DE69424808T2

DE69424808T2 - Drucker nach der Sublimationsart und photographisches Papier dafür

Info

Publication number: DE69424808T2
Application number: DE69424808T
Authority: DE
Inventors: Masanori Ogata; Shuji Sato; Hiroyuki Shiota
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-01-27
Filing date: 1994-01-27
Publication date: 2000-12-21
Anticipated expiration: 2014-01-28
Also published as: EP0609149A3; EP0609149B1; DE69424808D1; EP0609149A2; US5561451A

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Drucker, wie beispielsweise einen Sublimations-Farbbild-Laserdrucker zum Erstellen eines Thermodruckes von stehenden Video- oder Fernsehbildern, usw. auf einem Photopapier mittels Sublimationsfarbstoffen oder dergleichen.

Stand der Technik

Sublimations-Drucker wurden für Anwendungen vorgeschlagen, die den Druck von Video- und/oder Fernsehbildern auf Photopapier oder dergleichen erfordern. Derartige Druckertypen werden favorisiert, da sie kein(en) Thermokopf oder Farbband benötigen und mit geringem Stromverbrauch arbeiten können. Außerdem können sie eine beträchtlich kleine Größe aufweisen und kostengünstig sein.
Ein derartiger Sublimations-Bilddrucker ist in der EP-A-0 593 364 offenbart, die einen Stand der Technik gemäß Art. 54(3) EPÜ für die vorliegende Erfindung darstellt. Eine solche herkömmliche Art eines Sublimations-Druckers wird im Detail anhand der Fig. 13 und 14 erläutert. Wie man in Fig. 13 sehen kann, nimmt ein Sublimations- Farbbild-Laserdrucker (nachfolgend: Drucker) 1 eine Kassette 3 mit lichtempfindlichem Papier bzw. Photopapier 50' auf. Der Drucker 1 enthält eine ebene Basis 4 zum Drucken auf einem Rahmengestell 2, wobei das Rahmengestell 2 von einem Außengehäuse 2a abgedeckt wird. Ein Ausgabeschlitz 2b ist in der Vorderseite des Außengehäuses 2a vorgesehen, und hinter dem Ausgabeschlitz 2b ist eine durch einen Motor 5 angetriebene Förderwalze 6a vorgesehen. Die Förderwalze 6a kontaktiert eine unter Druck betriebene Walze 6b derart, daß das Photopapier 50' zwischen den Walzen 6a, 6b aus dem Drucker 1 ausgegeben werden kann. Der Drucker 1 weist weiter ein Treiberschaltungs-Kopfsubstrat 7 auf, das mit einer Kopfanordnung 10 verbunden ist, welche auf der ebenen Basis 4 angeordnet ist. Das Substrat 7 und die Kopfanordnung 10 sind durch einen elastischen Kabelsatz 7a miteinander verbunden.
Bezug nehmend auf die Fig. 14 und 15, ist die Kopfanordnung mit Farbstoffbehältern 11 (11Y (gelb), 11M (magentarot), 11C (cyaninblau)) versehen, die feste Sublimationsfarbstoffe 12 (12Y, 12M, 12C) jeweils der oben genannten Primärfarben aufnehmen. Die Farbstoffe 12 können zum Beispiel in verfestigter Pulverform vorliegen. Ein Farbstoffdurchgang 15 (15Y, 15M, 15C) verbindet über einer verschleißfeste Schutzschicht 13 der Kopfanordnung 10 jeweils den Behälter 11 und einen Verdampfungsabschnitt 17. Die Schutzschicht 13 besteht aus einem hochfesten Material und ist an der Unterseite einer aus Glas, transparenter Keramik oder dergleichen bestehenden Kopfbasis 14 angeordnet. Der Farbstoffdurchgang 15 ermöglicht den Durchfluß des Farbstoffes 12 als verflüssigten Farbstoff 12', nachdem er durch Erwärmungseinheiten 16 (Fig. 14) erwärmt wurde, welche einen an der Unterseite der Kopfbasis 14 vorgesehenen Widerstand aufweisen. Der verflüssigte Farbstoff 12' von jedem der Farbstoffdurchgänge 15 wird zu den Verdampfungsabschnitten 17 gebracht. Dort können zum Beispiel drei Verdampfungsabschnitte 17Y, 17M und 17C vorhanden sein, einer für jeweils eine der Primärfarben gelb, magenta und cyanin. Eine Laserstrahlungsquelle (d. h. ein Halbleiterlaser) 18 ist über der Kopfbasis 14 an einem Befestigungsgestell 19 befestigt. Verdampfungsporen 17a der Verdampfungsabschnitte 17 werden durch Laserstrahlen L, welche an den Laserquellen 18 erzeugt werden, bestrahlt.
Wie man am besten in Fig. 14 erkennen kann, weist jeder der Verdampfungsabschnitte 17 mehrere Poren 17a auf, in denen jeweils eine obere lichtdurchlässige Isolierschicht 20' an einer Unterseite der Kopfbasis 14 auf einer Licht-Wärme-Umsetzungsschicht 21' und einer unteren Klebemittelschicht 23' vorgesehen ist. Die Licht-Wärme- Umsetzungsschicht 21' absorbiert Licht von dem Laserstrahl L und setzt denselben in Wärme um, während die Klebemittelschicht 23' darin eingesetzte Glasperlen 22' zum Halten von verdampftem Farbstoff 12" aufweist, welcher durch den Laserstrahl L an jeder Verdampfungspore 17a verdampft wurde. Die lichtdurchlässige Isolierschicht 20' besteht zum Beispiel aus einem klaren PET-Harz, und die Licht-Wärme- Umsetzungsschicht 21' ist durch Auftragen eines Bindemittels und feiner Kohlenstoffpartikel auf die Unterseite der lichtdurchlässigen Isolierschicht 20' gebildet. Die Glasperlen 22' sind mit einer Größe von 5 bis 10 um im Durchmesser ausgewählt. Die Erwärmungseinheiten 16 arbeiten, um den festen Farbstoff 12 verflüssigen zu können und daß er als verflüssigter Farbstoff 12' aufrechterhalten werden und nach unten fließen kann, um an den Glasperlen 22' gehalten zu werden, um entsprechend der Bestrahlung des Verdampfungsabschnitts 17 durch den Laserstrahl L in einen Farbstoff in Dampfform 12" umgesetzt zu werden.
Blätter des Photopapiers 50' werden einzeln aus der Kassette 3 zwischen der ebenen Basis 4 und der Kopfanordnung 10 herausgezogen, um zu den Walzen 6a, 6b gefördert zu werden. Die Kopfanordnung 10 ist unter einer leichten Last (etwa 50g) durch Belastungsfedern 9 gegen die ebene Basis 4 vorgespannt, wie dies in Fig. 13 zu sehen ist.
Mehrere Laserquellen 18 für jede der Farben gelb, magenta und cyanin (nachfolgend: Y, M, C) sind an der Kopfanordnung 10 in drei Reihen aufgereiht, um eine Erwärmung und Verflüssigung jeweils für die Farbstoffe 12Y, 12M und 12C durchzuführen. Die Farbstoffe 12 in jedem der Farbstoffbehälter 11Y, 11M und 11C werden durch die Erwärmungselemente 16 auf den Schmelzpunkt erwärmt und jeder Pore 17a der mehreren Verdampfungsabschnitte 17Y, 17M, 17C über die Durchgänge 15 quantitativ zugeführt. Der Farbstoff 12 kann sich von den Behältern 11 zu den Glasperlen 22' über eine einfache Kapillarwirkung bewegen.
Zum Drucken wird, wenn das Photopapier zwischen den Walzen 6a, 6b positioniert ist, dem Kopfabschnitt für jede Zeile eines zu druckenden Bildes ein Signal geschickt, und für jede einzelne Farbe werden Laserstrahlen L gemäß den Laserquellen 18 erzeugt, die dann an den jeweiligen Licht-Wärme-Umsetzungsschichten 21' in Wärme umgesetzt werden, so daß eine passende Menge an verflüssigtem Farbstoff jeder Farbe Y, M und C an den Glasperlen 22' gehalten wird, um durch die zugeführte Wärme verdampft zu werden, um nacheinander in der Abfolge Y, M und C auf eine Farbstoff aufnehmende Schicht 50'a an der Oberfläche des Photopapiers 50' aufgebracht zu werden. Das bedruckte Photopapier 50' wird dann zwischen die Schutzschicht und die ebene Basis 4 geführt, um einen vollendeten Farbdruck fertigzustellen.
Fig. 17 zeigt eine herkömmliche Art Photopapier, das in einem solchen oben beschriebenen Sublimations-Laserdrucker 1 verwendet wird. Wie man sehen kann, ist das Photopapier 50' ein Laminat aus einer Farbstoff aufnehmenden Oberflächenschicht 50'a, einer Licht absorbierenden Schicht 50'e, einer Polypropylenschicht 50'b, einer Papierbasisschicht 50'c und einer Polypropylenschicht 50'd. Hiernach absorbiert die Licht absorbierende Schicht 50'e des Photopapiers 50' einen Teil des Lichts von der Laserquelle 18 und setzt ihn in Wärme um, um die Farbstoff aufnehmende Oberflächenschicht 50'a zu erwärmen, um die Bildung eines Thermodrucks aus dem verdampften Farbstoff 12" auf der Farbstoff aufnehmenden Oberflächenschicht 50'a zu unterstützen.
Wie in Fig. 15 zu sehen ist, kann der Kopfabschnitt 10 eines solchen Sublimations- Laserdruckers 1 eine längliche Pore 17b an einer Seite davon aufweisen. Diese längliche Pore 17b erlaubt die Bestrahlung des Photopapiers durch einen zweiten Laser Lo zum Entfernen von Verfärbungen bzw. Verblassungen, die durch die Anwesenheit eines in der Licht absorbierenden Schicht 50'e des Photopapiers 50' vorhandenen Licht absorbierenden Mittels verursacht werden. Das heißt, das in der Licht absorbierenden Schicht 50'e vorhandene Mittel gibt dem Photopapier 50' einen blassen Farbton, und die Bestrahlung durch den Laserstrahl Lo deckt das Licht absorbierende Mittel, um ein schärferes ansehnlicheres Bild auf dem Photopapier 50' zu erzeugen.
Jedoch wird gemäß einer derartigen herkömmlichen Anordnung eines Sublimations- Laserdruckers, da die Licht-Wärme-Umsetzungsschichten 21' durch Auftragen des Bindemittels und der Kohlenstoffpartikel auf die lichtdurchlässige Isolierschicht gebildet werden müssen, wenn die Dicke der Schicht größer als 1 um wird, die Wärmekapazität zu groß (die spezifische Wärmekapazität beträgt im allgemeinen 1,3 J/gK, was sehr hoch ist) und die Wärmeleitfähigkeit wird verringert (d. h. 0,15 W/mK), und auch die Thermodiffusionsgeschwindigkeit wird geringer. Wenn die Lichtenergieverteilung des Laserstrahls ungleichmäßig ist, wie beispielsweise bei einer Gauß'schen Verteilung oder dergleichen, folgt deshalb die Wärmeumsetzung dieser Verteilung und es wird schwierig, Farben gleichmäßig zu drucken. Da die Farbstoffe 12 durch einen Kapillareffekt zu den Glasperlen 22' gebracht werden und die Größen der Glasperlen 22' leicht variieren können, ist es auch schwierig, sicherzustellen, daß eine gleichmäßige Menge Farbstoff zu jedem Verdampfungsabschnitt 17 gelangt, und aus diesem Grund ist es auch schwierig, eine Einheitlichkeit der Farbe sicherzustellen.
Außerdem unterliegt die Licht-Wärme-Umsetzungsschicht 21' selbst einer Zerstörung aufgrund der erzeugten Wärme, und das PET-Harzmaterial der Isolierschicht 21' neigt zu einer thermischen Beschädigung bei etwa 140ºC. Auch ist der Bereich der Licht- Wärme-Umsetzungsschicht 21' größer als der Bestrahlungsbereich eines Lichtflecks von der Laserquelle 18, und ein Druckbereich des Farbstoffes 12 und ein Energiewirkungsgrad des Thermodrucks werden verschlechtert, da überschüssige Wärme verloren geht.
Weiter muß, da die Glasperlen 22' als Halteschicht zum Zurückhalten des verflüssigten Farbstoffes 12' vor der Verdampfung verwendet werden, eine Klebemittelschicht 23' vorgesehen werden, und das Problem der Wärmebeständigkeit tritt auf. Das heißt, während die Zufuhr des verflüssigten Farbstoffes 12' zu den Glasperlen 22' von der Diffusionsgeschwindigkeit des Farbstoffes 12 selbst abhängt, ist es unmöglich, den Farbstoff 12 den Glasperlen 22' mit wesentlich höheren Geschwindigkeiten zuzuführen, da die Zufuhrgeschwindigkeit entsprechend Betriebseinflüssen und dem Einfluß der jeweiligen Laserquellen 18 schwankt.
Auch müssen, um eine hohe Auflösung zur Gewährleistung einer guten Bildqualität zu erhalten, die Verdampfungsabschnitte 17 in Reihen und etwa 30 um voneinander beabstandet vorgesehen werden. Dies schränkt das Material ein, das für die Schutzschicht 13 verwendet werden kann und verursacht hohe Produktionskosten bei der Herstellung für Ätz- und Verbundtechniken, usw. Es wird auch darauf hingewiesen, daß gemäß dem herkömmlichen Aufbau eine separat zugewiesene Laserquelle zum Betrieb der länglichen Pore 17b für die Bestrahlung des Licht absorbierenden Mittels erforderlich ist.
So war es erforderlich, einen Sublimations-Farbbild-Laserdrucker vorzusehen, bei dem die obigen Nachteile verringert werden können.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist deshalb eine grundsätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Sublimations-Farbbild- Laserdrucker bereitzustellen, mit dem eine gleichmäßige Farbverteilung sowie eine hohe Zuverlässigkeit und Haltbarkeit erzielt werden kann.
Um die vorgenannten und weitere Aufgaben zu lösen, wird ein Sublimations- Laserdrucker bereitgestellt, mit einem Behälter zur Unterbringung verfestigten Farbstoffes, der einen Festkörper-Sublimationsfarbstoff enthält, wobei der Behälter an einer Oberseite eines Kopfabschnitts des Druckers angebracht ist; einem Verdampfungsabschnitt mit wenigstens einer Verdampfungspore, die an einer Unterseite durch eine Öffnung in einer Schutzschicht geöffnet ist, wobei die Schutzschicht eine Oberfläche eines Photopapiers, auf dem der Druckvorgang ausgeführt werden soll, berührt; einem Versorgungsdurchgang für verflüssigten Farbstoff, welcher in dem Kopfabschnitt definiert ist und einen Auslaß des Farbstoffbehälters und einen Innenraum der Verdampfungspore miteinander verbindet; einer nahe des Versorgungsdurchgangs für verflüssigten Farbstoff vorgesehenen Erwärmungsvorrichtung zum Schmelzen des Festkörper-Sublimationsfarbstoffes und Aufrechterhalten des Farbstoffes in einem flüssigen Zustand; Licht-Wärme-Umsetzungsvorrichtungen in entsprechenden Verdampfungsporen; einer Laserquelle, die über jeder der Licht-Wärme-Umsetzungsvorrichtungen angebracht ist und arbeitet, um eine Verdampfungsfunktion durch Bestrahlen der Licht-Wärme-Umsetzungsvorrichtungen zu bewirken, um so den verflüssigten Farbstoff zu verdampfen; wobei die Licht-Wärme- Umsetzungsvorrichtungen ausgebildet sind, um an ihrer Unterseite den der Verdampfungspore von dem Versorgungsdurchgang für verflüssigten Farbstoff eingeführten verflüssigten Farbstoff zu empfangen und zu halten, wobei die Laserquelle arbeitet zum Verdampfen des an der Unterseite der Licht-Wärme-Umsetzungsvorrichtungen gehaltenen verflüssigten Farbstoffes, und wobei der Bereich der Unterseite der Licht-Wärme-Umsetzungsvorrichtungen auf einen Bereich des Photopapiers begrenzt ist, der durch eine vor bestimmte Menge des Farbstoffes durch den Verdampfungsvorgang des Druckers zum Drucken eines Punktes abdeckbar ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft ebenso ein Verfahren zum Drucken und die Verwendung eines speziell geeigneten Photopapiers mit dem obigen Drucker.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Querschnitt einer Kopfanordnung eines Sublimations-Laserdruckers gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 ist ein Querschnitt einer Kopfanordnung eines Sublimations-Laserdruckers gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3(a) bis 3(d) sind erläuternde Darstellungen der Beziehung zwischen einer Temperaturveränderung und einer Kunststoffdeformation in einem wärmebeständigen, lichtdurchlässigen Harzmaterial sowie des Farbstoffflusses zu aufeinander folgenden Zeitpunkten der Laserbestrahlung;
Fig. 4 ist ein Querschnitt einer Kopfanordnung eines Sublimations-Laserdruckers gemäß einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 5 ist ein Querschnitt einer Kopfanordnung eines Sublimations-Laserdruckers gemäß einem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 6 ist eine umgekehrte perspektivische Explosionsdarstellung der Kopfanordnung von Fig. 5,
Fig. 7 ist eine umgekehrte perspektivische Darstellung einer in der Kopfanordnung von Fig. 5 verwendeten Schutzschicht;
Fig. 8 ist eine umgekehrte vergrößerte, perspektivische Teilansicht eines Verdampfungsabschnitts der Kopfanordnung;
Fig. 9 ist eine schematische Darstellung einer Anordnung einer Erwärmungsplatte und von Licht-Wärme-Umsetzungselementen in der Kopfanordnung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel;
Fig. 10 ist ein vergrößerter Querschnitt eines Photopapiers für optimale Ergebnisse beim Einsatz mit dem Sublimations-Laserdrucker der Erfindung;
Fig. 11 ist eine perspektivische Darstellung einer Basiskonstruktion einer Kopfbefestigungsvorrichtung eines erfindungsgemäßen Sublimations-Druckers;
Fig. 12 ist ein Querschnitt einer Kopfanordnung eines Sublimations-Laserdruckers gemäß einem sechsten bevorzugten Ausführungsbeispiel;
Fig. 13 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines herkömmlichen Sublimations-Farbbild-Laserdruckers;
Fig. 14 ist ein Querschnitt einer Kopfanordnung des herkömmlichen Druckers von Fig. 13;
Fig. 15 ist eine perspektivische Darstellung einer Kopfanordnung für einen herkömmlichen Sublimations-Laserdrucker,
Fig. 16 ist ein vergrößerter Querschnitt eines wichtigen Merkmals der Kopfanordnung des herkömmlichen Druckers von Fig. 15; und
Fig. 17 ist ein Querschnitt eines in dem herkömmlichen Drucker der Fig. 13 und/ oder 15 verwendeten Photopapiers.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Sublimations-Farbbild-Laserdruckers (nachfolgend kurz Drucker) 1 gemäß der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben. Die Komponenten und der Aufbau des erfindungsgemäßen Druckers 1 entsprechen in etwa der herkömmlichen Konstruktion, und so werden die gleichen Bezugsziffern zur Bezeichnung gleicher bzw. ähnlicher Teile verwendet.
Nun Bezug nehmend auf die Zeichnungen, zeigt Fig. 1 einen Querschnitt eines Kopfabschnitts 10 des Sublimations-Laserdruckers 1 des ersten Ausführungsbeispiels. Wie in den Zeichnungen zu sehen, ist der Aufbau des Kopfabschnitts 10 im allgemeinen der gleiche wie derjenige der herkömmlichen Anordnung, einschließlich der Farbstoffbehälter 11Y, 11M und 11C, die Sublimationsfarbstoffe 12Y, 12M und 12C aufnehmen und zwischen einer Kopfbasis 14 aus Glas, lichtdurchlässiger Keramik oder dergleichen und einer Schutzschicht 13 aus einem hochfesten Material geformte Durchgänge 15 besitzen. Es sind auch Erwärmungselemente 16 vorgesehen, die im Vergleich zum Stand der Technik relativ langgestreckt sind, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Die Erwärmungselemente 16 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel bestehen aus elektrischen Widerständen und mehreren Laserquellen 18, wie beispielsweise Halbleiter-Laserchips, die an der Kopfbasis 14 über Gestelle 19 befestigt sind, um so die Laserquellen 18 über den Verdampfungsporen 17a von Verdampfungsabschnitten 17 zu positionieren.
Außerdem ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Einwegeventil 24 zwischen jedem der festen Farbstoff 12 aufnehmenden Farbstoffbehälter 11 und den flüssigen Farbstoff 12' aufnehmenden Farbstoffdurchgängen 15 sowie eine als Farbstoff-Druck- und Zufuhrvorrichtung arbeitende Vibrationseinheit 25 vorgesehen. Die Vibrationseinheit 25 besteht aus einem bimorphen Element, einem Piezoelement oder dergleichen und arbeitet, den Farbstoff 12 von den Farbstoffbehältern 11 zu den mit allen Durchgängen 15 für flüssigen Farbstoff in Verbindung stehenden Verdampfungsabschnitten 17 zu treiben. Das Einwegeventil 24 funktioniert zum Verschließen eines Auslasses 23 des Farbstoffbehälters 11 während einer Aktivierung der Vibrationseinheit 25 und öffnet den Auslaß 23, wenn keine Druckerzeugung (Vibration der Vibrationseinheit 25) stattfindet. So tropft, wenn das Einwegeventil 24 geöffnet ist, fester Farbstoff 12 in Pulverform in den Durchgang 15 für flüssigen Farbstoff, wo er erwärmt wird, um zu einem flüssigen Farbstoff 12' zu werden, und er entsprechend der Betätigung der Vibrationseinheit 25 unter Druck gesetzt wird, um den Farbstoff 12' zu den mit dem Durchgang 15 für flüssigen Farbstoff in Verbindung stehenden Verdampfungsabschnitten 17 zu verteilen.
Außerdem sind die Verdampfungsabschnitte 17 des vorliegenden Ausführungsbeispiels, anstelle mit dem Isolierelement 20' der herkömmlichen Anordnung, mit einer wärmebeständigen, lichtdurchlässigen Basis 20 versehen, die gleichzeitig eine hohe Wärmebeständigkeit mit guten Lichtübertragungs- und Isoliereigenschaften ausmacht. Auf eine Unterseite der Basis 20 laminiert ist eine Licht-Wärme-Umsetzungsschicht 21 zum Empfangen des Lichts des Laserstrahles L durch die lichtdurchlässige Basis 20 und Umsetzen desselben in Wärme vorgesehen. An einer Unterseite der Licht-Wärme- Umsetzungsschicht 21 ist eine Schicht 22 zum Halten von flüssigem Farbstoff für das Zurückhalten von dem Verdampfungsabschnitt 17 aus dem Durchgang 15 für flüssigen Farbstoff eingeführten verflüssigtem Farbstoff, um durch gemäß der Bestrahlung der Licht-Wärme-Umsetzungsschicht 21 durch den Laserstrahl L erzeugte Wärme verdampft zu werden, vorgesehen.
Im Detail ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die wärmebeständige, lichtdurchlässige Basis 20 aus einem lichtdurchlässigen Filmmaterial gebildet, das auf die Kopfbasis 14 aufgetragen ist und eine Wärmebeständigkeit von nicht weniger als 180ºC, eine Wärmeleitfähigkeit von nicht mehr als 1 W/mK, eine Durchlässigkeit im nahen Infrarotbereich von nicht weniger als 85% für eine Dicke von 10 um, eine spezifische Wärmekapazität von nicht mehr als 2 J/gK und eine Dichte von nicht mehr als 3 g/cm³ aufweist.
Die Licht-Wärme-Umsetzungsschicht 21 ist zum Beispiel als ein dünner metallischer Film aus einer Nickel-Kobalt-Legierung ohne Bindemittel durch Aufdampfen, Sputtern oder dergleichen und mit einer Infrarot-Durchlässigkeit von nicht weniger als 0,9% für eine Dicke von nicht mehr als 1 um, einer spezifischen Wärmekapazität von nicht mehr als 0,5 J/gK, einer Wärmeleitfähigkeit von nicht weniger als 20 W/mK und einer Dichte von nicht mehr als 20 g/cm³ ausgebildet. Außerdem ist der Bereich der Licht- Wärme-Umsetzungsschicht 21 auf einen Druckbereich S des verdampften Farbstoffes 12" beschränkt (Fig. 1).
Die Schicht 22 zum Halten des flüssigen Farbstoffes ist gemäß dem vorliegenden Ausbildungsbeispiel ein dünner metallischer Film, der direkt auf der Licht-Wärme- Umsetzungsschicht 21 ausgebildet ist. Der metallische Film der Schicht 22 zum Halten des flüssigen Farbstoffes ist durch eine Ätzbearbeitung oder dergleichen in einer Maschenform ausgebildet, um so den verflüssigten Farbstoff 12' zurückzuhalten.
Gemäß der oben beschriebenen Zusammensetzung ist der erfindungsgemäße Drucker 1 in der Lage, verflüssigten Farbstoff 12' zu den Poren 17a der Verdampfungsabschnitte aufgrund der Maschenstruktur der Schicht 22 zum Halten von flüssigem Farbstoff in gleichmäßigen Mengen und aufgrund des Vorsehens der Erwärmungselemente 16 und der Vibrationseinheiten 25 mit einer hohen Geschwindigkeit zuzuführen. Weiter verhindert das Einwegeventil 24, daß verflüssigter Farbstoff in die Farbstoffbehälter 11 eintritt, und unterstützt die Vibrationseinheiten 25 bei der Erzeugung eines geringen Drucks auf den verflüssigten Farbstoff, was es in Kombination mit den Erwärmungselementen und dem Kapillareffekt dem Drucker ermöglicht, bei einer höheren Geschwindigkeit mit einer größeren Farbengleichmäßigkeit zu drucken.
Da die Licht-Wärme-Umsetzungsschicht 21 aus einem dünnen metallischen Film besteht, ist es außerdem möglich, die Wärmebeständigkeit der Licht-Wärme- Umsetzungsschicht 21 zu verbessern, um ihre fortlaufende Benutzung zu erlauben. Da die Dicke der Licht-Wärme-Umsetzungsschicht gering gehalten und ihre Fläche auf den Druckbereich S des verdampften Farbstoffes 12" begrenzt ist, kann die Wärmekapazität klein gehalten werden und der Bereich um die Licht-Wärme-Umsetzungsschicht 21 herum kann durch den verflüssigten Farbstoff 12' wirksam isoliert werden, um den gesamten Wärmewirkungsgrad der Anordnung zu verbessern.
Da die wärmebeständige, lichtdurchlässige Basis hochwärmebeständig ist, kann sie eine kontinuierliche Benutzung aushalten. Auch kann die Wärmeleitfähigkeit groß gemacht werden, während die Thermodiffusion schnell über deren gesamten Bereich durchgeführt wird, auch wenn die Lichtenergieverteilung vom Laserstrahl L ungleichmäßig ist, wie beispielsweise bei einer Gauß'schen Verteilung. So kann eine gleichmäßige Temperaturverteilung realisiert werden. Weiter ist es, weil die Licht-Wärme- Umsetzungsschicht 21 direkt auf die wärmebeständige lichtdurchlässige Basis 20 aufgebracht ist, möglich, den Lichtabsorptionsquotienten und die Wärmeleitfähigkeit durch Erhöhen oder Verringern einer zugeführten Menge Sauerstoff während des Abscheidens in geeigneter Weise zu verändern und zu optimieren.
Da die Halteschicht 22 für den flüssigen Farbstoff als ein dünner metallischer Film direkt über der Licht-Wärme-Umsetzungsschicht 21 gebildet ist, ist auch keine Verbindungsschicht erforderlich und der Wärmewirkungsgrad wird verbessert, während die Größe und die Komplexität des Aufbaus reduziert werden. Auch wird der dünne metallische Film der Halteschicht 22 für flüssigen Farbstoff in eine Maschenform verarbeitet, und durch Variieren des Rasters und der Tiefe der Maschen während der Verarbeitung kann sichergestellt werden, daß eine passende Menge des verflüssigten Farbstoffes 12' jederzeit und sicher gehalten werden kann. Weil die Halteschicht 22 für flüssigen Farbstoff aus einem dünnen metallischen Film gebildet ist, ist deren Wärmebeständigkeit deutlich verbessert und wird so nicht bei starkem und kontinuierlichem Gebrauch verschlechtert.
Nach den obigen Ausführungen werden die Farbstoffe 12 in jedem der Farbstoffbehälter 11Y, 11M und 11C durch die Erwärmungselemente 16Y, 16M und 16C auf den Schmelzpunkt erwärmt und über die Farbstoffdurchgänge 15 quantitativ zu jeder Pore 17a der mehreren Verdampfungsabschnitte 17 zugeführt. Der verflüssigte Farbstoff 12' kann sich wegen des Vorsehens der Vibrationseinheiten 25 und der Erwärmungselemente 16 gleichmäßig und mit hoher Geschwindigkeit von den Behältern 11 zu den Verdampfungsporen 17a bewegen.
Zum Drucken wird, wenn das Photopapier zwischen den Walzen 6a, 6b positioniert ist (Fig. 11), für jede einzelne Zeile eines zu druckenden Bildes und für jede einzelne Farbe ein Signal zu dem Kopfabschnitt geschickt. Laserstrahlen L werden entsprechend an den Laserquellen 18 erzeugt, die dann an den jeweiligen Licht-Wärme-Umsetzungsschichten 21 in Wärme umgesetzt werden, so daß eine geeignete Menge des verflüssigten Farbstoffes jeder Farbe Y, M und C an der Halteschicht 22 für flüssigen Farbstoff jeder der Verdampfungsporen 17a gehalten wird, um' durch zugeführte Wärme, die aus dem Licht des Laserstrahls L durch die Licht-Wärme-Umsetzungsschicht 21 umgesetzt worden ist, verdampft zu werden, um nacheinander in der Abfolge Y, M und C auf eine Farbstoff aufnehmende Schicht 50a an der Oberfläche des Photopapiers 50 aufgedruckt zu werden. Das bedruckte Photopapier 50 wird dann zwischen die Schutzschicht 13 und die ebenen Basis 4 gefördert, um einen vollendeten Farbdruck auszugeben.
Nachfolgend wird ein zweites Ausführungsbeispiel eines Sublimations-Laserdruckers unter Bezug auf die Fig. 2 und 3 beschrieben. Wo es sich anbietet, werden Komponenten des zweiten Ausführungsbeispiels mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet wie die Komponenten des ersten Ausführungsbeispiels.
Bezug nehmend auf Fig. 2 ist ein Querschnitt eines Kopfabschnittes 10 eines Druckers 1 gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel dargestellt. Wie man sehen kann, ist der Aufbau des Kopfabschnittes 10 im wesentlich identisch mit jenem des vorherigen Ausführungsbeispiels, jedoch ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in der Verdampfungspore 17a eine wärmebeständige, lichtdurchlässige Basis 30 an einer Unterseite der Kopfbasis 14 ausgebildet. Die wärmebeständige, lichtdurchlässige Basis 30 besitzt auch Isolationseigenschaften und kann zum Beispiel aus aromatischem Polyamid (Aramid) sein.
Auf eine Unterseite der wärmebeständigen, lichtdurchlässigen Basis 30 laminiert ist eine Licht-Wärme-Umsetzungsschicht 31 als ein dünner metallischer Film aus zum Beispiel einer Nickel-Kobalt-Legierung ausgebildet, die durch Aufdampfen, Sputtern oder dergleichen aufgebracht ist. Ähnlich dem vorigen Ausführungsbeispiel ist der Bereich der Licht-Wärme-Umsetzungsschicht 31 auf einen Druckbereich S des verdampften Farbstoffes 12" begrenzt.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist keine Halteschicht für flüssigen Farbstoff vorgesehen, sondern vielmehr dient die Unterseite der Licht-Wärme- Umsetzungsschicht 30 dazu, eine dünne Schicht von flüssigem Farbstoff 12' zurückzuhalten. Bezug nehmend nun auf die Fig. 3(a) bis 3(d), ist ein Zeitablaufdiagramm zusammen mit einem vergrößerten Querschnitt der Licht-Wärme- Umsetzungsschicht 31 und der wärmebeständigen, lichtdurchlässigen Basis 30 dargestellt. Wie man erkennen kann, ist das Material der wärmebeständigen, lichtdurchlässigen Basis 30 ausgewählt für Wärmeausdehnungseigenschaften, wie in Fig. 3 gezeigt. Wie man sehen kann, dehnt sich das Material der wärmebeständigen, lichtdurchlässigen Basis 30 aufgrund der Bestrahlung durch den Laserstrahl L schnell aus (Fig. 3(b)), und so wird aufgrund der durch die Ausdehnung erzeugten kinetischen Energie eine an der Unterseite der Licht-Wärme-Umsetzungsschicht 31 haftende dünne Schicht verflüssigten Farbstoffes 12' verdampft und abgegeben (Fig. 3(c)) und auf die Oberfläche 50a des Photopapiers 50 gebracht (Fig. 3(d)).
In Fig. 3(c) stellt φ1 einen Durchmesser eines bestrahlten Lichtflecks dar (φ1 = 100 um), und in Fig. 3(d) stellt φ2 einen Durchmesser eines "Punktes" dar (φ2 = 60-80 um), wobei der endgültige Druckbereich S größer ist. Auf diese Weise werden die verdampften Farbstoffe 12"Y, 12"M und 12"C auf die Oberfläche 50a des Photopapiers 50 in der gegebenen Reihenfolge aufgedruckt, so daß Farbstoffschichten einer einzelnen Farbe jeweils übereinander gedruckt werden, während das Photopapier 50 zwischen der ebenen Basis 4 und der Schutzschicht 13 gefördert wird, was ein voll farbig gedrucktes Bild ergibt.
Außerdem ist der Bereich der Licht-Wärme-Umsetzungsschicht 31 auf den Druckbereich S des verdampften Farbstoffes 12" beschränkt, und so kann die Wärmekapazität klein gehalten werden und der Bereich um die Licht-Wärme-Umsetzungsschicht 21 herum ist durch den verflüssigten Farbstoff 12' isoliert, um den Gesamt- Wärmewirkungsgrad der Anordnung zu verbessern. Auch wird, da die wärmebeständige, lichtdurchlässige Basis 30 aus aromatischem Polyamid besteht, die Wärmebeständigkeit verbessert, so daß die wärmebeständige, lichtdurchlässige Basis 30 einen kontinuierlichen Einsatz aushalten kann.
Fig. 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines Sublimations-Farbbild-Laserdruckers 1 gemäß der Erfindung. Der Aufbau des Kopfabschnitts 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist im wesentlichen der gleiche wie derjenige der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele, einschließlich eines Einwegeventils 24 und einer Vibrationseinheit 25. Jedoch ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Lichtwellenleiter 40 in der Verdampfungspore 17a vorgesehen, um als eine Lichtübertragungsvorrichtung für den Laserstrahl L zu arbeiten. Demzufolge wird der Laserstrahl L sicher ohne Verluste in die Verdampfungspore 17a geführt, so daß ein guter Energiewirkungsgrad gewährleistet ist. An einer Unterseite des Lichtwellenleiters 40 ist eine Licht-Wärme-Umsetzungsschicht 41 aus einem dünnen metallischen Film aus zum Beispiel einer Nickel-Kobalt-Legierung ausgebildet, die durch Aufdampfen, Sputtern oder dergleichen aufgebracht ist. Außerdem ist jede der Verdampfungsporen 17a von einem Isoliermaterial 42 umgeben, um den Wärmewirkungsgrad und die Haltbarkeit des Kopfabschnitts 10 zu erhöhen.
Wie bereits für die vorigen Ausführungsbeispiele bemerkt, ist der Bereich der Licht- Wärme-Umsetzungsschicht 41 auf den Druckbereich S des verdampften Farbstoffes 12" beschränkt, und so kann die Wärmekapazität klein gehalten werden und der Bereich um die Licht-Wärme-Umsetzungsschicht 41 herum ist durch das Isoliermaterial 42 und den verflüssigten Farbstoff 12' isoliert, um einen Wärmeverlust an den die Verdampfungspore 17a umgebenden Bereich zu verhindern, so daß der Verdampfungsquotient der Sublimations-Farbstoffe 12 verbessert wird.
Gemäß dem obigen Aufbau ist die Wärmeleitfähigkeit hoch und die Wärmediffusion an der Licht-Wärme-Umsetzungsschicht 31 wird schnell durchgeführt, wodurch eine gleichmäßige Temperaturverteilung vorgesehen wird, auch wenn eine ungleichmäßige oder Gauß'sche Lichtverteilung von der Laserquelle 18 empfangen wird. So wird die Druckleistungsfähigkeit und die Farbgleichmäßigkeit verbessert.
Im Betrieb funktioniert der Drucker gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel im wesentlichen, wie in Zusammenhang mit den beiden vorherigen Ausführungsbeispielen beschrieben.
Fig. 5 zeigt den Längsschnitt des Kopfabschnitts 10 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Wie man sehen kann, trägt das Befestigungsgestell 19 mehrere Laserquellen 18. Bezüglich des vierten Ausführungsbeispiels werden die Materialien und der Aufbau des Kopfabschnitts 10 einschließlich der Kopfbasis 14, der Schutzschicht 13 und einem zwischen der Kopfbasis 14 und der Schutzschicht 13 vorgesehenen Abstandshalter 13A im Detail unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis 9 beschrieben.
Bezug nehmend nun auf Fig. 6 ist eine umgedrehte bzw. auf den Kopf gestellte Schnittperspektive der Schutzschicht 13 und des Abstandshalters 13A dargestellt. Die Funktion der Schutzschicht 13 besteht darin, eine Verunreinigung der Verdampfungsporen 17a durch Staub, Schmutz, usw. zu verhindern, während sie die Oberfläche 50a des Photopapiers 50 unter leichtem Druck berührt. Die Schutzschicht kann aus Glas, Keramik oder Tantal, einem metallischen Material mit guter Wärmeleitfähigkeit und ausgezeichneter Wärme- und Abriebbeständigkeit, bestehen. Wie in den Fig. 7 und 8 gezeigt, ist die Schutzschicht 13 mit mehreren quadratischen, prismenförmigen Öffnungen 13c ausgebildet, die als eine Unterseite der Verdampfungsporen 17a dienen (zum Beispiel kann ein Raster zwischen benachbarten Öffnungen auf 100 um eingerichtet sein). Die Öffnungen 13c können durch ein Ätzverfahren oder dergleichen gebildet werden.
Der Abstandshalter 13A kann aus Glas, Keramik, Polyethylenharz, metallischem Tantal oder dergleichen bestehen. Die Funktion des Abstandshalters 13A besteht darin, die Schmelztemperatur jedes der verflüssigten Farbstoffe 12' und die Temperatur einer Farbstoff aufnehmenden Oberflächenschicht 50a des Photopapiers 50 durch Übertragen von Wärme zu der Schutzschicht 13 abzugleichen oder einzustellen. Wie in den Fig. 5 und 8 dargestellt, ist der Abstandshalter 13A mit mehreren quadratischen prismenförmigen Öffnungen 13d, die auch als Teil der Verdampfungsporen 17a dienen, und mit Rillenöffnungen 13B, die den sich von der Seite jedes der Farbstoffbehälter 11 zu der abgewandten Seite der Kopfbasis 14 erstreckenden Farbstoffdurchgängen 15 entsprechen, um jeweils alle Verdampfungsporen 17a miteinander zu verbinden, ausgebildet.
Weiter ist eine Lagerschicht für flüssigen Farbstoff 68 zwischen die Schutzschicht 13 und den Abstandshalter 13A gesetzt. Die Lagerschicht für flüssigen Farbstoff 68 besteht aus einem transparenten Harzmaterial des Fluor- oder Silikontyps, das wärmebeständig und chemisch beständig ist. Die Lagerschicht für flüssigen Farbstoff 68 arbeitet, um ein Austreten von verflüssigtem Farbstoff 12' durch das Material der Schutzschicht und ein Haften an der Oberfläche 50a des Photopapiers 50 zu verhindern. Die Lagerschicht für flüssigen Farbstoff 68 ist mit mehreren quadratischen Öffnungen 68a zur Bildung der Verdampfungsporen 17a ausgebildet. Es wird darauf hingewiesen, daß die Schutzschicht 13, der Abstandshalter 13A und die Lagerschicht für flüssigen Farbstoff 68 über ein Klebemittel (nicht dargestellt) mit wärmebeständigen und lichtdurchlässigen Eigenschaften zusammen laminiert sind.
Die Kopfbasis 14 ist so dünn wie möglich ausgebildet und kann aus einem Material, wie beispielsweise Glas, transparenter Keramik oder dergleichen, mit einem im wesentlichen hohen Schmelzpunkt, ohne Vulkanisationseigenschaften, mit guter Lichtdurchlässigkeit und geringer Wärmeleitfähigkeit bestehen. Um die Kopfbasis 14 zu verstärken, ist es möglich, eine Verstärkungsplatte 14a zwischen der Kopfbasis 14 und dem Laser-Befestigungsgestell 19 vorzusehen. Außerdem ist, wie in Fig. 5 dargestellt, an der Seite jedes Farbstoffbehälters 11 eine Verbindungspore 14b zur Verbindung mit den Farbstoffdurchgängen 15 ausgebildet. Die Kopfbasis 14, die Verstärkungsplatte 14a und das Laser-Befestigungsgestell 19 sind auch miteinander und mit der Schutzschicht 13, dem Abstandshalter 13A und der Lagerschicht für flüssigen Farbstoff 68 durch ein Klebemittel mit wärmebeständigen und lichtdurchlässigen Eigenschaften verbunden.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist anstelle der eingebetteten Widerstände 16 der vorigen Ausführungsbeispiele eine Erwärmungsplatte 16A vorgesehen. Die Erwärmungsplatte 16A kann zum Beispiel aus einem Karbon- oder Silikon- Verbundwerkstoff bestehen, der geeignet ist, entsprechend einem daran angelegten elektrischen Strom eine Wärme von 50ºC bis 300ºC zu erzeugen, um so die Sublimationsfarbstoffe 12 zu verflüssigen und sie in einem warmen, flüssigen Zustand zu halten. Wie in Fig. 5 dargestellt, sind Endabschnitte der Erwärmungsplatte 16A senkrecht nach oben gebogen, um sich in einen unteren Abschnitt jedes Farbstoffbehälters 11 zu erstrecken, um so das Schmelzen des pulverförmigen Farbstoffes 12 zu erleichtern und den Fluß des flüssigen Farbstoffes 12' zu unterstützen und auch ein Verstopfen des pulverförmigen Farbstoffes 12 am Auslaß der Farbstoffbehälter 11 zu verhindern. Wie in Fig. 9 gezeigt, ist jede der Erwärmungsplatten 16A so angeordnet, daß sie die Verdampfungsabschnitte 17 des Kopfabschnitts 10 umgibt und somit arbeitet, um den Abstandshalter 13A und die Schutzschicht 13 zu erwärmen, und auch zur Erwärmung der Farbstoff aufnehmenden Oberfläche 50a des Photopapiers 50 dient.
Wie aus der obigen Beschreibung und den Fig. 5 bis 9 ersichtlich, sind die Farbstoffdurchgänge 15 Kapillarröhren, die im Zusammenspiel durch die Kopfbasis 14, die Rillenöffnungen 13B des Abstandshalters 13A und die Schutzschicht 13 definiert sind. Dagegen sind die Verdampfungsporen 17a gemeinsam durch die Öffnungen 13c der Schutzschicht 13, die Öffnungen 68a der Lagerschicht für flüssigen Farbstoff 68 und die Öffnungen 13d des Abstandshalters 13A zur Bildung der Verdampfungsporen 17a entsprechend einer Laminierung mit einem wärmebeständigen, lichtdurchlässigen Klebemittel gebildet. Jede der Verdampfungsporen 17a bildet eine minimale Punkteinheit zum Drucken eines einzelnen Bildelements. Die Verdampfungsporen 17a sind in einem sogenannten schachbrettartigen Muster angeordnet, wobei die Farbstoffdurchgänge 15 als Grenzbereich zwischen Gruppen von Verdampfungsporen 17a für den Verdampfungsabschnitt 17Y (gelb), den Verdampfungsabschnitt 17M (magenta) und den Verdampfungsabschnitt 17C (cyanin) verwendet werden. Entsprechend dieser Anordnung kann ein Rastermaß zwischen den Verdampfungsabschnitten 17Y, 17M und 17C auf einen Abstand von nicht mehr als 30 um verringert werden, was eine hohe Bildauflösung zu erzielen erlaubt.
Wie oben ausgeführt, ist an einem mittleren unteren Abschnitt jeder der Verdampfungsporen 17a, von der Kopfbasis 14 in die Verdampfungspore 17a ragend, eine Licht-Wärme-Umsetzungsschicht 71 vorgesehen, die mit einer jeweiligen Laserquelle 18 in Verbindung steht. Die Licht-Wärme-Umsetzungsschicht 71 kann jede der in Zusammenhang mit den vorigen Ausführungsbeispielen genannten Konstruktionen haben und kann eine Lichtdurchlaßkomponente 72 zum Bewirken der Umsetzung des Lichts des Laserstrahls L in Wärme für die Verdampfung einer geeigneten Menge von in der Verdampfungspore 17a vorhandenem verflüssigtem Farbstoff 12' enthalten.
Wie man in Fig. 5 sehen kann, dient gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der freie Raum der Verdampfungspore 17a mit der darin hineinragenden Licht-Wärme- Umsetzungsschicht 71 als ein Farbstofflager zum stetigen Speichern einer konstanten Menge von verflüssigtem Farbstoff 12', und entsprechend dem in den Verdampfungsporen 17a vorhandenen Kapillardruck wird in jeder der Verdampfungsporen 17a zwischen der Licht-Wärme-Umsetzungsschicht 71 und der Oberfläche 50a des Photopapiers 50 ein Luftspalt A gebildet. Das Vorhandensein des Luftspaltes A sieht zusätzliche Isoliereigenschaften für eine weitere Verbesserung der Druckerleistung vor.
Nachfolgend wird ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Kopfabschnittes eines erfindungsgemäßen Sublimations-Laserdruckers 1 anhand von Fig. 12 beschrieben.
Gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel ist die Erwärmungsplatte 16A an einer Unterseite des Farbstoffdurchgangs 15 zwischen der Lagerschicht für flüssigen Farbstoff 68 und der Schutzschicht 14 vorgesehen, um die Erwärmungseffektivität zur Erleichterung der Strömung des verflüssigten Farbstoffes 12' von den Farbstoffbehältern 11 zu der Verdampfungspore 17a zu erhöhen. Demzufolge ist die Erwärmungsplatte 16A mit mehreren quadratischen Öffnungen 16b versehen, welche mit den Öffnungen 13c der Schutzschicht 13, den Öffnungen 68a der Lagerschicht für flüssigen Farbstoff 68 und den Öffnungen 13d des Abstandshalters 13A zur Bildung der Verdampfungsporen entsprechend einer Laminierung mit einem wärmebeständigen, lichtdurchlässigen Klebemittel zusammenwirken. Ähnlich dem zuvor beschriebenen vierten Ausführungsbeispiel ist ein Endabschnitt des Erwärmungselements 26 so angeordnet, daß er sich in den Farbstoffbehälter 11 erstreckt, um das Schmelzen des pulverförmigen festen Farbstoffes 12 und eine gleichmäßige Strömung des verflüssigten Farbstoffes 12' zu unterstützen. Ansonsten ist das fünfte Ausführungsbeispiel im wesentlichen mit dem zuvor beschriebenen vierten Ausführungsbeispiel identisch.
Fig. 10 zeigt einen Querschnitt eines Photopapiers 50, das für eine optimale Funktion mit dem durch den erfindungsgemäßen Drucker 1 bewirkten Druckverfahren konstruiert ist. Wie man in der Zeichnung sehen kann, besteht das Photopapier 50 aus einer Farbstoff aufnehmenden Oberfläche 50a aus einem Zelluloseharz oder dergleichen, das die verdampften (Sublimations-)Farbstoffe 12" absorbieren kann, einer Polypropylenschicht 50b unter der Oberfläche, mit starken Wärmebeständigkeits- und guten Feuchtigkeit abweisenden Eigenschaften, einer Papierbasisschicht 50c und einer Polypropylenschicht 50d zum strukturellen Ausgleichen der Polypropylenschicht 50b, um ein Verwerfen des Photopapiers zu verhindern. Diese vier Schichten sind zur Bildung eines Photopapiers 50 zusammen laminiert, welches mit der Druckvorrichtung der Erfindung Ergebnisse von hoher Qualität erzielt.
Fig. 11 zeigt eine Befestigungskonstruktion 60 eines Sublimations-Laserdruckers 1, die ein Paar von Kopfabschnitten 10, 10 beweglich befestigt, welche nach irgendeinem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele aufgebaut sein können. Die Kopfabschnitte 10, 10 sind jeweils über Armabschnitte 65, 65 an einer Gewindewelle 62 befestigt, wobei die Armabschnitte jeweils eine durch sie hindurch vorgesehene Gewindeöffnung 66 zum Aufnehmen der Welle 62 aufweisen. Die Kopfabschnitte 10 sind für eine Hin- und Herbewegung in einer Kopfförderrichtung geeignet, die durch einen Pfeil M angezeigt und senkrecht zu einer Papierförderrichtung, die durch einen Pfeil N in Fig. 11 angezeigt ist, verläuft. Eine Kopfaufnahmewalze 64 ist unter den Kopfabschnitten 10, 10 derart angeordnet, daß Photopapier 50 während des Druckens zwischen den Kopfabschnitten 10, 10 und der Kopfaufnahmewalze 64 liegt. Wenn die Zeile Z als eine einzelne Zeile eines zu druckenden Bildes definiert ist, ermöglicht es die Befestigungskonstruktion 60 den Kopfabschnitten, zwei Zeilen auf einmal zu drucken, die zum Beispiel aus zwei unterschiedlichen Farben bestehen können. Jeder der Kopfabschnitte ist mit einem Steuerungsabschnitt (nicht dargestellt) des Druckers 1 über ein elastisches Kabelband 67 verbunden.
Es wird darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung nicht auf Farbdruck begrenzt ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ebenso bevorzugt für Schwarz/- Weiß- oder Einfarben-Druck eingesetzt werden.
Obwohl das vierte und das fünfte Ausführungsbeispiel eine Erwärmungsplatte 16A enthalten, von der sich ein Abschnitt in einen Auslaß jedes der Farbstoffbehälter 11 erstreckt, ist es gemäß der Erfindung auch möglich, die Kopfabschnitte 10 dieser Ausführungsbeispiele zusätzlich mit dem Einwegeventil 24 und den Vibrationseinheiten 25 des ersten bis dritten Ausführungsbeispiels zu versehen, um die Geschwindigkeit und die Effizienz des Sublimations-Laserdruckers 1 weiter zu verbessern. Anders herum kann die Erwärmungsplatte 16A des vierten und des fünften Ausführungsbeispiels auch bevorzugt in die Konstruktion der Kopfabschnitte 10 der ersten drei Ausführungsbeispiele integriert werden.
Außerdem sind, da die Konstruktion des Kopfabschnitts mit der Kopfbasis 14, dem Abstandshalter 13A und der Schutzschicht 13 einfach ist, auch wenn die minimalen Toleranzen für einen Abstand der Verdampfungsporen 17a und der Verdampfungsabschnitte 17Y-7C entsprechend dem Ätzverfahren oder dergleichen vorgesehen sind, die Optionen für die Auswahl der Materialien für die Herstellung des Kopfabschnitts vielfältig, wodurch die Erwägung einer zusätzlichen Kostenreduzierung ermöglicht wird.
Auch ist entsprechend der Vorsehung des Luftspaltes A zwischen der Oberfläche 50a des Photopapiers 50 und der Licht-Wärme-Umsetzungsschicht 71 (d. h. 21, 31, 41) eine isolierende Umgebung für die Verdampfung des verflüssigten Sublimations-Farbstoffes 12' vorgesehen, die durch das Innere der Verdampfungspore 17a, das Lager des verflüssigten Farbstoffes 12' darin und die Oberfläche 50a des Photopapiers 50 definiert ist. So kann vermieden werden, daß Fremdstoffe, wie beispielsweise Staub, usw., in die Verdampfungsporen 17a eindringen, und ein minimaler Betrag an Energie kann zum Verdampfen der verflüssigten Farbstoffe 12' aufgewendet werden, da überschüssige Wärme nicht in die Oberfläche 50a des Photopapiers 50 entweicht. Demzufolge wird der Energieleistungsgrad des Druckers 1 verbessert.
Außerdem kann gemäß der Erfindung, da weder die Lichtdurchlaßkomponente 72 (d. h. die wärmebeständigen, lichtdurchlässigen Schichten 20, 30) noch die Licht-Wärme- Umsetzungsschicht 71 (d. h. die Licht-Wärme-Umsetzungsschichten 21, 31, 41) direkt die Oberfläche 50a des Photopapiers 50 berühren, der Aufbau der Verdampfungsabschnitte 17 vereinfacht werden, und Druckfehler, wie beispielsweise Negativdruck bei Farbüberlagerungen und dergleichen, können sicher vermieden werden.
Erfindungsgemäß kann Photopapier, wie oben anhand von Fig. 10 beschrieben, verwendet werden, bei dem keine Licht absorbierende Schicht vorgesehen werden muß, und somit ist eine Bestrahlung des Papiers mit einem zugewiesenen Laserstrahl Lo zum Decken des Licht absorbierenden Mittels nicht notwendig, und die Vorrichtung kann vereinfacht werden, während auch die Kosten des Photopapiers reduziert werden können.

Claims

1. Sublimations-Laserdrucker (1), mit

einem Behälter zur Unterbringung verfestigten Farbstoffes (11; 11y, 11m, 11c), der einen Festkörper-Sublimationsfarbstoff (12; 12y, 12m, 12c) enthält, wobei der Behälter an einer Oberseite eines Kopfabschnitts (10) des Druckers angebracht ist;

einem Verdampfungsabschnitt (17; 17y, 17m, 17c) mit wenigstens einer Verdampfungspore (17a; 14b), die an einer Unterseite durch eine Öffnung in einer Schutzschicht (13) geöffnet ist, wobei die Schutzschicht eine Oberfläche eines Photopapiers (50), auf dem der Druckvorgang ausgeführt werden soll, berührt;

einem Versorgungsdurchgang für verflüssigten Farbstoff (15), welcher in dem Kopfabschnitt definiert ist und einen Auslaß (23) des Farbstoffbehälters und einen Innenraum der Verdampfungspore miteinander verbindet;

einer nahe des Versorgungsdurchgangs für verflüssigten Farbstoff vorgesehenen Erwärmungsvorrichtung (16; 16A) zum Schmelzen des Festkörper-Sublimationsfarbstoffes und Aufrechterhalten des Farbstoffes in einem flüssigen Zustand;

Licht-Wärme-Umsetzungsvorrichtungen (21; 21A; 31; 41) in entsprechenden Verdampfungsporen;

einer Laserquelle (18), die über jeder der Licht-Wärme-Umsetzungsvorrichtungen angebracht ist und arbeitet, um eine Verdampfungsfunktion durch Bestrahlen der Licht-Wärme-Umsetzungsvorrichtungen zu bewirken, um so den verflüssigten Farbstoff zu verdampfen;

wobei die Licht-Wärme-Umsetzungsvorrichtungen ausgebildet sind, an ihrer Unterseite den der Verdampfungspore von dem Versorgungsdurchgang für verflüssigten Farbstoff (15) eingeführten verflüssigten Farbstoff zu empfangen und zu halten, wobei die Laserquelle (18) arbeitet zum Verdampfen des an der Unterseite der Licht-Wärme- Umsetzungsvorrichtungen gehaltenen verflüssigten Farbstoffes, und

wobei der Bereich der Unterseite der Licht-Wärme-Umsetzungsvorrichtungen auf einen Bereich (S) des Photopapiers (50) begrenzt ist, der durch eine vorbestimmte Menge des Farbstoffes (12) durch den Verdampfungsvorgang des Druckers zum Drucken eines Punktes abdeckbar ist.

2. Sublimations-Laserdrucker (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Versorgungsdurchgang für verflüssigten Farbstoff (15) eine Druck- und Zufuhrvorrichtung (24, 25) vorgesehen ist.

3. Sublimations-Laserdrucker (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Auslaß (23) des Behälters zur Unterbringung verfestigten Farbstoffes (11) zwischen dem Behälter und dem Versorgungsdurchgang für verflüssigten Farbstoff (15) ein Einwegeventil (24) vorgesehen ist.

4. Sublimations-Laserdrucker (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck- und Zufuhrvorrichtung durch ein als eine Vibrationseinheit (25) arbeitendes bimorphes Element gebildet ist.

5. Sublimations-Laserdrucker (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck- und Zufuhrvorrichtung durch ein als eine Vibrationseinheit arbeitendes Piezoelement (25) gebildet ist.

6. Sublimations-Laserdrucker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmungsvorrichtung (16; 16A) in dem Versorgungsdurchgang für verflüssigten Farbstoff(15) vorgesehen ist.

7. Sublimations-Laserdrucker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Teil der Erwärmungsvorrichtung (16; 16A) in einen Abschnitt des Behälters zur Unterbringung verfestigten Farbstoffes (11; 11y, 11m, 11c) erstreckt.

8. Sublimations-Laserdrucker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Licht-Wärme-Umsetzungsvorrichtung aus einem dünnen metallischen Film (21) besteht, der an einem wärmebeständigen, lichtdurchlässigen Basismaterial (20; 30) anhaftet.

9. Sublimations-Laserdrucker (I) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der dünne metallische Film (21) eine Nickel-Kobalt-Legierung ist, die durch Aufdampfen auf dem wärmebeständigen, lichtdurchlässigen Basismaterial (20; 30) abgeschieden ist.

10. Sublimations-Laserdrucker (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der dünne metallische Film (21) eine Nickel-Kobalt-Legierung ist, die durch Sputtern auf dem wärmebeständigen, lichtdurchlässigen Basismaterial (20; 30) abgeschieden ist.

11. Sublimations-Laserdrucker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückhaltevorrichtung für verflüssigten Farbstoff (22) auf eine Unterseite der Licht-Wärme-Umsetzungsvorrichtung (21; 21A; 31; 41) laminiert ist.

12. Sublimations-Laserdrucker (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Unterseite der Rückhaltevorrichtung für verflüssigten Farbstoff (22) in einer Maschenform ausgebildet ist.

13. Sublimations-Laserdrucker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Unterseite der Licht-Wärme-Umsetzungsvorrichtung (21; 21A; 31; 41) als eine Maschenform (22) zum Zurückhalten von der Verdampfungspore (17a; 14b) eingeführtem verflüssigtem Farbstoff (12) ausgebildet ist.

14. Sublimations-Laserdrucker (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmebeständige, lichtdurchlässige Basismaterial (20; 30) aus einem aromatischen Polyamidharz gebildet ist.

15. Sublimations-Laserdrucker (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmebeständige, lichtdurchlässige Basismaterial (20; 30) aus einem Lichtwellenleiter-Abschnitt (40) gebildet ist.

16. Sublimations-Laserdrucker (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Licht-Wärme-Umsetzungsvorrichtung (31) und der Lichtwellenleiter (40) mit einem Isoliermaterial überdeckt sind.

17. Sublimations-Laserdrucker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfungsabschnitt (17) mehrere Verdampfungsporen (17a, 14b) aufweist, die jeweils durch eine entsprechende von mehreren Laserquellen (18) bestrahlt werden.

18. Sublimations-Laserdrucker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet durch mehrere der Verdampfungsabschnitte (17; 17y, 17m, 17c), welche angrenzend an den Kopfabschnitt (10) angeordnet sind, wobei einer der Durchgänge für verflüssigten Farbstoff (15) zwischen benachbarten der Verdampfungsabschnitte angeordnet ist.

19. Sublimations-Laserdrucker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Unterseite jeder der Verdampfungsporen (17a, 14b) als eine quadratische, prismenförmige Öffnung ausgebildet ist, deren Größe einem einzelnen Bildelement eines durch den Drucker erzeugten Druckbildes entspricht.

20. Sublimations-Laserdrucker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer Unterseite der Licht-Wärme-Umsetzungsvorrichtung (21; 21A; 31; 41) und einer Oberfläche des Photopapiers (50) ein Luftspalt vorgesehen ist.

21. Sublimations-Laserdrucker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgang für verflüssigten Farbstoff (15) als eine Kapillarröhre geformt ist, die zwischen wenigstens einer oberen Kopfbasis (10) und einer unteren Schutzschicht (13) des Kopfabschnitts definiert ist.

22. Sublimations-Laserdrucker (1) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Schutzschicht (13) aus Tantal gebildet ist.

23. Sublimations-Laserdrucker (1) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abstandshalter (13A) zwischen der Kopfbasis (10) und der Schutzschicht (13) angeordnet ist, wobei die Kapillarröhre zwischen der Kopfbasis, dem Abstandshalter und der Schutzschicht definiert ist.

24. Sublimations-Laserdrucker (1) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandshalter (13A) aus Tantal gebildet ist.

25. Sublimations-Laserdrucker (1) nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch eine über der Schutzschicht (13) angeordnete Farbstoff-Lagerschicht (68).

26. Sublimations-Laserdrucker (1) nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbstoff-Lagerschicht (68) aus Fluorharz gebildet ist.

27. Sublimations-Laserdrucker (1) nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbstoff-Lagerschicht (68) aus Silikonharz gebildet ist.

28. Sublimations-Laserdrucker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmungsvorrichtung (16, 16A) einen elektrischen Widerstand aufweist.

29. Sublimations-Laserdrucker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmungsvorrichtung eine aus einem Karbonmaterial gebildete Platte (16A) ist, an die ein elektrischer Strom angelegt wird.

30. Sublimations-Laserdrucker (1) nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmungsvorrichtung (16; 16A) infolge des Anlegens des elektrischen Stromes selektiv Temperaturen von 50-300ºC erzeugen kann.

31. Sublimations-Laserdrucker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Photopapier (50) aus einer Farbstoff aufnehmenden Oberflächenschicht (50a), einer Polypropylenschicht (50b), einer Papierbasisschicht (50c) und einer zweiten Polypropylenschicht (50d) besteht.

32. Sublimations-Laserdrucker (1) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmungsvorrichtung (16; 16A) als eine an einer Unterseite des Versorgungsdurchgangs für verflüssigten Farbstoff (15) vorgesehene Heizplatte ausgebildet ist und weiter zum Erwärmen einer Oberfläche des Photopapiers (50) über die Schutzschicht (13) dient.

33. Druckverfahren mit einem Sublimations-Laserdrucker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 32, mit den Verfahrensschritten:

Vorsehen eines Festkörper-Sublimationsfarbstoff(12; 12y, 12m, 12c) in dem Behälter;

Aktivieren der Erwärmungsvorrichtung (16; 16A) zum Schmelzen des Festkörper- Sublimationsfarbstoffes in dem Farbstoff-Versorgungsdurchgang (15) und Aufrechterhalten des Farbstoffes in einem flüssigen Zustand;

Bewirken, daß der verflüssigte Farbstoff an der Unterseite der Licht-Wärme- Umsetzungsvorrichtung (21; 21A; 31; 41) empfangen und gehalten wird; und

selektiv Aktivieren der Laserquelle (18) über der Licht-Wärme-Umsetzungsvorrichtung, um ein Verdampfen des verflüssigten Farbstoffes auf die Oberfläche des Photopapiers (50) zu bewirken, um ein Bild darauf zu erzeugen.

34. Verwendung eines Photopapiers (50) mit einer Farbstoff aufnehmenden Oberflächenschicht (50a), einer Polypropylenschicht (50b), einer Basisschicht (50c) und einer zweiten Polypropylenschicht (50d) in einem Druckverfahren nach Anspruch 33.