JP3637629B2 - Recording method - Google Patents

Description

【００１６】
従って、フルカラープリンタ等のプリンタとして、銀塩写真と同等以上の解像度と階調性を持ち、プリント時の廃棄物の発生を抑制し、普通紙に転写可能であり、低ランニングコストで、小型、軽量で、かつ即時性を兼ね備えた方式の実現が切望されていた。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記した熱転写方式とインクジェット方式の双方の利点を生かしつつ、それらの欠点を同時に解消して、高画質と即時性を兼ね備え、装置の小型、軽量化が可能であり、廃棄物が発生せずに、普通紙にも転写可能であり、低消費電力及び低ランニングコストで実施できる記録方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、記録ヘッドの記録液飛翔部（例えば記録液加熱部）に記録液を供給し、前記記録液飛翔部にて例えば加熱により前記記録液の状態を変化させて液滴を生成させ、この液滴を前記記録ヘッドと対向配置された被記録体へ移行させるようにした記録方法において、
サイズ及び間隔がそれぞれ０．１〜１０μｍである柱状体からなる多孔性構造体を前 記記録液飛翔部に形成し、前記多孔性構造体に供給された前記記録液を液滴化し、生成 する液滴を前記記録ヘッドと所定の間隙、特に１０〜５００μｍの間隙を置いて対向配 置された前記被記録体へ飛翔させる
ことを特徴とする記録方法に係るものである。
【００１９】
本発明の記録方法によれば、上記の多孔性構造体を記録液飛翔部に設けることによってその表面積が増加し、記録液を毛細管現象により記録液飛翔部へと常時供給し、かつそこに保持することができ、この状態で液滴化手段である例えば加熱手段（例えば、レーザ光）により記録情報に応じた熱量を選択的に加えることによって、記録液の一部を蒸発させて圧力上昇を起こし、カラービデオカメラ等で作成された電気的な画像に対応した記録情報に応じた量の記録材を微小な液滴にして被記録体へ移行させ、この被記録体上に転写することになる。
【００２０】
この場合、公知のインクジェット方式と比較して、上記の多孔性構造体のもつ微細孔から、これに対応して、従来のインクジェット方式のノズルに比べてずっと小さいサイズの液滴（マイクロドット）を多数形成でき、かつ記録液飛翔部への記録情報に対応した加熱エネルギー等の印加エネルギーに応じて液滴の生成数（即ち、飛翔する液滴量）を自由に制御することができるので、本発明の記録方法は、多値濃度階調が可能になり、銀塩方式の画像と同等若しくはそれ以上の画質を持つ記録（例えば、フルカラー画像）を得ることができる。
【００２１】
即ち、本発明によって、オンデマンドで非常に微小な記録液滴の転写が可能である独得の構造を持つヘッドを使用して、少なくとも１色当たり１画素内で 128階調若しくはそれ以上の濃度階調表現が可能であるインクジェット方式を実現できる。
【００２２】
本発明の記録方法において、上記の多孔性構造体の作用は非常に重要であって、特に、サイズ及び間隔がそれぞれ 0.1〜10μｍ（横方向の代表的寸法が特に 0.2〜３μｍ、高さ方向の代表的寸法が２〜15μｍ）である柱状体等によって多孔性構造体を形成し、記録情報に応じて記録液を加熱等によって液滴化し、生成する液滴を記録ヘッドと10〜500 μｍの間隙を置いて対向配置された被記録体へ飛翔させることが望ましい。
【００２３】
上記の多孔性構造体を形成する柱状体等からなる多孔体として、高さ１〜20μｍ（特に１〜15μｍ）、直径又は一辺 0.1〜５μｍ（特に 0.5〜３μｍ）、間隔 0.1〜５μｍ（特に 0.5〜３μｍ）であって、特に 300℃以上の耐熱性を持つ突起が、縦方向と横方向においてそれぞれ２〜100 行と２〜100 列（望ましくは３行以上、３列以上）の範囲でマトリクス状に並んだパターンをなしているのが望ましい。
【００２４】
そして、記録ヘッドの記録液飛翔部で消費された記録液をその供給通路から前記飛翔部に連続的にかつ自発的に補給することができる。
【００２５】
また、記録液の液滴化は、加熱手段又は機械的手段（例えば機械的手段としての連続振動発生方式（ピエゾ方式）、静電吸引方式）によって行える。これらの加熱手段又は機械的手段は、上記の多孔性構造体の手前（即ち、記録液の飛翔側とは反対側）に配することができる。
【００２６】
記録液の液滴化のための加熱は、レーザ光の照射によって行えるが、記録情報に応じて出力の変化が可能なレーザと、記録ヘッドの記録液加熱部に設けられたレーザ光吸収性のある光熱変換体とを使用するのがよい。或いは、記録液の加熱源は、加熱部に設けられた発熱体を用い、抵抗加熱によって行ってもよい。
【００２７】
また、記録液の液滴化を良好に行うには、記録液を飛翔部に十分に保持しておくことが必要であり、このためには、非記録時において多孔性構造体の先端を記録液面よりも０〜50μｍ深く位置させておくのがよい。
【００２８】
そして、記録液の液滴量をコントロールして濃度変調を良好に行う上で、多孔性構造体の底部に気泡形成用の発熱体（ヒータ）を配することによって、多孔性構造体の小孔内で発熱体による加熱エネルギーに対応した量の小さい気泡を発生させ、この気泡による噴出効果により小孔サイズで所望の量の液滴を形成することができる。
【００２９】
本発明の記録方法に使用する記録液は、分散染料、油溶性染料、塩基性染料、酸性染料、カチオン染料及び直接染料からなる群より選ばれた染料、或いは、フタロシアニン、カーボンブラック等の顔料と、これらの染料又は顔料を溶解若しくは分散させる物質とを含有するものである。こうした物質は、気化により50倍以上の体積膨張をし、前記染料又は顔料を溶解若しくは分散させかつ融点が 150℃以下、沸点が 150〜350 ℃の範囲の物質からなっているのがよい（この物質には、水又は水溶性有機溶媒等の溶媒や必要に応じて分散剤等を使用可能）。この物質の含有量は、染料又は顔料１重量部に対して通常は２〜100 重量部であり、３〜30重量部がよく、８〜20重量部が更によい。
【００３０】
そして、記録の多色化（特にフルカラー化）を達成するには、減法混色の三原色のうち１色を呈する染料を含有する記録液と、この染料とは異なる減法混色の三原色の色を呈する少なくとも１種類の染料を含有する記録液とをそれぞれ選択的に加熱し、例えば、この操作をイエロー、マゼンタ、シアンに分解された画像信号についてそれぞれ繰り返すことによってフルカラー化を達成できる。
【００３１】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００３２】
図１〜図９は、本発明を非接触方式のサーマル型インクジェットプリンタ（例えばビデオプリンタ：以下、同様）に適用した実施例を示すものである。
【００３３】
本実施例の記録方式には、図１に示す構造のヘッド70をレーザ光による加熱用として使用し、また、レーザ光の吸収性を向上させるためには図２に示す構造のヘッド70を使用するのがよい。
【００３４】
図１及び図２に示すヘッド70、70は基本的には同じ構造からなっているが、図２では記録液（染料）加熱部又は気化部53にレーザ光吸収性のある光熱変換体60を設けている。そして、染料とキャリアとからなる記録液62を収容し、対向する印画紙80との間に一定の微小空隙51を設けている。
【００３５】
そして、レーザ光Ｌ等の適当な加熱手段により記録部上の液化染料（記録液）62を選択的に加熱して微小液滴化し、空隙51を飛翔によって移動させ、被記録体80上に連続的な階調を持つ画像が得られる。この操作を減法混色の三原色であるイエロー、マゼンタ、シアンに分解された画像信号についてそれぞれ繰り返すことで、フルカラー化が達成できる。
【００３６】
ここで、上記の空隙51は10〜500 μｍであるのが好ましく、特に50〜200 μｍであることが好ましい。空隙が10μｍ未満であると、ヘッドの移動中にヘッドが印画紙と接触する可能性が高く、画像転写の安定性が低下し易い。空隙51が 500μｍを超えると、記録液滴が効率良く印画紙に到達せず、転写感度と画像の解像度が低下し易い。
【００３７】
この記録方式では、印画紙80を記録ヘッド70に対して例えば上方側で対向させ、気化部57の上面付近に、レーザ18から出射されてレンズ19で集光されたレーザ光Ｌを照射して記録液滴82を上方に飛翔若しくは移行させるのがよい。
【００３８】
また、レーザ光透過性のあるヘッドベース54に染料溜め55を設け、ヘッドベース54上に固定したスペーサ58との間に液化染料（記録液）62を収容し、ここから染料通路67を経て気化部57に連続的に供給する。この場合、気化部57への染料の供給効率及び気化効率の向上のために、毛細管現象を利用して染料の供給及び保持を行う多数の小柱体61からなる微小凹凸を気化部57に設けている。
【００３９】
これらの小柱体61は、 300℃以上の耐熱性を有していて、高さが１〜20μｍ（望ましくは１〜15μｍ、更に２〜15μｍ、更には３〜10μｍ）、直径又は一辺の長さｔが 0.1〜５μｍ（望ましくは 0.2〜３μｍ、更に 0.5〜３μｍ、更には１〜３μｍ）、柱と柱の間隔ｄが 0.1〜５μｍ（望ましくは 0.5〜３μｍ、更には１〜３μｍ）である断面円形、正方形又は長方形の円柱あるいは角柱が多数並ぶ構造を有している（図３及び図４参照）。
【００４０】
この柱体構造は、表面積が大きいために、毛細管現象によって記録液体を加熱部（転写部又は気化部）に自発的に導入すると共に、転写時に転写部の中心が局所的に加熱されても表面張力の温度依存性により記録液体が非加熱部に移動する現象（逃げ現象）を防止する働きをする。これと同様の効果は、図４に示す他の板構造、迷路構造、十字構造でも実現できる。
【００４１】
この場合、柱61の高さが１μｍ未満では、転写時の逃げ現象を防止し難くなり、また、20μｍを超えると記録液体が多すぎて効率よく加熱することが困難となる。柱61の直径又は一辺の長さが 0.1μｍ未満では記録のための加熱で生じる流体の波動で柱が破損し易くなり、また、５μｍを超えると記録液体の占有できる体積が小さく、転写感度が低下し易い。柱61と柱61との間隔が 0.1μｍ未満であると記録液体の占有できる体積が小さく、転写感度が低下し易く、また、５μｍを超えると転写時の逃げ現象を防止し難い。これと同様の微小構造のサイズ制限は図４に示す他の板構造、迷路構造、十字構造にも適用される。
【００４２】
小柱体61の平面形状は、図４に示すように、正方形、矩形、十字状等、種々のものを採用してよく、また、その集合体の平面パターンは、縦方向と横方向においてそれぞれ２〜100 行と２〜100 列の範囲内で特に３行以上、３列以上のマトリクス状となるように選択可能である。
【００４３】
そして、上記の空隙51を保持し、Ｘ方向に移動する印画紙80をガイドするために、スペーサ58上に保護板59を固定している。この保護板59には、上記の液化状態を保持するためのヒータ56が仮想線のように埋設されてよいが、ここではヒータ56は染料収容部のベース54の外面に固定される。或いは、上記の通路67及び染料溜め55内に配設することができる。
【００４４】
本例に使用する記録ヘッドにおいて、主としてベース54はガラス、金属、シリコン、セラミック等の耐熱性の良い無機物で構成されるか、或いは、ポリイミド、アラミド等の 300℃以上の耐熱性を具備する有機高分子で構成される。このヘッドに適当な保温装置を設けることによって、融点が室温以上である記録液体の使用も可能になる。
【００４５】
また、転写部57とインクタンク55の間の記録液体を補給するための供給通路67は、50μm²以上の断面積があり、かつ記録液体62の粘性率が 150℃以下で10cps 以下とすれば、速やかに記録液体62を転写部へ供給でき、転写中に感度が低下することはない。
【００４６】
記録液体62中の色材として、分散染料、油溶性染料、塩基性染料、酸性染料、カチオン染料及び直接染料等からなる群より選ばれた染料、或いは、フタロシアニンやカーボンブラック等の顔料を使用できる。これらの染料又は顔料は、色相や感度を調整するために２種類以上を混合して使用してもよい。
【００４７】
そして、記録液体の一部を加熱により蒸発させて圧力上昇を起こし、画像情報に応じた量の色材を微小な液滴にして空隙51中を移動せしめ、記録紙80上に転写するためには、気化することによって50倍以上の体積膨張をし、前記染料又は顔料を溶解若しくは分散させ、融点が 150℃以下、１気圧での沸点が 150〜350 ℃の物質（キャリア）を添加することが好ましい。
【００４８】
キャリアの沸点が水のように 150℃未満であると、転写ヘッドの転写部上で速やかに蒸発して失われてしまい、記録液体中の色材だけが残留し易く、また、沸点が 350℃を超えると、記録のための加熱を行っても効率よくキャリアの体積膨張が行われ難くなる。
【００４９】
キャリアは無色透明であり、かつ上記の染料又は顔料類を溶解若しくは分散する性能を持つことが好ましい。更に、沸点以下で熱分解を起こさないことが好ましい。
【００５０】
具体的には、エチレングリコール、グリセリン、プロパンジオール、ブタンジオール等の多価アルコール類、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール等の前記多価アルコールのエーテル類、直鎖パラフィン系炭化水素類、側鎖を持つパラフィン系炭化水素類、鎖中にエステル結合を持つパラフィン系炭化水素類、鎖中にカルボニル基を持つパラフィン系炭化水素等が好ましい。
【００５１】
水、アルコールのような低沸点物質は転写部で速やかに蒸発により失われるために、そのままでは使用できないが、前記のキャリア中に界面活性剤を添加して１μｍ以下のサイズを持つエマルジョンとして分散させれば使用可能である。
【００５２】
こうした界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルエステル類、ポリオキシエチレンフェノールエーテル類等の非イオン系界面活性剤、高級脂肪酸アミン塩類、アルキルピリジニウム塩類等のカチオン系界面活性剤、高級スルホン酸アルカリ塩等の両性界面活性剤、脂肪酸アルカリ塩等のアニオン系界面活性剤、ポリジメチルシロキサン等のシリコン系界面活性剤等が好ましい。
【００５３】
これらの染料又は顔料類、キャリア類、界面活性剤類に熱劣化し易い不純物が含有されると、転写部を加熱して転写を行う時に熱劣化物が転写部の柱状体61に付着することがある。この現象は、染料又は顔料類、キャリア類、界面活性剤類をカラムクロマトグラフィー法、昇華精製法、再結晶法、再沈法等の手段で精製することによって防止できる。
【００５４】
本実施例の記録方式に適した記録媒体は、染料受容層80ａを有する印画紙80であってよく、転写染料と適当な相溶性を持ち、転写染料を容易に受容して染料本来の発色を促進し、かつ染料を固定する作用があれば、どのような印画紙でも使用可能である。
【００５５】
例えば、分散染料に対しては、分散染料と相溶性の良いポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アセテート樹脂等を基紙表面にコートした印画紙などが好ましい。酸性染料、直接染料は普通紙、アート紙等が好ましい。
【００５６】
特に、前記キャリアがワックス系の材料であると、ワックス中に染料又は顔料が溶解若しくは分散して発色するので、ワックスを受容できる性質を持つ材料であれば、普通紙以外にも、ティッシュペーパーや布類にも転写定着可能である。定着法としては、転写後の画像を加温して印画紙表面の転写染料を受容層内部に浸透させる方式も可能である。
【００５７】
本発明による転写方式の加熱手段は大きく分けて、熱ヘッドによる方法、レーザ光による方法、レーザ光とレーザ光の波長領域を含む吸収を持ち、光エネルギーを熱エネルギーに変換する材料（光熱変換体）とを組み合わせる方法がある。
【００５８】
レーザ光を使用する場合には、解像度が著しく向上すると共に、レーザ光密度を光学系で大きくすることにより集中的な加熱が可能となり、到達温度が上がり、その結果として熱効率が向上するという特徴がある。
【００５９】
特に、半導体マルチレーザ（数個から数百個の半導体レーザ素子がライン上に並んだ構造を持つレーザ）を使用することによって、１画面を転写する時間は大幅に短縮される。但し、光熱変換体（図２中の60）は、連続的にレーザ光の光エネルギーを吸収するために、耐熱性を十分に満足するものでなければならない。
【００６０】
従って、この方式の光熱変換体60としては、レーザの発光波長に一致する吸収を持つ金属薄膜、金属薄膜と高誘電率を持つセラミック薄膜との２層膜等の薄膜系光吸収体を図２のように転写部に直接設ける他に、カーボンブラック、金属微粒子等の微粒子系光吸収体や、フタロシアニン系色素、ナフタロシアニン系色素、シアニン系色素、アントラキノン系色素等の有機系色素、有機金属系色素等、耐熱性の優れた染料又は顔料を転写染料に均一に分散して使用しても良い。
【００６１】
後者の場合、レッド、グリーン、ブルーの波長を持つ３種類のガスレーザや半導体レーザ又は波長変換素子を用いて、発光波長を変えたレーザを加熱源として同時に使用すれば、記録液自体がレーザ光を吸収するため、光熱変換層又は光熱変換体の付加は不必要である。
【００６２】
上記したヘッドを含むプリンタヘッド全体は、図５に明示するように、例えばフルカラー用としてシアン、マゼンタ及びイエローの各染料溜め55Ｃ、55Ｍ、55Ｙを共通のベース54に設けて各収容部又は供給ヘッド部70Ｃ、70Ｍ、70Ｙを構成し（図６参照）、各色用の液体を12〜24個の多数のドットを形成する列状の気化部57Ｃ、57Ｍ、57Ｙに供給する。
【００６３】
各気化部に対しては、対応するレーザ（特に半導体レーザチップ）18を例えば24個アレイ状に配したマルチレーザアレイ30から出射される各レーザ光を多数の集光レンズ19を配したマイクロレンズアレイ31によってそれぞれ集光する（36はレーザ光Ｌを直角方向に導くためのミラー）。
【００６４】
集光レンズとしては、図示したレンズ系でもよいが、仮想線で示す１枚の径大の集光レンズ38を使用して良い。このレンズ38は、光入射位置に応じて光出射位置が上記の各気化部57Ｃ、57Ｍ、57Ｙに相当するように屈折経路が変化するように形成されたものである。なお、マルチレーザアレイ30は、基板33に設けたコントロールＩＣ34によって駆動制御し、またヒートシンク35によって十分に放熱できるようになっている。
【００６５】
なお、モノカラー印刷の場合は、図７に示すように、１次元レーザアレイ30を作製し、それぞれのレーザ素子を独立かつ並列に動作できる構造にすることによって、簡単にビーム数の一倍以上の印刷速度が得られる（例えば24ビームのレーザアレイを用いれば24倍の速度となる）。
【００６６】
上記したプリンタヘッド70は、染料収容部において記録ドット数に対応した個数分だけ液体62をドット状に収容すると共に、レーザ18も記録ドット数の各発光点18ａを有するアレイ状に配したものである。
【００６７】
また、上記したプリンタヘッド70を有するプリンタは、縦方向（Ｘ方向）の紙送りと、Ｘ方向と直交方向のヘッドの横方向（Ｙ方向）スキャンとによって、印刷を行うものであり、これらの縦方向の紙送りと横方向のヘッドスキャンは交互に行うように構成されている。
【００６８】
図８に示すように、このプリンタ91において、例えば多色印刷用のプリンタヘッド70は、送りねじ機構からなるヘッド送り軸92とヘッド支軸93とにより、印画紙80の紙送り方向Ｘと直交するヘッド送り方向Ｙに往復移動自在にしてある。
【００６９】
また、ヘッド70の上側には、印画紙80を挟むように支持するヘッド受けローラ94が回転自在に設けられている。そして、印画紙80は、紙送り駆動ローラ95と従動ローラ96との間に挟持されて紙送り方向Ｘに移動するようになっている。
【００７０】
なお、ヘッド70は、フレキシブルハーネス97を介してヘッド駆動回路基板（図示せず）等に接続されている。
【００７１】
本実施例の記録方式は、上記した如き熱転写記録方式とインクジェット方式の双方の利点を生かしつつ、廃棄物及び転写エネルギーを低減し、プリンタを小型、軽量化するために、上記した非接触方式のサーマル型インクジェットプリンタを使用するものである。
【００７２】
即ち、この記録方式によれば、熱溶融性の染料とキャリアを含む記録液62を気化部57に有する記録ヘッド（例えばシリアル型のプリンタヘッド）40と、加熱によって生じた記録液滴82を受容する受容層80ａを持つ被記録体（印画紙）80との間に10μｍ〜100 μｍの範囲の微小空隙51を設けている。
【００７３】
そして、レーザ光Ｌの照射によって、記録ヘッド70の気化部57の染料収容部に収容した記録液62をその沸点近傍まで選択的に加熱して液滴化させ、この液滴82を空隙51内で飛翔させて、気化穴53から被記録体である印画紙80上に転写し、連続的な階調を持つ画像を得る。この操作を減法混色の三原色であるイエロー、マゼンタ、シアンに分解された画像信号についてそれぞれ繰り返すことによって、フルカラー化を達成できる。
【００７４】
この場合、図９に拡大図示するように、気化部57において多数の小柱体61を微細に設けているので、レーザ光Ｌによる加熱で小柱体61−61間の微小な間隙（即ち、微細孔）からこのサイズに対応して、図19及び図20に示した従来のインクジェット方式のノズルによる場合に比べてずっと小さいサイズの液滴（マイクロドット）82を多数形成でき、しかも画像情報に対応したレーザ光Ｌの加熱エネルギーに応じて液滴82の生成数を任意にコントロールできる。この結果、多値濃度階調を高解像度に得ることができる。なお、記録液62の液滴化を良好に行うには、特に非記録時において、記録液62の液面と小柱体61の上端との距離ｈ（即ち、記録液面からの小柱体62の上端の深さ）を０〜50μｍとし、記録液を小柱体上に十分に保持するのがよい。
【００７５】
なお、この記録方式では、印画紙80を記録ヘッド70に対して例えば上方側で対向させ、気化部57の上面付近に、レーザ18から出射されてレンズ19で集光されたレーザ光Ｌを照射して液滴82を上方に飛翔若しくは移行させるのがよい。
【００７６】
また、レーザ光透過性のあるヘッドベース５４に染料溜め５５を設け、ヘッドベース５４上に固定した蓋体を兼ねたスペーサ５８との間に液化染料６２を収容し、ここから染料通路６７を経て気化部５７に液化染料６２を供給する。この場合、気化部５７への染料の供給効率及び気化効率の向上のために、発熱によって生じる染料の表面張力低下による染料逃げを防止し、毛細管現象を利用して継続的な染料の供給及び保持を行うために、図１や図２では小柱体６１を設けたが、参考例として図１０のように、小さなビーズ６１’からなるビーズ集合体を気化部５７に設けることができる。
【００７７】
上記したように、このサーマル型インクジェットプリンタによれば、記録に消費される染料については、その失われた分だけを染料溜めから液化状態で気化部へ自発的若しくは強制的に流すことにより、或いは、適当な基体上に連続的に塗布され、その基体が転写部に移動することにより、気化部へ連続的に供給することができる。これは、染料がバインダ樹脂を殆ど含有しないために、可能となる。
【００７８】
従って、記録に関与する気化部は、繰り返して多数回使用できるので、既述しサーマルヘッドを用いた熱転写方式においてはインクシートが１回限りの使い捨てであるのに対し、省資源及び環境保護の面で有利である。
【００７９】
また、液滴を飛翔させる方法であるために、染料層と被記録体（印画紙）とが接触しないで記録を行え、従って、２回目以降のプリント時に既述したサーマルヘッドを用いた熱転写方式でみられるような染料の逆転写、混色は生じることがないと共に、加熱部分は気化部を含むヘッドのみとなり、上述した熱転写方式に比べて著しく消費電力が低減する。
【００８０】
同時に、染料の供給に上述したインクシートではなく小体積の染料溜めを使用するために、プリンタを小型、軽量化できる。
【００８１】
また、この記録方式は、染料液滴の飛翔を利用したものであるために、既述のサーマルヘッドを用いた熱転写方式のように被記録体の染料受容層を加熱する必要がなく、インクシートと被記録体とを高い圧力で押し付ける必要もなく、この点でもプリンタの小型化、軽量化に有利である。
【００８２】
そして、気化部の染料層と被記録体とが接触しないために、それらの間で熱融着が起こり得ないだけではなく、染料と受容層樹脂の相溶性が小さくても記録可能である。従って、染料及び受容層樹脂の設計、選択の幅が著しく広がる。
【００８３】
また、染料の液滴化のための熱エネルギー供給源として、光源に半導体レーザ18を用いることを基本としているが、半導体レーザは電力から光への変換効率が高く、その上、指向性、集光性に優れているので、染料の熱エネルギー伝達効率も非常に高い。従って、従来方式（上記のサーマルヘッドによる熱転写やインクジェット）に比べてトータルのエネルギー利用効率が格段に高くなり、小型化や省電力化に有利になるという特徴も有する。
【００８４】
さらに、従来のインクジェット方式のカラープリンタでは、階調表現が難しいが、半導体レーザは出力パワーやパルス幅等の制御が容易であるため、上記の記録方式では簡単に多階調表現が実現できる。即ち、カラービデオカメラ等で作り出された電気的な画像を半導体レーザによって画像信号に応じた染料転写に変換し、銀塩写真に匹敵する少なくとも１色当たり 128階調を持つフルカラー画像を形成することができる。
【００８５】
図11〜図13は、本発明を非接触方式のサーマル型インクジェットプリンタに適用した他の実施例を示すものである。
【００８６】
本実施例で使用するプリンタヘッド120 によれば、記録液を液滴化するためのエネルギー源として上述の実施例で使用したレーザ光に代えて抵抗加熱を利用し、記録液には赤外線吸収剤を含有させる必要はなく、また光熱変換体60を設ける必要はない。その他は、上述した実施例と実質的に同様である。
【００８７】
このプリンタヘッド120 の気化部77においては、ベース73に深さが例えば50μｍの染料収容部87が凹状に形成され、この収容部にベース73と同材質のガラスからなる幅が例えば１〜２μｍの微細な柱状体（又は壁状体）101 がリソグラフィ技術によって蛇行して設けられている。
【００８８】
この柱状体101 は、収容部87の底面からその上面に至るまでの高さに設けられ、かつ、その蛇行パターン間には幅狭の空隙102 を交互に有しており、この空隙によって全体として多孔性構造体を構成している。空隙102 は、その毛細管作用によって収容部87内で液化染料62を保持すると同時に、プリンタの１ドット分の時系列的動作に必要な十分な量の液化染料62を上方へ供給する作用をなすものである。
【００８９】
そして、この柱状体101 の上面に接して、これと同一パターンに重なる厚さが例えば６μｍの発熱体75が蛇行状に積層されている。即ち、発熱体75の下部に（これより深い位置に）多孔性構造体としての柱状体101 が設けられている。この発熱体75は、収容部87内の液化染料62の表面域において、この表面に接するか或いはこの表面下に少なくとも部分的に浸漬されるが、後者の状態の方が気化及び供給効率の面で望ましいと言える。
【００９０】
この場合、発熱体75にも、柱状体101 と同一パターンに空隙103 が存在しており、柱状体101 の空隙102 の毛細管作用に加えて空隙103 の毛細管作用も発揮されるため、染料の保持と供給を効果的に行うことができる。
【００９１】
発熱体75はカーボンやポリシリコン等のシリコン系化合物で形成されていて、このシリコン系化合物の薄膜をエッチングによりパターニングし、薄膜抵抗として染料収容部87上をまたぐ如くに設けられ、その両側に被着した一対の電極（アルミニウム電極であってよい。）84−85間にマトリックス駆動によって画像信号に基づく信号電圧が印加され、これによる通電で50〜500 ℃の発熱を生じ、この熱で液化染料62をその表面域にて効率良く加熱して気化させるものである。また、この熱は、発熱体75下にはガラス製の柱状体101 が存在しているためにこの柱状体101 を経てベース73へ放散されることは殆どない。
【００９２】
電極84及び85上を含む上面には、ＳｉＯ₂ 等の絶縁層86が設けられ、電極84及び85を電気的に絶縁するが、これは熱的絶縁作用も有してもよい。また、絶縁層86上には、フッ素系又はシリコン系樹脂からなる染料液止め層107 が設けられ、液化染料62の上方への漏れを防止している。更にこの液止め層107 上には、タンタルやガラス等からなる保護層81が設けられている。各層81、86、97には気化用の開口81ａ、86ａ、97ａが形成されている。
【００９３】
上記のように構成された気化部77は、ヘッド120 において実際には、図12に示すようにフルカラー用として各色（イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ）毎に複数ドットが配置される。これらの各気化部77Ｙ、77Ｍ、77Ｃには、各収納槽41Ｙ、41Ｍ、41Ｃから導入部64Ｙ、64Ｍ、64Ｃ、更には引込み路64Ｙ’、64Ｍ’、64Ｃ’及び各導入口64”を経て各色の液化染料が供給される。
【００９４】
このヘッド120 では、各気化部における発熱体75の電極84、85からの配線84’、85’はそれぞれ、ベース73上で引き廻された後、一端部側のコントロール基板（タブ）88に導かれて高温半田等の接続部100 において接続されている。電極84、85の配線84’、85’の交差位置112 では、ＳｉＯ₂ 等の層間絶縁膜91を介して両配線間が絶縁分離されている。そして、このコントロール基板にマウントされたコントロールＩＣ89によって、マトリックス駆動による所定の駆動信号が供給されるように構成されている。
【００９５】
この駆動信号によって、各気化部では、選択された発熱体75がオンして発熱し、染料を気化せしめる一方、選択されないでオフされた発熱体75はその余熱によって液化染料の保温又は液化に用いることができる。即ち、発熱体75を交互に駆動することにより、その余熱のコントロールで染料の液化と冷却のいずれかを効率よく行える。但し、図示は省略したが、染料液化のためには、図１及び図２に示したヒータ56を各気化部又はベース上に設けることができる。なお、このヘッド120 は、ヘッド本体 120Ａに対して染料槽本体41Ａが接合されたものであり、その接合面を93、94で表す。
【００９６】
そして、気化器として、染料収容部87において液化染料62の表面域に発熱体75が配されているので、液化染料をその表面域で迅速に温度上昇させ、発熱による加熱効率を高め、気化による転写効率を向上させることができる。しかも、レーザを使用する必要がないため、低コスト化が可能となる。また、発熱体75の駆動オフ時には、染料62の表面域の温度を迅速に降下させ、温度低下を早く行えるため、応答性が良好となる。
【００９７】
しかも、染料62の表面域の発熱体75に接してこれよりも深い位置（即ち、発熱体75の下部）に、染料22の保持及び供給のための微細な蛇行状柱状体80が多孔性構造体として設けられているので気化部77に毛細管構造を設けることになり、この毛細管作用で染料の逃げを抑制し、染料を効果的に保持及び定量供給し、発熱体75による熱を効率良く伝えることを可能にし、気化効率を向上させることができ、また、染料の定量供給により、気化量を一定として高画質の記録が得られる。
【００９８】
そして、この毛細管構造の上部に発熱体75を設けているため、熱の逃げを抑制して加熱効率を上げ（それでも熱が逃げる場合、この余熱を染料液化に利用したり、印画紙80の加熱に用いて染料定着用の熱源としても利用でき、定着エネルギーを削減できる。）、冷却用フィン等を小さくしてコスト低減も図ることができる。
【００９９】
本実施例に用いるヘッド構造によれば、図１及び図２に示したと同様に、各染料収納槽41内の染料は各収納槽41内の発熱体56により加熱されてよい。この各液化染料62は各導入部64の毛細管現象によって各気化部77まで導かれる。
【０１００】
この場合、保護層81側には液止め層107 を設けているので、各気化部77の収容部には常に一定量の液化染料が蓄えられ、保護層81へ流れることもない。また、染料が発熱体75により加熱されたとき、微細加工の柱状体101 によって染料が保持されるため、表面張力差が生じても染料は逃げない。
【０１０１】
なお、発熱体75（更には発熱体56）により各導入部64の一部を構成するスペーサ（ここでは図示せず）なども加熱保温される。そして、印画紙80をカラー印画する際に、画像信号に応じて発熱体75により熱が発生する。この熱により、各気化部の発熱体75の周りの染料が気化し、保護層81の穴81ａを通り、印画紙80の受容層80ａにＹ、Ｍ、Ｃの順で転写される。
【０１０２】
本実施例によるプリンタヘッド120 は、図１及び図２に示したヘッドと同様、染料62を含む記録液を加熱して間隙を通して印画紙80へ飛翔させる熱転写方式のものであるから、既述した小型化、保守容易性、即時性、画像の高品位化、高階調性等の特長を有している。
【０１０３】
なお、発熱体75を支持する柱状体101 やベース73は、ガラスで形成したが、他の材質でも形成可能である。例えば、ポリイミド等の高分子材で形成することもできるが、これは、プリンタヘッド120 を印画紙80に対して押し付けない構造としているため、大きな圧力を受けないことに依るものであり、また、発熱体75の作動時に熱放散も少なく、熱的絶縁性が良好となる。
【０１０４】
図14〜図15は、本発明を非接触方式のサーマル型インクジェットプリンタに適用した他の実施例を示すものである。
【０１０５】
この実施例では、上記した図11〜図13の実施例が柱状体101 の上面に接して発熱体75が設けられているのに対し、例えばガラス製の柱状体131 が上述したベース73の加工時にリソグラフィ技術によって微細加工され、この柱状体131 の上方において一定の距離を隔てて発熱体75がブリッジ式に３〜５μｍの幅で設けられていることが異なっており、その他の構成は同様である。ここでは、柱状体131 の毛細管作用が発揮されるため、発熱体75は直線状に設けられてよい。
【０１０６】
このように構成することにより、柱状体131 が発熱体75から離れていたり、発熱体75が幅細の直線形状であっても、柱状体131 の毛細管作用によって染料62の逃げを十分に防止できると共に、染料表面より加熱を行うために効率が良い。また、上面に発熱体75が存在するため、上述した例と同様に印画時のみに印画紙を加熱したり、予め加熱された印画紙へ加算して加熱を行うことができる。
【０１０７】
図16〜図17は、本発明を非接触方式のサーマル型インクジェットプリンタに適用した更に他の実施例を示すものである。
【０１０８】
本実施例で使用するプリンタヘッド70によれば、記録液を液滴化するためのエネルギー源として抵抗加熱方式のヒータ95を用い、これを小柱体61からなる多孔性構造体の底部に設けている点以外は、図１〜図２に示した実施例と実質的に同様である。従って、上述した実施例で述べたと同様の作用効果が得られる上に、次に述べる特有の作用効果を得ることができる。
【０１０９】
この実施例では、抵抗加熱方式のヒータ95によって記録液62を加熱する際、図17に拡大図示するように、多孔質部である小柱体61の群において記録液中での気泡の成長過程で小柱体61−61間の微小間隙に応じて気泡90が分割され、これによって細かい液滴82が形成される。こうした現象は、図１〜図15に示した実施例においても同様に生じるものである。
【０１１０】
即ち、気化部57において多数の小柱体61を微細に設けているので、ヒータ95による加熱によって気化部の底部で小柱体61−61間の微小な間隙（即ち、微細孔）内に微小に分割された気泡90が生成され、このサイズ（小柱体間の微小間隙に対応）に対応した小さいサイズの液滴82を多数形成でき、しかも画像情報に対応した加熱エネルギーに応じて液滴82の生成数を任意にコントロールできる。従って、ヒータ95による気泡形成のための投入エネルギー量（加熱量）を制御することにより、細かい液滴82の量を制御することができるから、ドット内の濃度変調が可能になり、解像度も高くできる。
【０１１１】
このことから、ヒータ95の位置は、小柱体61の下部とするのがよい。或いは、小柱体61自体を発熱体で形成し、これに通電することによって小柱体61の領域全体で気泡を発生させると、液滴化の効率が更に向上する。
【０１１２】
なお、記録液62の液滴化を良好に行うには、特に非記録時において、記録液62の液面と小柱体61の上端との距離ｈ（即ち、記録液面からの小柱体62の上端の深さ）を０〜50μｍとし、記録液を小柱体上に十分に保持するのがよい。
【０１１３】
次に、上述した各実施例の記録方法による記録結果を具体例について説明する。
【０１１４】
具体例１
石英基板に、パウダービームエッチング（ＰＢＥ）又はリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）により図１に示す転写ヘッドを作成した（但し、転写部に設けた小柱体の一辺の長さ及び間隔はそれぞれ２μｍ、高さは10μｍとした）。
【０１１５】
転写ヘッドのインクタンクに下記の組成を持つ記録液体を室温で導入し、毛細管現象により自発的に転写部に導いた。下記のテトラエチレングリコールはキャリアであり、ＮＫ−125(日本感光色素研究所製）は 780nmのレーザ光（赤外線）を効率よく吸収するシアニン系染料である。
【０１１６】
（１）イエロー用：
ベーシックイエロー25 10ｇ
テトラエチレングリコール 90ｇ
ＮＫ−125 0.5ｇ
【０１１７】
（２）マゼンタ用：
ローダミン６Ｇ 10ｇ
テトラエチレングリコール 90ｇ
ＮＫ−125 0.5ｇ
【０１１８】
（３）シアン用：
クリスタルバイオレット 10ｇ
テトラエチレングリコール 90ｇ
ＮＫ−125 0.5ｇ
【０１１９】
これら３色の記録液体を導入した転写ヘッドをそれぞれ図８に示すプリンタに組み込み、バブルジェット用の高品位記録紙（カラーＢＪ用光沢紙：キャノン社製）をＡ６サイズに裁断してプラテンローラに巻付け、ヘッドの転写部と記録紙の間隙を 100μｍとして24ラインマルチダイオードレーザアレイ（各ダイオードレーザの出力：30mW、波長：780nm : ソニー社製）により、画像情報に応じた長さのレーザパルスを発光させた。レーザ光はレンズアレイで10μｍ径に集光して転写部上の記録液体を加熱した。
【０１２０】
加熱された記録液体はキャリアの気化により体積膨張して、小柱体の間から平均直径が 1.5μｍの液滴が初速度約２ｍ／秒で 100μｍの間隙中を飛翔し、記録紙に付着した。転写により失われた記録液体は、毛細管現象によって自発的にインクタンクから転写部に導入された。この操作をイエロー、マゼンタ、シアンについて行った。
【０１２１】
得られた画像について、最大の転写感度を示す部分のドット径は80μｍであった。これは 300ＤＰＩに相当する。最大の光学濃度はマクベス濃度計で測定すると各色とも 1.8以上に達した。また、濃度の階調は 256以上であった。
【０１２２】
具体例２
図11〜図13のように、転写部に薄膜抵抗体（発熱体）を設けた以外は具体例１と同様の転写ヘッドを作成した。薄膜抵抗体の電気抵抗は 500Ωであった。
【０１２３】
この転写ヘッドに、具体例１で用いた記録液体から赤外線吸収剤を除いた記録液体を導入し、画像情報に応じた長さのパルス電流を薄膜抵抗体に加えた。パルス電流の電位は４Ｖであった。
【０１２４】
通電によって加熱された記録液体はキャリアの気化により体積が膨張し、小柱体の間から平均直径が 1.5μｍの液滴が初速度約２ｍ／秒で 100μｍの空隙中を飛翔し、記録紙に付着した。転写により失われた記録液体は、毛細管現象によって自発的にインクタンクから転写部に導入された。この操作をイエロー、マゼンタ、シアンについて行った。
【０１２５】
得られた画像について、最大の転写感度を示す部分のドット径は80μｍであった。これは 300ＤＰＩに相当する。最大の光学濃度はマクベス濃度計で測定すると各色とも 1.5以上に達した。また、濃度の階調は 256以上であった。
【０１２６】
具体例３
具体例１と同様の転写ヘッドを80℃に保温して、下記の記録液体を導入した。下記のカルバナワックスはキャリアであり、ＮＫ−2911（日本感光色素研究所製）は 780nmのレーザ光（赤外線）を効率良く吸収するシアニン系染料である。
【０１２７】
（１）イエロー用：
ＥＳＣ−155 10ｇ
カルバナワックス 90ｇ
ＮＫ−2911 0.5ｇ
【０１２８】
（２）マゼンタ用：
ＥＳＣ−451 10ｇ
カルバナワックス 90ｇ
ＮＫ−2911 0.5ｇ
【０１２９】
（３）シアン用：
ＥＳＣ−655 10ｇ
カルバナワックス 90ｇ
ＮＫ−2911 0.5ｇ
【０１３０】
これら３色の記録液体を導入した転写ヘッドをそれぞれ図８に示すプリンタに組み込み、ＰＰＣ用紙（普通紙）をＡ６サイズに裁断してプラテンローラに巻付け、ヘッドの転写部と記録紙の間隙を 100μｍとして24ラインマルチダイオードレーザアレイ（各ダイオードレーザの出力：30mW、波長：780nm : ソニー社製）により、画像情報に応じた長さのレーザパルスを発光させた。レーザ光はレンズアレイで10μｍ径に集光して転写部上の記録液体を加熱した。
【０１３１】
加熱された記録液体はキャリアの気化により体積膨張して、小柱体の間から平均直径が 1.5μｍの液滴が初速度約１ｍ／秒で 100μｍの間隙中を飛翔し、記録紙に付着した。転写により失われた記録液体は、毛細管現象によって自発的にインクタンクから転写部に導入された。この操作をイエロー、マゼンタ、シアンについて行った。
【０１３２】
得られた画像について、最大の転写感度を示す部分のドット径は 100μｍであった。これは 250ＤＰＩに相当する。最大の光学濃度はマクベス濃度計で測定すると各色とも 1.5以上に達した。また、濃度の階調は 128以上であった。
【０１３３】
具体例４
具体例１と同様の転写ヘッドを80℃に保温して、下記の記録液体を導入した。下記のＢＲＩＪ−78はポリオキシエチレンアルキルエステルからなる界面活性剤であり、水はキャリアである。
【０１３４】
（１）イエロー用：
ＥＳＣ−155 10ｇ
カルバナワックス 40ｇ
ＢＲＩＪ−78 40ｇ
水 10ｇ
ＮＫ−2911 0.5ｇ
【０１３５】
（２）マゼンタ用：
ＥＳＣ−451 10ｇ
カルバナワックス 40ｇ
ＢＲＩＪ−78 40ｇ
水 10ｇ
ＮＫ−2911 0.5ｇ
【０１３６】
（３）シアン用：
ＥＳＣ−655 10ｇ
カルバナワックス 40ｇ
ＢＲＩＪ−78 40ｇ
水 10ｇ
ＮＫ−2911 0.5ｇ
【０１３７】
これら３色の記録液体をそれぞれ80℃に加熱し、融解して超音波攪拌器で十分に攪拌した。記録液体中に分散した水の平均直径は１μｍ以下であった。
【０１３８】
そして、これら３色の記録液体を導入した転写ヘッドをそれぞれ図８に示すプリンタに組み込み、ＰＰＣ用紙（普通紙）をＡ６サイズに裁断してプラテンローラに巻付け、ヘッドの転写部と記録紙の間隙を 100μｍとして24ラインマルチダイオードレーザアレイ（各ダイオードレーザの出力：30mW、波長：780nm : ソニー社製）により、画像情報に応じた長さのレーザパルスを発光させた。レーザ光はレンズアレイで10μｍ径に集光して転写部上の記録液体を加熱した。
【０１３９】
加熱された記録液体はキャリアの気化により体積膨張して、小柱体の間から平均直径が 1.5μｍの液滴が初速度約２ｍ／秒で 100μｍの間隙中を飛翔し、記録紙に付着した。転写により失われた記録液体は、毛細管現象によって自発的にインクタンクから転写部に導入された。この操作をイエロー、マゼンタ、シアンについて行った。
【０１４０】
得られた画像について、最大の転写感度を示す部分のドット径は 100μｍであった。これは 250ＤＰＩに相当する。最大の光学濃度はマクベス濃度計で測定すると各色とも 2.0以上に達した。また、濃度の階調は 128以上であった。
【０１４１】
なお、上記の具体例１において、転写部の小柱体の高さを 0.5μｍとして同様に転写を試みたところ、転写部においてレーザ照射部の記録液体がレーザ非照射部へ移動し、記録液滴が生成されないことがあった。
【０１４２】
また、具体例１において、記録媒体と転写ヘッドとの間隙を10μｍ未満として同様に転写を試みたところ、転写部と記録媒体が転写ヘッドの移動中に接触し、転写感度に濃度むらが発生することがあった。
【０１４３】
具体例５
図16に示す転写ヘッドを80℃に保温して、下記の記録液体を導入した。下記の水、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジン、グリセリン、Ｎ−メチル−２−ピロリドンはそれぞれキャリアである。また、カッコ内の％は重量％を表す。
【０１４４】
（１）イエロー用：
ダイレクトイエロー８６（３％）
水（47％）
トリエチレングリコール（15％）
ポリエチレングリコール（15％）
１，３−ジメチル−２−イミダゾリジン（20％）
【０１４５】
（２）マゼンタ用：
アシッドレッド３７（３％）
水（47％）
トリエチレングリコール（20％）
グリセリン（10％）
Ｎ−メチル−２−ピロリドン（20％）
【０１４６】
（３）シアン用：
ダイレクトブルー８６（３％）
水（47％）
ポリエチレングリコール（13％）
グリセリン（17％）
Ｎ−メチル−２−ピロリドン（20％）
【０１４７】
そして、これら３色の記録液体を導入した転写ヘッド（但し、ヒータを形成する薄膜抵抗体の電気抵抗は 500Ω）をそれぞれ図８に示すプリンタに組み込み、ＰＰＣ用紙（普通紙）をＡ６サイズに裁断してプラテンローラに巻付け、ヘッドの転写部と記録紙の間隙を 100μｍとし、ヒータへの通電量を変えることにより発熱量を変えて転写試験を行ったところ、下記の表２の結果が得られた。色濃度はマクベス濃度計で測定したものである。
【０１４８】
この結果によれば、転写された記録液のドットサイズは80μｍ〜100 μｍの範囲にあり、濃度は投入エネルギーに応じて変調されていた。このドットを１つ分について顕微鏡で拡大してみると、１〜20μｍ程度のマイクロドットの集合体であり、濃度が高くなるにつれて、単位面積当たりのマイクロドットの数密度が増大していることがわかった。
【０１４９】

【０１５０】
以上、本発明の実施例を説明したが、上述の実施例は本発明の技術的思想に基いて更に変形が可能である。
【０１５１】
例えば、転写部（加熱部又は気化部）に形成すべき多孔性構造体は、上述したものに限らず、例えば柱体の場合はその高さ、平面又は断面形状、密度等を変化させてよいし、また、その形成箇所も微細パターン化又は多孔質化、或いは表面積の拡大等が要求される箇所であれば適用可能である。
【０１５２】
染料等の記録材を液滴化するエネルギーとしては、レーザ光以外の加熱ビームを用いてもよいし、或いは抵抗加熱等の他の加熱方式によってもよい。このためには、記録材に導電性物質を添加することができる。また、濃度階調性を出すために適宜の加熱方法を採用することができる。
【０１５３】
また、記録材（染料）を収容する記録材収容部の数やドット数、及びこれに対応したレーザアレイのビーム数（発光点の数）は種々変更してよいし、その配列形状やサイズ等も上述したものに限定されることはない。
【０１５４】
なお、本発明に使用するヘッド及びプリンタは、染料の加熱にレーザ又は発熱体を使用しているが、これらを組み合わせることもできる。この場合は、各加熱手段のパワーを下げても良好に気化を実現することができる。染料の液滴化は、加熱による以外にも、ピエゾ素子を用いた連続振動発生方式、静電吸引方式等の他の手段によって行うこともできる。
【０１５５】
また、ヘッドやプリンタの構造や形状は、前記以外の適宜の構造、形状としてよく、ヘッドを構成する各部分の材料には、他の適宜の材料を使用して良い。記録染料についても、マゼンタ、イエロー、シアンの３色として（更には、黒を加えた）フルカラーの記録を行うほか、２色印刷、１色のモノカラー又は白黒の記録を行うことができる。
【０１５６】
また、固体染料を一旦液状にし、これを液滴化して記録を行う他、染料溜めに液化染料（室温にて液状）を収容することもできる。また、上述したプリンタとは異なり、ヘッド上方からレーザ光を照射してその下側に位置する被記録紙に記録を行っても良い。
【０１５７】
【発明の作用効果】
本発明の記録方法によれば、記録ヘッドの記録液飛翔部にサイズ及び間隔が０．１〜１０μｍの柱状体からなる多孔性構造体を形成し、記録液を前記記録液飛翔部に供給し、加熱等により前記記録液の状態を変化させて液滴を生成させ、この液滴を前記記録ヘッドに対して所定の間隙を置いて対向配置された被記録体へ移行させるようにしている。
【０１５８】
従って、上記の多孔性構造体によって飛翔部の表面積が増加し、記録液を毛細管現象により記録液飛翔部へ常時供給し、かつそこに保持し、この状態で加熱手段（例えば、レーザ光）等により記録情報に応じたエネルギー量を選択的に加えることによって記録液の一部に圧力上昇を起こし、カラービデオカメラ等で作成された電気的な画像に対応した記録情報に応じた量の記録材を微小な液滴にして被記録体へ移行させ、この被記録体上に転写することができる。
【０１５９】
この場合、公知のインクジェット方式と比較して、上記の多孔性構造体の微細孔に対応した小さいサイズの液滴を多数形成でき、かつ記録液飛翔部への記録情報に対応した印加エネルギーに応じて液滴の生成数を自由に制御できるので、本発明の記録方法は、多値濃度階調が可能になり、銀塩方式の画像と同等若しくはそれ以上の画質を持つ記録（例えばフルカラー画像）を得ることができる。
【０１６０】
また、熱転写方式の記録であるため、既述した小型化、保守容易性、即時性、画像の高品位化、高階調性等の特長を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に使用するプリンタヘッドの断面図である。
【図２】同プリンタの他のヘッド部の断面図である。
【図３】同プリンタヘッドの要部の斜視図である。
【図４】同プリンタヘッドの転写部（気化部）に設ける小柱状体群の平面パターン図である。
【図５】同プリンタヘッドの分解斜視図である。
【図６】同プリンタヘッドとそのスキャン状態を示す概略裏面図である。
【図７】同モノカラー記録用プリンタヘッドとそのスキャン状態を示す概略裏面図である。
【図８】同プリンタを下方から見た概略斜視図である。
【図９】同プリンタヘッドによる記録液の飛翔状況を説明するための要部の拡大断面図である。
【図１０】 参考例によるプリンタヘッドの断面図である。
【図１１】本発明の他の実施例に使用するプリンタヘッドの要部の平面図である。
【図１２】図11の XII−XII 線断面図である。
【図１３】同プリンタヘッドの平面図である。
【図１４】本発明の他の実施例に使用するプリンタヘッドの要部の平面図である。
【図１５】図14のXV−XV線断面図である。
【図１６】本発明の更に他の実施例に使用するプリンタヘッドの断面図である。
【図１７】同プリンタヘッドによる記録液の飛翔状況を説明するための要部の拡大断面図である。
【図１８】従来の感熱記録ヘッドを用いた記録装置の要部正面図である。
【図１９】従来のインクジェット方式のプリンタヘッドの概略断面図である。
【図２０】同プリンタヘッドの要部の拡大断面図である。
【符号の説明】
10・・・電気−熱変換体
11・・・記録紙
18・・・レーザ（半導体レーザ）
21・・・ノズル（ヘッド）
23・・・記録液
23ａ・・・液滴
30・・・マルチレーザアレイ
31・・・マイクロレンズアレイ
51・・・空隙
53・・・気化孔
54・・・ベース
56・・・ヒータ
57・・・気化部
58・・スペーサ
59・・・保護板
61・・・小柱体
62・・・記録液（液化染料）
67・・・染料通路
70・・・プリンタヘッド
75、95・・・発熱体（ヒータ）
80・・・印画紙
80ａ・・・染料受容層
82・・・記録液滴
90・・・気泡
Ｌ・・・レーザ光[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a recording method, and for example, relates to a full-color image recording method in which a recording liquid is ejected as droplets from a recording unit by selective heating in accordance with image information and transferred to opposing photographic paper.
[0002]
[Prior art]
In recent years, as the colorization of image recording of video cameras, televisions, computer graphics, and the like has progressed, the need for colorization of hard copies has rapidly increased. Corresponding to this, various types of color printers have been developed and deployed in various fields. Among these recording methods, a method for easily outputting a high-quality image with a simple apparatus can be broadly classified into a dye diffusion thermal transfer method (sublimation thermal transfer method and melt thermal transfer method) and an ink jet method.
[0003]
Among these recording methods, according to the dye diffusion thermal transfer method, an ink sheet in which an ink layer in which a high-concentration transfer dye is dispersed is applied in an appropriate binder resin, and a dye resin that receives the transferred dye A transfer object such as photographic paper coated with is adhered at a constant pressure, and heat corresponding to image information is applied from a thermal recording head located on the ink sheet, and an ink sheet is applied according to the amount of heat applied. The transfer dye is thermally transferred from to the dye receiving layer.
[0004]
The so-called thermal transfer system is characterized by obtaining a full-color image having continuous gradations by repeating the above operation for each of the subtractive three primary colors, that is, image signals separated into yellow, magenta, and cyan. It is attracting attention as an excellent technology that is easy to downsize and maintain, has immediacy, and obtains high-quality images comparable to silver salt color photographs.
[0005]
FIG. 18 is a schematic front view of the main part of such a thermal transfer printer.
[0006]
A thermal recording head (hereinafter referred to as a thermal head) 1 and a platen roller 3 face each other, and an ink sheet 12 provided with an ink layer 12a on a base film 12b and a dyeing resin layer on paper 20b. The recording paper (transfer medium) 20 provided with 20a is sandwiched, and these are run against the thermal head 1 by the rotating platen roller 3.
[0007]
The ink (transfer dye) in the ink layer 12a selectively heated by the thermal head 1 is transferred in the form of dots to the dyed resin layer 20a of the transfer target 20, and thermal transfer recording is performed. For such thermal transfer recording, a serial system in which the thermal head is scanned in a direction orthogonal to the traveling direction of the recording paper 20 or a single thermal head is fixed and arranged orthogonal to the recording paper traveling direction. Line system is adopted.
[0008]
However, this method has a great disadvantage that a large amount of waste is generated due to the disposable use of the ink sheet and a high running cost.
[0009]
On the other hand, the inkjet method is an electrostatic attraction method, a continuous vibration generation method (piezo method), a thermal method according to image information, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 61-59911 and Japanese Patent Publication No. 5-217. Recording is performed by causing a droplet of the recording liquid to fly from a nozzle provided on the recording head by a method such as (bubble jet method) and adhere to the recording member.
[0010]
FIG. 19 and FIG. 20 show such an ink jet recording system, in which a recording liquid 23 in a nozzle (head) 21 is heated by a heating element (heater) 10 which is an electro-thermal converter in accordance with a recording signal. The recording droplet 23a is discharged to the recording paper 11 and recorded.
[0011]
In this case, the recording liquid 23 consists of a dye solution in which a dye is dissolved in a solvent, and is supplied from a storage tank (not shown) to the pump 22 via the pipe 24, and from this pump to the nozzle 21 via the pipe 25 and the valve 26. be introduced.
[0012]
Then, the recording liquid 23 is selectively heated by the heating means 10 to form fine droplets by volume expansion of the solvent, and the gap 27 is moved by flying and continuously transferred onto the recording medium 11 to form an image. . A single color image can be obtained by performing this operation once, and full colorization is achieved by repeating each of the image signals separated into three subtractive colors, yellow, magenta, and cyan, using three nozzles. it can.
[0013]
Therefore, the ink jet recording method hardly generates waste as in the case of using an ink sheet or the like. Recently, the spread of color images has been increasing because the above-described thermal method can easily output a color image.
[0014]
However, in the ink jet method, as shown in an enlarged view in FIG. 20, the size of the droplet 23a is determined by the size of the tip opening 22 of the nozzle 21, so that the density gradation in the pixel is theoretically difficult. For this reason, the expression of shading depends on the area gradation (the size of the transfer area), and therefore the resolution of the image is lowered. For this reason, it is difficult to reproduce a high-quality image comparable to a silver salt photograph as obtained by a dye diffusion thermal transfer system.
[0015]
The above-mentioned methods are compared and summarized as shown in Table 1 below.

[0016]
Therefore, as a printer such as a full-color printer, it has resolution and gradation equivalent to or better than silver halide photography, suppresses the generation of waste during printing, can be transferred to plain paper, has low running cost, is compact, The realization of a lightweight and immediacy method was eagerly desired.
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is to solve the drawbacks at the same time while taking advantage of both the thermal transfer method and the ink jet method described above, and to have both high image quality and immediacy. It is an object of the present invention to provide a recording method which can be transferred to plain paper without generating any object and can be implemented with low power consumption and low running cost.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
  That is, the present invention supplies the recording liquid to the recording liquid flying part (for example, the recording liquid heating part) of the recording head,At the recording liquid flying partFor example, a recording method in which the state of the recording liquid is changed by heating to generate liquid droplets, and the liquid droplets are transferred to a recording medium disposed to face the recording head.In
    A porous structure composed of columnar bodies each having a size and spacing of 0.1 to 10 μm  Formed in the recording liquid flying part, the recording liquid supplied to the porous structure is made into droplets and generated  The liquid droplets to be disposed are opposed to the recording head with a predetermined gap, particularly 10 to 500 μm.  Fly to the recording medium placed
Recording method characterized in thatIt is related to.
[0019]
According to the recording method of the present invention, the surface area of the recording liquid flying portion is increased by providing the porous structure in the recording liquid flying portion, and the recording liquid is constantly supplied to the recording liquid flying portion by a capillary phenomenon and held there. In this state, by selectively applying a heat amount according to the recording information by, for example, heating means (for example, laser light) which is a droplet forming means, a part of the recording liquid is evaporated to increase the pressure. The amount of recording material corresponding to the recording information corresponding to the electrical image created by a color video camera or the like is transferred to the recording medium as a minute droplet, and transferred onto the recording medium. Become.
[0020]
In this case, compared with the known inkjet method, droplets (microdots) having a much smaller size than the conventional inkjet method nozzles are correspondingly formed from the fine holes of the porous structure. A large number of droplets can be formed, and the number of droplets generated (that is, the amount of droplets to fly) can be freely controlled according to the applied energy such as heating energy corresponding to the recording information to the recording liquid flying portion. The recording method of the present invention enables multi-value density gradation, and can obtain a recording (for example, a full color image) having an image quality equivalent to or higher than that of a silver salt image.
[0021]
That is, according to the present invention, by using a head having a unique structure capable of transferring very small recording droplets on demand, at least 128 gradation levels or more in one pixel per color. An ink jet method capable of tonal expression can be realized.
[0022]
In the recording method of the present invention, the action of the porous structure described above is very important. In particular, the size and interval are 0.1 to 10 μm (representative dimensions in the lateral direction are particularly 0.2 to 3 μm, and the height direction is particularly high). A porous structure is formed by a columnar body having a typical dimension of 2 to 15 μm, and the recording liquid is formed into droplets by heating or the like in accordance with the recording information. It is desirable to fly to a recording medium that is arranged opposite to the gap.
[0023]
As a porous body composed of a columnar body or the like forming the porous structure, the height is 1 to 20 μm (especially 1 to 15 μm), the diameter or one side is 0.1 to 5 μm (particularly 0.5 to 3 μm), and the interval is 0.1 to 5 μm (particularly 0.5). ~ 3μm), especially the protrusions with heat resistance of 300 ° C or more are matrix in the range of 2-100 rows and 2-100 columns (preferably 3 rows or more, 3 columns or more) in the vertical and horizontal directions respectively. It is desirable that the pattern is arranged in a line.
[0024]
The recording liquid consumed in the recording liquid flying portion of the recording head can be continuously and spontaneously replenished from the supply passage to the flying portion.
[0025]
  In addition, the recording liquid is formed into droplets by heating means ormechanicalIt can be performed by means (for example, continuous vibration generation method (piezo method) or electrostatic suction method as mechanical means). These heating means ormechanicalThe means can be arranged in front of the porous structure (that is, the side opposite to the recording liquid flying side).
[0026]
Heating for forming the recording liquid droplets can be performed by laser light irradiation, but it is possible to change the output according to the recording information, and the laser light absorptivity provided in the recording liquid heating section of the recording head. It is preferable to use a certain photothermal converter. Alternatively, the recording liquid may be heated by resistance heating using a heating element provided in the heating unit.
[0027]
In addition, in order to achieve good droplet formation of the recording liquid, it is necessary to sufficiently hold the recording liquid in the flying portion. For this purpose, the tip of the porous structure is recorded at the time of non-recording. It is preferable to place it 0 to 50 μm deeper than the liquid surface.
[0028]
Then, in order to control the amount of droplets of the recording liquid and perform good concentration modulation, a small hole in the porous structure is formed by disposing a heating element (heater) for forming bubbles at the bottom of the porous structure. A small amount of bubbles corresponding to the heating energy by the heating element is generated in the inside, and a desired amount of liquid droplets can be formed with a small hole size by the ejection effect of the bubbles.
[0029]
The recording liquid used in the recording method of the present invention is a dye selected from the group consisting of disperse dyes, oil-soluble dyes, basic dyes, acid dyes, cationic dyes and direct dyes, or pigments such as phthalocyanine and carbon black. And a substance that dissolves or disperses these dyes or pigments. Such a substance should have a volume expansion of 50 times or more upon vaporization, dissolve or disperse the dye or pigment, and consist of a substance having a melting point of 150 ° C. or lower and a boiling point of 150 to 350 ° C. (this As the substance, water or a solvent such as a water-soluble organic solvent, and a dispersant or the like can be used if necessary). The content of this substance is usually 2 to 100 parts by weight, preferably 3 to 30 parts by weight, and more preferably 8 to 20 parts by weight with respect to 1 part by weight of the dye or pigment.
[0030]
In order to achieve multicolor recording (particularly full color), a recording liquid containing a dye that exhibits one of the three subtractive primary colors, and at least three subtractive primary colors that are different from the dye. The recording liquid containing one type of dye is selectively heated and, for example, this operation is repeated for each of the image signals decomposed into yellow, magenta, and cyan, thereby achieving full color.
[0031]
【Example】
Examples of the present invention will be described below.
[0032]
  Figure 19These show the Example which applied this invention to the non-contact-type thermal-type inkjet printer (for example, video printer: hereafter the same).
[0033]
In the recording system of the present embodiment, the head 70 having the structure shown in FIG. 1 is used for heating by laser light, and the head 70 having the structure shown in FIG. 2 is used to improve the absorption of the laser light. It is good to do.
[0034]
The heads 70 and 70 shown in FIGS. 1 and 2 have basically the same structure, but in FIG. 2, a photothermal converter 60 having laser light absorption is provided in a recording liquid (dye) heating unit or vaporizing unit 53. Provided. A recording liquid 62 composed of a dye and a carrier is accommodated, and a certain minute gap 51 is provided between the opposing photographic paper 80.
[0035]
Then, the liquefied dye (recording liquid) 62 on the recording unit is selectively heated by appropriate heating means such as a laser beam L to form fine droplets, and the gap 51 is moved by flying and continuously on the recording medium 80. An image having a specific gradation can be obtained. By repeating this operation for each of the image signals decomposed into the three subtractive primary colors yellow, magenta, and cyan, full color can be achieved.
[0036]
Here, the gap 51 is preferably 10 to 500 μm, particularly preferably 50 to 200 μm. If the gap is less than 10 μm, there is a high possibility that the head will come into contact with the photographic paper during the movement of the head, and the stability of image transfer tends to be lowered. When the gap 51 exceeds 500 μm, the recording droplets do not efficiently reach the photographic paper, and the transfer sensitivity and the resolution of the image tend to decrease.
[0037]
In this recording method, the photographic paper 80 is opposed to the recording head 70 on the upper side, for example, and the laser beam L emitted from the laser 18 and collected by the lens 19 is irradiated near the upper surface of the vaporization unit 57. It is preferable to fly or move the recording droplet 82 upward.
[0038]
In addition, a dye reservoir 55 is provided in the head base 54 having laser beam transparency, and a liquefied dye (recording liquid) 62 is accommodated between the head base 54 and a spacer 58 fixed on the head base 54, and vaporizes from there through a dye passage 67. Continuously supplied to the unit 57. In this case, in order to improve the efficiency of supplying and evaporating the dye to the vaporizing unit 57, the vaporizing unit 57 is provided with minute irregularities made up of a large number of small column bodies 61 that supply and hold the dye using the capillary phenomenon. ing.
[0039]
These trabeculae 61 have a heat resistance of 300 ° C. or higher, a height of 1 to 20 μm (preferably 1 to 15 μm, further 2 to 15 μm, further 3 to 10 μm), a diameter or a length of one side. The thickness t is 0.1 to 5 μm (preferably 0.2 to 3 μm, further 0.5 to 3 μm, more preferably 1 to 3 μm), and the distance d between columns is 0.1 to 5 μm (preferably 0.5 to 3 μm, more preferably 1 to 3 μm). It has a structure in which a large number of circular or square cylinders or prisms with a circular cross section are arranged (see FIGS. 3 and 4).
[0040]
Since this columnar structure has a large surface area, the recording liquid is spontaneously introduced into the heating section (transfer section or vaporization section) by capillary action, and the surface of the transfer section is heated even if the center of the transfer section is locally heated during transfer. It acts to prevent the phenomenon that the recording liquid moves to the non-heated part (escape phenomenon) due to the temperature dependence of the tension. The same effect can be realized with other plate structures, maze structures, and cross structures shown in FIG.
[0041]
In this case, if the height of the column 61 is less than 1 μm, it is difficult to prevent the escape phenomenon at the time of transfer, and if it exceeds 20 μm, it is difficult to efficiently heat the recording liquid because there is too much. If the diameter of the column 61 or the length of one side is less than 0.1 μm, the column is likely to be damaged by the wave of fluid generated by heating for recording, and if it exceeds 5 μm, the volume that the recording liquid can occupy is small and the transfer sensitivity is small. It tends to decrease. If the distance between the pillars 61 and 61 is less than 0.1 μm, the volume that the recording liquid can occupy is small and the transfer sensitivity is liable to decrease, and if it exceeds 5 μm, it is difficult to prevent the escape phenomenon during the transfer. The same micro structure size limitation applies to other plate structures, maze structures, and cross structures shown in FIG.
[0042]
As shown in FIG. 4, the planar shape of the small column 61 may adopt various shapes such as a square, a rectangle, and a cross, and the planar pattern of the aggregate is respectively in the vertical direction and the horizontal direction. Within a range of 2 to 100 rows and 2 to 100 columns, it is possible to select a matrix of 3 rows or more and 3 columns or more.
[0043]
A protective plate 59 is fixed on the spacer 58 in order to hold the gap 51 and guide the photographic paper 80 moving in the X direction. A heater 56 for maintaining the above liquefied state may be embedded in the protective plate 59 like a virtual line, but here the heater 56 is fixed to the outer surface of the base 54 of the dye containing portion. Alternatively, it can be disposed in the passage 67 and the dye reservoir 55 described above.
[0044]
In the recording head used in this example, the base 54 is mainly composed of an inorganic material having good heat resistance such as glass, metal, silicon, or ceramic, or an organic material having heat resistance of 300 ° C. or higher such as polyimide or aramid. Consists of polymers. By providing an appropriate heat retaining device for this head, it is possible to use a recording liquid having a melting point of room temperature or higher.
[0045]
The supply passage 67 for replenishing the recording liquid between the transfer unit 57 and the ink tank 55 is 50 μm.²If the cross-sectional area is as described above and the viscosity of the recording liquid 62 is set to 150 centigrade or less and 10 cps or less, the recording liquid 62 can be supplied to the transfer portion quickly, and the sensitivity does not decrease during the transfer.
[0046]
As the coloring material in the recording liquid 62, a dye selected from the group consisting of a disperse dye, an oil-soluble dye, a basic dye, an acid dye, a cationic dye, a direct dye, or a pigment such as phthalocyanine or carbon black can be used. . These dyes or pigments may be used in combination of two or more in order to adjust the hue and sensitivity.
[0047]
Then, a part of the recording liquid is evaporated by heating to cause a pressure increase, and the amount of the coloring material corresponding to the image information is converted into a fine droplet to move in the gap 51 for transfer onto the recording paper 80. Add 50% or less of the dye or pigment by vaporization, dissolve or disperse the dye or pigment, and add a substance (carrier) having a melting point of 150 ° C. or less and a boiling point of 150 to 350 ° C. at 1 atm. Is preferred.
[0048]
If the carrier has a boiling point of less than 150 ° C, such as water, it quickly evaporates and is lost on the transfer part of the transfer head, so that only the coloring material in the recording liquid remains, and the boiling point is 350 ° C. If the value exceeds 1, the volume expansion of the carrier is difficult to be performed efficiently even if heating for recording is performed.
[0049]
The carrier is preferably colorless and transparent and has the ability to dissolve or disperse the above dyes or pigments. Furthermore, it is preferable not to cause thermal decomposition below the boiling point.
[0050]
Specifically, polyhydric alcohols such as ethylene glycol, glycerin, propanediol and butanediol, ethers of the polyhydric alcohols such as diethylene glycol, triethylene glycol and tetraethylene glycol, linear paraffinic hydrocarbons, side Paraffinic hydrocarbons having a chain, paraffinic hydrocarbons having an ester bond in the chain, paraffinic hydrocarbons having a carbonyl group in the chain are preferable.
[0051]
Low boiling point substances such as water and alcohol are lost as a result of rapid evaporation at the transfer part, so they cannot be used as they are. However, a surfactant is added to the carrier and dispersed as an emulsion having a size of 1 μm or less. Can be used.
[0052]
Such surfactants include nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl esters, polyoxyethylene phenol ethers, and cationic surfactants such as higher fatty acid amine salts and alkylpyridinium salts. An amphoteric surfactant such as an agent, an alkali salt of higher sulfonic acid, an anionic surfactant such as a fatty acid alkali salt, a silicon surfactant such as polydimethylsiloxane, and the like are preferable.
[0053]
If these dyes or pigments, carriers, and surfactants contain impurities that are subject to thermal degradation, the thermal degradation products will adhere to the columnar body 61 of the transfer section when the transfer section is heated and transferred. There is. This phenomenon can be prevented by purifying dyes or pigments, carriers, and surfactants by means such as column chromatography, sublimation purification, recrystallization, and reprecipitation.
[0054]
A recording medium suitable for the recording method of this embodiment may be a photographic paper 80 having a dye receiving layer 80a, which has an appropriate compatibility with the transfer dye, and easily accepts the transfer dye to produce the original color of the dye. Any photographic paper can be used as long as it promotes and fixes the dye.
[0055]
For example, for disperse dyes, a photographic paper having a base paper surface coated with a polyester resin, a polyvinyl chloride resin, an acetate resin, or the like that is compatible with the disperse dye is preferable. The acid dye and direct dye are preferably plain paper, art paper, and the like.
[0056]
In particular, when the carrier is a wax-based material, the dye or pigment dissolves or disperses in the wax and develops color. It can also be transferred and fixed to fabrics. As the fixing method, a method in which the transferred image is heated to allow the transfer dye on the surface of the photographic paper to penetrate into the receiving layer is also possible.
[0057]
The heating means of the transfer system according to the present invention can be broadly divided into a method using a thermal head, a method using a laser beam, and a material that has absorption including the wavelength region of the laser beam and the laser beam (photothermal converter). ).
[0058]
When laser light is used, the resolution is remarkably improved, and by increasing the laser light density with an optical system, intensive heating is possible, the ultimate temperature is increased, and as a result, the thermal efficiency is improved. is there.
[0059]
In particular, by using a semiconductor multi-laser (a laser having a structure in which several to several hundred semiconductor laser elements are arranged on a line), the time for transferring one screen is greatly reduced. However, the photothermal converter (60 in FIG. 2) must sufficiently satisfy heat resistance in order to continuously absorb the light energy of the laser beam.
[0060]
Therefore, as the photothermal converter 60 of this system, a thin film light absorber such as a metal thin film having an absorption corresponding to the emission wavelength of the laser, or a two-layer film of a metal thin film and a ceramic thin film having a high dielectric constant is shown in FIG. In addition to being provided directly on the transfer portion as described above, carbon black, fine particle light absorbers such as metal fine particles, organic dyes such as phthalocyanine dyes, naphthalocyanine dyes, cyanine dyes, anthraquinone dyes, organometallic dyes A dye or pigment having excellent heat resistance, such as a pigment, may be uniformly dispersed in the transfer dye.
[0061]
In the latter case, if three types of gas lasers with red, green, and blue wavelengths, semiconductor lasers, or wavelength conversion elements are used at the same time as lasers with different emission wavelengths, the recording liquid itself emits laser light. In order to absorb, the addition of a photothermal conversion layer or a photothermal conversion body is unnecessary.
[0062]
As shown in FIG. 5, the entire printer head including the above-described head is provided with, for example, cyan, magenta, and yellow dye reservoirs 55C, 55M, and 55Y on a common base 54 for use in full colors. The units 70C, 70M, and 70Y are configured (see FIG. 6), and the liquid for each color is supplied to the column-shaped vaporization units 57C, 57M, and 57Y that form a large number of 12 to 24 dots.
[0063]
For each vaporization section, each laser beam emitted from a multi-laser array 30 in which, for example, 24 corresponding lasers (especially semiconductor laser chips) 18 are arranged in an array is a microlens in which a large number of condenser lenses 19 are arranged. The light is condensed by the array 31 (36 is a mirror for guiding the laser light L in a right angle direction).
[0064]
As the condensing lens, the illustrated lens system may be used, but one condensing lens 38 having a large diameter indicated by a virtual line may be used. The lens 38 is formed so that the refraction path changes so that the light emission position corresponds to each of the vaporization portions 57C, 57M, and 57Y according to the light incident position. The multi-laser array 30 is driven and controlled by a control IC 34 provided on the substrate 33, and can be sufficiently radiated by a heat sink 35.
[0065]
In the case of mono-color printing, as shown in FIG. 7, a one-dimensional laser array 30 is manufactured and a structure in which each laser element can operate independently and in parallel makes it easy to more than double the number of beams. (For example, using a 24-beam laser array provides 24 times the speed).
[0066]
The above-described printer head 70 accommodates liquid 62 in the form of dots corresponding to the number of recording dots in the dye accommodating portion, and the laser 18 is also arranged in an array having light emitting points 18a corresponding to the number of recording dots. is there.
[0067]
The printer having the above-described printer head 70 performs printing by paper feeding in the vertical direction (X direction) and horizontal (Y direction) scanning of the head orthogonal to the X direction. The vertical paper feed and the horizontal head scan are alternately performed.
[0068]
As shown in FIG. 8, in this printer 91, for example, a printer head 70 for multi-color printing is orthogonal to the paper feed direction X of the photographic paper 80 by means of a head feed shaft 92 and a head support shaft 93 comprising a feed screw mechanism. The head can be reciprocated in the head feed direction Y.
[0069]
A head receiving roller 94 that supports the photographic paper 80 so as to sandwich the photographic paper 80 is rotatably provided above the head 70. The photographic paper 80 is sandwiched between the paper feed drive roller 95 and the driven roller 96 and moves in the paper feed direction X.
[0070]
The head 70 is connected to a head drive circuit board (not shown) or the like via a flexible harness 97.
[0071]
The recording system of the present embodiment uses the advantages of both the thermal transfer recording system and the ink jet system as described above, reduces waste and transfer energy, and reduces the size and weight of the printer. A thermal ink jet printer is used.
[0072]
That is, according to this recording method, a recording head (for example, a serial type printer head) 40 having a recording liquid 62 containing a heat-meltable dye and a carrier in a vaporizing section 57 and a recording droplet 82 generated by heating are received. A minute gap 51 in the range of 10 μm to 100 μm is provided between a recording medium (printing paper) 80 having a receiving layer 80a.
[0073]
Then, the recording liquid 62 accommodated in the dye accommodating portion of the vaporizing portion 57 of the recording head 70 is selectively heated to near the boiling point by the irradiation with the laser beam L to form droplets. And is transferred from the vaporization hole 53 onto the photographic paper 80 as a recording medium, and an image having continuous gradation is obtained. By repeating this operation for each of the image signals separated into three subtractive primary colors, yellow, magenta, and cyan, full color can be achieved.
[0074]
In this case, as shown in an enlarged view in FIG. 9, since a large number of small columnar bodies 61 are finely provided in the vaporizing section 57, minute gaps between the small columnar bodies 61-61 (that is, heating by the laser light L (that is, Corresponding to this size from micropores, many droplets (microdots) 82 of a much smaller size can be formed compared to the case of the conventional inkjet nozzle shown in FIGS. The number of droplets 82 generated can be arbitrarily controlled according to the corresponding heating energy of the laser beam L. As a result, multi-value density gradation can be obtained with high resolution. In order to perform the droplet formation of the recording liquid 62 satisfactorily, the distance h between the liquid surface of the recording liquid 62 and the upper end of the small column body 61 (that is, the small column body from the recording liquid surface), particularly during non-recording. The depth of the upper end of 62) should be 0 to 50 μm, and the recording liquid should be sufficiently held on the small column.
[0075]
In this recording method, the photographic paper 80 is opposed to the recording head 70 on the upper side, for example, and the laser beam L emitted from the laser 18 and condensed by the lens 19 is irradiated near the upper surface of the vaporization unit 57. Then, it is preferable that the droplet 82 fly or move upward.
[0076]
  Further, a dye reservoir 55 is provided on the head base 54 that is transparent to laser light, and the liquefied dye 62 is accommodated between the head 58 and a spacer 58 that also serves as a lid, and from there through a dye passage 67. The liquefied dye 62 is supplied to the vaporization unit 57. In this case, in order to improve the efficiency of supplying and evaporating the dye to the vaporization unit 57, the escape of the dye due to the decrease in the surface tension of the dye caused by heat generation is prevented, and the continuous supply and holding of the dye using the capillary phenomenon 1 and 2 are provided with the small column body 61,As a reference exampleAs shown in FIG. 10, a bead assembly composed of small beads 61 ′ is provided in the vaporization section 57.Can.
[0077]
As described above, according to the thermal type ink jet printer, the dye consumed for recording is voluntarily or forcibly passed from the dye reservoir to the vaporization section in a liquefied state, or the lost amount, or It can be continuously applied to a vaporizing section by being continuously applied onto a suitable substrate and moving to the transfer section. This is possible because the dye contains little binder resin.
[0078]
Therefore, since the vaporization part involved in recording can be used repeatedly many times, the thermal transfer method using the thermal head described above is a single-use disposable ink sheet, while saving resources and protecting the environment. Is advantageous.
[0079]
In addition, since the method of causing droplets to fly, recording can be performed without contact between the dye layer and the recording medium (printing paper). Therefore, the thermal transfer system using the thermal head described above for the second and subsequent printings. The reverse transfer and color mixing of the dyes as seen in FIG. 3 do not occur, and only the head including the vaporizing portion is heated, and the power consumption is significantly reduced as compared with the thermal transfer method described above.
[0080]
At the same time, the printer can be reduced in size and weight because a small-volume dye reservoir is used instead of the ink sheet described above for supplying the dye.
[0081]
In addition, since this recording method utilizes the flying of the dye droplets, it is not necessary to heat the dye receiving layer of the recording medium as in the thermal transfer method using the thermal head described above, and the ink sheet It is not necessary to press the recording medium against the recording medium with a high pressure, which is advantageous for reducing the size and weight of the printer.
[0082]
Further, since the dye layer in the vaporized portion and the recording medium are not in contact with each other, not only thermal fusion cannot occur between them, but recording is possible even if the compatibility between the dye and the receiving layer resin is small. Accordingly, the range of design and selection of dyes and receiving layer resins is remarkably expanded.
[0083]
Although the semiconductor laser 18 is basically used as a light source as a thermal energy supply source for forming droplets of dye, the semiconductor laser has high conversion efficiency from power to light, and in addition, directivity, concentration Since it is excellent in light property, the thermal energy transfer efficiency of the dye is very high. Therefore, compared with the conventional method (thermal transfer or ink jet using the above-described thermal head), the total energy utilization efficiency is remarkably increased, and there is a feature that it is advantageous for miniaturization and power saving.
[0084]
Furthermore, although it is difficult to express gradation with a conventional inkjet color printer, a semiconductor laser can easily control output power, pulse width, and the like, and thus the above-described recording method can easily realize multi-gradation expression. That is, an electrical image created by a color video camera or the like is converted into dye transfer according to an image signal by a semiconductor laser, and a full-color image having at least 128 gradations per color comparable to a silver salt photograph is formed. Can do.
[0085]
11 to 13 show another embodiment in which the present invention is applied to a non-contact thermal ink jet printer.
[0086]
According to the printer head 120 used in the present embodiment, resistance heating is used in place of the laser beam used in the above-described embodiment as an energy source for forming the recording liquid into droplets, and an infrared absorber is used for the recording liquid. In addition, it is not necessary to provide the photothermal converter 60. Others are substantially the same as the embodiment described above.
[0087]
In the vaporizing portion 77 of the printer head 120, a dye containing portion 87 having a depth of, for example, 50 μm is formed in the base 73 in a concave shape, and the width made of glass of the same material as the base 73 is, for example, 1 to 2 μm. A fine columnar body (or wall-shaped body) 101 is provided meandering by a lithography technique.
[0088]
The columnar body 101 is provided at a height from the bottom surface of the accommodating portion 87 to the top surface thereof, and has narrow gaps 102 alternately between the meandering patterns. It constitutes a porous structure. The gap 102 holds the liquefied dye 62 in the accommodating portion 87 by its capillary action, and at the same time supplies a sufficient amount of the liquefied dye 62 necessary for the time series operation of one dot of the printer. It is.
[0089]
A heating element 75 having a thickness of, for example, 6 μm is stacked in a meandering manner so as to be in contact with the upper surface of the columnar body 101 and overlap with the same pattern. That is, a columnar body 101 as a porous structure is provided below the heating element 75 (at a deeper position). The heating element 75 is in contact with or at least partially immersed in the surface area of the liquefied dye 62 in the housing portion 87, but the latter state is more efficient in vaporization and supply efficiency. This is desirable.
[0090]
In this case, the voids 103 are also present in the heating element 75 in the same pattern as the columnar bodies 101, and in addition to the capillary action of the voids 102 of the columnar bodies 101, the capillary action of the voids 103 is also exhibited, so And can be supplied effectively.
[0091]
The heating element 75 is formed of a silicon-based compound such as carbon or polysilicon, and a thin film of this silicon-based compound is patterned by etching, and is provided as a thin film resistor so as to straddle the dye containing portion 87, and is covered on both sides thereof. A signal voltage based on the image signal is applied between the pair of electrodes (which may be aluminum electrodes) 84-85 by matrix driving, and heat generation generates 50 to 500 ° C., and this heat generates a liquefied dye. 62 is efficiently heated and vaporized in the surface area. Further, since the glass columnar body 101 exists under the heating element 75, this heat is hardly dissipated to the base 73 through the columnar body 101.
[0092]
On the upper surface including the electrodes 84 and 85, SiO₂An insulating layer 86 is provided to electrically insulate the electrodes 84 and 85, but this may also have a thermal insulating effect. On the insulating layer 86, a dye solution stopper layer 107 made of fluorine or silicon resin is provided to prevent the liquid dye 62 from leaking upward. Further, a protective layer 81 made of tantalum, glass or the like is provided on the liquid stopper layer 107. Vaporization openings 81a, 86a, 97a are formed in the respective layers 81, 86, 97.
[0093]
In the vaporizer 77 configured as described above, a plurality of dots are actually arranged for each color (yellow Y, magenta M, cyan C) for full color as shown in FIG. These vaporization sections 77Y, 77M, and 77C pass through the storage tanks 41Y, 41M, and 41C through the introduction sections 64Y, 64M, and 64C, and the lead-in paths 64Y ′, 64M ′, and 64C ′, and the respective introduction ports 64 ″. A liquefied dye of each color is supplied.
[0094]
In this head 120, the wires 84 ′ and 85 ′ from the electrodes 84 and 85 of the heating element 75 in each vaporizing section are respectively routed on the base 73 and then led to the control board (tab) 88 on one end side. It is connected at the connecting portion 100 such as high-temperature solder. At the intersecting position 112 of the wirings 84 'and 85' of the electrodes 84 and 85, SiO₂The two wirings are insulated and separated through an interlayer insulating film 91 such as. The control IC 89 mounted on the control board is configured to supply a predetermined drive signal by matrix drive.
[0095]
In accordance with this drive signal, the selected heating element 75 is turned on to generate heat and vaporize the dye in each vaporization unit, while the heating element 75 that is turned off without being selected is used for heat retention or liquefaction of the liquefied dye by its residual heat. be able to. That is, by alternately driving the heating elements 75, either liquefaction or cooling of the dye can be efficiently performed by controlling the remaining heat. Although not shown, the heater 56 shown in FIGS. 1 and 2 can be provided on each vaporization section or base for liquefying the dye. The head 120 is obtained by bonding a dye tank main body 41A to a head main body 120A, and the bonding surfaces are denoted by 93 and 94, respectively.
[0096]
And as a vaporizer, since the heating element 75 is arranged in the surface area of the liquefied dye 62 in the dye containing portion 87, the temperature of the liquefied dye is quickly increased in the surface area, and the heating efficiency due to heat generation is increased. Transfer efficiency can be improved. In addition, since it is not necessary to use a laser, the cost can be reduced. Further, when the heating element 75 is turned off, the temperature of the surface area of the dye 62 can be quickly lowered and the temperature can be lowered quickly, so that the responsiveness is good.
[0097]
In addition, a fine serpentine columnar body 80 for holding and supplying the dye 22 is formed in a porous structure at a position deeper than the heating element 75 in the surface area of the dye 62 (that is, below the heating element 75). Since it is provided as a body, it will be provided with a capillary structure in the vaporization section 77, this capillary action suppresses the escape of dye, effectively holds and quantitatively supplies the dye, and efficiently conveys heat from the heating element 75 This makes it possible to improve the vaporization efficiency and to provide a high-quality record with a constant vaporization amount by the quantitative supply of the dye.
[0098]
And since the heating element 75 is provided on the upper part of this capillary structure, the escape of heat is suppressed and the heating efficiency is increased (if the heat still escapes, this residual heat can be used for dye liquefaction or heating of the photographic paper 80. It can also be used as a heat source for dye fixing, and can reduce fixing energy.) The cooling fins can be made smaller to reduce the cost.
[0099]
According to the head structure used in the present embodiment, the dye in each dye storage tank 41 may be heated by the heating element 56 in each storage tank 41, as shown in FIGS. Each liquefied dye 62 is guided to each vaporization section 77 by capillary action of each introduction section 64.
[0100]
In this case, since the liquid stop layer 107 is provided on the protective layer 81 side, a constant amount of the liquefied dye is always stored in the accommodating portion of each vaporizing portion 77 and does not flow to the protective layer 81. Further, when the dye is heated by the heating element 75, the dye is held by the micro-processed columnar body 101, so that the dye does not escape even if a surface tension difference occurs.
[0101]
Note that a spacer (not shown here) that constitutes a part of each introduction portion 64 is also heated and kept warm by the heating element 75 (and further the heating element 56). When color printing is performed on the photographic paper 80, heat is generated by the heating element 75 in accordance with the image signal. Due to this heat, the dye around the heating element 75 of each vaporizing portion is vaporized, passes through the hole 81a of the protective layer 81, and is transferred to the receiving layer 80a of the photographic paper 80 in the order of Y, M, and C.
[0102]
Since the printer head 120 according to this embodiment is of the thermal transfer type in which the recording liquid containing the dye 62 is heated and flies to the photographic paper 80 through the gap, like the head shown in FIG. 1 and FIG. It has features such as downsizing, ease of maintenance, immediacy, high image quality, and high gradation.
[0103]
The columnar body 101 and the base 73 that support the heating element 75 are made of glass, but can be made of other materials. For example, it can be formed of a polymer material such as polyimide, but this is because the printer head 120 is configured not to be pressed against the photographic paper 80, and therefore depends on not receiving a large pressure, There is little heat dissipation when the heating element 75 is operated, and the thermal insulation is improved.
[0104]
14 to 15 show another embodiment in which the present invention is applied to a non-contact type thermal ink jet printer.
[0105]
In this embodiment, the heating element 75 is provided in contact with the upper surface of the columnar body 101 in the above-described embodiments of FIGS. 11 to 13, whereas, for example, the columnar body 131 made of glass is used to process the base 73 described above. It is sometimes finely processed by lithography technique, and the heating element 75 is provided in a bridge type with a width of 3 to 5 μm at a certain distance above the columnar body 131, and the other configurations are the same. is there. Here, since the capillary action of the columnar body 131 is exhibited, the heating element 75 may be provided in a straight line.
[0106]
With this configuration, even if the columnar body 131 is separated from the heating element 75 or the heating element 75 has a narrow linear shape, the escape of the dye 62 can be sufficiently prevented by the capillary action of the columnar body 131. At the same time, it is efficient because heating is performed from the surface of the dye. Further, since the heating element 75 is present on the upper surface, the printing paper can be heated only during printing as in the above-described example, or can be heated by adding to the preheated printing paper.
[0107]
16 to 17 show still another embodiment in which the present invention is applied to a non-contact type thermal ink jet printer.
[0108]
According to the printer head 70 used in the present embodiment, the resistance heating type heater 95 is used as an energy source for forming droplets of the recording liquid, and this is provided at the bottom of the porous structure composed of the small columns 61. Except for this point, the embodiment is substantially the same as the embodiment shown in FIGS. Therefore, the same operational effects as described in the above-described embodiment can be obtained, and the following specific operational effects can be obtained.
[0109]
In this embodiment, when the recording liquid 62 is heated by the resistance heating type heater 95, as shown in an enlarged view in FIG. 17, the growth process of bubbles in the recording liquid in the group of small columns 61 that are porous portions Thus, the bubbles 90 are divided in accordance with the minute gaps between the small columnar bodies 61-61, whereby fine droplets 82 are formed. Such a phenomenon also occurs in the embodiment shown in FIGS.
[0110]
That is, since a large number of small columnar bodies 61 are finely provided in the vaporizing section 57, the small portions (that is, microscopic holes) between the small columnar bodies 61-61 at the bottom of the vaporizing section are heated by the heater 95. Bubbles 90 are generated, and a large number of small-sized droplets 82 corresponding to this size (corresponding to the minute gaps between the small column bodies) can be formed, and the droplets according to the heating energy corresponding to the image information The number of 82 can be controlled arbitrarily. Accordingly, the amount of fine droplets 82 can be controlled by controlling the input energy amount (heating amount) for bubble formation by the heater 95, so that the density modulation within the dots is possible and the resolution is also high. it can.
[0111]
Therefore, the heater 95 is preferably positioned below the small column 61. Alternatively, when the small column body 61 itself is formed of a heating element and energized to generate bubbles in the entire region of the small column body 61, the efficiency of droplet formation is further improved.
[0112]
In order to perform the droplet formation of the recording liquid 62 satisfactorily, the distance h between the liquid surface of the recording liquid 62 and the upper end of the small column body 61 (that is, the small column body from the recording liquid surface), particularly during non-recording. The depth of the upper end of 62) should be 0 to 50 μm, and the recording liquid should be sufficiently held on the small column.
[0113]
Next, a specific example of the recording result obtained by the recording method of each embodiment described above will be described.
[0114]
Example 1
The transfer head shown in FIG. 1 was prepared on a quartz substrate by powder beam etching (PBE) or reactive ion etching (RIE) (however, the length and interval of one side of the small column provided in the transfer portion were 2 μm, The height was 10 μm).
[0115]
A recording liquid having the following composition was introduced into the ink tank of the transfer head at room temperature, and was spontaneously guided to the transfer portion by capillary action. The following tetraethylene glycol is a carrier, and NK-125 (manufactured by Nippon Photosensitivity Laboratories) is a cyanine dye that efficiently absorbs 780 nm laser light (infrared rays).
[0116]
(1) For yellow:
Basic Yellow 25 10g
90g of tetraethylene glycol
NK-125 0.5g
[0117]
(2) For magenta:
Rhodamine 6G 10g
90g of tetraethylene glycol
NK-125 0.5g
[0118]
(3) For cyan:
Crystal violet 10g
90g of tetraethylene glycol
NK-125 0.5g
[0119]
The transfer heads into which the recording liquids of these three colors are introduced are incorporated in the printer shown in FIG. 8, respectively, and high-quality recording paper for bubble jet (glossy paper for color BJ: manufactured by Canon Inc.) is cut into A6 size and used as a platen roller. Laser pulse with a length corresponding to the image information by a 24-line multi-diode laser array (output of each diode laser: 30 mW, wavelength: 780 nm: manufactured by Sony Corporation) with a gap of 100 μm between the winding part of the head and the recording paper. Was made to emit light. The laser beam was condensed to a diameter of 10 μm by a lens array and the recording liquid on the transfer part was heated.
[0120]
The heated recording liquid expands in volume due to the vaporization of the carrier, and a droplet having an average diameter of 1.5 μm flies through the gap of 100 μm at an initial velocity of about 2 m / second from between the small columns and adheres to the recording paper. . The recording liquid lost by the transfer was spontaneously introduced from the ink tank to the transfer section by capillary action. This operation was performed for yellow, magenta, and cyan.
[0121]
In the obtained image, the dot diameter of the portion showing the maximum transfer sensitivity was 80 μm. This is equivalent to 300 DPI. The maximum optical density was 1.8 or more for each color when measured with a Macbeth densitometer. The density gradation was 256 or more.
[0122]
Example 2
As shown in FIGS. 11 to 13, a transfer head similar to that in Example 1 was prepared except that a thin film resistor (heating element) was provided in the transfer portion. The electrical resistance of the thin film resistor was 500Ω.
[0123]
A recording liquid obtained by removing the infrared absorbent from the recording liquid used in Example 1 was introduced into this transfer head, and a pulse current having a length corresponding to the image information was applied to the thin film resistor. The potential of the pulse current was 4V.
[0124]
The volume of the recording liquid heated by energization expands due to the vaporization of the carrier, and a droplet with an average diameter of 1.5 μm flies through the 100 μm gap at an initial velocity of about 2 m / sec. Attached. The recording liquid lost by the transfer was spontaneously introduced from the ink tank to the transfer section by capillary action. This operation was performed for yellow, magenta, and cyan.
[0125]
In the obtained image, the dot diameter of the portion showing the maximum transfer sensitivity was 80 μm. This is equivalent to 300 DPI. The maximum optical density reached 1.5 or more for each color when measured with a Macbeth densitometer. The density gradation was 256 or more.
[0126]
Example 3
A transfer head similar to that in Example 1 was kept at 80 ° C., and the following recording liquid was introduced. The following carbana wax is a carrier, and NK-2911 (manufactured by Nippon Photosensitivity Laboratories) is a cyanine dye that efficiently absorbs 780 nm laser light (infrared rays).
[0127]
(1) For yellow:
ESC-155 10g
Carbana wax 90g
NK-2911 0.5g
[0128]
(2) For magenta:
ESC-451 10g
Carbana wax 90g
NK-2911 0.5g
[0129]
(3) For cyan:
ESC-655 10g
Carbana wax 90g
NK-2911 0.5g
[0130]
Each of the transfer heads into which the recording liquids of these three colors are introduced is incorporated in the printer shown in FIG. 8, and the PPC paper (plain paper) is cut into A6 size and wound around the platen roller. A laser pulse having a length corresponding to image information was emitted from a 24-line multi-diode laser array (output of each diode laser: 30 mW, wavelength: 780 nm: manufactured by Sony Corporation) at 100 μm. The laser beam was condensed to a diameter of 10 μm by a lens array and the recording liquid on the transfer part was heated.
[0131]
The heated recording liquid expands in volume due to the vaporization of the carrier, and a droplet having an average diameter of 1.5 μm flies through the gap of 100 μm at an initial speed of about 1 m / second from between the small columns and adheres to the recording paper. . The recording liquid lost by the transfer was spontaneously introduced from the ink tank to the transfer section by capillary action. This operation was performed for yellow, magenta, and cyan.
[0132]
In the obtained image, the dot diameter of the portion showing the maximum transfer sensitivity was 100 μm. This is equivalent to 250 DPI. The maximum optical density reached 1.5 or more for each color when measured with a Macbeth densitometer. The density gradation was 128 or more.
[0133]
Example 4
A transfer head similar to that in Example 1 was kept at 80 ° C., and the following recording liquid was introduced. BRIJ-78 below is a surfactant made of polyoxyethylene alkyl ester, and water is a carrier.
[0134]
(1) For yellow:
ESC-155 10g
Carbana wax 40g
BRIJ-78 40g
10g of water
NK-2911 0.5g
[0135]
(2) For magenta:
ESC-451 10g
Carbana wax 40g
BRIJ-78 40g
10g of water
NK-2911 0.5g
[0136]
(3) For cyan:
ESC-655 10g
Carbana wax 40g
BRIJ-78 40g
10g of water
NK-2911 0.5g
[0137]
These three color recording liquids were each heated to 80 ° C., melted, and sufficiently stirred with an ultrasonic stirrer. The average diameter of water dispersed in the recording liquid was 1 μm or less.
[0138]
Then, the transfer heads into which the recording liquids of these three colors are introduced are respectively incorporated in the printer shown in FIG. 8, and the PPC paper (plain paper) is cut into A6 size and wound around the platen roller. A laser pulse having a length corresponding to image information was emitted from a 24-line multi-diode laser array (output of each diode laser: 30 mW, wavelength: 780 nm: manufactured by Sony Corporation) with a gap of 100 μm. The laser beam was condensed to a diameter of 10 μm by a lens array and the recording liquid on the transfer part was heated.
[0139]
The heated recording liquid expands in volume due to the vaporization of the carrier, and a droplet having an average diameter of 1.5 μm flies through the gap of 100 μm at an initial velocity of about 2 m / second from between the small columns and adheres to the recording paper. . The recording liquid lost by the transfer was spontaneously introduced from the ink tank to the transfer section by capillary action. This operation was performed for yellow, magenta, and cyan.
[0140]
In the obtained image, the dot diameter of the portion showing the maximum transfer sensitivity was 100 μm. This is equivalent to 250 DPI. The maximum optical density reached 2.0 or more for each color when measured with a Macbeth densitometer. The density gradation was 128 or more.
[0141]
In Example 1 above, when the transfer was attempted in the same manner with the height of the columnar body of the transfer portion being 0.5 μm, the recording liquid in the laser irradiation portion moved to the laser non-irradiation portion in the transfer portion, and the recording liquid Drops may not be generated.
[0142]
In Example 1, when the transfer was attempted in the same manner with the gap between the recording medium and the transfer head being less than 10 μm, the transfer portion and the recording medium contacted while the transfer head was moving, and density unevenness occurred in the transfer sensitivity. There was a thing.
[0143]
Example 5
The transfer head shown in FIG. 16 was kept at 80 ° C., and the following recording liquid was introduced. The following water, triethylene glycol, polyethylene glycol, 1,3-dimethyl-2-imidazolidine, glycerin, and N-methyl-2-pyrrolidone are carriers. Moreover,% in parenthesis represents weight%.
[0144]
(1) For yellow:
Direct Yellow 86 (3%)
Water (47%)
Triethylene glycol (15%)
Polyethylene glycol (15%)
1,3-dimethyl-2-imidazolidine (20%)
[0145]
(2) For magenta:
Acid Red 37 (3%)
Water (47%)
Triethylene glycol (20%)
Glycerin (10%)
N-methyl-2-pyrrolidone (20%)
[0146]
(3) For cyan:
Direct Blue 86 (3%)
Water (47%)
Polyethylene glycol (13%)
Glycerin (17%)
N-methyl-2-pyrrolidone (20%)
[0147]
Then, a transfer head into which the recording liquids of these three colors are introduced (however, the electric resistance of the thin film resistor forming the heater is 500Ω) is incorporated in the printer shown in FIG. 8, and the PPC paper (plain paper) is cut into A6 size. Then, it was wound around the platen roller, the gap between the transfer part of the head and the recording paper was set to 100 μm, and the heat generation amount was changed by changing the energization amount to the heater. As a result, the results shown in Table 2 below were obtained. It was. The color density is measured with a Macbeth densitometer.
[0148]
According to this result, the dot size of the transferred recording liquid was in the range of 80 μm to 100 μm, and the density was modulated according to the input energy. When this dot is magnified with a microscope, it is an aggregate of about 1 to 20 μm of microdots, and as the density increases, the number density of microdots per unit area increases. all right.
[0149]

[0150]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments can be further modified based on the technical idea of the present invention.
[0151]
  For example, the porous structure to be formed in the transfer part (heating part or vaporization part) is not limited to the above-described one. For example, in the case of a pillar, the height, plane or cross-sectional shape, density, etc. may be changed. In addition, the formation location can be applied as long as it is a location where fine patterning or porosity formation, an increase in surface area, or the like is required.
[0152]
As energy for forming a recording material such as a dye into droplets, a heating beam other than laser light may be used, or another heating method such as resistance heating may be used. For this purpose, a conductive substance can be added to the recording material. In addition, an appropriate heating method can be employed to obtain density gradation.
[0153]
Further, the number of recording material accommodating portions and the number of dots for accommodating the recording material (dye), and the number of beams of the laser array corresponding to this (number of light emitting points) may be variously changed, and the array shape, size, etc. Are not limited to those described above.
[0154]
The head and printer used in the present invention use a laser or a heating element for heating the dye, but these may be combined. In this case, even when the power of each heating means is lowered, vaporization can be realized satisfactorily. In addition to heating, the dye droplets can be formed by other means such as a continuous vibration generation method using a piezo element or an electrostatic suction method.
[0155]
Further, the structure and shape of the head and the printer may be other appropriate structures and shapes, and other appropriate materials may be used as the material of each part constituting the head. With respect to the recording dye, full-color recording can be performed as three colors of magenta, yellow, and cyan (further, black is added), and two-color printing, one-color monochromatic or monochrome recording can be performed.
[0156]
In addition to recording a solid dye once in a liquid form, the liquid can be stored in a dye reservoir (liquid at room temperature). Further, unlike the above-described printer, laser light may be irradiated from above the head and recording may be performed on a recording paper positioned below the head.
[0157]
[Effects of the invention]
  According to the recording method of the present invention, the recording liquid flying portion of the recording headIt consists of columnar bodies with a size and spacing of 0.1 to 10 μmA porous structure is formed, a recording liquid is supplied to the recording liquid flying portion, a state of the recording liquid is changed by heating or the like to generate droplets, and the liquid droplets are generated in the recording head.With a certain gapThe recording medium is arranged so as to face each other.
[0158]
Therefore, the surface area of the flying portion is increased by the porous structure described above, and the recording liquid is always supplied to the recording liquid flying portion by capillary action and held there, and in this state, heating means (for example, laser light), etc. The recording material of the amount corresponding to the recording information corresponding to the electrical image created by the color video camera or the like causes a pressure increase in a part of the recording liquid by selectively adding the energy amount corresponding to the recording information by Can be transferred to a recording medium and transferred onto the recording medium.
[0159]
In this case, it is possible to form a large number of droplets of a small size corresponding to the fine pores of the porous structure as compared with the known inkjet method, and according to the applied energy corresponding to the recording information to the recording liquid flying portion. Since the number of droplets generated can be freely controlled, the recording method of the present invention enables multi-value density gradation, and has a recording quality (for example, a full-color image) having an image quality equivalent to or higher than that of a silver salt image. Can be obtained.
[0160]
In addition, since it is a thermal transfer type recording, it has the features such as downsizing, ease of maintenance, immediacy, high image quality, and high gradation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a printer head used in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of another head unit of the printer.
FIG. 3 is a perspective view of a main part of the printer head.
FIG. 4 is a plan pattern diagram of a small columnar body group provided in a transfer portion (vaporization portion) of the printer head.
FIG. 5 is an exploded perspective view of the printer head.
FIG. 6 is a schematic rear view showing the printer head and a scan state thereof.
FIG. 7 is a schematic back view showing the monocolor recording printer head and its scanning state;
FIG. 8 is a schematic perspective view of the printer as viewed from below.
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of a main part for explaining a recording liquid flying state by the printer head.
FIG. 10According to reference examplesIt is sectional drawing of a printer head.
FIG. 11 is a plan view of an essential part of a printer head used in another embodiment of the present invention.
12 is a cross-sectional view taken along line XII-XII in FIG.
FIG. 13 is a plan view of the printer head.
FIG. 14 is a plan view of a main part of a printer head used in another embodiment of the present invention.
15 is a cross-sectional view taken along line XV-XV in FIG.
FIG. 16 is a sectional view of a printer head used in still another embodiment of the present invention.
FIG. 17 is an enlarged cross-sectional view of a main part for explaining a recording liquid flying state by the printer head.
FIG. 18 is a front view of a main part of a recording apparatus using a conventional thermal recording head.
FIG. 19 is a schematic sectional view of a conventional inkjet printer head.
FIG. 20 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the printer head.
[Explanation of symbols]
10 ... Electrical-thermal converter
11 ... Recording paper
18 ... Laser (semiconductor laser)
21 ... Nozzle (head)
23 ... Recording liquid
23a: Droplet
30 ... Multi laser array
31 ... Microlens array
51 ・ ・ ・ Gap
53 ... Vaporization hole
54 ... Base
56 ... Heater
57 ・ ・ ・ Vaporizer
58 ・ ・ Spacer
59 ... Protective plate
61 ... trabecular body
62 ... Recording liquid (liquefied dye)
67 ・ ・ ・ Dye passage
70 ・ ・ ・ Printer head
75, 95 ... heating element (heater)
80 ... photographic paper
80a ... Dye-receiving layer
82 ... Recording droplets
90 ... Bubble
L ... Laser light

Claims (8)

The recording liquid is supplied to the recording liquid flying portion of the recording head, and the recording liquid is converted into droplets at the recording liquid flying portion , and the droplets are transferred to a recording medium disposed to face the recording head. In the recording method ,
The porous structure size and spacing are made of each columnar body is 0.1~10μm formed before type recording liquid flying unit, wherein the porous structure the recording liquid supplied to and liquid droplets, to produce Droplets are made to fly to the recording medium that is disposed opposite to the recording head with a predetermined gap .
And a recording method . Protrusions having a heat resistance of 300 ° C. or more having a height of 1 to 20 μm, a diameter or a side of 0.1 to 5 μm, and an interval of 0.1 to 5 μm are 2 to 100 rows and 2 to 100 in the vertical direction and the horizontal direction, respectively. None the aligned pattern in a matrix in a range of rows to form a porous structure, the recording method described in claim 1. The recording method according to claim 1, wherein the recording liquid is formed into droplets by heating means or mechanical means.   The recording method according to claim 1, wherein the tip of the porous structure is positioned 0 to 50 μm deeper than the recording liquid surface during non-recording. The recording method according to claim 3 , wherein the recording liquid is heated to form droplets by irradiation with laser light. The recording method according to claim 5 , wherein a laser capable of changing an output in accordance with recording information and a photothermal converter having a laser light absorption property provided in a recording liquid heating unit of the recording head are used. The recording method according to claim 3 , wherein the recording liquid is heated into droplets by a heating element provided in the recording liquid flying portion. The recording method according to claim 7 , wherein a heating element for forming bubbles is arranged at the bottom of the porous structure.

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