(57)【要約】【課題】  定着光の照射範囲を厳密に制御することができ、さらなる部品点数の削減および小型化に寄与することができる光定着器およびカラー感熱プリンタを提供する。【解決手段】  カラー感熱プリンタ２のイエロー用光定着器２２は、記録紙１０に接触して記録紙１０を搬送する透明なローラ４０と、記録紙１０の幅方向に関して複数列に並べて配置されたＬＥＤ４１、および各ＬＥＤ４１を電気的に接続する配線パターン４２並びに複数のリング状端子４３が形成された光源としてのキャプスタンローラ１６ａとから構成される。個別リング状端子４３ａに接触する個別電極４４ａにはスイッチ４５が接続され、各スイッチ４５の一方の端子は電源４６の正極側に接続し、共通リング状端子４３ｂに接触する共通電極４４ｂは電源４６の負極側に接続している。システムコントローラ２０は、スイッチ４５の切り換え制御を行う。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱記録済みの感熱記録紙に定着光を照射して、光定着を施す光定着器において、
前記感熱記録紙に接触して前記感熱記録紙を搬送する透明なローラと、
前記ローラに被覆され、前記感熱記録紙の幅方向に関して複数列に並べて配置された前記定着光を発する発光素子、
および、前記発光素子を選択的に発光させることができるように、各発光素子を電気的に接続する配線パターン並びに端子が形成された光源とから構成したことを特徴とする光定着器。
【請求項２】
前記光源には、異なる波長の定着光を発する複数種類の発光素子が実装されていることを特徴とする請求項１に記載の光定着器。
【請求項３】
前記光源を円筒形状に形成するとともに、その中空部分に前記発熱素子の駆動時に発生する熱を冷却する冷却手段を取り付けたことを特徴とする請求項１または２に記載の光定着器。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の光定着器と、
前記端子に接続する電極と、
前記発光素子に電力を供給する電源と、
前記電極と前記電源との間に接続され、前記発光素子の点灯・消灯を切り換えるためのスイッチと、
前記スイッチの切り換え制御を行う制御手段とを備えたことを特徴とするカラー感熱プリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱記録済みの感熱記録紙に定着光を照射して、光定着を施す光定着器、およびこれを備えたカラー感熱プリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
シアン、マゼンタ、イエローに発色する感熱発色層を支持体上に順に層設したカラー感熱記録紙を用いて、フルカラープリントを得るカラー感熱プリンタが普及している。このカラー感熱プリンタでは、カラー感熱記録紙を搬送する間に、複数の発熱素子がライン状に配列されたサーマルヘッドにて熱記録を行う。そして、イエロー、マゼンタ感熱発色層への熱記録後には、光定着器によりカラー感熱記録紙に紫外線を照射して、次の感熱発色層への熱記録時に前の感熱発色層が発色しないように光定着を施している。
【０００３】
従来のカラー感熱プリンタでは、光定着器の光源として紫外線ランプが用いられていた。このような光定着器としては、カラー感熱記録紙に接触するローラを透明ゴムから形成し、この内部に紫外線ランプを収納することで、定着ムラの発生を防止するとともに、装置を小型化することができる光定着器が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２４２２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の光定着器では、断面が円形の紫外線ランプを光源として用いているため、紫外線ランプから発せられる定着光が、ランプ全周に均等な強度で放射されてしまうので、無駄に放射された定着光をカラー感熱記録紙に反射させるためのリフレクタが必要であった。このため、カラー感熱記録紙の搬送経路内における定着光の照射範囲が限定され、照射範囲を厳密に制御することができなかった。
【０００６】
また、紫外線ランプの両端における光量の減衰を考慮して、感熱記録紙の幅の２倍程度の長さを持つ紫外線ランプが使用されるので、光定着器と搬送ローラとの一体化により、部品点数の削減および小型化はされるものの、さらなる小型化を推進する際の障害となっていた。
【０００７】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、定着光の照射範囲を厳密に制御することができ、さらなる部品点数の削減および小型化に寄与することができる光定着器およびカラー感熱プリンタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、熱記録済みの感熱記録紙に定着光を照射して、光定着を施す光定着器において、前記感熱記録紙に接触して前記感熱記録紙を搬送する透明なローラと、前記ローラに被覆され、前記感熱記録紙の幅方向に関して複数列に並べて配置された前記定着光を発する発光素子、および、前記発光素子を選択的に発光させることができるように、各発光素子を電気的に接続する配線パターン並びに端子が形成された光源とから構成したことを特徴とする。
【０００９】
なお、前記光源には、異なる波長の定着光を発する複数種類の発光素子が実装されていることが好ましい。また、前記光源を円筒形状に形成するとともに、その中空部分に前記発熱素子の駆動時に発生する熱を冷却する冷却手段を取り付けることが好ましい。
【００１０】
また、本発明のカラー感熱プリンタは、請求項１ないし３のいずれかに記載の光定着器と、前記端子に接続する電極と、前記発光素子に電力を供給する電源と、前記電極と前記電源との間に接続され、前記発光素子の点灯・消灯を切り換えるためのスイッチと、前記スイッチの切り換え制御を行う制御手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の光定着器によれば、感熱記録紙に接触して感熱記録紙を搬送する透明なローラと、ローラに被覆され、感熱記録紙の幅方向に関して複数列に並べて配置された定着光を発する発光素子、および、発光素子を選択的に発光させることができるように、各発光素子を電気的に接続する配線パターン並びに端子が形成された光源とから構成したので、さらなる部品点数の削減および小型化に寄与することができる。
【００１２】
また、本発明のカラー感熱プリンタによれば、請求項１ないし３のいずれかに記載の光定着器と、端子に接続する電極と、発光素子に電力を供給する電源と、電極と電源との間に接続され、発光素子の点灯・消灯を切り換えるためのスイッチと、スイッチの切り換え制御を行う制御手段とを備えたので、定着光の照射範囲を厳密に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１において、本発明を適用したカラー感熱プリンタ２は、記録材料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を使用する。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。
【００１４】
図２に示すように、記録紙１０は、周知のように、支持体３０上にシアン感熱発色層３１、マゼンタ感熱発色層３２、イエロー感熱発色層３３、および保護層３４が順次層設された構造となっている。最上層となるイエロー感熱発色層３３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３１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。
【００１５】
イエロー感熱発色層３３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３２は、イエロー感熱発色層３３とシアン感熱発色層３１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。なお、例えばブラック感熱発色層を設けて４層構造にした記録紙を使用してもよい。
【００１６】
図１において、記録紙ロール１１の外周面には、搬送モータ１２によって回転される給紙ローラ１３が当接している。搬送モータ１２はステッピングモータであり、モータドライバ１４から入力される駆動パルスによって駆動される。給紙ローラ１３が図中反時計方向に回転すると、記録紙ロール１１は図中時計方向に回転し、記録紙１０が記録紙ロール１１から送り出される。給紙ローラ１３が図中時計方向に回転すると、記録紙ロール１１は図中反時計方向に回転し、記録紙１０が記録紙ロール１１に巻き戻される。
【００１７】
記録紙ロール１１から送り出された記録紙１０は、水平方向に配置された搬送経路内に送り込まれる。この搬送経路内には、記録紙１０を挟み込んで搬送する第１、第２搬送ローラ対１５、１６および排紙ローラ対１７が配置されている。第１、第２搬送ローラ対１５、１６および排紙ローラ対１７は、搬送モータ１２によって回転されるキャプスタンローラ１５ａ〜１７ａと、このキャプスタンローラ１５ａ〜１７ａに圧接するピンチローラ１５ｂ〜１７ｂとからなり、記録紙１０を図中Ａ方向（給紙方向）とＢ方向（巻戻方向）とに往復搬送する。
【００１８】
給紙ローラ１３と第１搬送ローラ対１５との間には、サーマルヘッド１８と、このサーマルヘッド１８に向き合うように搬送経路の下方に配置されたプラテンローラ１９とが設けられている。サーマルヘッド１８の記録紙１０に対向する表面には、複数の発熱素子がライン状に配列された発熱素子アレイ１８ａが設けられている。
【００１９】
発熱素子アレイ１８ａは、システムコントローラ２０からヘッドドライバ２１に入力された駆動データに基づいて発熱し、記録紙１０の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、記録紙１０と発熱素子アレイ１８ａとの当接状態を安定させる。また、プラテンローラ１９は、上下方向に移動自在とされ、図示しないバネによって発熱素子アレイ１８ａに圧接する方向に付勢されている。記録紙１０の給紙時および排紙時には、カムやソレノイドなどから構成されるシフト機構（図示せず）によってプラテンローラ１９が下降し、サーマルヘッド１８との記録紙１０の挟持が解除される。
【００２０】
第１、第２搬送ローラ対１５、１６のキャプスタンローラ１５ａ、１６ａは、それぞれマゼンタ用、イエロー用光定着器２３、２２の光源となっている。図３に示すように、イエロー用光定着器２２は、記録紙１０に接触して記録紙１０を搬送する透明なローラ４０と、記録紙１０の幅方向に関して複数列に並べて配置されたＬＥＤ４１、および各ＬＥＤ４１を電気的に接続する配線パターン４２並びに複数のリング状端子４３が形成された光源としてのキャプスタンローラ１６ａとから構成される。
【００２１】
ローラ４０は、紫外線を透過する透明ゴムからなり、キャプスタンローラ１６ａのＬＥＤ４１が配置された部分を被覆している。このローラ４０の幅（ＬＥＤ４１が配置された部分の幅）は、記録紙１０の画像記録領域１０ａ（図４参照）の幅よりも若干広くなっている。
【００２２】
ＬＥＤ４１は、発光ピークが４２０ｎｍの近紫外線を放出してイエロー感熱発色層３３を定着する。ＬＥＤ４１は、記録紙１０の搬送方向に関して千鳥状に配列されており、正負両極端子４１ａ、４１ｂに配線パターン４２が接続されている。
【００２３】
配線パターン４２は、各ＬＥＤ４１の正極端子４１ａを結ぶ正極側配線パターン４２ａと、各ＬＥＤ４１の負極端子４１ｂを結ぶ負極側配線パターン４２ｂとからなる。これら正負極側配線パターン４２ａ、４２ｂは、記録紙１０の幅方向（ＬＥＤ４１の配列方向）と平行に、ＬＥＤ４１の各列毎に１組ずつ形成されている。正極側配線パターン４２ａは、キャプスタンローラ１６ａの図中最右端に配置されたＬＥＤ４１の正極端子４１ａから始まり、ＬＥＤ４１の列分設けられた個別リング状端子４３ａに接続されて終わっている。一方、負極側配線パターン４２ｂは、キャプスタンローラ１６ａの図中最左端に配置されたＬＥＤ４１の負極端子４１ｂから始まり、共通リング状端子４３ｂに接続されて終わっている。
【００２４】
各リング状端子４３には、ブラシ電極４４が接続されている。ブラシ電極４４は、個別リング状端子４３ａに接触する個別電極４４ａと、共通リング状端子４３ｂに接触する共通電極４４ｂとからなり、それぞれ記録紙１０の搬送の邪魔にならない箇所に配置されている。各ブラシ電極４４は、キャプスタンローラ１６ａの回転中も、常に各リング状端子４３に接触している。
【００２５】
各個別電極４４ａには、スイッチ４５が接続されている。スイッチ４５は、例えば接点の機械的な開閉によりオンオフする機械式スイッチや、ＦＥＴなどの半導体スイッチからなる。各スイッチ４５の一方の端子は、電源４６の正極側に接続している。一方、共通電極４４ｂは、電源４６の負極側（アース側）に接続している。なお、電源４６としては、図示する固定電圧源に限らず、可変電圧源や定電流源などを使用することができる。
【００２６】
ここで、マゼンタ用光定着器２３も、発光ピークが３６５ｎｍの紫外線を放出してマゼンタ感熱発色層３２を定着するＬＥＤを用いる他は、イエロー用光定着器２２と同様の構成を有するので、図示および説明を省略する。
【００２７】
図１において、システムコントローラ２０は、ランプドライバ２４を介して、スイッチ４５の切り換え制御を行う。すなわち、モータドライバ１４から搬送モータ１２に与える駆動パルスから、キャプスタンローラ１６ａの回転位置を特定し、これに基づいて、例えば図４（Ａ）に模式的に示すように、記録紙１０に対面する列のＬＥＤ４１と、その列の前後数列のＬＥＤ４１とを点灯させ、他の列は消灯させるようにスイッチ４５のオンオフを切り換える。
【００２８】
また、システムコントローラ２０は、記録紙１０の画像記録領域１０ａの終端を光定着する場合には、図４（Ｂ）に示すように、次の画像記録領域１０ａに光定着を施すことがないように、記録紙１０に対面する列のＬＥＤ４１から次の画像記録領域１０ａ側にある列のＬＥＤ４１を消灯させるようにスイッチ４５を制御する。さらに、システムコントローラ２０は、記録紙１０の画像記録領域１０ａの始端を光定着する場合には、図４（Ｃ）に示すように、記録紙１０に対面する列のＬＥＤ４１からＡ方向下流側にある列のＬＥＤ４１を消灯させるようにスイッチ４５を制御する。
【００２９】
図１において、イエロー用光定着器２２と排紙ローラ対１７との間には、記録紙１０を所定のプリントサイズにカットするカッター２５が配置されている。また、排紙ローラ対１７のＡ方向下流側には、画像記録済みの記録紙１０を排出する排紙口２６が設けられている。
【００３０】
次に、上記構成を有するカラー感熱プリンタ２の動作について説明する。画像記録開始操作が実行されると、搬送モータ１２の正転によって給紙ローラ１３が反時計方向に回転され、記録紙１０が記録紙ロール１１からＡ方向に送り出される。記録紙１０の先端部は搬送経路内を移動して、第１搬送ローラ対１５にニップされ、さらにＡ方向下流側に搬送される。
【００３１】
記録紙１０の画像記録領域１０ａの始端が発熱素子アレイ１８ａと対面する位置に搬送され、記録紙１０が画像記録開始位置に到達すると、搬送モータ１２の回転が一旦停止される。次いで、プラテンローラ１９がシフト機構によって上昇され、発熱素子アレイ１８ａとの間で記録紙１０が挟持される。この状態で再び搬送モータ１２が駆動され、記録紙１０がＡ方向に搬送されながら、ヘッドドライバ２１に入力された駆動データに基づいて発熱した発熱素子アレイ１８ａにより、記録紙１０のイエロー感熱発色層３３にイエロー画像が記録される。
【００３２】
イエロー画像の記録が完了すると、記録紙１０の画像記録領域１０ａの終端がイエロー用光定着器２２に対面する位置まで搬送され、搬送モータ１２の回転が停止される。このとき、プラテンローラ１９がシフト機構によって下降され、サーマルヘッド１８とによる記録紙１０の挟持が解除される。
【００３３】
次いで、モータドライバ１４から搬送モータ１２に与える駆動パルスから、システムコントローラ２０でキャプスタンローラ１６ａの回転位置が特定される。そして、搬送モータ１２が逆転されて記録紙１０がＢ方向に巻き戻されながら、画像記録済みのイエロー感熱発色層３３に光定着が施される。
【００３４】
記録紙１０の画像記録領域１０ａの終端に光定着を施す場合には、次の画像記録領域１０ａに光定着を施すことがないように、記録紙１０に対面する列のＬＥＤ４１から次の画像記録領域１０ａ側にある列のＬＥＤ４１が消灯されるようにスイッチ４５が制御される。記録紙１０の画像記録領域１０ａの中程に光定着を施す場合には、記録紙１０に対面する列のＬＥＤ４１と、その列の前後数列のＬＥＤ４１とが点灯され、他の列は消灯されるようにスイッチ４５のオンオフが切り換えられる。この制御は、記録紙１０の画像記録領域１０ａの始端がイエロー用光定着器２２に到達するまで続けられる。
【００３５】
記録紙１０の画像記録領域１０ａの始端がイエロー用光定着器２２に到達すると、記録紙１０に対面する列のＬＥＤ４１からＡ方向下流側にある列のＬＥＤ４１が消灯されるようにスイッチ４５が制御される。
【００３６】
イエロー感熱発色層３３の定着後、記録紙１０の画像記録領域１０ａの始端が発熱素子アレイ１８ａに対面する位置まで再び搬送され、搬送モータ１２の回転が停止される。そして、イエロー画像記録時と同様に、プラテンローラ１９がシフト機構によって上昇され、発熱素子アレイ１８ａとの間で記録紙１０が挟持される。この状態で再び搬送モータ１２が駆動され、記録紙１０がＡ方向に搬送されながら、記録紙１０のマゼンタ感熱発色層３２にマゼンタ画像が記録される。
【００３７】
マゼンタ画像の記録が完了すると、記録紙１０の画像記録領域１０ａの終端がマゼンタ用光定着器２３に対面する位置まで搬送され、搬送モータ１２の回転が停止される。そして、イエロー画像定着時と同様に、システムコントローラ２０により、ランプドライバ２４を介してスイッチ４５のオンオフ制御が行われ、画像記録済みのマゼンタ感熱発色層３２が定着される。
【００３８】
マゼンタ感熱発色層３２の定着後、記録紙１０の画像記録領域１０ａの始端が発熱素子アレイ１８ａに対面する位置まで再び搬送され、搬送モータ１２の回転が停止される。そして、イエロー、マゼンタ画像記録時と同様に、記録紙１０のシアン感熱発色層３１にシアン画像が記録される。
【００３９】
画像記録後の記録紙１０は、第１、第２搬送ローラ対１５、１６によりＡ方向に搬送され、カッター２５により所定のプリントサイズに切断された後、排紙ローラ対１７により排紙口２６から排出される。
【００４０】
上記のように、ローラ４０を記録紙１０に接触させた状態で光定着を施すので、比較的少ない電力で、光定着に必要な光量の定着光を照射することができる。また、システムコントローラ２０でスイッチ４５のオンオフ制御を行うことにより、記録紙１０の搬送経路内における定着光の照射範囲を厳密に制御することができ、均一且つ迅速な光定着を施すことが可能となる。さらに、第１、第２搬送ローラ対１５、１６のキャプスタンローラ１５ａ、１６ａをマゼンタ用、イエロー用光定着器２３、２２の光源として用い、サーマルヘッド１８の直近にこれらを配置したので、画像記録直後に光定着を施すことが可能となり、搬送経路を短縮化させることができる。
【００４１】
また、従来のように、光源からの定着光を記録紙１０に反射させるためのリフレクタや、未記録の画像記録領域１０ａへの光定着を防止するためのシャッタが不要となるので、さらなる部品点数の削減および小型化に寄与することができる。さらに、本発明によれば、局所的に定着光を照射することができるので、イエロー、マゼンタ画像の定着中にマゼンタ、シアン画像を記録する場合に特に有効である。
【００４２】
なお、図５に示すように、光源としてのキャプスタンローラ１６ａを円筒形状に形成するとともに、その中空部分５１にＬＥＤ４１の駆動時に発生する熱を冷却する冷却ファン５２を取り付けてもよい。これにより、ＬＥＤ４１を効率良く冷却することができる。
【００４３】
また、図６に示すように、個別リング状端子４３ａを設けずに、正極側配線パターン４２ａの終端を記録紙１０の搬送方向に揃えて個別端子６１とし、この個別端子６１の数個と常時接触する形状を有する１つの個別電極６２を設けたイエロー用光定着器６０を用いてもよい。この場合、個別電極６２は、例えば記録紙１０に対面する列のＬＥＤ４１と、その列の前後数列のＬＥＤ４１とが点灯され、他の列は消灯されるような箇所に配置される。このようにすると、個別リング状端子４３ａおよび個別電極４４ａに掛かる部品コストおよび設置スペースを削減することができる。また、光定着時にスイッチ６３をオンさせるだけでよいので、制御シーケンスを簡略化することができる。
【００４４】
上記実施形態では、第１、第２搬送ローラ対１５、１６のキャプスタンローラ１５ａ、１６ａを、マゼンタ用、イエロー用光定着器２３、２２の光源として兼用しているが、図７に示すカラー感熱プリンタ７０のように、搬送ローラ対７１とは別に、イエロー用、マゼンタ用それぞれ専用の定着ローラ７２、７３を設け、これを光源として用いた場合も本発明は有効である。
【００４５】
上記実施形態では、イエロー用、マゼンタ用に分けて光定着器２２、２３を設けたが、発光ピークが４２０ｎｍの近紫外線を放出してイエロー感熱発色層３３を定着するものと、発光ピークが３６５ｎｍの紫外線を放出してマゼンタ感熱発色層３２を定着する２種類のＬＥＤを、例えば１列毎に交互に配置するなどして、１つの光定着器に纏めて実装してもよい。このようにすると、より一層の部品点数の削減および小型化を推進することができる。
【００４６】
上記実施形態では、１個のサーマルヘッド１８に対して記録紙１０を往復搬送させることで、イエロー、マゼンタ、シアンの熱記録および定着を行う往復印画方式のカラー感熱プリンタ２、７０を例示して説明したが、複数個のサーマルヘッドに対して記録紙を１回通過させ、その間に各サーマルヘッドでイエロー、マゼンタ、シアンの熱記録を行う、いわゆる１パス方式にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【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】カラー感熱記録紙の構成を示す断面図である。
【図３】イエロー用光定着器の構成を示す外観斜視図である。
【図４】イエロー用光定着器の光定着時の様子を示す模式図であり、（Ａ）は記録紙の画像記録領域の中程を光定着する場合、（Ｂ）は画像記録領域の後端を光定着する場合、（Ｃ）は画像記録領域の始端を光定着する場合をそれぞれ示す。
【図５】イエロー用光定着器の別の実施形態の構成を示す外観斜視図である。
【図６】イエロー用光定着器のさらに別の実施形態の構成を示す外観斜視図である。
【図７】カラー感熱プリンタの別の実施形態の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４８】
２、７０  カラー感熱プリンタ
１０  カラー感熱記録紙（記録紙）
１０ａ  画像記録領域
１２  搬送モータ
１５、１６  第１、第２搬送ローラ対
１５ａ、１６ａ  キャプスタンローラ（光源）
１８  サーマルヘッド
１９  プラテンローラ
２０  システムコントローラ
２２、５０、６０、７２  イエロー用光定着器
２３、７３  マゼンタ用光定着器
２４  ランプドライバ
３１、３２、３３  シアン、マゼンタ、イエロー感熱発色層
４０  ローラ
４１  ＬＥＤ
４２  配線パターン
４３  リング状端子
４４  ブラシ電極
４５  スイッチ
４６  電源
５１  中空部分
５２  冷却ファン
６１  個別端子
６２  個別電極
【図１】
2005246867.tif 000003
【図２】
2005246867.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005246867.tif 000007
【図６】
2005246867.tif 000008
【図７】
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