JPH1078665A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JPH1078665A
JPH1078665A JP8233898A JP23389896A JPH1078665A JP H1078665 A JPH1078665 A JP H1078665A JP 8233898 A JP8233898 A JP 8233898A JP 23389896 A JP23389896 A JP 23389896A JP H1078665 A JPH1078665 A JP H1078665A
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recording medium
exposure
heating
photosensitive recording
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JP8233898A
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Takao Iwasaki
岳雄 岩崎
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Brother Industries Ltd
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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高品質で且つ感度の良い画像を得ることがで
きる画像形成装置80を提供することを目的とする。 【解決手段】 カートリッジ67から速い速度で搬送さ
れるマイクロカプセル紙37の表面は、土台47の表面
に向かって下向き凸湾曲状に配置した正温度係数を備え
たフィルムヒータ64にて予め一定温度に加熱されて感
度が向上し、用紙往復通路が反転して逆方向に搬送され
るとき、露光ヘッド20にて露光され、次いで点接触ボ
ール46からなる現像部で現像された後、フィルムヒー
タ64の箇所を低速度で通過することにより、マイクロ
カプセル紙37におけるマイクロカプセルを硬化させ、
以後の発色の変化が発生しないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、露光により画像情
報の潜像がその表面に形成され、現像により該画像情報
が顕在化される感光記録媒体に、画像情報に対応する造
像光を露光し、これを現像する画像形成装置に関し、更
に詳細には、複数の発光素子を用いて造像光を露光する
画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】米国特許第4440846号および第4
399209号は、内部位相に感光物質を含むマイクロ
カプセルを備えた感光層が画像状に放射線に対し露光さ
れ、均一な破裂力をかけられ、それによりマイクロカプ
セルが破裂して内部位相物質を画像状に放出する画像シ
ステムについて説明している。露光によりマイクロカプ
セルの機械的強度が変化して露光潜像が形成され、圧力
を加えることにより機械的強度が弱いカプセル(感光硬
化しなかったカプセルや感光軟化したカプセル)が破壊
されて色材等の内包物が流出して現像が行われるのであ
る。
【0003】この画像形成システムは完全乾式システム
であり、画像を発生させるために湿式現像処理溶液に依
存しないため、大きな利点がある。ほぼ無色の色彩発生
物質のような画像形成発色剤は、通常はマイクロカプセ
ルに内包される。マイクロカプセルが破れると、色材と
しての色彩発生物質(発色剤)は現像物質と反応して色
彩画像を形成する。
【0004】参照された特許に説明されている実施例に
おいては、マイクロカプセルは、通常は、一対の円筒形
カレンダ(艶出し)ローラの間のニップ(隘路)を通っ
て画像の露光を受けたマイクロカプセル紙が通過するこ
とにより破られる。通常は高圧かつ大型の艶出しローラ
がマイクロカプセル紙を現像するために使用されてい
る。相当精密な金属艶出しローラでもその表面は平坦で
はない。一方のローラが単に他方のローラ上に休止して
いる場合は、両ローラの表面はそれらローラの全幅にわ
たって接触してはいない。ローラに圧力をかけることに
より、平坦でない表面あるいは表面の不規則性はなめら
かになり、両ローラの間に均一な接触線を提供する。マ
イクロカプセル紙の表面全体にわたり、マイクロカプセ
ルを破る力の配分を達成するには、高圧かつ大型のロー
ラが必要である。力が均一に配分されないと、マイクロ
カプセル紙は均一に現像されず、発生した画像の色調特
性は悪くなる。この不都合を解消するための現像手段の
例として特開昭62−161153号公報に開示されて
いるように、点接触現像ボールを用いた技術がある。
【0005】また、この様な感光記録媒体に画像情報に
対応する造像光を露光し、これを現像する画像形成装置
に関しては、特開昭62−231758号公報に記載の
白色光源光を印字パターンに従って選択的に感光記録媒
体に導くようにした画像形成装置や、特開昭63−31
364号公報に記載の複数色の光源光を走査して感光記
録媒体に導くようにした画像形成装置や、USP499
2822号明細書に記載の複数色発現可能な感光記録媒
体において同一箇所をポリゴンミラー等を介して複数回
露光するようにした画像形成装置が知られている。
【0006】さらに、特開平4−369633号公報等
において、露光及び圧力現像後にマイクロカプセルを完
全に硬化させて、その後の発色変化が生じないようにす
る定着作用のため、感光記録媒体を加熱処理する熱定着
装置を備えることも知られている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、感光
記録媒体に造像光を露光するために、複数の発光素子を
使用するタイプの画像形成装置を本出願人は考案して出
願した。このタイプの画像形成装置では、感光記録媒体
に沿って相対移動される露光ヘッドに複数の発光素子が
それぞれ固定され、発光素子からの出力光をマスク孔を
有した遮蔽板により、選択的に感光記録媒体に照射する
ように構成されている。
【0008】この場合、前記発光素子から照射された光
エネルギーにより、感光記録媒体におけるマイクロカプ
セルの重合開始剤と光硬化性樹脂とが重合反応して、当
該マイクロカプセルの機械的強度が変化するのである
が、その重合反応速度はさほど高速ではない。従って、
感光記録媒体における1つの画素部分のマイクロカプセ
ルに一度に大量の光エネルギーを照射しても、その一部
の光エネルギーしか前記重合反応に寄与できず、露光感
度を高めることができないという問題があった。
【0009】この問題を解決するため、露光作用を受け
る前に感光記録媒体の表面を予め適宜温度まで上昇させ
て、当該感光記録媒体の感度を高めることが考えられ
た。しかしながら、従来の熱定着装置は、ヒータを内蔵
した加熱ローラと押圧ローラとの間に感光記録媒体を通
過させる等の構成を採用しているが、ヒータの温度を一
定にする制御のため、別途、温度センサを設けてこれに
よる温度感知により供給電源をON・OFF制御した
り、温度変化によりON・OFFするリードスイッチを
用いて温度制御することが一般に行われていた。その制
御の応答性に遅れ生じるから、ヒータの温度ひいては通
過する感光記録媒体の温度が目標温度に対して上下に繰
り返し変化するというハンチング現象の発生が回避でき
ない。このような温度変動があると、前述の感光記録媒
体の感度向上のためにヒータ部に感光記録媒体を通過さ
せても、その一部分の感度が高く、他の部分の感度が低
いというばらつきが発生し、感光記録媒体の画質の均一
性を保持することができなくなる、という問題があっ
た。
【0010】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、高い感度の発色を可能とし、形
成された出力画像の画品質を向上できる画像形成装置を
提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項1記載の画像形成装置は、所定波長光に対し
て強度が変化する感光成分と色材とを内包したマイクロ
カプセルを担持し、露光により画像情報の潜像が形成さ
れる感光記録媒体と、その感光記録媒体を露光するため
の露光手段と、露光された感光記録媒体を加圧して強度
の弱いマイクロカプセルを破壊し、破壊したマイクロカ
プセルから流出した前記色材により前記潜像を顕在化さ
せるための現像手段とを有する画像形成装置であって、
前記感光記録媒体の給紙部から前記露光手段への搬送経
路と、前記現像手段から排紙部への排紙経路は、少なく
とも一部が共通経路とされ、前記感光記録媒体を前記給
紙部から前記共通経路を通って前記露光手段及び現像手
段に搬送し、露光され現像された感光記録媒体を前記共
通経路を通って前記排紙部に搬送する搬送手段と、前記
共通経路上に設けられ、前記感光記録媒体を、前記露光
手段による露光前に加熱すると共に、前記現像手段によ
る現像後に再度加熱するための加熱手段とを備えたもの
である。
【0012】また、請求項2に記載の発明は、請求項1
に記載の画像形成装置において、前記加熱手段からの、
露光前に感光記録媒体に付与される熱量が少なく、現像
後の感光記録媒体に付与される熱量が多くなるように加
熱量を制御する加熱量制御手段を備えたものである。さ
らに、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の画像
形成装置において、前記加熱量制御手段は、前記共通経
路上の加熱手段を感光記録媒体を通過させる際の前記搬
送手段の搬送速度を、露光手段による露光前の加熱時は
高速に設定し、前記現像手段による現像後の加熱時は低
速に設定するものである。
【0013】そして、請求項4に記載の発明は、請求項
1乃至請求項3のいずれかに記載の画像形成装置におい
て、前記加熱手段は、正温度係数を備えたフィルムヒー
タにて構成したものである。なお、前記加熱手段は、絶
縁性合成樹脂フィルムにカーボンブラック等の導電性粒
子を分散させたものより構成したもの、もしくは、絶縁
性合成樹脂フィルムの片面に正温度係数を有する発熱体
を添設形成したものであって、前記フィルムの中間部が
突出するように屈曲されて、その両端部にて支持基板に
固定されているものである。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施形
態を図面を参照して説明する。図1は画像形成装置とし
ての感光感圧プリンタ80の第1実施形態を示す概略側
面図であり、図2は感光感圧プリンタ80の要部の底面
図、図3は加熱手段としてのフィルムヒータの一部切欠
き斜視図、図5は露光ヘッド20の断面図、図6は露光
ヘッド20の下面図を示す。後に詳述するマイクロカプ
セル紙37を露光し現像するための、感光感圧プリンタ
80の全体の概略構成について図1を参照しながら説明
する。
【0015】この感光感圧プリンタ80におけるケース
81の前面には、遮光性カートリッジ67が着脱可能に
配設され、未感光のマイクロカプセル紙37は、積層さ
れた状態でカートリッジ67に収容されている。この時
の積層状態は前記マイクロカプセル紙37のうち、後述
する光透過性支持体31が上になるように設定されてい
る。
【0016】カートリッジ67が感光感圧プリンタ80
のケース81の所定位置にセットされている状態で、カ
ートリッジ67からマイクロカプセル紙37が給紙部と
しての給紙ローラ65により一枚ずつ取り出され、マイ
クロカプセル紙37の先端部は露光台66に向かって左
方に引き出される。カートリッジ67を出た後の未露光
のマイクロカプセル紙37は、ケース81の遮光カバー
等により未露光状態が保持される。
【0017】露光台66の左方には、マイクロカプセル
紙37がそこまで送られてきて往復する位置であるスト
ッパ69が配されている。このプリンタ80にはカート
リッジ67からのマイクロカプセル紙37の搬入用の用
紙搬送経路P1と、それから分岐し、画像形成済みのマ
イクロカプセル紙37を装置外の排紙トレイ63に導く
ための排紙経路P2と、前記用紙搬送経路P1に接続し
て装置内部の前記ストッパ69まで至る用紙往復通路P
3とからなる用紙通路(搬送経路)が形成されている。
【0018】露光ヘッド20および現像器45を備えた
キャリッジ48及び後述する加熱手段としてのフィルム
ヒータ64は、共通経路としての前記用紙往復通路P3
上に配置されており、露光手段としての露光ヘッド20
の右方(用紙排出側)には、現像手段としての点接触ボ
ール46を備える現像器45が配設されている。用紙往
復通路P3上には前記キャリッジ48の右側にフィルム
ヒータ64が配設されており、用紙往復通路P3は送り
ローラー68に至る。一方、用紙往復通路P3上の前記
キャリッジ48の図1の左側には送りローラ50aが配
設されている。前記送りローラー68と給紙ローラ65
との間に前記搬入用用紙通路P1と排紙通路P2との分
岐部が配置され、排紙通路P2上には排紙ローラ75が
配設されている。また、前記分岐部には用紙通路切換板
(図示せず)が切換移動可能に配設され、用紙通路切換
板(図示せず)は給紙ローラ65によりマイクロカプセ
ル紙37を装置内に搬入する際には前記搬入用用紙通路
P1から離脱し、排出する際には前記搬入用用紙通路P
1に侵入してマイクロカプセル紙37を前記排紙通路P
2に案内する。
【0019】キャリッジ48がマイクロカプセル紙37
の搬送経路の横側に退避した状態(図2参照)にて、カ
ートリッジ67の下部から出た未露光のマイクロカプセ
ル紙37は、送りローラー68に導かれて、一旦露光台
66の上方を素通りしてストッパ69位置まで送られ
る。その場合、加熱手段としてのフィルムヒータ64に
て未露光のマイクロカプセル紙37の表面を45℃〜5
0℃程度の一定温度に加熱することにより、後の露光時
の感度を向上させる。
【0020】図3は実施例の感光記録媒体としてのマイ
クロカプセル37を所定温度に加熱したときの、当該感
光記録媒体の感度の比率を示すものであり、25℃程度
の場合を1としたとき、50℃まで温度上昇させると、
感度は約1.3倍となる。図4に示すように、マイクロ
カプセル紙37の搬送方向(Y方向)に対して水平方向
に直交する方向に長手の板状のブラケット641に下向
き凸湾曲状に曲折したフィルムヒータ64を装着し、該
フィルムヒータ64の下端面が土台47の上面に当接す
るように配置され、土台47上を移送されるマイクロカ
プセル紙37の上表面に摺接しながら加熱されるように
構成されている。この簡易な構成により、フィルムヒー
タ64はマイクロカプセル紙37に確実に接触し、非加
熱部分は発生しない。
【0021】本発明のフィルムヒータ64は図5に示す
ごとく、正温度係数(温度が高くなるにつれて電気抵抗
値が増大するという温度−抵抗特性)を有するものであ
って、その第1実施例は、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、エチレン−ビニルアセテート共重合体、ポリエチレ
ンテレフタレート(PET)等の結晶性高分子フィルム
にカーボンブラック粒子等の導電性粒子を分散させたも
のであり、結晶性高分子が融点近くになると、体積が急
激に膨張し、カーボンブラック粒子等の導電性粒子間の
距離が大きくなって電気抵抗値が大きくなるものと考え
られている。
【0022】フィルムヒータ64の第2実施例は、前述
のような結晶性高分子フィルムの片面に所定パターン形
状にてカーボンブラック粒子等の導電性粒子を厚膜印刷
塗布し、さらにこの導電性粒子層の表面に一対の電極膜
を厚膜印刷塗布し、その上を保護膜としての合成樹脂フ
ィルム等にて覆ったものである。このように正温度係数
を備えたフィルムヒータ64では、自己温度制御タイプ
の面状発熱体となる。即ち、定電圧回路にてフィルムヒ
ータ64の離れた位置の一対の電極から導電性粒子を介
して一定電圧を印加して発熱させると、図5に示すごと
く、温度上昇に応じて電気抵抗値が増大するから、温度
上昇につれて導電性粒子箇所を流れる電流が次第に減少
し、所定の温度になると、微小電流しか流れず、図6に
示すC曲線のごとく、目標温度(実施例では70℃)を
保持し続けことができる。これに対して、サーマルリレ
ー等による温度制御では、図6に示すD曲線(一点鎖
線)のごとく、目標温度を境にして数℃だけ上下変動を
繰り返すことになる。
【0023】したがって、従来のサーマルリレー等によ
る温度制御に比べ、正温度係数を備えたフィルムヒータ
64にてマイクロカプセル紙37を加熱すると、当該マ
イクロカプセル紙37の表面温度が一定に保持されて、
感度のむらが発生することもない。実施例では、カート
リッジ67の箇所から未露光のマイクロカプセル紙37
を用紙往復通路P3方向に40(mm/sec.) の高速度にて
移送すると、マイクロカプセル紙37の表面温度を50℃
( 環境温度による偏差は±5 ℃) に保持できる。また、
前記ストッパ69位置に一旦停止したマイクロカプセル
紙37を、逆に右方に戻し、後述するように、露光ヘッ
ド20によって露光作用を受け、現像器45を通過して
圧力現像作用を受けさせるため、マイクロカプセル紙3
7を2(mm/sec.) 程度の低速度にて移送すると、現像が
終了してカラー画像が発色したマイクロカプセル紙37
の表面温度を80℃〜100℃程度に加熱することで、
カプセルを完全に硬化させ、染料前駆体をカプセル内に
閉じこめることによって、発色を定着させる作用がある
ものである。
【0024】この実施例のように、フィルムヒータ64
自体の発熱温度は一定とし、マイクロカプセル紙37の
搬送速度を高速にする、もしくは低速にするというよう
に搬送速度の相違にてマイクロカプセル紙37の単位面
積当たりに付与される熱量を所定の値になるように温度
制御できるから、従来のような温度制御に比べて構成が
簡単で且つマイクロカプセル紙37の表面温度にもむら
のないように制御することができるという効果を奏す
る。
【0025】このように、フィルムヒータ64を通過し
て加熱作用を受け、最終的なカラー出力画像が形成され
たマイクロカプセル紙37は、排紙ローラ75により感
光感圧プリンタ80外に排出される。感光感圧プリンタ
80の中央部にある前記露光ヘッド20の下方には、露
光台66がお互いに微少距離を保ち平行に保持されてい
る。この微小距離により前記マイクロカプセル紙37
が、露光ヘッド20と露光台66の間を通過する構造に
なっている。従って、後に詳述するように、露光ヘッド
20を図1中図面表裏方向に走査することで、マイクロ
カプセル紙37の選択的範囲に赤緑青の画像に対応した
潜像が形成される。
【0026】次に、感光記録媒体について図7を用いて
詳述する。図7は感光記録媒体としてのマイクロカプセ
ル紙37の断面構造を示しており、光透過性支持体31
の表面には、色材としての共反応体と接触して発色する
成分(染料前駆体、以下色原体と記述する場合がある)
および所定波長光に感光することによりその機械的強度
が変化(感光硬化)する成分(光硬化性樹脂)とを内包
したマイクロカプセル32と、そのマイクロカプセル中
の染料前駆体(色原体)と反応する共反応体(顕色剤)
33との混合塗着層34が形成され、前記混合塗着層3
4上には、シート状支持体35が順次積層されている。
【0027】前記マイクロカプセル32は3種の異なる
マイクロカプセルが存在し、各マイクロカプセルには、
イエロー、マゼンタ、シアンの内の一つの色の発色用の
無色の染料前駆体と、光の3原色の各々の波長の光に感
光して硬化する光硬化性樹脂と、重合開始剤とが含まれ
ている。このため、例えばブルー光(約470nmの波
長光)をマイクロカプセル紙37に露光した場合、イエ
ローのみの染料前駆体を含んだマイクロカプセル32の
光硬化性樹脂が感光硬化し、このマイクロカプセル紙3
7に圧力をかけると、感光硬化したマイクロカプセル
(この場合はイエロー)は破壊されず、硬化しなかった
マイクロカプセル(この場合はマゼンタ,シアン)が破
壊されてマゼンタ,シアンの染料前駆体がマイクロカプ
セルから流出して顕色剤と反応して発色し、それらが混
色して青色となる。この青色が前記透過性支持体31を
介して観察される。
【0028】また、グリーン光(約525nmの波長
光)をマイクロカプセル紙37に露光した場合、マゼン
タのみの染料前駆体を含んだマイクロカプセルの光硬化
性樹脂が感光硬化し、圧力現像によりイエロー,シアン
のマイクロカプセル32が破壊され、イエロー,シアン
の染料前駆体と顕色剤との反応によりそれぞれ発色して
混色により緑色となる。
【0029】更に、レッド光(約650nmの波長の
光)をマイクロカプセル紙37に露光した場合、シアン
のみの染料前駆体を含んだマイクロカプセルの光硬化性
樹脂が感光硬化し、圧力現像によりイエロー,マゼンタ
のマイクロカプセルが破壊され、イエロー,マゼンタの
染料前駆体と顕色剤との反応によりそれぞれ発色して混
色により赤色となる。
【0030】また、露光により全てのマイクロカプセル
が感光硬化したときは圧力現像してもそれらが破壊され
ないので発色は起こらず、透過性支持体31を介して前
記シート状支持体35の表面が目視できる状態にある。
前記シート状支持体35の表面の色(例えば白色)が背
景色となり、発色反応が起こった部分だけカラー画像が
形成されるのである。尚、この発色原理を自己発色と称
する。また、マイクロカプセル紙37における光透過性
支持体31の表面を発色側面と称する。
【0031】本実施形態の場合、前記光透過性支持体3
1の材質としては、PET(ポリエチレンテレフタレー
ト)、ポリ塩化ビニル等の樹脂フィルムが挙げられる。
マイクロカプセル32としては、トリフェニルメタン
系、スピロピラン系染料の色原体、トリメチロールプロ
パントリアクリレートの如きアクリロイル基含有化合物
の光硬化性樹脂、ならびにベンゾフェノン、ベンゾイル
アルキルエーテルの如き光重合開始剤等を、ゼラチン、
ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリイソシアネー
ト樹脂等の重合体壁に内包した物など公知のものを使用
することができる。
【0032】又、共反応体33としては、マイクロカプ
セル32内の色原体の組成等との関連もあるが、酸性物
質、例えば、酸性白土、カオリン、酸性亜鉛、酸化チタ
ン等の無機酸化物、フェノールノボラック樹脂、あるい
は有機酸等の公知の顕色剤を用いることができる。この
マイクロカプセル32及び共反応体33に対し、更にバ
インダ、充てん剤、粘度調整剤等が添加され、光透過性
支持体31上に塗布ローラ、スプレイ、ドクタナイフ等
により塗布され、混合塗着層34が形成される。
【0033】シート状支持体35は、透明、半透明、ま
たは不透明な支持体、例えば、紙(セルロース)、合成
紙、ポリエステルやポリカーボネイト等の樹脂フィルム
等を用いることができる。次いで、上記のように構成さ
れるマイクロカプセル紙37の、画像形成領域(現像領
域)およびその周縁領域(非現像領域)について図8を
用い説明する。
【0034】図8はマイクロカプセル紙37の平面図で
ある。例えば、図4において、Y方向に沿って、マイク
ロカプセル紙37を感光感圧プリンタ80の用紙通路P
1に沿って搬送するものとし、少なくとも露光ヘッド2
0が図4のX方向に沿って左右往復移動するものとすれ
ば、マイクロカプセル紙37には、高画質画像を表示す
るための画像形成領域39と、その画像形成領域39を
取り囲む周縁領域40が形成されている。この周縁領域
40は、マイクロカプセル紙が後述する感圧感光プリン
タ等により画像印刷される際、画像形成領域のような高
画質画像を形成できない領域として定義される。
【0035】このような周縁領域40の形成方法の1つ
は、あらかじめ工場にてこの周縁領域40のみに強力な
白色光を露光し、該領域のマイクロカプセルを全て十分
に硬化させることによって実現できる。このようにあら
かじめ硬化されたマイクロカプセルは、圧力現像によっ
ても破裂されないため、画像現像に必要な内部位相(染
料前駆体)は放出されず、該領域はプリンタ出力にて白
枠となるべき範囲と言うことになる。
【0036】また、このような白色光による事前の露光
に換えて、所定の波長光により簡単な模様を事前に露光
しておくこともできる。この周縁部分は所望の画像(高
画質画像)を露光し圧力現像するときに同時に圧力現像
することもできるし、所望の画像の露光前に周縁部分の
み圧力現像しておくこともできる。また、周縁部分とし
ては現像部分と同様に形成しておき、現像領域のみに露
光して圧力現像を現像領域のみで行うことも考えられ
る。但し、この方法は、周縁領域(非現像領域)に破壊
されうるカプセルが残存することになり、取り扱いに注
意が必要である。従って、好ましくは、周縁領域は、所
望の高画質画像の造像露光の前に白色光で露光しておく
か、前記造像露光の後で白色光で露光しておくことが好
ましい。
【0037】次に、図9(a)、図9(b)及び図10
を参照しながら、本発明の露光部の構成について説明す
る。図9(a)は、感光記録媒体としてのマイクロカプ
セル紙37を露光するための露光ヘッド20の要部のみ
を示す模式的な断面図、図10は露光ヘッド20の下面
図であり、後述するように、露光ヘッド20は、複数の
発光素子と、それらを支持(固定)するための基板1と
を備える。
【0038】その製造方法としては、アルミ製の平板状
の基板1の表面に白色ポリイミド製の絶縁層2を100 μ
m程度形成し、その絶縁層2の表面には、電気信号を伝
達するための所定の平面視ランドパターンの電極層3が
印刷形成される。該電極層3は銅35μm、ニッケル5 μ
m、金0.5 〜1.0 μmの3層からなる。このように所定
パターンにて形成された電極層3の所定箇所に必要数の
凹部4を形成し、該各凹部4に発光素子としてのLED
が取着される。
【0039】即ち、前記各凹部4に対応する突起と、凹
部4の下面側で材料逃がし部としての凸部1aに対応す
る凹所が形成された所定の金型(図示せず)を用いて、
前記基板1を公知のファインブランキング加工により精
密にプレス加工することにより、図9(b)に示すよう
に、断面すりばち状の各凹部4が形成される。この場
合、各凹部4の底面4aは基板1の表面と平行に形成さ
れ、その底面4aから上方に向けて広がるように傾斜状
の側面4bが形成されている。基板1の表面の絶縁層2
及び電極層3も凹部4の表面に沿って所定のパターンに
て形成される。また、各凹部4の深さは後述のLED9
の取付高さよりも深く形成されている。
【0040】そして、前記凹部4の底面4aの電極層3
の表面に導電性の接着剤6にてそれぞれ赤LED7、緑
LED8、青LED9が配設され固定されている。ここ
で、前記凹部4の深さは赤LED7、緑LED8、青L
ED9の取付高さよりも若干深く形成されているため、
各LED7,8,9の頂部は前記基板1の表面よりも沈
んだ位置となる。この赤LED7、緑LED8、青LE
D9の頂部からは、ボンディングワイヤ10によって、
リードパターン3の所定位置に電気的結線が施されてお
り、各LEDおよびボンディングワイヤ10は、空気に
触れないように透明な封止材11にて封止してある。
【0041】前記接着剤6としては、赤LED7には銀
ペースト、緑LED8、青LED9にはエポキシ樹脂等
が用いられる。これは、赤LED7は底面が電気的端子
の1つとなるため、導電性の接着剤6によって基板1と
の電気的接続を行うことが必要であるのに対して、緑L
ED8、青LED9では、電気的端子が2点とも頂面に
配されているため、接着には絶縁性で透明なエポキシ樹
脂を用いるのである。透明な接着剤6を用いることで、
緑LED8、青LED9の内部で発生し、底面に進む出
力光は、この透明な接着剤6を通過して凹部4の底面4
aにて反射して再び頂面から出射されるため、出力光が
大きくなる効果がある。
【0042】赤LED7はその基本材料としてAlGa
Asが用いられ、高出力の公知技術であるDDH構造の
ものが適用できる。出力光の中心波長は約650(nm) であ
る。電気的端子は頂面に1個、底面に1個ある。緑LE
D8、青LED9は、ともにその基本材料としてGaN
が用いられたものが適用できる。出力光の中心波長はそ
れぞれ約525(nm) 、約470(nm) である。これらの電気的
端子は頂面に2個あり、底面にはないのである。各LE
Dは電気的な2端子に所定方向に電流を流すことで出力
光を空間中全方向に発する。全方向に発した出力光は、
一部は直接図面中上方に向かい、他の一部は凹部4の側
面4bにて反射作用を受け同様に図面中上方に出射され
る。
【0043】ボンディングワイヤ10は、金線からな
り、各LEDの頂面とリードパターン3に対し、加熱及
び超音波にてボンディング接着される。封止材11は熱
硬化樹脂により形成され、通常透明なシリコーン樹脂、
JCR等が用いられる。熱硬化条件は、通常温度は15
0℃時間は1時間程度である。LED等の一般半導体材
料は空気に触れるとその表面が酸化、吸湿等の作用を受
け特性が急激に劣化するという現象があるから、封止材
11はこれを避ける目的と、ボンディングワイヤ10等
を機械衝撃により破壊しないようにする目的がある。
【0044】基板1の上方には、ピンホール12を複数
個備えた選択供給手段としてのマスク13が、マスク保
持材14を介して位置決めされて配設されている。マス
ク保持体14は基板1上の位置決め用ボス穴15に装着
固定され、マスク保持体14の上端面にはマスク保持用
の位置決め溝14aが形成されている。この位置決め溝
14aに前記マスクが装填されて接着やネジ止め等の固
定手段によりマスク13は基板1と一体に固定される。
本実施形態では、マスク13は前記封止材11により基
板1に一体化されている。
【0045】また、マスク保持材14は、高精度耐熱プ
ラスチック材料からなる成型品であり、基板1上の位置
決めボス穴15をたよりにマスク13の3軸方向の位置
決めを行うものである。前述の通り、封止材11には熱
硬化樹脂を用いるため、これを用いてマスク保持材14
およびマスク13を同時に位置決め接着固定を行う場
合、封止材11の硬化温度であってもマスク保持材14
は変形を受けないように、耐熱性の材料を用いることが
必要である。
【0046】前記マスク13は厚さ0.1mm 程度のステン
レス鋼により形成され、その外形及びピンホール12
は、エッチングにより加工されている。また、その表面
はディッピング工法により黒染め加工されており、光の
無反射処理となる。ピンホール12はその穴径がφ0.2m
m 〜φ0.18mm程度に形成され、この穴径により、感光記
録媒体としてのマイクロカプセル紙37へ供給する光パ
ターンの解像度を決定している。このピンホール12は
前記赤LED7、緑LED8、青LED9の頂部にそれ
ぞれ対向して形成される。
【0047】この場合、本実施例では、赤色用の3個の
LED7a,7b,7cにて1セット、緑色用の3個の
LED8a,8b,8cにて1セット、青色用の3個の
LED9a,9b,9cにて1セットとする。そして、
図10に示すように、赤色用の3個のLEDに関して
は、露光ヘッド20aの往復移動方向(第1の方向、図
10のX方向)には、LED7aとLED7bとの間隔
X1、及びLED7bとLED7cとの間隔X1は、そ
れぞれマイクロカプセル紙37に形成される画像の1画
素(1ドット)の整数倍(例えば16倍)の間隔にて配
置される一方、マイクロカプセル紙37の送り方向(第
2の方向、図10のY方向)には、LED7aとLED
7bとの間隔Y1、及びLED7bとLED7cとの間
隔Y1は、マイクロカプセル紙37に形成される画像の
1画素(1ドット)分乃至その整数倍間隔だけずらして
配置されるように設定するものである。緑色用の3個の
LED8a,8b,8c及び青色用の3個のLED9
a,9b,9cについても、上述のように配置されてい
る。なお、前記第2の方向(図10のY方向)における
赤LED7のセットと緑LED8のセットとの間隔Y2
は16ドット分だけ離して配置され、赤LED7のセッ
トと青LED9のセットとの間隔Y2も16ドット分だ
け離して配置されている。
【0048】従って、マスク13に穿設されるピンホー
ル12の配置関係も前記の各LEDの配置関係と一致す
ることになる。そして、マイクロカプセル紙37を前記
第2の方向(図10のY方向)に送りながら、該マイク
ロカプセル紙37の表面とマスク13とを密接させつ
つ、前記露光ヘッド20aを第1の方向(図10のX方
向)に沿って所定速度Vにて往復移動させる。そして、
前記の移動走査しながら、画像情報に従って各LEDを
独立に変調駆動することによって、所定の中心波長の光
を、所定の光パワーにて、所定時間、所定場所に供給す
ることで、カラー画像の潜像を形成することができるも
のである。
【0049】ついで、本発明の露光ヘッド20を用いて
感光記録媒体の表面上を走査する方法について、図2及
び図10を用いて説明する。図2は本発明にかかる露光
ヘッド20をそなえた感光感圧プリンタの底面図であ
る。便宜上マイクロカプセル紙37は、構成の説明のた
め透視図として記されており、マイクロカプセル紙37
は図面上裏面から露光ヘッド20により露光作用を受け
るものである。
【0050】露光ヘッド20は図2、図9及び図10に
て詳細に説明した通り、ピンホール12を備えたマスク
(選択供給手段)13と、マスク保持材14と、図示し
ない基板1とから形成されており、本露光ヘッド20
は、図2にて説明したキャリッジ48上に固定され、キ
ャリッジ48は案内軸49にそって図面上左右に往復移
動可能に取付けられている。
【0051】ここで、前記キャリッジ48の往復移動方
向(図10のX方向)に沿ってX1=16画素(16ド
ット)ずつ離して配列された3個で1セットの緑LED
8c,8b,8aは、各々マイクロカプセル紙37の送
り方向(図10のY方向)にY1=1画素(1ドット)
だけずらして配置され、同様に前記キャリッジ48の往
復移動方向(図10のX方向)に沿って、X1=16画
素(16ドット)ずつ離して配列された3個で1セット
の赤LED7c,7b,7aは、前記緑LEDのセット
に対してマイクロカプセル紙37の送り方向(図10の
Y方向)に、12ドットだけ遅れた位置であって、赤L
ED7cと赤LED7bとの間も、図10のY方向にY
1=1画素(1ドット)だけずらして配置され、赤LE
D7bと赤LED7aとの間も、図6のY方向にY1=
1画素(1ドット)だけずらして配置される。同様に、
前記キャリッジ48の往復移動方向(図10のX方向)
に沿って、X1=16画素(16ドット)ずつ離して配
列された3個で1セットの青LED9c,9b,9a
は、前記先行する赤LEDのセットに対してマイクロカ
プセル紙37の送り方向(図10のY方向)に、12ド
ットだけ遅れた位置であって、青LED9cと青LED
9bとの間も、図10のY方向にY1=1画素(1ドッ
ト)だけずらして配置され、青LED9bと青LED9
aとの間も、図10のY方向にY1=1画素(1ドッ
ト)だけずらして配置されているものとする。ここで、
図6中、Y2=10画素であり、青LED9aと赤LE
D7aとの間隔は12画素分となる。これは、各色LE
D数(実施例では3個)の整数倍とするためである。
【0052】一方、キャリッジ48には後述する点接触
ボール46とボールソケット51、ボール支持部481
等から構成されてなる現像器45が固定されており、前
記露光ヘッド20の取付位置は前記点接触ボール46よ
りもマイクロカプセル紙37の送り方向の上流側に設定
されている。これら、露光ヘッド20、現像器45を備
えたキャリッジ48は、図1及び図2に示すように、マ
イクロカプセル紙37の送り方向と水平面で直交する方
向(図2のX方向)に沿って延びるガイド軸49,49
に摺動可能に支持され、サーボモータ62およびギア群
61、螺子軸60により機械的な駆動を受け、往復移動
させられる。
【0053】図11は、前記キャリッジ48の移動速度
の時間変化を示すグラフであり、これを用いてキャリッ
ジの移動を説明する。キャリッジ48は、サーボモータ
62等の駆動により、最高速度V[m/sec.)、走査周
期T(sec.)、速度一定時間Tc(sec.)をもって台形
状の速度変化パターンで往復移動させられる。
【0054】即ち、図11に示すように、キャリッジ4
8を最高一定走査速度±V(m/sec.) にて図2のX方
向に沿って往復移動(往復走査移動)させるものとす
る。図11において、時間軸(横軸)に対して傾斜して
いる部分は、往復の移動端での一旦停止と最高一定走査
速度±V(m/sec.) との間の加速域・減速域を示す。
また、時間Tcは、マイクロカプセル紙37における画
像形成領域39の幅方向(X方向)距離をキャリッジ4
8が通過するのに要する時間(前記最高一定走査速度の
所要時間)であり、前記往復の走査周期Tとする。
【0055】そして、マイクロカプセル紙37の各露光
ライン(図2のX方向に沿う1ライン)では前記複数の
赤LED7からなる1セット、複数の緑LED8からな
る1セット、複数の青LED9からなる1セットが画像
情報に従って各々点灯制御される。この点灯制御の際に
は、前記赤LED7c,7b,7aの1セット、緑LE
D8c,8b,8aの1セット、青LED9c,9b,
9aの1セットの取付間隔(ピンホール間隔)Y1が存
在するため、露光ライン中の1点に対する露光は、キャ
リッジ48の走査移動に要する時間と、Y1分のマイク
ロカプセル紙37が送られる時間とに応じた遅延時間t
を加味して行われる。Y1がマイクロカプセル紙37の
2ドット分の距離ならば、キャリッジ48の走査移動と
マイクロカプセル紙37の送りとを2回繰り返せば同セ
ットの別のLEDにて同一の位置が露光されることにな
る。
【0056】即ち、Y1が1ドット分の時には、マイク
ロカプセル紙37の1画素に注目してみると、当該1つ
の画素点(露光点)を白色とするため、G光とR光とB
光とを照射するためには、例えばまず、キャリッジ48
の往路方向への移動時(図10のX方向移動時)に、緑
LED8cに対向するピンホール12が前記1画素点に
位置している時に、当該緑LED8cを所定の短時間Δ
tだけ一回点灯した後、キャリッジ48を往路の終端で
一旦停止させる。次いで、マイクロカプセル紙37を1
ドット分だけ図10のY方向に用紙送りを実行した後、
キャリッジ48の復路方向への移動時(図10のX′方
向移動時)には、緑LED8bに対向するピンホール1
2が前記1画素点に位置している時に、当該緑LED8
bを所定の短時間Δtだけ一回点灯し、キャリッジ48
を復路の終端で一旦停止させる。さらに、マイクロカプ
セル紙37を1ドット分だけ図10のY方向に用紙送り
を実行した後、キャリッジ48の往路方向への移動時
(図10のX方向移動時)に、緑LED8aに対向する
ピンホール12が前記1画素点に位置している時に、当
該緑LED8aを所定の短時間Δtだけ一回点灯した
後、キャリッジ48を往路の終端で一旦停止させる。こ
のようにすると、図12に示すように、着目した1つの
画素点に対して、前記走査周期Tの半分の時間ごとに、
緑LED8c→8b→8aの順序で短時間Δtずつ点灯
することになる。
【0057】そして、次に、マイクロカプセル紙37を
12ドット分だけ図10のY方向に用紙送りを実行した
後、キャリッジ48の復路方向への移動時(図10の
X′方向移動時)に、赤LED7cに対向するピンホー
ル12が前記着目した1つの画素点に位置している時に
赤LED7cを所定の短時間Δtだけ1回点灯した後、
キャリッジ48を復路の終端で一旦停止させる。次い
で、マイクロカプセル紙37を1ドット分だけ図10の
Y方向に用紙送りを実行した後、キャリッジ48の往路
方向への移動時(図10のX方向移動時)に、赤LED
7bに対向するピンホール12が前記1画素点に位置し
ている時に、当該赤LED7bを所定の短時間Δtだけ
一回点灯した後、キャリッジ48を往路の終端で一旦停
止させる。さらに、マイクロカプセル紙37を1ドット
分だけ図10のY方向に用紙送りを実行した後、キャリ
ッジ48の復路方向への移動時(図10のX方向移動
時)に、赤LED7aに対向するピンホール12が前記
1画素点に位置している時に、当該赤LED7aを所定
の短時間Δtだけ一回点灯した後、キャリッジ48を復
路の終端で一旦停止させるのである。同様にして、青L
ED9c→9b→9aの順序で、キャリッジ48を往復
移動させつつ所定の短時間Δt毎に点灯を繰り返すので
ある。
【0058】このように、マイクロカプセル紙37の同
一露光位置(1画素点)に複数回の露光を時間間隔をあ
けて光照射することにより、発色の感度が向上し少ない
光照射エネルギー密度にて、発色の光濃度を変化せしめ
ることができる。即ち、図13に例示するように、縦軸
にシアンの発色光学濃度を採り、横軸に露光エネルギー
密度(J/m2 )の総量を採る。図13において、実線
Aは赤LEDを1回のみ照射したときのシアンの発色光
学濃度の変化を示し、点線Bは赤LEDを前記走査周期
Tの半分の時間間隔をあけて3回に分割して光照射した
場合のシアンの発色光学濃度の変化を示す。図13にお
いて、シアンの発色光学濃度が10%濃度、つまりD10
0.42を得るためには、一回の光照射では3.3 (J/
2 )の露光エネルギー密度を与える必要があるが、前
述のように3回に分割して光照射すると総計で2.2 (J
/m2 )の露光エネルギー密度を与えればよいことにな
る。
【0059】この図13の比較から理解できるように、
露光エネルギー密度(J/m2 )が、0.5 〜3.3 の範囲
では、同じシアンの発色光学濃度の発現するためには、
3回に分割して光照射した場合は小さい露光エネルギー
密度にて済むが、1回の光照射の場合には大きい露光エ
ネルギー密度を必要とすることが判る。その理由は、光
照射に伴うマイクロカプセル紙37におけるマイクロカ
プセル32の重合開始剤と光硬化性樹脂との重合反応速
度は、さほど高速でなく、一度に大量の露光エネルギー
を投入するよりも、適度の時間間隔にて複数回(例えば
2〜6回)に分けて少しずつ露光エネルギーを投入した
ほうが前記の重合反応が促進されやすいからである。
【0060】換言すると、本発明では1つの発光素子で
あるLEDの出力を小さくしたもの、乃至はLEDの設
置個数が少なくても、充分な発色光学濃度を得ることが
できるのである。なお、マイクロカプセル紙37は、少
なくともその画像形成領域39においては速度一定にて
露光、現像されることが好ましい。このため、マイクロ
カプセル紙37を露光、現像するのに最小限必要な速度
一定時間Tcに対応する速度一定での移動距離L(m)
は、少なくとも全てのピンホール12が画像形成領域
(現像領域)39を通過する範囲である。この速度一定
移動距離L(m)は画像形成領域39の幅とピンホール
12の配設パターン、最高速度V(m/sec.) によって
自由に設計することができるものである。数値例を示せ
ば、L=0.1118(m)、V=0.86(m/sec.である。こ
れにより、A6判サイズのマイクロカプセル紙37の表
面全体を露光することができる。
【0061】図15に示すような感光感圧プリンタ80
の制御回路(制御手段)の電気的構成は、CPU70,
ROM71,RAM72からなる周知の論理演算回路か
ら構成されており、CPU70はI/Oポート73を介
して外部のホストコンピュータからのRGB画像データ
を入力するためのコネクタ74が接続され、前記露光ヘ
ッド(各LED)20、保持送りローラ50の駆動モー
タ78に対する駆動回路77、前記キャリッジ送りサー
ボモータ62に対する駆動回路76、フィルムヒータ6
4に対する定電圧電源回路79が接続されている。
【0062】前記ROM71には、装置全体の動作を制
御するためのプログラム、入力された画像データから露
光ヘッド20の各色LEDの点灯時間、タイミングを演
算決定するためのプログラム、RGB露光の順序に応じ
て後述の保持送りローラ50の駆動を制御し、マイクロ
カプセル紙37の搬送を行うためのプログラム、同様に
RGB露光の順序に応じて前記キャリッジ送り用のサー
ボモータ62を制御し、キャリッジを往復走査するプロ
グラム、定電圧電源回路79のON・OFF制御等、種
々のプログラムが記憶され、CPU70はこれらのプロ
グラムに従って動作する。また、RAM72には、作業
者により設定されたコピー枚数や画像の拡大縮小率やマ
イクロカプセル紙37の現像領域のサイズ等が図示外の
入力パネルから入力されて記憶される。CPU70は現
像領域のサイズデータに従って前記キャリッジ送り用の
サーボモータ62の駆動条件を演算し、それに従って、
露光及び圧力現像を行うのである。
【0063】感光感圧プリンタ80に、出力画像のRG
Bデータが送られると、その画像データがR画像デー
タ、G画像データ、B画像データに分離されてRAM7
2のバッファに記憶される。また、露光ヘッド20の各
LEDは、図示しない駆動回路により、フレキシブルハ
ーネス487(図2参照)を介して電気的に駆動を受
け、画像情報に従って点灯消灯制御される。
【0064】次に、前述のように構成された露光ヘッド
20の光利用効率について、図9及び図14を用いて、
数値例を使って説明する。図14は従来の露光部21の
模式的な断面構造を示している。前述の露光ヘッド20
との相違は、露光部21の基板1には凹部が形成されて
おらず、各LED7,8,9は基板表面に取付けられた
点である。
【0065】赤LED7からの出力光パワーは、常温に
て20mAの電流にて駆動したとき、全光束にて2mW
である。また、赤LED7のチップサイズは、外形□0.
3mm, 高さ0.2mm である。チップ頂面から1mm離れた
位置にあるマスク13のピンホール12から出射される
光パワーは、同一駆動条件の時、図14の如く、本発明
の凹部4が無く、平面基板上に各LEDチップを実装し
たときは64μWとなり、その光利用効率は3.2 %であ
る。緑LED8、青LED9についても、その光利用効
率はほぼ同等であった。
【0066】これに対して、図9の如く凹部4を備えた
ものは、同様な条件にてチップ頂面から1mm離れた位
置にあるマスク13のピンホール12から出射される光
パワーは120 μWとなり、光利用効率は6.0 %とほぼ倍
増させることができた。緑LED8、青LED9につい
ても、その効果はほぼ同等であった。また、この様な光
利用効率は側面4bの表面荒さを小さくしたり、側面4
bを自由曲面形状を持った反射鏡とすることで更に上昇
させることができるものである。
【0067】また、画像形成に必要のない迷光について
述べると、図14の如き、凹部4のない露光部21で
は、平面基板上に各LEDチップが実装されているため
赤LED7の横方向への出力光が、直接緑LED8や、
緑LED8を結線するボンディングワイヤ10に当た
り、反射して、緑光の出射すべきピンホール12から出
射してしまうと言ったいわゆる迷光の問題があり、画像
形成装置によって出力されるカラー画像の画像品質を大
きく劣化させてしまうという問題があった。これに対
し、図9の如き構成の露光ヘッド20を用いれば、凹部
4の側面4bの存在により、赤LED7の出力光が、緑
LED8に直接当たってしまうような問題が無く、さら
には、マスク13には無反射処理が施してあるため、直
接ピンホール12から出射されることのない光もこのマ
スク13の表面に吸収されてしまい、画像品質の劣化は
ないものである。
【0068】また、ボンディングワイヤ10の長さや接
着高さに関して、ワイヤーボンダー(ボンディングロボ
ット)により、ボンディング加工を行うとき、本実施形
態による露光ヘッド20を用いれば、ボンディングワイ
ヤー10の長さが短くなること、ボンディング位置がほ
ぼ同一高さであるため、ボンディングロボットの動作が
簡便な工程を踏めることなど、その効果が大きいことは
明白である。
【0069】また、図9において、凹部4の大きさは、
各LEDチップを内包するできるだけ小さい形状にする
ことが光利用効率を上げるために有効であるが、これを
実現する手段として、ランドパターン3中のボンディン
グパッド(ワイヤ10の結線位置)を凹部4以外の部位
に持ってくることが有効である。これはまた、小型で比
較的深い凹部4を形成しなければならないとき、その底
面4aや側面4bにランドパターン3を形成することは
難しいという理由からも有効な手段である。
【0070】また、感光記録材料の所要エネルギー密度
に関して、後述するマイクロカプセル紙の所要エネルギ
ー密度(カプセルが感光硬化するエネルギー密度)は、
約3(J/m2 )である。これは、銀塩写真の感度例0.
1 (J/m2 )の約300倍であり、マイクロカプセル
紙の露光に必要なエネルギーは通常の写真撮影等で感材
に与えられるエネルギーに対して非常に大きいものであ
る。
【0071】本実施形態の画像形成装置を用いてマイク
ロカプセル紙の露光を実現するために、前述の赤LED
7を用いると、600秒で1m2 の範囲を露光するため
には、1つの赤LED7あたり供給可能なパワーは120
μWであるから、書込デューティを100 %とした簡単な
計算式によれば赤LED7は42個必要である。これに
対して、図9の如き凹部4のない画像形成装置では、赤
LED7は倍の84個必要となってしまう。
【0072】次に、マイクロカプセル紙の現像工程につ
いて図2及び図16を参照しながら説明をする。図16
はマイクロカプセル紙37を現像する現像器45の具現
化例である。尚、簡単のために露光済みのマイクロカプ
セル紙37は図示を省略している。圧力現像手段として
の現像器45は、点接触によりマイクロカプセル紙37
表面を弾力押圧することにより現像処理を実現するもの
であり、点接触ボール46をマイクロカプセル紙37に
押しつけながらその押しつけ位置を変化させることによ
り現像領域のみを圧力現像するものである。この押しつ
け位置を変化させるためには、点接触ボール46とマイ
クロカプセル紙37との間にマイクロカプセル紙37の
紙面に平行に相対移動を発生させる。マイクロカプセル
紙37に対して点接触ボール46を移動させてもよい
し、点接触ボール46に対してマイクロカプセル紙37
を移動させてもよいし、マイクロカプセル紙37と点接
触ボール46の双方を移動させてもよい。装置の小型化
のために好ましくは、点接触ボール46をマイクロカプ
セル紙37に平行に一軸線に沿って往復移動させながら
マイクロカプセル紙37を点接触ボール46の移動方向
に交差する方向、好ましくは直交する方向に移動させる
方式がよい。
【0073】この点接触ボール46による加圧点におい
ては、小さい加圧力でマイクロカプセルが圧力現像され
て破壊され、その内包物(無色の染料前駆体)が流出し
て顕色剤と発色反応が起こる。そして点接触ボール46
とマイクロカプセル紙37との相対移動により現像領域
にカラー画像が可視化される。図16に示す実施例にお
いては、圧力現像されるマイクロカプセル紙37がほぼ
平坦な取り付け土台47に固定される。この土台47は
平坦面の他にローラ形状にしてマイクロカプセル紙37
の送りに供することも可能である。
【0074】少なくとも一個の点接触ボール46がマイ
クロカプセル紙37と弾性押圧係合するように配置さ
れ、該点接触がマイクロカプセル紙7に対応する取り付
け土台47の一定範囲を往復移動する。即ち、搬送ロー
ラ50により露光台から搬送されてきたマイクロカプセ
ル紙37は取り付け土台47上で保持送りローラ50に
より保持される。この保持送りローラ50はマイクロカ
プセル紙37の非現像領域を押圧して送りモータにより
後述の1現像ライン毎に回転駆動されるものであり、現
像領域の両側部分に左右一対設けられている。
【0075】この土台47の表面に平行且つ前記マイク
ロカプセル紙の送り方向に直交する案内軸49に沿って
キャリッジ48が往復移動可能に支持されている。この
キャリッジ48のボール支持部481の前記土台47側
にはボールソケット51を介して点接触ボール46が回
動可能に支持されており、このボール46はボールソケ
ット51とともに、前記キャリッジ48に形成された摺
動孔482内を図中上下方向に摺動可能に収納されてい
る。前記ソケット51の上端部には段部511が形成さ
れており、その段部511が前記摺動孔482の下端に
設けられたストッパ部483に当接することにより下部
への抜け落ちが防止されている。
【0076】また、前記ボール支持部481の上面には
前記摺動孔482を上部で閉塞する蓋板484がネジ止
めされており、その蓋板484には調節ネジ485が螺
合されている。そして、この調節ネジ485の軸端と前
記ソケット51との間には弾性体としての圧縮バネ48
6が装填されており、前記ソケット51は前記ストッパ
部483に付勢されている。但し、前記ソケット51が
前記ストッパ部483に当接する前に、点接触ボール4
6が前記土台47に当接付勢されるように各部の寸法が
設定されている。
【0077】ここで、点接触ボール46のマイクロカプ
セル紙37への付勢力は前記圧縮バネ486を使用する
かわりに空圧器や油圧器やソレノイド等種々のもので代
用できる。単に弾性体だけではなく、電磁力を使用して
も可能である。また、点接触ボールを付勢するかわりに
土台側をボールに付勢することも可能であり、両者を互
いに接触する向きにそれぞれ付勢することも可能であ
る。要するに点接触ボールと土台側(マイクロカプセル
紙側)との間の付勢手段であれば何でもよい。
【0078】また、前記キャリッジ48には送りネジ6
0が螺合されており、この送りネジ60が送りサーボモ
ータ62の出力軸621に連結され正逆回転される。こ
の送りネジ60の正逆回転によりキャリッジ48は前記
土台47に平行に往復移動され、その往復移動により前
記点接触ボール46の加圧点が順次変更されることとな
る。
【0079】なお、前記送りサーボモータ62は回転方
向と回転量を制御可能なものであって、駆動量検出用の
エンコーダを備え、制御回路により駆動制御される。こ
の送りモータとしてはオープンループ制御のパルスモー
タを採用することもできる。位置確認機能はなくなる
が、駆動回路が簡略化できるので低コスト化ができる。
また、パルスモータの他にも一般的なDC/ACモータ
等を採用することも可能である。駆動量を制御可能なモ
ータを使用するのは、前記マイクロカプセル紙37の現
像領域のみを加圧現像するために現像領域のサイズに従
ってキャリッジ48の往復移動量を設定するためであ
る。
【0080】前記案内軸49に沿ってキャリッジ48を
移動させて1ラインの圧力現像が終了したら前記保持送
りローラ50を1ライン分回転させて再びキャリッジ4
8を移動させて1ラインの圧力現像を行うという動作を
繰り返し、現像領域の全てにわたって圧力現像を行うの
である。図17及び図18は、感光感圧プリンタ80の
第2実施形態を示し、パーソナルコンピュータにおけ
る、タワー型CPUケース内に装着できるものであっ
て、メインケース100の前面開口部100a内に対し
て給紙部ケース102が着脱自在に挿入可能に構成され
ており、給紙部ケース102の前面左右両側に装着され
た係止用クラッチノブ103を所定方向に回動させるこ
とにより、図示しないラッチがメインケース100の係
合部に係脱する。
【0081】給紙部ケース102の前面には、マイクロ
カプセル紙37を積層して収容したカートリッジ67が
着脱自在に装着されている。給紙部ケース102内に
は、給紙用ローラ65と、給紙経路P5と排紙経路P6
とに切り換えるための経路切換体104と、送りローラ
対68と、搬送板105上のマイクロカプセル紙37の
表面(上面)を加熱するためのフィルムヒータ64とが
配置されている。
【0082】メインケース100内には、前記給紙部ケ
ース102の後部開口106に隣接して下側に位置固定
の下ニップローラ107aを配置し、該下ニップローラ
107aの上側に隣接させた上ニップローラ17bは、
図示しないアクチュエータにて下ニップローラ17aと
の間隔を接離可能とするように構成されている。この上
下ニップローラ107a,107bは、圧力現像のため
のものである。この一対のローラの奥側に隣接して露光
台66が配置され、この露光台66の上面に近接する前
記第1実施形態と同様の露光ヘッド20を備えたキャリ
ッジ48は、案内軸49,49を介してマイクロカプセ
ル紙37の送り方向と直交する方向に摺動自在に支持さ
れている。
【0083】本実施形態では、カートリッジ67から給
紙されるマイクロカプセル紙37が図17の左方向に搬
送される途次、感度向上のための露光作業前処理とし
て、マイクロカプセル紙37の表面を50℃前後にフィ
ルムヒータ64にて加熱するが、前記上下ニップローラ
107a,107bの隙間は大きく開けて押圧作業しな
い。そして、前記案内軸49の軸線と平行状に配設され
たタイミングベルト108の一部を前記キャリッジ48
に連結し、図示しないサーボモータにてタイミングベル
ト108を駆動させることにより、前記第1実施形態と
同様に露光を実行し、搬送ローラ対109を介して用紙
往復通路P3の奥側に送る。
【0084】露光作業を終了したマイクロカプセル紙3
7が用紙往復通路P3のストッパー位置69にて一旦停
止した後、図17の右方向に搬送されるときには、前記
露光ヘッド20はマイクロカプセル紙37の搬送経路の
側方に退避する位置で停止させている。そして、前記上
下ニップローラ107a,107bは、その隙間を閉じ
て300 Kg重程度の力でローラ間をばねにより圧接さ
れ、露光後のマイクロカプセル紙37の表面を所定圧力
にて押圧しつつフィルムヒータ64にて80℃〜100
℃の温度で加熱処理して発色を促進させる。前述の圧力
現像処理を終えたマイクロカプセル紙37は給紙部ケー
ス102内の経路切換体104にて、排紙通路P6から
排紙ローラ75を介して感光感圧プリンタ80の外に排
出される。
【0085】なお、パソコンCPUから等の外部からの
入力データ(RGBデータ、駆動制御信号等)はメイン
ケース100の奥側の入力部ポート110aから制御基
板111へ入り、感光感圧プリンタ80側の出力データ
は出力部ポート110bから出力される。そして、RG
Bデータは、フレキシブルケーブル112を介して露光
ヘッド20に伝送される。また、図18の側端部113
に、搬送されるマイクロカプセル紙37の側縁を当接す
ることにより、幅寸法の異なるマイクロカプセル紙37
の搬送経路の基準位置となる。
【0086】本実施形態では、マイクロカプセル紙37
が図17の左方向に搬送されつつ露光作用を受けるとき
は、当該マイクロカプセル37の搬送方向に1ドットず
つ等の間欠移動するが、右方向への圧力現像作用を受け
るときには、マイクロカプセル37は所定の一定速度で
連続的に移動することになる。以上詳述したように、本
発明の画像形成装置としてのプリンタ80は前述の実施
形態にのみ限定されるものではなく種々の変形が可能で
ある。
【0087】本発明の感光記録媒体は前述のマイクロカ
プセル紙のみに限定されるものではなく種々の変形が可
能である。マイクロカプセル紙としては、前述の自己発
色型のものの他に、転写型のものも採用可能である。マ
イクロカプセルを担持する透明基材シートと、その基材
シートのマイクロカプセル面に対し顕色材を担持した受
像紙の顕色剤面を重ね合わせて剥離可能に一体化してお
き、基材シートを露光ヘッド側にしてカートリッジから
給紙し、一体のまま露光・現像し、装置外に排出してか
ら受像紙を剥離するようにすれば良い。加圧破壊された
カプセルから流出した色材としての染料前駆体が受像紙
の顕色剤に転写され、これと反応して発色し、顕在化す
るのである。
【0088】また、染料前駆体の代わりに、予め着色さ
れた顔料や染料を感光物質と共にマイクロカプセルに内
包させることもできる。この場合は、顕色剤のない受像
紙(普通紙)を基材シートに剥離可能に一体化すること
により、転写型の画像形成が可能である。剥離すること
により受像紙に画像が顕在化されるからである。また、
マイクロカプセル紙以外にも銀塩フィルム、ジアゾ式感
光紙等、感光によって露光作用を受け、現像作用を受け
ることでこれが顕色化するような感光記録媒体を用いた
画像形成装置であれば、本発明にかかる課題を有してい
るため、本発明の解決手段を用いることで同等な効果が
得られるものである。また、電子写真色のプリンタに使
用される静電潜像形成用の感光ドラムにも露光すること
ができる。
【0089】圧力現像手段として、マイクロカプセルを
加圧破壊可能な実施形態の全てを採用することができ
る。また、発光素子はLEDのみに限るものでなく、E
L発光素子、プラズマ発光素子、レーザ発光素子等、様
々な構造のものが適用できる。また、発光素子は赤青緑
から構成される必要はなく、感光記録媒体の感度特性に
合わせ、様々な波長のものを選択することができる。例
えば、赤外光、赤、緑と選んでも良いし、遠赤外光、近
赤外光、赤と選んでも差し支えない。また、紫外線、遠
紫外線も発光素子の色の選択肢の有効な例である。
【0090】また、発光素子の色数は、赤緑青の3色に
限るものでなく、1色または2色でも良いし、発色剤に
イエロー、マゼンタ、シアン、黒を用いるような通常の
カラープリンタの如く4色また、それ以上を選択するこ
ともできる。また、選択供給手段としては、ピンホール
を備えた薄板であるマスクだけでなく、図19に示すよ
うに、単玉プラスチックレンズ等の結像光学系を用いる
ことができる。即ち、基板1の位置決め穴15に装着さ
れる保持具114に基板の凹部4に対向して光通過孔1
21を形成し、その光通過孔121の周縁部にレンズ取
付部を形成し、その取付部に単玉プラスチックレンズ1
22を取着し、そのレンズ122の焦点位置に前記マイ
クロカプセル紙37を配置するのである。このようにレ
ンズ系を用いても本発明にかかる凹部の作用にて、レン
ズに入射する光パワーは増大することから、結果的に感
光記録媒体へ供給できる光パワーは増加し、本発明によ
って光利用効率を高める事ができるという効果はなんら
変わらない。
【0091】
【発明の効果】以上詳述したことから明らかなように、
請求項1記載の画像形成装置は、所定波長光に対して強
度が変化する感光成分と色材とを内包したマイクロカプ
セルを担持し、露光により画像情報の潜像が形成される
感光記録媒体と、その感光記録媒体を露光するための露
光手段と、露光された感光記録媒体を加圧して強度の弱
いマイクロカプセルを破壊し、破壊したマイクロカプセ
ルから流出した前記色材により前記潜像を顕在化させる
ための現像手段とを有する画像形成装置であって、前記
感光記録媒体の給紙部から前記露光手段への搬送経路
と、前記現像手段から排紙部への排紙経路は、少なくと
も一部が共通経路とされ、前記感光記録媒体を前記給紙
部から前記共通経路を通って前記露光手段及び現像手段
に搬送し、露光され現像された感光記録媒体を前記共通
経路を通って前記排紙部に搬送する搬送手段と、前記共
通経路上に設けられ、前記感光記録媒体を、前記露光手
段による露光前に加熱すると共に、前記現像手段による
現像後に再度加熱するための加熱手段とを備えたもので
ある。
【0092】従って、露光前の感光記録媒体の表面を予
め所定の温度に加熱することにより、露光時に感光記録
媒体に付与する光エネルギー量が少なくても、後の感光
記録媒体の感度を向上できることになる。換言すると、
露光ヘッドにおける各発光素子の光出力が小さくても、
もしくは露光ヘッドにおける発光素子の設置個数が少な
くても、充分な発色光学濃度を得ることができるという
顕著な効果を奏するのである。
【0093】そして、現像後の感光記録媒体の表面を加
熱手段にて所定温度に加熱することより、感光記録媒体
中のマイクロカプセルの硬度を充分固くして、後に発色
の変化を生じさせないように定着できる。本発明では、
画像形成装置の給紙部から供給した感光記録媒体を、搬
送経路の往路において露光させた後、復路において現像
させるか、もしくは搬送経路の復路おいて露光及び現像
させる作業において、前記給紙部と現像手段との共通搬
送経路中に配置したただ一つの加熱手段により、露光前
及び現像後の感光記録媒体の表面をそれぞれ加熱するこ
とができ、露光前及び現像後の両方において加熱するこ
とができるから、加熱手段の設置個数が少なくなり、画
像形成装置の構成が至極簡単となって、製造コストを低
減できる効果を奏する。
【0094】また、請求項2に記載の発明は、請求項1
に記載の画像形成装置において、前記加熱手段からの、
露光前に感光記録媒体に付与される熱量が少なく、現像
後の感光記録媒体に付与される熱量が多くなるように加
熱量を制御する加熱量制御手段を備えたものである。こ
のように、加熱手段から感光記録媒体に付与される熱量
を制御するだけで、感光記録媒体の感度向上と定着操作
とを実行でき、高品質の画像を得ることができる画像形
成装置を提供することができる。
【0095】さらに、請求項3に記載の発明は、請求項
1または請求項2に記載の画像形成装置において、前記
加熱量制御手段は、前記共通経路上の加熱手段を感光記
録媒体を通過させる際の前記搬送手段の搬送速度を、露
光手段による露光前の加熱時は高速に設定し、前記現像
手段による現像後の加熱時は低速に設定するものであ
る。
【0096】従って、加熱手段自体の発熱量は一定に保
持されていても、その箇所の通過する感光記録媒体の移
動速度(搬送速度)を高低に変更するだけの簡単な制御
にて、当該感光記録媒体の単位面積当たりに付与できる
熱量の変更を高い精度にて制御できるという顕著な効果
を奏する。そして、請求項4に記載の発明は、請求項1
乃至請求項3のいずれかに記載の画像形成装置におい
て、前記加熱手段は、正温度係数を備えたフィルムヒー
タにて構成したものである。
【0097】このように、正温度係数を備えたフィルム
ヒータであれば、加熱手段を一定温度に保持する制御が
至極簡単となり、感光記録媒体に付与される熱量にむら
も生じないので、高品質の画像を簡単に得ることができ
るという効果を奏する。また、請求項5または6に記載
の発明のように、前記加熱手段は、絶縁性合成樹脂フィ
ルムにカーボンブラック等の導電性粒子を分散させたも
のより構成したもの、もしくは、絶縁性合成樹脂フィル
ムの片面に正温度係数を有する発熱体を添設形成したも
のより構成したもののいずれであっても良く、前記フィ
ルムの中間部が突出するように屈曲されて、その両端部
にて支持基板に固定されているものである。
【0098】従って、このようなフィルムヒータを使用
することにより、感光記録媒体の表面へフィルムヒータ
の中間の湾曲突出部分を摺接させるという簡単な操作
で、当該感光記録媒体への熱付与を実行できるから、従
来の加熱ローラのように加熱手段自体を回転駆動する必
要がなく、駆動手段を省略して画像形成装置の構成も至
極簡単となるという効果を奏するのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】マイクロカプセル紙を処理するための感光感圧
プリンタの第1実施形態の構成断面図である。
【図2】前記第1実施形態の感光感圧プリンタの底面図
である。
【図3】感光記録媒体の温度と感度との関係を示すグラ
フ図である。
【図4】加熱手段としてのフィルムヒータの一部切欠き
斜視図である。
【図5】正温度係数を有するフィルムヒータの温度と電
気抵抗の(20℃を基準とする)変化率を示す図であ
る。
【図6】フィルムヒータの発熱温度の変化を示す図であ
る。
【図7】マイクロカプセル紙の断面図である。
【図8】マイクロカプセル紙の平面図である。
【図9】(a)は露光ヘッドの模式的な断面図、(b)
は凹部の要部拡大断面図である。
【図10】露光ヘッドの拡大下面図である。
【図11】キャリッジの移動速度を示すグラフ図であ
る。
【図12】露光のタイミングチャートである。
【図13】1回露光及び複数分割回露光による付与露光
エネルギーとシアン発色光学濃度の比較を示すグラフ図
である。
【図14】従来の露光手段の模式的な断面図である。
【図15】感光感圧プリンタの電気的構成を表すブロッ
ク図である。
【図16】第1実施形態におけるマイクロカプセル紙を
圧力現像する現像器の構成図である。
【図17】感光感圧プリンタの第2実施形態の構成断面
図である。
【図18】感光感圧プリンタの第2実施形態の構成平断
面図である。
【図19】露光ヘッドの別の実施形態を示す模式的な断
面図である。
【符号の説明】
1 基板 4 凹部 7a,7b,7c 発光素子としての赤LED 8a,8b,8c 発光素子としての緑LED 9a,9b,9c 発光素子としての青LED 10 電気的結線 12 ピンホール 13 マスク(選択供給手段) 20 露光ヘッド 32 マイクロカプセル 37 感光記録媒体としてのマイクロカプセル紙 45 現像器 47 土台 64 フィルムヒータ 80 画像形成装置

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定波長光に対して強度が変化する感光
    成分と色材とを内包したマイクロカプセルを担持し、露
    光により画像情報の潜像が形成される感光記録媒体と、 その感光記録媒体を露光するための露光手段と、 露光された感光記録媒体を加圧して強度の弱いマイクロ
    カプセルを破壊し、破壊したマイクロカプセルから流出
    した前記色材により前記潜像を顕在化させるための現像
    手段と、を有する画像形成装置であって、 前記感光記録媒体の給紙部から前記露光手段への搬送経
    路と、前記現像手段から排紙部への排紙経路は、少なく
    とも一部が共通経路とされ、 前記感光記録媒体を前記給紙部から前記共通経路を通っ
    て前記露光手段、現像手段に搬送し、露光され現像され
    た感光記録媒体を前記共通経路を通って前記排紙部に搬
    送する搬送手段と、 前記共通経路上に設けられ、前記感光記録媒体を、前記
    露光手段による露光前に加熱すると共に、前記現像手段
    による現像後に再度加熱するための加熱手段とを備えた
    ことを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】 前記加熱手段からの、露光前に感光記録
    媒体に付与される熱量が少なく、現像後の感光記録媒体
    に付与される熱量が多くなるように加熱量を制御する加
    熱量制御手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載
    の画像形成装置。
  3. 【請求項3】 前記加熱量制御手段は、前記共通経路上
    の加熱手段を感光記録媒体を通過させる際の前記搬送手
    段の搬送速度を、露光手段による露光前の加熱時は高速
    に設定し、前記現像手段による現像後の加熱時は低速に
    設定することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装
    置。
  4. 【請求項4】 前記加熱手段は、正温度係数を備えたフ
    ィルムヒータであることを特徴とする請求項1乃至請求
    項3のいずれかに記載の画像形成装置。
  5. 【請求項5】 前記加熱手段は、絶縁性合成樹脂フィル
    ムにカーボンブラック等の導電性粒子を分散させたもの
    であり、中間部が突出するように屈曲されて、その両端
    部にて支持基板に固定されていることを特徴とする請求
    項1乃至請求項4のいずれかに記載の画像形成装置。
  6. 【請求項6】 前記加熱手段は、絶縁性合成樹脂フィル
    ムの片面に正温度係数を有する発熱体を添設形成したも
    のであり、中間部が突出するように屈曲されて、その両
    端部にて支持基板に固定されていることを特徴とする請
    求項1乃至請求項4のいずれかに記載の画像形成装置。
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