JPH0948143A - 熱記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】安定した記録状態を得ることができ、しかも、
低コストで効率的に記録作業を行うことのできる熱記録
方法を提供する。 【解決手段】感熱記録材料Ｓをヒートローラ２８により
予熱した後、前記感熱記録材料Ｓの特性に応じて設定さ
れる所定の制限時間内でレーザビームＬを照射すること
により、安定した濃度からなる画像等を得ることができ
る。また、前記感熱記録材料Ｓの搬送速度を前記制限時
間に応じた所定速度以上に設定することにより、安定し
た濃度を得ることができるとともに、記録効率の向上を
図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、感熱記録材料を予
熱した状態でレーザビームにより画像等の記録を行う熱
記録方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】感熱記録材料に対して熱エネルギを付与
し、画像等の記録を行う熱記録方法が普及している。特
に、熱源としてレーザを用いることで高速記録を可能と
したものが出現している（特開昭５０−２３６１７号、
特開昭５８−９４４９４号、特開昭６２−７７９８３
号、特開昭６２−７８９６４号等参照）。

【０００３】本出願人は、このような熱記録方法に適用
され、良好な画像を高品位で記録することのできる感熱
記録材料として、支持体上に発色剤、顕色剤および光吸
収色素（光熱変換剤）を備え、供給される熱エネルギに
応じた濃度で発色する材料を開発し、特許出願している
（特開平５−３０１４４７号、特開平５−２４２１９号
参照）。

【０００４】この感熱記録材料は、支持体に、少なくと
も塩基性染料前駆体を含有するマイクロカプセル、顕色
剤および光吸収色素を水に難溶または不溶の有機溶剤に
溶解せしめた後、乳化分散した乳化物を含有する塗布液
を塗布して形成せしめた感熱層を有する。

【０００５】塩基性染料前駆体は、エレクトロンを供与
して、あるいは酸等のプロトンを受容して発色する性質
を有するものであって、通常略無色で、ラクトン、ラク
タム、サルトン、スピロピラン、エステル、アミド等の
部分骨格を有し、顕色剤と接触してこれらの部分骨格が
開環若しくは開裂する化合物が用いられる。具体的に
は、クリスタルバイオレットラクトン、ベンゾイルロイ
コメチレンブルー、マラカイトグリーンラクトン、ロー
ダミンＢラクタム、１，３，３−トリメチル−６’−エ
チル−８’−ブトキシインドリノベンゾスピロピラン等
がある。

【０００６】これらの発色剤に対する顕色剤としては、
フェノール化合物、有機酸若しくはその金属塩、オキシ
安息香酸エステル等の酸性物質が用いられる。顕色剤は
融点が５０〜２５０℃のものが好ましく、特に融点が６
０〜２００℃の水に難溶性のフェノールまたは有機酸が
望ましい。これらの顕色剤の具体例は、例えば、特開昭
６１−２９１１８３号に記載されている。

【０００７】光吸収色素は、可視光領域における光の吸
収が少なく、赤外領域の波長の吸収率が特に高い色素が
好ましい。この色素としては、シアニン系色素、フタロ
シアニン系色素、ピリリウム系・チオピリリウム系色
素、アズレニウム系色素、スクワリリウム系色素、Ｎ
ｉ、Ｃｒ等の金属錯塩系色素、ナフトキノン系・アント
ラキノン系色素、インドフェノール系色素、インドアニ
リン系色素、トリフェニルメタン系色素、トリアリルメ
タン系色素、アミニウム系・ジインモニウム系色素、ニ
トロソ化合物等を挙げることができる。これらの中でも
特に近赤外光を発振する半導体レーザが実用化されてい
る観点から、波長が７００〜９００ｎｍの近赤外領域の
光の吸収率が高いものを使用することが好ましい。

【０００８】ところで、このような感熱記録材料は、安
定した保存状態を維持するため、低い熱エネルギでは発
色しないように構成されている。従って、所望の発色状
態を得るためには、かなりの熱エネルギが必要である。
この結果、発色までの熱エネルギの閾値分だけダイナミ
ックレンジが狭くなり、高階調の画像を得ることが困難
となる不都合がある。また、発色させるための装置側の
負担も相当に大きなものとなってしまう。

【０００９】そこで、本出願人は、ヒートローラ等を用
いて前記感熱記録材料を発色直前の温度まで予熱した
後、記録情報に応じて変調されたレーザビームを当該感
熱記録材料に照射することにより、高出力を要すること
なく高階調の画像を高精度に記録することのできる熱記
録方法を開発している（特開平６−１９８９２４号公報
参照）。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記の熱記
録方法では、安定した濃度からなる画像を形成するため
には、レーザビームによる記録時において、予熱された
感熱記録材料の温度を一定に保持することが必要であ
る。しかも、前記レーザビームのダイナミックレンジを
十分に確保するために、前記温度を発色直前の温度まで
高めておくことが望ましい。

【００１１】そこで、従来、感熱記録材料を十分な予熱
温度とするために、予熱源であるヒートローラ等と前記
感熱記録材料との接触時間を長く設定し、また、一定の
予熱温度下で記録を行うために、前記予熱源により予熱
された状態のままレーザビームによる記録を行ってい
た。

【００１２】この場合、前記接触時間を確保するために
は、前記予熱源を大きくしたり、感熱記録材料の搬送速
度を遅く設定しなければならず、コストの上昇や占有ス
ペースの増大、あるいは、記録効率の低下等種々の問題
が生じていた。また、記録時において予熱源が感熱記録
材料に接触しているため、レーザビームの熱が前記予熱
源側に逃げやすく、従って、記録感度が低下する不具合
があった。

【００１３】本発明は、前記の不具合に鑑みてなされた
ものであり、安定した記録状態を得ることができ、しか
も、低コストで効率的に記録作業を行うことのできる熱
記録方法を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、供給される熱エネルギに応じた濃度で
発色する感熱記録材料に対して、発色熱エネルギ未満の
熱エネルギを供給することで予熱を行った後、前記感熱
記録材料を記録情報に応じて変調されたレーザビームで
主走査し、前記感熱記録材料に所定の発色熱エネルギを
供給して前記記録情報の記録を行う熱記録方法におい
て、予熱後の前記感熱記録材料に対して所定温度範囲内
で記録を行うべく、予熱完了から前記レーザビームによ
る主走査記録までに要する時間を、前記感熱記録材料の
特性に応じた所定時間以下にすることを特徴とする。

【００１５】本発明の熱記録方法では、レーザビームに
よる記録時における感熱記録材料の予熱温度に所定の許
容温度範囲を設定し、前記許容温度範囲内で記録が行え
るように、前記感熱記録材料の特性に基づく記録時間を
所定時間以下にすることにより、予熱源を大きくするこ
となく記録時の予熱温度を安定させ、また、前記所定時
間に応じた搬送速度で効率的に感熱記録材料を搬送する
ことができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の熱記録方法が適
用される熱記録装置１０を示す。この熱記録装置１０
は、レーザビームＬを矢印Ａ方向に主走査し、矢印Ｂ方
向に副走査搬送される感熱記録材料Ｓに画像等を記録す
るものであり、レーザビームＬを出力するレーザダイオ
ード１２と、前記レーザビームＬを平行光束とするコリ
メータレンズ１４と、シリンドリカルレンズ１６と、反
射ミラー１８と、レーザビームＬを偏向するポリゴンミ
ラー２０と、ｆθレンズ２２と、前記シリンドリカルレ
ンズ１６と共働してポリゴンミラー２０の面倒れを補正
するシリンドリカルミラー２４と、感熱記録材料Ｓの上
面部に所定間隔離間した状態で当接するローラ２６ａ、
２６ｂと、前記ローラ２６ａと共働して前記感熱記録材
料Ｓを挟持するヒートローラ２８と、前記ローラ２６ｂ
と共働して前記感熱記録材料Ｓを挟持するローラ２６ｃ
と、ヒートローラ２８に対して電流を供給する電源３０
とを備える。電源３０は、制御部３２によって制御さ
れ、また、レーザダイオード１２は、ドライバ３４を介
して前記制御部３２によって制御される。

【００１７】感熱記録材料Ｓは、図２に示すように、支
持体４２上に発色剤、顕色剤および光熱変換剤を備えた
感熱層４４を形成し、さらに、前記感熱層４４上に保護
層４６を形成して構成される。なお、感熱層４４を構成
する材料としては、前述したように、特開平５−３０１
４４７号、特開平５−２４２１９号等に記載されたもの
を用いることができる。

【００１８】本実施形態の熱記録装置１０は、基本的に
は以上のように構成されるものであり、次に、この熱記
録装置１０の動作について説明する。

【００１９】制御部３２は、電源３０を駆動し、感熱記
録材料Ｓをローラ２６ａ〜２６ｃとヒートローラ２８と
の間に挟持した状態で矢印Ｂ方向に副走査搬送させなが
ら予熱を行う。すなわち、ヒートローラ２８に対して電
源３０から所定の電流を供給することにより、感熱記録
材料Ｓを発色直前の温度まで予熱する。図３の特性曲線
ａは、感熱記録材料Ｓの温度と発色濃度との関係を示し
たものである。同図の特性曲線ａの場合、感熱記録材料
Ｓは、発色直前の温度Ｔ１まで予熱される。

【００２０】そこで、前記のようにしてヒートローラ２
８により感熱記録材料Ｓを予熱した後、制御部３２は、
ドライバ３４を介してレーザダイオード１２を駆動す
る。レーザダイオード１２は、感熱記録材料Ｓに記録す
る画像等の階調に応じて変調されたレーザビームＬを出
力する。前記レーザビームＬは、コリメータレンズ１４
によって平行光束とされた後、シリンドリカルレンズ１
６および反射ミラー１８を介してポリゴンミラー２０に
導かれる。ポリゴンミラー２０は高速で回転しており、
その反射面によって反射され且つ矢印Ａ方向に偏向され
たレーザビームＬは、ｆθレンズ２２およびシリンドリ
カルミラー２４を介してローラ２６ａ、２６ｂ間より感
熱記録材料Ｓに導かれ、矢印Ｂ方向に副走査搬送される
前記感熱記録材料Ｓを主走査する。この結果、感熱記録
材料Ｓの感熱層４４には、レーザビームＬによって所定
の熱エネルギが供給され、これによって階調画像等が記
録されることになる。

【００２１】この場合、前記感熱記録材料Ｓは、ヒート
ローラ２８から供給される熱エネルギによって図３に示
す温度Ｔ１まで予熱されているため、前記レーザダイオ
ード１２を熱記録装置１０が設置された場所の室温から
温度Ｔ２の広い範囲で制御する必要はない。従って、レ
ーザダイオード１２は、温度Ｔ１から温度Ｔ２の範囲で
制御され、高階調の画像等を感熱記録材料Ｓに形成す
る。また、レーザダイオード１２は、高出力を要求され
ないため、熱記録装置１０全体の構成も簡素化され、且
つ、廉価なものとなる。なお、温度Ｔ１は、感熱記録材
料Ｓの発色特性に応じて４０〜２７５℃の間に設定し、
さらに望ましくは、マイクロカプセルのガラス転移温度
が７０〜１５０℃なので、７０〜１５０℃の間に設定す
ればよい。

【００２２】ところで、感熱記録材料Ｓに対して高精度
な画像等を記録するためには、レーザビームＬを照射す
る直前の予熱温度が所定温度（発色直前の温度Ｔ１）に
高精度に設定されていることが必要である。そこで、本
実施形態では、予熱温度が所定の許容温度範囲内となる
ように、ヒートローラ２８による予熱完了からレーザビ
ームＬによる主走査記録までに要する時間を所定時間以
下にしている。

【００２３】すなわち、ヒートローラ２８により予熱さ
れた直後の感熱記録材料Ｓの温度をＴ、予熱完了からレ
ーザビームＬによる主走査記録までに要する時間をｔ、
前記時間ｔの間の予熱温度の降下許容量をΔＴとする
と、主走査記録時の許容下限温度Ｔ−ΔＴは、時定数を
τとして、 Ｔ−ΔＴ＝Ｔ・ｅｘｐ（−ｔ／τ）…（１） と表すことができる。図４は、（１）式の関係を示した
ものである。なお、前記時定数τは、対流による熱伝達
係数をｈ、感熱記録材料Ｓの支持体４２の密度をσ、前
記支持体４２の比熱容量をＣ、前記支持体４２の厚みを
ｄとして、 τ＝ｈ^-1・σ・Ｃ・ｄ…（２） であり、感熱記録材料Ｓの特性によって決定される。従
って、（１）式より、予熱完了からレーザビームＬによ
る主走査記録までに要する時間ｔを、 ｔ≦−τ・ｌｎ（１−ΔＴ／Ｔ）…（３） にすることで、許容温度範囲内に設定された発色直前の
温度Ｔ１でレーザビームＬによる記録を行うことができ
ることになる。

【００２４】一方、感熱記録材料Ｓの温度は、ヒートロ
ーラ２８による予熱完了地点からレーザビームＬによる
主走査記録地点までの範囲Ｈ（図２参照）内において、
許容下限温度Ｔ−ΔＴ以上でなければならない。そこ
で、この条件を満足させるためには、（３）式の関係か
ら得られる時間ｔを用いて、感熱記録材料Ｓの副走査搬
送速度ｖを、 ｖ≧Ｈ／ｔ…（４） の関係で設定するか、あるいは、副走査搬送速度ｖが予
め決まっている場合には、前記範囲Ｈを（４）式を満た
すように設定することが必要となる。

【００２５】例えば、ヒートローラ２８による感熱記録
材料Ｓの予熱温度Ｔを１００℃、前記予熱温度Ｔの降下
許容量ΔＴを１℃（１％の温度降下）とした場合、対流
による熱伝達係数ｈ＝５Ｗ／（ｍ² ・Ｋ）、支持体４２
の密度σ＝１．４４×１０³ｋｇ／ｍ³ 、支持体４２の
比熱容量Ｃ＝１．３２×１０³ Ｊ／ｋｇ、支持体４２の
厚みｄ＝１７５μｍとして、（１）〜（３）式から、感
熱記録材料Ｓに対して所定の温度範囲内において記録を
行うことのできる時間ｔは、０．７ｓｅｃ以下となる。
この場合において、ヒートローラ２８からレーザビーム
Ｌによる主走査記録地点までの距離Ｈを１０ｍｍとする
と、（４）式から、感熱記録材料Ｓの搬送速度ｖは、１
５ｍｍ／ｓｅｃ以上に設定すればよいことになる。

【００２６】このように、感熱記録材料Ｓの特性に応じ
て範囲Ｈまたは搬送速度ｖを設定することにより、所定
許容温度範囲内でレーザビームＬによる画像等の記録を
行うことができる。この場合、記録地点での予熱温度分
布が空間的に安定しているため、発色する濃度も安定
し、高精度な画像を得ることができる。また、レーザビ
ームＬによる記録開始時間の上限を設定することで安定
した記録を行えることが判明したため、ヒートローラ２
８のサイズを大きくして予熱時間を長く設定する必要が
なく、従って、コストアップおよびスペースの増大を回
避することができる。さらに、ヒートローラ２８をレー
ザビームＬによる記録地点において接触させる必要がな
いため、前記ヒートローラ２８によってレーザビームＬ
の熱が吸収されることがなく、従って、レーザビームＬ
により感熱記録材料Ｓを効率的に加熱して発色させるこ
とができる。さらにまた、感熱記録材料Ｓの搬送速度を
可能な限り速く設定することができるため、記録効率を
向上させることが可能となる。

【００２７】なお、上述した実施形態では、ヒートロー
ラ２８を用いて感熱記録材料Ｓの予熱を行うようにして
いるが、図５に示すように、感熱記録材料Ｓの上流側が
断面円弧状で下流側が搬送方向と略直交するように構成
された接触部分を有する加熱ブロック４８を用いて予熱
を行うようにしてもよい。この場合、前記加熱ブロック
４８からレーザビームＬによる主走査記録地点までの距
離Ｈをヒートローラ２８を用いた場合よりも短くするこ
とができる。ちなみに、距離Ｈを２ｍｍとすると、上述
した条件と同一の条件において、予熱完了からレーザビ
ームＬによる記録開始までの時間ｔの上限が０．７ｓｅ
ｃであるから、感熱記録材料Ｓの搬送速度ｖを３ｍｍ／
ｓｅｃ以上とすることができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明に係る熱記録方法によれば、以下
の効果が得られる。

【００２９】すなわち、感熱記録材料の特性に応じて、
記録部位がレーザビームによる記録地点まで到達するの
に要する時間の上限値を求め、この上限値より、予熱地
点から主走査記録地点までの範囲を設定し、あるいは、
搬送速度の下限値を設定することにより、所定許容温度
範囲内でレーザビームによる画像等の記録を行うことが
できる。この場合、予熱温度が安定しているため、発色
する濃度も安定し、高精度な画像を得ることができる。
また、レーザビームによる記録開始時間の上限を設定す
ることで安定した記録を行えることが判明したため、予
熱手段のサイズを大きくして予熱時間を長く設定する必
要がなく、従って、コストアップおよびスペースの増大
を回避することができる。さらに、前記予熱手段をレー
ザビームによる記録地点において接触させる必要がない
ため、前記予熱手段によってレーザビームの熱が吸収さ
れることがなく、従って、レーザビームにより感熱記録
材料を効率的に加熱して発色させることができる。さら
にまた、感熱記録材料の搬送速度を可能な限り速く設定
することができるため、記録効率を向上させることが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る熱記録方法が適用される熱記録装
置の構成説明図である。

【図２】図１に示す感熱記録材料およびその記録部位近
傍の構成説明図である。

【図３】感熱記録材料の発色特性の説明図である。

【図４】感熱記録材料の予熱温度の変化の説明図であ
る。

【図５】感熱記録材料およびその記録部位近傍の他の実
施形態の構成説明図である。

【符号の説明】

１０…熱記録装置 １２…レーザダ
イオード ２０…ポリゴンミラー ２６ａ〜２６ｃ
…ローラ ２８…ヒートローラ ３０…電源 ３２…制御部 Ｌ…レーザビー
ム Ｓ…感熱記録材料

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】供給される熱エネルギに応じた濃度で発色
   する感熱記録材料に対して、発色熱エネルギ未満の熱エ
   ネルギを供給することで予熱を行った後、前記感熱記録
   材料を記録情報に応じて変調されたレーザビームで主走
   査し、前記感熱記録材料に所定の発色熱エネルギを供給
   して前記記録情報の記録を行う熱記録方法において、 予熱後の前記感熱記録材料に対して所定温度範囲内で記
   録を行うべく、予熱完了から前記レーザビームによる主
   走査記録までに要する時間を、前記感熱記録材料の特性
   に応じた所定時間以下にすることを特徴とする熱記録方
   法。
2. 【請求項２】請求項１記載の方法において、 前記感熱記録材料の記録部位を、前記所定温度範囲内で
   前記レーザビームによる前記感熱記録材料の記録位置ま
   で搬送するべく、その搬送速度を所定速度以上とするこ
   とを特徴とする熱記録方法。
3. 【請求項３】請求項１記載の方法において、 前記所定時間ｔは、 ｔ≦−τ・ｌｎ（１−ΔＴ／Ｔ） （τ：感熱記録材料の特性から決まる時定数、ΔＴ：予
   熱温度の降下許容量、Ｔ：予熱温度）として設定するこ
   とを特徴とする熱記録方法。
4. 【請求項４】請求項１記載の方法において、 感熱記録材料の特性から決まる時定数τは、 τ＝ｈ^-1・σ・Ｃ・ｄ （ｈ：対流による熱伝達係数、σ：感熱記録材料の密
   度、Ｃ：感熱記録材料の比熱容量、ｄ：感熱記録材料の
   厚み）として設定することを特徴とする熱記録方法。
5. 【請求項５】請求項２記載の方法において、 前記搬送速度ｖは、 ｖ≧Ｈ／ｔ （Ｈ：予熱完了地点から前記レーザビームによる主走査
   記録地点までの距離、ｔ：予熱完了から主走査記録まで
   に要する時間）として設定することを特徴とする熱記録
   方法。