(57)【要約】【課題】  定着不足や定着ムラの発生を抑制する。【解決手段】  カラー感熱プリンタ２に、発光素子から発せられる光の分光スペクトルＬ（λ）を取得するための分光器３２を設ける。システムコントローラ２１は、分光器３２で取得した分光スペクトルＬ（λ）に、記録紙１０のイエロー、マゼンタ感熱発色層の分光感度特性ｓ（λ）が重なる領域の面積∫Ｌ（λ）ｓ（λ）ｄλを算出する。システムコントローラ２１は、面積∫Ｌ（λ）ｓ（λ）ｄλの算出結果が、予め設定された定着光の光量Ｐと等しくなるように、式Ｐ＝ａ×∫Ｌ（λ）ｓ（λ）ｄλの係数ａを求め、発光素子の光量がａ倍となるように、発光素子に流す電流を制御する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子がライン状に並べられた発光素子アレイを用い、特定の波長域を有する光を感光性材料に照射する光源において、
前記発光素子から発せられる光の分光スペクトルを測定するための分光スペクトル測定手段と、
分光スペクトル測定手段により取得した分光スペクトルに、前記感光性材料の分光感度特性が重なる領域の面積を算出し、
この算出結果に応じて、前記光の光量が予め設定された値となるように、前記発光素子に流す電流の大きさを調節する制御手段とを備えたことを特徴とする光源。
【請求項２】
前記分光スペクトル測定手段は、前記光を受光する受光部を有し、受光した光を分光して各波長に対する光量を出力する分光器であることを特徴とする請求項１に記載の光源。    
【請求項３】
前記分光スペクトル測定手段は、前記光の光量を検出する光量センサと、
前記感光性材料の分光感度が最大となる波長以上の光を透過し、前記光量センサと前記発光素子との間に挿入される挿入位置と、前記光量センサと前記発光素子との間から退避する退避位置との間で移動可能なフィルタとからなり、
フィルタが挿入位置、退避位置にあるときに前記光量センサで検出した光量を元に、前記分光スペクトルを出力することを特徴とする請求項１に記載の光源。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の光源を、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定着器の光源として用い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、複数の発光素子がライン状に並べられた発光素子アレイを用い、特定の波長域を有する光を感光性材料に照射する光源、およびこの光源を定着器の光源として用い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、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、定着器の光源として紫外線ランプが用いられていた。しかしながら、紫外線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光量を得るためには、記録紙の搬送速度を下げるなどの対処が必要であった。
【０００４】
上記のような問題を解決するために、定着器の光源としてＬＥＤなどの発光素子を用いたものが提案されている。この種の光源には、発光素子から発せられる光の分光スペクトルの個体差による光量や波長のずれに起因する色むらを低減させるために、主発光波長が第１の発光波長域内にある第１のＬＥＤと、第１の発光波長域よりも主発光波長が長波長側にある第２の発光波長域内にある第２のＬＥＤとを用いたものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１９００６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発光素子を用いた光源をカラー感熱プリンタの定着器の光源として採用した場合、前述の分光スペクトルの光量や波長のずれによって、定着不足や定着ムラが生じるおそれがある。この問題を解決するためには、カラー感熱プリンタの製作段階で発光素子を厳密に選別することが考えられるが、生産コストが増大するという新たな問題が発生する。
【０００７】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、生産コストを増大させることなく、定着不足や定着ムラの発生を抑制し、高画質なプリントを得ることができる光源、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、複数の発光素子がライン状に並べられた発光素子アレイを用い、特定の波長域を有する光を感光性材料に照射する光源において、前記発光素子から発せられる光の分光スペクトルを測定するための分光スペクトル測定手段と、分光スペクトル測定手段により取得した分光スペクトルに、前記感光性材料の分光感度特性が重なる領域の面積を算出し、この算出結果に応じて、前記光の光量が予め設定された値となるように、前記発光素子に流す電流の大きさを調節する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
なお、前記分光スペクトル測定手段は、前記光を受光する受光部を有し、受光した光を分光して各波長に対する光量を出力する分光器であることが好ましい。あるいは、前記分光スペクトル測定手段は、前記光の光量を検出する光量センサと、前記感光性材料の分光感度が最大となる波長以上の光を透過し、前記光量センサと前記発光素子との間に挿入される挿入位置と、前記光量センサと前記発光素子との間から退避する退避位置との間で移動可能なフィルタとからなり、フィルタが挿入位置、退避位置にあるときに前記光量センサで検出した光量を元に、前記分光スペクトルを出力することが好ましい。
【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源を、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定着器の光源として用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の光源によれば、発光素子から発せられる光の分光スペクトルを測定するための分光スペクトル測定手段と、分光スペクトル測定手段により取得した分光スペクトルに、感光性材料の分光感度特性が重なる領域の面積を算出し、この算出結果に応じて、発光素子から発せられる光の光量が予め設定された値となるように、発光素子に流す電流の大きさを調節する制御手段とを備えたので、生産コストを増大させることなく、定着不足や定着ムラの発生を抑制することができる。
【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源を、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定着器の光源として用いたので、生産コストを増大させることなく、定着不足や定着ムラの発生が抑制され、高画質なプリントを得ることができる。
【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には、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が使用される。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。
【００１４】
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、および保護層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。      
【００１５】
イエロー感熱発色層は、４２０〜４５０ｎｍ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、３６５〜３９０ｎｍ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】
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搬送ローラ対１５および排紙ローラ対１６が配置されている。搬送ローラ対１５および排紙ローラ対１６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、１６ａと、このキャプスタンローラ１５ａ、１６ａに圧接するピンチローラ１５ｂ、１６ｂ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、いずれも副走査方向）とに往復搬送する。
【００１８】
給紙ローラ１３と搬送ローラ対１５との間には、サーマルヘッド１７と、このサーマルヘッド１７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１８とが設けられている。サーマルヘッド１７のヘッド基板１９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２０が設けられている。発熱素子アレイ２０は、システムコントローラ２１からヘッドドライバ２２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。
【００１９】
プラテンローラ１８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２０との当接状態を安定させる。また、プラテンローラ１８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２０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１８が下降し、サーマルヘッド１７との記録紙１０の挟持が解除される。
【００２０】
搬送ローラ対１５のＡ方向下流側には、記録紙１０の記録面に対面して定着器２３が配置されている。また、定着器２３と排紙ローラ対１６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２４が配置されている。さらに、排紙ローラ対１６のＡ方向下流側には、画像記録済みの記録紙１０を外部に排出する排紙口２５が設けられている。
【００２１】
定着器２３は、発光ピークが４２０〜４５０ｎｍの近紫外線を放出してイエロー感熱発色層を定着するイエロー用定着光源２６と、発光ピークが３６５〜３９０ｎｍ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２７とからなる。各光源２６、２７の記録紙１０と対向する面には、複数の発光素子がライン状に並べられた発光素子アレイ２８、２９が設けられており、これらはランプドライバ３０によって駆動される。      
【００２２】
定着器２３の下方には、シャッタ３１が配されている。このシャッタ３１は、記録紙１０の搬送方向（副走査方向）に沿って移動自在とされており、記録紙１０の次の画像記録エリアに光定着が施されないように、記録紙１０の搬送とともに移動して、次の画像記録エリアを遮光する。
【００２３】
シャッタ３１の定着器２３と対向する面には、分光器３２の受光部３２ａが取り付けられている。受光部３２ａは、発光素子アレイ２８、２９の素子列を構成する発光素子と同数の光センサが、記録紙１０の搬送方向と直交する方向（主走査方向）にライン状に並べられた構成となっている。この受光部３２ａの光センサは、それぞれ対応する発光素子から発せられる光を受光する。受光部３２ａで受光された光は、図示しないライトガイドを通して分光器３２に導入される。
【００２４】
分光器３２は、回折格子やプリズムなどの各種光学素子を備え、受光部３２ａで受光した光を分光して、その分光スペクトルＬ（λ）（図２参照）を出力する。分光器３２で出力された分光スペクトルＬ（λ）は、システムコントローラ２１に送信される。
【００２５】
図２に示すように、システムコントローラ２１は、分光器３２から送信された分光スペクトルＬ（λ）に、記録紙１０のイエロー、マゼンタ感熱発色層の分光感度特性ｓ（λ）が重なる領域（図中斜線部分）の面積∫Ｌ（λ）ｓ（λ）ｄλを算出する。ここで、イエロー、マゼンタ感熱発色層の分光感度特性ｓ（λ）は既知であり、システムコントローラ２１内のメモリ（図示せず）に予め記憶されている。また、面積∫Ｌ（λ）ｓ（λ）ｄλは、対象としている発光素子で実際に感熱発色層に光定着を施したときに、定着光として有効となる光量を表している。
【００２６】
システムコントローラ２１は、面積∫Ｌ（λ）ｓ（λ）ｄλの算出結果が、予め設定された定着光の光量Ｐと等しくなるように、次式（１）の係数ａを求め、発光素子の光量がａ倍となるように、ランプドライバ３０を介して発光素子に流す電流を制御する。
Ｐ＝ａ×∫Ｌ（λ）ｓ（λ）ｄλ    ・・・（１）
【００２７】
システムコントローラ２１は、係数ａ＞１（Ｐ＞∫Ｌ（λ）ｓ（λ）ｄλ）、つまり発光素子の光量が不足していた場合、発光素子に流す電流の大きさを増加させる。一方、係数ａ＜１（Ｐ＜∫Ｌ（λ）ｓ（λ）ｄλ）、つまり、発光素子の光量が多かった場合は、発光素子に流す電流の大きさを減少させる。係数ａ＝１であった場合は、電流の制御は行わない。
【００２８】
係数ａに対する電流の大きさの増減量は、システムコントローラ２１内のメモリにデータテーブルとして予め記憶されている。システムコントローラ２１は、このデータテーブルに基づいて、発光素子に流す電流の制御を行う。
【００２９】
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、図３のフローチャートを参照して説明する。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、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。
【００３０】
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１８がシフト機構によって上昇され、発熱素子アレイ２０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２２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２０により、記録紙１０のイエロー感熱発色層にイエロー画像が記録される。
【００３１】
イエロー画像の記録が完了すると、記録画像の後端が定着器２３のイエロー用定着光源２６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１８がシフト機構によって下降され、サーマルヘッド１７とによる記録紙１０の挟持が解除される。
【００３２】
記録画像の後端が定着器２３のイエロー用定着光源２６に対面する位置まで搬送された後、シャッタ３１が退避位置から分光器３２の受光部３２ａが発光素子アレイ２８と対面する位置まで移動される。そして、発光素子アレイ２８の発光素子が順次１個ずつ点灯され、受光部３２ａの光センサにより、対応する発光素子から発せられる光が受光される。受光部３２ａで受光された光は、分光器３２に導入される。
【００３３】
分光器３２では、受光部３２ａからの光が分光され、その分光スペクトルＬ（λ）が出力される。分光器３２で出力された分光スペクトルＬ（λ）は、システムコントローラ２１に送信される。
【００３４】
システムコントローラ２１では、分光器３２から送信された分光スペクトルＬ（λ）に、記録紙１０のイエロー感熱発色層の分光感度特性ｓ（λ）が重なる領域の面積∫Ｌ（λ）ｓ（λ）ｄλが算出され、この算出した面積∫Ｌ（λ）ｓ（λ）ｄλが予め設定された定着光の光量Ｐとなるように、（１）式の係数ａが求められる。そして、発光素子の光量がａ倍となるように、システムコントローラ２１により発光素子に流す電流が制御される。
【００３５】
係数ａ＞１であった場合は、発光素子に流す電流の大きさが増加させられる。一方、係数ａ＜１であった場合は、発光素子に流す電流の大きさが減少させられる。係数ａ＝１であった場合は、電流の制御は行われない。これら一連の処理は、発光素子アレイ２８を構成する個々の発光素子に対して行われる。
【００３６】
システムコントローラ２１による発光素子の電流制御が終了すると、ランプドライバ３０により発光素子アレイ２８の全ての発光素子が点灯され、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が定着される。このとき、記録紙１０の搬送に伴ってシャッタ３１が移動され、記録紙１０の次の画像記録エリアが遮光される。
【００３７】
イエロー感熱発色層の定着後、記録画像の先端が発熱素子アレイ２０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、イエロー画像記録時と同様に、プラテンローラ１８がシフト機構によって上昇され、発熱素子アレイ２０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にマゼンタ画像が記録される。
【００３８】
マゼンタ画像の記録が完了すると、記録画像の後端が定着器２３のマゼンタ用定着光源２７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２１による発光素子アレイ２９の発光素子の電流制御が行われる。その後、ランプドライバ３０により発光素子アレイ２９の全ての発光素子が点灯され、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、画像記録済みのマゼンタ感熱発色層が定着される。このときもイエロー画像定着時と同様に、記録紙１０の搬送に伴ってシャッタ３１が移動され、記録紙１０の次の画像記録エリアが遮光される。
【００３９】
マゼンタ感熱発色層の定着後、記録画像の先端が発熱素子アレイ２０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、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にシアン画像が記録される。
【００４０】
画像記録後の記録紙１０は、搬送ローラ対１５によりＡ方向に搬送され、カッター２４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１６により排紙口２５から外部に排出される。
【００４１】
このように、分光器３２で発光素子から発せられる光の分光スペクトルＬ（λ）を取得し、この分光スペクトルＬ（λ）に、イエロー、マゼンタ感熱発色層の分光感度特性ｓ（λ）が重なる領域の面積∫Ｌ（λ）ｓ（λ）ｄλを算出し、この算出結果に応じて、定着光の光量が予め設定された値Ｐとなるように、システムコントローラ２１で発光素子に流す電流の大きさを制御するので、定着不足や定着ムラの発生が抑制され、高画質なプリントを得ることができる。
【００４２】
また、発光素子を厳密に選別する必要がなくなり、生産コストの増大を抑制することができる。さらに、発光素子の長時間使用による性能劣化にも対応して、常に最適な光量で定着を施すことが可能であるため、カラー感熱プリンタ２自体の装置寿命を延ばすことができる。
【００４３】
なお、上記実施形態では、分光器３２の受光部３２ａを、発光素子アレイ２８、２９の素子列を構成する発光素子と同数の光センサを主走査方向にライン状に並べた構成とし、発光素子アレイ２８、２９を構成する個々の発光素子について分光スペクトルＬ（λ）を取得しているが、発光素子アレイ２８、２９の駆動方式に応じて、受光部３２ａの構成を変更してもよい。例えば、複数の発光素子を１つのグループとして発光させる駆動方式であった場合は、そのグループについて１個ずつ光センサを設ける。
【００４４】
上記実施形態では、分光器３２で分光スペクトルＬ（λ）を取得する例を挙げて説明したが、図４に示すカラー感熱プリンタ４０のように、分光器３２の受光部３２ａの代わりに、発光素子から発せられる光の光量を検出する光量センサ４１を設けるとともに、記録紙１０のイエロー、マゼンタ感熱発色層の分光感度ｓ（λ）が最大となる波長（イエロー感熱発色層の場合は４５０ｎｍ、マゼンタ感熱発色層の場合は３６５ｎｍ）以上の光を透過し、光量センサ４１と発光素子との間に挿入される挿入位置と、光量センサ４１と発光素子との間から退避する退避位置との間で移動可能なフィルタ４２を設け、図５に示すように、フィルタ４２が退避位置、挿入位置にあるときに光量センサ４１で検出した光量Ｐａ、Ｐｂを元に、分光スペクトルＬ（λ）を出力するようにしてもよい。
【００４５】
ここで、発光素子の分光スペクトルＬ（λ）は、発光強度が最大となる波長（以下、中心波長と表現する）と光量とが異なる他は相似形であるため、中心波長と光量とが分かれば、対象としている発光素子の分光スペクトルＬ（λ）を特定することができる。
【００４６】
この場合、中心波長、光量が異なる複数の分光スペクトルＬ（λ）について、フィルタ４２が退避位置、挿入位置にあるときの光量Ｐａ、Ｐｂの比Ｐｂ／Ｐａを予め算出しておき、これをデータテーブル化してシステムコントローラ２１のメモリに記憶しておく。そして、システムコントローラ２１で、光量センサ４１から送信される光量Ｐａ、Ｐｂの比Ｐｂ／Ｐａを求め、求めた比Ｐｂ／Ｐａに対応する分光スペクトルＬ（λ）をデータテーブルから取得する。このようにすると、比較的高価な分光器３２を用いることなく、分光スペクトルＬ（λ）を取得することができる。なお、図中点線で示す曲線は、フィルタ４２の透過率曲線を表している。
【００４７】
上記実施形態では、分光器３２や、光量センサ４１、フィルタ４２を、分光スペクトル測定手段としてカラー感熱プリンタ２、４０に組み込み、イエロー、マゼンタ感熱発色層の定着時に、その都度分光スペクトルＬ（λ）を取得して、発光素子の電流制御を行っているが、例えばカラー感熱プリンタ２の電源投入時や、ユーザーからの指示がなされたときにのみ行うようにしてもよい。あるいは、分光スペクトル測定手段を検査治具として用い、カラー感熱プリンタの出荷前に発光素子の電流制御を行って、これにより得られた電流値の補正データをメモリに記憶しておき、これを参照して定着を行うようにしてもよい。
【００４８】
上記実施形態では、光源の用途として、カラー感熱プリンタの定着器を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、例えばＦＡＸやスキャナに使用されるイメージセンサなどに適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【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】発光素子から発せられる光の分光スペクトルと、記録紙の感熱発色層の分光感度特性との関係を示すグラフである。
【図３】発光素子の駆動を制御する手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の別の実施形態を示す概略図である。
【図５】本発明の別の実施形態で分光スペクトルを取得する際に用いられるフィルタの透過率曲線と分光スペクトルとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５０】
２、４０  カラー感熱プリンタ
１０  カラー感熱記録紙（記録紙）
１７  サーマルヘッド
２１  システムコントローラ
２３  定着器
２６  イエロー用定着光源
２７  マゼンタ用定着光源
２８、２９  発光素子アレイ
３０  ランプドライバ
３１  シャッタ
３２  分光器
３２ａ  受光部
４１  光量センサ
４２  フィルタ
【図１】
2005342999.tif 000003
【図２】
2005342999.tif 000004
【図３】
2005342999.tif 000005
【図４】
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【図５】
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