JP4291949B2 - 記録装置及び記録方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体に対してヒートモードの光を照射して記録を行う記録装置及び記録方法に関し、更に詳しくは、所定部位に照射された光により所定部位の温度がしきい値以上になった場合に所定部位の転写、発色又は濃度の変化が生ずる記録媒体に画像を記録する記録装置及び記録方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、光熱変換層や色材層等が形成された色材シートと、受像層が形成された受像シートとが重ね合わされて構成され、照射された光を光熱変換層で熱エネルギーに変換し、変換した熱エネルギーにより色材層の温度がしきい値以上になると、色材層がアブレーションによって受像層に押しつけられて受像層に画像が形成される記録材料が知られている(特開平8−132654号公報参照)。
【0003】
ところで、この種の記録材料は、色材層の温度がしきい値以上に上昇しないと画像が形成されないので、銀塩感光材料等と比較して光に対する感度が低い。このため、前記記録材料に画像を記録する記録装置は、記録材料を加熱するためにハロゲンランプや赤外線ランプ等のランプ、又はニクロム線等のヒータから成る熱源を備えており、熱源としてのランプから射出された光(サブヒート光)を、ハーフミラーによって記録用光源から射出された記録用の光ビーム(書込光)と重ね合わせて記録材料に照射するか(所謂同時ヒート)(特開昭64−71771号公報等参照)、熱源としてのヒータからの輻射熱を記録材料に照射することにより記録材料を予め加熱するか(所謂プレヒート)、或いは書込光の照射の後にサブヒート光を照射して追加加熱する(所謂ポストヒート)構成が一般的であった。
【0004】
例えば、書込光1chに対し、サブヒート光を照射するには、図15(a)に示すように、書込光Aの照射位置より主走査記録方向下流側でサブヒート光Bを照射することによりプレヒートが可能となり、図15(b)に示すように、書込光Aとサブヒート光Bとを同じ位置で照射することにより同時ヒートが可能となり、図15(c)に示すように、書込光Aの照射位置より記主走査記録方向上流側でサブヒート光Bを照射することによりポストヒートが可能になった。
【0005】
また、サブヒート光Bは、弱い加熱量で所定の効果が得られるようにするため、幅広で照射される場合がある。このような幅広のサブヒート光Bは、例えばプレヒートを例にした場合、図16(a)に示すように、記録部材移動方向に縦長となるものや、図16(b)に示すように、記録部材移動方向に直交する方向に横長となるものや、図16(c)に示すように、記録部材移動方向に対して所定の角度傾斜させたものがある。
【0006】
さらに、サブヒート光Bは、1次元で配列された書込光複数chに対して照射されることがある。この場合、図17(a)に示すように、記録部材移動方向に直交する方向に並べられた書込光Aに対し、サブヒート光Bをこれと平行に照射することで、プレヒート(又はポストヒート)が可能になる(但し、図示の場合はプレヒート)。図17(b)に示すように、記録部材移動方向に所定の角度傾けて並べられた書込光Aに対し、サブヒート光Bを記録部材移動方向に直交する方向に照射することで、プレヒート、同時ヒート、ポストヒートが可能になる。また、逆に図17(c)に示すように、記録部材移動方向に直交する方向に並べられた書込光Aに対し、サブヒート光Bを記録部材移動方向に所定の角度傾斜させて照射しても、プレヒート、同時ヒート、ポストヒートが可能になる。
【0007】
このように、記録部材の所定部位への書込光Aの照射に対し、主走査記録方向の上流側又は下流側にサブヒート光Bを照射することで、所定部位の色材層の温度が短時間でしきい値以上となるので、書込光Aに対する感度を高めることができ、記録材料への画像の記録を高速化することができた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、複数の書込光Aが配列される場合、例えば図17(a)に示す書込光Aとサブヒート光Bとの相対位置関係では、それぞれの書込光Aとサブヒート光Bとが記録部材移動(回転)方向である主走査方向に同一の距離となるが、図17(b),(c)に示す書込光Aとサブヒート光Bとの相対位置関係では、それぞれの書込光Aとサブヒート光Bとが主走査方向に異なる位置(距離)関係となる。
【0009】
複数の書込光Aが1次元で配列される場合には、敢えて図17(b),(c)の相対位置関係を採らなくとも、図17(a)に示す相対位置関係とすれば、書込光Aとサブヒート光Bとの主走査方向の距離を上述したように同一とすることも可能になるが、図18に示すように、隣接する書込光Aの記録間隔を狭めて記録密度を高めようとした場合には、主走査方向に並べられた書込光Aの列が主走査方向に対して所定の角度傾けられて複数の書込光Aが2次元配列されるため、このような回避策もとれなくなる。
【0010】
このため、図18に示した書込光Aとサブヒート光Bとの相対位置関係では、プレヒート、同時ヒート、ポストヒートが混用されることになるが、ch1とch5の書込光Aはサブヒート光Bから最も遠く、ch2とch4の書込光Aは次に遠く、ch3の書込光Aは同時ヒートとなる。そして、1ch〜5chまでの主走査方向の距離が短ければ(100〜200μm)、さほど記録に影響を及ぼすことはないが、例えば、400μmも離れていると、それぞれの記録chでの記録特性が異なるものとなる。この結果、感度や記録速度、更には記録画質を低下させる虞れがあった。
【0011】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、それぞれの記録chを均一な記録特性に維持することのできる記録装置及び記録方法を提供し、高い記録画質を高感度且つ高速な記録で可能にすることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る請求項1記載の記録装置は、主走査方向に移動されるヒートモード記録媒体に、主走査方向に対して所定の角度傾斜して一次元に配列された複数の記録スポットを有する書込光を第一の出射手段によって照射すると共に、加熱用スポットを有するサブヒート光を第二の出射手段によって照射する記録装置において、前記傾斜した記録スポット列が副走査方向に複数配列されると共に、前記記録スポット列の数と同数の前記加熱用スポットが、それぞれの前記記録スポットから主走査方向に略等しい距離をもって前記記録媒体に照射されることを特徴とする。
【0013】
この記録装置では、第二の出射手段によって照射される加熱用スポットが、第一の出射手段によって照射される記録スポットから主走査方向に等しい距離をもって記録媒体に照射され、広い領域で配列されるそれぞれの記録スポットに対して、等時間でサブヒート(プレヒート、ポストヒート、又は同時ヒート)がなされ、それぞれの記録スポットが均一の記録特性に維持される。また、これにより、加熱用スポットとの距離が大きい低感度の記録スポットが排除されることになり、高感度且つ高速な記録が可能になる。
【0015】
この記録装置では、2次元配列される記録スポットのうち、列方向に並ぶ記録スポットに対し、加熱用スポットが主走査方向に等しい距離をもって配置される。つまり、加熱用スポットは、記録スポットの列と同数が、列状に並んだ記録スポットと平行に配置される。従って、記録媒体が主走査方向に移動されると、それぞれの記録スポットが加熱用スポットによって同一の条件で加熱され、2次元配列された記録スポットが必要最小数の加熱用スポットによって均等に加熱されることになる。
【0016】
請求項2記載の記録装置は、前記記録媒体が、受像層を有する受像シートとトナー層を有する色材シートからなり、前記受像シートが記録用回転ドラムに巻装され、この巻装された受像シートの上に色材シートが巻装されることで、前記受像シートの受像層と色材シートのトナー層とが密着して重ね合わせられることを特徴とする。
【0017】
この記録装置では、密着して重ね合わされた色材シートと受像シートとに、書込光とサブヒート光とが照射されると、色材シートにおいて光エネルギーが熱エネルギーに変換され、記録スポット部分の温度が上昇する。この際、書込光の照射前、又は照射後に照射されたサブヒート光が、記録スポット部分の温度上昇に寄与することになる。これにより、トナー層の記録スポット部分の温度がしきい値以上になって受像層へ転写され、受像シートに画像が記録される。
【0018】
請求項3記載の記録装置は、前記サブヒート光を前記書込光より先に照射するプレヒート時に、前記サブヒート光が前記書込光より主走査記録方向下流側に200μm以下の距離をもって照射されることを特徴とする。
【0019】
この記録装置では、プレヒート時に、書込光とサブヒート光との主走査方向の距離、即ち、記録スポットと加熱用スポットとの距離が所定以下となることで、熱伝導による熱損失量が所定以下に抑えられ、サブヒート光の熱が効果的に記録スポットの加熱のために寄与されることになる。そして、その距離は、200μm以下、より好ましくは100μm以下で熱の寄与効果が顕著となる。
【0020】
請求項4記載の記録装置は、前記サブヒート光と前記書込光を同時に照射する同時ヒート時に、前記書込光の照射位置と前記サブヒート光の照射位置とが主走査方向に対して一致していることを特徴とする。
【0021】
この記録装置では、同時ヒート時に、書込光の照射位置とサブヒート光の照射位置とが主走査方向に対して一致することで、熱伝導による熱損失量が所定以下に抑えられ、サブヒート光の熱が効果的に記録スポットの加熱のために寄与されることになる。
【0022】
請求項5記載の記録装置は、前記サブヒート光を前記書込光より後に照射するポストヒート時に、前記サブヒート光が前記書込光より主走査記録方向上流側に100μm以下の距離をもって照射されることを特徴とする。
【0023】
この記録装置では、ポストヒート時に、書込光とサブヒート光との主走査方向の距離、即ち、記録スポットと加熱用スポットとの距離が所定以下となることで、熱伝導による熱損失量が所定以下に抑えられ、サブヒート光の熱が効果的に記録スポットの加熱のために寄与されることになる。そして、その距離は、100μm以下、より好ましくは50μm以下で熱の寄与効果が顕著となる。
【0024】
請求項6記載の記録装置は、前記サブヒート光を前記書込光より先に前記記録媒体に照射するプレヒート時に、前記サブヒート光が前記書込光より20μs以下の時間差をもって先に照射されることを特徴とする。
【0025】
この記録装置では、プレヒート時に、サブヒート光による加熱用スポットが照射されてから書込光による記録スポットが照射されるまでの時間差が所定以下となることで、記録媒体からの放熱による熱損失量が所定以下に抑えられ、サブヒート光の熱が効果的に記録スポットの加熱のために寄与されることになる。そして、その時間差は、20μs以下、より好ましくは10μs以下で熱の寄与効果が顕著となる。
【0026】
請求項7記載の記録装置は、前記サブヒート光を前記書込光より後に前記記録媒体に照射するポストヒート時に、前記サブヒート光が前記書込光より10μs以下の時間差をもって後に照射されることを特徴とする。
【0027】
この記録装置では、ポストヒート時に、書込光による記録スポットが照射されてからサブヒート光による加熱用スポットが照射されるまでの時間差が所定以下となることで、記録媒体からの放熱による熱損失量が所定以下に抑えられ、サブヒート光の熱が効果的に記録スポットの加熱のために寄与されることになる。そして、その時間差は、10μs以下、より好ましくは5μs以下で熱の寄与効果が顕著となる。
【0028】
請求項8記載の記録方法は、請求項1〜請求項8のいずれか1項記載の記録装置を用いて、ヒートモード記録媒体に、書込光とサブヒート光とを照射して記録を行うことを特徴とする。
【0029】
この記録方法では、加熱用スポットをそれぞれの記録スポットから主走査方向に等しい距離で記録媒体に照射する記録装置が用いられ、複数の記録スポットのそれぞれが同一の状態で加熱され、広い領域のスポット配列においても、それぞれの記録スポットが均一な記録特性で記録可能になる。
【0030】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る記録装置及び記録方法の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明に係る記録装置の構成図、図2は図1の記録装置に用いられる色材シート及び受像シートの層構成を示す断面図、図3は記録装置による記録工程を概念的に示す説明図、図4は記録ヘッドの概略構成図、図5はレーザヘッドの光学系を示す概略構成図である。
【0031】
この記録装置1は、フルカラー画像を得るためのカラー画像形成装置であり、記録媒体供給部32、画像形成用の記録用回転ドラム34、この記録用回転ドラム34上に設けられる記録媒体固定/解除機構36、記録用回転ドラム34の外周に沿って配置されるラミネート機構38、記録ヘッド40、剥離機構42、給紙部44、ラミネート部46、定着部48、剥離部50、トレイ部52、コントローラ69、及び記録用回転ドラム34を駆動するモータ(図示せず)とを備えている。
【0032】
この記録装置1の概略的な動作としては、まず、記録媒体供給部32から記録用回転ドラム34上に、記録媒体として、受像シート12と、色材シート10とを供給し、記録用回転ドラム34上に受像シート12を記録媒体固定/解除機構36によって固定する。そして、ラミネート機構38によって加圧加熱押圧して受像シート12上に色材シート10を粘着して積層する。なお、色材シート及び受像シート12は、レーザ熱転写材料等を好適に使用できる。
【0033】
次いで、コントローラ69によって画像信号に応じて制御される記録ヘッド40で、色材シート10に向けて像様にヒートモードでレーザ露光することで、画像が潜像として記録される。
【0034】
図2に示すように、色材シート10は、支持体10aの受像シート側に、光熱変換層10b及びトナー層10cを積層して構成される。また、受像シート12は、支持体12cの色材シート側に、クッション層12bを介して受像層12aを積層して構成される。
【0035】
支持体10aには、PET(ポリエチレンテレフタレート)ベース、TAC(トリアセチルセルロース)ベース、PEN(ポリエチレンナフタレート)ベース等、レーザビームを透過させるものが用いられる。光熱変換層10bとしては、カーボン、黒色物質、赤外線吸収色素、特定波長吸収物質等が挙げられるが、レーザエネルギを効率良く熱に変換するものであればよい。トナー層10cには、K、C、M、Yの各色のほか、金、銀、茶、灰等の特色と呼ばれるものもある。トナー層10cは、記録に際して受像シート12の受像層12aと密着され、記録ヘッド40からのレーザビーム照射による加熱によって、受像シート12の受像層12aに転写される。
【0036】
また、支持体12cには、色材シート10の支持体10aと同様のものや、光不透過ベースのものが用いられる。受像層12aは、記録に際して色材シート10のトナー層10cと密着され、トナー層10cの加熱部分が転写される。クッション層12bは、色材シート10が複数重ねられて転写される場合に、それらの積層されたトナーの段差を吸収する。上記光不透過ベースは、例えば、白色や黒色や銀白色など、光透過率50%以下のものである。
【0037】
続いて、剥離機構42によって色材シート10を記録用回転ドラム34上に固定されている受像シート12から剥離し、記録された色材シート10の画像を受像シート12に転写し、現像する。これにより、受像シート12上に画像が形成される。これを他の3〜4色に対して繰り返し行う。
【0038】
このようにして受像シート12上にカラー画像を形成した後、この受像シート12と給紙部44から供給された本紙14とをラミネート部46で積層・密着させる。そして、定着部48で受像シート12の受像層を光硬化させた後、剥離部50で剥離し、フルカラー画像が形成された本紙14をプルーフトレイ52aに、使用済みの受像シート12を廃棄トレイ52bに排出する。こうして、フルカラー画像をハードコピーとして得ることができる。
なお、上記ラミネート部は、記録装置1と別体にする場合もある。
【0039】
例えば、K、C、M、Y、の4色で受像シート12上にフルカラー画像を形成し、このフルカラー画像を本紙14へラミネートする場合の記録工程は、図3に示すとおりとなる。即ち、
1)受像シート12を記録用回転ドラム34の外周面に巻き付ける。
2)K色の色材シート10を受像シート12上に巻き付け、必要に応じてラミネートする。
3)K色の画像・文字データで書込光を照射し、受像シート12にK色で記録を行う。
4)K色の色材シート10を受像シート12から剥離させる。
5)C色の色材シートを受像シート12上に巻き付け、必要に応じてラミネートする。
6)C色の画像・文字データで書込光を照射し、受像シート12にC色で記録を行う。
7)C色の色材シートを受像シート12から剥離させる。
8)M色の色材シートを受像シート12上に巻き付け、必要に応じてラミネートする。
9)M色の画像・文字データで書込光を照射し、受像シート12にM色で記録を行う。
10)M色の色材シートを受像シート12から剥離させる。
11)Y色の色材シートを受像シート12上に巻き付け、必要に応じてラミネートする。
12)Y色の画像・文字データで書込光を照射し、受像シート12にY色で記録を行う。
13)Y色の色材シートを受像シート12から剥離させる。
14)上記1)〜13)の工程を経て、受像シート12上にK、C、M、Y、の各色が積み重ねたり重ならなかったりして、所望のカラー画像が得られる。
15)得られたカラー画像を本紙14に転写する。
【0040】
次に、記録装置1の各構成部を詳述する。
記録媒体供給部32は、ロール状の受像シート12及び複数の色材シート10、例えばK、C、M、Yの標準色材シートや印刷分野で用いられる特色シート等のロール状記録媒体が保持されている記録媒体ステーション53と、一つの記録媒体を引き出す一対の引き出しローラ54と、引き出しローラ54によって記録媒体ステーション53から所定の長さに引き出された記録媒体をシート状に切断するカッタ55と、シート状の記録媒体を挟持搬送する一対のローラ56と、シート状の記録媒体を記録用回転ドラム34上に案内し、記録媒体の先端を記録用回転ドラム34上に取り付けられた記録媒体固定/解除機構36に固定位置まで案内するガイド57とからなる。
【0041】
画像形成用の記録用回転ドラム34には、まずシート状の受像シート12が供給される。その受像シート12の先端は、記録媒体固定/解除機構36にクランプ等により固定され、記録用回転ドラム34の図中矢印方向の回転によって記録用回転ドラム34の外周上に巻き上げられ、後端も記録媒体固定/解除機構36により固定される。ここで、記録媒体固定/解除機構36の先端固定部と後端固定部の少なくとも一方は、色々な長さのシート状記録媒体の記録用回転ドラム34上への固定が可能なように、記録用回転ドラム34の外周上を移動可能であるのが好ましい。
【0042】
次いで、記録用回転ドラム34の外周上に巻き付けられた受像シート12上に、全く同様にして記録媒体供給部32から搬送されてきた色材シート10を巻き付ける。受像シート12上への積層は、内部に図示しないヒータを内蔵するラミネートローラ58と、このラミネートローラ58を支点59aを中心に回動し、記録用回転ドラム34の外周に接離させるアーム59と、ラミネートローラ58を所定押圧力で記録用回転ドラム外周に押圧する押圧手段60からなるラミネート機構38によって行われる。
【0043】
押圧手段60は、バネ等の付勢手段であっても、エアシリンダのマニュピレータであってもよい。受像シート12の最表層の受像層は粘着性を有しているため、ラミネートローラ58によって所定押圧力により押圧しながら色材シート10を巻き付けてラミネートできるので、色材シート10にしわ等を発生させないことは勿論、均一な粘着力で受像シート12の受像層と色材シート10の色材層とを接着することができる。
ここで、受像シート12への色材シート10のラミネートは、均一に強く接着させるため、加圧ラミネートローラ58によって行われるが、粘着力の向上を図るためラミネートローラ58を加圧と同時に加熱しながらラミネートするのも好ましい。
【0044】
図示の例では、色材シート10の受像シート12への押圧積層にラミネートローラ58を用いているが、押圧積層ができれば何れであってもよく、先端が滑らかな棒状の押し付け部材等も用いることができる。
また、記録用回転ドラム34への受像シート12の巻き付けの際に、その先端を記録媒体固定/解除機構36によって固定し、搬送ローラ56またはラミネートローラ58もしくはその他の手段で受像シート12の他の部分を保持し、受像シート12に所定の張力をかけて記録用回転ドラム34の外周に巻き付けるのが好ましい。このとき、記録用回転ドラム34の外周に穿孔を設けておき、受像シート12を真空吸引装置等の吸着手段を用いて吸着固定する構成としても良い。この吸着手段と記録媒体固定/解除機構36とは併用するのが好ましいが、いずれか一方のみとしてもよい。こうすることによって、しわ等を発生させず、また位置ずれを生じさせることなく、受像シート12を記録用回転ドラム34の外周に固定することができる。
【0045】
さらに、色材シート10の受像シート12への積層時にも、色材シート10に張力をかけておくのが好ましい。このとき、受像シート12の巻き付けと同様に記録媒体固定/解除機構36を用いて、色材シート10の先端及び/または後端を固定するようにしてもよいし、上述の吸着手段を併用するようにしても良い。なお、積層時に色材シート10にかける張力は、記録用回転ドラム34への巻き付け時に受像シート12にかける張力より小さく設定することが好ましい。
【0046】
記録ヘッド40は、図4に示すように、変調手段を含み、レーザビーム等の高密度エネルギ光を出射するレーザ光源と、レーザ光のスポット径を調整する結像レンズ等からなるレーザヘッド24と、このレーザヘッド24を記録用回転ドラム34の軸方向に移動して副走査を行う副走査手段61とを有する。なお、レーザ光による色材シート10の主走査は、記録用回転ドラム34の回転によって行う。
また、記録ヘッド40に副走査手段61を設けず、記録用回転ドラム34に軸方向の移動手段を設け、記録用回転ドラム34を回転主走査しつつ軸方向に移動させて副走査させてもよい。本発明に係る記録装置の記録ヘッド40は、詳細は後述するが、複数のレーザビームを出射可能なマルチスポット構成としており、記録素子であるレーザダイオード(LD)素子を複数個2次元的に配列して形成される。
【0047】
レーザ光源としては、ヒートモード露光が可能な高密度エネルギ光を出射できればよく、例えば、アルゴンイオンレーザ、ヘリウムネオンレーザ、ヘリウムカドミウムレーザ等のガスレーザ、YAGレーザ等の固体レーザ、半導体レーザ等の他に、色素レーザ、エキシマレーザ等を用いることができる。本発明における画像記録に用いられるレーザ光は、これらのレーザから直接出射された光、もしくはこれらの出射光を二次高調波素子を通して、半分の波長に変換した光等を用いることができる。
【0048】
色材シート10の感光波長、感度、必要とされる記録速度に応じて、これらのレーザから適宜選択されるが、これらの中で、半導体レーザが価格、出力、大きさ、変調の容易性等の点から最も好ましい。画像信号によるレーザ光の変調は、例えばアルゴンイオンレーザの場合には外部変調機にビームを通し、また、半導体レーザの場合には、レーザに注入する電流を信号により制御(直接変調)する等、公知の方法により行われる。光熱変換層上で集光されるレーザスポットの大きさ、及び走査速度は、画像に必要とされる解像力、材料の記録感度等に応じて設定される。印刷用途の場合、一般に高い解像力が必要であり、スポット径は小さい方が画質的に好ましいが、一方で焦点深度が狭くなり、機械的な制御が困難になる。
【0049】
また、走査速度が小さすぎると、色材シート10の支持体等への熱伝導による熱損失が大きくなり、エネルギ効率が低下すると共に、記録時間が長くなり好ましくない。以上から、本発明での記録条件は、光熱変換層上のビーム径が5〜50μm、特に好ましくは6〜30μm、走査速度1m/秒以上、好ましくは3m/秒以上である。
画像信号は、本発明の記録装置1の外部の画像読み取り装置、DTP機能を持つワークステーション、(W/S)、電子出版システムや各種の記憶媒体(磁気テープ、フロッピーディスク、ハードディスク、RAMカード等々)から、カラーマネージメントシステム(色画像再現システム)等により、色空間等のマッチングが行われた後、SCSIインターフェース等を介してディジタル信号として、コントローラ69に伝送され、必要な処理が施された後、記録ヘッド40に伝送され、レーザヘッド24のヒートモード露光の制御が行われる。
【0050】
コントローラ69は、記録ヘッド40の副走査手段61による副走査及び記録用回転ドラム34の回転主走査の制御を始めとして、本発明の記録装置1の各部の制御及び全体シーケンスの制御等を行う。
剥離機構42は、記録ヘッド40によるヒートモード露光によって潜像として画像が形成された色材シート10を受像シート12から剥離すると同時に色材シート10の潜像を受像シート12に剥離転写して現像するためのもので、剥離ローラ62と、剥離ローラ62に当接する2個の分割ローラ63、64と、剥離ローラ62に沿って分割ローラ63、64間に設けられる櫛刃ガイド板65、これらを一体として取り付けるブラケット(図示せず)とを有する。
【0051】
剥離ローラ62はアーム67に軸支され、支点67aを中心に回動し、記録用回転ドラム34上を接離可能に構成される。またアーム67を介して剥離ローラ62を記録用回転ドラム34上の受像シート12と色材シート10との積層体を押圧するための押圧手段68が設けられる。
ヒートモード露光によって熱エネルギが像様に印加され、色材層の接着力が低下することで潜像として画像が形成され色材シート10と、これが接着された受像層を持つ受像シート12との積層体に対し、支点67aを中心にアーム67がそれぞれ回動して、ブラケットを近づけ、積層体の受像シート12の受像層と色材シート10の色材層との間に櫛刃ガイド板65を挿入すると共に積層体を色材シート10側から剥離ローラ62によって押圧する。
【0052】
ここで、色材シート10と受像シート12のいずれかの接合長さを変えておけば櫛刃ガイド板65を両者間に容易に挿入できる。この後、記録用回転ドラム34を回転すると共に剥離ローラ62、分割ローラ63、64を回転させ、色材シート10の先端を櫛刃ガイド板65に沿って移動させて剥離ローラ62と分割ローラ63の間に挟持させる。
こうして、色材シート10を剥離ローラ62で押圧しながら、剥離ローラ62と分割ローラ63、64との間で挟持搬送して、受像シート12から剥離する。これにより、色材シート10は剥離ローラ62で押圧した部分で、一定の剥離速度で剥離することができるので、剥離力も一定とすることができ、スティックスリップ等振動現象が発生することがなく、剥離ムラを生じることがない。
また、剥離の際に、受像シート12に加わる剥離力が変動しないので、受像シート12の記録用回転ドラム34上の固定位置がずれることもない。したがって、位置精度の低下を招くこともない。そして、剥離ムラや位置ずれ等のない1色の高画質、高解像度、高階調網点画像を得ることができる。
【0053】
このようにして、C,M,Y及びKの4色の画像が正確に位置合わせされて剥離・転写・現像された受像シート12は、ガイド部材70、70に案内されつつ、搬送ローラ対71によって搬送されて、ラミネート部46に搬送される。ラミネート部46においては、受像シート12の搬送にタイミングを合わせて、本紙供給ロール72が本紙カセット73から本紙14を送り出し、ガイド部材70によって案内しつつ図中右方向に搬送する。また、本紙14を手差し供給口44aから本紙供給ロール72に供給しても良い。次いで、受像シート12及び本紙14は、レジストローラ対75によって位置合わせされつつ積層され、定着部48に搬送される。
【0054】
定着部48において、ラミネート部46で積層された受像シート12と本紙14は、圧着ローラ76a及び加熱ローラ76bより構成される加熱定着ローラ対によって加熱定着されつつ挟持搬送され、さらに紫外線ランプ等の後露光ランプ77によってさらに受像シート12の受像層が剥離しやすいように硬化する。
次いで、剥離部50において、剥離ローラ対78及び剥離ガイド79によって、硬化して剥離しやすい受像層が受像シート12より剥離され、受像層が本紙14に貼着されて画像が転写され、画像が転写された本紙14はハードコピーとしてトレイ部52のプルーフトレイ52aに排出され、受像層が剥離された受像シート12は、廃棄トレイ52bに廃棄される。
【0055】
記録ヘッド40は、記録に際して、出射したレーザビームを記録データ通りにON/OFF変調させ、副走査方向に移動しつつ記録用回転ドラム34上の色材シート10を加熱する。
【0056】
レーザヘッド24は、図5に示すように、書込光を射出する半導体レーザ81を備えている。一般に、半導体レーザから射出されるレーザ光の発散角度は光軸回りに一定ではなく、より詳しくはpn接合面に直交する方向に沿った発散角度が大きく(例えば30〜40°)、pn接合面に沿う方向に沿った発散角度が小さく(例えば10°前後)なっている。
【0057】
半導体レーザ81としては、例えば単一の発光面(又は発光点)を備え、射出するレーザ光の波長が830nm、パワーが140mW、半値幅が0.4nmでシングルモードの半導体レーザを用いることができる。上記でレーザ光の波長として具体的に挙げている数値は、本実施形態で用いている色材シート10の光熱変換層10bにおける光熱変換効率が最大となる波長であり、半導体レーザ81から射出されるレーザ光の波長を上記数値に一致させることにより、半導体レーザ81から射出されたレーザ光(書込光)のパワーを画像記録に有効に利用することができる。
【0058】
なお、書込光は、色材シート10へのドットの記録密度に対応して、色材シート10上での光スポットを小さく絞り込む(例えば直径10μm以下) 必要があるので、本実施形態では記録用レーザを射出する半導体レーザ81として、シングルモードの半導体レーザを用いている。シングルモードの半導体レーザは、射出するレーザ光のパワーのワット当りの単価が非常に高い(射出するレーザ光のパワーが高くなるに従って価格が急激に高くなる)が、本実施形態では、パワーが140mWと比較的低い半導体レーザを用いているので、記録装置1のコストを抑制することができる。
また、ここで使用する半導体レーザは、シングルモードに限らず、マルチモードの半導体レーザを使用しても良く、光学系に開口制限を設けることで、小さいスポットが形成可能となる。
【0059】
また、書込光の波長は上述の数値に限定されるものではなく、記録部材の波長感度特性に合った値であればよい。また、書込光のパワーは記録部材の感度や記録装置の画像記録時間によって異なるが、実用の範囲であればよい。また複数の発光面(又は発光点)を備えた半導体レーザ(リニアアレイタイプ)を適用することも可能である。また複数個の半導体レーザによって半導体レーザ81を構成することも可能である。また半導体レーザ以外に、YAGやYFL等の固体レーザ、或いはアルゴンや炭酸ガス等のガスレーザを用いることも可能である。
【0060】
半導体レーザ81のレーザ光射出側には第1aレンズ85が配置されている。第1aレンズ85は、半導体レーザ81の発光面から第1aレンズ85の焦点距離だけ隔てた位置に配置されている。半導体レーザ81から射出されて第1aレンズ85に入射された書込光は、第1aレンズ85により、発散光から、平行光とされる。
【0061】
第1aレンズ85のレーザ光射出側には第1偏光板87が配置され、第1偏光板87は半導体レーザ81からの光の偏光方向を所定方向に沿って回転させ、後述する偏光ビームスプリッタ89での書込光の透過率が最大になるように、透過偏光方向に調整する。第1偏光板87と偏光ビームスプリッタ89との間には第2レンズ91が配置され、第2レンズ91は半導体レーザ81からの光を所定の位置に集光する。
【0062】
一方、半導体レーザ81から偏光ビームスプリッタ89に至るレーザ光の光軸に対し、偏光ビームスプリッタ89上で直交する軸上には、偏光ビームスプリッタ89から離れている側から順に、サブヒート光を射出する半導体レーザ93、第1aレンズ85と同様の第1bレンズ95、第2偏光板97が配置されている。第1bレンズ95は、半導体レーザ93からの発散光を所定の位置に集光する。第2偏光板97は、半導体レーザ93からの光の偏光方向を所定方向に沿って回転させ、偏光ビームスプリッタ89でのサブヒート光の透過率が最大になるように、反射偏光方向に調整する。偏光ビームスプリッタ89は、半導体レーザ81と、半導体レーザ93とからの光を合波する。
【0063】
偏光ビームスプリッタ89のレーザ光射出側には偏光ビームスプリッタ89に近い側から第3レンズ99、第4レンズ101が配置されている。第3レンズ99は、半導体レーザ81と半導体レーザ93からの光、即ち、書込光とサブヒート光とを所定の位置に集光する。第4レンズ101は、半導体レーザ81と半導体レーザ93からの書込光とサブヒート光とを、記録用回転ドラム34上の色材シート10上に集光する。
【0064】
第1偏光板87からは偏光方向が略0°の書込光が射出されるが、偏光ビームスプリッタ89は第1偏光板87から射出される書込光の光軸に対し0°の向きに配置されており、かつ書込光は、偏光ビームスプリッタ89での書込光の透過率が最大になるように、偏光方向が第1偏光板87によって微調整されているので、偏光方向が略0°の書込光は、その殆ど(例えば95%以上)が 偏光ビームスプリッタ89を透過して第3レンズ99側へ射出される。
【0065】
なお、半導体レーザ81、第1偏光板87、第2レンズ91、偏光ビームスプリッタ89、第3レンズ99、第4レンズ101は、本発明の第1の射出手段に対応し、半導体レーザ93、第1bレンズ95、偏光ビームスプリッタ89、第3レンズ99、第4レンズ101は、本発明の第2の射出手段に対応する。
【0066】
半導体レーザ93としては、例えば単一の発光面(又は発光点)を備え、射出するレーザ光の波長が830nm(色材シート10の光熱変換層10bにおける光熱変換効率が最大となる波長)、パワーが1Wでマルチモードの半導体レーザを用いることができる。半導体レーザ93から射出されるレーザ光の波長を光熱変換層10bの光熱変換効率が最大となる波長に一致させることにより、半導体レーザ93から射出されたレーザ光のパワーを画像記録に有効に利用することができる。
【0067】
なお、サブヒート光は、色材シート10上での光スポットを小さく絞り込む必要はなく、色材シート10へのドットの記録密度と比較して前記光スポットの大きさを大きくしても支障はない。このため本実施形態では、加熱用レーザを射出する半導体レーザ93としてマルチモードの半導体レーザを用いている。マルチモードの半導体レーザは、射出するレーザ光のパワーのワット当りの単価が低い(射出するレーザ光のパワーが高くなっても価格はあまり高くならない)ので、同程度のパワーのシングルモードの半導体レーザを用いる場合と比較して記録装置1のコストを大幅に抑制することができる。
【0068】
また半導体レーザ93についても、複数の発光面(又は発光点)を備えたリニアアレイタイプの半導体レーザを適用したり、複数個の半導体レーザによって半導体レーザ93を構成することも可能である。また半導体レーザ以外に、YAGやYFL等の固体レーザ、或いはアルゴンや炭酸ガス等のガスレーザを用いることも可能である。
【0069】
半導体レーザ93から射出されたレーザ光は、第1bレンズ95により、平行光束とされて第2偏光板97に入射され、第2偏光板97により偏光方向が回転されて偏光ビームスプリッタ89に入射される。偏光ビームスプリッタ89に入射されたサブヒート光は、その殆ど(例えば95%以上)が偏光ビームスプリッタ89の反射面で反射され、半導体レーザ81から射出されて偏光ビームスプリッタ89を透過した書込光と合波されて第3レンズ99側に射出される。
【0070】
偏光ビームスプリッタ89で合波されて第3レンズ99側へ射出され、第3レンズ99、第4レンズ101を透過した書込光及びサブヒート光は、レーザヘッド24の筐体に設けられた図示しない開口を通過して筐体外へ射出される。第4レンズ101の焦点位置に対応する位置には、記録用回転ドラム34の周面に保持された色材シート10が配置されており、第4レンズ101から射出されてレーザヘッド24の筐体外へ射出された書込光及びサブヒート光は色材シート10に照射される。
【0071】
図6は図1の記録装置から出射される書込光及びサブヒート光の配列を示す説明図、図7は書込光及びサブヒート光の配列の変形例を示す説明図である。
レーザヘッド24からの書込光Aは、記録スポットの配列を、例えば図6に示す配列で行う。即ち、主走査方向に沿って3列、副走査方向に沿って5行で、第1スポットから第15スポットまでの計15スポットの配列となっている。従って、複数の記録スポットは、主走査方向に並ぶ列と、この主走査方向に直交する方向に並ぶ行とに2次元配列され、列方向の記録スポットが、主走査方向に対して所定の角度傾斜して一次元に配列される。
【0072】
一方、レーザヘッド24からのサブヒート光Bは、加熱用スポットの配列を、例えば図6に示す配列で行う。即ち、記録スポットの列数(図示の例では3列)と同数(図示の例では3本)のライン状の加熱用スポットが、記録スポット列と同じ所定角度傾けられて、平行に配置されている。そして、それぞれの加熱用スポットの始端部と、終端部とは、近接する記録スポット列の始端のもの(例えば第11スポット)と、終端のもの(例えば第15スポット)とから、主走査方向に等しい距離Lとなっている。つまり、加熱用スポットは、それぞれの記録スポットから主走査方向に略等しい距離Lで色材シート10に照射されるようになっている。
【0073】
このようにして、第二の出射手段によって照射される加熱用スポットが、記録スポットから主走査方向に略等しい距離Lで色材シート10に照射されることで、広い領域で配列されるそれぞれの記録スポットは、等時間でサブヒート(プレヒート、ポストヒート、又は同時ヒート)がなされ、それぞれの記録スポットが均一の記録特性に維持されることになる。
【0074】
従って、密着して重ね合わされた色材シート10と受像シート12とに、書込光Aとサブヒート光Bとが照射されると、色材シート10の光熱変換層10bにおいて光エネルギーが熱エネルギーに変換され、記録スポット部分の温度が上昇する。この際、書込光Aの照射前、照射と同時又は照射後に照射されたサブヒート光Bが、記録スポット部分の温度上昇に寄与することになる。そして、その際の寄与率は、全ての記録スポットにおいて均一となる。これにより、色材シート10の記録スポット部分の温度がしきい値以上になって受像シート12へ転写され、受像シート12に均質な画像が記録されることになる。また、これにより、加熱用スポットとの距離が大きい低感度の記録スポットが排除されることになり、高感度且つ高速な記録が可能になる。
【0075】
また、2次元配列される記録スポットのうち、列方向に並ぶ記録スポットに対し、加熱用スポットが平行に配置され、2次元配列された記録スポットが必要最小数の加熱用スポットによって均等に加熱されることになる。なお、記録スポットと加熱用スポットとの配列は、上述の5行3列以外の2次元配列でも良く、また、図7に示すように、傾斜して配置される1次元の記録スポットに対して、平行に1本の加熱用スポットを配置しても、上述の5行3列の2次元配列の場合と同様の作用・効果を得ることができる。
【0076】
【実施例】
次に、書込光Aとサブヒート光Bとの距離を種々に変えて記録を行い、その記録の状態を評価し、書込光Aとサブヒート光Bとの最適な距離を求めた実施例を、図8〜図14、表1、表2を参照して説明する。
図8は書込光Aとサブヒート光Bとの距離が大きい場合にプレヒートを行った時の温度と昇温時間の相関図、図9は距離が中の場合にプレヒートを行った時の同相関図、図10は同時ヒートを行った時の同相関図、図11は距離が中の場合にポストヒートを行った時の同相関図、図12は距離が大の場合にポストヒートを行った時の同相関図、図13は記録に必要な熱量を説明する同相関図、図14は好適な距離をもってポストヒートを行った時の同相関図である。
【0077】
なお、記録の状態は、図18に示した書込光A及びサブヒート光Bの配列パターンに基づき、サブヒート光Bからそれぞれ異なる距離で配置される1ch〜5chを対象に評価を行った。即ち、1ch,2chはサブヒート光Bより主走査記録方向上流側に位置し、3chはサブヒート光Bと同位置で、4ch,5chは主走査記録方向下流側に位置している。
【0078】
【表1】
【0079】
表1から分かるように、図12に示すポストヒート距離大の場合(5chの場合)では、書込光Aとサブヒート光Bとの距離が離れすぎ、加熱が不十分となって、記録の状態は良好とならなかった(×)。図11に示すポストヒート距離中の場合(4chの場合)と、図8に示すプレヒート距離大の場合(1chの場合)では、加熱がやや不十分であり、十分な記録の状態にはならなかった(△)。図10に示す同時ヒートの場合(3chの場合)、図9に示すプレヒート距離中の場合(2chの場合)では、加熱が十分となり、記録の状態も良好となった(○)。
【0080】
この実施例における色材シートには、ヒートモード記録媒体を用いた。このヒートモード記録媒体では、例えば図13に示す相対温度(記録中の温度−周囲環境温度)で300deg(周囲環境温度23℃のときで323℃に相当)以上の温度と所定時間の積が所定の値を越えたときに、記録が行われる。つまり、300deg以上の温度と時間との積は図13に示す斜線部分の面積となり、この面積が所定値を越えた場合に、記録が可能になる。
【0081】
このことから、例えば表1の場合では、良好なポストヒートを行うための書込光Aとサブヒート光Bとの距離が見受けられないが、このことから、所定の面積となることを必要条件に、その距離を求めれば、図14に示すようにポストヒートの場合の距離は50μm(5μs、10m/s)以下とすることの好ましいことが特定できる。この値の評価を、表1に準じて示せば、以下の表2のとおりとなり、サブヒート光Bからの距離は、3.5chの距離に相当することになる。
【0082】
【表2】
【0083】
以上の実施例から、書込光Aとサブヒート光Bとの主走査方向の距離は、サブヒート光Bを書込光Aより先に照射するプレヒート時には、サブヒート光Bが書込光Aより主走査記録方向上流側に200μm以下、より好ましくは100μm以下の距離をもって照射し、サブヒート光Bを書込光Aより後に照射するポストヒート時には、サブヒート光Bが書込光Aより主走査記録方向下流側に100μm以下、より好ましくは50μm以下の距離をもって照射すれば、良好な記録の行えることが分かった。即ち、書込光Aとサブヒート光Bとの距離がこのような値をとることで、熱伝導による熱損失量が所定以下に抑えられ、サブヒート光Bの熱が効果的に記録スポットの加熱のために寄与されることになる。
【0084】
また、記録媒体上における書込光Aの照射とサブヒート光Bの照射との時間差は、サブヒート光Bを書込光Aより先に照射するプレヒート時には、20μs以下、より好ましくは10μs以下の時間差をもって先にサブヒート光Bを照射し、サブヒート光Bを書込光Aより後に照射するポストヒート時には、10μs以下、より好ましくは5μs以下の時間差をもって後にサブヒート光Bを照射すれば、良好な記録の行えることが分かった。即ち、書込光Aとサブヒート光Bとの照射の時間差がこのような値をとることで、記録媒体からの放熱による熱損失量が所定以下に抑えられ、サブヒート光Bの熱が効果的に記録スポットの加熱のために寄与されることになる。
【0085】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る記録装置は、第二の出射手段によって照射される加熱用スポットを、第一の出射手段によって照射される記録スポットから主走査方向に等しい距離をもって記録媒体に照射するようにしたので、広い領域で配列されるそれぞれの記録スポットに対して、等時間でサブヒートすることができ、それぞれの記録スポットを均一な記録特性に維持したまま、高い記録画質を高感度且つ高速な記録で可能にすることができる。
【0086】
本発明に係る記録方法は、加熱用スポットを、記録スポットから主走査方向に等しい距離をもって記録媒体に照射する記録装置を用いて、記録媒体に記録を行うので、広い領域に配列された複数の記録スポットのそれぞれが同一の加熱状態になり、広い領域のスポット配列において、それぞれの記録スポットを均一な記録特性にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る記録装置の構成図である。
【図2】図1の記録装置に用いられる記録媒体である色材シート及び受像シートの層構成を示す断面図である。
【図3】記録装置による記録工程を概念的に示す説明図である。
【図4】記録ヘッドの概略構成図である。
【図5】レーザヘッドの光学系を示す概略構成図である。
【図6】図1の記録装置から出射される書込光及びサブヒート光の配列を示す説明図である。
【図7】書込光及びサブヒート光の配列の変形例を示す説明図である。
【図8】書込光とサブヒート光との距離が大きい場合にプレヒートを行った時の温度と昇温時間の相関図である。
【図9】距離が中の場合にプレヒートを行った時の同相関図である。
【図10】同時ヒートを行った時の同相関図である。
【図11】距離が中の場合にポストヒートを行った時の同相関図である。
【図12】距離が大の場合にポストヒートを行った時の同相関図である。
【図13】記録に必要な熱量を説明する同相関図である。
【図14】好適な距離をもってポストヒートを行った時の同相関図である。
【図15】従来の書込光とサブヒート光との照射位置関係の例を(a)〜(c)で示した説明図である。
【図16】従来のライン状のサブヒート光の照射例を(a)〜(c)で示した説明図である。
【図17】1次元に配列された書込光に対する従来のサブヒート光の照射例を(a)〜(c)で示した説明図である。
【図18】2次元に配列された書込光に対する従来のサブヒート光の照射例を示した説明図である。
【符号の説明】
1 記録装置
10 色材シート(記録媒体)
10c トナー層
12 受像シート(記録媒体)
12a 受像層12a
34 記録用回転ドラム
A 書込光
B サブヒート光
Claims (8)
- 主走査方向に移動されるヒートモード記録媒体に、主走査方向に対して所定の角度傾斜して一次元に配列された複数の記録スポットを有する書込光を第一の出射手段によって照射すると共に、加熱用スポットを有するサブヒート光を第二の出射手段によって照射する記録装置において、
前記傾斜した記録スポット列が副走査方向に複数配列されると共に、前記記録スポット列の数と同数の前記加熱用スポットが、それぞれの前記記録スポットから主走査方向に略等しい距離をもって前記記録媒体に照射されることを特徴とする記録装置。 - 前記記録媒体が、受像層を有する受像シートとトナー層を有する色材シートからなり、前記受像シートが記録用回転ドラムに巻装され、この巻装された受像シートの上に色材シートが巻装されることで、前記受像シートの受像層と色材シートのトナー層とが密着して重ね合わせられることを特徴とする請求項1記載の記録装置。
- 前記サブヒート光を前記書込光より先に照射するプレヒート時に、前記サブヒート光が前記書込光より主走査記録方向下流側に200μm以下の距離をもって照射されることを特徴とする請求項1または請求項2記載の記録装置。
- 前記サブヒート光と前記書込光を同時に照射する同時ヒート時に、前記書込光の照射位置と前記サブヒート光の照射位置とが主走査方向に対して一致していることを特徴とする請求項1または請求項2記載の記録装置。
- 前記サブヒート光を前記書込光より後に照射するポストヒート時に、前記サブヒート光が前記書込光より主走査記録方向上流側に100μm以下の距離をもって照射されることを特徴とする請求項1または請求項2記載の記録装置。
- 前記サブヒート光を前記書込光より先に前記記録媒体に照射するプレヒート時に、前記サブヒート光が前記書込光より20μs以下の時間差をもって先に照射されることを特徴とする請求項1または請求項2記載の記録装置。
- 前記サブヒート光を前記書込光より後に前記記録媒体に照射するポストヒート時に、前記サブヒート光が前記書込光より10μs以下の時間差をもって後に照射されることを特徴とする請求項1または請求項2記載の記録装置。
- 請求項1〜請求項7のいずれか1項記載の記録装置を用いて、ヒートモード記録媒体に書込光とサブヒート光とを照射して記録を行うことを特徴とする記録方法。
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