KR100325402B1 - 열전사기록장치 - Google Patents

Abstract

화상신호에 따라서 전사(轉爲)염료를 적절히 기화시켜서 인화지에 전사기록을 행함으로써, 고화질의 컬러화상을 용이하게 제작한다.

상기 전사부(3)에 있어서, 상기 개구부(2a)에 대응한 염료수용부(2)내의 하면부상에, 대략 정사각주형의 기둥(21)이 서로 등간격을 가지고 복수개 정렬하여 배설하여 공간적 구조를 구성한다. 여기서, 상기 각 기둥(21)을 염료수용부(2)내에서 전사염료의 액면이상의 높이로 하여 상기 개구부(2a)에 면한다.

Description

열전사기록장치

본 발명은 적당한 열원(熱源)에 의해 화상신호에 따라서 전사(轉爲)염료를 피전사체에 전사함으로써, 연속적인 계조(階調)의 전사화상을 형성하는 열전사기록장치에 관한 것이다.

종래부터, 인화지 등의 피전사체와 잉크시트 등의 열전사기록매체를 중첩하여, 그것을 레이저나 더멀헤드 등의 가열수단을 사용하여 화상신호에 따라서 선택적으로 가열하고, 열전사기록매체로부터 피전사체에 전사염료를 전사시켜서 화상을 기록하는 열전사기록장치가 널리 사용되고 있다.

그 중에서도, 전사염료로서 숭화성 염료 등의 열확산성 염료를 사용하는 이른바 승화형 열전사기록장치에 있어서는, 장치가 소형으로 보수도 용이하며, 즉시성(卽時性)도 구비하고, 또한 가열에너지에 따라서 기록화상에 계조성이 얻어지고, 은염컬러사진수준의 고품위화상을 얻을 수 있으므로, 근년에는 비디오카메라나 텔레비전, 콤퓨터그래픽스 등의 화상을 하드코피하는 기술로서 주목을 모으고 있다.

그러나, 종래 이와 같은 열전사기록에 사용되는 잉크리본으로서는, 전사염료를 적당한 바인더수지에 중량비 1 : 1 정도로 혼합하고, 폴리에스테르필름 등의 기체(基體)상에 두께 1㎛ 정도로 도포한 것이 사용되고 있다. 그런데, 이 잉크리본은 통상 사용하고 버리는 것으로 되어 있으므로, 다량의 폐기물이 생겨서 환경보호의 관점으로부터 문제시되고 있다.

그래서, 열전사기록매체의 이용효율을 향상시키는 것이 시도되고, 그 요구를 만족시키는 것으로서는, 전사염료층 재생법이나 다수회 전사염료층 구성법과 같이,열전사기록매체의 전사염료층을 재생하여 반복이용할 수 있도록 하는 방법과, 상대속도법과 같이 열전사기록매체를 유효하게 이용하는 방법을 들 수 있다.

그러나, 전술한 어느 방법도 전사염료층이 인화지에 압착됨으로써 염료가 전사되는 방식이므로, 컬러화상을 얻을 경우, 이미 전사된 염료가 전사염료층에 역전사되고, 이로써 화질이 저하되어 화상이 손상된다는 문제가 회피불가능한 것이었다.

그래서, 전사염료층과 인화지와의 사이에 공극부를 형성함으로써, 전사염료층과 인화지를 접촉시키지 않고, 염료를 전사시키는 장치가 제안되어 있다. 이 경우, 전사염료는 용융상태로 흐름으로써, 또는 적당한 기체상에 연속적으로 도포되어 그 기체가 전사부에 이동함으로써 전사부에 공급된다. 그리고, 화상신호에 따라서, 레이저 등의 가열수단에 의해 이 전사염료를 기화시켜서 인화지에 전사시킨다.

그런데, 이 장치에 의해 전사기록을 행할 경우에 있어서는, 전사염료중에 바인더가 함유되어 있지 않으므로, 예를 들면 레이저조사(照射)하면 전사염료의 가열부분과 비가열부분과의 표면장력의 차에 따라서 표면파가 발생하여 전사염료가 주위에 흩어져 버려서, 전사염료의 적절한 기화가 이루어지지 않는다는 문제가 생긴다.

이와 같이, 전사염료층과 인화지와의 사이에 공극을 형성하고, 화상신호에 따라서 용융상태의 전사염료를 레이저 등의 가열수단에 의해 이 전사염료를 기화시켜서 인화지에 전사기록하는 구성을 가진 열전사기록장치에 있어서는, 전사기록을 행할 때에, 전사 염료층에 역전사가 생기지 않는 반면, 전사염료를 원하는 바와 같이 기화시키는 것이 매우 곤란한 현상황에 있다.

본 발명은 전술한 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 바는 화상신호에 따라서 전사염료를 적절히 기화시켜서 인화지에 전사기록을 행함으로써, 고화질의 컬러화상을 용이하게 제작하는 것을 가능하게 하는 열전사기록장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명은 전사염료층과 피전사기록체와의 사이에 공극을 형성하고, 전사염료를 용용시켜서 전사부에 공급한 후, 이것을 가열수단에 의해 기화시켜서 피전사기록체상에 전사시키는 열전사기록장치를 대상으로 하는 것이다. 본 발명에 있어서는, 용융된 전사염료가 기화되는 전사부에, 다음의 식으로 나타낸 단위폭 d 을 가진 공간적 구조를 형성한다. 여기서, ρ, γ, 및 ω는 각각 전사염료의 밀도, 전사염료의 표면장력, 및 가열수단에 의해 전사염료에 열을 가하는 주기의 각(角)진동수이고, n 은 플러스정수이다.

즉, 본 발명에 관한 열전사기록장치는 상기 (1)식에서 나타낸 단위폭 d 을 가진 공간적 구조를 형성하여 구성한다.

이 경우, 전사염료의 가열수단으로서 레이저를 사용하여 구성해도 된다.

또, 전사염료의 가열수단으로서 더멀헤드를 사용하여 구성해도 된다.

본 발명에 관한 열전사기록장치에 있어서는, 상기 (1)식에서 나타낸 단위폭 d 을 가진 공간적 구조가 형성되어 있으므로, 가열수단에 의해 용융된 전사염료를 기화시킬때의 표면파의 발생이 억지된다.

즉, 전사염료층과 인화지와의 사이에 공극부를 형성하고, 전사염료층과 인화지와를 접촉시키지 않고, 용융상태의 전사염료를 가열수단에 의해 승온시켜 기화시켜서 전사부로부터 상기 공극부를 통해 인화지에 화상전사시킬 때에, 전사염료를 순간에 승온시켜서 기화시킬 필요상, 전사염료의 가열부분과 비가열부분과의 표면장력의 차가 생겨서 표면파가 발생한다. 그런데, 상기 전사부에 형성된 공간적 구조의 단위폭 d 이 상기 (1)식에 나타낸 바와 같이, 상기 표면파의 반파장(半波長)의 정수배를 중심으로 한 허용범위내(0.8∼1.2배내)로 되어 있으므로, 이 표면파와 공간적 구조의 사이에서 표면파를 소거하는 작용을 하여, 표면파는 신속하게 감쇠된다. 따라서, 전사재료를 순간에 가열함으로써 불가피적으로 발생하는 상기 표면파가 신속하게 거의 완전히 억지되어, 인화지에의 전사량의 저하가 방지되게 된다.

다음에, 본 발명에 관한 열전사기록장치의 수개의 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 이 열전사기록장치는 인화지 등의 피전사체와 잉크시트 등의 열전사기록매체와를 중첩시키고, 그것을 레이저나 더멀헤드 등의 가열수단을 사용하여 화상신호에 따라서 선택적으로 가열하고, 화상신호에 따라서 열전사기록매체로부터 피전사체에 전사염료를 전사시켜서 화상을 기록하는 것이다.

먼저, 제1 실시예에 대하여 설명한다. 이 제1 실시예에 관한 열전사기록장치의 요부는 제1도에 나타낸 바와 같이, 용융상태의 전사염료를 기화시키기 위한 가열수단으로서의 반도체레이저(1)와, 전사염료가 수용되는 유리제의 염료수용부(2)로 구성되어 있다.

상기 전사염료는 온도 250℃에서, 밀도 ρ = 1.0g/㎤, 표면장력 γ =20dyn/cm의 물성상수를 가진 주식회사 미쓰비시가세이(三夢化成)제의 분산염료인 상품명 HSR 20 31에 레이저광 흡수제로서 주식회사 미쓰이도아쓰(三井東壓)제의 상품명 HM 1225를 2중량% 첨가하고, 이것을 온도 160℃로 가열하여 용융상태로 된 것이다.

상기 반도체레이저(1)는 주기 2㎲, 발광파장 780nm 에서 출력 40mW이고, 제2도에 나타낸 것과 같은 펄스의 레이저광을 조사(照射)시키는 것이다. 이 레이저광은 광학계인 렌즈(11)에 의해 5×10㎛ 에 초점이 설정되어 있다. 이 때 전사염료의 레이저광에 의한 가열부분과 비가열부분과의 표면장력의 차에 따라서 발생하는 표면파의 분산관계는 파수(波數)를 k 로 하여, 다음의 식으로 나타낸다.

따라서, 레이저광의 각(角)진동수를 ω로 하여, 상기 표면파의 파장 λ은 다음의 식으로 나타낸다.

상기 (2)식으로부터 상기 표면파의 각진동수 ω= 2π×5 ×10⁵rad/s 로 되고, 레이저조사시에 전사염료는 순간에 250℃ 까지 승온되므로, 상기 (3)식으로부터 표면파의 파장 λ은 8.0㎛ 로 된다.

상기 염료수용부(2)는 납작한 상자체 형상을 가지고, 용융상태의 전사염료가 수용되어 전사염료층(22)이 형성되어 이루어진다. 이 염료수용부(2)외 상면부의 일부가 소정 면적으로 개구되고, 염료수용부(2)의 하면부에는 이 개구부(2a)에 대응하여 전사부(3)가 형성되어 있다. 이 개구부(2a)의 주연부(周緣部)에 따라서 스페이서(12)가 배설되어 공극분(13)가 형성되고, 이 스페이서(12)상에 피전사체인 인화지(14)가 재치된다. 따라서, 상기 전사부(3)와 인화지(14)와는 접촉상태로 되지 않으며, 양자는 상기 공극부(13)에 의해 소정 간격을 가지고 배설되어 있다.

상기 전사부(3)는 제3도에 나타낸 바와 같이, 상기 개구부(2a)에 대응한 염료수용부(2)내의 하면부상에, 대략 정사각주형의 기둥(21)이 서로 등간격을 가지고 복수개 정렬하여 배설되어 주기적인 공간적 구조가 구성되어 이루어진다. 상기 각 기둥(21)은 염료수용부(2)내에서 전사염료의 액면이상의 높이로 되어 상기 개구부(2a)에 면한다.

상기 전사부(3)의 공간적 구조에 있어서는, 제4도에 나타낸 바와 같이, 상기 각 기둥(21)의 폭 및 각 기둥(21) 사이의 간격이 어느쪽이나 2㎛ 로 형성되어 있다. 즉, 이 각 기둥(21)의 폭과 각 기둥(21) 사이의 간격과의 합인 상기 공간적 구조의 1주기에 상당하는 단위폭 d ( = 4㎛)은 레이저조사시에 전사염료의 가열부분과 비가열부분과의 표면장력의 차에 따라서 발생하는 표면파의 파장 λ의 반파장분으로 되어 있게 된다.

상기 제1 실시예에 관한 열전사기록장치에 있어서는, 상기 (1)식에서 나타낸 1주기에 상당하는 단위폭 d 을 가진 공간적 구조가 형성되어 있으므로, 레이저반도체(1)에 의해 용융된 전사염료를 기화시킬 때의 표면파의 발생이 억지된다.

즉, 전사염료층(22)과 인화지(14)와의 사이에 공극부(13)를 형성하고, 전사염료층(22)과 인화지(14)와를 접촉시키지 않고, 용융상태의 전사염료를 레이저반도체(1)에 의해 승온시켜 기화시켜서 전사부(3)로부터 상기 공극부(13)를 통해 인화지(14)에 화상전사시킬 때에, 전사염료를 순간에 승온시켜서 기화시킬 필요상, 전사염료의 가열부분과 비가열부분과의 표면장력의 차가 생겨서 표면파가 발생한다. 그런데, 상기 전사부(3)에 배설된 공간적 구조인 각 기둥(21)의 1주기에 상당하는 단위폭 d 이 상기 (1)식에 나타낸 바와 같이, 상기 표면파의 반파장의 정수배, 여기서는 1/2배로 되어 있으므로, 이 표면파와 각 기둥(21)과의 사이에서 표면파를 소거하는 작용을 하여, 표면파는 신속하게 감쇠된다. 따라서, 전사염료를 순간에 가열함으로써, 불가피적으로 발생하는 상기 표면파가 신속하게 거의 완전히 억지되어, 인화지(14)에의 전사량의 저하가 방지되게 된다.

그리고, 상기 공간적 구조에 대하여, 그 단위폭 d 을 표면파의 반파장의 정수배를 중심으로 한 허용범위내(0.8∼1.2배내)의 값으로 하는 것이 바람직하다. 단위폭 d 이 상기 허용범위를 넘은 값인 경우, 상기 표면파의 파장 λ과 단위폭 d 과의 편차를 무시할 수 없게 되고, 발생한 표면파의 감쇠효과가 현저히 저하되게 된다.

상기 제1 실시예에 관한 열전사장치를 사용하여 화상전사량의 측정을 행한 바, 1ms 당 80㎛×80㎛ 의 영역에 맥베스농도계로 OD 2.2 에 상당하는 전사염료가 인화지(14)에 전사된다는 결과로 되었다. 또, 이 전사량은 전사시간에 비례하여 증대하였다.

여기서, 상기 제1 실시예에 있어서의 전술한 화상전사량의 측정에 대한 몇가지의 비교예를 나타낸다. 먼저 제1의 비교예에 있어서는, 상기 전사부(3)의 공간적구조에 있어서, 1주기에 상당하는 단위폭 d 을 3㎛, 즉 상기 각 기둥(21)의 폭 및 각 기둥(21) 사이의 간격을 어느쪽이나 1.5㎛ 로 하고, 그 외에는 상기 제1 실시예와 동일 조건으로하여 화상전사량의 측정을 행한 바, 1ms 당 80㎛×80㎛ 의 영역에 맥베스농도계로 OD 1.2 에 상당하는 전사염료밖에 전사되지 않고, 전사시간을 증대시켜도 인화지(14)상의 도트경이 확대될 뿐이고, 도트의 OD는 변화를 나타내지 않았다.

이어서, 제2의 비교예로서, 반도체레이저(1)의 레이저광의 펄스주기를 20㎲, 즉 상기 (1)식 및 (2)식으로부터 상기 표면파의 파장 λ이 3.7㎛ 로 되도록 하고, 그 외에는 상기 제1 실시예와 동일 조건으로 하여 화상전사량의 측정을 행한 바, 1ms 당 80㎛×80㎛ 의 영역에 맥베스농도계로 OD 1.1 에 상당하는 전사염료밖에 전사되지 않고, 전사시간을 증대시켜도 인화지(14)상의 도트경이 확대될 뿐이고, 도트의 OD 는 변화를 나타내지 않았다.

따라서, 상기 제1 실시예에 관한 열전사기록장치에 의하면, 상기 전사부(3)에 있어서의 공간적 구조가 상기 (1)식에 나타낸 규제범위밖으로 되어 있는 경우와 비교하여, 대략 2배의 화상전사량이 얻어지고, 고화질의 컬러화상을 용이하게 제작하는 것이 가능하게 된다.

다음에, 제2 실시예에 관한 열전사기록장치에 대하여 설명한다. 그리고, 상기 제1 실시예와 대응하는 부재 등에 대하여는 동일 부호를 붙인다.

이 제2 실시예는 상기 제1 실시예와 대략 동일한 구성을 가지지만, 그 전사부(3)의 공간적 구조가 상위한 점에서 상위하다.

즉, 이 제2 실시예의 열전사기록장치에 있어서, 그 전사부(3)는 제5도에 나타낸 바와 같이, 상기 개구부(2a)에 대응한 염료수용부(2)내의 하면부상에 홈부(31)가 형성되어 이루어진다.

상기 홈부(31)는 단위폭인 폭 d 이 75㎛, 깊이가 20㎛ 으로 형성되고, 용융상태의 상기 전사염료가 도입되어 충만되어 있다. 전사염료의 가열수단인 반도체레이저(1)에 대하여는, 그 레이저광의 펄스주기를 20㎲, 즉 상기 (1)식 및 (2)식으로부터 상기 표면파의 파장 λ이 3.7㎛ 로 되도록 설정한다.

상기 제2 실시예에 관한 열전사기록장치에 있어서는, 상기 (1)식에서 나타낸 단위 폭 d 을 가진 공간적 구조가 형성되어 있으므로, 레이저반도체(1)에 의해 용융된 전사염료를 기화시킬 때의 표면파의 발생이 억지된다.

즉, 전사염료층(22)과 인화지(14)와의 사이에 공극부(13)을 형성하고, 전사염료층(22)과 인화지(14)와를 접촉시키지 않고, 용융상태의 전사염료를 레이저반도체(1)에 의해 승온시켜 기화시켜서 전사부(3)로부터 상기 공극부(13)를 통해 인화지(14)에 화상전사시킬 때에, 전사염료를 순간에 승온시켜서 기화시킬 필요상, 전사염료의 가열부분과 비가열부분과의 표면장력의 차가 생겨서 표면파가 발생한다. 그런데, 상기 전사부(3)에 배설된 공간적 구조인 홈부(31)의 폭 d 이 상기 (1)식에 나타낸 바와 같이, 상기 표면파의 반파장의 정수배, 여기서는 약 40배로 되어 있으므로, 이 표면파와 상기 홈부(31)와의 사이에서 표면파를 소거하는 작용을 하여, 표면파는 신속하게 감쇠된다. 따라서, 전사염료를 순간에 가열함으로써 불가피적으로 발생하는 상기 표면파가 신속하게 거의 완전히 억지되어, 인화지(14)에의 전사량의 저하가 방지되게 된다.

상기 제2 실시예에 관한 열전사장치를 사용하여 화상전사량의 측정을 행한 바, 1ms 당 80㎛×80㎛ 의 영역에 맥베스농도계로 OD 2.0 에 상당하는 전사염료가 인화지(14)에 전사된다는 결과로 되었다. 또, 이 전사량은 전사시간에 비례하여 증대하였다.

여기서, 상기 제2 실시예에 있어서의 전술한 화상전사량의 측정에 대한 비교예(제3의 비교예)를 나타낸다. 이 제3의 비교예에 있어서는, 상기 전사부(3)의 공간적 구조에 있어서, 단위폭인 홈부(31)의 폭 d 을 상기 표면파의 파장 λ의 반정수배가 아닌 65㎛ 로 하고, 그 외에는 상기 제2 실시예와 동일 조건으로 하여 화상전사량의 측정을 행한 바, 1ms 당 80㎛×80㎛ 의 영역에 맥베스농도계로 OD 1.4 에 상당하는 전사염료밖에 전사되지 않고, 전사시간을 증대시켜도 인화지(14)상의 토트경이 확대될 뿐이고, 도트의 OD 는 변화를 나타내지 않았다.

따라서, 상기 제2 실시예에 관한 열전사기록장치에 의하면, 상기 전사부(3)에 있어서의 공간적 구조가 상기 (1)식에 나타낸 규제범위밖으로 되어 있는 경우와 비교하여, 약 2배 약(弱)의 화상전사량이 얻어지고, 고화질의 컬러화상을 용이하게 제작하는 것이 가능하게 된다.

그리고, 본 발명은 상기 제1 및 제2 실시예에 한정되지 않고, 예를 들면 전사염료의 가열수단으로서 더멀헤드를 사용해도 된다. 또, 상기 전사부(3)의 공간적 구조로서, 상기 기둥(21)이나 홈부(31)뿐만이 아니고, 예를 들면 구멍부나 동심원형의 벽부등을 사용하여 상기 (1)식을 만족시키도록 구성해도 된다.

본 발명에 관한 열전사기록장치에 의하면, 전사염료층과 피전사기록체와의 사이에 공극부를 형성하고, 전사염료를 용융시켜서 전사부에 공급한 후, 이것을 가열수단에 의해 기화시켜서 피전사기록체상에 전사시키는 열전사기록장치에 있어서, 전사염료의 밀도를 ρ, 전사염료의 표면장력을 γ, 가열의 동기(同期)의 각(角)진동수를 ω로 하였을 때에, 전사부의 공간적 구조의 단위폭 d 이 n 을 플러스정수로 하고,

로 되도록 구성하였으므로, 화상신호에 따라서 전사염료를 적절하게 기화시켜서 인화지에 전사기록을 행함으로써, 고화질의 컬러화상을 용이하게 제작하는 것이 가능하게 된다.

제1도는 본 발명의 제1 실시예에 관한 열전사기록장치의 요부를 모식적으로 나타낸 단면도.

제2도는 반도체레이저의 레이저광의 출력의 시간적 변화를 나타낸 특성도.

제3도는 열전사기록장치의 전사부의 공간적 구조를 모식적으로 나타낸 평면도.

제4도는 열전사기록장치의 전사부의 공간적 구조를 모식적으로 나타낸 단면도.

제5도는 본 발명의 제2 실시예에 관한 열전사기록장치의 요부를 모식적으로 나타낸 단면도.

제6도는 본 발명의 제3 실시예에 관한 열전사기록장치의 요부를 모식적으로 나타낸 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

(1): 반도체레이저, (2): 염료수용부, (3): 전사부, (11): 렌즈, (12): 스페이서, (13): 공극부, (14): 인화지, (21): 기둥, (31): 홈부.

Claims (3)

1. 전사(轉寫)염료층과 피전사기록체와의 사이에 공극부를 형성하고, 전사염료를 용융시켜서 전사부에 공급한 후, 이것을 가열수단에 의해 기화시켜서 피전사기록체상에 전사시키는 열전사기록장치에 있어서,

   전사염료의 밀도 ; ρ

   전사염료의 표면장력 : γ

   가열의 동기(同期)의 각(角)진동수 : ω

   로 하였을 때에, 전사부의 공간적 구조의 단위폭 d 이 n 을 플러스정수로 하고,

   로 주어지는 것을 특징으로 하는 열전사기록장치.
2. 제1항에 있어서, 전사염료의 가열수단으로서 레이저를 사용하는 것을 특징으로하는 열전사기록장치 .
3. 제1항에 있어서, 전사염료의 가열수단으로서 더멀헤드를 사용하는 것을 특징으로 하는 열전사기족장치.