール３の近傍には、カラー感熱記録紙２を挟み込んで搬送する搬送ローラ対７が配置されている。この搬送ローラ対７は、図示しない搬送モータに回転駆動されるキャプスタンローラ８と、このキャプスタンローラ８に圧接するピンチローラ９とからなり、カラー感熱記録紙２を図中右方の給紙方向と、図中左方の巻戻し（印画）方向とに往復搬送する。
【００１５】
カラー感熱記録紙２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、第１の感熱発色層であるイエロー感熱発色層は、４５０ｎｍの青紫色光が照射されたときに発色能力が消失する。第２の感熱発色層であ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、３８０ｎｍの紫外線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２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。
【００１６】
搬送ローラ対７の給紙方向の下流側には、サーマルヘッド１２とプラテンローラローラ１３とがカラー感熱記録紙２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１２は、カラー感熱記録紙２の搬送経路の上方に配置されており、多数の発熱素子を主走査方向に沿ってライン状に配列した発熱素子アレイ１４を備えている。また、サーマルヘッド１２の上部には、サーマルヘッド１２を冷却する放熱板１６が取り付けられており、サーマルヘッド１２の下部にはヘッドカバー１５が取り付けられている。ヘッドカバー１５はカラー感熱記録紙２を発熱素子アレイ１４と定着器１９との間でガイドする。
【００１７】
プラテンローラ１３は、発熱素子アレイ１４に対面する位置で、搬送経路の下方に配置されている。また、プラテンローラ１３は、カムやソレノイド等のシフト機構によって上下方向で移動自在とされており、図示しないバネによって、サーマルヘッド１２に圧接する方向に付勢されている。給紙時及び排紙時には、シフト機構によって下降され、サーマルヘッド１２との間に隙間を形成する。
【００１８】
サーマルヘッド１２は、カラー感熱記録紙２が搬送ローラ対７によって巻戻し（印画）方向に搬送される際に、プラテンローラ１３との間でカラー感熱記録紙２を挟み込み、発熱素子アレイ１４を所定の温度に発熱させ、カラー感熱記録紙２の各感熱発色層を発色させる。プラテンローラ１３は、カラー感熱記録紙２の搬送に応じて従動回転する。
【００１９】
サーマルヘッド１２の給紙方向の下流側には、カラー感熱記録紙２の記録面に対面して定着器１９が配置されている。定着器１９は、発光ピークが４５０ｎｍの青紫色光を放出してイエロー感熱記録層を定着するイエロー用定着光源２０と、発光ピークが３８０ｎｍの紫外線を放出してマゼンタ感熱発色層を定着するマゼンタ用定着光源２１とからなる。
【００２０】
定着器１９の給紙方向の下流側には、カラー感熱記録紙２を所定位置でカットするカッター３９と、印画済みのカラー感熱記録紙２が排出される排出口４０とが配置されている。
【００２１】
図２は、マゼンタ用定着光源を下方から見た状態を示す斜視図である。マゼンタ用定着光源２１は、発光ピークが３８０ｎｍの紫外線を放出するマゼンタ用発光ダイオード（以下、Ｍ用ＬＥＤと省略する）２３を副走査方向に複数列、主走査方向に複数行配列させたマゼンタ用発光ダイオードモジュール（以下、Ｍ用ＬＥＤモジュールと省略する）２２から構成されている。このように構成することにより、個々のＭ用ＬＥＤ２３の発光強度分布が重なり合い、マゼンタ用定着光源２１全体としての発光強度分布が均一となるため、ムラなくマゼンタ感熱発色層を光定着することができる。なお、説明を省略しているが、イエロー用定着光源２０についても同様に構成することができる。
【００２２】
図３は、Ｍ用ＬＥＤモジュールの内部構成を拡大して示す断面図である。Ｍ用ＬＥＤモジュール２２は、多数のＭ用ＬＥＤ２３と、底板２４と、枠部材２５と、透明板２６と、これらを固着する有機系接着剤２７とから構成されている。枠部材２５は多数の矩形枠２５ａをマトリクス状に有する合成樹脂から構成されている。矩形枠２５ａは、頂部が切り取られた角錐形状に形成されており、上方に向かうに従い次第に拡開する形状になっている。矩形枠２５ａの４つの角錐面には、蒸着などにより形成したアルミ膜の上にフッ化マグネシウム保護膜を形成した高反射アルミミラー２８が形成されている。
【００２３】
矩形枠２５ａに対応する位置で底板２４にはＭ用ＬＥＤ２３が取り付けられている。Ｍ用ＬＥＤ２３は、ＬＥＤ本体２３ａとワイヤなどの配線部材２３ｂとＬＥＤ基板２３ｃとから構成されているが、これに限定されることなく、周知の各種タイプのＬＥＤを用いてもよい。また、ＬＥＤ基板２３ｃは省略して底板２４に直接に取り付けてもよい。この底板２４と枠部材２５とは有機系接着剤２７により固着されている。
【００２４】
また、枠部材２５を覆うように透明板２６が有機系接着剤２７により固定されている。透明板２６はＭ用ＬＥＤを保護するものであり、プラスチック、ガラス、石英などにより構成されている。
【００２５】
前記ミラー２８の表面には光触媒層３０ａが層設されている。また、透明板２６の外側面には全面に渡って光触媒層３０ｂが、透明板２６の内側面には矩形枠２５ａに対応する位置に部分的に光触媒層３０ｃが形成されている。
【００２６】
光触媒層としては、例えばアナターゼ型酸化チタン膜を用いることができる。また、成膜方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性蒸着法、イオンアシスト蒸着法、イオンビームスパッタリング法などを用いることができる。また、酸化チタン膜からなる光触媒層は可視光領域に対してほとんど吸収を持たず、光触媒効果が弱いため、ルテニウム、銅、コバルト、炭素などのドープを加えて成膜された酸化チタン膜からなる光触媒層を用いることによって可視光領域での光触媒効果を得るようにしてもよい。なお、有機系接着剤２７の分解劣化を防止するため、有機系接着剤２７の接着面近傍には光触媒層を設けないように構成されている。
【００２７】
次に、上記実施形態の作用について説明する。図１に示すように、カラー感熱プリンタにおいてプリント開始操作がなされると、図示しない搬送モータの駆動により給紙ローラ４が回転を開始する。給紙ローラ４は、図中反時計方向に回転して、記録紙ロール３からカラー感熱記録紙２を送り出す。記録紙ロール３から送り出されたカラー感熱記録紙２は、給紙方向の下流側に配置されている搬送ローラ対７のピンチローラ８とキャプスタンローラ９との間に送り込まれる。
【００２８】
図示しないセンサにより、カラー感熱記録紙２が搬送ローラ対７のピンチローラ８とキャプスタンローラ９との間を通過したことが検出されると、ピンチローラ９をキャプスタンローラ８から離れる位置に移動させていたカムやソレノイド等からなるシフト機構の駆動が停止され、ピンチローラ９はバネの付勢によってキャプスタンローラ８との間にカラー感熱記録紙２を挟み込む。
【００２９】
搬送ローラ対７のキャプスタンローラ８は、図示しない搬送モータによって給紙方向に回転され、カラー感熱記録紙２を記録紙ロール３から引き出して給紙方向に搬送する。プリント１枚分の長さだけカラー感熱記録紙２が給紙方向に搬送されると、搬送ローラ対７によるカラー感熱記録紙２の搬送がいったん停止される。
【００３０】
カラー感熱記録紙２の搬送停止後、プラテンローラ１３が上昇してサーマルヘッド１２との間でカラー感熱記録紙２を挟み込む。次いで、搬送ローラ対７は、給紙時の搬送速度よりも遅い印画用の搬送速度でカラー感熱記録紙２を印画方向に向けて搬送する。カラー感熱記録紙２の記録エリアの先端が発熱素子アレイ１４に達すると、サーマルヘッド１２は発熱素子アレイ１４をイエロー画像に応じて発熱させ、イエロー感熱発色層にイエロー画像を熱記録する。印画方向に搬送中のカラー感熱記録紙２は、給紙ローラ４の回転によって記録紙ロール３に巻き戻される。
【００３１】
イエロー画像の熱記録が終了すると、搬送ローラ対７による印画方向への搬送が停止され、プラテンローラ１３が下降してカラー感熱記録紙２の挟み込みが解除される。搬送ローラ対７は、再び給紙用の搬送速度でカラー感熱記録紙２を給紙方向に向けて搬送する。カラー感熱記録紙２の記録エリアの印画開始側の端縁が、定着器１９のイエロー用定着光源２０の端縁に合致すると、カラー感熱記録紙２の給紙方向への搬送が停止される。
【００３２】
カラー感熱記録紙２の搬送停止後、イエロー用定着光源２０から定着光が発せられる。これと同時に、搬送ローラ対７が作動を再開し、カラー感熱記録紙２を印画方向に向けて搬送する。これにより、イエロー感熱発色層の全面に発光ピークが４５０ｎｍの青紫色光が照射され、定着が行われる。
【００３３】
イエロー感熱発色層の定着中に、カラー感熱記録紙２の記録エリアの先端が発熱素子アレイ１４に達すると、カラー感熱記録紙２の搬送がいったん停止され、プラテンローラ１３が上昇してサーマルヘッド１２との間でカラー感熱記録紙２を挟み込む。搬送ローラ対７は、カラー感熱記録紙２を印画方向に向けて再度搬送させる。サーマルヘッド１２は、発熱素子アレイ１４をマゼンタ画像に応じて発熱させ、マゼンタ感熱発色層にマゼンタ画像を熱記録する。
【００３４】
マゼンタ画像の熱記録が終了すると、搬送ローラ対７による印画方向への搬送が停止され、プラテンローラ１３が下降してカラー感熱記録紙２の挟み込みを解除する。搬送ローラ対７は、カラー感熱記録紙２を給紙方向に向けて搬送する。記録エリアの印画開始側の端縁がマゼンタ用定着光源２１の端縁に達すると、カラー感熱記録紙２の給紙方向への搬送が停止される。
【００３５】
カラー感熱記録紙２の搬送停止後、マゼンタ用定着光源２１の各Ｍ用ＬＥＤ２３が点灯される。これと同時に、搬送ローラ対７が作動を再開し、カラー感熱記録紙を印画方向に向けて搬送する。これにより、マゼンタ感熱発色層の全面に発光ピークが３８０ｎｍの紫外線が照射され、定着される。
【００３６】
Ｍ用ＬＥＤ２３から定着光が発せられている間、図３に示すミラー２８によって定着光が反射され、透明板２６に導かれる。このとき、ミラー２８に層設された光触媒層３０ａによりミラー２８表面の汚染物質が光分解され、水や二酸化炭素となって空気中に放散する。これによりミラー２８は常に汚れのない状態に保たれ、定着光を減衰させることなく透明板２６に導く。
【００３７】
定着光が透明板２６に達すると、透明板２６の外側面に層設された光触媒層３０ｂにより透明板２６の外側面の汚染物質が同様に光分解される。さらに、透明板２６の内側面に層設された光触媒層３０ｃにより透明板２６の内側表面の汚染物質が同様に光分解される。これにより透明板２６は常に汚れのない状態に保たれ、定着光を減衰させることなく透過することができる。透明板２６を透過した定着光はカラー感熱記録紙２に照射される。
【００３８】
マゼンタ感熱発色層の定着中に、カラー感熱記録紙２の記録エリアの先端が発熱素子アレイ１４に達すると、カラー感熱記録紙２の搬送がいったん停止され、プラテンローラ１３が上昇してサーマルヘッド１２との間でカラー感熱記録紙２を挟み込む。搬送ローラ対７は、カラー感熱記録紙２を印画方向に向けて再度搬送させる。サーマルヘッド１２は、発熱素子アレイ１４をシアン画像に応じて発熱させ、シアン感熱発色層にシアン画像を熱記録する。
【００３９】
シアン画像の熱記録が終了すると、搬送ローラ対７はカラー感熱記録紙２を給紙方向に搬送させ、排出口４０からカラー感熱記録紙２の先端を送り出す。また、カッター３９でカラー感熱記録紙２を切断し、シート状のカラープリントを作成する。
【００４０】
上記実施形態では発光ダイオードモジュールを用いたマゼンタ用定着光源に光触媒層を設けているが、定着光源はこれに限定されるものではなく、発せられた定着光が光学部材を介してカラー感熱記録材料に照射される構成のものであればよい。また、光触媒層も酸化チタン膜に限定されるものではなく、加えられるドープも特に限定されるものではない。また、発光素子についてもＬＥＤに限定されるものではなく、スーパールミネッセントダイオードや半導体レーザを用いてもよいし、さらにこれらの発光素子に波長変換素子を組み合わせて用いてもよい。
【００４１】
上記実施形態では枠部材２５に矩形枠２５ａを形成したが、矩形枠に限られず、Ｍ用ＬＥＤからの光を効率よく反射できるものであればよく、他の形状であってもよい。また、ミラー２８も平面状に限らず湾曲面から構成してもよい。
【００４２】
また、上記実施形態は多数の矩形枠内にＭ用ＬＥＤ２３を配した一体型の定着光源２１としたが、これに限られず、枠部材を１つの矩形枠毎に設けて、単体型の定着光源を形成し、これをマトリクスに配置することで定着光源を構成してもよい。
【００４３】
また、上記実施形態ではマゼンタ用定着光源のみに光触媒層を設けているが、例えばルテニウム、銅、コバルト、炭素などのドープを加えて成膜された酸化チタン膜からなる光触媒層など、可視光領域での光触媒効果をもつ光触媒層をイエロー用定着光源に設けることも可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のカラー感熱プリンタは、定着光源より発せられた定着光を反射又は透過する光学部材の表面に光触媒層を設けたことにより、光学部材表面の有機物による汚れが分解除去され、カラー感熱記録材料へ照射される定着光の輝度の低下及び輝度分布のムラの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したカラー感熱プリンタの構成を示す概略図である。
【図２】マゼンタ用定着光源を下方から見た状態を示す斜視図である。
【図３】マゼンタ用発光ダイオードモジュールの内部構成を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
２  カラー感熱記録紙
７  搬送ローラ対
１２  サーマルヘッド
１３  プラテンローラ
１９  定着器
２０  イエロー用定着光源
２１  マゼンタ用定着光源
２２  Ｍ用ＬＥＤモジュール
２３  Ｍ用ＬＥＤ
２６  透明板
２８  ミラー
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ  光触媒層
【図１】
2004223758.tif 000003
【図２】
2004223758.tif 000004
【図３】
2004223758.tif 000005