JPH06106816A - レーザ熱転写記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】レーザ熱転写記録装置において、レーザ光照射
部に熱風をおくる熱風送風機構を備える。また、結像部
でレーザビームを楕円とする。 【効果】転写リボンと記録シートの密着性向上が達成さ
れる。従って、レーザエネルギーが少なくて済み、熱転
写記録の記録速度が高められ、転写濃度のムラを減少さ
せ、転写画像の品質を改善することができる。また、レ
ーザビーム断面形状を楕円形としたことでレーザパワー
を減らすことができ、比較的低出力のレーザを使用する
ことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光を熱に変換す
るレーザの熱モードを利用して転写シートのインク層を
加熱溶融もしくはインク層中の染料を昇華させ記録シー
トにインク（染料）を転写して画像を形成するレーザ熱
転写記録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より熱転写記録技術としては、熱源
にレーザ光やキセノンランプ等の光学的手法の熱モード
を利用する光プリンタによるものがある。

【０００３】これは、転写シートを光吸収発熱剤を含む
光―熱変換層と染料を含むインク層を透明支持体上に積
層して形成し、この転写シートの透明支持体側よりレー
ザ光等を照射して、照射されたレーザ光は光―熱変換層
で吸収され発熱しその熱エネルギーでインク（染料）が
溶融または昇華して記録シートに転写するものである。

【０００４】レーザ光を記録熱源とする方式では、シー
トの厚さ方向に垂直な方向への熱の広がりはサーマルヘ
ッド等を用いた通常の熱転写記録方式と比較して少な
く、光の焦点では急激な昇温を伴う。また、レーザ光は
光学系によってそのビーム径を１０〜５０μｍ程度に絞
ることができる。従って極めて高解像度な画像を得るこ
とができる。

【０００５】しかし従来技術では光―熱変換効率が充分
とはいえず１００ｍＷ以下のレーザを光源とした場合、
高速記録ができない。したがって高解像度ではあるが記
録速度が極めて遅いという欠点がある。

【０００６】そこで近年では、転写リボン等の転写シー
トの光―熱変換効率の向上のみならず装置上でも高速
化、レーザ出力低減のための多くの提案がなされてい
る。例えば特開昭６３−２９５２７５公報に示されるも
のがある。すなわち、超音波振動子により高周波加熱を
するのものが記載されている。

【０００７】また、コロナ帯電と電解加速による方法
（特開昭５５―１０１４８９）、レーザ光照射による温
度または光量変化で転写シートの抵抗値が大きく変化す
る発熱層に電圧を印加する通電転写方式を併用した方法
（特開平０１―２５９９６５）などがある。

【０００８】別の従来技術としては、ヒートローラ、赤
外線ランプ等の何らかの加熱手段を設け予め転写シート
と記録シートをインクの転写記録温度近傍まで加熱昇温
させておく予備加熱方法が知られている（特開昭５５―
１１７６８７、特開昭５９―１６４１５５、特開昭５９
―１８４６９０、特開昭６１―２５４３５４、特開昭６
２―１２８７６６）。

【０００９】図８は、予備加熱手段を具備したレーザ熱
転写記録装置の一例のヘッド部の断面図を示している。

【００１０】図示しないレーザ光源と同一光軸上に配置
された等方集光レンズ１、その両端に設けられた搬送機
構２及び等方集光レンズ１と対向して設けられたプラテ
ンロール３から構成されている。転写の際には、ヒータ
４により記録シートＰ、それに重ねられた転写シートＲ
は予備加熱され、搬送機構２によって等方集光レンズ１
とプラテンロール３の間に送り込まれて矢印方向Ｘに搬
送される。

【００１１】転写シートＲは、インク層Ｒａ、光―熱変
換層Ｒｂ、レーザ光に対して透明な支持体Ｒｃとからな
る。支持体Ｒｃは等方集光レンズ１側にあり、インク層
Ｒａは記録シートＰの表面と接触している。プラテンロ
ール３によって転写シートＲと記録シートＰは密着され
る。

【００１２】一方、図示しない光源より出射された光束
ＬＢは、等方集光レンズ１により絞られ転写シートＲの
支持体Ｒｃを透過して光―熱変換層Ｒｂ上に集光され
る。光―熱変換層Ｒｂで吸収された光は熱エネルギーに
変換されて予め加熱昇温されたインクを溶融する。

【００１３】溶融されたインクは、記録シートＰに転写
し搬送されながら冷却凝固する。従ってレーザ光の熱量
は転写のみに使用されるので比較的低出力のレーザで高
速転写記録が可能になる。

【００１４】しかし、このような予熱手段を単に設けた
だけでは転写シートＲ及び記録シートＰは大きな面積を
有している為、加熱器による熱は該シート面内に横方向
拡散して、レーザ光束Ｌにて書き込みを行うまでに温度
が降下してしまい、予熱の効果が得られないというとい
う欠点があった。

【００１５】仮に温度維持ができたとしても熱拡散の不
均一性から同一温度を保持することは難しく温度分布の
ムラによる地汚れ、転写濃度ムラの原因となる。またレ
ーザ照射部でプラテンローラ３の対向位置にはレーザ光
が入射しており転写シートＲと記録シートＰの密着圧は
プラテンローラ３へのシートの張力だけとなり押圧の安
定性も得にくい。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
問題点に着目してなされたもので、レーザ照射部直下で
予熱を行いながら転写シートと記録シート間に均一な押
圧を与えるための熱風送風機構を具備し、転写記録速度
の向上を実現しつつ高解像度、高品質画像を得ることを
可能にしたことを特徴とするレーザ熱転写記録装置を提
供することを課題とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、レーザ光源と、該レーザ光源から出射され
る光束を転写シートに照射するための結像光学系と前記
転写シートを記録シートに密着させて前記結像光学系の
レーザ照射部へ送り込む搬送機構とからなるレーザ熱転
写記録装置において、レーザ光が照射される位置にて転
写シートと記録シートの重ね合わされた部分にレーザ光
の照射方向と同一方向から転写シートと記録シートの密
着性を高めるように熱風を送る熱風送風機構を備えるも
のである。

【００１８】特に、前記レーザ光の照射位置でのビーム
形状は走査記録方向のビーム径が走査線幅のビーム径よ
りも充分に狭い―細い楕円であることで効果をさらに向
上できる。

【００１９】

【作用】転写シートと記録シートは搬送機構によってレ
ーザ光の照射部に送られレーザ光照射部にて転写シート
が記録シートと重なりあうように構成されている。レー
ザ光は集光レンズの作用により細い楕円に絞られ、転写
シートの透明支持体側より照射される。

【００２０】レーザ光の入射と角度をなした位置から熱
風ブロア等の熱風送風機構によってレーザ光照射位置の
転写シート表面に熱風を吹き付ける。このことにより、
送風の熱により密着された転写シートと記録シートは加
熱され、転写記録温度近傍まで昇温される。

【００２１】さらに、熱風の風圧によって転写シートと
記録シートは押圧をうけて、より密着性を高めることに
なる。この状態で、転写シートの透明支持体側より細い
楕円に集光されたレーザ光を照射すると、比較的低出力
のレーザで転写記録が可能となり、画像出力の品質が向
上するとともに記録速度を高めることができる。

【００２２】レーザ光照射位置のビーム焦点、つまりス
ポットでの走査方向幅のビーム径を走査方向と垂直な記
録幅方向のビーム径にくらべて小さくし細い楕円形状に
することは、以下の説明により有効である。

【００２３】レーザの照射パワーをＰｏ、走査速度を
ｖ、走査方向のビーム径をωｘ、記録幅方向のビーム径
をωy とすると、記録幅Ｄが

【００２４】 Ｄ／２＝√［（ωｙ／２）・ｌｎ｛（ｋ・Ｐｏ／（ωｙ・√（ωｘ・ｖ））｝］ （ただし、 ｋ：定数）

【００２５】の関係式で記述できることにより、走査方
向のビーム径ωｘを小さくすればそれだけレーザ照射パ
ワーを減ずることができることを示している。よってス
ポットでのビーム径にωｘ《ωｙなる関係をもたせるこ
とによりレーザパワー低減効果が得られる。

【００２６】

【実施例】本発明を図示した実施例に基いて詳細に説明
する。なお、ここで転写シートとして転写リボンを用い
ている。

【００２７】図１は、本発明に係るレーザ熱転写記録装
置の一つの実施例を示す説明図であり、図２は従来例の
円形ビームの集光レンズによって集光されたレーザビー
ムのスポット位置でのビーム進行方向に垂直な断面形状
で、図３は図２のレーザビームのＸ方向のパワー密度分
布の説明図、図４は図２のレーザビームのＹ方向のパワ
ー密度分布の説明図である。図５が本発明に係る細い楕
円断面形状のレーザビームの集光レンズによって集光さ
れたレーザビームのスポット位置でのビーム進行方向に
垂直な断面形状で、図６は図５のレーザビームのＸ方向
のパワー密度分布の説明図、図７は図５のレーザビーム
のＹ方向のパワー密度分布の説明図である。

【００２８】まず、図１を用いて説明する。光学系は、
レーザダイオード等の光源１０の光軸に沿ってコリメー
タレンズ１１、転写リボン搬送方向（走査記録方向）ｘ
に対し直角方向である紙面に垂直な方向が非等方に集光
する非等方集光レンズ１２が順次配置されている。レー
ザ光源１０はレーザ駆動回路１９によって出力の制御及
び変調が行われる。

【００２９】転写リボン１５は転写リボンリール１７か
ら送り出され、搬送支持ローラ１３ａを通過した後、レ
ーザビーム照射部Ａにて記録シート１６と密着され、さ
らに支持ローラ１３ｂを経た後に巻き取りリール１８に
巻き取られる。

【００３０】記録シート１６は回転ドラム１４に密着状
態で巻き付けられる。加えて、本発明に直接係る熱風送
風機構の一種である熱風ブロア２０がその吹き出し口を
転写リボン１５のレーザ照射位置Ａに向けて配置されて
いる。該熱風ブロア２０はブロアドライブ装置２１によ
って制御される。

【００３１】転写リボン１５の搬送方向は回転ドラム１
４の中心とレーザ照射位置Ａを結ぶ線ｚに垂直な面、即
ち回転ドラム１４の円周上のレーザ照射位置Ａにおける
法線方向である。本実施例においてはレーザビームＬＢ
の光軸は熱風ブロア２０の配置のために、線ｚに対して
１０゜〜２０゜転写リボン１５の搬送方向の下流方向に
傾けてある。熱風ブロア２０からの熱風ＡＢはレーザビ
ームＬＢとは逆に転写リボン１５の搬送方向の上流側に
１０゜〜３０゜の角度をなして転写リボン１５の表面に
吹き付けられる。

【００３２】以上の如き構成のレーザ熱転写記録装置に
おいて転写記録を行う場合には、まず転写リボン１５を
転写リボンリール１７、搬送支持ローラ１３ａ、１３
ｂ、巻き取りリール１８間に装着する事から開始する。
転写リボン１５の装着は、転写記録動作開始前に行われ
る。

【００３３】転写動作が開始されると図示しない機構に
より記録シート１６が回転ドラム１４に巻き付けられ
る。記録シート１６を回転ドラム１４に巻き付ける動作
中、転写リボン１５は回転ドラム１４と一定の間隔を保
つようになっている。記録シート１６の回転ドラム１４
への巻き付けが終了し記録の先頭だしが完了した後、転
写リボン１５と記録シート１６は密着される。先頭だし
動作の完了後、直ちに熱風ブロア２０が起動して記録シ
ート１６と転写リボン１５を加熱昇温する。

【００３４】また、エアブローＡＢの風圧によって転写
リボン１５と記録シート１６の密着度が高められる。そ
れにひき続いて、回転ドラム１４の回転、転写リボン１
５の搬送が開始される。一方、レーザ光源１０はレーザ
駆動回路１９からの変調信号に応じて出力を変化させな
がら発光する。レーザの発光によるレーザビームの転写
リボン１５の図示しない光―熱変換層への照射によっ
て、該レーザの光パワーは熱エネルギーに変換される。
その熱によって、転写リボン１５の図示しないインク層
中の染料が熱拡散して記録シート１６に転写される。

【００３５】このとき、熱風ブロア２０によって転写リ
ボン１５と記録シート１６の転写記録温度近傍までの予
熱が加えられているので、転写に関わる記録信号に応じ
たレーザのパワーは少なくて良い。

【００３６】本発明に係るレーザ熱転写記録装置の実施
例では、ラスタースキャンの主走査方向を回転ドラム１
４の矢印で示した回転方向とし、副走査方向を紙面に垂
直な方向としているが、走査光学系を具備し紙面に垂直
な方向を主走査、ドラム１４の回転を副走査としても良
い。

【００３７】また、本実施例ではレーザの光軸角度をｚ
軸から１０゜〜２０゜としたが、レーザの光軸とｚ軸を
一致させても良く、本実施例に示した角度に何等拘束さ
れるものではない。更に、本実施例に示した集光レンズ
１２は非等方な一枚レンズとしているが、複数のレンズ
で構成しても良い。

【００３８】加えて、前記実施例では転写リボン１５と
記録シート１６を別の搬送機構で、搬送しているが転写
リボン１５と記録シート１６を重ね合わせて回転ドラム
１４に巻き付ける構成としてもよく、従来技術のどの搬
送、走査機構も適用可能である。

【００３９】以上の説明のように、レーザビームＬＢの
照射側からレーザ照射位置Ａに向けて熱風を吹き付ける
ことにより、転写リボン１５と記録シート１６の密着性
を増加させることができるとともに、直接転写部を加熱
昇温できるのでレーザビームＬＢの照射エネルギーは本
来の転写にのみ消費されることになる。

【００４０】さらに、図２ないし図７によれば、レーザ
ビームの断面形状は従来は図２に示す如く円形または円
に近い楕円形で使用され、図３と図４に示す様にレーザ
走査方向ｘと、それに垂直な記録幅方向ｙで等方分布近
似できるようなものであった。

【００４１】本発明においては、図５、図６、図７に示
すように走査方向ｘのビーム幅を狭くしてビーム中心で
のパワー密度がＰｘ２》Ｐｙ２となるようにした結果、
熱転写に必要なトータルのレーザパワーを減じることが
可能となった。

【００４２】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明に係るレ
ーザ熱転写記録装置では、レーザのビーム形状を走査方
向ｘのビーム幅ωｘとそれに垂直な方向ｙのビーム幅ω
ｙの関係をωｘ《ωｙとすること及びレーザビームを照
射し転写記録する部分にレーザビームの入射と同方向か
ら熱風を吹き付ける構成としてある。その構成により、
転写リボンのインクは転写記録温度近傍まで加熱昇温さ
れており、且つ熱風の風圧により転写リボンと記録シー
トの密着性向上が達成される。

【００４３】従って、転写リボンへのレーザビーム照射
のエネルギーは予熱手段により転写のみに消費されるの
でレーザエネルギーが少なくて済み、熱転写記録の記録
速度が高められるとともに、転写リボンと記録シートの
密着性向上の結果 転写濃度のムラを減少させ、転写画
像の品質を改善することができる。

【００４４】さらに、レーザビーム断面形状をそのスポ
ット位置で細い楕円形としたことでトータルのレーザパ
ワーを減らすことができるので、比較的低出力のレーザ
を使用することが可能となる。

【００４５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレーザ熱転写記録装置の実施例を示す
説明図である。

【図２】従来のレーザビームの進行方向に垂直な断面図
である。

【図３】図２のレーザビームのＸ方向のパワー密度分布
図である。

【図４】図２のレーザビームのＹ方向のパワー密度分布
図である。

【図５】本発明のレーザビームの進行方向に垂直な断面
図である。

【図６】図５のレーザビームのＸ方向のパワー密度分布
図である。

【図７】図５のレーザビームのＹ方向のパワー密度分布
図である。

【図８】従来の予備加熱器を具備したレーザ熱転写記録
装置のヘッド部断面図である。

【符合の説明】

１…等方集光レンズ ２…搬送機構 ３…プラテンローラ ４…ヒータ Ｐ…記録シート Ｒ…転写シート １０…光源 １１…コリメータレンズ １２…非等方集光レンズ １３ａ、１３ｂ…搬送支持ローラ １４…回転ドラム １５…転写リボン １６…記録シート １７…転写リボンリール １８…巻き取りリール １９…レーザ駆動回路 ２０…熱風ブロア ２１…ブロアドライブ装置 ＡＢ…エアーブロー ＬＢ…レーザビーム ｘ…転写リボン搬送方向

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザ光源と、該レーザ光源から出射され
   る光束を転写シートに照射するための結像光学系と、前
   記転写シートを記録シートと密着保持させてレーザ光照
   射部へ送り込む搬送機構とからなるレーザ熱転写記録装
   置において、レーザ光照射部に熱風をおくる熱風送風機
   構を備えたことを特徴とするレーザ熱転写記録装置。
2. 【請求項２】レーザ光の結像部において、レーザビーム
   をその走査方向の幅がそれと垂直な方向の幅に対し小さ
   な楕円とすることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載のレーザ熱転写記録装置。