JPH0958031A - 感熱プリンタの定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 紫外線ランプを所定の発光強度に迅速に調節
し、かつ安定に制御すること。 【解決手段】 組み立て調整時やランプ交換時，又は所
定枚数プリントする毎にゲイン決定モードを実行する。
このゲイン決定モードでは、スイッチ３２が接点ａに切
り換わる。コントローラは、イエロー用紫外線ランプ１
８をフル発光させる。このフル発光中に、照度センサー
２１で照度測定する。ＬＵＴ３３のテーブルデータか
ら、測定照度値に応じたゲイン値Ｋを読み出してＲＯＭ
３４に書き込む。プリントモードでは、ＲＯＭ３４から
ゲイン値Ｋを読み出して乗算器３７にセットする。定着
中は、目標照度値と測定照度値の差にゲイン値Ｋが乗算
される。得られた補正値は積分器３８で積分され、この
積分結果がランプ制御値としてインバータに送られる。
インバータは、ランプ制御値に応じてイエロー用紫外線
ランプ１８を駆動するための駆動パルスのデューティ比
を調節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、感熱プリンタの定
着装置に関し、更に詳しくは感熱発色層に画像を記録し
た後に紫外線を照射して定着する定着装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】感熱プリンタでは、支持体上に感熱発色
層を形成した感熱記録紙を用い、サーマルヘッドで感熱
記録紙を押圧・加熱して感熱発色層に画像を記録してか
ら、紫外線を照射して画像を定着する。また、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
感熱発色層を順番に形成したカラー感熱記録紙も知られ
ている。

【０００３】カラー感熱記録紙では、最上層となるイエ
ロー感熱発色層の熱感度が最も高く、最下層となるシア
ン感熱発色層の熱感度が最も低い。この熱感度の違いを
利用して、カラー感熱記録紙を移動しながらサーマルヘ
ッドで押圧・加熱して、最上層から順番に各感熱発色層
を記録する。イエロー感熱発色層とマゼンタ感熱発色層
に対しては、記録直後に各感熱発色層に特有な波長域の
紫外線を照射して定着する。この定着によって、未発色
の発色成分が光分解されて発色能力が消失する。

【０００４】イエロー感熱発色層に対しては、イエロー
用紫外線ランプを点灯して、発光ピークが４２０ｎｍの
近紫外線を照射しているが、この照射量が少ないと一部
のイエロー発色成分が光分解されずに残る。この残った
イエロー発色成分は、マゼンタ感熱発色層の記録の際に
発色する。また、イエロー用紫外線の照射量が多すぎる
と、僅かであるがマゼンタ感熱発色層の発色成分が光分
解する。このために、イエロー用紫外線は、その照射量
を適正に保つことが必要である。

【０００５】マゼンタ感熱発色層に対しては、発光ピー
クが３６５ｎｍの紫外線が照射される。このマゼンタ用
紫外線の照射量が少ないと、一部のマゼンタ発色成分が
光分解されずに残ってしまう。しかし、シアン感熱発色
層に対しては定着性が与えられていないため、マゼンタ
用紫外線の照射量は適正値よりも多くても支障がない。
マゼンタ用紫外線ランプも照射量が一定となるように調
光してもよいが、過定着の問題はないので、通常はフル
発光させている。

【０００６】例えば、イエロー用紫外線ランプでは、照
度センサーを含むフィードバック制御系を用い、測定照
度値が目標照度値となるように、イエロー用紫外線ラン
プの発光強度を制御している。このフィードバック制御
系では、照度センサーからの測定照度値と、カラー感熱
記録紙の搬送速度を考慮して適正な照射量を得るための
目標照度値との差を求める。この照度値差に一定のゲイ
ン値を乗算して補正値を求め、この補正値でランプ制御
値を修正して、測定照度値が目標照度値に収斂するよう
にフイードバック制御する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】紫外線ランプは、生産
ロットが違うと発光強度の違いが大きく、また同じ生産
ロットであっても発光強度にバラツキがある。従来の定
着装置では、フィードバック制御系のゲインを一定にし
ているため、発光強度が小さい紫外線ランプでは目標照
度に収斂するのに時間がかかり、また発光強度が大きい
ものでは制御が不安定であった。これらの理由から、感
熱記録紙の全面において均一な定着を行うことが困難で
あった。

【０００８】本発明は、紫外線ランプの発光強度にバラ
ツキがあっても、迅速かつ安定した調光を行うことがで
きる感熱プリンタの定着装置を提供することを目的とす
るものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の感熱プリンタでは、紫外線ランプの照度を
検出する照度センサーと、この照度センサーからの測定
照度値と目標照度値との差を求める第１の演算手段と、
この照度値差にゲイン値を乗算して補正値を求める第２
の演算手段と、この補正値をもとのランプ制御値に加算
してランプ制御値を修正する第３の演算手段と，この修
正したランプ制御値に応じて紫外線ランプの発光強度を
制御するランプ制御手段と、紫外線ランプの測定照度値
とゲイン値との関係を記憶したメモリと、ゲイン設定時
に紫外線ランプを所定強度で発光させて、その時の照度
を照度センサーで測定し、この測定照度値からメモリを
参照してゲイン値を決定するための制御手段とを設けた
ものである。

【００１０】紫外線ランプの調光にはインバータが用い
られ、ランプ制御値に応じたデューティ比の駆動パルス
を発生し、この駆動パルスで紫外線ランプを点灯する。

【００１１】ゲインの決定は、工場での出荷調整時又は
ランプ交換等に行われる他に、紫外線ランプの経時劣化
を考慮して、規定プリント枚数に達する毎に行われる。
このゲイン決定時の紫外線ランプは、一定のランプ制御
値で駆動する。簡便には、フル発光するランプ制御値を
用いる。

【００１２】

【作用】ゲインの決定時に、一定のランプ制御値で紫外
線ランプを発光させる。この紫外線ランプが所定の強度
で発光しているときに、紫外線ランプからの照度を照度
センサーで測定する。得られた測定照度値に対応したゲ
イン値をメモリから読み出す。この決定されたゲイン値
を用いて、定着中に紫外線ランプのフィードバック制御
を行い、目標照度値が得られるように紫外線ランプの発
光強度を調節する。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１において、サーマルヘッド１
０には、多数の発熱素子をライン状に配列した発熱素子
アレイ１０ａが形成されている。このサーマルヘッド１
０は、軸１１を支点にして揺動自在であり、プラテンロ
ーラ１３上のカラー感熱記録紙１２を押圧するプリント
位置と、プラテンローラ１３から離れた退避位置との間
で揺動する。

【００１４】カラー感熱記録紙１２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、４２０
ｎｍ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、３６５ｎｍの紫外線が照射
されたときに発色能力が消失する。

【００１５】サーマルヘッド１０の下流に、搬送ローラ
対１５が配置されており、パルスモータ１６によって正
逆両方向に回転する。この搬送ローラ対１５は、カラー
感熱記録紙１２をニップして往復動させる。

【００１６】定着装置１７は、発光ピークが４２０ｎｍ
の近紫外線を発生するイエロー用紫外線ランプ１８と、
発光ピークが３６５ｎｍの紫外線を発生するマゼンタ用
紫外線ランプ１９とを備えている。これらの紫外線ラン
プ１８，１９の背後には、リフレクタ２０が配置されて
いる。

【００１７】照度センサー２１は、イエロー用紫外線ラ
ンプ１８から放出された紫外線を受光して、カラー感熱
記録紙１２上の照度を間接的に測定する。なお、符号２
２は、カラー感熱記録紙１２の先端を検出する位置セン
サーである。

【００１８】図２において、照度センサー２１の測定信
号は、Ａ／Ｄ変換器２５でデジタル変換され、測定照度
値としてコントローラ２６に送られる。このコントロー
ラ２６は、ゲイン決定時には測定照度値の大きさに応じ
て最適なゲイン値を決定する。定着時には、このゲイン
値を用いて紫外線ランプのフィードバック制御を行う。
この実施形態では、イエロー用紫外線ランプ１８に対し
て、フィードバック制御によって調光を行うが、マゼン
タ用紫外線ランプ１９はフル発光させている。勿論、マ
ゼンタ用紫外線ランプ１９も調光してもよい。

【００１９】紫外線ランプの調光が２５６段階の場合に
は、コントローラ２６は、ランプ制御値として「０」〜
「２５５」の範囲内の数値をインバータ２７，２８に送
る。例えば、ランプ制御値が「１５５」の場合には、紫
外線ランプを駆動するための駆動パルスのデューティ比
が５０％となる。ランプ制御値が「２５５」の場合に
は、デューティ比が１００％となる。Ａ／Ｄ変換器２５
から出力される測定照度値も、測定信号の大きさに応じ
て「０」〜「２５５」の範囲内の数値に変換される。

【００２０】コントローラ２６は、位置センサー２２か
らの信号によってカラー感熱記録紙１２の位置を検知
し、ドライバ２９を介してパルスモータ１６の回転速度
及び回転方向を制御する。

【００２１】図３は、イエロー用紫外線ランプのフィー
ドバック制御系を示すコントローラの機能ブロックであ
る。スイッチ３２は、ゲイン決定モードでは接点ａに接
触し、プリントモードでは接点ｂに接触する。このゲイ
ン決定モードでは、Ａ／Ｄ変換器２５から出力された測
定照度値がＬＵＴ（ルックアップテーブル）３３に送ら
れる。図４に示すように、ＬＵＴ３３には、測定照度値
とゲイン値の関係を表すテーブルデータが書き込まれて
おり、測定照度値をアドレスとすることで、ゲイン値Ｋ
をデータとして読み出すことができる。この読み出した
データは、書き込み可能のＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）３４
に書き込まれる。

【００２２】プリントモードでは、スイッチ３２を介し
て測定照度値が加え合わせ点３６に送られる。この加え
合わせ点３６は、所定の目標照度値と測定照度値との差
（照度値差）を算出する。乗算器３７には、ＲＯＭ３４
から読み出したゲイン値Ｋがセットされる。このゲイン
値Ｋを照度値差に乗算して補正値を求める。積分器３８
は、補正値を積分して、すなわち元のランプ制御値に補
正値を加算し、この加算結果をランプ制御値としてイン
バータ２７に送る。なお、マゼンタ用紫外線ランプ１９
は、調光せずにフル発光させるので、目標照度値として
「２５５」のランプ制御値がインバータ２８に直接に送
られる。

【００２３】次に上記実施形態の作用について説明す
る。工場での組み立て調整時や、紫外線ランプを交換し
た場合には、装置内部のスイッチを操作し、図５（Ａ）
に示すように、ゲイン決定モードにセットする。このゲ
イン決定モードでは、コントローラ２６は、スイッチ３
２を接点ａに切り換え、またランプ制御値として「２５
５」の値をインバータ２７に直接に出力する。

【００２４】インバータ２７は、「２５５」のランプ制
御値が入力されると、デューティ比が１００％の駆動パ
ルスを発生し、この駆動パルスでイエロー用紫外線ラン
プ１８を点灯させる。これにより、イエロー用紫外線ラ
ンプ１８はフル発光する。

【００２５】イエロー用紫外線ランプ１８がフル発光し
ているときに、照度センサー２１がイエロー用紫外線の
照度を測定する。この測定信号は、Ａ／Ｄ変換器２５で
デジタル変換される。得られた測定照度値をアドレス信
号としてＬＵＴ３３からゲイン値Ｋを読み出してメモリ
３４に記憶する。このゲイン決定モードによって、個々
のイエロー用紫外線ランプの発光特性に応じた最適なゲ
イン値Ｋが決定される。

【００２６】また、紫外線ランプは、使用するにつれて
経時劣化して発光強度が低下する。そこで、図５（Ｂ）
に示すように、プリント枚数が規定プリント枚数例えば
１０００枚プリントする毎に、ゲイン決定モードを実行
する。これは、プリント枚数をカウンタでカウントし、
そのカウント値が最大値「１０００」に達した時に、ゲ
イン設定モードが実行されるようにすればよい。

【００２７】カラー感熱プリンタで画像をプリントする
場合には、画像データを取り込んだ後にプリントキー
（図示せず）を操作する。このプリントキーが操作され
ると、コントローラ２６はプリントモードを実行する。
このプリントモードでは、ＲＯＭ３４に記憶されたゲイ
ン値Ｋが読み出されて乗算器３７にセットされ、またス
イッチ３２が接点ｂに切り換わる。

【００２８】次に、カラー感熱記録紙１２が給紙カセッ
ト（図示せず）から送り出され、サーマルヘッド１０に
向けて搬送される。この給紙中は、サーマルヘッド１０
がプラテンローラ１３から離れた退避位置にセットされ
ている。カラー感熱記録紙１２は、サーマルヘッド１０
とプラテンローラ１３との間を通過して搬送ローラ対１
５にニップされる。

【００２９】搬送ローラ対１５のニップ後に、パルスモ
ータ１６が回転してカラー感熱記録紙１２を搬送する。
この搬送中に、カラー感熱記録紙１２の先端が位置セン
サー２２で検出されると、イエロープリント工程が開始
される。まず、サーマルヘッド１０が時計方向に揺動し
て、カラー感熱記録紙１２を押圧したプリント位置へ移
動する。サーマルヘッド１０の発熱素子アレイ１０ａ
は、イエロー用発熱データで駆動され、カラー感熱記録
紙１２の記録エリア内にイエロー画像を１ラインずつ記
録する。

【００３０】また、イエロー画像の記録時に、コントロ
ーラ２６は、所定の目標照度値を加え合わせ点３６に送
る。点灯開始時には、この目標照度値がそのまま乗算器
３７に送られ、ゲイン値Ｋが乗算される。得られた補正
値は、ランプ制御値としてインバータ２７に送られる。
インバータ２７は、ランプ制御値に応じて駆動パルスの
デューティ比を設定する。この駆動パルスでイエロー用
紫外線ランプ１８が点灯する。

【００３１】イエロー用紫外線ランプ１８の点灯中に、
照度センサー２１がイエロー用紫外線の照度を測定す
る。この測定信号は、Ａ／Ｄ変換器２５でデジタル変換
され、得られた測定照度値がスイッチ３２を介して加え
合わせ点３６に送られる。この加え合わせ点３６は、目
標照度値と測定照度値との差を算出し、この照度値差を
乗算器３７に送る。

【００３２】乗算器３７は、照度値差にゲイン値Ｋを乗
算して補正値を求める。この補正値は積分器３８でもと
のランプ制御値に加算される。したがって、積分器３８
は、結果的に補正値を積分してランプ制御値を算出す
る。インバータ２７はランプ制御値に応じて駆動パルス
のデューティ比を設定する。

【００３３】このように、フィードバック制御を行うこ
とにより、イエロー用紫外線ランプ１８は、目標照度値
が得られる所定の発光強度に向かって減衰してゆく。こ
の際に、個々のイエロー用紫外線ランプの発光特性に応
じて最適なゲイン値Ｋに設定してあるから、振幅が小さ
な安定した減衰制御が行われ、かつ短時間で所定の発光
強度にすることができる。イエロー用紫外線ランプ１８
の発光強度が定常状態になった後も、フィードバック制
御が行われているから、発光強度が所定値に保たれる。

【００３４】フィードバック制御中のイエロー用紫外線
ランプ１８の下に、イエロー画像が記録された部分がく
ると、イエロー用紫外線ランプ１８から放出された近紫
外線が照射されて定着される。

【００３５】カラー感熱記録紙１２の搬送量は、パルス
モータ１６の駆動パルスをカウントすることで測定され
る。このカウント値から、カラー感熱記録紙１２の後端
が搬送ローラ対１５に近接した戻し開始位置に達したこ
とが検知されると、イエロー画像のプリント工程が終了
する。

【００３６】次に、コントローラ２６は、イエロー用紫
外線ランプ１８を消灯するとともに、サーマルヘッド１
０を反時計方向に揺動させて退避位置へ移動する。これ
とともに、パルスモータ１６の逆転を開始させ、カラー
感熱記録紙１２を図１に示すプリント開始位置へ戻す。

【００３７】カラー感熱記録紙１２がプリント開始位置
に戻されると、パルスモータ１６が正転を開始するとと
もに、サーマルヘッド１０がプリント位置へ移動してマ
ゼンタ画像の記録を開始する。このマゼンタ画像の記録
中には、コントローラ２６が「２５５」のランプ制御値
をインバータ２８に送って、マゼンタ用紫外線ランプ１
９をフル発光させる。

【００３８】マゼンタプリント工程では、記録エリア内
にマゼンタ画像が１ラインずつ記録される。このマゼン
タ画像が記録された部分がマゼンタ用紫外線ランプ１９
を通過する間に、フル発光中のマゼンタ用紫外線ランプ
１９から放出された紫外線でマゼンタ画像が定着され
る。このマゼンタ用紫外線ランプ１９は、排紙が終了す
るまで点灯している。

【００３９】マゼンタ画像のプリント工程が終了する
と、パルスモータ１６を逆転させて、カラー感熱記録紙
１２をプリント開始位置に戻す。次に、シアンプリント
工程が開始されると、パルスモータ１６が再び正転して
カラー感熱記録紙１２を一定速度で搬送する。この搬送
中に、サーマルヘッド１０は、シアン画像を１ラインず
つ記録エリア内に記録する。

【００４０】３色面順次でフルカラー画像が記録された
カラー感熱記録紙１２は、マゼンタ用紫外線が照射され
ながら排紙トレイ（図示せず）へ排出される。

【００４１】前記実施形態では、ゲイン値の決定時に紫
外線ランプをフル発光させているが、フル発光に限らず
所定の発光強度で発光させてもよい。また、イエロー画
像及びマゼンタ画像の定着は、カラー感熱記録紙１２の
送りだけではなく、戻しの両方に分けて行ってもよい。
こうすると、紫外線ランプは、発光強度の小さな小型で
安価なものを用いることができる。更に、イエロー用紫
外線ランプとマゼンタ用紫外線ランプとを適当な角度を
保って回転自在のホルダーに取り付け、このホルダーを
回転して一方の紫外線ランプをカラー感熱記録紙に対面
させてもよい。この場合には、イエロー，マゼンタとも
紫外線照射位置が同一位置となるとともに、プリント中
のカラー感熱記録紙の搬送距離が小さくなるから、感熱
プリンタの幅を小さくすることができる。

【００４２】なお、サイズが大きなプラテンドラムを用
い、この外周にカラー感熱記録紙を巻き付けて、１回転
毎に１色を記録してもよい。また、カラー感熱記録紙
は、イエロー感熱発色層，マゼンタ感熱発色層，シアン
感熱発色層の他に、ブラック感熱発色層を設けた４層構
造であってもよい。勿論、１色の感熱発色層を記録した
感熱記録紙を用いることができる。この場合には、紫外
線ランプは１種類でよい。

【００４３】

【発明の効果】上記構成を有する本発明は、フイードバ
ック制御系のゲイン値を個々の紫外線ランプの発光特性
に応じて最適な値に決定するから、紫外線ランプを短時
間で所定の発光強度に調節することができ、また振幅も
小さな安定した制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラー感熱プリンタの一例を示す概略
図である。

【図２】電気構成を示すブロック図である。

【図３】フィードバック制御系の機能ブロック図であ
る。

【図４】ＬＵＴのテーブルを示すグラフである。

【図５】ゲイン決定のフローチャートである。

【符号の説明】

１０ サーマルヘッド １２ カラー感熱記録紙 １５ 搬送ローラ対 １７ 定着装置 １８ イエロー用紫外線ランプ １９ マゼンタ用紫外線ランプ ２１ 照度センサー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サーマルヘッドで画像を感熱記録紙に記
   録してから、紫外線ランプからの紫外線を照射して定着
   する感熱プリンタにおいて、 前記紫外線ランプの照度を検出する照度センサーと、こ
   の照度センサーからの測定照度値と目標照度値との差を
   求める第１の演算手段と、この照度値差にゲイン値を乗
   算して補正値を求める第２の演算手段と、この補正値を
   元のランプ制御値に加算してランプ制御値を修正する第
   ３の演算手段と，この修正したランプ制御値に応じて紫
   外線ランプの発光強度を制御するランプ制御手段と、紫
   外線ランプの測定照度値とゲイン値との関係を記憶した
   メモリと、ゲイン設定時に紫外線ランプを所定のランプ
   制御値で発光させるとともに、照度センサーで紫外線ラ
   ンプの照度を測定し、この測定照度値からメモリを参照
   してゲイン値を決定するための制御手段とを設けたこと
   を特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、規定プリント枚数に達
   する毎にゲイン値の決定を行うことを特徴とする請求項
   １記載の定着装置。
3. 【請求項３】 前記ランプ制御手段はインバータであ
   り、ランプ制御値に基づいて、紫外線ランプに供給され
   るランプ駆動パルスのデューティ比を調節することを特
   徴とする請求項１又は２記載の定着装置。