JPH0789108A - 加熱気化型プリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 気化性染料を使用した加熱気化型プリンタに
おいて、気化性染料を液化し且つ保温するための温度コ
ントロールを容易にすると共に、省エネルギーを図り、
気化の応答性を向上させ且つ軽量小型化を図る。 【構成】 固形気化性染料を液化及び保温する加熱手段
と、液化した気化性染料を気化させる加熱手段とを別々
のヒーターとして組み込むことにより、従来用いていた
レーザの使用を止め、気化部における熱効率を高めて省
エネルギーを図ると共に、ヘッド部の構成が簡略化さ
れ、製造のための組立作業が容易になって、コストダウ
ンを図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばビデオカメラに
よる撮像画像、テレビジョン画像等の各種画像における
静止画像を、気化性染料を用いて印画紙上に転写する加
熱気化型プリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の気化型又は昇華型プリンタは、
昇華性染料が塗布された昇華性インクリボンと感熱ヘッ
ドとが用いられ、前記昇華性インクリボンを印画紙上に
重ね合わせ、画像情報に応じた電気エネルギーを感熱ヘ
ッドに印加し、この感熱ヘッドから発生する熱エネルギ
ーにより、インクリボン上の昇華性染料を印画紙上に昇
華転写させるものである。

【０００３】前記従来例においては、インクリボンと感
熱ヘッドとを用いているため、インクリボンの巻取機構
及び感熱ヘッドの放熱機構が必要であり、装置が小型化
及び低コスト化が図れないばかりでなく、３原色（イエ
ロー、マゼンタ、シアン）の重ね印画を行うため、３回
の動作を繰り返して行なわなければならず作業性が悪
く、また使用済みインクリボンの処分においても環境上
の問題があった。

【０００４】［先行技術］前記従来例の問題点を解決す
るため、インクリボン及び感熱ヘッドを使用しないレー
ザ気化型又は昇華型プリンタを、本発明と同一出願人に
よって既に複数件の特許出願をしている。この先願の発
明は、特願平４−３００５８７号、特願平５−１１２４
１号及び特願平５−１２１０６号である。

【０００５】前記先行技術におけるレーザ気化型プリン
タの構成は、概ね図５〜７に示した構成を有している。
図において、１はレーザ気化型カラープリンタであり、
外筐２ａで覆われたフレームシャーシ２上に印画紙５０
を入れるカセット３と印画用の平面ベース４とを有して
いる。

【０００６】図５において、前記外筐２ａ内の印画紙排
出口２ｂ側には、モータ５等により駆動する紙送り駆動
ローラ６ｂと、該紙送り駆動ローラとの間で印画紙５０
を軽圧力で挟持する圧接従動ローラ６ｂとが設けられる
と共に、外筐２ａ内のカセット３の上方にはヘッド駆動
回路基板７とＤＣ電源８を設けてある。このヘッド駆動
回路基板７と平面ベース４上に配設されたヘッド部１０
とは、フレキシブルハーネス７ａによって接続されてい
る。

【０００７】ヘッド部１０は、図６に示したように、イ
エロー（Ｙ）とマゼンタ（Ｍ）とシアン（Ｃ）の固形気
化性染料としての固形粉末状の各気化性染料１２Ｙ，１
２Ｍ，１２Ｃ（総称して符号１２で示す）を収納する各
固形気化性染料収納部１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ（総称し
て符号１１で示す）と、下側に位置する高強度材からな
る耐摩耗性の耐熱断熱壁１３と上側に位置するガラス
製、透明セラミック製等のヘッドベース材１４との間に
形成され、上記各固形気化性染料収納部１１内の固形粉
末状の気化性染料１２をヘッドベース材１４側に取り付
けられた電気抵抗体からなるヒータ（発熱体）１６によ
り加熱液化して収納する挟路状の各液体気化性染料導入
部１５と、この各液体気化性染料導入部１５から導かれ
た液化気化性染料（液化気化性染料）１２′を気化させ
る各気化部１７と、上記ヘッドベース材１４に支持盤１
９を介して取付けられ、各気化部１７にレーザ光Ｌを照
射する各半導体レーザチップ（レーザ光源）１８とを備
えている。

【０００８】上記各気化部１７の気化孔１７ａ内には、
ヘッドベース材１４に取付けられた透明断熱層２０と、
この透明断熱層２０に積層され、レーザ光Ｌの光を吸収
して熱に変換する光熱変換層（体）２１と、この光熱変
換層（体）２１に積層され、液化した液化気化性染料１
２′を保持する液体気化性染料保持層２２とを配設して
ある。

【０００９】前記透明断熱層２０は透明な芳香族ポリア
ミド樹脂により形成し、前記光熱変換層２１は金属の薄
膜でニッケル・コバルト合金を蒸着或はスパッタするこ
とにより形成し、前記液体気化性染料保持層２２は光熱
変換層２１の上に直接金属薄膜を形成し、この金属薄膜
をエッチング加工などで網目状（メッシュ状）に加工し
たものである。

【００１０】尚、上記発熱体１６は固形粉末状の気化性
染料１２を加熱液化しながら液体気化性染料保持層２２
まで案内して移行させるためのものであり、例えばカー
ボン又はシリコン系化合物で形成され、通電によって５
０〜３００°Ｃの熱を発する不透明な発熱体を使用して
いるため、図７に示したように、気化部１７に対応する
部分を除去して又は打ち抜いて窓部４０に形成してあ
る。そして、点線で示した部分は液体気化染料収納槽１
５に対応する部分を示している。

【００１１】そして、レーザ気化型カラープリンタ１の
カセット３内の印画紙５０は１枚づつ分離されて平面ベ
ース４とヘッド部１０との間に供給され、紙送り駆動ロ
ーラ６ａまで送られる。

【００１２】ヘッド部１０は一対の軽荷重付加バネ９に
より印画紙５０を挟んで平面ベース４に軽荷重（約５０
ｇ）で押し付けられている。また、ヘッド部１０には３
色分（Ｙ，Ｍ，Ｃ）の半導体レーザチップからなるレー
ザ光源１８が３列に画素分だけ多数個並び、各液体気化
性染料導入部１２（１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ）から夫々
加熱液化されて各気化部１７に定量供給される。

【００１３】即ち、各固形気化性染料収納部１１内の固
体粉末状の気化性染料１２は発熱体１６により融解点ま
で加熱されて融解（液化）され、この各液化した気化性
染料１２′を各液体気化性染料導入部１５の毛管現象に
よって各気化部１７の気化孔１７ａ内の液体気化性染料
保持層２２に定量供給する。

【００１４】この状態より、１枚の印画紙５０が紙送り
駆動ローラ６ａと圧接従動ローラ６ｂに挟持されると１
ラインづつ且つ一色づつ１ドット信号がヘッド部１０に
送られて、各半導体レーザチップ１８により発生したレ
ーザ光Ｌが各光熱変換層２１により熱に変換される。

【００１５】この熱により、各液体気化性染料保持層２
２に保持されている各液化気化性染料１２′が気化さ
れ、この各気化されたＹ，Ｍ，Ｃの気化性染料（気化性
染料）１２″が平面ベース４と保護層１３間に送られる
印画紙５０の表面に塗布されている染料受容層５０ａに
Ｙ→Ｍ→Ｃと順次転写されてカラープリントされる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記先
行技術におけるプリンタは、気化用の加熱手段としてレ
ーザ光を使用しているので、先ず第１に、光の発光効率
は一般的に低く（約２０％）熱効率が悪いと云う問題点
を有している。

【００１７】逆に、熱交換効率を高くするためには、レ
ーザ光源と光熱変換体との距離を短くして、レーザ光源
をヘッドベース材内に取り付けなければならないことか
ら、ヘッドベース材側に取り付けられた発熱体との距離
も短くなり、液体気化性染料導入部内の染料を発熱体で
加熱して液化状態に維持している間、半導体レーザチッ
プもその液化維持温度近傍に加熱されることになるの
で、熱の影響を受て劣化し使用寿命が短くなると云う問
題点を有している。

【００１８】第２に、固形気化性染料を液化し保温する
加熱手段の輻射熱によって、レーザを近接して配設する
ことが困難であり、所定の間隔をもってレーザが配設さ
れることから、装置全体が嵩張ると云う問題点を有して
いる。

【００１９】第３に、ヘッドベースや気化部の断熱材が
光を通す材料に限定され、不透明な材料を使用した場合
に、光が通過する孔を設けなければならず、使用材料に
制限を受けるか、又は孔をあける工数が増えると云う問
題点を有している。

【００２０】

【課題を解決するための手段】前記先行技術の有する課
題を解決する具体的手段として本発明は、固形気化性染
料を収納する染料収納部と、その染料収納部内の固形気
化性染料を加熱液化し保温しながら複数の気化部へ導く
液体気化性染料導入部と、各気化部に導かれた液体気化
性染料を加熱気化させて印画紙に熱転写させるプリンタ
であって、前記固形気化性染料を加熱液化し保温する加
熱手段と、前記加熱気化させる加熱手段との２以上の加
熱手段を設けたことを特徴とする加熱気化型プリンタを
提供するものであり、前記加熱手段が通電によるヒータ
ーであり、加熱気化させる加熱手段を、加熱液化し保温
する加熱手段と略等しい温度まで加温させておくこと、
及びその加熱液化する手段及び加熱気化する手段が薄膜
の金属層であって、カーボン又はシリコン系化合物で形
成、若しくはＮｉ又はＣｏを主体とする合金の酸化皮膜
で形成され、その薄膜の金属層は、スパッタ又は蒸着に
より形成されることも特定されるものである。

【００２１】

【作用】固形気化性染料を液化及び保温する加熱手段
と、液化した気化性染料を気化させる加熱手段とを別々
に利用することにより、気化部の熱交換効率が向上する
こと、及びレーザが装備されていないため、熱によるレ
ーザの破壊も生じないばかりでなく、ヘッドベースの構
造が嵩張らず、気化部の材料選択も自由であり、製造が
容易でコストダウンが図れる。

【００２２】

【実施例】次に本発明を図示の実施例に基づき更に詳し
く説明する。尚、理解を容易にするため先行技術と同一
部分には同一符号を付して説明する。図１は本発明に係
るヘッド部１０の主要構成部のみを示す断面図であり、
該ヘッド部１０には、先行技術と同様に、イエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の固形粉末状
の気化性染料１２を収納する固形気化性染料収納部１１
と、その固形気化性染料を加熱して液状化した染料を収
納する液体気化性染料導入部１５が形成され、該液体気
化性染料導入部１５に隣接し液化した液体気化性染料１
２′が供給される気化部１７が形成されている。

【００２３】この場合に各色の染料は、図２〜３に示し
たように、各列毎に所定の通路又は導入部を介して供給
され、且つ所定の気化部から蒸発させてプリントするも
のである。例えば、イエローの気化性染料は固形気化性
染料収納部１１Ｙに収納されており、液体気化性染料導
入部１５Ｙで液化して供給され、該導入部１５Ｙに連通
する複数の気化部１７Ｙから蒸発させてプリントする。

【００２４】同様にマゼンタの気化性染料も収納部１１
Ｍから導入部１５Ｍを介して供給され気化部１７Ｍで蒸
発させる。更にシアンの気化性染料も同様に、収納部１
１Ｃから導入部１５Ｃを介して供給され気化部１７Ｃで
蒸発させるものである。そして、これら各色の染料にお
ける収納部、導入部及び気化部は、夫々同形状に形成さ
れているので、それぞれを総称して固形気化性染料収納
部１１、液体気化性染料導入部１５及び気化部１７とし
て以下に説明する。

【００２５】ここで、本発明で云う気化性染料とは、固
形気化性染料、液化気化性染料、気化性染料、昇華性染
料及び分散染料等の総称であり、２５°Ｃから分解温度
までの温度範囲において、その蒸気圧が０．０１パスカ
ル以上となる温度領域が存在する染料を気化性染料と定
義する。ただし、気相において染料分子が平均会合数ｎ
で会合している場合には、上記蒸気圧をその平均会合数
ｎで割った０．０１パスカル以上とする。この定義に当
て嵌まる実用染料としては、例えば市販のＨＳＲ−２０
３１、ＥＳＣ−１５５及びＥＳＣ−６５５等である。

【００２６】前記液体気化性染料導入部１５及び気化部
１７は、その周囲及び下部が耐熱断熱壁１３で形成さ
れ、該耐熱断熱壁の外側に高強度材からなる対摩耗性に
優れた保護層１３ａが形成され、前記液体気化性染料導
入部１５内には液化した気化性染料１２′を毛管現象に
て保持するガラス又はプラスチックビーズ等のペレット
からなる液体気化性染料保持体２２′が収納されてい
る。

【００２７】耐熱断熱壁１３の上部、即ち液体気化性染
料導入部１５及び気化部１７の上面には、ガラス製又は
セラミック製等のヘッドベース材１４が配設され、その
下面側に染料の液化及び保温用のフィルム又は板状の発
熱体１６が配設される。尚、ヘッドベース材１４は、透
明、半透明又は不透明な材料の何れでも使用可能であ
る。

【００２８】前記フィルム又は板状の発熱体１６は、例
えばカーボン又はシリコン系化合物で板状に形成する
か、若しくはニッケル又はコバルトを主体とする酸化被
膜であり、適宜のフィルムの表面に蒸着又はスパッタリ
ング等の手段により層状に形成された、所謂面発熱体で
ある。

【００２９】この場合の発熱体１６は、不透明、半透明
又は透明な状態で形成することができ、その用途に応じ
て選択される。この実施例の場合は、不透明な発熱体１
６が使用され、前記ヘッドベース材１４の下面で液体気
化性染料導入部１５から気化部１７に渡って取り付けて
あり、通電によって５０〜３００℃の熱を発生し、固形
の気化性染料１２を液化すると共に、その液化状態を維
持する。

【００３０】液体気化染料導入部１５において、液化し
た気化性染料１２′は液体気化性染料保持体２２′の毛
管現象によって液状のまま保持され、前記気化部１７へ
液化した気化性染料１２′を供給する構成になってい
る。

【００３１】気化部１７は略四角形状の小室に形成さ
れ、該小室内には柱状の保持部材２３を介して気化用の
発熱体２４が取り付けられる。この発熱体２４は、液化
した気化性染料１２′の内部に没入する位置で、且つ液
面近くに位置するように取り付けられる。この気化用の
発熱体２４も前記発熱体１６と同様の材料で形成されて
いる。

【００３２】この場合に、気化用の発熱体２４も、液化
及び保温用の発熱体１６と同様に所定の電圧を印加して
おくことで、気化部１７内を所定の温度に保温し、それ
によって液化した気化性染料１２′を最適な液体状態に
維持し、気化の際の瞬間的な電圧上昇に対する応答性を
良好にしている。

【００３３】尚、前記液化及び保温用の発熱体１６は、
図４に示したように、気化部１７に対応する部分に窓部
を設ける必要がなく、例えば一色の染料について考えれ
ば、液体気化染料導入部１５から気化部１７に渡って全
面的に覆う構成にすることができる。

【００３４】この発熱体１６は、前述したように、気化
部１７に相当する部分に窓部を形成する必要がないの
で、一枚板として形成でき製造が容易であると共に気化
部１７に臨む位置においても加熱作用があるため、全体
としての温度コントロールが容易に行える。

【００３５】このように構成された本発明の気化型プリ
ンタにおいては、発熱体１６に通電して所定の温度にす
ることで、固形気化性染料収納部１１内に収納されてい
る固形気化性染料１２が液体気化染料導入部１５内にお
いて液化し、その液化した気化性染料１２′は液体気化
性染料保持体２２′の毛管現象によって液状のまま保持
されると共に、その液状の状態で気化部１７に供給され
る。

【００３６】気化部１７において、色彩に伴う電気的制
御により気化用の発熱体２４に選択的に通電されること
によって、その通電された発熱体２４の周囲に位置する
液化した気化染料１２′が局部的に気化温度まで加熱さ
れて気化するのである。

【００３７】この加熱の場合、例えば気化用の発熱体２
４も液化用の発熱体１６と同様のレベルの通電を維持し
ておくことにより、気化部１７内の液化した気化染料１
２′の液状維持を助成するばかりでなく、予め所定の温
度まで上昇させているので、気化の際の電圧印加に速や
かに応答して直ちに気化温度まで上昇するようになり、
応答性に優れたものとなるのである。

【００３８】尚、気化性染料の気化時に、気化部１７に
臨んで印画紙５０が存在すること、即ち、平面ベース４
と保護槽１３ａとの間に印画紙５０が送り込まれて存在
することで、気化した気化染料１２″が印画紙５０の染
料受容層５０ａに付着して転写が行われる。この場合
に、先行技術と同様の手法でＹ→Ｍ→Ｃの順に夫々転写
されてカラープリントがなされ、その転写サイズ即ち各
気化部１７の大きさとしては６０〜８０ミクロンに設定
してある。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る加熱気
化型プリンタは、固形気化性染料を収納する染料収納部
と、その染料収納部内の固形気化性染料を加熱液化し保
温しながら複数の気化部へ導く液体気化性染料導入部
と、各気化部に導かれた液体気化性染料を加熱気化させ
て印画紙に熱転写させるプリンタであって、前記固形気
化性染料を加熱液化し保温する加熱手段と、前記加熱気
化させる加熱手段との２以上の加熱手段を設けた構成と
することにより、レーザ光を利用するものと違って気化
部における熱交換効率が著しく向上し、省エネルギーを
図ることができると共に、レーザ用素子がないため、熱
によるレーザ用素子の破壊も生じないし、気化部の構成
として不透明な材料を使用することができるので、構成
部材の材料の選択が広がりコストダウンが図れると云う
種々の優れた効果を奏する。

【００４０】また、加熱気化させる加熱手段を、加熱液
化し保温する加熱手段と略等しい温度まで加温させてお
くことにより、加熱気化させるために電圧を印加したと
きに、速やかに気化温度まで上昇し、プリントの電気的
制御に対する応答性が良好になると云う優れた効果を奏
する。

【００４１】更に、加熱手段としてヒータが使用される
ため、ヒータに気化部に対応する穴加工の必要がなく、
従って、従来のような穴加工することで、組立時に気化
部との精密な位置合わせ等の作業も必要としないので、
製造の作業性が著しく向上しコストダウンが図れると共
に、レーザ等の光学系がないことにより、構造がシンプ
ルになり全体が小型軽量化でき、それによっても製造の
作業性向上とコストダウンが図れると云う優れた効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施例のヘッド部の要部のみ
を拡大して示した略示的断面図である。

【図２】同実施例におけるヘッド部の要部を切り欠いて
示した裏面側の略示的斜視図である。

【図３】同ヘッド部の要部のみを示した裏面側の略示的
斜視図である。

【図４】同実施例に使用される発熱体の一部を示した略
示的平面図である。

【図５】先行技術のレーザ気化型プリンタを分解して示
した略示的斜視図である。

【図６】同先行技術の要部のみを拡大して示した略示的
断面図である。

【図７】同先行技術に使用されている発熱体の一部を示
した略示的平面図である。

【符号の説明】

４ 平面ベース １０ ヘッド部 １１ 固形気化性染料収納部 １２ 気化性染料 １２′液化した気化性染料 １２″気化した染料 １３ 耐熱断熱壁 １３ａ 保護層 １４ ヘッドベース材 １５（１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ） 液体気化性染料導入
部 １６ 液化及び保温用の発熱体（ヒータ） １７（１７Ｙ，１７Ｎ，１７Ｃ） 気化部 ２２′ 液体気化性染料保持体 ２３ 柱状の保持部材 ２４ 気化用の発熱体（ヒータ） ５０ 印画紙 ５０ａ 染料受容層

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固形気化性染料を収納する染料収納部
   と、その染料収納部内の固形気化性染料を加熱液化し保
   温しながら複数の気化部へ導く液体気化性染料導入部
   と、各気化部に導かれた液体気化性染料を加熱気化させ
   て印画紙に熱転写させるプリンタであって、 前記固形気化性染料を加熱液化し保温する加熱手段と、
   前記加熱気化させる加熱手段との２以上の加熱手段を設
   けたことを特徴とする加熱気化型プリンタ。
2. 【請求項２】 加熱手段が通電によるヒーターである請
   求項１に記載の加熱気化型プリンタ。
3. 【請求項３】 加熱気化させる加熱手段を、加熱液化し
   保温する加熱手段と略等しい温度まで加温させておくこ
   とを特徴とする請求項１に記載の加熱気化型プリンタ。
4. 【請求項４】 加熱液化する手段及び加熱気化する手段
   が薄膜の金属層である請求項１、２又は３に記載の加熱
   気化型プリンタ。
5. 【請求項５】 薄膜の金属層が、カーボン又はシリコン
   系化合物で形成、若しくはＮｉ又はＣｏを主体とする合
   金の酸化皮膜で形成されている請求項４に記載の加熱気
   化型プリンタ。
6. 【請求項６】 薄膜の金属層は、スパッタ又は蒸着によ
   り形成される請求項４又は５に記載の加熱気化型プリン
   タ。