(57)【要約】【課題】  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のイエロー用定着光源２６の発光素子アレイ３２を、副走査方向に等間隔で複数のブロック３４に分割する。発光素子３１の駆動により発生した熱を冷却する冷却装置３６の銅管３８と、発光素子３１の周囲温度を検出する温度センサ３５とを各ブロック３４毎に設ける。システムコントローラ２１は、温度センサ３５の検出結果に基づいて、発光素子３１の駆動状態が各ブロック３４で均一となるように、冷却装置３６のポンプ４１の駆動を制御する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
副走査方向に搬送される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、主走査方向に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たカラー感熱プリンタにおいて、
前記発光素子アレイを、前記副走査方向に等間隔で複数のブロックに分割するとともに、
前記発光素子の駆動により発生した熱を冷却する冷却手段と、前記発光素子の駆動状態を検出する状態検出センサとを各ブロック毎に設け、
前記状態検出センサの検出結果に基づいて、前記駆動状態が各ブロックで均一となるように、前記冷却手段の駆動を制御する制御手段を備えたことを特徴とするカラー感熱プリンタ。
【請求項２】
前記冷却手段は、冷却水を貯蔵するタンクと、前記冷却水が循環する流路と、前記冷却水を前記タンクと前記流路との間で循環させるポンプとからなることを特徴とする請求項１に記載のカラー感熱プリンタ。
【請求項３】
前記冷却手段は、冷却風を送風するファンからなることを特徴とする請求項１に記載のカラー感熱プリンタ。
【請求項４】
前記ブロック間で互いに熱の干渉がないようにするための断熱部材を設けたことを特徴とする請求項３に記載のカラー感熱プリンタ。
【請求項５】
前記状態検出センサは、前記発光素子の周囲温度を検出する温度センサ、または前記定着光の照度を検出する照度センサであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の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定着器の光源として、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照射量を得るためには、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。この種の光源では、発光素子の照度特性が温度に影響を受けるため、冷却フィンやファンを用いて、発光素子の駆動により発生した熱を冷却している（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−５４８３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の光源のように、冷却フィンやファンで光源全体を冷却した場合、ファンの冷却風の当たり方や冷却フィンの形状などの条件が光源の各部で異なるため、光源の各部で温度差が生じてしまう。これにより、発光素子の照度特性に分布ができて定着光が均一に照射されなくなり、定着ムラとなってプリント画質を著しく低下させるという問題があった。
【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、副走査方向に搬送される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、主走査方向に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たカラー感熱プリンタにおいて、前記発光素子アレイを、前記副走査方向に等間隔で複数のブロックに分割するとともに、前記発光素子の駆動により発生した熱を冷却する冷却手段と、前記発光素子の駆動状態を検出する状態検出センサとを各ブロック毎に設け、前記状態検出センサの検出結果に基づいて、前記駆動状態が各ブロックで均一となるように、前記冷却手段の駆動を制御する制御手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
なお、前記冷却手段は、冷却水を貯蔵するタンクと、前記冷却水が循環する流路と、前記冷却水を前記タンクと前記流路との間で循環させるポンプとからなることが好ましい。あるいは、前記冷却手段は、冷却風を送風するファンからなり、前記ブロック間で互いに熱の干渉がないようにするための断熱部材を設けることが好ましい。
【００１０】
また、前記状態検出センサは、前記発光素子の周囲温度を検出する温度センサ、または前記定着光の照度を検出する照度センサであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のカラー感熱プリンタによれば、主走査方向に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、副走査方向に等間隔で複数のブロックに分割するとともに、発光素子の駆動により発生した熱を冷却する冷却手段と、発光素子の駆動状態を検出する状態検出センサとを各ブロック毎に設け、状態検出センサの検出結果に基づいて、駆動状態が各ブロックで均一となるように、冷却手段の駆動を制御する制御手段を備えたので、光源の各部で温度差が生じることがない。したがって、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】
【００１２】
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。
【００１３】
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。      
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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は、ランプドライバ２８によって駆動される。
【００２１】
図２に示すように、イエロー用定着光源２６は、アルミ基板３０の記録紙１０に対向する表面に設けられ、複数の発光素子３１がライン状に並べられた発光素子アレイ３２を備えている。発光素子３１は、発光ピークが４２０〜４５０ｎｍの近紫外線を放出するＬＥＤからなり、イエロー感熱発色層に光定着を施す。なお、発光素子アレイ３２の素子列を構成する発光素子３１の個数、および素子列の数は、本実施形態に限定されず、カラー感熱プリンタ２の仕様に応じて適宜変更することが可能である。
【００２２】
アルミ基板３０上には、ヒートシンク３３が取り付けられている。発光素子３０の駆動により発生した熱は、アルミ基板３０を介してヒートシンク３３に伝達され、ヒートシンク３３により外部に放熱される。
【００２３】
図中一点鎖線で示すように、発光素子アレイ３２は、副走査方向（ＡＢ方向）に等間隔で複数のブロック３４（本実施形態では、副走査方向の３列の素子列を１つのブロックとして、５ブロック）に分割されている。各ブロック３４には、それぞれのブロック３４の発光素子３１の周囲温度を検出する温度センサ３５が取り付けられている。これらの温度センサ３５は、発光素子３１の周囲温度の検出結果を、システムコントローラ２１に送信する。
【００２４】
イエロー用定着光源２６には、発光素子３１の駆動により発生した熱を冷却する冷却装置３６が設けられている。冷却装置３６は、冷却水を貯蔵するタンク３７と、冷却水が循環する銅管３８およびチューブ３９からなる流路４０と、冷却水をタンク３７と流路４０との間で循環させるポンプ４１とで構成される。
【００２５】
銅管３８およびチューブ３９からなる流路４０と、ポンプ４１とは、各ブロック３４毎に配されている。銅管３８は、ヒートシンク３３上に敷設されており、ブロック３４全体に冷却水が均等に行き渡るように、梯子状となっている。チューブ３９は、ゴムなどの弾性を有する材料からなり、銅管３８と、イエロー用定着光源２６とは別に設置されたタンク３７およびポンプ４１とを繋いでいる。
【００２６】
ポンプ４１は、図示しないモータドライバを介して、システムコントローラ２１によりそれぞれ独立に駆動制御される。ポンプ４１が駆動されると、タンク３７内の冷却水は、チューブ３９を伝って銅管３８に流入し、ヒートシンク３３と熱交換して冷却した後、チューブ３９を伝って再びタンク３７に戻る。
【００２７】
システムコントローラ２１は、温度センサ３５の検出結果に基づいて、発光素子３１の駆動状態が各ブロック３４で均一となるように、各ブロック３４のポンプ４１の駆動を制御する。つまり、例えば、温度センサ３５の検出結果が予め設定された目標温度よりも高い場合は、ポンプ４１の駆動力を高めて銅管３８を流れる冷却水の流量を大きくする。一方、逆に温度センサ３５の検出結果が目標温度よりも低い場合は、ポンプ４１の駆動力を弱めて銅管３８を流れる冷却水の流量を小さくする。なお、マゼンタ用定着光源２７は、イエロー用定着光源２６と同様の構成を有するため、図示および説明を省略する。
【００２８】
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、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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。次いで、ランプドライバ２８によりイエロー用定着光源２６の発光素子３１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。
【００３１】
イエロー感熱発色層の定着時には、各ブロック３４毎に設けられた温度センサ３５により、各ブロック３４の発光素子３１の周囲温度が検出され、これらの検出結果がシステムコントローラ２１に送信される。そして、温度センサ３５から送信された検出結果に基づいて、発光素子３１の駆動状態が各ブロック３４で均一となるように、システムコントローラ２１により各ブロック３４のポンプ４１の駆動が制御される。
【００３２】
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。
【００３３】
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、ランプドライバ２８によりマゼンタ用定着光源２７の発光素子３１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、マゼンタ用定着光源２７の温度センサの検出結果に基づいて、発光素子の駆動状態が各ブロックで均一となるように、システムコントローラ２１により各ブロックのポンプの駆動が制御される。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
上記のように、定着器２３の各光源２６、２７を副走査方向に等間隔で複数のブロック３４に分割し、この分割したブロック３４毎に、発光素子３１の周囲温度を検出する温度センサ３５と、冷却水が循環する銅管３８とを取り付け、温度センサ３５の検出結果に基づいて、発光素子３１の駆動状態が各ブロック３４で均一となるように、ポンプ４１の駆動を制御するので、光源２６、２７の各部で温度差が生じることがない。したがって、定着ムラの発生を抑制することができ、高画質なプリントを得ることができる。
【００３７】
なお、上記実施形態では、水冷方式の冷却装置３６を例示して説明したが、図３に示すような冷却装置５０を用いてもよい。冷却装置５０は、断熱性を有する材料からなる筐体５１の天板に取り付けられ、各ブロック３４に３台ずつ配されたファン５２からなる。
【００３８】
筐体５１は、各ブロック３４毎に設けられたヒートシンク５３を覆うように、アルミ基板３０上に載置されている。この筐体５１の内部には、ブロック３４間で互いに熱の干渉がないように各ブロック３４を仕切る仕切り板５４が形成されている。各ブロック３４は、この仕切り板５４により、独立した温度制御が可能となっている。
【００３９】
この場合、システムコントローラ２１は、温度センサ３５の検出結果に基づいて、発光素子３１の駆動状態が各ブロック３４で均一となるように、各ブロック３４のファン５２の駆動を制御する。つまり、例えば、温度センサ３５の検出結果が予め設定された目標温度よりも高い場合は、ファン５２の駆動力を高めてヒートシンク５３に当てる風量を大きくする。一方、逆に温度センサ３５の検出結果が目標温度よりも低い場合は、ファン５２の駆動力を弱めてヒートシンク５３に当てる風量を小さくする。このようにすると、上記実施形態のように、タンク３７やポンプ４１を別に設けるスペースを確保する必要がなくなる。
【００４０】
なお、上記実施形態では、発光素子３１の駆動状態を検出する状態検出センサとして、温度センサ３５を用いたが、定着光の照度を検出する照度センサを用いた場合も、本発明は有効である。但し、この場合、発光素子３１が発光されて記録紙１０に定着が施されるまでの間に冷却装置による温度制御を行い、記録紙１０が搬送されて定着が開始されたときには、定着の邪魔にならないような位置に照度センサを退避させることが必要となる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【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】イエロー用定着光源の概略構成を示す斜視図である。
【図３】イエロー用定着光源の別の実施形態の概略構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４２】
２  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  ランプドライバ
３１  発光素子
３２  発光素子アレイ
３４  ブロック
３５  温度センサ
３６、５０  冷却装置
３７  タンク
４０  流路
４１  ポンプ
５２  ファン
５４  仕切り板
【図１】
2005335179.tif 000003
【図２】
2005335179.tif 000004
【図３】
2005335179.tif 000005