JPH08197757A

JPH08197757A - 記録装置及びその製造方法

Info

Publication number: JPH08197757A
Application number: JP3138795A
Authority: JP
Inventors: Shuji Sato; 修司佐藤; Hiroyuki Shioda; 裕之塩田; Koji Yui; 康二油井
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-01-27
Filing date: 1995-01-27
Publication date: 1996-08-06

Abstract

(57)【要約】【構成】底板102 上のスペーサ82に染料供給通路84が
設けられ、染料導入口84’によって染料供給通路84と染
料収容部87とが連通している。染料収容部87は絶縁板73
に囲まれて形成されている。染料収容部87の底面（スペ
ーサ82の上面）には発熱体75と多数の針状体80とが配さ
れている。液化染料22は、染料収容部87に例えば６μｍ
の深さ（Ｈ₁）で収容される。針状体80の高さｈ₁は、
例えば、 0.5μｍで、深さＨ₁に対して充分に小さい。【効果】針状体80はＲＩＥによる微小凹凸加工の凸部
として形成できる（蒸着又はスパッタによるウイスカ形
成でも可能）ので、容易に形成されて製造歩留りも高
い。また、ｈ₁とＨ₁との関係を上記のようにすること
により、染料収容部87への液化染料22の供給が迅速にな
され、高速記録が可能になる。また、多数の針状体80に
よる毛細管作用によって液化染料の保持も確実である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録装置及びその製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビデオカメラ、テレビジョン、コ
ンピュータグラフィクス等の画像記録において、モノカ
ラーの記録は勿論のこと、ハードコピーのカラー化に対
するニーズが高まっている。これに対応して、色々な方
式のプリンタが開発され、様々な分野に展開している。

【０００３】これらの記録方式の中で、適当なバインダ
樹脂中に高濃度の転写染料が分散してなるインク層が塗
布されたインクシートと、転写された染料を受容する染
着樹脂がコーティングされた印画紙等の被転写体とを一
定の圧力で密着させ、インクシート上に位置する感熱記
録ヘッドから画像情報に応じた熱を加え、この加熱に応
じてインクシートから染料受容層に転写染料を熱転写さ
せる方式がある。

【０００４】上記の操作を例えば、減法混色の三原色で
あるイエロー、マゼンタ、シアンに分解された画像信号
についてそれぞれ繰り返すことによって、フルカラー画
像を得るようにしたいわゆる熱転写方式は、小型化、保
守が容易で、即時性を備え、銀塩カラー写真並の高品位
な画像を得る優れた技術として注目を集めてはいる。

【０００５】図51は、こうした熱転写方式のプリンタの
要部の概略正面図である。このプリンタによれば、感熱
記録ヘッド（以下、サーマルヘッドと称する。）１とプ
ラテンローラ３とが対向し、これらの間に、ベースフィ
ルム12ｂ上にインク層12ａを設けたインクシート12と、
紙40ｂ上に染着樹脂層（染料受容層）40ａを設けた被記
録紙（被転写体）40とが挟着された状態で、プラテンロ
ーラ３によってサーマルヘッド１に押し付けられる。

【０００６】そして、サーマルヘッド１によって選択的
に加熱されたインク層12ａ中のインク（転写染料）が、
被転写体20の染着樹脂層20ａにドット状に転写され、熱
転写記録が遂行される。このような熱転写記録には、一
般に、長手状のサーマルヘッドを被記録紙走行方向に直
交させて固定して配したライン方式や、サーマルヘッド
を記録紙走行方向に直交する方向に往復動させるシリア
ル方式が採用されている。

【０００７】ところで、本出願人は、上記した如き熱転
写記録方式の利点を生かしつつ、廃棄物及び転写エネル
ギーを低減し、プリンタを小型、軽量化するために、図
52に示すような非接触方式の染料気化型レーザビームプ
リンタ（ＬＢＰ）を既に提案した。

【０００８】この記録方式によれば、熱溶融性の染料層
22を気化部17に有する記録ヘッド（例えばシリアル型の
プリンタヘッド）40と、気化した（或いは昇華した）染
料32を受容する受容層50ａを持つ被記録体（印画紙）50
との間に１μｍ〜１mmの範囲の微小空隙17ａを設けてい
る。

【０００９】そして、レーザ光Ｌの照射によって、記録
ヘッド40の気化部17の染料収容部37に収容した液化染料
22をその沸点近傍まで選択的に加熱して気化させ、気化
染料32を空隙17ａ内で飛翔させて、気化穴23から被記録
体である印画紙50上に転写し、連続的な階調を持つ画像
を得る。この操作を減法混色の三原色であるイエロー、
マゼンタ、シアンに分解された画像信号についてそれぞ
れ繰り返すことによって、フルカラー化を達成できる。

【００１０】なお、この記録方式では、印画紙50を記録
ヘッド40に対して例えば上方側で対向させ、気化部17の
上面付近に、レーザ18から出射されてレンズ19で集光さ
れたレーザ光Ｌを照射して気化染料32を上方に飛翔若し
くは移行させるのがよい。

【００１１】この場合、転写染料が加熱手段により空隙
17ａを移動するためには、気化現象の他に、高出力レー
ザが照射された時にしばしば見られ、染料分子の結合が
効率よく切断されてそのエネルギーを利用して非常に大
きい速度でエッチングされる現象や、沸騰や爆発により
発生したガスのエネルギーを利用して非常に大きい速度
でエッチングされる現象も利用できる（こうした気化機
構以外の転写機構をアブレーションと称する：以下、同
様）。

【００１２】また、レーザ光透過性のあるヘッドベース
14に染料溜め15を設け、ヘッドベース14上に固定した蓋
体13との間に液化染料22を収容し、ここから染料通路27
を経て気化部17に液化染料22を供給する。この場合、気
化部17への染料の供給効率及び気化効率の向上のため
に、発熱によって生じる染料の表面張力低下による染料
逃げを防止し、毛細管現象を利用して継続的な染料の供
給及び保持を行うために、小さなビーズ21からなるビー
ズ集合体20を気化部17に設けている。

【００１３】そして、上記の空隙17ａを保持し、Ｘ方向
（紙面垂直方向）に移動する印画紙50をガイドするため
に、蓋体13上に保護板（図示せず）を固定している。こ
の保護板には、上記の染料の液化状態を保持するための
ヒータが埋設されていてよいが、ここではヒータ26は染
料収容部（上記の通路27）内に配設する。

【００１４】固体染料収納槽41内の固形粉末状の熱溶融
性染料42は、逆止弁44によって供給口43から供給され、
ヒータ26により融解点まで加熱されて溶融（液化）され
る。この液化染料22は、ビーズ集合体20による毛細管現
象によって気化部17のビーズ集合体20の上面に定量ずつ
高速に供給される。

【００１５】また、このプリンタヘッドを含むプリンタ
全体は、例えばフルカラー用として図53に示すように、
イエロー、マゼンタ、シアンの各染料溜め15Ｙ、15Ｍ、
15Ｃをそれぞれ共通のベース14に設けて各染料供給部又
は供給ヘッド部37Ｙ、37Ｍ、37Ｃを構成し、そこから各
色の染料を12〜24個の多数のドットを形成する列状の気
化部17Ｙ、17Ｍ、17Ｃに供給する。

【００１６】各気化部に対しては、対応するレーザ（特
に半導体レーザチップ）18を各12〜24個アレイ状に配し
たマルチレーザアレイ30から出射される各レーザ光を多
数の集光レンズ19を配したマイクロレンズアレイ31によ
ってそれぞれ集光する（36はレーザ光Ｌを直角方向に導
くためのミラー）。

【００１７】集光レンズとしては、図示したレンズ系で
もよいが、仮想線で示す１枚の径大の集光レンズ38を使
用してよい。このレンズ38は、光入射位置に応じて光出
射位置が上記の各気化部17Ｃ、17Ｍ、17Ｙに相当するよ
うに屈折経路が変化するように形成されたものである。
なお、マルチレーザアレイ30は、基板33に設けたコント
ロールＩＣ34によって駆動制御し、またヒートシンク35
によって十分に放熱できるようになっている。

【００１８】なお、モノカラー印刷の場合は、図54に示
すように、１次元レーザアレイ30を作製し、それぞれの
レーザ素子を独立かつ並列に動作できる構造にすること
によって、簡単にビーム数の一倍以上の印刷速度が得ら
れる（例えば24ビームのレーザアレイを用いれば24倍の
速度となる）。

【００１９】上記した各プリンタヘッドはいずれも、染
料収容部37を記録ドット数に対応した個数分だけ液化染
料22をドット状に収容すると共に、レーザ18も記録ドッ
ト数の各発光点を有するアレイ状に配したものである。
レーザ18に依らない上記の熱転写方式のプリンタでも、
サーマルヘッド１の加熱部も同様にドット状に配列され
ている。

【００２０】上記したように、この染料気化型レーザビ
ームプリンタによれば、記録に消費される染料について
は、その失われた分だけを染料溜めから溶融状態で気化
部へ自発的若しくは強制的に流すことにより、或いは、
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、気化部へ連続的に供給することが
できる。これは、染料がバインダ樹脂を殆ど含有しない
ために、可能となる。従って、記録に関与する気化部
は、繰り返して多数回使用できるので、上述した熱転写
方式においてはインクシートが１回限りの使い捨てであ
るのに対し、省資源及び環境保護の面で有利である。

【００２１】また、気化型又はアブレーション型である
ために、染料層と被記録体（印画紙）とが接触しないで
記録を行え、従って、２回目以降のプリント時に上述し
た熱転写方式でみられるような染料の逆転写、混色は生
じることがないと共に、加熱部分は気化部を含むヘッド
のみとなり、上述した熱転写方式に比べて著しく消費電
力が低減する。同時に、染料の供給に上述したインクシ
ートではなく小体積の染料溜めを使用するために、プリ
ンタを小型、軽量化できる。

【００２２】また、この記録方式は、染料の気化又は昇
華を利用したものであるために、上述の熱転写方式のよ
うに被記録体の染料受容層を加熱する必要がなく、イン
クシートと被記録体とを高い圧力で押し付ける必要もな
く、この点でもプリンタの小型化、軽量化に有利であ
る。そして、気化部の染料層と被記録体とが接触しない
ために、それらの間で熱融着が起こり得ないだけではな
く、染料と受容層樹脂の相溶性が小さくても記録可能で
ある。従って、染料及び受容層樹脂の設計、選択の幅が
著しく広がる。

【００２３】また、染料の気化（或いは昇華）のための
熱エネルギー供給源として、光源に半導体レーザ18を用
いることを基本としているが、半導体レーザは電力から
光への変換効率が高く、その上、指向性、集光性に優れ
ているので、染料の熱エネルギー伝達効率も非常に高
い。従って、従来方式（上記のサーマルヘッドによる熱
転写やインクジェット）に比べてトータルのエネルギー
利用効率が格段に高くなり、小型化や省電力化に有利に
なるという特徴も有する。

【００２４】さらに、従来のインクジェット方式のカラ
ープリンタでは、階調表現が難しいが、半導体レーザは
出力パワーやパルス幅等の制御が容易であるため、上記
の記録方式では簡単に多階調表現が実現できる。即ち、
カラービデオカメラ等で作りだされた電気的な画像を半
導体レーザによって画像信号に応じた染料転写に変換
し、銀塩写真に匹敵する少なくとも１色当たり 128階調
を持つフルカラー画像を形成することができる。

【００２５】なお、この染料気化型の記録方法に適した
転写体としてのヘッド40は、転写時に瞬間的に加わる熱
量に対して十分耐える性質と、気化部（転写部）へ毛細
管現象により自発的に液状の染料を供給するための表面
積が大きくかつ転写時にも強固に染料を保持することの
できる構造（図52での20）とを有することが好ましい。
また、適当な保温装置を設けることによって、融点が室
温以上である染料又は染料混合物の使用も可能になる。

【００２６】また、この記録方法に適した転写染料は、
適当な気化速度又はアブレーション速度を有し、単独若
しくは混合状態で 200℃以下において流動状態を示し、
かつ必要十分な耐熱性を具備していれば、どのような染
料でもよい。具体的には、分散染料、油溶性染料、塩基
性染料、酸性染料などが挙げられる。特に、アブレーシ
ョン機構が気化機構よりも優位を占める場合は、直接染
料のように分子量が大きくて気化速度が小さい染料や、
カーボンブラックや顔料でさえも転写は可能である。融
点が室温以上にある染料でも、染料同士を混合すること
により、或いは染料と揮発性の低分子量物質を混合する
ことにより、融点は低下する。

【００２７】また、この記録方法に適した印画紙は、転
写染料と適当な相溶性を有し、転写染料を容易に受容し
て染料本来の発色を促進し、かつ染料を固定する作用が
あれば、どのような印画紙でもよい。例えば、分散染料
に対しては、分散染料と相溶性の良いポリエステル樹
脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アセテート樹脂等を表面にコ
ートした紙などが好ましい。印画紙に転写された染料の
定着は、転写後の画像を加温して、表面の転写染料を受
像層内部に浸透させる方式も可能である。

【００２８】染料転写方式の加熱手段は、大別して、熱
ヘッドによる方法と、レーザ光と、レーザ光の波長領域
を含む波長領域に吸収を示し、光エネルギーを熱エネル
ギーに変換する材料（光熱変換体）（図示せず）とレー
ザ光とを組み合わせる方法とが挙げられる。

【００２９】レーザ光を使用する場合には、解像度が著
しく向上すると共に、レーザ光密度を光学系で大きくす
ることにより集中的な加熱が可能となり、到達温度が上
がり、この結果、熱効率が向上するという特徴がある。
特に、マルチレーザを使用することによって、１画面を
転写する時間は大幅に短縮される。

【００３０】但し、光熱変換体は、連続的に光エネルギ
ーのレーザ光を吸収するために耐熱性を十分に満足する
ものでなければならない。従って、この方式に用いる光
熱変換体としては、レーザの発光波長に一致する吸収を
示す金属薄膜、金属薄膜と高誘電率を持つセラミック薄
膜との２層膜等の薄膜系光吸収体を直接転写部に設ける
他に、カーボンブラック、金属微粒子等の微粒子系光吸
収体や、フタロシアニン系色素、ナフタロシアニン系色
素、シアニン系色素、アントラキノン系色素等の有機系
色素又は有機金属系色素等の如く耐熱性の優れた染料又
は顔料を転写染料に均一に分散して使用してもよい。

【００３１】

【発明に至る経過】また、本出願人は、インクシート及
び感熱ヘッドを必要としないで、省電力、小型化及び低
コストを図った他の昇華型カラービデオプリンタを特願
平５−236541号、特願平４−300587号、特願平５−1124
1 号、特願平５−12106 号等において提案している。

【００３２】このプリンタの類似構造を図55〜図59によ
って具体的に説明する（但し、図52のヘッドと共通する
部分には共通符号を付す。）と、ヘッド部60は、分散染
料としての固形粉末状の昇華染料42を収納する染料槽41
と、下側に位置する高強度材からなる耐摩耗性の保護層
61と、中央に位置するスペーサ62と、上側に位置するヘ
ッドベース63とによって構成されている。なお、図56
は、図55とは上下を逆にして示したものである。

【００３３】そして更に、染料収納槽41内の固形粉末状
の昇華染料42を加熱液化して導く液化染料導入部64と、
この液化染料導入部64に沿って所定間隔毎に複数配置さ
れ、この液化染料導入部64から導かれた液化分散染料22
を気化熱によって気化させる各気化部17と、この気化部
内にて染料22の液面下に設けた気化用発熱体65と、それ
を支える断熱材（ブロック）66と、発熱体65上において
染料22の保持及び供給を行う多孔性構造体である小柱体
280 の群とを有している。断熱材66の両側面には発熱体
の電極65Ａ、65Ｂが設けられ、図示省略した構造を介し
て取り出されている（但し、ヒータ68との間の絶縁構造
は図示省略）。

【００３４】保護層61は、印画紙50に軽圧で接触する際
に各気化部17の気化穴23内に汚れや塵、埃や異物等が混
入するのを防止する機能を有しており、熱伝導率がよ
く、耐熱性、耐摩耗性に優れたタンタル等の金属系やガ
ラス系の材料によって形成されている。また、保護層61
には、各気化部17の気化穴23の一部になる四角柱状の複
数の穴61ａをエッチング技術等の微細加工により形成し
てある。

【００３５】スペーサ62は、例えばガラス系やセラミッ
ク系、ポリエチレン系樹脂、タンタル等の金属系で形成
され、材料や厚み及びその組み合わせにより、液化分散
染料22の溶融温度の調整と、保護層61への伝熱による印
画紙50の染料受容層50ａの温度の調整とを行う機能を有
している。

【００３６】なお、印画紙50は、実際には、セルロース
系の樹脂などによって形成され、分散染料を吸収する染
料受容層50ａと、ベース材50ｂとからなっている。ベー
ス材50ｂは、耐熱性が強く、非吸湿性の良いポリプロピ
レン層と、ベース紙と、ポリプロピレン層に対するバラ
ンスをとり、印画紙50が反らないようにするための別の
ポリプロピレン層とが積層された構造になっており、ま
た光吸収層（これは省略可能である。）が設けられてい
てもよい。

【００３７】スペーサ62には、図55、図56、図57に示す
ように、各気化部17の気化穴23の一部になる四角柱状の
複数の穴62ａをそれぞれ形成していると共に、染料収納
槽41（イエロー用41Ｙ、マゼンタ用41Ｍ、シアン用41
Ｃ）側からヘッドベース63の他端側に延びて各気化部17
の気化穴23に連通する複数の溝穴64を形成している。

【００３８】更に、保護層61とスペーサ62との間には染
料液止め層67が設けられている。この染料液止め層67
は、耐熱性があって化学的に安定しているフッ素系やシ
リコン系の樹脂材料によって形成され、液化分散染料22
が保護層61の壁面を経由して外部へ漏れて印画紙50の染
料受容層50ａに付着するのを防止するものである。

【００３９】また、図55、図56、図57に示すように、液
止め層67には、各気化部17の気化穴23の一部になる四角
柱状の複数の穴67ａをそれぞれ形成している。なお、保
護層61と染料液止め層67とスペーサ62とは、耐熱性があ
る接着剤でそれぞれ接着されている。

【００４０】ヘッドベース63は、融点が高く、熱成形性
がなく、低熱伝導性である例えばガラス、セラミックス
等によってなるべく薄く形成されている。また、図55に
示すように、ヘッドベース63の各染料収納槽41側には、
各液化染料導入部64に連通する供給口（接続穴）43を形
成している。

【００４１】更に、ヘッドベース63の各液化染料導入部
64側の面には、各染料槽41内まで板状のヒータ（発熱
体）68を取り付けている。このヒータ68は、例えばカー
ボン又はシリコン系化合物で形成され、通電により50℃
〜300 ℃の熱を発して固形粉末状の分散染料42を液化す
ると共に、液化状態で保温する機能を有する。

【００４２】図55に示すように、ヒータ68の一方の端部
は、上方に垂直に折り曲げられて各染料収納槽41内に挿
入されていると共に、その他方の端部は各液化染料導入
部64の終端部側まで伸びている。また、図59に示すよう
に、ヒータ68はヘッドベース63の全面に配置されてお
り、スペーサ62及び保護層61を保温して印画紙50の染料
受容層50ａも加熱できるようになっている。

【００４３】図55〜図59に示した上記のプリンタヘッド
60によれば、図52〜図54に示したプリンタヘッド40で述
べた特長を有している上に、このプリンタヘッド40と比
較すると、以下に述べるような利点を有している。

【００４４】まず、各気化部17における気化のための染
料加熱は、レーザ光Ｌを使用するのではなく、各気化部
に設けた発熱体65の発熱によって行っているので、高価
な半導体レーザ（特に並列に複数本設けるマルチレーザ
アレイ）の代わりに低コストの発熱体の使用が可能とな
り、また、気化効率はレーザの電気光変換効率に依存せ
ずにヒータの発熱を直接利用することになり、全体とし
ての効率が向上する。

【００４５】しかしながら、本発明者がプリンタヘッド
60について検討を加えた結果、次に述べるような改善す
べき点が残されていることを見出した。

【００４６】プリンタヘッド60のヘッド構造において、
図55及び図56に示すように、気化部17において断熱材66
及び発熱体65（更には数μｍサイズの小柱体280 の群）
からなる気化構造物81を形成しているが、多数の小柱体
280 をマスクを用いてパターニングするに際して製造パ
ターニングが厄介でかつ歩留りが低い。

【００４７】また、液化染料は多数の小柱体間の間隙を
通って気化構造物上に供給されるため、液化染料の供給
を迅速にできず、記録速度を上げることができない。液
化染料の供給を迅速にするためには、供給方向を複数に
するなどの工夫が必要になり、設計が面倒になる。

【００４８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
した熱転写記録方式の特徴を生かしながら、染料等の記
録材の気化構造物等の記録材飛翔用構造体への供給が迅
速になされて記録速度の向上を可能とし、かつ、高い歩
留りを以て容易に製造できる記録装置、及びその製造方
法を提供することにある。

【００４９】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、被記録
体に対向する記録材収容部と、この記録材収容部の記録
材を加熱により前記被記録体へ飛翔させるための記録材
飛翔用構造体とを有し、前記記録材の保持及び供給を行
うための多孔性構造体が前記記録材飛翔用構造体中に設
けられ、前記多孔性構造体が少なくとも針状体の群によ
って構成されている記録装置に係る。

【００５０】本発明において、針状体の高さと記録材飛
翔用構造体（例えば、少なくとも多孔性構造体と断熱材
とからなる微小な気化構造体）上の記録材の深さとの比
が（１：12）〜（２：３）であることが望ましい。ま
た、本発明において、針状体のアスペクト比が５〜15で
あることが望ましい。更に、針状体の最大径（最下位の
径）が 0.3μｍ以下であることが望ましい。

【００５１】このようにすることにより、記録材は針状
体の群を乗り越えて記録材飛翔用構造体に迅速に供給さ
れるようになる。

【００５２】また、本発明において、絶縁材からなる層
の表面に多数の微小凹凸が加工され、この微小凹凸の凸
部が針状体をなすように構成することができる。このよ
うにすることにより、針状体の形成が容易になる。

【００５３】上記において、針状体の高さが２μｍ以下
であることが望ましい。

【００５４】また、上記において、ウイスカからなる針
状体を形成することができる。

【００５５】また、本発明において、記録材を加熱して
飛翔させるための発熱体（例えば、電気抵抗体）が多孔
性構造体に隣接して配されているように構成することが
できる。

【００５６】上記において、発熱体が絶縁膜によって多
孔性構造体から分離されていることが、特に導電性ウイ
スカによって多孔性構造体が構成されている場合に望ま
しい。

【００５７】また、本発明において、記録材収容部へ記
録材を供給するための記録材供給構造部（例えば、液化
染料供給通路を有するスペーサ部材）の上に、記録材飛
翔用構造体が一体に設けられていることが、記録装置の
強度の上で望ましい。

【００５８】また、本発明において、記録材収容部に設
けられた下地材が部分的に突出しており、この突出部上
に記録材飛翔用構造体が設けられているように構成する
こともできる。

【００５９】この記録装置によれば、発熱体が下地材の
突出部分上に設けられているため、発熱体が下地材の表
面に設けられている場合に比べて、発熱体から生じる熱
が下地材側へ伝達される面積は前記突出部分の面積分と
なって減少することになり、また、突出部分の高さによ
って発熱体の熱が記録材の表面域へ十分に伝わり、発熱
体の表面を十二分に活用できることになる。これによっ
て、発熱体から発生する熱が下地材へ逃げる（これは、
下地材が断熱材であっても生じ得る。）割合を減少さ
せ、発熱体による記録材に対する加熱効率を高め、その
飛翔効率（特に気化効率）を高めて記録性能を向上させ
ることができる。

【００６０】また、本発明において、針状体の群の外側
領域に記録材の流出防止壁が設けられていることが望ま
しい。

【００６１】また、本発明において、多孔性構造体を、
針状体の群と小柱体の群との組み合わせによって構成す
ることもできる。

【００６２】また、本発明において、多孔性構造体に保
持された記録材を加熱ビーム（例えば、レーザ光）によ
って加熱するように構成することもできる。

【００６３】また、本発明において、記録材供給構造部
を更に補強材（例えば、ベース材）に固定させ、記録装
置の機械的強度を一層向上させることができる。

【００６４】更に、本発明において、記録材が気化又は
アブレーションし、記録材と非接触状態で対向配置され
た被記録体へ飛翔するように構成することが望ましい。
即ち、間隙を通して記録材を被記録体に飛翔させるよう
に構成されるのが良く、既述した非接触方式の染料気化
型プリンタ用の記録ヘッドに好適である。

【００６５】なお、本発明の記録装置は、上述したプリ
ンタヘッドの如き記録ヘッドのみならず、この記録ヘッ
ドを組み込んだプリンタも包含する概念である（以下、
同様）。

【００６６】本発明はまた、上述した記録装置の製造に
際し、記録材収容部を形成した後に、この記録材収容部
の底面に微小凹凸を加工し、針状体の群を形成する工程
を含む、記録装置の製造方法をも提供するものである。

【００６７】上記微小凹凸の加工に、リアクティブイオ
ンエッチングによって絶縁材層の表面に微小凹凸を加工
することができる。

【００６８】また、上記微小凹凸の加工に、蒸着又はス
パッタによって微小凹凸を加工する（例えば、ウイスカ
を形成する）ことができる。

【００６９】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
するが、本発明が以下の実施例のみに限定されるもので
ないことは勿論である。

【００７０】図１〜図12は、本発明を非接触方式の染料
気化型プリンタ（例えばビデオプリンタ：以下、同様）
に適用した第１の実施例を示すものである。

【００７１】まず、図１及び図２について、本実施例に
よるプリンタヘッド70の特徴的構成を説明する。

【００７２】このプリンタヘッド70の染料気化部77にお
いては、厚さが20μｍ以下、例えば６〜15μｍのＳｉＯ
₂層からなる絶縁板73に染料収容部87が凹状に形成さ
れ、この収容部の底面に高さ２μｍ以下（この例では
0.5μｍ）の針状体80が多数立設し、これら多数の微細
な針状体80の群が気化構造体101 の一部として設けられ
ている。

【００７３】各針状体間には微小空隙92（図３、４参
照）が形成され、この空隙によって全体として多孔性構
造を構成している。空隙92は、その毛細管作用によって
収容部87内で液化染料22を保持すると同時に、プリンタ
の１ドット分の時系列的動作に必要な十分な量の液化染
料22を上方（気化面又は液面）へ供給する作用をなすも
のである。

【００７４】そして、針状体80の群は左右の２つに分け
られ、その中間の針状体が無い領域において染料収容部
87の底面に厚さが例えば１μｍの発熱体75が局部的に矩
形状に設けられている。従って、発熱体75は針状体80と
は別々の領域に互いに分離して設けられ、これらがそれ
ぞれ下記のスペーサ82上に直接配されていることにな
る。

【００７５】発熱体75はカーボンやポリシリコン等のシ
リコン系化合物で染料収容部87の底面87Ａ又はスペーサ
82の表面82Ａ上に形成されていて、その両側には一対の
アルミニウム電極94と95が設けられている。

【００７６】電極94−95間にマトリックス駆動によって
画像信号に基づく信号電圧が印加され、これによる通電
で発熱体75において50〜500 ℃の発熱を生じ、この熱で
液化染料22を効率良く加熱して気化させるものである。
そして、絶縁板73下に石英ガラスからなるスペーサ82が
一体化して設けられているために、スペーサ82が断熱材
として作用し、上記の発熱体75による熱は効率よく染料
の加熱に用いられる。

【００７７】スペーサ82には、液化染料22の供給通路84
が形成され、これが染料導入口84’として染料収容部87
の底面に開口している。従って、液化染料22は、連続的
に通路84及び導入口84’を介して染料収容部87内に導入
され、気化構造体101 へ供給されることになる。

【００７８】上記の多孔性構造体は、針状体80の群から
なっているので、各針状体間の毛細管作用で染料22の逃
げを抑制し、染料22を気化領域に効果的に保持及び定量
供給し、熱を効率良く伝えることを可能にし、気化又は
アブレーション効率を向上させることができる。また染
料22の定量供給により気化又はアブレーション量を一定
として高画質の記録が得られる。

【００７９】また、多孔性構造体（針状体80の群）は高
さが２μｍ以下（例えば 0.5μｍ）であり、染料収容部
87の深さ６μｍに対して極めて低いので、導入口84’か
らの染料22をスムーズに供給することができる。従っ
て、導入口84’が１箇所であっても染料22の供給を十分
に行える。仮に、図56に示したと同様に、上記深さと同
じ高さの小柱体280 が多数設けられている場合は、染料
22を一方側から供給することが困難となり、図56のよう
に四方から発熱体上に供給したり、或いは染料導入口や
供給用の溝が２箇所以上必要となる。

【００８０】また、針状体80が多数存在することによ
り、染料の保持を一層十分に行い、その逃げを十分に防
止することができる。

【００８１】本例のプリンタヘッド70においては、上記
の絶縁板73はスペーサ82上に一体化されているので、こ
の一体化構造は、絶縁板73又はスペーサ82が単独である
場合に比べて肉厚であって、機械的強度が大きくなって
いる。

【００８２】従って、染料収容部87や針状体80、更には
染料通路84等を加工するときの機械的強度が十分とな
り、割れや破壊を生じることなく、取扱い性、加工性及
び信頼性、更には歩留り及びコストパフォーマンスを向
上させることができる。

【００８３】また、染料収容部87をスペーサ82上での絶
縁板73のパターニングによって形成し、このパターニン
グ後に微小凹凸加工によって針状体80を形成して気化構
造体101 を形成できるから、これらを接着剤等によって
個々に固定する必要がなくなり、パターニング時の位置
合わせのみでよいために染料収容部87、更には導入口8
4’の位置合わせを容易かつ高精度に行え、記録特性を
改善することができる。

【００８４】そして、スペーサ82は更に、石英ガラス板
からなる底板102 に接合、固定されているので、この底
板102 が補強材として作用し、ヘッドの機械的強度が一
層十分となっている。但し、この底板102 は必ずしも設
けなくてよく、スペーサ82の下面には染料収納槽（図示
せず）を直接取り付けてもよい。

【００８５】上記の電極94及び95は発熱体75と共にスペ
ーサ82の上面に設けられるが、それら電極84及び85を含
む上面には、フッ素系又はシリコン系樹脂からなる染料
液止め層97が設けられ、液化染料22の上方への漏れを防
止している。更にこの液止め層97上には、既述した保護
層61と同等のタンタルやガラス等からなる保護層91が設
けられている。各層91、97には気化用の開口91ａ、97ａ
が形成されている。

【００８６】図３は、図２の部分拡大図であり、更に針
状体80形成の要領を示すものである。図３の例では、後
に図11で説明する染料収容部87の形成の後に、針状体形
成（微小凹凸加工）する際に、発熱体75をマスク105 で
被覆しておいて、リアクティブイオンエッチング（ＲＩ
Ｅ）によるエッチングを短時間施す。これにより、スペ
ーサ82の露出部分は表面が適度に粗され、高さ 0.5μｍ
程度（ｈ₁で示す）の針状体80が凸部として多数形成さ
れ、各針状体80間の凹部が微小空隙380 として形成され
る。針状体80の最大径Ｄ₁は 0.1μｍ、アスペクト比は
５である。針状体高さｈ₁と染料収容部中の液化染料の
深さＨ₁（液化染料液面は仮想線で示してある）との比
は、１：12になっている。

【００８７】ＲＩＥによる微小凹凸加工の条件は次の通
りである。装置は日本電気社製のアネルバーＤＥＡ−５
０６を使用し、ＣＦ₄とＨ₂との混合ガス（混合比４：
１）をエッチングガスに用い、内圧：2.5Pa 、入力パワ
ー：交流 200Ｗ、セルフバイアス：交流 400Ｗの条件で
エッチングを行った。

【００８８】針状体は、図３に示したＲＩＥによる微小
凹凸加工のほか、蒸着によってウイスカの針状体として
形成することができる。図４は、カーボンウイスカの針
状体形成の要領を示す、図３と同様の拡大部分断面図で
ある。

【００８９】カーボンウイスカは導電性を示すので発熱
体と絶縁する必要がある。この為、予め染料収容部87の
底面全面に二酸化珪素（ＳｉＯ₂）の薄膜182 を形成し
ておく。次いでＳｉＯ₂膜182 上に蒸着によりカーボン
を短時間堆積させる。このようにしてＳｉＯ₂膜182 上
に高さｈ₂が 0.4μｍ、最大径Ｄ₂が0.05μｍ、アスペ
クト比が８程度のカーボンウイスカの針状体180 が多数
立設して形成され、各針状体180 間に微小空隙480 が形
成される。上記ｈ₂と染料深さＨ₂との比は１：10にな
っている。

【００９０】カーボン蒸着による微小凹凸加工の条件は
次の通りである。装置は日立製作所社製のＥ−１０１と
Ｅ−２０１エバポレーションユニットとを使用し、材料
にカーボンロッドＳを用い、20Ａの通電を行う。

【００９１】図１及び図２には、カーボンウイスカの針
状体の符号180 を括弧を付して示してある（後の図11以
降の図も同様）。

【００９２】カーボンウイスカの針状体180 は、スパッ
タによって形成することもできる。また、針状体は、カ
ーボンのほか、金属、高分子材料を蒸着又はスパッタで
形成することもできる。

【００９３】上記のように構成された染料気化部77は、
図１及び図２では１ドット分示したが、ヘッド70におい
て実際には、図55〜図59に示したと同様に、フルカラー
用として各色（イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ）毎
に複数ドットが配置される。従ってこの場合、図１及び
図２の構造がライン状に配設される。図示省略したが、
これらの各気化部には、各収納槽から染料供給路84を経
て各色の液化染料が供給される。

【００９４】そして、印画紙50をカラー印画する際に、
画像信号に応じて発熱体75により熱が発生する。この気
化熱により、各気化部の染料が気化し、保護層91の穴91
ａを通り、印画紙50の受容層50ａにＹ、Ｍ、Ｃの順で転
写される。

【００９５】本実施例によるプリンタヘッド70は、図55
に示したヘッド60と同様、染料22を加熱して間隙を通し
て印画紙50へ飛翔させる熱転写方式のものであるから、
既述した小型化、保守容易性、即時性、画像の高品位
化、高階調性等の特長を有している。染料の液化、保温
用のヒータ（図55でのヒータ68）等については図示省略
したが、図55で述べたと同様に採用されてよい。

【００９６】なお、各層73、82、102 は、ガラスで形成
したが、他の材質でも形成可能である。例えば、ポリイ
ミド等の高分子材、セラミックス系、シリコン系、金属
系等又はこれらの組み合わせで形成することもできる。
高分子材を使用できるのは、プリンタヘッド70を印画紙
50に対して押し付けない構造としているため、大きな圧
力を受けないことに依るものであり、また、発熱体75の
作動時に熱放散も少なく、熱的絶縁性が良好となる。

【００９７】次に、本実施例によるヘッド70の製造方法
の一例を図５〜図12について説明する。

【００９８】まず、図５のように、石英ガラス板からな
るスペーサ材82上にＣＶＤ（化学的気相成長）等により
ポリシリコン（Ｐ−Ｓｉ)103を厚さ１μｍ程度に成膜す
る。

【００９９】次いで、図５のように、ポリシリコン層10
3 をフォトリソグラフィでパターニングし、発熱体75を
スペーサ材82上に形成し、更にアルミニウムを真空蒸着
法等によって全面に被着し、これをフォトリソグラフィ
でパターニングして発熱体75の一対のアルミニウム電極
94及び95を形成する。

【０１００】次いで、図７のように、全面にスパッタ法
等によってＳｉＯ₂層73を厚さ６〜15μｍに成膜する。

【０１０１】次いで、図８のように、ＳｉＯ₂層73上に
真空蒸着法又はスパッタ法によってクロム等の金属薄膜
104 を全面に被着し、これを所定パターンのフォトレジ
ストをマスクとしてパターニングし、染料収容部となる
パターン87’を形成する。このパターニング法に代え
て、まずフォトレジストを所定パターンに形成し、この
上に金属薄膜104 を被着し、リフトオフによって金属薄
膜104 を図８の形状にパターニングしてもよい。

【０１０２】次いで、図９のように、パウダービームエ
ッチング（ＰＢＥ）によってスペーサ材82を裏面から加
工し、染料供給通路84を面方向に形成する。この場合、
スペーサ材82が厚いときには、裏面を研磨して厚みを調
整してから通路84を加工してよい。

【０１０３】次いで、図10のように、引き続いてパウダ
ービームエッチング（ＰＢＥ）によって染料収容部パタ
ーン87’の位置に染料供給通路84に通じる染料導入穴8
4’をＳｉＯ₂層73の厚みを貫通して形成する。

【０１０４】次いで、図11のように、金属薄膜104 をマ
スクとしてリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）を
行い、ＳｉＯ₂層73に染料収容部87を形成する。染料導
入口84’は、染料供給通路84を染料収容部87に開口させ
るようになる。

【０１０５】次いで、図３又は図４で説明した要領によ
り、針状体80又は180 を染料収容部87の底面に形成す
る。

【０１０６】次いで、図12のように、スペーサ材82の裏
面に石英板からなる底板102 を融着によって固定する。
この固定は、低融点ガラスや接着剤等で行うこともでき
る。この後は、上面に必要な層を形成し、図１のヘッド
を完成する。

【０１０７】以上のように、スペーサ82の上面に設けた
ＳｉＯ₂層73に対し針状体80又は180 を形成し、スペー
サ82の裏面に溝加工して通路84を形成し、更に、微細加
工で厚み方向に穴84’を加工して通路84と連結した構造
とする加工工程を行うことにより、安定かつ低コストに
加工を行え、また、位置合わせや強度が向上し、精度が
良く、信頼性の高い気化部構造が得られる。

【０１０８】図13は、本発明を非接触方式の染料気化型
プリンタに適用した第２の実施例を示すものである。

【０１０９】この実施例では、図１及び図２の例と比べ
て、発熱体75が蛇行状パターンに形成され、このパター
ン間及び周囲に針状体80（又は更に発熱体上にも針状体
180)が設けられている点が異なり、他の部分は同様に構
成されている。

【０１１０】従って、この実施例でも、上記した第１の
実施例と同様の作用効果が得られると共に、発熱体75が
蛇行状であることから染料に対する加熱領域を拡げ、均
一な加熱を行うことができる。

【０１１１】図14及び図15は、本発明を非接触方式の染
料気化型プリンタに適用した第３の実施例を示すもので
ある。

【０１１２】この実施例では、図１及び図２に示した例
と比べて、染料収容部87において小柱体80の上方に、気
化穴75ａを有する発熱体75をブリッジ状に設けているこ
とが異なり、他は同様に構成されている。

【０１１３】即ち、発熱体75は小柱体80の上面に、電極
94及び95は絶縁板73の上面に形成されているので、発熱
体75の下部に（これより深い位置に）多孔性構造として
の針状体80又は180 が設けられることになる。従って、
この発熱体75は、収容部87内の液化染料22の表面域にお
いて液化染料22の表面に接するか或いはこの表面下に少
なくとも部分的に浸漬されるが、後者の状態の方が気化
及び供給効率の面で望ましいと言える。

【０１１４】この場合、発熱体75には、多数の気化穴75
ａが形成されており、針状体80又は180 の空隙380(又は
480)の毛細管作用に加えて気化穴75ａの毛細管作用も発
揮されるため、染料の保持と供給、更には加熱・気化を
効果的に行うことができる。

【０１１５】図16〜図23は、本発明を非接触方式の染料
気化型プリンタに適用した第４の実施例を示すものであ
る。

【０１１６】この実施例は、レーザ光照射による加熱方
式のプリンタに関するものであって、図１及び図２に示
した例と比べて、染料収容部87をスペーサ82に直接設け
ていること、及び発熱体を配設せずにレーザ18によるレ
ーザ光Ｌで加熱を行うことにおいて異なり、他は同様に
構成されている。

【０１１７】即ち、スペーサ82には、染料供給通路84及
び導入口84’を設けると共に、その上面に染料収容部87
及び針状体80又は180 を多数形成している。この構造も
やはり、スペーサ82自体は肉厚化され、機械的強度が大
きくなっている。

【０１１８】従って、染料収容部87や小柱体80、更には
染料通路84等を加工するときの機械的強度が十分とな
り、割れや破壊を生じることなく、取扱い性、加工性及
び信頼性、更には歩留り及びコストパフォーマンスを向
上させることができる。

【０１１９】また、染料収容部87をスペーサ82のパター
ニングによって形成できるから、パターニング時の位置
合わせのみでよいために染料収容部87、更には導入口8
4’の位置合わせを容易かつ高精度に行え、記録特性を
改善することができる。

【０１２０】そして、スペーサ82は更に、石英ガラス板
からなる底板102 に接合、固定されているので、この底
板102 が補強材として作用し、ヘッドの機械的強度が一
層十分となっている。

【０１２１】次に、本実施例によるヘッド70の製造方法
の一例を図15〜図20について説明する。

【０１２２】まず、図18のように、パウダービームエッ
チング（ＰＢＥ）によってスペーサ材82を裏面から加工
し、数10μｍの染料供給通路84を面方向に形成する。

【０１２３】次いで、図19のように、スペーサ材82の裏
面に石英板からなる底板102 を融着によって固定する。
この固定は、低融点ガラスや接着材等で行うこともでき
る。

【０１２４】次いで、図20のように、スペーサ材82を表
面から研磨し、 150μｍ以下の厚みとする。

【０１２５】次いで、図21のように、スペーサ材82上に
真空蒸着法又はスパッタ法によってクロム等の金属薄膜
104 を全面に被着し、これを所定パターンのフォトレジ
ストをマスクとしてパターニングし、染料収容部となる
パターン87’を形成する。このパターニング法に代え
て、フォトレジストを所定パターンに形成し、この上に
金属薄膜104 を被着し、リフトオフによって金属薄膜10
4 を図21の形状にパターニングしてもよい。

【０１２６】次いで、図22のように、パウダービームエ
ッチング（ＰＢＥ）によって染料収容部パターン87’の
位置に染料供給通路84に通じる染料導入穴84’をスペー
サ材82の厚みを貫通して形成する。

【０１２７】次いで、図23のように、金属薄膜104 をマ
スクとしてリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）を
行い、スペーサ材82に染料収容部87を形成する。この
際、染料導入口84’は、染料供給通路84を染料収容部87
に開口させるようになる。次いで、図３又は図４で説明
した要領により、染料収容部87の底面に針状体80又は18
0 を形成する。この後は、上面に必要な層を形成し、図
16、図17のヘッドを完成する。

【０１２８】図24〜図41は、本発明を非接触方式の染料
気化型プリンタに適用した第５の実施例を示すものであ
る。

【０１２９】この実施例によるプリンタヘッド70は、図
24に示すように、図56に示した例と比べると、気化部17
において断熱材ブロック66及び発熱体75からなる気化構
造物101 が形成されている点では同様であるが、基本的
に異なることは、小柱体280の群に替えて針状体80又は1
80 が設けられていることである。更に、断熱材ブロッ
ク66の上面側縁部には壁部66ａ、66ａを設け、両壁部間
に形成された溝66ｂの底面に発熱体75と針状体80又は18
0 とが形成されている。図25（ａ）は図24のＡ−Ａ線部
分拡大断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のｂ−ｂ線断面
図である。溝66ｂは、深さ15μｍ以下、幅30μｍ以下、
奥行 100μｍ以下とするのが良い。なお、溝66ｂは必ず
しも必要なものではなく、省略可能である。

【０１３０】即ち、発熱体75は、断熱材ブロック66の上
面66Ａにおいて一方端から他方端にかけて局部的に矩形
状に設けられていると共に、針状体80の群は発熱体75の
両側において発熱体75とは分離されて、或いは針状体18
0 がこれに加えて発熱体上にも設けられている。

【０１３１】このように構成することによって、上記し
た第１の実施例と同様に、発熱体75の熱は小柱体280 を
介して逃げることはなく、効率よく加熱に用いることが
でき、針状体80又は180 の群の毛細管作用による染料の
保持及び供給効率と発熱体75上の段差部分110 での染料
の保持効果によって染料を十二分に気化させ、供給する
ことができる。

【０１３２】なお、針状体80、180 及び発熱体75のサイ
ズ、間隔、厚み等は、上記した第１の実施例で述べたも
のと同じであってよい。また、この実施例のヘッド70に
おいては、発熱体75の電極94Ａ、95Ａは断熱材66の側面
上からその周辺域へ延び、またそれらの電極94Ａ、95Ａ
上には配線メタル94Ｂ、95Ｂが設けられている。

【０１３３】また、断熱材ブロック66は接着剤111 によ
って、染料液化用ヒータ68を設けたベース63に固定され
ている。染料収容部17を形成したスペーサ62は接着剤11
2 によってベース63上に固定されるが、染料収容部17内
に気化構造物101 が位置するようにしておく。なお、ス
ペーサ62上には、液止め層67及び保護層61を設けている
点は、図56で述べたと同様である。

【０１３４】なお、各層62、63は、ガラスで形成した
が、他の材質でも形成可能である。例えば、ポリイミド
等の高分子材、セラミックス系、シリコン系、金属系等
又はこれらの組み合わせで形成することもできる。高分
子材を使用できるのは、プリンタヘッド70を印画紙50に
対して押し付けない構造としているため、大きな圧力を
受けないことに依るものであり、また、発熱体75の作動
時に熱放散も少なく、熱的絶縁性が良好となる。

【０１３５】次に、本実施例によるヘッド70の製造方法
の一例を図26〜図41について説明する。

【０１３６】まず、図26のように、石英ガラス板66上に
溝66ｂを形成し、その上に真空蒸着法等によって発熱体
となるポリシリコン（Ｐ−Ｓｉ）75を厚さ１μｍ程度に
成膜する。

【０１３７】次いで、図27のように、ポリシリコン層10
3 及び石英ガラス板66をパウダービームエッチングでパ
ターニングし、断熱部としての断熱材66とこの上の発熱
体75とを所定パターンに加工する。

【０１３８】次いで、図28のように、断熱材66の周辺部
に、上記の染料収容部17に対応した凹部113 を有するパ
ターンにフォトレジスト114 を形成した後、アルミニウ
ム115 を真空蒸着法等によって全面に斜め蒸着する。

【０１３９】次いで、図29のように、凹部113 にフォト
レジスト116 を充填し、壁部66ａを残して表面を平坦と
する。

【０１４０】次いで、図30のように、断熱材66及び発熱
体75を含む表面上にフォトレジスト117 を所定パターン
に形成し、これをマスクにしてパウダービームエッチン
グを行い、アルミニウム層115 のうち余分な部分をフォ
トレジスト116 及び114 の一部と共に除去する。

【０１４１】次いで、図31のように、レジスト117 、11
6 、114 をすべて除去した後、図32のように、フォトレ
ジスト118 を所定パターンに形成し、これをマスクにア
ルミニウム層115 をエッチングして整形する。

【０１４２】次いで、図33のように、レジスト118 を除
去し、別のフォトレジスト119 を所定パターンに形成し
た後、全面に配線用のアルミニウム120 をスパッタリン
グによって被着させる。これによって、アルミニウム層
115 上には配線としてのアルミニウム層94Ｂ、95Ｂを形
成する。

【０１４３】次いで、リフトオフによってフォトレジス
ト119 と共にその上のアルミニウム層120 を除去した
後、図34及び図39のように、断熱材66上に開口部121 を
有するようにフォトレジスト122 を所定パターンに形成
し、これをマスクにしてアルミニウム層120 及び115 を
選択的にエッチングし、両側にアルミニウム電極94Ａ及
び95Ａを分離し、これらの間に発熱体75を露出させる。

【０１４４】次いで、フォトレジスト122 を除去した
後、図35及び図40のように、発熱体75の選択エッチング
のためにクロム等のメタルマスク123 を所定パターンに
形成し、これを用いて発熱体75をエッチングしてパター
ニングする。

【０１４５】次いで、図36、図40のように、溝66ｂ内の
メタルマスク123 以外の領域に、図３で説明した要領で
針状体80を形成する。或いはメタルマスク123 上を含め
た溝66ｂ内に、図４で説明した要領で針状体180 を形成
する。

【０１４６】次いで、図41のようにメタルマスク123 を
除去して発熱体75を露出させた後、図37のように、気化
構造部101 をベース63上に接着剤111 等によって固定
し、更に、染料収容部17内に気化構造部101 が位置する
ように位置合わせしながらスペーサ62を接着剤112 等に
よってベース63上に固定する。

【０１４７】次いで、図38のように、スペーサ62上に液
止め層67及び保護層61を形成し、図24に示した如きプリ
ンタヘッド70を完成する。

【０１４８】このようにして、本実施例によるヘッド70
を再現性良く微細加工によって作製することができる。

【０１４９】図42〜図47は、本発明を非接触方式の染料
気化型プリンタに適用した第６の実施例を示すものであ
る。

【０１５０】この実施例によるプリンタヘッド70によれ
ば、図42及び図43に示すように、図１及び図２に示した
例に対し、図56に示した小柱体280 の一部を併設してい
る。小柱体280 は、液化染料収容部87の互いに対向する
側縁部（染料導入口84’が無い側縁部）に２列（１列又
は３列でも良い）ずつ設け、染料収容部87内に針状体80
又は180 を設けている。針状体80又は180 は、小柱体28
0 の上にも形成されるが差し支えはない。

【０１５１】この例では、小柱体280 間の空隙92による
液化染料の保持作用及び毛細管作用が加わるので、染料
の保持及び供給が一層良好になる。

【０１５２】次に、本実施例によるヘッド70の製造方法
の一例を図５〜図７、図９、図10及び図44〜図47によっ
て説明する。

【０１５３】先ず、図５〜図７で説明したように、スペ
ーサ82上に発熱体75及び電極94、95を形成し、その上に
ＳｉＯ₂の絶縁板73をスパッタする。

【０１５４】次いで、図44のように、ＳｉＯ₂層73上に
真空蒸着法又はスパッタ法によってクロム等の金属薄膜
104 を全面に被着し、これを所定パターンのフォトレジ
ストをマスクとしてパターニングし、染料収容部となる
パターン87’と小柱体となるパターン280'をそれぞれ形
成する。このパターニング法に代えて、まずフォトレジ
ストを所定パターンに形成し、この上に金属薄膜104 を
被着し、リフトオフによって金属薄膜104 を図44の形状
にパターニングしてもよい。

【０１５５】次いで、図９、図10で説明したように、染
料供給通路84及び染料供給通路84に通じる染料導入穴8
4’をＳｉＯ₂層73の厚みを貫通して形成する。

【０１５６】次いで、図45のように、金属薄膜104 をマ
スクとしてリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）を
行い、ＳｉＯ₂層73に染料収容部87と前記所定位置の小
柱体80とをそれぞれ形成する。この際、小柱体80を発熱
体75の両側に発熱体75と分離させる。また、染料導入口
84’は、染料供給通路84を染料収容部87に開口させるよ
うになる。

【０１５７】次いで、図46のように、針状体80又は180
を図３又は図４で説明した要領で形成し、然る後、図47
のようにスペーサ材82の裏面に石英板からなる底板102
を融着によって固定する。この固定は、低融点ガラスや
接着剤等で行うこともできる。この後は、上面に必要な
層を形成し、図42、図43のヘッドを完成する。

【０１５８】図48は、本発明を非接触方式の染料気化型
プリンタに適用した第７の実施例を示すものである。

【０１５９】この例では、液化染料収容部87内に、針状
体80又は180 を囲むように小柱体280 を配している。そ
の他は前記第６の実施例におけると同様である。小柱体
280を上記のように配することにより、液化染料の保持
及び供給が更に一層良好になる。このプリンタヘッド70
の製造には、図44の工程において、小柱体形成用のパタ
ーン280'を図48の小柱体280 に対応して設ければ良い。

【０１６０】前記第５、第６、第７の実施例において、
前記第２の実施例におけると同様に、発熱体を蛇行させ
（図13参照）て設けても良い。また、前記各実施例にお
いて、発熱体上にも針状体及び／又は小柱体を配しても
良い。

【０１６１】上記した第１〜第７の実施例による各ヘッ
ド70を有するカラービデオプリンタ200 は、図49に示す
ように、縦方向（Ｘ方向）の紙送りと、Ｘ方向と直交方
向のヘッドの横方向（Ｙ方向）スキャンとによって、印
刷を行うものであり、これらの縦方向の紙送りと横方向
のヘッドスキャンは交互に行うように構成されている。

【０１６２】このプリンタ200 において、各色のヘッド
部Ｙ、Ｍ、Ｃからなるプリンタヘッド70は、シリアル型
ヘッドとして、送りねじ機構からなるヘッド送り軸201
とヘッド支軸202 により印画紙50の紙送り方向Ｘと直交
するヘッド送り方向Ｙに往復移動自在にしてある。

【０１６３】また、ヘッド70に対して、印画紙50を挟む
ように支持する紙送りローラ203 が回転自在に設けられ
ている。なお、ヘッド70は、フレキシブルハーネス204
を介してヘッド駆動回路基板（図示せず）等に接続され
ている。

【０１６４】１ラインの印画が終了したら、ヘッド支え
を兼ねた紙送り駆動ローラ203 で印画紙50を１ライン分
送る。印画スタートは１色毎に順次に行われるが、３ド
ット以降は同時に印画される。なお、複数の第一発熱体
75がある場合は、交互に稼働させ、選択された発熱体75
は印画に供される一方、非印画の発熱体75は余熱を利用
して染料の液化や保温に使用し、温度をコントロールす
ることができる。

【０１６５】図50は、ライン型に構成されたヘッド70を
有するカラービデオプリンタ200 を示すものであり、印
画紙50の幅方向に亘って各色のヘッド部Ｙ、Ｍ、Ｃが並
置されている。

【０１６６】以上、本発明の実施例を説明したが、上述
の実施例は本発明の技術的思想に基づいて更に変形が可
能である。

【０１６７】例えば、上述した発熱体（ヒータ）75の形
状、材質、サイズ等については、種々のもの或いは組み
合わせを採用することができ、ポリ−Ｓｉの層とメタル
配線とを両用することや適宜ＳｉＮやＳｉＯ₂等の絶縁
膜を付着して保護膜を形成することもできる。ベース材
をアルミニウム、セラミックス等の高熱伝導材で形成
し、発熱体75、断熱材、ベース材によってヘッドの熱特
性を調整してもよい。

【０１６８】また、気化部に形成すべき多孔性構造は、
上述したものに限らず、例えば針状体に併設する小柱体
の場合はその高さ、平面又は断面形状、密度等を変化さ
せてよいし、また、その形成箇所も微細パターン化又は
多孔質化、或いは表面積の拡大等が要求される箇所であ
れば適用可能であり、柱状体以外にも、壁状体や、図52
に示したビーズ集合体、繊維体等で形成したものであっ
てもよい。針状体の材料や寸法も適宜に変更可能であ
る。

【０１６９】また、染料気化型の転写方式に限らず、既
述したアブレーションによる転写方式も可能であり、い
ずれの場合も染料又は記録材が飛翔して転写されるもの
である。

【０１７０】また、記録材（染料）を収容する記録材収
容部の数やドット数、及びこれに対応した発熱体や気化
部の数は種々変更してよいし、その配列形状やサイズ等
も上述したものに限定されることはない。例えば、発熱
体を気化部全面に配しても良い。

【０１７１】また、染料収容部、染料供給通路をはじ
め、ヘッドやプリンタの構造や形状は、前記以外の適宜
の構造、形状としてよく、ヘッドを構成する各部分の材
料には、他の適宜の材料を使用してよい。記録染料につ
いても、マゼンタ、イエロー、シアンの３色として（更
には、黒を加えた）フルカラーの記録を行うほか、２色
印刷、１色のモノカラー又は白黒の記録を行うことがで
きる。

【０１７２】また、染料の加熱に発熱体とレーザとを組
み合わせることもできる。この場合は、各加熱手段のパ
ワーを下げても良好に気化を実現することができる。

【０１７３】また、上述の例のように、固体染料を一旦
液状にし、これを気化させて記録を行う他、固体染料を
レーザ光によって加熱して直接気化（即ち、昇華）させ
て記録を行うことができるし、染料溜めに液化染料（室
温にて液状）を収容することができる。上述したプリン
タにおいて、ヘッド上方からレーザ光を照射してその下
側に位置する被記録紙に記録を行ってもよい。

【０１７４】なお、本発明は、記録材とこの記録材を溶
解若しくは分散させかつ加熱により体積膨張する物質
（即ち、キャリア）とを含有する記録液を供給し、加熱
により前記記録液の状態を変化させて液滴を生成させ、
この液滴を前記記録ヘッドと対向配置された被記録体へ
移行させるインクジェット方式にも適用可能である。

【０１７５】

【発明の作用効果】本発明は、記録材飛翔用構造体中の
記録材の保持及び供給を行うための多孔性構造体が、少
なくとも針状体の群によって構成されているので、その
毛細管作用で記録材の供給、保持が確実である。また、
針状体の群を簡単な工程（例えばエッチングや蒸着等の
微小凹凸加工）で形成でき、製造が容易で歩留りも高
い。

【０１７６】更に、針状体の高さと記録材飛翔用構造体
上の記録材の深さとの比を（１：12）〜（２：３）とす
ることにより、記録材の供給が迅速になされ、高速記録
が可能になる。

【０１７７】そして、本発明の記録装置は、記録材を加
熱して被記録体へ飛翔させる熱転写方式のものであるか
ら、既述した小型化、保守容易性、即時性、画像の高品
位化、高階調性等の特長を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例によるプリンタヘッドの
主要部の平面図である。

【図２】図１のII−II線断面図である。

【図３】同ＲＩＥによる針状体形成の要領を示す、図２
の部分拡大図である。

【図４】同蒸着又はスパッタによる針状体形成の要領を
示す、図２の部分拡大図である。

【図５】同プリンタヘッドの主要部の作製工程の一段階
を示す斜視図である。

【図６】同作製工程の他の段階を示す斜視図である。

【図７】同作製工程の他の段階を示す斜視図である。

【図８】同作製工程の他の段階を示す斜視図である。

【図９】同作製工程の他の段階を示す斜視図である。

【図10】同作製工程の他の段階を示す斜視図である。

【図11】同作製工程の他の段階を示す斜視図である。

【図12】同作製工程の更に他の段階を示す斜視図であ
る。

【図13】本発明の第２の実施例によるプリンタヘッドの
主要部の平面図である。

【図14】本発明の第３の実施例によるプリンタヘッドの
主要部の断面図（図15の XIV−XIV 線断面図）である。

【図15】図14の平面図である。

【図16】本発明の第４の実施例によるプリンタヘッドの
主要部の断面図（図17の XVI−XVI 線断面図）である。

【図17】図16の平面図である。

【図18】同プリンタヘッドの主要部の作製工程の一段階
を示す斜視図である。

【図19】同作製工程の他の段階を示す斜視図である。

【図20】同作製工程の他の段階を示す斜視図である。

【図21】同作製工程の他の段階を示す斜視図である。

【図22】同作製工程の他の段階を示す斜視図である。

【図23】同作製工程の更に他の段階を示す斜視図であ
る。

【図24】本発明の第５の実施例によるプリンタヘッドの
主要部の断面斜視図である。

【図25】同プリンタヘッドの拡大部分断面図である。

【図26】同プリンタヘッドの主要部の作製工程の一段階
を示す断面図（図12のＡ−Ａ線断面図：以下、同様）で
ある。

【図27】同作製工程の他の段階を示す断面図である。

【図28】同作製工程の他の段階を示す断面図である。

【図29】同作製工程の他の段階を示す断面図である。

【図30】同作製工程の他の段階を示す断面図である。

【図31】同作製工程の他の段階を示す断面図である。

【図32】同作製工程の他の段階を示す断面図である。

【図33】同作製工程の他の段階を示す断面図である。

【図34】同作製工程の他の段階を示す断面図である。

【図35】同作製工程の他の段階を示す断面図である。

【図36】同作製工程の他の段階を示す断面図である。

【図37】同作製工程の他の段階を示す断面図である。

【図38】同作製工程の更に他の段階を示す断面図であ
る。

【図39】同作製工程の一段階を示す平面図である。

【図40】同作製工程の他の段階を示す平面図である。

【図41】同作製工程の更に他の段階を示す平面図であ
る。

【図42】本発明の第６の実施例によるプリンタヘッドの
主要部の平面図である。

【図43】図42の平面図である。

【図44】同プリンタヘッドの主要部の作製工程の一段階
を示す斜視図である。

【図45】同作製工程の他の段階を示す斜視図である。

【図46】同作製工程の他の段階を示す斜視図である。

【図47】同作製工程の更に他の段階を示す斜視図であ
る。

【図48】本発明の第７の実施例によるプリンタヘッドの
主要部の平面図である。

【図49】本発明の実施例によるプリンタヘッドを有する
プリンタの概略斜視図である。

【図50】同プリンタヘッドを有する他のプリンタの概略
斜視図である。

【図51】従来の感熱記録ヘッドを用いたプリンタの要部
正面図である。

【図52】本発明の完成前に案出されたプリンタの概略断
面図である。

【図53】同プリンタのヘッドの分解斜視図である。

【図54】同他のプリンタのヘッドの分解斜視図である。

【図55】本発明の案出前に出願されたプリンタの概略断
面図である。

【図56】同プリンタのヘッドの主要部分の拡大断面斜視
図である。

【図57】同プリンタのヘッドの一部分の斜視図である。

【図58】同プリンタのヘッドの他の一部分の斜視図であ
る。

【図59】同プリンタヘッドの一部分の平面図である。

【符号の説明】

18・・・半導体レーザ 22・・・液化染料 32・・・気化染料 50・・・印画紙 66・・・断熱材 70・・・プリンタヘッド 73・・・絶縁板 75・・・発熱体 77・・・気化部 80、180 ・・・針状体 82・・・スペーサ 84・・・染料供給通路 84’・・・染料導入口 87・・・染料収容部 91・・・保護層 92・・・空隙 94、95・・・電極 97・・・液止め層 101 ・・・気化構造体 102 ・・・底板 110 ・・・段差部分 200 ・・・プリンタ 280 ・・・小柱体Ｄ₁、Ｄ₂・・・針状体の最大径Ｈ₁、Ｈ₂・・・液化染料の深さｈ₁、ｈ₂・・・針状体の高さＬ・・・レーザ光

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被記録体に対向する記録材収容部と、こ
の記録材収容部の記録材を加熱により前記被記録体へ飛
翔させるための記録材飛翔用構造体とを有し、前記記録
材の保持及び供給を行うための多孔性構造体が前記記録
材飛翔用構造体中に設けられ、前記多孔性構造体が少な
くとも針状体の群によって構成されている記録装置。
【請求項２】針状体の高さと記録材飛翔用構造体上の
記録材の深さとの比が（１：12）〜（２：３）である、
請求項１に記載された記録装置。
【請求項３】針状体のアスペクト比が５〜15である、
請求項１又は２に記載された記録装置。
【請求項４】絶縁材からなる層の表面に多数の微小凹
凸が加工され、この微小凹凸の凸部が針状体をなしてい
る、請求項１、２又は３に記載された記録装置。
【請求項５】針状体の高さが４μｍ以下である、請求
項１〜４のいずれか１項に記載された記録装置。
【請求項６】針状体の最大径が 0.3μｍ以下である、
請求項１〜５のいずれか１項に記載された記録装置。
【請求項７】針状体がウイスカからなる、請求項１〜
６のいずれか１項に記載された記録装置。
【請求項８】記録材を加熱して飛翔させるための発熱
体が多孔性構造体に隣接して配されている、請求項１〜
７のいずれか１項に記載された記録装置。
【請求項９】発熱体が絶縁膜によって多孔性構造体か
ら分離されている、請求項８に記載された記録装置。
【請求項10】記録材収容部へ記録材を供給するための
記録材供給構造部の上に、記録材飛翔用構造体が一体に
設けられている、請求項１〜９のいずれか１項に記載さ
れた記録装置。
【請求項11】記録材収容部に設けられた下地材が部分
的に突出しており、この突出部上に記録材飛翔用構造体
が設けられている、請求項１〜９のいずれか１項に記載
された記録装置。
【請求項12】針状体の群の外側領域に記録材の流出防
止壁が設けられている、請求項１〜11のいずれか１項に
記載された記録装置。
【請求項13】多孔性構造体が針状体の群と小柱体の群
との組み合わせによって構成されている、請求項１〜12
のいずれか１項に記載された記録装置。
【請求項14】多孔性構造体に保持された記録材が加熱
ビームによって加熱されるように構成された、請求項１
〜７及び10〜13のいずれか１項に記載された記録装置。
【請求項15】記録材供給構造部が更に補強材に固定さ
れている、請求項１〜14のいずれか１項に記載された記
録装置。
【請求項16】記録材が気化又はアブレーションし、記
録材と非接触状態で対向配置された被記録体へ飛翔する
ようにした、請求項１〜15のいずれか１項に記載された
記録装置。
【請求項17】請求項１〜16のいずれか１項に記載され
た記録装置を製造するに際し、記録材収容部を形成した
後に、この記録材収容部の底面に微小凹凸を加工し、針
状体の群を形成する工程を含む、記録装置の製造方法。
【請求項18】リアクティブイオンエッチングによって
絶縁材層の表面に微小凹凸を加工する、請求項17に記載
された製造方法。
【請求項19】蒸着又はスパッタによって微小凹凸を加
工する、請求項17に記載された製造方法。