JPH1016392A - レーザ画像形成方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 静電吸着粒子をレーザアブレーションによっ
てフィルムから転写することにより、高速に画像形成を
行うことを可能とする。 【解決手段】 フィルム送り機構１で連続的に供給され
る透明フィルム２上を帯電機構３で帯電させる。帯電粒
子４は微粒子供給槽５内の微粒子６を静電吸着し、該微
粒子６は、フィルム２と共にレーザ光７の照射部まで送
られる。レーザ光７を照射された微粒子６は対向面にお
かれた被転写物８上に転写される。被転写物８を被転写
物送り機構９で移動させることにより該被転写物８に画
像が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ画像形成方
法及び装置、より詳細には、レーザアブレーション作用
を用いた画像形成技術に関し、被転写材料を選択するこ
とにより像形成，カラー画像形成，フィルム等への印刷
を可能とするもので、例えば、プリンタ，印刷機等の画
像形成方法及び装置、更には、マーキング，リペアリン
グ，表面改質等に適用可能なものである。

【０００２】

【従来の技術】レーザ光による画像形成方法には、電子
写真式レーザプロセス，熱転写プロセス等が挙げられ
る。電子写真式レーザプロセスでは、感光体ドラム上に
レーザ光を走査し、該感光体ドラム上に光導電作用によ
り帯電像を形成し、該帯電像にトナー等を静電吸着し、
静電吸着したトナー等を被転写材料に転写する。熱転写
プロセスでは、通常、被転写材料がフィルム状にカート
リッジ供給され、レーザ光による熱プロセスによって被
転写材料を溶融あるいは気化し、被転写材料に転写す
る。また、アブレーションプロセスを用いた方法では、
アブレーション可能な材料を直接透明基板上に塗布した
ものを前もって準備し、それをアブレーションプロセス
により転写する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のレーザプリンタ
やレーザを用いた印刷プロセスでは、感光体ドラム，現
像機等を必要とし、装置の小型化が難しく、光導電性材
料等の高機能材料の開発が必要であり、コストがかさむ
問題があった。また、これまでのレーザ熱転写プロセス
は、熱プロセスであるため、転写速度を高速化すること
が困難であり、頻繁なカートリッジ交換が必要であるた
め、ランニングコストが高く、ヘッドの走査を要求され
るため、印字の高密度化が困難であった。また、これま
でのアブレーションプロセスを用いた方法では、材料を
前もってフィルム上に形成する必要があり、フィルムの
交換が必要であった。また、フィルム上に化学的に形成
された材料をアブレーションするため、レーザ強度を上
げる必要があり、レーザ光も紫外域のものが必要であっ
た。また、材料もレーザ波長域に吸収の大きいものを開
発する必要があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、レー
ザ光に透明で、かつ、表面に絶縁性を有するフィルム上
に微粒子を静電吸着し、該フィルム上に静電吸着した前
記微粒子をレーザアブレーション作用により該フィルム
より飛散させて被転写材料に転写することを特徴とした
ものである。

【０００５】請求項２の発明は、走査可能なレーザ光源
と、レーザ光に透明で、かつ、表面に絶縁性を有するフ
ィルムと、該フィルムへの帯電機構と、像形成用微粒子
からなり、前記フィルムを前記帯電機構により帯電さ
せ、該フィルム上に前記像形成用微粒子を静電吸着さ
せ、該静電吸着した像形成用微粒子を前記レーザ光にて
レーザアブレーションさせることにより被転写材料に転
写することを特徴としたものである。

【０００６】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、前記フィルムを連続的に供給するフィルム連続供給
機構と、前記フィルム上に残留した前記像形成用微粒子
を回収する微粒子回収機構を有することを特徴としたも
のである。

【０００７】請求項４の発明は、請求項２又は３の発明
において、前記レーザ光の強度が前記像形成用微粒子の
アブレーション閾値以上であることを特徴としたもので
ある。

【０００８】請求項５の発明は、請求項２又は３の発明
において、前記フィルムに少なくとも２種類以上の色の
異なる微粒子とそれらを付加したフィルムから成ること
を特徴としたものである。

【０００９】請求項６の発明は、請求項２又は３の発明
において、前記フィルムに２種類以上の微粒子を交互に
形成することを特徴としたものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明では、表面が絶縁性である
透明フィルム上に電荷を帯電させ、その表面の一部ある
いは全体にトナー等の転写材料（像形成用微粒子）を静
電的に吸着させる。転写材料が吸着されていない方のシ
ート面からレーザ光を照射し、転写材料の吸着した面に
対峙して置かれた被転写材料にレーザ光のアブレーショ
ン作用により前記転写材料を高速に転写して像を形成す
る。場合によっては、装置内に転写されなかった転写材
料（フィルム上に残留した像形成用微粒子）を静電的に
除去あるいは機械的に除去する転写材料（微粒子）回収
機構を設け、１枚のフィルムを連続的に送って転写材料
の供給を行う。さらに、２種類以上の色の異なる微粒子
のパタンを、例えば、微粒子の吸着を電気的に制御する
こと等により、フィルム上に形成してカラー画像形成を
行う。

【００１１】本発明では、レーザ光を吸収した材料の励
起による体積増加（アブレーション）で吸着物質（転写
材料）がフィルムから剥離する作用を利用するため、熱
プロセスに比して非常に高速に転写が可能となる。ま
た、フィルムと転写材料が静電的に吸着しているため、
化学的結合に比べ結合が弱く剥離が容易となる。レーザ
光の吸収量により、転写材料の励起量と飛散速度を調整
できるため、レーザ強度を上げることにより、転写材料
がより多くの余剰エネルギーをもって飛散し、被転写材
料に直接定着させることが可能となる。また、レーザ強
度が弱い場合でも、わずかな体積増加でフィルムから転
写材料が剥離するため、定着装置を利用することによ
り、像形成が低レーザ強度で可能となる。一般的に、色
素等の発色分子は可視，紫外域に吸収を持つため、フィ
ルムへの静電吸着が可能な微粒子であればほとんどが本
発明に利用可能となる。

【００１２】

【実施例】図１は、請求項１に記載の発明のフローチャ
ートを示す図で、まず、レーザ波長に対して透明なフィ
ルムの表面をコロナ放電等の手法により帯電させ（Ｓ
１）、そこに微粒子（転写材料）を全面あるいは選択的
に静電吸着させ（Ｓ２）、そのフィルムの裏面（微粒子
が吸着していない面）からレーザ光を照射する（Ｓ
３）。レーザ光を吸収した微粒子は励起され、アブレー
ション現象により急激な体積増加をする（Ｓ４）。その
エネルギーの一部がフィルムに吸着した微粒子を該フィ
ルムから剥離するのに利用され、該微粒子は余剰エネル
ギーを多く有した状態でフィルムから剥離する（Ｓ
５）。この剥離された微粒子は対向面におかれた被転写
材料に高エネルギー状態で衝突し（Ｓ６）、被転写材料
上に画像を形成（転写）する（Ｓ７）。

【００１３】図２は、請求項２に記載の発明の一実施例
を示す図で、図中、１はフィルム送り機構で、該フィル
ム送り機構１により透明フィルム２を連続的に供給し、
帯電機構３により該フィルム２上に帯電させる。該フィ
ルム２上に帯電された帯電粒子４は微粒子（転写材料）
供給槽５内の微粒子（転写材料）６を静電吸着し、吸着
された微粒子６は、フィルム２と共にレーザ光７の照射
部まで送られる。レーザ光７を照射された微粒子６は対
面におかれた被転写物８上に転写される。レーザ光７を
変調し、被転写物８を被転写物送り機構９で移動させる
ことにより画像が形成される。

【００１４】図３は、請求項３に記載の発明の一実施例
を示す図で、この発明は、請求項２に記載の装置の一部
に微粒子回収機構１０を設け、フィルム２をエンドレス
に連続的に供給すようにしたものである。レーザ１１か
らのレーザ光は、ミラー１２等の光学系で加工され、エ
ンドレスフィルム（シート）２の内部から照射される。
フィルム２上に吸着した微粒子６のうち転写に利用され
なかった微粒子は除電され、或いは、機械的な掻き落し
棒１３により掻き落されて微粒子回収機構１０内に回収
される。これにより、上記装置の微粒子の無駄を省き、
かつ、フィルム２の再利用が可能となる。

【００１５】なお、レーザ光としては、特に、紫外域の
レーザ光を用いることにより、転写可能な材料の選択幅
が広がり、多くの高分子を利用可能となる。また、一般
に、多くの高分子で短波長光の方が吸収効率高く、レー
ザ強度を抑えた装置化が可能となる。更には、レーザ光
の強度を転写粒子の化学結合のアブレーション閾値以上
にすることで、転写時の熱影響を低減でき、熱影響によ
るパタンずれ，パタンゆがみや透明フィルムの損傷を低
減できる。また、定着をレーザアブレーションのエネル
ギーに代わって定着装置で行うことにより、低レーザ強
度での画像形成が可能となる。更には、レーザ光を高速
にボリゴンミラーで走査することにより、ヘッドを走査
するより高速な転写が可能となる。更に、レーザ装置と
フィルムを一体化して構成することで、装置の小型化が
可能となり、装置化コストを低減でき、また、一体構造
の全てあるいは一部を交換可能な形状にすることが容易
となる。また、紙上にトナーを転写する従来の電子写真
式レーザプリンタの材料や装置の一部を利用したプリン
タとしての利用が可能となる。これにより、材料発開，
装置開発のコストを削減することが可能となる。

【００１６】図４は、請求項５に記載の発明の一実施例
を示す図で、この発明は、請求項２あるいは請求項３に
記載の発明で用いるフィルム２を複数（２₁，２₂，
２₃）用意し、それぞれに異なる微粒子６を吸着させる
ようにしたものである。レーザ光７をそれぞれのフィル
ム毎に走査し、あるいは、シート２を移動させること
で、複数の微粒子像の形成を可能としたもので、例え
ば、２種類以上の色の異なる微粒子を用いることによ
り、２種類以上の色による画像形成が可能となり、望ま
しくは、ＣＭＹ（シアン，マゼンタ，イエロー）３色あ
るいはＣＭＹＢ（シアン，マゼンタ，イエロー，ブラッ
ク）４色の転写材を選択的に転写することにより、カラ
ー画像形成が可能となる。

【００１７】図５は、請求項６の発明の一実施例を示す
図で、請求項２，請求項３に記載の発明の一部に複数の
微粒子形成装置５（５₁，５₂，５₃）を用意し、それぞ
れにシャッタ１４を設け、それらを制御装置１５で制御
することにより、フィルム２上に複数の微粒子のパタン
を形成するようにしたものである。これを用いることに
より複雑なレーザ操作，フィルム走査を必要とせず、画
像形成が可能となる。このように、フィルム上に交互に
連続して２種類以上の微粒子を形成することにより、一
対のシートとシート送り機構のみでカラー等の複数微粒
子による画像形成が可能となる。

【００１８】

【発明の効果】請求項１の発明では、フィルム上に吸着
された静電吸着粒子をレーザアブレーションによって該
フィルムから被転写物に転写することにより、高速に画
像形成を行うことが可能となる。また、フィルム材料
は、透明な表面に絶縁性を有するフィルムであればよ
く、光導電性等の機能が不要なため、開発が容易で絶縁
性フィルムそのものや表面に絶縁層を蒸着法やスパッタ
法等で形成したフィルム等、比較的安価な材料を選択す
ることができる。透明フィルムはレーザ波長によるダメ
ージがない程度の透過率を持つものの中で選択可能であ
り、低コストの材料を選択できる。転写材料としてはフ
ィルムへの静電吸着が可能な多くの材料が利用可能とな
る。

【００１９】請求項２の発明では、請求項１の原理を利
用することにより、高速の画像形成装置が製造可能とな
る。さらに、部品点数の少ない装置が実現可能で、装置
の小型化が容易であり、大型のドラム，現像装置，定着
装置を省くことで大幅なコストダウンが計れる。

【００２０】請求項３の発明では、装置内に転写材料で
ある微粒子を回収する微粒子回収機構を設け、微粒子の
吸着と回収を繰り返し連続的に行うことにより、フィル
ムの再利用あるいは交換なしでの連続使用を可能とし、
微粒子の無駄やランニングコストを低減できる。特に、
紫外域のレーザ光を用いることにより、転写可能な材料
の選択幅が広がり、多くの高分子を利用可能となる。ま
た、一般に、多くの高分子で、短波長光の方が吸収効率
高く、そのため、レーザ強度を抑えた装置化が可能とな
る。

【００２１】請求項４の発明では、レーザ光の強度を転
写粒子の化学結合のアブレーション閾値以上にすること
で、転写時の熱影響を低減でき、熱影響によるパタンず
れ，パタンゆがみや透明フィルムの損傷を低減できる。
定着をレーザアブレーションのエネルギーに代わって定
着装置で行うことにより、低レーザ強度での画像形成が
可能となる。

【００２２】請求項５の発明では、２種類以上の色によ
る画像形成が可能となり、望ましくは、ＣＭＹ（シア
ン，マゼンタ，イエロー）３色あるいはＣＭＹＢ（シア
ン，マゼンタ，イエロー，ブラック）４色の転写材を選
択的に転写することにより、カラー画像形成が可能とな
る。

【００２３】請求項６の発明では、フィルム上に交互に
連続して、２種類以上の微粒子を形成することにより、
一対のシートとシート送り機構のみでカラー等の複数微
粒子による画像形成が可能となる。

【００２４】更に、本発明によると、特に、紫外域のレ
ーザ光を用いることにより、転写可能な材料の選択幅が
広がり、多くの高分子を利用可能となる。また、一般
に、多くの高分子で、短波長光の方が吸収効率高く、そ
のため、レーザ強度を抑えた装置化が可能となる。定着
をレーザアブレーションのエネルギーに代わって定着装
置で行うことにより、低レーザ強度での画像形成が可能
となる。レーザ光を高速にポリゴンミラーで走査するこ
とにより、ヘッドを走査するより高速な転写が可能とな
る。また、レーザ装置とフィルムを一体化して構成する
ことで、装置の小型化が可能となり、装置のコストを低
減できる。更には、一体構造の全てあるいは一部を交換
可能な形状にすることが容易となる。また、紙上にトナ
ーを転写する従来の電子写真式レーザプリンタの材料や
装置の一部を利用したプリンタとしての利用が可能とな
る。これにより、特に、材料開発，装置開発のコストを
削減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 請求項１記載のレーザ画像形成法の一例を説
明するためのフローチャートである。

【図２】 請求項２記載のレーザ画像形成装置の一実施
例を示す図である。

【図３】 請求項３の発明の一実施例を示す図である。

【図４】 請求項５記載の微粒子形成法の一実施例を示
す図である。

【図５】 請求項６の発明の一実施例を示す図である。

【符号の説明】

１…フィルム送り機構、２…透明フィルム、３…帯電機
構、４…帯電粒子、５…微粒子供給槽、６…転写微粒
子、７…レーザ光、８…被転写材料、９…被転写材料送
り機構、１０…微粒子回収機構、１１…レーザ、１２…
ミラー、１３…微粒子掻き落し棒、１４…シャッタ、１
５…シャッタ制御装置。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光に透明で、かつ、表面に絶縁性
   を有するフィルム上に微粒子を静電吸着し、該フィルム
   上に静電吸着した前記微粒子をレーザアブレーション作
   用により該フィルムより飛散させて被転写材料に転写す
   ることを特徴とする画像形成方法。
2. 【請求項２】 走査可能なレーザ光源と、レーザ光に透
   明で、かつ、表面に絶縁性を有するフィルムと、該フィ
   ルムへの帯電機構と、像形成用微粒子からなり、前記フ
   ィルムを前記帯電機構により帯電させ、該フィルム上に
   前記像形成用微粒子を静電吸着させ、該静電吸着した像
   形成用微粒子をレーザ光にてレーザアブレーションさせ
   ることにより被転写材料に転写することを特徴とするレ
   ーザ画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記フィルムを連続的に供給するフィル
   ム連続供給機構と、前記フィルム上に残留した前記像形
   成用微粒子を回収する微粒子回収機構を有することを特
   徴とする請求項２記載のレーザ画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記レーザ光の強度が前記像形成用微粒
   子のアブレーション閾値以上であることを特徴とする請
   求項２又は３記載のレーザ画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記フィルムに少なくとも２種類以上の
   異なる微粒子とそれらを付加したフィルムから成ること
   を特徴とする請求項２又は３記載のレーザ画像形成装
   置。
6. 【請求項６】 前記フィルムに２種類以上の微粒子を交
   互に形成することを特徴とする請求項２又は３記載のレ
   ーザ画像形成装置。