JP2000318195A - 可変性出力密度を用いる感熱記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 解像度、出力、又は書込み速度に影響を及ぼ
さずに、出力密度を変えることによって広範囲の感熱材
料に画像形成をさせる。 【解決手段】 感熱記録プロセスの間に感熱材料（３）
上に画像形成を行うために使用される記録用スポット
（１）の出力密度は、全エネルギー、スキャン速度
（ｖ）、又は解像度を変えずに変化させられる。出力密
度の変化は、光学的解像度をアドレス指定能力よりも大
きくし、各ピクセル（１２）に書込むために、記録用ス
ポット（１）をスキャンすることによって達成される。
記録用スポット（１）が長方形であるとき、正方形又は
長方形のピクセルを作出でき、出力密度は、スキャン方
向において長方形の幅を変えることによって変化させう
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光による画像記録に
関する。本発明は特に感熱材料上の画像記録に関する。
感熱材料上の画像記録は、サーモグラフィ記録又はヒー
ト−モード記録としても知られる。

【０００２】

【従来の技術】画像は、感光（“ホトニック”）材料又
は感熱材料上で１個以上の光スポット（“記録用スポッ
ト”）をスキャンすることによって記録されることがで
きる。ハロゲン化銀フィルム、印刷板、ホトレジストな
どのホトニック材料上で画像を記録する際、露光速度又
は記録用スポット（典型的にはレーザースポット）の滞
留時間は、露光の合計が正しい限り、殆ど重要ではな
い。これは、周知の“相反法則”である。スキャンされ
た記録用スポットにてもたらされる露光は光出力と時間
の積である。ここで光出力とは記録用スポットにおいて
光によって伝送される出力であり、時間は記録用スポッ
トがある部分を露光する時間である。光出力は通常ワッ
トで測定され、露光はジュール又はワット−秒で測定さ
れる。

【０００３】感熱材料、即ちヒート−モード材料上に画
像を記録するとき、露光速度は重要である。このような
材料は、材料の温度を閾値を超える温度に上げることに
よって露光される。低露光速度（長時間の低出力）によ
っては温度の所望の増加は起きない。というのは、熱の
大部分は消失するから。一方、露光時間の短縮化及び非
常に高い出力の採用によっては、露光された材料の分解
又は消耗が起りうる。これにより、デブリスが生成さ
れ、材料が適切に機能しないようになる（材料が消耗に
よって機能するようになっていなければ）。後者の問題
はホトニック材料では存在しない。というのは、ホトニ
ック材料では通常、比較的に小さい露光の合計しか必要
ではないからである。

【０００４】露光装置が特定のスキャン速度を提供する
必要があるならば（所望の処理量又は生産性を達成する
ために）、そして材料が特定の感度（通常ジュール／ｃ
ｍ²で特定される）を有するならば、これらの２つのパ
ラメータによって必要な露光出力が決定される。１秒間
にＸｃｍ²が露光される必要があるならば、供給される
出力は、材料の感度の少なくとも“Ｘ”倍である必要が
ある。感熱画像形成で使用される大部分の材料の場合、
感度は範囲０．１−１ジュール／ｃｍ²であり、書込み
速度は１０−１００ｃｍ²／秒である。このために、範
囲１−１００Ｗの書込み出力が必要である。この出力値
が、書込みの高解像度（例えば、１−２０μｍ）のため
に、唯一の焦点をもつレーザービームに供給されるなら
ば、ビームの出力密度（ワット／ｃｍ²で表される）は
非常に高く、消耗が引き起こされる。

【０００５】出力密度を許容できない高レベルまで増加
させないで処理量を維持するための従来技術による解決
には、１本のレーザービームを多数の平行ビームに分割
すること（又は多数の平行レーザーを使用すること）が
ある。多数の平行ビームの各々は低出力を有し、材料上
をもっとゆっくりとスキャンする。このことにより、ス
ポット当たりの出力密度が減少する。このような多数ス
ポット装置において、出力が設定されると（所望の画像
形成速度を達成するために）、出力密度を変更すること
が難しい。

【０００６】図１（Ａ）及び（Ｂ）で示される別の従来
技術解決法は、図１（Ａ）及び（Ｂ）において“ａ”と
して示される必要なアドレス指定能力よりも大きいスポ
ットを使用することである。デジタル画像はピクセルか
ら形成され、通常、各ピクセルは、選択的に露光される
か、又は露光されないことができる（即ち、アドレス指
定能力は単一ピクセルである）。露光されるピクセルよ
りも大きい記録用スポットを提供することにより、スポ
ットにおける出力密度が減少する。しかし、この方法の
大きな欠点は解像度が失われることである。というの
は、各スポットは、単一ピクセルより大きいからであ
る。

【０００７】出力密度を制御する別の方法は、レーザー
をパルスにして、出力密度の平均を調整することであ
る。パルス化によりレーザーの信頼性が低下しがちであ
る。広範囲の感熱材料に画像形成ができる画像記録デバ
イスが必要である。解像度、出力、又は書込み速度に影
響を及ぼさずに、出力密度を変えられるこのようなデバ
イスが特に必要である。消耗性記録材料を用いるため
に、解像度、出力、又はレーザーデューティサイクルを
変化させずに、高出力密度を達成することが望ましいこ
ともある。理想的露光法とは、出力密度を非常に高い密
度（消耗性材料の場合、消耗性材料では１ＭＷ／ｃｍ²
のオーダーが必要でありうる）から低密度（露光された
とき、化学反応が起き、２００ＫＷ／ｃｍ²未満の出力
密度を必要としうる材料の場合）まで出力密度が変えら
れる方法である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題及び課題を解決するため
の手段】本発明の目的は、解像度、出力、又は書込み速
度に影響を及ぼさずに、出力密度を変えることによって
広範囲の感熱材料に画像形成ができる画像形成方法を提
供することにある。

【０００９】本発明は感熱記録材料の露光方法を提供す
る。この感熱記録材料の露光方法により、他の画像形成
パラメータに影響を与えずに、出力密度が変えられる。
本方法では、画像形成プロセスのアドレス指定能力より
も小さい光スポットを用い、各ピクセルが形成される各
区域上でこのスポットをスキャンする。１個のピクセル
は画像の最小要素として定義される。画像の最小要素は
アドレス指定能力の１ユニットに等しい。光スポットが
長方形であり、その長さが、スキャン方向とは垂直な方
向においてアドレス指定能力と等しい場合、その長方形
の狭い方の長さを変えることによって、出力密度は変え
られる。長方形の狭い方の長さが、スキャン方向におい
てアドレス指定能力よりも小さい限り、解像度は実際に
は影響を受けない。本発明の第２の利点は、このような
長方形スポットによって作出される露光機能が急激な遷
移を有することである。レーザー出力又は材料の感度が
変わりつつあってさえ、上記のことは、書込まれるピク
セルの大きさが維持されるのを助ける。

【００１０】本発明の一面は、材料上に複数のピクセル
から形成される画像を生成させる方法を提供する。本方
法は、スキャン方向においてピクセルよりも小さい記録
用スポットを生成させること；スキャン方向において記
録用（書込み用）スポットの大きさを選択することによ
って、記録用スポットの出力密度を、選択された材料上
への書込みのために適切であるように設定すること；及
び、スキャン方向においてピクセル上に記録用スポット
をスキャンさせることによって、一枚の選択された材料
上のピクセルに書込むこと；を含む。好適な実施の形態
では、記録用スポットは長方形であり、ピクセルの高さ
に等しい長さを有する。

【００１１】本発明の別の面は、感熱記録材料上に画像
を記録するための画像形成装置を提供する。画像形成装
置は、光源；画像が形成される感熱記録材料上のスポッ
トに光源からの光の焦点を合わせるための光学装置；及
び、スキャン方向において、画像が形成される記録材料
上でスポットをスキャンするスキャン機構；を備える。
スキャン方向に直交する方向におけるスポットの大きさ
を変えずに、スキャン方向での記録用スポットの大きさ
の調整が該光学装置により可能となることを本画像形成
装置は特徴とする。スキャン方向に直交する方向におけ
るスポットの大きさは、画像中でピクセルの高さに等し
いのが好ましい。好適な実施の形態では、スポットは長
方形であり、光学装置は、長方形スポットの狭い方の大
きさの調整が可能となるために適している。

【００１２】請求項１の発明によれば、材料上で複数の
ピクセルから形成される画像の形成方法において、 ａ）スキャン方向において、ピクセルよりも小さい記録
用スポットを形成すること； ｂ）スキャン方向において、記録用スポットの大きさを
選択することによって、記録用スポットの出力密度が、
選択された材料上での書込みに適切であるように設定す
ること；及び ｃ）スキャン方向にてピクセル上で記録用スポットをス
キャンすることによって、１枚の選択された材料上のピ
クセルに書込みを行うこと；を含む。

【００１３】請求項２の発明によれば、記録用スポット
は長方形であり、ピクセルの高さに等しい長さを有す
る。請求項３の発明によれば、記録用スポットの長さに
対する記録用スポットの幅（ｗ）の比は１以下である。

【００１４】請求項４の発明によれば、ピクセルは長方
形であり、スキャン方向はピクセルの側縁に平行な方向
である。請求項５の発明によれば、ピクセルは正方形で
ある。

【００１５】請求項６の発明によれば、記録用スポット
の出力密度の設定は、アナモルフィック光学要素を動か
してスキャン方向において記録用スポットの大きさを調
整することによって行う。

【００１６】請求項７の発明によれば、記録用スポット
の形成は、長方形の孔を備える光弁を光源により照射す
ることによって行う。請求項８の発明によれば、記録用
スポットの出力密度の設定は、光弁の孔を調整すること
によって行う。

【００１７】請求項９の発明によれば、 ａ）光源； ｂ）画像形成される感熱記録材料上のスポットに光源か
らの光の焦点を合わせるための光学装置； ｃ）スキャン方向にて、画像形成される記録材料上でス
ポットをスキャンするスキャン機構；を備える、感熱材
料上に画像を記録するための画像形成装置において、ス
キャン方向の直角方向における記録用スポットの大きさ
とはほぼ無関係に、スキャン方向における記録用スポッ
トの大きさの調整を光学装置により行う。

【００１８】請求項１０の発明によれば、記録用スポッ
トは長方形であり、長方形スポットの狭い方の大きさを
調整できるために光学装置は適している。請求項１１の
発明によれば、光学装置は取り外し可能なアナモルフィ
ック要素を備える。

【００１９】請求項１２の発明によれば、光学装置は、
長方形スポットの狭い方の大きさを連続的に調整するた
めに、移動可能なアナモルフィック要素を備える。請求
項１３の発明によれば、アナモルフィック要素は、プリ
ズム、円筒形レンズ、及び回折格子からなる群から選択
される。

【００２０】請求項１４の発明によれば、光学装置は光
弁を備え、光弁は長方形の孔を有し、光学装置は、感熱
記録材料上に長方形の孔の画像形成する。請求項１５の
発明によれば、光源はレーザーである。

【００２１】本発明の更なる特徴と利点を以下に記載す
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】図２（Ａ）と２（Ｂ）に言及す
る。記録可能な材料３が記録用スポット１によってスキ
ャンされ、グリッド２上に存在するピクセル１２から形
成される画像が作出される。記録用スポット１は、各ピ
クセル１２内の材料３を選択的に露光するか、又は露光
しない。グリッドピッチ“ａ”はアドレス指定能力とピ
クセルの大きさを決める。好適な実施の形態では、材料
３は感熱記録材料であり、スポットは、材料３上で同時
にスキャンされる複数のスポット１の一つである。

【００２３】高解像度を保つために、スポット１は、図
２（Ａ）と２（Ｂ）で示されるように他のピクセルと重
なりあわずに、グリッド２の１個のピクセル１２内に完
全に合うことが望ましい。このことは特に、感熱記録の
ために重要である。重なりあいはレーザー出力のかなり
の損失を意味する。というのは、記録される材料の温度
は、第１のスポットを記録し、重なり合い部分を記録
し、第２スポットを記録する間で下がるからである。こ
の熱損失は、物体が連続的の代わりに間欠的に加熱され
るときに生じる熱損失に匹敵する。

【００２４】図２（Ａ）及び（Ｂ）において、スポット
１は長方形スポットである。その長方形スポットは、各
ピクセル１２の高さに等しい長さと、各ピクセル１２の
幅未満の幅ｗを有する。スポット１は、各ピクセル１２
の全面積（１グリッドユニット）をカバーするようにス
キャンされる。そのスキャンは、画像のスキャン全体の
一部として達成される。画像をスキャンするために、ス
ポット１は、速度ｖで材料３に対し動く必要がある。相
対的動きは、スポット１又は材料３（又は両方）を動か
すことによって起こる。

【００２５】スキャン方向が“ｖ”で示され、長方形ス
ポット１の幅が“ｗ”であるならば、レーザースポット
１が材料の任意の点に滞留する時間はｗ／ｖである。ｗ
が減少すれば、滞留時間は減少し、出力密度は増加す
る。というのは、スポットの全出力は面積ａ×ｗに広が
り、出力密度はｐ÷（ａ×ｗ）（ｐはスポット１当たり
の出力である）となる。ｗをｗ＝ａまで増加させると、
解像度に材料的に影響を与えずに、出力密度が減少する
（材料が性質において２相系で、ピーク露光の半分で転
換点をもつならば、理論的には解像度は全く影響されな
い）。ｗ＜ａならばまた、スキャン方向において、露光
されたスポットの縁を鋭くするという所望の効果が生じ
る。

【００２６】本発明で使用するために、長方形スポット
を作出するために使用できる多数の公知の方法がある。
普通の方法は、長方形に照射された孔の像をつくること
である。本発明の好適な実施の形態では、長方形の孔を
有する光弁が、レーザーからのビームを調節するために
使用される。光弁の活性な孔は典型的には長方形であ
る。光弁の孔を変化させることによって、又は材料上に
孔の像をつくる光学装置内にアナモルフィク光学要素を
導入することによって、幅ｗは変えられる。例えば、ア
ナモルフィック要素は、光弁と画像形成レンズの間に挿
入できる。

【００２７】図３（Ａ）及び（Ｂ）はレーザーダイオー
ド（光源）５を示す。レーザーダイオード（光源）５は
光弁６を照射する。光弁６はレンズ７により材料３上に
投影され、光の長方形スポット１が形成される。図３
（Ａ）においてスポット１での光の強度プロフィールは
模式グラフ９によって示される。ビーム中へのアナモル
フィック要素８の挿入によって、模式プロット１０によ
って示されるように、スポット１は１次元で広げられ
る。ビーム中の出力は同じままであるので（即ち、グラ
フ９と１０の下の面積は等しい）、スポット１が広がる
ことによって、スポット１の出力密度が減少する。

【００２８】アナモルフィック要素８は、プリズム、円
筒形レンズ、回折格子、又は他の適切なアナモルフィッ
ク光学要素を含みうる。図３の装置のような装置は、連
続的にレンズ７に対し要素８の位置を変えることによっ
て、幅ｗを連続的に変えるように製造できる。

【００２９】上記の開示から当業者には明白なように、
本発明の思想又は範囲から離れずに、本発明の実施にお
いて多くの変更や改変が可能である。従って、本発明の
範囲は、請求の範囲に基づき解釈されるべきである。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、解像度、出力、又は書込み速
度に影響を及ぼさずに、出力密度を変えることにより広
範囲の感熱材料に画像形成ができるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （Ａ）記録用スポットの出力密度を変えられ
る従来技術の記録方法を示す略体図、（Ｂ）記録用スポ
ットの出力密度を変えられる従来技術の記録方法を示す
略体図。

【図２】 （Ａ）本発明の一つの好適な実施の形態によ
る記録及び出力密度変更の方法を示す略体図、（Ｂ）本
発明の一つの好適な実施の形態による記録及び出力密度
変更の方法を示す略体図。

【図３】 （Ａ）スキャンスポットの幅を調整するため
に、アナモルフィック光学要素が光学装置中に挿入され
ている本発明の装置を示す略体図、（Ｂ）スキャンスポ
ットの幅を調整するために、アナモルフィック光学要素
が光学装置中に挿入されている本発明の装置を示す略体
図。

【符号の説明】

１…記録用スポット、３…材料、１２…ピクセル。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 材料（３）上で複数のピクセル（１２）
   から形成される画像の形成方法において、 ａ）スキャン方向において、ピクセルよりも小さい記録
   用スポット（１）を形成すること； ｂ）スキャン方向において、記録用スポット（１）の大
   きさを選択することによって、記録用スポット（１）の
   出力密度が、選択された材料（３）上での書込みに適切
   であるように設定すること；及び ｃ）スキャン方向にてピクセル上で記録用スポット
   （１）をスキャンすることによって、１枚の選択された
   材料（３）上のピクセル（１２）に書込みを行うこと；
   を含むことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 記録用スポット（１）は長方形であり、
   ピクセル（１２）の高さに等しい長さを有することを特
   徴とする請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 記録用スポット（１）の長さに対する記
   録用スポット（１）の幅（ｗ）の比は１以下であること
   を特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 【請求項４】 ピクセル（１２）は長方形であり、スキ
   ャン方向はピクセル（１２）の側縁に平行な方向である
   ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
5. 【請求項５】 ピクセル（１２）は正方形であることを
   特徴とする請求項３に記載の方法。
6. 【請求項６】 記録用スポット（１）の出力密度の設定
   は、アナモルフィック光学要素（８）を動かしてスキャ
   ン方向において記録用スポット（１）の大きさを調整す
   ることによって行うことを特徴とする請求項１〜５のい
   ずれか１項に記載の方法。
7. 【請求項７】 記録用スポット（１）の形成は、長方形
   の孔を備える光弁（６）を光源（５）により照射するこ
   とによって行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれ
   か１項に記載の方法。
8. 【請求項８】 記録用スポット（１）の出力密度の設定
   は、光弁（６）の孔を調整することによって行うことを
   特徴とする請求項６に記載の方法。
9. 【請求項９】 ａ）光源（５）； ｂ）画像形成される感熱記録材料（３）上のスポットに
   光源（５）からの光の焦点を合わせるための光学装置； ｃ）スキャン方向にて、画像形成される記録材料（３）
   上でスポットをスキャンするスキャン機構；を備える、
   感熱材料（３）上に画像を記録するための画像形成装置
   において、スキャン方向と直交する方向における記録用
   スポット（１）の大きさにはほぼ関わりなく、スキャン
   方向における記録用スポット（１）の大きさの調整を光
   学装置により行うことを特徴とする画像形成装置。
10. 【請求項１０】 記録用スポット（１）は長方形であ
    り、長方形スポットの狭い方の寸法を調整するために光
    学装置は適していることを特徴とする請求項９に記載の
    画像形成装置。
11. 【請求項１１】 光学装置は取り外し可能なアナモルフ
    ィック要素（８）を備えることを特徴とする請求項１０
    に記載の画像形成装置。
12. 【請求項１２】 光学装置は、長方形スポットの狭い方
    の寸法を連続的に調整するために、移動可能なアナモル
    フィック要素（８）を備えることを特徴とする請求項１
    ０に記載の画像形成装置。
13. 【請求項１３】 アナモルフィック要素（８）は、プリ
    ズム、円筒形レンズ、及び回折格子のうちの一つから選
    択されることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の
    画像形成装置。
14. 【請求項１４】 光学装置は光弁（６）を備え、光弁
    （６）は長方形の孔を有し、光学装置は、感熱記録材料
    （３）上に長方形の孔の画像形成することを特徴とする
    請求項９〜１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
15. 【請求項１５】 光源（５）はレーザーであることを特
    徴とする請求項９〜１３のいずれか１項に記載の画像形
    成装置。