JPH03239598A - レーザープロッタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はレーザープロッタ、特に低出力の半導体レーザ
ー光を走査して現像工程を経ることなく精密画像を直接
描画可能なレーザーブロックに関する。

（従来の技術） 図面や画像を精密に記録体上に描画する手段として、記
録体載置台上の白紙やフィルム上に、ＸＹ力方向移動可
能に取り付けられたペンや鉛筆等の有色着色具を、プロ
グラム制御して描画するＸＹプロッタが知られている。

この方法は簡便であるが、描画に従って着色剤が消耗す
るため描画途中で補給するとか、記録具そのものを交換
する必要があり、記録のオン−オフの切り替え時にどう
しても騒音が発生する欠点がみられた。また、記録具の
交換時のみならず、描画に従って有色着色具の先端の太
さを２００ミクロン以下に細くするには限界がある上、
摩耗し太さが変わってしまうため、常に一定の２００ミ
クロン以下の細い描画線を得ることができなかった。ま
た描画線の幅を変えるには、谷幅の有色着色具に取り替
える必要があった。

そこで、精密な画像を得る必要がある印刷配線板の回路
パターン等の作成には、光を記録手段とするホトプロッ
タが使用されている。

例えば、特開昭５５−１４０８４０号公報は、固定した
プロッティングテーブル上に感光フィルムを載置し、そ
の上方のＸＹ力方向移動可能な露光ヘッドから一般光を
照射してマスクパターンを露光するホトプロッタを用い
て、マスクとこのマスクを用いて印刷用版を製作する方
法を開示している。この方法は、既にできているパター
ンを全面又は部分的に露光するには適しているが、原画
となるパターンそのものを作成するには不適当な方法で
ある。

特開昭６３−２１５２５９号公報は、固定した感光材料
設置テーブルを光線透過性部材で形成し、感光面を下側
にしてテーブル上面に載置した感光材料にテーブル下側
からポリゴンスキャナにより偏光させたレーザー光を走
査動させるレーザーホトプロブタを開示している。

感光材料設置テーブルが移動するタイプのものとしては
、電子材料第２５巻第１０号１０４頁から１０８頁に記
載のものや、これらの改良型である特開昭６４−６３９
１８号公報、特開平１−１２０３４９号公報に開示され
たフラットベツド型うスク走査レーザーホトプロッタが
ある。

またマイクロプリンタ及びプロッタといわれるものは、
レーザーによる微小光点記録であり、コンビニターの出
力をペーパーへ出さずにマイクロフィルムへ出すＣ０Ｍ
装置であるが、いづれも１０５ｍｍ幅Ｘ１４８ｍｍ以下
の特殊な感光フィルムを使用している。

これら従来のレーザーを使用するホトブリツタには、次
に様な問題点があった。

いずれも感光体を使用するものであるから、■明るい室
内光の下で記録操作ができない。

■普通の白紙に画像を視認しながら直接描画することが
でない。

■像を見るためには描画後現像、定着などの複雑な後処
理を必要とする。

また、ポリゴンミラーなど複雑な光学系を使用するもの
であるから、 ■種々のレンズ、　ミラーを通過するため、境界面で光
エネルギーのロスが多い。

■光エネルギーのロスのため高出力レーザーを使用する
必要がある。

■高出力レーザーを使用できない場合、光感度の高い感
光体を使用しなければ　　ならず、通常の環境下でのハ
ンドリングが一層困難になる。

■装置が大型化し、従来のペンプロッタのシステムを利
用しにくい。

（発明が解決しようとする課題） そこで本発明は、従来のペンプロッタのような簡単な構
造で、記録体上に非接触光記録可能であるとともに、そ
の記録を明るい室内で後処理を要せずその場で直接描画
できるレーザープロッタの提供を課題とした。

（課題を解決すための手段） 上記課題は、記録体載置台と、その記録体載置台の上部
の記録具ホルダーと、記録具ホルダーを移動可能とする
駆動部とを備えてなるレーザープロッタにおいて、記録
具ホルダーに、少なくともレーザーダイオードと集光系
を内蔵する半導体レーザー光照射部、あるいはレーザー
照射部の外に設けたレーザーダイオードから発振したレ
ーザー光を入射光として集光する集光系を内蔵する半導
体レーザー光照射部を保持させ、記録体載置台上に、前
記半導体レーザー照射部から照射された記録レーザー光
を走査し目視可能で現像工程を経ることなく精密画像を
直接描画することが可能な光記録体を載置した構造のレ
ーザープロッタとすることにより解決された。

本発明で使用する光記録体は、感熱発色材料とレーザー
を吸収して熱として放出する近赤外吸収材料とを主成分
とする感熱発色層を有する光記録体、あるいは昇華性着
色材料と上記近赤外吸収材料、又は熱溶融材料に混和し
た着色材料と上記近赤外吸収材料とを主成分とする転写
層を有する転写シートと、上記着色材料の受理シートと
を密着してなる昇華又は溶融転写記録可能な転写型光記
録体である。更に、その光記録体の土に、記録レーザー
光の波長域で透明な保護層あるいは保護シートを設置す
ることによってよりよ（解決された。

更に、レーザー光照射部を記録体に対し垂直な方向（Ｚ
軸方向）に微調整可能に記録具ホルダーに保持すること
により、いっそう適用範囲の広いレーザープロッタとす
ることができた。

（作　用） 本発明の特徴を要約すれば、プロッタにおいて、記録ホ
ルダーに取り付けた半導体レーザー照射部と照射された
レーザー光で目視可能で現像工程を経ることなく精密画
像を直接描画可能な光記録体とを対向させて設置したこ
とにある。

通常プロッタ内部に設けられた電子回路内に保持された
プログラムに従って、記録体載置台あるいは記録具ホル
ダーが制御、駆動される。この時ペンプロッタのペンの
オン−オフ動作が必要ないため、ペンのアップ−ダウン
伴う騒音は発生しない。また、プログラムに従って半導
体レーザー照射部の中あるいは外に設けられたレーザー
ダイオード等の半導体レーザーが発光し、照射部内のコ
リメートレンズや集光レンズなどからなる集光系によっ
て集光され、照射部に対向して設置された光記録体上を
走査する。

照射されたレーザー光は光記録体中の近赤外吸収剤に吸
収され熱を発生し、その熱で感熱発色材料が発色して画
像を形成する。また、昇華性機能性色素が昇華するか、
機能性色素を混和した加熱溶融転写材料が溶融して受理
シートに転写して画像を形成する。

必要なら、記録具ホルダー設置されたＺ軸方向に微調整
可能な軽量ステージで光記録体の発色面と集光されたレ
ーザー光スポットとを位置合わせする。レーザー光は集
光系で小さなスポットに集光する事ができ、このスポッ
トの大きさは記録継続中に変化することはないから常に
一定の線幅を描くことができる。また、レーザー光の強
度を制御して原画パターンの線の太さをフントロールす
ることもできる。このようにして、現像、定着などの後
処理を必要とせずに精密画像を直接高速度で形成するこ
とができる。

このようにして形成された画像は、通常直接目視できる
有色画像であるが、蛍光色素やホトクミック色素で形成
された画像の場合は、紫外線下で見ることにより直接描
画像を直接視認することができる。

以下に、本発明を実施例により具体的に説明する。

［実施例］ 第１図は本発明のレーザープロッタの１実施例の構成を
示す平面図である。

第１図のレーザーブロック１はフラットベツド形式のプ
ロッタであり、固定した平板状記録体載置台（ベット）
２上に光記録体３が載置され、ベット２にはｘｙ移動機
構４が設けられ、ｘＹ移動機構４のローラー案内溝８に
沿って移動可能に取り付けられた３個のＹ軸移動ローラ
ー５でＹ軸方向に移動できる記録具ホルダー６に保持さ
れた半導体レーザー照射部７と、ベット２の下部に収納
された駆動部（図示せず）あるいは制御部を操作する操
作部９から成る。ベット２は固定式のみならず、Ｘある
いはＹの一方向に移動するものであつてもよく、その場
合、レーザー照射部はベット２の移動方向とは直角方向
に移動可能に取り付けられる。また、記録体載置台２は
平板状でなく、回転円筒であってもよく、この場合もレ
ーザー照射部は円筒の回転方向と直角方向に移動可能に
取り付けられる。

レーザー照射部７の先端は、レーザー光が光記録体３の
記録面に集光するように光記録体の０゜５１１ＩＩ１１
〜２ｃｍ上部に設置され、無接触で光記録体３上をＸＹ
力方向移動できるようになっている。記録具ホルダー６
に保持される半導体レーザー照射部７は第２図あるいは
第３図に示すように、レーザーダイオード１２とコリメ
ートレンズ１３及び集光レンズ１４からなる集光系から
なる場合と、コリメートレンズ１３及び集光レンズ１４
からなる集光系のみからなる場合が代表例である。レー
ザー照射部７に組み込まれたレーザーダイオード１２は
、出力１０ｍＷ〜ＩＷ程度のものが適当であり、ダブル
へテロ接合ガリウム砒素／ガリウムアルミニウム砒素タ
イプが望ましい。第２図のようにレーザー照射部にリー
ド線１０で電源部あるいは制御部につながっているレー
ザーダイオードを組み込んだタイプの場合、出力が大き
くなるとレーザーダイオードの温度コントロール用放熱
部ｌｌを設ける必要があり、放熱部１１の重量の関係か
らこの場合のレーザーダイオードの出力は１００ｉ＋Ｗ
以下、より好ましくは５０＋＋＋Ｗ以下のものを使用す
ることが望ましい。出力１００ｍＷ以上のレーザーダイ
オードは電源部及び放熱部とともに照射部の外に別に設
置し、発振レーザー光は第３図のように、光ファイバー
１７を通してレーザー照射部７内に導き、光ファイバー
から再び集光系により集光する。第３図の方法はレーザ
ー照射部７を軽量化できる点で好ましく、更に軽量化す
るには集光系を有限系プラスティックレンズ１個で構成
するとよい。

レーザー照射部の先端には外部汚染から照射部内部を保
護するためカバーグラス１５が設けられている。照射部
から出射したレーザー光は光記録体上に集束し、プログ
ラムに従って操作して、光記録体上にただちに画像を直
接形成する。

このような光記録体として、第４．５．６図の構造のも
のが例示できる。

第４図は感熱発色性光記録体であり、支持体２４上に感
熱記録層２３と透明な保護Ｊｉ２０をこの順に設け、感
熱記録層２３は増感剤中に均一に溶解した近赤外吸収剤
２１と感熱発色材料２２を混合しバインダー等信の必要
な諸材料とともに構成する。感熱発色材料は、通常の感
熱記録体の分野で公知の多くの感熱発色染料及び顕色剤
を全て使用することができるっ近赤外吸収剤と感熱発色
材料との位置関係は、第４図のように均一に混合する場
合だけでなく、感熱発色層と近赤外吸収層とを分離して
積層してもよく、特に好ましいのは顕色剤中に予め近赤
外吸収剤を溶解あるいは分散させておき更に感熱発色染
料を分散混合した場合である。近赤外吸収剤の具体的化
合物は特願昭６３−２７２７０２号明細書や特願平１−
１７６５５８明細書及び特願平１−３０６７７号明細書
等に記載されており、ポリメチン系色素（シアニン色素
）、アズレニウム系色素、ビリリウムまたはチオピリリ
ウム系色素、スクワリリウム系色素、クロコニウム系色
素、チオールニッケル系色素、メルカプトフェノール、
メルカプトナフトール系色素、トリアリルメタン系色素
、インモニウムまたはジインモニウム系色素、アントラ
キノン系色素、金属錯塩系色素等の溶解性近赤外吸収剤
、人造黒鉛、天然黒鉛、硫化銅、硫化鉛、三硫化モリブ
デン、黒色チタンなどの分散性近赤外吸収剤がある。

感熱発色材料は染料と顕色剤とからなり、感熱発色層は
この外に所望の品質とするための各種添加剤を使用する
。感熱発色材料となる染料と顕色剤は、感熱記録体とし
て周知の諸材料が総て使用できる。

例えば染料は、トリフェニルメタン系、フルオラン系、
アザフタリド系、フェノチアジン系、フェノキサジン系
、スピロピラン系、フルオレン系等に分類される多数の
塩基性無色染料であり、顕色剤としては、ビスフェノー
ルＡ１　　アルキルフェノール類、アリルフェノール類
及びその金属塩、ビスフェノールスルホン類、ヒドロキ
シフェニルスルフィド類、ヒドロキシ安息香酸エステル
類及びその金属塩、呉ヒドロキシフタル酸エステル類、
フタル酸エステル類、チオ尿素誘導体、サッカリン等の
有機酸性化合物が知られている。

本発明の感熱発色性光記録体は発色面の反射率が２０〜
８０％、好ましくは３０％〜６０％に成るように諸材料
を配合することが好ましい。

又、本発明の光記録体として、昇華転写型あるいは溶融
転写型光記録体も使用することができる。

昇華転写型光記録体の転写層に含有される昇華性着色材
料としては、昇華性の有色染料の外に、昇華性螢光色素
や昇華性ホトクロミック色素も使用できる。昇華性着色
材料は一般にサーマルヘッドによって昇華転写できる昇
華性染料であれば使用可能である。昇華性有色色素とし
ては、アゾ系。

ポリメチン系、ナフトキノン系、アントラキノン系等の
分散染料、アゾメチン系、インドリンスピロビラン系、
フェノキサジン系、ロイコオーラミン系等の塩基性染料
等が使用できる。昇華性螢光色素としては、ビスベンゾ
オキサシリル誘導体。

ナフタルイミド誘導体、クマリン誘導体が使用できる。

昇華性ホトクロミック色素としては、スピロピラン誘導
体、スピロナフトオキサジン誘導体。

ジチェニルエテン誘導体、アゾベンゼン誘導体。

ジフェニルフルギド誘導体が使用できる。

本発明の昇華転写シートは転写面の反射率が５〜３０％
、好ましくは１５％以下に成るように諸材料を配合する
ことが好ましい。

溶融転写型光記録体の転写層に熱溶融材料とともに混和
して使用する着色材料は、通常の有色染料あるいは顔料
、および非昇華型蛍光色素やホトクロミック色素である
。

これらの熱転写光記録体は主として透明なプラスティッ
クシートやフィルムに記録するのに適している。第５図
は透明受理フィルムに転写する場合の光記録体構成図で
あり、透明受理フィルム２５の上方から照射された集束
レーザー光１９は透明受理フィルム２５を通過し支持体
２４上に設けられた転写層２６に到達し、ただちに転写
層中の近赤外吸収剤に吸収されて発生した熱により、昇
華性着色剤あるいは着色剤と混和した溶融性材料を昇華
あるいは溶融して、転写層と密着して重ねられた透明受
理シートの下面に転写し、直接画像を形成する。第６図
は不透明な受理シートに転写する場合の熱転写光記録体
の構成図であり、透明な支持体フィルム２７の下面に設
けられた転写層２８と不透明な受理シート２９を密着し
て構成されており、透明支持体フィルム２７の上方から
照射されたレーザー光１９が転写層２８中の近赤外吸収
剤により熱を発生し、転写層２８中の昇華性着色剤ある
いは着色剤を含有した溶融型材料を昇華あるいは溶融し
て不透明受理シート２９に転写する。この不透明受理シ
ートの代わりに透明受理シートを使用することもできる
。

光記録体上に集光されたレーザー光を走査し直接精密画
像を描画するには、記録体は載置台に密着していること
が必要であり、それには載置台が静電吸着方式等の記録
体を密着して載置することができるものであることが好
ましい。載置台がフラットベツドの場合、光記録体上に
照射レーザー光に透明な保護層を設置し、記録体の保護
と同時に載置台上への密着を補助することも好ましい方
法である。保護層は、光記録体の感熱発色層上にレーザ
ー光にほぼ透明な材料を直接塗布して作成するが、レー
ザー光に透明なフィルムあるいはシートを感熱発色面上
に載置してもよい。

いろいろな厚さの光記録体を使用する場合、記録体の厚
さに適合してレーザー光を記録面に集光するすることが
できるように、レーザー照射部は記録面に対し垂直方向
に微調整可能に保持することが望ましい。その方法は特
に制限はないが、第７図に示す如く、レーザー照射部７
をスベリ面３１上に一方向（第７図の場合Ｚ軸方向）に
微動させることができる軽量微動ステージ３２を介して
ホルダー６に保持することが好ましい。

［発明の効果］ 以上のように本発明のレーザーブロックは、比較的低出
力の半導体レーザー光を吸収して熱を放出する近赤外吸
収剤を利用することにより、目視可能な精密画像をヒー
トモードで直接光記録することができる。これにより、
従来の現像を必要とする感光材料を使用しないから、明
るい室内中できわめて簡便に画像を直接目で確認しなが
ら作成することができる。また、接触部分が無いのでメ
ンテナンスフリーであるとともに従来のペンや鉛筆のよ
うな記録員先端の摩耗がないから、常に一定の光幅の精
密画像を得ることができるとともに、ペン記録のオン−
オフ動作が必要ないため、静かな上、ペンや鉛筆では描
けない精密小面積の画像が簡単に描写できる。更に、保
護シートや保護層を記録面上に設けても、記録レーザー
光に透明であればなんら記録効率を落とすことなく非接
触で記録することができるから、記録面からの物質の昇
華や飛散からレーザー照射部を完全に保護すること、お
よび使用前の光記録体を外部からの汚染から保護するこ
とができるとともに保存性に優れた記録画像を得ること
ができる。また、従来のペンブロックの一部を改造する
だけで容易に取り付けが可能等経済性にも優れているな
どといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す平面図、第２図
及び第３図はレーザー照射部の構成を示す説明図、第４
図は感熱発色性光記録体の断面図、第５図及び第６図は
熱転写型光記録体の断面図、第７図はレーザー照射部の
保持方法を示す断面図である。 図において、■はレーザープロッタ、２は記録体載置台
、３は光記録体、６は記録具ホルダー７はレーザー照射
部、１２はレーザーダイオード、１４は集光系レンズ、
３２は微動ステージ。 第２１！１

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録体載置台と、その記録体載置台の上部の記録
   具ホルダーと、記録具ホルダーを移動可能とする駆動部
   とを備えてなるプロッタにおいて、記録具ホルダーに、
   少なくともレーザーダイオードと集光系を内蔵する半導
   体レーザー照射部、あるいはレーザー照射部の外に設け
   たレーザーダイオードから発振したレーザー光を入射光
   として集光する集光系を内蔵する半導体レーザー光照射
   部を保持させ、記録体載置台上に、前記半導体レーザー
   照射部から照射した記録レーザー光を走査し現像工程を
   経ることなく精密画像を直接描画することが可能な光記
   録体を載置したことを特徴とするレーザープロッタ。
2. （２）光記録体の上に、記録レーザー光の波長域で透明
   な保護層あるいは保護シートを設置したことを特徴とす
   る請求項１記載のレーザープロッタ。
3. （３）請求項１または２記載のレーザープロッタに使用
   する光記録体が、感熱発色材料とレーザーを吸収して熱
   として放出する近赤外吸収材料とを主成分とする感熱発
   色層を有する光記録体である請求項１または２記載のレ
   ーザープロッタ。
4. （４）請求項１または２記載のレーザープロッタに使用
   する光記録体が、昇華性着色材料又は溶融材料に混和し
   た着色材料とレーザーを吸収して熱として放出する近赤
   外吸収材料とを主成分とする転移層を有する転写シート
   と、上記着色材料の受理シートを密着してなる昇華転写
   又は溶融転写記録可能な転写型光記録体である請求項１
   または２記載のレーザープロッタ。
5. （５）半導体レーザー照射部が記録面に対し垂直な方向
   に微調整可能なステージを介して記録具ホルダーに保持
   されていることを特徴とする請求項１ないし４記載のレ
   ーザープロッタ。