JPH07242006A - 熱転写記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像信号に従って転写染料を適切に気化させ
て印画紙に転写記録を行うことにより、高画質のカラー
画像を容易に作製する。 【構成】 染料収容部２を、平たい筺体形状とし、溶融
状態の転写染料を収容して転写染料層２２を形成してな
る。この染料収容部２の上面部の一部が所定面積に開口
されて開口部２ａを形成し、この開口部２ａとその下部
の染料収容部２内の領域とで転写部３を形成して構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、適当な熱源によって画
像信号に応じて転写染料を被転写体に転写することで、
連続的な階調の転写画像を形成する熱転写記録装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、印画紙等の被転写体とインク
シート等の熱転写記録媒体とを重ね合わせ、それをレー
ザやサーマルヘッド等の加熱手段を用いて画像信号に応
じて選択的に加熱し、熱転写記録媒体から被転写体に転
写染料を転写させて画像を記録する熱転写記録装置が広
く用いられている。

【０００３】中でも、転写染料として昇華性染料等の熱
拡散性染料を用いるいわゆる昇華型熱転写記録装置にお
いては、装置が小型で保守も容易であり、即時性も備
え、且つ加熱エネルギーに応じて記録画像に階調性が得
られ、銀塩カラー写真並の高品位画像を得ることができ
るので、近年では、ビデオカメラやテレビジョン、コン
ピュータグラフィックス等の画像をハードコピーする技
術として注目を集めている。

【０００４】しかしながら、従来、このような熱転写記
録に使用されるインクリボンとしては、転写染料を適当
なバインダ樹脂に重量比１：１程度で混合し、ポリエス
テルフィルム等の基体上に厚さ１μｍ程度に塗布したも
のが用いられている。ところがこのインクリボンは通常
使い捨てとされているために、多量の廃棄物が生じて環
境保護の観点から問題視されている。

【０００５】そこで、熱転写記録媒体の利用効率を向上
させることが試みられ、その要求を満たすものとして
は、転写染料層再生法や多数回転写染料層構成法のよう
に、熱転写記録媒体の転写染料層を再生して繰り返し利
用できるようにする方法と、相対速度法のように熱転写
記録媒体を有効利用する方法が挙げられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
いずれの方法も転写染料層が印画紙に押し付けられるこ
とにより染料が転写する方式であるために、カラー画像
を得る場合、既に転写した染料が転写染料層に逆転写
し、これによって画質が低下して画像が損なわれるとい
う問題が回避不能なものであった。

【０００７】そこで、転写染料層と印画紙との間に空隙
部を設けることにより、転写染料層と印画紙とを接触さ
せることなく染料を転写させる装置が提案されている。
この場合、転写染料は溶融状態で流れることにより、ま
たは適当な基体上に連続的に塗布されその基体が転写部
に移動することにより転写部に供給される。そして、画
像信号に基づき、レーザ等の加熱手段によりこの転写染
料を気化させて印画紙に転写させる。

【０００８】ところがこの装置によって転写記録を行う
場合においては、転写染料中にバインダが含有されてい
ないために、例えばレーザ照射すると転写染料の加熱部
分と非加熱部分との表面張力の差によって生じる温度勾
配によって転写染料の横方向への移動が発生して転写染
料が周囲へ逃げてしまう。そのために転写染料の適切な
気化がなされないという問題が生じる。

【０００９】このように、転写染料層と印画紙との間に
空隙を設け、画像信号に応じて溶融状態の転写染料をレ
ーザ等の加熱手段によりこの転写染料を気化させて印画
紙に転写記録する構成を有する熱転写記録装置において
は、転写記録を行う際に、転写染料層に逆転写を生ぜし
めることがない反面、転写染料を所望の如く気化させる
ことが非常に困難であるという現状にある。

【００１０】本発明は、上述の課題に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、画像信号に従って
転写染料を適切に気化させて印画紙に転写記録を行うこ
とにより、高画質のカラー画像を容易に作製することを
可能とする熱転写記録装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、転写染料層と
被転写記録体との間に空隙を設け、転写染料を溶融させ
て転写部に供給した後、これを加熱手段により気化させ
て被転写記録体上に転写させる熱転写記録装置を対象と
するものである。本発明においては、溶融された転写染
料が気化される転写部に、以下の式で示す間隔ｄを有す
る空間的構造を形成する。ここで、α，η，ｈ，Δｘ，
ΔＴ及びΔｔはそれぞれ転写染料の表面張力の温度係
数，加熱されていない転写染料の粘性係数，転写染料層
の厚み，加熱スポットの直径，加熱によって転写染料に
生じる周囲との温度差，及び加熱時間である。

【００１２】 ｄ＜（ｈ／４η）（αΔＴ／Δｘ）Δｔ ・・・（１） すなわち、本発明に係る熱転写記録装置は、上記（１）
式で示される間隔ｄを有する空間的構造を形成して構成
する。

【００１３】この場合、空間的構造を転写部における開
口部として構成してもよい。

【００１４】また、空間的構造を障壁として構成しても
よい。

【００１５】このとき、空間的構造の間隔ｄを加熱スポ
ットの直径Δｘ以上の値として構成する。

【００１６】

【作用】本発明に係る熱転写記録装置においては、上記
（１）式で示される間隔ｄを有する空間的構造が形成さ
れているので、加熱手段により溶融された転写染料を気
化させる際に生じる転写染料の横方向への移動が抑止さ
れる。

【００１７】すなわち、転写染料層と印画紙との間に空
隙部を設け、転写染料層と印画紙とを接触させることな
く、溶融状態の転写染料を加熱手段により昇温させ気化
させて転写部から上記空隙部を介して印画紙に画像転写
させる際に、転写染料を瞬時に昇温させて気化させる必
要上、転写染料の加熱部分と非加熱部分との表面張力の
差が生じて温度勾配が発生し、加熱部分の転写染料が横
方向に移動する。加熱時間Δｔの間に生じるこの移動の
移動距離ｇは、以下に示す式で示される。

【００１８】 ｇ＝（ｈ／４η）（αΔＴ／Δｘ）Δｔ ・・・（２）

【００１９】このとき、本発明においては、上記転写部
に設けられた空間的構造の間隔ｄが、上記（１）式に示
されるように、上記移動距離ｇより小とされているため
に、転写染料の横方向への移動を阻止する作用が速やか
に働く。したがって、転写染料を瞬時に加熱することで
不可避的に発生する転写染料の横方向への移動が迅速に
ほぼ完全に抑止され、印画紙への転写量の低下が防止さ
れることになる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明に係る熱転写記録装置のいくつ
かの実施例を図面を参照しながら説明する。この熱転写
記録装置は、印画紙等の被転写体とインクシート等の熱
転写記録媒体とを重ね合わせ、それをレーザやサーマル
ヘッド等の加熱手段を用いて画像信号に応じて選択的に
加熱し、画像信号に従って熱転写記録媒体から被転写体
に転写染料を転写させて画像を記録するものである。

【００２１】先ず第１実施例について述べる。この第１
実施例に係る熱転写記録装置の要部は、図１に示すよう
に、溶融状態の転写染料を気化させるための加熱手段と
しての半導体レーザ１と、転写染料が収容されるガラス
製の染料収容部２とから構成されている。

【００２２】上記転写染料は、温度２５０℃で表面張力
の温度係数α＝０．１ｄｙｎ／ｃｍであり、温度１６０
℃のときの粘性係数η＝０．２Ｐの物性定数を有する株
式会社三菱化成製の分散染料である商品名ＨＳＲ２０３
１にレーザ光吸収剤として株式会社三井東圧製の商品名
ＨＭ１２２５を２重量％添加し、これを温度１６０℃に
加熱して溶融状態とされたものである。

【００２３】上記半導体レーザ１は、発光波長７８０ｎ
ｍ、出力４０ｍＷ、及び加熱スポットであるレーザスポ
ットの直径Δｘが２０μｍのものであり、図２に示すよ
うなパルスのレーザ光をレンズ１１を介して後述の転写
部３に照射させるものである。ここで、図中のパルスに
おいては、そのデューティ比が６０％を越えるときは連
続加熱とみなす。したがって、本例では加熱時間、即ち
照射時間Δｔを１ｍｓとする。このとき、この半導体レ
ーザ１の照射により加熱された転写染料とその周囲の非
加熱部分との温度差はΔＴ＝２００℃となった。

【００２４】上記染料収容部２は、平たい筺体形状を有
し、溶融状態の転写染料が収容されて転写染料層２２が
形成されてなる。この染料収容部２の上面部の一部が所
定面積に開口されて開口部２ａが形成され、この開口部
２ａとその下部の染料収容部２内の領域とで転写部３が
形成されている。

【００２５】すなわち、本第１実施例においては、上記
開口部２ａが転写部３の空間的構造とされ、その間隔ｄ
＝６０μｍとされている。ここで、この間隔ｄは上記加
熱スポットの直径Δｘ以上とする必要がある。また、転
写染料層２２の厚みｈは染料収容部２の底面から上記開
口部２ａの液面までの距離であり、ここでは転写染料層
２２の厚みｈ＝１０μｍである。したがって、上記
（２）式より加熱時間Δｔの間に生じる加熱部分の転写
染料の横方向の移動距離ｇ＝１２５μｍとなる。すなわ
ち、上記転写部３の空間的構造でる開口部２ａの間隔ｄ
は上記移動距離ｇのほぼ半分の値とされている。

【００２６】そして、上記開口部２ａの周縁部に沿って
スペーサ１２が設けられて空隙部１３が形成され、この
スペーサ１２上に被転写体である印画紙１４が載置され
る。したがって、上記転写部３と印画紙１４とは接触状
態とされず、両者は上記空隙部１３により所定間隔をも
って配されている。

【００２７】上記第１実施例に係る熱転写記録装置にお
いては、上記（１）式で示される間隔ｄを有する空間的
構造である開口部２ａが形成されているので、レーザ半
導体１により溶融された転写染料を気化させる際に生じ
る転写染料の横方向への移動が抑止される。

【００２８】すなわち、転写染料層２２と印画紙１４と
の間に空隙部１３を設け、転写染料層２２と印画紙１４
とを接触させることなく、溶融状態の転写染料をレーザ
半導体１により昇温させて気化させて転写部３から上記
空隙部１３を介して印画紙１４に画像転写させる際に、
転写染料を瞬時に昇温させて気化させる必要上、転写染
料の加熱部分と非加熱部分との表面張力の差が生じて温
度勾配が発生し、加熱部分の転写染料が横方向に移動距
離ｇだけ移動する。

【００２９】このとき、上記第１実施例においては、上
記転写部３に設けられた空間的構造である開口部２ａの
間隔ｄが、上記（１）式に示されるように、上記移動距
離ｇより小とされているために、転写染料の横方向への
移動を阻止する作用が速やかに働く。したがって、転写
染料を瞬時に加熱することで不可避的に発生する転写染
料の横方向への移動が迅速にほぼ完全に抑止され、印画
紙１４への転写量の低下が防止されることになる。

【００３０】なお、上記空間的構造について、その好ま
しい間隔ｄの値は上記移動距離ｇと比較してｇ／３〜ｇ
／２程度である。この間隔ｄが移動距離ｇより大である
と転写染料の移動を防ぐことは不可能である。

【００３１】上記第１実施例に係る熱転写装置を用いて
画像転写量の測定を行ったところ、１ｍｓ当り８０μｍ
×８０μｍの領域にマクベス濃度計でＯＤ２．２に相当
する転写染料を印画紙１４に転写されるという結果とな
った。また、この転写量は転写時間に比例して増大し
た。

【００３２】ここで、上記第１実施例における上述の画
像転写量の測定に対する比較例を示す。この比較例にお
いては、上記転写部３の空間的構造である開口部２ａの
間隔ｄを１８０μｍとして、他は上記第１実施例と同一
条件として画像転写量の測定を行ったところ、１ｍｓ当
り８０μｍ×８０μｍの領域にマクベス濃度計でＯＤ
１．２に相当する転写染料しか転写されず、転写時間を
増大させても印画紙１４上のドット径が拡大するのみで
あり、ドットのＯＤは変化を示さなかった。

【００３３】したがって、上記第１実施例に係る熱転写
記録装置によれば、上記開口部２ａの間隔ｄが上記
（１）式に示す規制範囲外とされている場合と比較し
て、ほぼ２倍の画像転写量が得られ、高画質のカラー画
像を容易に作製することが可能となる。

【００３４】次に、第２実施例に係る熱転写記録装置に
ついて説明する。なお、上記第１実施例と対応する部材
等については同符号を記す。この第２実施例は、上記第
１実施例とほぼ同様の構成を有するが、その転写部３の
空間的構造が異なる点で相違する。

【００３５】すなわち、本第２実施例の熱転写記録装置
において、その転写部３は、図３及び図４に示すよう
に、上記開口部２ａに対応した染料収容部２内の下面部
上に空間的構造である障壁部２１が形成されてなる。

【００３６】上記障壁部２１は、４枚の矩形状の各障壁
２１ａ〜２１ｄよりなり、障壁２１ａ，２１ｂ及び障壁
２１ｃ，２１ｄがそれぞれ間隔ｄ＝６０μｍ、即ち上記
移動距離ｇのほぼ１／２の値をもって相対向して配され
ている。ここで、互いに直交する各障壁間、即ち障壁部
２１の四隅は閉塞されずに転写染料の流出入部とされて
いる。なお、染料収容部２の幅は１２０μｍとされ、各
障壁２１ａ〜２１ｄの高さは１０μｍより大、即ち転写
染料層の厚みｈより大とする。

【００３７】上記第２実施例に係る熱転写記録装置にお
いては、上記（１）式で示される間隔ｄを有する空間的
構造である障壁部２１が形成されているので、レーザ半
導体１により溶融された転写染料を気化させる際に生じ
る転写染料の横方向への移動が抑止される。

【００３８】すなわち、転写染料層２２と印画紙１４と
の間に空隙部１３を設け、転写染料層２２と印画紙１４
とを接触させることなく、溶融状態の転写染料をレーザ
半導体１により昇温させて気化させて転写部３から上記
空隙部１３を介して印画紙１４に画像転写させる際に、
転写染料を瞬時に昇温させて気化させる必要上、転写染
料の加熱部分と非加熱部分との表面張力の差が生じて温
度勾配が発生し、加熱部分の転写染料が横方向に移動距
離ｄだけ移動する。

【００３９】このとき、上記第２実施例においては、上
記転写部３に設けられた空間的構造である障壁部２１の
間隔ｄが、上記（１）式に示されるように、上記移動距
離ｇより小とされているために、転写染料の横方向への
移動を阻止する作用が速やかに働く。したがって、転写
染料を瞬時に加熱することで不可避的に発生する転写染
料の横方向への移動が迅速にほぼ完全に抑止され、印画
紙１４への転写量の低下が防止されることになる。

【００４０】上記第２実施例に係る熱転写装置を用いて
画像転写量の測定を行ったところ、１ｍｓ当り８０μｍ
×８０μｍの領域にマクベス濃度計でＯＤ２．２に相当
する転写染料を印画紙１４に転写されるという結果とな
った。また、この転写量は転写時間に比例して増大し
た。

【００４１】ここで、上記第２実施例における上述の画
像転写量の測定に対する比較例を示す。この比較例にお
いては、上記転写部３の空間的構造である障壁部２１の
間隔ｄを上記移動距離ｇより大の１５０μｍとして、他
は上記第２実施例と同一条件として画像転写量の測定を
行ったところ、１ｍｓ当り８０μｍ×８０μｍの領域に
マクベス濃度計でＯＤ１．４に相当する転写染料しか転
写されず、転写時間を増大させても印画紙１４上のドッ
ト径が拡大するのみであり、ドットのＯＤは変化を示さ
なかった。

【００４２】したがって、上記第２実施例に係る熱転写
記録装置によれば、障壁部２１の間隔ｄが上記（１）式
に示す規制範囲外とされている場合と比較して、約２倍
弱の画像転写量が得られ、高画質のカラー画像を容易に
作製することが可能となる。

【００４３】次に、第３実施例に係る熱転写記録装置に
ついて説明する。なお、上記第１実施例と対応する部材
等については同符号を記す。この第２実施例は、上記第
１実施例とほぼ同様の構成を有するが、その転写部３の
空間的構造が異なる点で相違する。

【００４４】すなわち、本第３実施例の熱転写記録装置
において、その転写部３は、図５に示すように、染料収
容部２の一端部に円形状の空間的構造である円形部３１
が形成されてなる。

【００４５】上記円形部３１は、その内径が空間的構造
としての上記間隔ｄであり、この値は４０μｍ、即ち上
記移動距離ｇのほぼ１／３の値とされている。この円形
部３１の形成位置以外の染料収容部２の幅は８０μｍと
され、幅２０μｍの転写染料の流出入部３２を介して円
形部３１の一端部と一体形成されている。すなわち、こ
の円形部３１は、染料収容部２が流出入部３２において
くびれて形成されたかたちとなっている。

【００４６】上記第３実施例に係る熱転写記録装置にお
いては、上記（１）式で示される間隔ｄを有する空間的
構造である円形部３１が形成されているので、レーザ半
導体１により溶融された転写染料を気化させる際に生じ
る転写染料の横方向への移動が抑止される。

【００４７】すなわち、転写染料層２２と印画紙１４と
の間に空隙部１３を設け、転写染料層２２と印画紙１４
とを接触させることなく、溶融状態の転写染料をレーザ
半導体１により昇温させて気化させて転写部３から上記
空隙部１３を介して印画紙１４に画像転写させる際に、
転写染料を瞬時に昇温させて気化させる必要上、転写染
料の加熱部分と非加熱部分との表面張力の差が生じて温
度勾配が発生し、加熱部分の転写染料が横方向に移動距
離ｇだけ移動する。

【００４８】このとき、上記第３実施例においては、上
記転写部３に設けられた空間的構造である円形部３１の
間隔ｄが、上記（１）式に示されるように、上記移動距
離ｇより小とされているために、転写染料の横方向への
移動を阻止する作用が速やかに働く。したがって、転写
染料を瞬時に加熱することで不可避的に発生する転写染
料の横方向への移動が迅速にほぼ完全に抑止され、印画
紙１４への転写量の低下が防止されることになる。

【００４９】なお、本発明は上記第１〜第３実施例に限
定されることなく、上記転写部３の空間的構造として、
上記障壁部２１や円形部３１のみでなく、例えば柱や
溝、同心円状の壁部等を用いて上記（１）式を満たすよ
うに構成してもよい。

【００５０】

【発明の効果】本発明に係る熱転写記録装置によれば、
転写染料層と被転写記録体との間に空隙部を設け、転写
染料を溶融させて転写部に供給した後、これを加熱手段
により気化させて被転写記録体上に転写させる熱転写記
録装置において、転写染料の表面張力の温度係数をα、
加熱されていない転写染料の粘性係数をη、転写染料層
の厚みをｈ、加熱スポットの直径をΔｘ、加熱によって
転写染料に生じる周囲との温度差をΔＴ、加熱時間をΔ
ｔとしたときに、転写部に設けられた空間的構造の間隔
ｄが、 ｄ＜（ｈ／４η）（αΔＴ／Δｘ）Δｔ を満たすように構成したので、画像信号に従って転写染
料を適切に気化させて印画紙に転写記録を行うことによ
り、高画質のカラー画像を容易に作製することが可能と
なる。

【００５１】また、本発明によれば、空間的構造を転写
部における開口部として構成したので、画像信号に従っ
て転写染料を適切に気化させて印画紙に転写記録を行う
ことにより、高画質のカラー画像を容易に作製すること
が可能となる。

【００５２】さらに、本発明によれば、空間的構造を障
壁として構成したので、画像信号に従って転写染料を適
切に気化させて印画紙に転写記録を行うことにより、高
画質のカラー画像を容易に作製することが可能となる。

【００５３】このとき、空間的構造の間隔ｄを加熱スポ
ットの直径Δｘ以上の値として構成したので、画像信号
に従って転写染料を適切に気化させて印画紙に転写記録
を行うことにより、高画質のカラー画像を容易に作製す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る熱転写記録装置の要
部を模式的に示す断面図である。

【図２】半導体レーザのレーザ光の出力の時間的変化を
示す特性図である。

【図３】第２実施例に係る熱転写記録装置の転写部の空
間的構造を模式的に示す平面図である。

【図４】第２実施例に係る熱転写記録装置の転写部の空
間的構造を模式的に示す断面図である。

【図５】第３実施例に係る熱転写記録装置の転写部の空
間的構造を模式的に示す平面図である。

【符号の説明】

１ 半導体レーザ ２ 染料収容部 ２ａ 開口部 ３ 転写部 １１ レンズ １２ スペーサ １３ 空隙部 １４ 印画紙 ２１ 障壁部 ３１ 円形部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転写染料層と被転写記録体との間に空隙
   部を設け、転写染料を溶融させて転写部に供給した後、
   これを加熱手段により気化させて被転写記録体上に転写
   させる熱転写記録装置において、 転写染料の表面張力の温度係数：α 加熱されていない転写染料の粘性係数：η 転写染料層の厚み：ｈ 加熱スポットの直径：Δｘ 加熱によって転写染料に生じる周囲との温度差：ΔＴ 加熱時間：Δｔ としたときに、転写部に設けられた空間的構造の間隔ｄ
   が、 ｄ＜（ｈ／４η）（αΔＴ／Δｘ）Δｔ で与えられることを特徴とする熱転写記録装置。
2. 【請求項２】 空間的構造が転写部における開口部であ
   ることを特徴とする請求項１記載の熱転写記録装置。
3. 【請求項３】 空間的構造が障壁であることを特徴とす
   る請求項１記載の熱転写記録装置。
4. 【請求項４】 空間的構造の間隔ｄが加熱スポットの直
   径Δｘ以上の値であることを特徴とする請求項１記載の
   熱転写記録装置。