JPH02500097A - 熱形プリンタの加熱素子へのエネルギー付与 - 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】 熱形プリンタの加熱素子へのエネルギー付与技術的分野 この発明は加熱素子への選択的エネルギー付与により行すきま（ラインギャップ ）を最小化しながら受容体部材への色素の転写が行われるようになっている熱形 プリンタに関係している。

背景技術 幾つかの熱形プリンタ装置は色素転写方法を利用している。

この方法においては、色素を収容した担体（キャリヤ）が、紙のように受容体と 、例えば、以下で加熱素子と呼ばれる複数の個別の熱発生素子で形成された印刷 ヘッドとの間に配置される。

受容体は回転可能なドラム上に取り付けられている。受容体及び担体は一般に、 固定されている印刷ヘッドに対して移動される。特定の加熱素子にエネルギーが 付与されると、この素子は加熱されて色素を（例えば昇華によって）担体から受 容体における画像画素に転写させる。印刷された色素の濃度又は暗さは、加熱素 子の温度及び担体が加熱される時間の関数である。換言すれば、加熱素子から担 体へ供給された熱が色素を受容体の画像画素へ転写される。色素の量は担体へ伝 達された熱の量に直接関係している。

熱形色素転写プリンタ装置は真の「連続色調」色素濃度転写という利点を提供す る。各加熱素子によって担体に加えられる熱を変えることによって、可変色素濃 度画像画素が受容体に形成される。

印刷ヘッド加熱素子はパルス幅又はパルス計数動作方式において変調される（動 作させられる）。パルス幅変調においては単一の定電流パルスが各加熱素子に加 えられる。定電流パルスのパルス幅はそれの画像画素に所望のグレースケールを 持たせる。パルス幅変調は加熱素子がエネルギー付与される行（ライン）印刷時 間の割合を変え、これにより、加熱素子が色素転写温度より高くなっている時間 を変える。画像を印刷する際に、個々の加熱素子は過熱及び永久的損傷を与えら れてはならない。

パルス計数変調においては、定電流パルスの数が変えられて所望の画像画素グレ ースケールが生成される。

高パルスレートのステップモータ又は直流駆動モータを用いて、大抵の熱形印刷 システムはドラムを回転させ、これにより印刷中加熱素子と受容体との間に相対 運動を与えている。この運動を生じさせる理由は、過熱、担体のヘッドへのくっ つきを避は且つ見当合せ制御のための比較的滑がな運動を維持することである。

色宰が付着させられるときに、ある程度のにじみ（スミア）が生じるが、これは 、画像は空間的に連続した形式のものであると考えられており且つある程度のに じみは画像画素を観察者に対して「結合する」のに役立つので、望ましい。

受容体のこの連続移動及び加熱素子の部分的パワーデユーティサイクルのために 、加熱素子自体の実際の大きさに依存して、画像行（ライン）間に幾つかの好ま しくない［すきま（ギャップ）」がしばしば観察されることがある。これらのす きまは受容体の移動方向を横切る線の形態をとっており、画像濃度が減小するに つれて知覚性が増大する。図６Ａに示され且つこの開示において後程論述される ように、色素は大部分割り当てられた画像画素空間の第１半部上へ転写される。

画像画素の濃度が減小すると、画像１行すきま（ラインギャップ）は増大して一 層好ましくなくなる。

このような画像行すきまを最小化するために、加熱素子の面積を増大させて連続 した行が重な１２合うようにすることができる。−雁低い方の割合のパワーサイ クルにおいてはこの解決策には問題がある。まず、加熱素子が所望の温度に達す るために必要とされる電力はそれの面積が増大するにつれて増大する。

又、加熱素子の面積を増大すると、印刷された画像の空間解像度が低減すること になる。

発明の開示 加熱素子の面積を増大することなく画像行すきまを低減し且つ又加熱素子のピー ク温度を最小化することがこの発明の目的である。

この目的は、複数の加熱素子を持った印刷ヘッドを備えていて、この各加熱素子 が、１行（ライン）の画像画素の形成される時間の特定の部分の間選択的にエネ ルギー付与される連続色調熱形プリンタ装置によって達成される。

この装置は、 ａ、　１行の各画像画素の所望濃度を表す値を記憶するための装置、及び 記の時間の異なった部分の間エネルギー付与して、前記の加熱素子によって発生 された熱を前記の時間の間一様に分布させて行すきまが低減されるようにするこ とのできる装置、を偏えている。

この発明の重要な特徴は加熱素子の中心における局部的なピーク温度「高温点（ ホットスポット）」によって引き起こされる担体又は受容体損傷の可能性が低減 されることである。

加熱素子に加えられた熱は各行に対する印刷時間の間一層一様に分布させられる 。加熱素子に対する熱時定数は一般に各行の印刷時間にわたって印加エネルギー を積分する傾向がある。

図面の簡単な説明 図１はこの発明に従って連続色調色素画像を作成するために使用され得る熱形プ リンタ装置の概略図であり、図２は図１の熱形プリンタ装置における使用のため の担体の上面図であり、 図３は図１の熱形印刷装置の印刷ヘッドに使用された幾つかの加熱素子の透視図 であり、 図４はこの発明に従って単一加熱素子に加えられる定電流パルスを図解しており 、 図５は図１の熱形プリンタ装置のための印刷ヘッドにおける加熱素子を動作させ るための制御回路の概略図であり、図６Ａは通常のパルス符号変調方式の概略的 表示であり、図６Ｂはこの発明によるパルス符号変調方式の概略表示であり、又 図７は図５に示された制御回路６８の概略図である。

発明を実施する方法 今度は図１に言及すると、担体部材１４から転写された色素から受容体部材１２ 上に一度に１行（ライン）の画素ずつカラー画像を印刷するように構成された熱 形プリンタ装置１０が示されている。受容体部材１２はシートの形式をしている 。それは駆動機構１５に機械的に結合された回転可能なドラムに固定されている 。

駆動機構１５はドラム１６及び受容体シート１２を固定熱形印刷ヘッド１８を通 過して連続的に前進させる。印刷ヘッド１８には図３に一層明確に示されている 複数の加熱素子（抵抗）がある。これらの加熱素子は担体部材１４を受容体部材 １２に押し当てる。担体部材１４はウェブの形式で示されており、繰出ローラ２ ０から巻取ローラ２２上へ駆動される。駆動機構１５及び２３にはそれぞれモー タがある。これらのモータはそれぞれ担体及び受容体を印刷ヘッド１８の加熱素 子に対して連続的に進める。印刷機、加熱ヘッドは担体及び受容体がそれに対し て移動されるときにアドレスされて選択的にエネルギー付与される。従って、印 刷色素画像画素は担体及び受容体が色素転写中静止していた場合よりも幾分大き くなる。担体の移動は印刷ヘッド１８における加熱素子に担体がくっつくのを減 らすために必要である。

受容体部材１２が印刷領域を通過するときに、加熱素子への選択的エネルギー付 与によって受容体上に色素画像画素の印刷が行われる。加熱素子がエネルギー付 与される方法は後程説明される。この画像の色は、印刷領域を通過して駆動され ている担体部材１４の各フレーム（こま）に収容された熱的に転写可能な色素の 色によって決定される。画像の一つの完全な色フレームが印刷された後、受容体 Ｊ２は初期位置又は定位置に戻される。

担体部材１４が進められて、別のカラーフロムが印刷のための位置へ移動され、 画像の次のカラー画像が前に印刷された画像上へ重ね合わされて印刷される。

図３は印刷ヘッド１８の幾つかの加熱素子５０を概略形式で示している。各加熱 素子５０は抵抗性材料の薄膜で作られており、そしてこれは非導電性支持具上に 取り付けられている。スイッチ５４が閉じられると、定電流パルスが加熱素子を 流れる。薄膜加熱素子が示されているけれども、厚膜加熱素子も又この発明にれ た一連の部分又はフレームを備えたウェブの形式で示されている。一連のものに おける各フレームは異なった色の熱転写可能な色素を備えている。例えば、各一 連のフレームは黄の熱的に転写可能な色素のフレーム２４、これに続くマゼンタ の熱的に転写可能な色素のフレーム２６、これに続くシアンの熱的に転写可能な 色素のフレーム２８からなっている。黄、マゼンタ及びシアンの色素フレームの この順序はもちろん繰り返される。基準標識２９が示されているが、これは駆動 機構１５及び２３の動作を制御するために周知の方法で使用されることができる 。

図１を参照して、装置の動作を簡単に説明する。駆動信号がマイクロコンピュー タ１７（図５参照）から駆動機構１５に連続的に供給されてドラム１６を回転さ せ、受容体シート１２の連続した区域を印刷ヘッド１８及び受容体シート１２と 対向した印刷領域へ持ってくる。受容体部材及び担体部材は両方共この印刷動作 中印刷ヘッドに対して移動される。

図４は行（ライン）印刷時間中画像画素を形成するために単一の加熱素子５０に 加えられる定電流パルスを示している。この時間中、個々の加熱素子は所定の回 数（Ｎ）アドレスされる。

この所定数は色素濃度レベルの最大可能な数である。換言すれば、１群の各加熱 素子に対する時間にＮの可能な電流パルスがある。各時間にはＮのタイムスロッ トがある。加熱素子がタイムスロット中にアドレスされるたびごとに、ただ一つ の電流パルスがそれに加えられることができる。すべての加熱素子が１回アドレ スされた後、この過程が各加熱素子に対してＮ−１回繰り返されて、ついには１ 行の画像画素が印刷される。各加熱素子に対する群可能化信号の「オンタイム」 又は持続時間を変えることによって、定電流パルス幅を変えることができる。

理解されることであろうが、加熱素子は複数の加熱素子へと配列して、各群がそ れ自体の可能化線によって別々にアドレスされるようにすることができる。各色 彩画像画素の色は、図５に示されたようにデータ母線により制御回路部６８に加 えられる８ビツトディジタル色素濃度ワードによって表される。制御回路部６８ は可能化信号を発生する。この信号の持続時間を利用して、各加熱素子に加えら れる定電流パルスのパルス幅を調整することができる。

しばらく図５に移ると、マイクロコンピュータ１７は書込み信号（Ｗ）、クロッ ク信号φ、及びデータ母線によるデータ信号を制御インタフェース回路６８に供 給することが注目される。

データ信号は画像画素の色素濃度レベルを表す８ビットディジタル信号又はワー ドである。

制御回路６８はマイクロコンビコータ１７の制御下でシフトレジスタ６１にクロ ック信号を与える。例の目的で、印刷ヘッド１８には５１２の加熱素子があるも のと仮定する。制御回路６８からの画像データはシフトレジスタ６１ヘロードさ れ、ついにはこれの５１２の段のすべてが高（１）又は低（０）の信号レベル又 は状態を収容するようになる。制御回路部６８によって与えられた信号により、 シフトレジスタ６１の各段におけるデータはラッチ５９の対応する段へ入力され る。ラッチの出力に保持された高可能化信号は対応するナントゲート６０に接続 されており、このゲートは可能化信号が高いときにアドレスされる。加熱抵抗５ ０．及び高状態にある対応するラッチ段を持っているナントゲート６０を通して 回路が完成される。換言すれば、加熱素子にエネルギーが付与される。パルス持 続時間又はパルス幅は可能化信号が高い時間によって制御される。可能化信号が 低くなった後、電流パルスはオフにされる（他のものは低いままである）。各可 能化信号で印刷ヘッドの５１２すべての加熱素子はアドレスされ、そしてラッチ ５９におけるそれらの対応する段の状態に依存して選択的に１回エネルギーは付 与されることができる。今、２５５の可能な色素濃度レベルがあるものと仮定し よう。換言すればＮは２５５に等しい。シフトレジスタ６１は２５５の異なった 回数データでロードされなければならないことになる。各群の加熱素子は２５５ 回アドレスされることになる。各加熱素子は所望の画像画素色素濃度に依存して ２５５の異なった回数選択的にエネルギー付与され得る。

図６Ａは単−行の画素に対して異なった濃度レベルを達成すの所与の加熱素子へ のエネルギー付与（陰線の区域）は所望の濃度レベルが達成されるまで連続した タイムスロット中に行われる。描写された変調方式は０から２５４まで変化する 値を持った２５５の濃度値を持っている。濃度値「０」は（ＤＭＡＸ）を表し、 ２５４は（ＤＭＩＮ）を表している。又、０から５１１までの番号を付された５ １２の加熱素子があるものと仮定する。又、２５５の可能化パルスがある。最初 の可能化パルスは２５４番であり、最後の可能化パルスは０番である。各可能化 パルスはタイムスロット中に発生する。最初の可能化パルスは可能化パルス番号 ２５４に対応している。行印刷時間の最初のタイムスロット（可能化パルス番号 ２５４）中に最初の加熱素子（ｒＯＪ　）がエネルギー付与される（陰線で表示 ）。この時間の残りのタイムスロット中、それはエネルギー除去される。例とし て、加熱素子番号４は最初の二つのタイムスロット中だけエネルギー付与される ことに注意せよ。加熱素子のすべてが最初の二つのタイムスロット中においてだ けエネルギー付与されたとすれば、行すきまが形成される確率が増大するであろ う。

図６Ｂはこの発明によるパルス符号変調方式を示しており、これにおいては図６ Ａの通常方式と同じ数の可能化パルスが使用されているけれども、これらのパル スは行印刷時間の第１牢部及び第２半部に対応する二つの群に分割されている。

印刷行間隔時間は図６Ａと同じであるが、各加熱素子によって発生されるエネル ギーはそのような間隔にわたって一層一様に分布させられている。この方式は偶 数番号の可能化パルスを時間の第２半部に移すことによって行われる。図示のよ うに、加熱素子へのエネルギー付与（陰線の区域）は時間の第１半部ど第２半部 との間に分布させられている。このために、加熱素子によって発生される熱は時 間全体にわたって一層一様に分布させられて、行すきまを減らす。このことは後 程説明される。

今度は図５及び７に移ると、図６Ｂの方式を詳細に実施する制御回路６８が示さ れている。マイクロコンピュータ１７からのランロード信号に応答して、１行の ための画素データが記憶装置８０ヘロードされる。１行のデータは、各加熱素子 に対して一つずつの、５１２の別々のバイトを持っている。各バイトは２５４か ら０までの濃度番号に対応していて、２５４が最低濃度（Ｄ　）に対応し且っ０ が最大濃度（ＤＭＡｘ）に対応していＩＮ る。

換言すれば、画像データディジタル信号はシフトレジスタ６１の各段へ入力され た一つのビットを持っている。各画像画素に対するそのような画像データディジ タル信号の数（Ｎ）は色素濃度レベルの最大数に等しい。各画像画素に対して２ ５５の可能な色素濃度レベルがある今の例について説明を続ける。１行の印刷中 、タイミング発生器８２によって与えられた２５５の可能化信号が存在する。タ イミング発生器８０は又可能化信号及びラッチ信号をシフトレジスタ６１に供給 する。

マイクロコンピュータ１７からのランロード信号に応答して、記憶装置８０はデ ータ母線上の画素データに応答し、５１２の色素濃度ワードを記憶装置８０へ入 力するが、このような各ディジタルワード（８ビツト又は１バイト）は特定の画 像画素の色素濃度１ノベルを表している。ワードが番号ｒ２５５Ｊである場合に はそれは最小色素濃度（ＤＭｌＮ）に対応し、又ワードが番号「０」である場合 ではそれは最大色素濃度（ＤＭＡＸ）にある。、タイミング発生器８２は、マイ クロコンピュータ１７によって発生されたクロック信号に応答して、ラッチ５９ 及びシフトレジスタ６１（図５参照）へのラッチ信号及び可能化信号を発生する 。

ラッチ信号は各行に１度与えられる。

ラッチ信号が画素計数器８４をセットした直後に、タロツクパルスがこの画素計 数器８４によって計数される。画素計数器８４は記憶装置８０におけるすべての 色素濃度記憶場所を順次識別するために５１２の出力信号を発生する。ランロー ド信号は計数器９０を数字２５５にセットする。各ラッチ信号は計数器９０を数 字２５５から始まって０までカウントダウンさせる。計数器９０は最初のラッチ 信号の印加時にランラッチ信号によって２５５にセットされる。計数器９０に保 持された数字はタイムスロット番号と呼ばれる。タイムスロット番号は２５５か ら０まで変化する。計数器９０はタイムスロット番号パルス可能化番号２５４を 探索表（ルックアップテーブル’）９２　（ＬＵＴ）に加える。例えば、図６Ｂ に示されたように、タイムスロット番号が２５４であるときには、ＬＵＴ９２の 出力は可能化信号２５３である（図６Ｂ参照）。この可能化番号（Ｂ）は比較器 １００に加えられる。比較器１００は記憶装置８０における５１２の番号（色素 濃度ワードＡ）のそれぞれを可能化番号Ｂと比較する。色素濃度ワード値Ａが可 能化番号Ｂより小さい、すなわちＡ＜Ｂならば、画像データ線はオンに（高く） されて、１がレジスタ５９へ入力される。色素濃度値Ａが可能化番号Ｂより大き いならば、比較器の出力は低くされる。

５１２すべでの番号が比較された後、ラッチ信号は画素計数器８４を零（０）に セットし、次のパルス可能化番号２５４をＬＵ、Ｔｅ３へ入力させる。図６Ｂに 示されたように、次のタイムスロット番号２５３は可能化番号２５１を探索表９ ２によって発生させる。上述の過程が今度は図６Ｂの方式に従って繰り返されて 、奇数番号の可能化パルス番号は時間の第１半部において発生され且つ偶数番号 の可能化パルスは時間の第２半部において発生させる。

行印刷時間の二つの半部の期間中に加熱素子によって発生された熱を分布させる ために他の方式も又この発明に従って使用することができる。例えば、探索表９ ２の動作に変更を行って、加熱素子にエネルギーを付与する順序を変更すること ができるこの発明は、入力電気信号に応答して連続色調カラー画像を印刷する熱 形プリンタ装置における使用のために特に適している。

浄書（内容に変更なし） ＦＩＧ、　３ 手続補正書 １．事件の表示 ＰＣＴ／ＵＳ８８１０１７００ ２、発明の名称 熱形プリンタの加熱素子へのエネルギー付与３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所 名称　イーストマン・コダック・カンパニー４、代理人 住　所　東京都千代田区大手町二丁目２番１号新大手町ビル　２０６区 ５、補正の対象 宝燥謔査卦告 国際調査報告 ＳＡ　２２７１５

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．ａ．１行の画像画素が印刷される時間の特定の部分の間各加熱素子が選択的 にエネルギー付与されるようになっている複数の加熱素子を備えた印刷ヘッド、 ｂ．１行の各画素の所望濃度を表す値を記憶するための装置、並びに ｃ．前記の時間の特定の部分の期間中に前記の各加熱素子にエネルギーを付与す るためにそのような記憶値に応答する装置を備えていて、そのような記憶値に応 答する前記の装置が、前記の特定の部分を前記の時間の第１及び第２半部中に分 布させてそのような加熱素子により発生された熱を前記の時間中一様に分布させ て行すきまが減らされるようにするために前記の時間の特定の部分を分割するた めの装置を備えていること、によって特徴づけられている、 連続色調画像を生成するための熱形プリンタ装置。
2. ２．前記の素子が前記の時間中にＮ回選択的にアドレス可能であり、且つ前記の 記憶値に応答する前記の装置が、前記の記憶値に応答して、Ｎの画像データディ ジタル信号を記憶装置の各段に、各段の状態が、対応する加熱素子がアドレスさ れたときに選択的にエネルギー付与されるべきであるか否かに対応しているよう な特定のパターンにおいて順次記憶することのできる論理装置を備えており、前 記のパターンが前記の特定の部分を行印刷時間の第１半部及び第２半部の期間中 に分布させるために使用されている、請求項１に記載の熱形プリンタ。