JPH0952379A - 階調画像の熱記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】最適な画像記録条件を容易に設定することがで
き、熱的影響による異方性の無い高画質な画像を形成す
ることのできる階調画像の熱記録方法を提供する。 【解決手段】レーザビームの副走査周波数ｆと副走査方
向のビーム径ｄと副走査方向の画像の記録間隔Ｄとの関
係を、所定の許容濃度範囲に従って与えられる定数α、
β、ｋ₀ を用いて、 【数１】 と設定することにより、主走査方向と副走査方向とで異
方性の無い画像を形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームから
得られる熱エネルギに基づき感熱記録材料に対して階調
画像を記録する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装置が普及している。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、良好な階調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５−２４２１
９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、赤外線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】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記熱記録
装置では、例えば、副走査搬送されるシート状の感熱記
録材料に対し、高速回転するポリゴンミラーを介してレ
ーザビームを主走査させ、前記レーザビームの光エネル
ギを前記感熱記録材料に含まれる光吸収色素によって熱
エネルギに変換することにより、前記熱エネルギを用い
た階調画像の２次元的な記録を行っている。

【０００９】この場合、感熱記録材料は、与えられた熱
エネルギに応じた濃度で発色する。従って、例えば、直
前に記録した走査線の熱的影響を受けて次に記録する走
査線の濃度が変動するため、特に、熱的影響を受けるこ
とのない銀塩写真と比較すると、所望の画像が得られな
くなるおそれがある。

【００１０】例えば、図８Ａおよび図８Ｂは、副走査周
波数を２００Ｈｚおよび９００Ｈｚ、副走査方向のレー
ザビームのビーム径を１２０μｍ、副走査方向の記録間
隔を５０μｍ、感熱記録材料の感度（γ特性）を５とし
た場合において、各主走査線の副走査方向に対する前記
感熱記録材料上の温度分布ａ１〜ａ７およびｂ１〜ｂ７
を示したものである。なお、前記温度分布ａ１〜ａ７お
よびｂ１〜ｂ７は、光学濃度が１．５となる温度を１．
０に規格化して示しており、また、温度分布ａ３、ａ４
間およびｂ３、ｂ４間では、主走査線２本分のレーザビ
ームの走査が行われないものとしている。図９Ａおよび
図９Ｂは、夫々図８Ａおよび図８Ｂの温度分布に対する
場合の濃度を示す。

【００１１】図８Ａ、図９Ａでは、副走査周波数により
決まる副走査方向の記録時間間隔（この場合、５ｍｓ）
が感熱記録材料の放熱の時定数に比べて長いため、各主
走査線の形成の際の相互の熱的影響は極めて少なく、温
度分布ａ４の温度分布ａ５に対する温度低下率ΔＴは２
％で、濃度低下ΔＤは０．１程度と小さい。これに対し
て、図８Ｂ、図９Ｂでは、副走査周波数により決まる副
走査方向の記録時間間隔（この場合、約１ｍｓ）が感熱
記録材料の放熱の時定数に比べて短いため、各主走査線
の形成の際の相互の熱的影響が極めて大きくなり、温度
分布ｂ４の温度分布ｂ５に対する温度低下率ΔＴは１５
％で、濃度低下ΔＤも０．７５程度と大きくなる。

【００１２】一方、主走査線は、通常、数千個の画素で
構成されるため、前記各画素を記録する主走査周波数
は、前記副走査周波数よりもはるかに高い周波数となっ
ている。従って、主走査方向の各画素の記録時間間隔
は、感熱記録材料の放熱の時定数よりもはるかに短いた
め、主走査方向に対する直前の画素の有無による濃度の
熱的影響を殆ど無視することができる。

【００１３】この結果、各画素の相互の熱的影響による
濃度変動は、感熱記録材料の副走査方向に対して顕著に
現れることになる。そして、前記濃度変動は、レーザビ
ームの副走査周波数に依存することが図８Ａ、図８Ｂ、
図９Ａ、図９Ｂの考察から了解される。また、前記濃度
変動は、レーザビームの副走査方向のビーム径や画素の
副走査方向の記録間隔にも依存している。従って、前記
濃度低下ΔＤを所望の範囲内とするため、各パラメータ
の設定には多大な時間を必要としていた。

【００１４】本発明は、前記の不具合に鑑みてなされた
ものであり、最適な画像記録条件を容易に設定すること
ができ、熱的影響による異方性の無い高画質な画像を形
成することのできる階調画像の熱記録方法を提供するこ
とを目的とする。

【００１５】

【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、供給される光エネルギを熱エネルギに
変換し、前記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、記録する画像の階調に応じレーザビーム
を変調して主走査する一方、前記感熱記録材料を前記レ
ーザビームにより相対的に副走査して階調画像の記録を
行う熱記録方法において、前記レーザビームの前記副走
査の方向に対するビーム径ｄと、前記副走査の方向の画
像の記録間隔Ｄと、前記副走査の周波数ｆとの関係を、
所定の許容濃度範囲に従って与えられる定数α、β、ｋ
₀ を用いて、

【００１６】

【数２】

【００１７】として設定することを特徴とする。

【００１８】本発明の階調画像の熱記録方法では、レー
ザビームの副走査周波数と副走査方向のビーム径と副走
査方向の画像の記録間隔との関係を設定することによ
り、副走査方向に対する熱的影響による画像の濃度変動
を抑制する。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の階調画像の熱記
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に階調画
像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の上面部に当接するローラ２６ａ、２６ｂと、感
熱記録材料Ｓの下面部に当接し、前記ローラ２６ａと共
働して前記感熱記録材料Ｓを副走査搬送するローラ２６
ｃと、感熱記録材料Ｓの下面部に当接し、前記感熱記録
材料Ｓに所定の予熱エネルギを供給することで予熱を行
う予熱ローラ２８と、前記予熱ローラ２８に対して予熱
のための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。

【００２０】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
透明状の感熱層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。この場合、発色
剤は、光熱変換剤から付与される熱エネルギにより物質
透過率を増加させるマイクロカプセルに収納されてお
り、前記熱エネルギにより流動性が付与された顕色剤と
前記発色剤が所定量反応することにより、所定の濃度が
実現される。図３は、このような感熱記録材料Ｓの温度
に対する発色特性ａを概略的に示した図であり、室温よ
りも高い温度Ｔ１、Ｔ２間で所定の濃度に発色する。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５−３０１４４７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。

【００２１】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。

【００２２】先ず、感熱記録材料Ｓは、ローラ２６ｂ、
予熱ローラ２８間、および、ローラ２６ａ、２６ｃ間に
挟持された状態で矢印Ｂ方向に副走査搬送されながら予
熱される。すなわち、予熱ローラ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、図３に示すよう
に、感熱記録材料Ｓが発色直前の温度Ｔ１まで予熱され
る。

【００２３】次に、前記のようにして感熱記録材料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１６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。

【００２４】そこで、感熱記録材料Ｓにおいて、レーザ
ビームＬの光エネルギは、感熱層４４に含まれる光熱変
換剤により熱エネルギに変換され、この熱エネルギがマ
イクロカプセルの透過率を増加させるとともに、顕色剤
に流動性を付与することで、前記マイクロカプセル内に
収容された発色剤と前記顕色剤が反応し、所定の濃度か
らなる階調画像が形成される。なお、感熱記録材料Ｓ
は、予熱ローラ２８により発色直前の温度Ｔ１まで予熱
されているため、レーザビームＬは、前記感熱記録材料
Ｓを温度Ｔ１、Ｔ２間の範囲で加熱すればよく、従っ
て、レーザダイオード１２に対して大出力が要求される
ことなく高精度な階調画像を形成することができる。

【００２５】ここで、前記感熱記録材料Ｓに記録される
画像を構成する各画素は、相互に熱的影響を受けるた
め、その画像記録条件によっては、副走査方向に対して
異方性を呈する場合がある。そこで、次に、前記画像記
録条件を設定する方法について説明する。

【００２６】図４は、図８Ａ、図８Ｂに示すように、副
走査方向に対し直前に記録された画素が無い場合の温度
分布ａ４、ｂ４の温度分布ａ５、ｂ５に対する温度低下
率ΔＴと、パラメータｋ（レーザビームＬの副走査方向
のビーム径ｄ／副走査方向の画像の記録間隔Ｄ）との関
係を、副走査周波数ｆをパラメータとして求めたもので
ある。なお、図５に示すように、前記ビーム径ｄは、レ
ーザビームＬの強度分布ｃ１、ｃ２の最大値を１とし、
その１／ｅ² となる強度分布ｃ１、ｃ２の幅で定義し、
また、画像の記録間隔Ｄは、前記強度分布ｃ１、ｃ２の
最大値の間隔として定義する。

【００２７】この場合、温度低下率ΔＴとパラメータｋ
（＝ｄ／Ｄ）との間には、各副走査周波数ｆにおいて略
線形な関係があり、かつ、特定のパラメータｋ（≒１．
６６）で副走査周波数ｆによらず同一の温度低下率ΔＴ
となっていることが了解される。

【００２８】一方、図６は、前記温度低下率ΔＴと、そ
れに伴う感熱記録材料Ｓの濃度低下ΔＤとの関係を、前
記感熱記録材料Ｓの感度γ（γ特性）をパラメータとし
て求めたものである。この場合、感度γ＝４の感熱記録
材料Ｓに対して０．２以下の濃度低下ΔＤ、感度γ＝６
の感熱記録材料Ｓに対して０．３以下の濃度低下ΔＤを
許容するためには、温度低下率ΔＴの許容値を５％以下
とする必要がある。また、感度γ＝４の感熱記録材料Ｓ
に対して０．４以下の濃度低下ΔＤ、感度γ＝６の感熱
記録材料Ｓに対して０．６以下の濃度低下ΔＤを許容す
るためには、温度低下率ΔＴの許容値を１０％以下とす
る必要がある。さらに、感度γ＝４の感熱記録材料Ｓに
対して０．６以下の濃度低下ΔＤを許容するためには、
温度低下率ΔＴの許容値を１５％以下とする必要があ
る。

【００２９】ここで、図４の関係において、温度低下率
ΔＴを一定としてパラメータｋ^' （ｋ^' ＝ｋ−ｋ₀ ）と
副走査周波数ｆとの関係を求めると、

【００３０】

【数３】

【００３１】の関係を得ることができることを、図７に
示す対数グラフ上の関係から、本発明者は見い出した。
なお、α、βは、温度低下率ΔＴによって決まる定数で
ある。図７は、温度低下率ΔＴ＝５％、１０％、１５％
のときのパラメータｋ^' と副走査周波数ｆとの関係を示
したものである。

【００３２】以上の結果、（１）式より、レーザビーム
Ｌの副走査方向のビーム径ｄ、副走査方向の画像の記録
間隔Ｄ、副走査周波数ｆの関係を、

【００３３】

【数４】

【００３４】と設定することにより、画像の副走査方向
に対する濃度変動を温度低下率ΔＴによって決まる所定
の許容濃度範囲内とすることができる。そして、副走査
方向に対する熱的影響の無い画像を形成することができ
る。なお、温度低下率ΔＴ＝５％、１０％、１５％に対
しては、

【００３５】

【数５】

【００３６】とすることにより、異方性の無い良好な画
像を形成することができる。

【００３７】

【発明の効果】本発明に係る階調画像の熱記録方法によ
れば、以下の効果が得られる。

【００３８】すなわち、レーザビームの副走査周波数と
副走査方向のビーム径と副走査方向の画像の記録間隔と
の関係を設定することにより、副走査方向に対する熱的
影響による画像の濃度変動を所望の範囲内に抑制するこ
とができる。この場合、形成された画像が主走査方向お
よび副走査方向の双方に対して等方的となり、しかも、
前記関係を試行錯誤的に設定する必要がなく、良好な画
像を極めて容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の熱記録装置の構成説明図である。

【図２】図１に示す熱記録装置の記録部位近傍の構成お
よび感熱記録材料の構造の説明図である。

【図３】感熱記録材料の発色特性図である。

【図４】レーザビームの副走査方向ビーム径／副走査方
向の画像の記録間隔と、温度低下率との関係説明図であ
る。

【図５】レーザビームの副走査方向ビーム径および副走
査方向の画像の記録間隔の説明図である。

【図６】感熱記録材料の感度に対する温度低下率と濃度
低下との関係説明図である。

【図７】副走査周波数と、レーザビームの副走査方向の
ビーム径および副走査方向の画像の記録間隔から決まる
パラメータとの関係説明図である。

【図８】図８Ａは、副走査周波数が低い場合の副走査方
向に対する温度分布の説明図、図８Ｂは、副走査周波数
が高い場合の副走査方向に対する温度分布の説明図であ
る。

【図９】図９Ａは、図８Ａの場合における画像濃度の説
明図、図９Ｂは、図８Ｂの場合における画像濃度の説明
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…予熱ローラ ３０…電源 ３２…制御部 Ｌ…レーザビー
ム Ｓ…感熱記録材料

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 1/23 １０３ 7416−2Ｈ Ｂ４１Ｍ 5/26 Ｖ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】供給される光エネルギを熱エネルギに変換
   し、前記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、記録する画像の階調に応じレーザビームを変
   調して主走査する一方、前記感熱記録材料を前記レーザ
   ビームにより相対的に副走査して階調画像の記録を行う
   熱記録方法において、 前記レーザビームの前記副走査の方向に対するビーム径
   ｄと、前記副走査の方向の画像の記録間隔Ｄと、前記副
   走査の周波数ｆとの関係を、所定の許容濃度範囲に従っ
   て与えられる定数α、β、ｋ₀ を用いて、 【数１】 として設定することを特徴とする階調画像の熱記録方
   法。