JPS5934289B2 - 温度差パタ−ンを発生する装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光の吸収の差に基く温度差パターンを利用し
た感熱複写法又は定着法等における温度差パターンの発
生装置に関するものである。

以下、主として感熱複写法を中心に記述する。感熱複写
法は、光の吸収域と非吸収域（一般には、前者は画像部
、後者は白紙部である）を有する原稿と、或る温度で物
理的又は化学的変化を起こす感熱材とを密着させ、短時
間高強度の光線を照射することで、上記原稿上の光の吸
収の差に基く温度差パターンを発生させ、その熱を熱伝
導によつて感熱材へ与え、原稿の光吸収域（画像部）に
応じたイメージを形成させる方法である。

従つて、感熱複写法としては、如何にして原稿表面に画
像部に忠実な温度差パターンを発生させるかということ
に関する露光法と、そこで発生した熱を如何に損失なく
感熱材へ伝えるかということに関する密着法が極めて重
要な点であり、この２点で感熱複写装置の性能が決定さ
れる程であり、そのためこの点に関し今日まで数々の発
明考案がなされて来た。特に、原稿上の温度差パターン
の発生に関しては、紙の熱伝導率の相違、画像部の光吸
収率や熱容量等の相違によつて原稿の物理的特性が異な
る為、全ての原稿を満足する露光法を得ることは極めて
困難な問題であつた。

それは、原稿表面に発生する温度の測定の困難さ、更に
は、光源の照射時間、放射強度、分光特性等が、上記原
稿の熱伝導率、光吸収率、熱容量等と共に複雑に影響す
る為に理論的解析が難かしいことにも起因している。し
かし、微細なサーミスタを用いての測定から、又、一般
物理の教えるところにより、露光が原稿の温度差パター
ンに与える影響を考えてみると、次のことが云える。Ｉ
）光吸収域である画像部に混入されているカーボンブラ
ックは光の波長に関係なく１００％に近い吸収を示す。

■）光非吸収域である紙（白紙）は１μ以下の光線に対
しては吸収は殆んどしないが、１μより吸収を始め、２
μで５０％近くを吸収する為、１μ以上の光線に対して
は光吸収域となり熱を発生する。

■）放射以外の伝導、対流の熱移行に対しては、光の吸
収、非吸収に関係なく加熱される。

■）放射強度のピーク値をＩ、照射時間（ピーク値の１
／３値幅）をＴｄとすると、全光量Ｑは、Ｑ＝Ｉ−Ｔｄ
であり、又、吸収によつて発生すＱる表面温度ＴはＴα
−であるから、光量がＶ箱 ゛ 同じ場合は、照射時間が短い程、表面温度が高くなる。

■）孤立した燃容量の小さな吸収域の表面温度は、照射
時間が長いと低く、短いと高くなる傾向にある。

■）温度差パターンの解像力ＲはＲα１／Ｔｄとなる。

以上の一般的傾向を考慮し、従来の露光法の特徴につい
て検討してみる。

現在、市販されている感熱複写装置の露光法を大別する
と、色温度２８００写Ｋ付近の線状タングステン白熱ラ
ンプを用いたスリット露光法と、色温度６００００Ｋ付
近の直管型電子閃光放電管を用いたパルス露光法とに分
けられる。

第１図は、スリット露光法を用いた代表的な装置（例え
ば、理想科学工業（株）製のリソーフアクス、ＪＦ−８
型）である。

この装置は、スプリング１にて張られたテンション・ロ
ーラ２、補助ローラ３、対面ローラ４、モータ５によつ
て回転される駆動ローラ６の間に、透明無端ベルト７を
通した密着機構と、断面が楕円状の反射鏡８の第一次焦
点に１３５０Ｗのタングステン白熱ランプ９を設けた露
光部からなる。この装置の挿入口１０へ原稿１１と感熱
材１２を重ね挿入すると、マイクロスイッチ１３が０Ｎ
となり、ランプ９とモータ５を作動させ、感熱材等はベ
ルトの搬送に伴い対面ローラの所で密着されスリット露
光される。この時、原稿の一線上の照射時間ｔ１は、移
動速度をυ（１−７７１／Ｓｅｃｌ第二次焦点のスリッ
ト幅をｓ？とするとｔ１−ｓ／υ〔Ｓｅｃ〕で表わされ
、標準では約１００ｍｓとなる。パルス露光法の例（例
えば、理想科学工業（株）製のゼノフアクス、ＦＸ−１
５０型）は、第２図に示す様に、断面が放物状の反射鏡
１４の開口部に設けられたガラス板１５の上に感熱材１
２と原稿１１を重ね、弾力材１６と剛体１７からなる密
着板１８で密着させ、反射鏡の焦点に設けられたキセノ
ンガスを封入した電子閃光放電管１９を放電発光させる
ものである。

この時、原稿の各点の照射時間Ｔ２は放電管のインピー
ダンスをＲ、主コンデンサをＣとするとＴ２＝ニＲＣ／
２で表わされ、標準では約３ｍｓとなる。また、静電エ
ネルギーは全部で約２ＫＷ−Ｓである。前者のスリット
露光法は、連続点灯であるから長手方向に関係なく複写
出来ること、密着がベルトとローラの接線上で行なわれ
るので密着が良いことの構造上の長所を有する反面、光
源がタングステン白熱ランプを用いる為、可視光のエネ
ルギが少なく、２μ以上の赤外線が多量に含まれ、加え
て、連続点灯であることから伝導、対流による加熱も行
なわれ、後者のパルス露光と比較し、極端に照射時間が
長く、又、ピーク値も低いといつた特徴を有する。

このことは、第３図に示す如く、光吸収域Ａ１〜Ａ６と
非吸収域Ｂとの温度差ＴＡＴＢが小さく、解像力も悪く
、更に、非吸収域の温度Ｔ３が外気温度Ｔ。と比べ高く
、感熱材の熱変化温度ＴＲに接近する為、カブリ現象を
起こす欠点となりうる。しかし、一方、吸収域の熱容量
力状きなＡ１の部分においても均一な温度となること、
又、Ａ６の如く微細な吸収域では温度がさ程上昇しない
ことから、原稿が多少汚れていても感熱材に地汚れとな
つて現われない利点も有する。一方、パルス露光法は、
瞬間点灯であるから、複写面積が増加すると大容量の静
電エネルギを必要とし、従つて、コンデンサ、ランプ等
が増加する構造上の短所を有する反面、Ｘｅ等の電子閃
光放電管を用いるから、可視光のエネルギが多く、２μ
以上の赤外線は極端に減少すること、光源からの熱伝導
、対流は殆んど無視出来ること、又極端に照射時間が短
くピーク値が高いといつた有利な特徴を有する。このこ
とは、第４図に示す如く、ＴＡとＴＢの差が大きく、解
像力も優れ、更に非吸収域の温度ＴＢが外気温度Ｔ。と
比べ低いのでカブリ現象がない利点となるが、反面、温
度上昇が吸収域の極表面に限られるので熱容量の大きな
Ａ１の中心部の温度が低くなること（表面温度が急激に
高くなることから、吸収域に含まれる蒸発しうる物質が
一瞬気化する為と考えられる。微細なＡ６の如き吸収域
の温度上昇も著しく、原稿のわずかの汚れも強調され感
熱材に点となつて現われる欠点を有していた。本発明者
は、この二つの露光法の大きな差の原因が、第５図に示
す如照熱射の光の波形の差に基くものと考え、スリット
露光法では、ピーク値を高く照射時間を短く、パルス露
光法においては、ピーク値を低く、照射時間をのばすこ
とでこれらの欠点が解消できるものと種々実験した。

しかし、前者においては、照射時間を短かくすることは
搬送速度を上げることであり、必然的に大パワーのラン
プを必要とする。

例えば、照射時間を１０ｍｓとするには１３５００Ｗの
ランプを必要とし、実用的には不可能である。また、後
者においては、放電管の内部インピーダンスを上げ、低
電圧大容量のコンデンサで発光させるといつた困難な条
件を満たさねばならず、発光の効率の点からみても実用
に至らないことが判明した。そこで、更に検討を進める
内に、二つの露光法を同時に又はわずかの時間差をおい
て実施することで感熱複写法等の露光法として理想的な
ものが出来ることを見出した。従つて、本発明の目的は
、スリット露光法とパルス露光法の欠点を解消した新規
な露光法の提供にあり、特にそれを達成する為の装置の
提供にある。

以下、本発明によつて行われる露光法に関し詳しく説明
する。

本発明の主旨は、第一のタングステン白熱ランプを用い
たスリット露光法によつて形成された原稿の温度差パタ
ーンの熱損失時間好ましくは最大温度の１／３に減衰す
るまでの時間ＴＬ内に、第二の電子閃光放電管を用いた
パルス露光を与え、第一露光で形成された温度差パター
ンに第二露光による温度差パターンを重畳させ、実質的
には第二の露光の温度差パターンで感熱材に熱変化を与
えるものである。即ち、第６図に示す様に、第一露光装
置としてタングステン白熱ランプ９を反射鏡の第一次焦
点に配置し、更に第二露光装置として距離ｄ（ニ）はな
した個所に電子閃光放電管１９を同様の反射鏡の第一次
焦点に配置した複合露光装置の下に、画像Ａを有する原
稿１１を速度υ〔（１７７１／Ｓｅｃ〕で移動させるも
のである。この時、画像Ａの１点の時間対温度の関係は
第７図に示す如く、第一露光の中心で最大となり、スリ
ット通過後は熱の拡散等により実線の如く減少していく
。次いで、第二露光として電子閃光放電管１９を短い間
隔で連続的にパルス照射することで画像Ａの一点の温度
を点線で示す如き曲線に変えるものノである。

第一露光による温度差パターンの減少のどの時点で第二
露光を加えるかはｔ＝ｄ／υ〔Ｓｅｃ〕で定められる。

従つて、ｔが短かければ第二露光のエネルギは少なく、
又ｔが長ければ第一露光の影響はなくなり第二露光では
相当のエネルギを必要とする。第一露光による温度差パ
ターンの熱損失時間をＴＬ（５すれば、第二露光を加え
る時間ｔは、ｔ＜ＴＬの開係を満たすことが望ましい。
又、連続的パルス照射の周期Ｔは、露光面のすべてが閃
光照射されることを確保するために、第二露光の光スリ
ット幅をＳ２とすればＴ≦Ｓ２／υとなるように調整さ
れなければならない。

以上の様な露光法によつて形成される温度差パターンは
第８図に示す如くなり、即ち実線で示す如く、第一露光
によつて形成される温度差パターンの最大値が感熱材の
熱変化温度より下になるようエネルギを調整し、次いで
、第二露光により熱変化温度となるようエネルギを調整
することで、感熱材には実質的に点線で示す温度差パタ
ーンが加わり、スリット露光法とパルス露光法の両長所
が加わつたイメージが形成されることとなる。

即ち、解像力の低下なしに、画像部面積大なるＡ１の如
き画像でも均一に温度が上がり、又、ホコリ等の熱容量
の小さなものに対しても温度上昇が押えられ原稿の多少
の汚れに感じなくなること、更には、構造上連続パルス
露光をとるのでスリット露光法と同様、長手方向に無制
限となる利点が得られることとなる。次に、本発明によ
る露光装置の具体的装置の一実施例について説明する。

第９図は装置の一例で、構造的には第１図の従来装置の
例と類似しており、従つて第９図に於ては第１図に対応
する部分は第１図に於けると同じ符号により示されてい
る。

異なる点は、露光部であり、第一と第二の露光部からな
る。即ち、第二次焦点を一致させた２個の断面が楕円の
複合反射鏡２０の第一の反射鏡の一次焦点にタングステ
ン白熱ランプ９を、第二の反射鏡の第一次焦点に電子閃
光放電管１９を設けてある。

第１０図は、本装置の電気回路の一例であり、交流電源
端子２１にタングステン白熱ランプ９とトランス２２と
がマイクロスイッチ１３を介して接続されている。トラ
ンスニ次側は整流器２３、主コンデンサ２４、電子閃光
放電管１９、トリガ装置２６、零検出装置２５から構成
されている。装置の入口１０に感熱材１２と原稿１１を
挿入するとマイクロスイッチ１３が作動し、タングステ
ンランプ９を点灯させる。同時に、トランス２２によつ
て昇圧された交流は整流器２３を通り、主コンデンサ２
４を半サイクルで充電させる。負のサイクルに至る時、
零検帛装置２５からの信号によりトリガ装置２４が作動
して電子閃光放電管１９が発光する。従つて、電子閃光
放電管は交流電源の周波数に同期し、例えば５０Ｈｚの
場合、５０発／Ｓｅｃの連続パルス露光となる。原稿１
１は第一の露光で照射される吉同時に第二の連続パルス
照射を受けるので、第二露光のエネルギは最小となる。
以上に説明した装置を用いることにより、電子閃光放電
管を単に連続点灯しただけでは得られない温度差パター
ンを、タングステン白熱ランプによる第一露光の助けに
より、少ないエネルギでしかも実質的にはパルス露光に
近い温度差パターンにて得ることができる。

なお、上記装置例に於ては、複合楕円鏡が用いられてい
るが、第二露光の反射鏡は放物鏡又はランプの半分を蒸
着により反射鏡を有するランプとしたものによつて置き
代えられ、第一露光の後に設けられてもよい。

又、本装置は第１図の類型として説明されたが、従来の
スリット露光法をとり入れた他の装置、例えば、ガラス
シリンダ型や平面型の装置に本発明がとり入れられても
よいことは勿論である。以上に於ては本発明を主として
感熱複写法に関して説明したが、光の放射を用いた選択
的加熱を必要とする技術に本発明が利用できることは勿
論である。

【図面の簡単な説明】

第１図はスリット露光法を用いた代表的な装置を示す図
、第２図はパルス露光法を用いた代表的装置を示す図、
第３図はスリット露光法によつて形成される温度差パタ
ーンを示す図、第４図はパルス露光法によつて形成され
る温度差パターンを示す図、第５図はスリット露光法と
パルス露光法の光の照射波形を示す図、第６図は本発明
の露光法を示す図、第７図は第一露光と第二露光後の熱
損失を示す図、第８図は本発明の露光法を用いて形成さ
れる温度差パターンを示す図、第９図は本発明の露光法
を用いた装置の一実施例を示す図、第１０図はそれに用
いる電気回路図である。 １・・・・・・スプリング、２・・・・・・テンション
ローラ、３・・・・・・補助ローラ、４・・・・・・対
面ローラ、５・・・・・・モータ、６・・・・・・駆動
ローラ、７・・・・・・ベルト、８・・・・・・楕円反
射鏡、９・・・・・・タングステン白熱ランプ、１０・
・・・・・入口、１１・・・・・・原稿、１２・・・・
・・感熱材、１３・・・・・・マイクロスイッチ、１４
・・・・・・放物反射鏡、１５・・・・・・ガラス板、
１６・・・・・・弾力材、１７・・・・・・剛体、１８
・・・・・・密着板、１９・・・・・・電子閃光放電管
、２０・・・・・・複合楕円反射鏡、２１・・・・・・
交流電源、２２・・・・・・トランス、２３・・・・・
・整流器、２４・・・・・・主コンデンサ、２５・・・
・・・零検出装置、２６・・・・・・トリガ装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シート面上の各部の光吸収の差に基き該シートの面
   上に温度差パターンを発生する装置にして、互に隣接し
   て実質的に平行に配置された第一及び第二のスリットと
   、前記第一のスリットを経て白熱光を照射するタングス
   テン白熱ランプと、前記第二のスリットを経て閃光を照
   射する電子閃光放電管と、前記第一及び第二のスリット
   の前をこの順に通つてシートを移動させるシート送り装
   置と、前記タングステン白熱ランプを連続的に点灯せし
   めると共に前記電子閃光放電管を前記第二のスリットの
   幅と前記シート送り装置によるシート送り速度の比より
   大きくない周期にてパルス的に発光せしめる電源装置と
   を有することを特徴とする装置。