JPH03193463A - 熱転写式画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は熱転写式画像形成装置に係り、詳しくは、レ
ーザビームを転写紙に照射してレーザビームにより転写
紙を加熱する熱転写式画像形成装置に関する。

（従来の技術） 画像形成装置としては、従来、サーマルヘッドを用いる
熱転写式画像形成装置、また、レーザビームを用いる光
学式画像形成装置等が知られる。前者の熱転写式画像形
成装置は、サーマルヘッドに複数の発熱抵抗素子を整列
して設け、この発熱抵抗素子を選択的に通電して発熱さ
せ、発熱抵抗素子により転写紙を加熱して転写紙に包含
された熱溶融性インクまたは熱昇華性色素を記録紙に転
写する。

また、後者の光学式画像形成装置は、−様帯電された感
光ドラムにレーザ光を照射して静電荷の潜像を形成し、
トナー現像により可視像を得て記録紙に転写し、この記
録紙を加熱して像を定着させる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前者の熱転写式画像形成装置にあっては
、サーマルヘッドに多数の発熱抵抗素子を設けるため、
サーマルヘッドには微細加工が不可欠であり、サーマル
ヘッドの製造が困難で製造コストの増大を招くという問
題がある。さらに、このようなサーマルヘッドは発熱抵
抗素子を保護膜で被覆して保護することが不可欠である
ため、保護膜により転写紙への伝熱性が損なわれて高速
化が困難であり、また、この保護膜内でも熱が伝達され
て連続的に消費されているから発熱している部分と他の
部分との温度差が小さくなって熱のダイナミックレンジ
がとれなくなり、鮮明な画像を得ることが困難であると
いう問題もあった。

一方、後者の光学式画像形成装置にあっては、感光ドラ
ムの寿命が比較的短く、また、装置構成が大型化、複雑
化するという問題がある。

この発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、高速化
が可能な熱転写式画像形成装置を安価かつ簡素な構成で
達成することを目的とする。

（課題を解決するための手段） この発明の転写式画像形成装置は、レーザビームを転写
紙上に収束させて照射し、このレーザビームにより転写
紙を加熱して転写紙のインクを記録紙に転写することが
要旨である。

そして、この発明の熱転写式画像形成装置は、レーザビ
ームを発射する発光手段と、レーザビームの光度を変調
する変調手段と、レーザビームを転写紙上に照射させる
収束手段と、レーザビームを転写紙上で走査する走査機
構と、記録紙および転写紙を前記レーザビームの走査に
同期させて穆勤する紙移動機構とを設けることで具体化
され、また、転写紙は、その態様として、レーザビーム
が照射する側に光エネルギを熱エネルギに変換する光吸
収層を設けることで、さらに、光エネルギを熱エネルギ
に変換する光吸収材料から構成することで具体化できる
。

（作用） この発明の熱転写式画像形成装置は、レーザビームを転
写紙に照射し、レーザビームのエネルギにより転写紙の
熱溶融性インクまたは熱昇華性色素を加熱して記録紙に
転写するため、サーマルヘッドを必要とせず安価に構成
でき、また、高速化が図れる。

そして、この熱転写式画像形成装置は、変調手段、収束
手段、走査機構および紙移動機構から構成することで画
像形成を連続して行なうことができ、また、転写紙は光
吸収層を設けることで、あるいは、転写紙を光吸収材か
ら構成することでレーザビームの光エネルギの熱エネル
ギへの変換を高い効率で行なえる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図および第２図はこの発明の第１実施例にかかる熱
転写式画像形成装置を示し、第１図が模式概略図、第２
図が転写紙の断面図である。

第１図において、１１は半導体レーザ等から成るレーザ
出力器（発光手段）、１２は音響光学素子あるいは電気
光学素子を有する変調器（変更手段）、１３は図示しな
いモータ等により駆動されて矢印で示すように回転する
回転多面鏡（移動手段に相当）であり、レーザ出力器１
１はレーザビームＲを出力し、このレーザビームＲが変
調器１２で振幅変調されて回転多面鏡１３に入射し、こ
の回転多面鏡１３で反射されてｆ・θレンズ１４を経て
転写紙１５に照射される。変調器１２は、回転多面鏡１
３の回転および転写紙１５の送りと記録紙１６の送りと
に同期して振幅変調、すなわちレーザビームＲのオン・
オフを行い、画像を画素によって形成する。回転多面鏡
１３は、転写紙１５および記録紙１６の送りと同期して
回転され、その回転で、レーザビームＲを転写紙１５の
送紙方向と直角方向（図中矢印で示す走査方向）に走査
させる。ｆ・θレンズ１４はレーザビームＲの走査方向
におけるビーム速度を一定にする。なお、この光学系は
レーザプリンタのものとほぼ同一であり、説明を簡略し
ている。

転写紙１５は、図示しないモータ等で駆動される供給ロ
ーラ１７と巻取ローラ１８との間に掛装され、これらロ
ーラ１７，１８の回転で供給ローラ１７から送り出され
て巻取ローラ１８に巻取られる。この転写紙１５は、第
２図に示すように、ベースフィルム１９の一面にインク
層２０を、ベースフィルム１９の他面に光吸収層２１を
有し、インク層２０にドラム２２に巻き付けられた記録
紙１６が接触し、光吸収層２１にレーザビームＲが照射
される。ベースフィルム１９はポリエチレンテレフタレ
ート、ポリイミド、グラシン紙あるいはコンデンサ紙等
から成り、インク層２０は顔料をカルナウバワックスあ
るいはエステルワックス等に分散させて成り、光吸収層
２１はタンタル（Ｔａ）、アルミニウム（八１）　　無
定型炭１（Ｃ）、グラファイト（Ｇ）、ポリイミド（ｐ
ｏｌｙｉｍｉｄ）あるいは酸化けい素（５１０２）等か
ら成る。この転写紙１５はドラム２２に所定角度にわた
って巻き付けられ、記録紙１６は転写紙１５とドラム２
２との間でドラム２２に転写紙１５より大きな角度にわ
たって巻き付けられて転写紙１５と接触し、記録紙１６
には転写紙１５およびドラム２２と接触する部分で画像
が転写される。記録紙１６はドラム２２の回転で送り出
され、このドラム２２および前述したローラ１７，１８
は図示しないモータで同期して駆動される。これらロー
ラ１７，１８およびドラム２２が紙移動機構に相当する
。

なお、この実施例の画像形成装置においては、サーマル
ヘッドを有する標準的な従来の熱転写式画像形成装置、
例えば下記仕様を有する画像形成装置と同様の性能は、
光吸収層２１を縦、横の寸法が０．１５［ｍｍｌ、　０
．１０［ｍｎｌに分割した部分をサーマルヘッドの発熱
抵抗素子に対応する発熱単位とみなし、かつ、この部分
（以下、発熱単位と称す）の厚みｄを効率３０％の光学
系を付設したレーザ出力および光吸収層２１の材料に応
じ第７図に示す関係から規定して従来の発熱素子と同等
の発熱量を生じさせることで得られる。

−サーマルヘッドを有する 従来の熱転写式画像形成装置の仕様− ・ドツト密度　　　　　　　８　ｄｏｔ／ｍｍ・ドツト
の大きさ（ＷｘＬ） ０．１０ｍｍｘ　Ｏ，１５ｎ＋ｗ ・スキャンスピード　　　２０ｍ５／ライン・ヘッド幅
　　　　　　　　１００　ｍｍ・駆動パルス幅　　　　
　０．５　ｍｓ／ｄｏｔ・熱パルスピーク温度　　３５
０℃ （２，５１１１８の繰り返しで背景温度は１００℃の場
合）・消費電力　　　　　　　０．２　ｗ／ｄａｔ・抵
抗体　　　材料タンタル、厚み０．１μｍ・保護膜　　
　材料５１０２、厚み７．１μｍただし、抵抗体が発熱
する熱量は総発熱量の５０％が転写紙へ伝達されるとみ
なし、上述の第７図は転写紙へ伝達される熱量を基礎と
する。

すなわち、この実施例の画像形成装置は、半導体レーザ
等の比較的低出力のレーザを用いる場合には光吸収層２
１をカーボン、グラファイトあるいはポリイミド等から
１μｍ以下の厚みｄに構成することが不可欠であるが、
また、アルゴンガス（Ａｒ）あるいは炭酸ガス（ＣＯ２
）　レーザ等の比較的大出力のレーザを用いる場合には
光吸収層２１の厚みｄを任意に定め得る。ただし、以上
の説明においては、光エネルギの熱エネルギへの変換効
率すなわち光吸収層２１の光吸収率ηは１とみなしてい
る。

この実施例の熱転写式画像形成装置にあっては、レーザ
ビームＲを転写紙１５に照射し、レーザビームＲを走査
して転写紙１５の発熱単位としての部分を発熱させ、こ
の部分の発熱で転写紙１５のインク層２０の熱溶融性イ
ンクを溶融、または熱昇華性色素を昇華させるため、従
来のサーマルヘッドを有する熱転写式画像形成装置と同
様の画素形の画像形成を行なえる。そして、この実施例
の熱転写式画像形成装置は、微細加工が不可欠なサーマ
ルヘッドを必要としないため製造コストを低減でき、ま
た、転写紙１５の光吸収層２１をレーザＲで直接に加熱
するため高速化が図れる。

なお、上述した実施例では、転写紙１５はベースフィル
ム１９に光吸収層２１を別個に形成するが（第２図参照
）、第３図に示すように、ベースフィルム１９自体に前
述した光吸収性の材料を混入してベースフィルム１９に
光吸収機能を発揮させることも可能である。

また、上述した実施例では、転写紙１５の送りと記録紙
１６の送りとを独立に行なわせることができるため、転
写紙１５のインク層２０に送り方向に異なる部分で異な
る色のインクを設ければ多色の画像形成を容易に行なえ
る。

第４図には、この発明の第２実施例を示す。なお、この
実施例および後述する実施例では、前述した第１実施例
と同一の部分についての説明は省略する。

この第２実施例は、２つのレーザ出力器１１ａ、ｊｉｂ
（１つは図示せず）、２つの変調器１２ａ、１２ｂ　（
１つは図示せず）、２つの回転多面鏡１３ａ、１３ｂお
よび２つのｆ・θレンズ１４ａ、１４ｂを備えて２つの
光学系を構成し、一方の光学系のレーザビームＲａを転
写紙１５の一部（図中右半部）に、他方の光学系のレー
ザビームＲｈを転写紙１５の残部（図中左手部）に照射
させる。したがって、記録紙１６の大きさが変化しても
印刷速度を一定に保持でき、また、その高速化も図れる
。

第５図には、この発明の第３実施例を示す。

この第３実施例は、回転多面鏡１３が回転軸方向に２組
に鏡面２３ａ、２３ｂを有し、これら鏡面２３ａ、２３
ｂに２つのレーザ出力器１１ａ。

１１ｂ（１つは図示せず）からのレーザビームＲが変調
器１２ａ、１２ｂ　（１つは図示せず）を経て入射し、
これら鏡面２３ａ、２３ｂで反射したレーザビームＲａ
、Ｒｂはそれぞれ転写紙１５の送り方向に離間した位置
を照射する。したがって、高速化を図れる。

なお、上述した第２および第３実施例では転写紙１５を
照射するレーザビームＲの光束は２つを例示するが、よ
り多数のレーザビームＲを転写紙１５に入射するように
構成することは容易である。

第６図には、この発明の第４実施例を示す。

この第４実施例は、レーザ出力器１１、反射鏡２４およ
び変調器１２を記録紙１６の高速回転方向と直角方向（
図中矢印Ａ）に一体移動可能に支持し、レーザ出力器１
１が出力するレーザビームＲを反射鏡２４で屈折させて
変調器１２に入射させ、これらレーザ出力器１１、反射
鏡２４および変調器１２を一体移動させることで転写紙
１５に照射されるレーザビームＲを記録紙１６の高速回
転方向と直角方向に移動させる。したがって、この第４
実施例でも、高速化が図れ、製造コストの低減が図れる
。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明にかかる熱転写式画像形
成装置によれば、レーザビームにより転写紙を加熱して
記録紙に画像を転写するため、微細加工が不可欠なサー
マルヘッドを必要とせず製造コストの低減が図れ、また
、簡素な構成で高速化が図れ、さらに、レーザビームは
レンズ系によって２４　［ｄａｔ／ｍｍ］まで絞れるか
らサーマルヘッドよりも高密度化が図れる。さらに、熱
を消費する保護膜を付設しているサーマルヘッドに比べ
て熱のダイナミックレンジが大きく、濃度に依存する口
調性がサーマルヘッドよりも高くとれる。

特に、上述した実施例では、レーザビームと記録紙およ
び転写紙とをレーザビームの走査等によって相対移動さ
せるため、連続した画像形成が可能である。

また、上述した各実施例では、記録紙に光吸収層を設け
、さらに、記録紙のベースフィルムを光吸収性の材料か
ら構成するため、レーザビームの光エネルギを熱エネル
ギへ高い効率で変換でき、エネルギ損失を低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図はこの発明の第１実施例にかかる熱転
写式画像形成装置を示し、第１図が模式概略図、第２図
が転写紙の断面図、第３図が転写紙の他の態様の断面図
である。第４図はこの発明の第２実施例、第５図はこの
発明の第３実施例、第６図はこの発明の第４実施例の熱
転写式画像形成装置の模式概略図である。第７図は発熱
量を一定とした場合のレーザ出力と転写紙の光吸収層の
厚みおよび材料との関係を示すグラフである。 １１・・・レーザ出力器（発光手段）、１２・・・変調
器（変調手段）、１３・・・回転多面鏡（８勅手段）、
１５・・・転写紙、１６・・・記録紙、１７・・・供給
ローラ（紙移動機構）、１８・・・巻取ローラ（紙移動
機構）、１９・・・ベースフィルム、２０・・・インク
層、２１・・・光吸収層、２２・・・ドラム（紙移動機
構）。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザビームを転写紙上に収束させて照射し、こ
   のレーザビームにより転写紙を加熱して転写紙のインク
   を記録紙に転写することを特徴とする熱転写式画像形成
   装置。
2. （２）レーザビームを発射する発光手段と、レーザビー
   ムの光度を変調する変調手段と、レーザビームを転写紙
   上に照射させる収束手段と、レーザビームを転写紙上で
   移動する移動機構と、記録紙および転写紙を前記レーザ
   ビームの移動に同期させて移動する紙移動機構とを備え
   ることを特徴とする請求項１に記載の熱転写式画像形成
   装置。
3. （３）転写紙にはレーザビームの照射側の面に光エネル
   ギを熱エネルギに変換する光吸収層を設けたことを特徴
   とする請求項１に記載の熱転写式画像形成装置。
4. （４）転写紙は光エネルギを熱エネルギに変換する光吸
   収材料から成ることを特徴とする請求項１に記載の熱転
   写式画像形成装置。