JPS62183392A - 画像記録方法及びその装置 - 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、昇華性染料を蒸発させた染料蒸気を記録媒体
面上に噴射させて文字又は図形を形成するようにした画
像記録方法及びその方法に関するものである。

従来の技術 従来、昇華性染料を用いた画像記録方法として種々の方
式のものが提案されている。これらの内の例を上げると
次のようなものがある。

まず、第一に特公昭５６−２０２０号公報に示された方
式がある。これは第１２図及び第１３図に示す方式であ
る。すなわち、第１２図に示すものにおいては、昇華性
染料１を内蔵させたノズル２と記録体３との間に帯電電
極４、電界レンズ５、静電偏向電極６を設け、前記ノズ
ル２内に設けたヒータ７で加熱することにより染料蒸気
８を発生させ、この染料蒸気８を帯電電極４で帯電させ
る。

この帯電された染料蒸気８は、前記記録体３の背面に配
設された背面電極９に向けて飛翔するが、この飛翔する
染料蒸気８は電界レンズ５により収束され、静電偏向電
極６により偏向されて記録体３の面上に付着する。

また、第１３図に示すものは、第１２図の構造に対して
その静電偏向電極６の代わりに電界シャッター１０を設
けたものであり、この電界シャッター１０により染料蒸
気８の記録体３に対する噴出量を制御する。

このような記録方式の基本形を複数個利用してカラー記
録を可能にしたものとしては、特開昭５４−７１６３６
号公報や特開昭５４−７１６３７号公報等に開示されて
いる。

この方式による場合には、染料蒸気８の噴出はその染料
蒸気８の蒸気圧のみによって行われるものであり、強制
的に噴出させるための手段が設けられていない。一般的
に染料蒸気８の蒸気圧は通常の使用温度では極めて低い
ために、充分な噴出力を得ることができず、高速記録を
行うことは困難である。

従来の第二の方式としては、第１４図に示す特開昭５９
−２２７５９号公報に記載された方式がある。すなわち
、ノズル１１部分にその軸心と直交する平面内に位置さ
せて色の異なる三木の昇華性染料枠１２を放射状に配設
し、レーザー光源１３とエアー系１４とを設ける。そし
て、レンズ１５を駆動して三色の昇華性染料枠１２の内
、所望の昇華性染料枠１２にレーザー光源１３からのレ
ーザー光を集光照射して染料蒸気を発生させる。

この染料蒸気はエアー系１４から送られる圧縮空気によ
りノズル１１の先端から吹き出して記録体１６の面上に
付着する。

発明が解決しようとする問題点 前述の第一の方式による場合には、染料蒸気８の噴出は
その染料蒸気８の蒸気圧のみによって行われるものであ
り、強制的に噴出させるための手段が設けられていない
。一般的に染料蒸気８の蒸気圧は通常の使用温度では極
めて低いために、充分な噴出力を得ることができず、高
速記録を行うことは困難であると云う問題点がある。

この染料蒸気８の蒸気圧を高めるためには、染料の加熱
温度を高くすればよいが、この加熱温度を高めると染料
分子の分解が生じると云う別の問題が生じて実用的では
ない。

また、前述の第二の方式による場合には、ノズル１１か
ら吹き出した圧縮空気の流れが記録体１６に当たり、そ
の進路が妨げられて記録体１６に沿ってノズル１１周囲
に広がってしまう。そのため、圧縮空気によって運ばれ
る染料蒸気はノズル１１の径に較べてかなり広い範囲に
わたって広がるため、高解像度を得ることが困難である
と云う問題点がある。

問題点を解決するための手段 昇華性染料を加熱して染料蒸気を発生させ、この染料蒸
気中に凝結性物質を加熱して発生させた凝結性物質の蒸
気を混合して混合蒸気を形成し、この混合蒸気の噴出量
を制御しながらその混合蒸気の圧力によりノズルから記
録体に向けて噴出させ、前記昇華性染料を前記記録体上
に付着させて画像を形成する。

作用 昇華性染料による染料蒸気の蒸気圧は低くても、凝結性
物質の蒸気の蒸気圧が加算されて染料蒸気単体の蒸気圧
よりも高くなり、混合蒸気の噴出が良好になされる。ま
た、凝結性物質の蒸気の圧力は、凝結性物質の加熱温度
の制御、あるいは、加熱部への凝結性物質の供給量の制
御等により容易に制御することができ、混合蒸気の噴出
状態の制御が容易である。そのため、昇華性染料の加熱
温度が低くても噴射に必要な蒸気圧は充分に得られ、高
速記録も可能である。また、記録体に向けて噴射される
混合蒸気は、その飛翔中、あるいは、記録体上で冷却さ
れ、その混合蒸気中の凝結性物質の蒸気が凝縮して体積
収縮を生じ、混合蒸気の流れが記録体の面上に沿って広
がる状態がなく、高解像度の記録がなされる。

実施例 本発明の第一の実施例を第１図乃至第５図に基づいて説
明する。まず、記録体１７に対向させてその記録体１７
の面に沿って相対的に移動自在の記録ヘッド１８が設け
られている。この記録ヘッド１８は、断熱隔壁１９によ
り前後方向に区分されて、染料室２０と凝結性物質室２
１とが形成されている。

前記染料室２０の内部は、正面から見ると扇形をしてお
り、各々扇形をした四個の染料室２０ａ。

２０ｂ、２０ｃ、２０ｄが放射状に配列されている。そ
して、これらの染料室２０には昇華性染料２２が収納さ
れている。すなわち、染料室２０ａにはシアン染料２２
ａが収納され、染料室２０ｂにはマゼンタ染料２２ｂが
収納され、染料室２０Ｃにはイエロー染料２２ｃが収納
され、染料室２０ｄにはブラック染料２２ｄが収納され
ている。

前記染料室２０の正面には、ノズル２３が形成されてい
る。このノズル２３は前記染料室２０ａ。

２０ｂ、２０ｃ、２０ｄにそれぞれ対応して形成されて
いるもので、四個のノズル２３ａ、２３ｂ。

２３ｃ、２３ｄにより構成されている。これらのノズル
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄには、画像信号源２４
に接続された噴出量制御装置２５が設けられている。こ
の噴出量制御装置２５は電歪振動子や磁歪振動子により
ノズル２３の流体抵抗を制御するようにしているもので
ある。本実施例の噴出量制御装置２５は第５図に示すよ
うに電歪振動子２６を用いたもので、この電歪振動子２
６はノズル２３の開口部を開閉する弁２７に連結されて
いる。前記電歪振動子２６は前記昇華性染料′　　２２
の昇華温度が摂氏２００〜２５０℃と高いので、耐熱性
の優れたものが使用される。これは磁歪振動子を用いた
場合にも同様であり、キューリ点が摂氏３００　℃程度
に高いものが適当である。

また、前記染料室２０の上部には、各染料室２０ａ、２
０ｂ、２０ｃ、２０ｄに対応させて染料供給部２８が設
けられている。そして、前記染料室２０の下部には昇華
性染料加熱手段としてのヒータ２９が設けられている。

このヒータ２９は前記各染料室２０　ａ、　　２０　ｂ
、　　２０　ｃ、　　２０　ｄの全体にわたって一個の
もめが取付けられているものである。

ついで、前記凝結性物質室２１には、例えばエチルアル
コール、アセトン等の凝結性物質３０が収納され、その
上面には凝結性物質３０を供給するための凝結性物質供
給部３１が形成されている。

また、その凝結性物質室２１の下部には凝結性物質加熱
手段としてのヒータ３２が埋設されている。

しかして、前記断熱隔壁１９の上方には前記染料室２０
ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄのそれぞれに連通ずる連通
孔３３が形成され、前記凝結性物質室２１で発生した凝
結性蒸気３４を各染料室２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０
ｄに供給し、その染料室２０で発生した染料蒸気３５と
混合させて混合蒸気３６が形成される。

このような構成において、各染料室２０ａ、２０ｂ、２
０ｃ、２０ｄ内の昇華性染料２２はヒータ２９により加
熱されて昇華し、染料蒸気３５となって各染料室２０　
ａ、　　２０　ｂ、　　２０　ｃ、　　２　Ｏｄ内に充
満する。一方、凝結性物質室２１内においては、凝結性
物質３０がヒータ３２により加熱されて凝結性蒸気３４
を発生する。この凝結性蒸気３４は連通孔３３を通って
染料室２０　ａ、　　２０　ｂ。

２０ｃ、２０ｄ内に入り、染料蒸気３５と混合して混合
蒸気３６が形成される。

このようにして形成された混合蒸気３６の蒸気圧は、染
料蒸気３５の蒸気圧と凝結性蒸気３４の蒸気圧とが加算
されたものである。そして、凝結性蒸気３４の蒸気圧は
ヒータ３２の加熱温度で制御可能であるので、混合蒸気
３６の蒸気圧も制御可能である。そのため、混合蒸気の
蒸気圧を記録ヘッド１８の外部の圧力よりも高くなるよ
うに設定することにより、ノズル２３が開放されれば混
合蒸気３６が強制的に噴出される。

しかして、画像信号源２４からの画像信号により噴出量
制御装置２５は駆動され、電歪振動子２６が振動して弁
２７を振動開閉し、ノズル２３から噴出される混合蒸気
３６の量を制御する。この混合蒸気３６の噴出は、前述
のように混合蒸気３６の蒸気圧が高いため、強制的に噴
出され、その混合蒸気３６は記録体１７に向けて確実に
飛翔する。

このように飛翔する混合蒸気３６は、その飛翔中、ある
いは、記録体１７の面上で冷却されるため、この混合蒸
気３６中に含まれる凝結性蒸気３４が冷却されて凝結し
、その結果、混合蒸気３６は体積収縮する。二のような
混合蒸気３６の体積収縮により混合蒸気３６の流れがノ
ズル２３周辺の記録体１７に沿って広がることがなく、
混合蒸気３６に含まれる染料蒸気３５は記録体１７に付
着する際、広がらずにノズル２３の径と略同径の微小画
素を形成し、極めて高解像度の画像が記録される。

また、本実施例では、昇華性染料２２としてシアン染料
２２ａ、マゼンタ染料２２ｂ、イエロー染料２２ｃ、ブ
ラック染料２２ｄの四色のものを用いているので、カラ
ー画像が記録される。このカラー画像の形成に当っては
、その第一の方法として各ノズル２３ａ、２３ｂ、２３
ｃ、２３ｄの向きを適当に設定して各色の混合蒸気３６
が記録体１７上の同一点に同一タイミングで付着するよ
うにする。また、その第二の方法としては、ノズル２３
ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄの方向は互いに平行に形成
し、記録ヘッド１８をそれらのノズル２３の配列方向に
沿わせて移動させ、各ノズル２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、
２３ｄからの混合蒸気３６の噴出のタイミングをずらし
て記録体１７上の同一点で各色の昇華性染料２２が順次
付着混合されるようにする。

このように本実施例によれば、染料蒸気３５に凝結性蒸
気３４を混合することにより記録ヘッド１８の外部の圧
力より高い圧力の蒸気圧を有する混合蒸気３６を形成し
ているため、高速記録が可能になる。

つぎに、第６図と第７図とに基づき第一の実験例を説明
する。すなわち、縦軸が印字濃度であり、横軸が印字領
域である。しかして、染料加熱温度を２００℃とし、外
気圧が１気圧の状態で室内の圧力を１．０３４気圧とし
、ノズル径を１０７μｍとした。

そこで、第６図に示すものは凝結性物質ではないヘリュ
ウムを用いたものであり、可視限界濃度における印字ド
ツト径は約０．７５ｍｎ＋である。これに対して、第７
図に示す凝結性物質としてのアセトンを用いたものは、
そのドツト径が約０．３５Ｍである。したがって、両者
を比較すれば２分の１以下のドツト径の形成、すなわち
、記録画素の直径を小さくすることができるものである
。

なお、アセトンの加熱温度は沸点より少し高めに設定さ
れている。

つぎに、第８図と第９図とに示すものは、第二の実験例
であり、染料加熱温度は２００℃である点は前述のもの
と同様であるが、外気圧が１気圧の状態で室内の圧力を
１．０１７気圧とし、ノズル径を６７μｍと小さくした
。

そこで、第８図に示すものは凝結性物質ではない空気の
場合に、可視限界濃度におけるドツト径が約０．５Ｍで
あるのに対し、第９図に示す凝結性物質エチルアルコー
ルの場合には、約０．１６柵の直径のドツトになる。こ
れによっても、凝結性物質の利用により記録画素の直径
を小さくすることに関しては効果的なものである。

なお、エチルアルコールの加熱温度は、沸点より少し高
めに設定されている。

ついで、第１０図及び第１１図に基づいて本発明の第二
の実施例を説明する。本実施例の記録ヘッド３７は断熱
隔壁３８で上下に仕切られた染料室３９と凝結性物質室
４０とが形成されている。

前記染料室３９内には昇華性染料４１が収納され、その
下部にはヒータ４２が設けられている。そして、染料室
３９の背部には染料供給部４３が形成されている。また
、前記染料室３９の上部の正面にはノズル４４が形成さ
れている。ついで、前記凝結性物質室４０内には、凝結
性物質４５が収納され、その凝結性物質室４０の上部に
は凝結性物質供給部４６が形成されている。

しかして、前記断熱隔壁３８には凝結性物質４５が自然
落下することがないような内径の連通孔４７が形成され
、この連通孔４７に臨ませて電歪素子等による凝結性物
質供給装置４８が設けられている。この凝結性物質供給
装置４８には、画像信号源４９が接続されている。また
、前記凝結性物質供給装置４８の下部には加熱部５０が
形成されている。この加熱部５ｏは球状の蒸発室５１と
その下部に位置するヒータ５２と前記染料室３９に開口
する孔５３とよりなる。そして、前記染料室３９内では
染料蒸気５４が発生し、前記蒸発室５１では凝結蒸気５
５が発生し、かつ、前記染料室３９の内部でこれらの混
合蒸気５６が形成される。

なお、前記記録ヘッド３７に対向させて記録体５７が設
けられている。

このような構成において、画像信号源４９からの信号に
より凝結性物質供給装置４８に信号が与えられると、連
通孔４７を経て凝結性物質４５が加熱部５０の蒸発室５
１に滴下し、ヒータ５２による加熱でその凝結性物質４
５は蒸発して凝結性蒸気５５とされる。

一方、染料室３９内ではヒータ４２により昇華性染料４
１が加熱されて染料蒸気５４を発生しており、この染料
蒸気５４と前述の凝結性蒸気５５とが混合されて混合蒸
気５６が形成される。そして、この染料室３９内の蒸気
圧は、染料蒸気５４の蒸気圧と凝結性蒸気５５の蒸気圧
とが加算されたものとなり、とくに、加熱部５０への凝
結性物Ｊ１！ｔ４５の供給量によりその蒸気圧は制御さ
れる。

そのため、この混合蒸気５６の蒸気圧によりノズル４４
からその混合蒸気５６が噴出し、記録体５７に向けて飛
翔する。この飛翔時、または、記録体５７への接触時に
凝結性蒸気５５が凝結し、混合蒸気５６の体積収縮を行
わせて前記実施例と同様にノズル４４の径と同様な微小
画素を形成し、かつ、ノズル４４周辺の記録体５７表面
に混合蒸気５６が拡散することも防止する。

発明の効果 本発明は、昇華性染料を加熱して発生させた染料蒸気に
凝結性物質を加熱して発生させた凝結性蒸気を混合して
記録ヘッド外部の圧力より高い圧力を有する混合蒸気を
形成し、記録ヘッド外部の圧力との差圧による噴出力を
持たせ、その噴出量を制御した状態でノズルから噴出さ
せるようにしたので、昇華性染料の加熱温度を低くでき
るとともに高速の画像記録を行うことができ、また、混
合蒸気内の凝結性蒸気がその飛翔中、または、記録体の
表面で体積収縮を生じ、記録画素の直径を小さくすると
ともにノズル周辺の記録体の表面に沿って広がることを
防止して高解像度の記録ができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例を示す縦断側面図、第２
図はその斜視図、第３図は第１図におけるＡ−Ａ線断面
図、第４図は第１図におけるＢ−Ｂｌｉｌ断面図、第５
図はノズル部分を拡大して示す部分縦断側面図、第６図
及び第７図は印字濃度と印字領域との関係を示す第一の
実験例を示すグラフ、第８図及び第９図は印字濃度と印
字領域との関係を示す第二の実験例を示すグラフ、第１
０図は本発明の第二の実施例を示す縦断側面図、第１１
図はその一部を拡大した縦断側面図、第１２図は従来の
一例を示す縦断側面図、第１３図は第１２図に示した方
法と同様な画像記録方法の別の装置の一例を示す縦断側
面図、第１４図は従来の他の方法の一例を示す縦断側面
図である。 １７・・・記録体、２２・・・昇華性染料、２３・・・
ノズル、２５・・・噴出量制御装置、２９・・・ヒータ
（昇華性染料加熱手段）、３０・・・凝結性物質、３２
・・・ヒータ（凝結性物質加熱手段）、３４・・・凝結
性蒸気、３５・・・染料蒸気 −已＆）帽襖

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、昇華性染料を加熱して染料蒸気を発生させ、この染
   料蒸気中に凝結性物質を加熱して発生させた凝結性物質
   の蒸気を混合して混合蒸気を形成し、この混合蒸気の噴
   出量を制御しながらその混合蒸気の圧力によりノズルか
   ら記録体に向けて噴出させ、前記昇華性染料を前記記録
   体上に付着させて画像を形成するようにしたことを特徴
   とする画像記録方法。 ２、混合蒸気の噴出量をノズルの流体抵抗を制御するこ
   とにより行うようにしたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の画像記録方法。 ３、混合蒸気の噴出量を混合蒸気の圧力を制御すること
   により行うようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の画像記録方法。 ４、複数の昇華性染料を各々区切られた染料室で加熱し
   て色の異なる染料蒸気を発生させ、これらの染料蒸気中
   に凝結性物質を加熱して発生させた凝結性物質の蒸気を
   混合して複数種の混合蒸気を形成し、これらの混合蒸気
   の噴出量を制御しながらその混合蒸気の圧力により各染
   料室毎に設けられたノズルから記録体に向けて噴出させ
   、前記昇華性染料を前記記録体上に付着させて画像を形
   成するようにしたことを特徴とする画像記録方法。 ５、複数のノズルを記録体上の同一点に向けて形成し、
   複数種の昇華性染料を同一点に同一タイミングで付着混
   合するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第４
   項記載の画像記録方法。 ６、複数のノズルの配列方向に沿わせて記録ヘッドを移
   動させ、各ノズルからの混合蒸気の噴出のタイミングを
   ずらして記録体の同一点で各色の昇華性染料を順次付着
   混合するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
   ４項記載の画像記録方法。 ７、昇華性染料の染料蒸気を発生させるための昇華性染
   料加熱手段と、凝結性物質の凝結性蒸気を発生させるた
   めの凝結性物質加熱手段と、染料蒸気に凝結性蒸気を混
   合して混合蒸気を形成する混合手段と、この混合蒸気を
   噴出させるためのノズルと、このノズルから噴出される
   前記混合蒸気の噴出量を制御する制御手段とよりなるこ
   とを特徴とする画像記録装置。 ８、制御手段はノズルの流体抵抗を制御することを特徴
   とする特許請求の範囲第７項記載の画像記録装置。 ９、制御手段は混合蒸気の圧力を制御することを特徴と
   する特許請求の範囲第７項記載の画像記録装置。 １０、昇華性染料を収納する染料収納室と、この染料収
   納室の下部に設けられ前記昇華性染料の染料蒸気を発生
   させるための昇華性染料加熱手段と、凝結性物質を収納
   した凝結性物質収納室と、この凝結性物質収納室の下部
   に設けられ前記凝結性物質の凝結性蒸気を発生させるた
   めの凝結性物質加熱手段と、前記染料蒸気と前記凝結性
   蒸気とを混合させて混合蒸気を形成するために前記染料
   収納室と前記凝結性物質収納室間に設けられた連通部と
   、前記混合蒸気を噴出させるためのノズルと、このノズ
   ルから噴出される前記混合蒸気の噴出量を制御する制御
   手段とよりなることを特徴とする画像記録装置。 １１、制御手段はノズルの流体抵抗を制御することを特
   徴とする特許請求の範囲第１０項記載の画像記録装置。 １２、制御手段は混合蒸気の圧力を制御することを特徴
   とする特許請求の範囲第１０項記載の画像記録装置。