JPH0418551B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はフアクシミリやプリンタなどに使われ
る感熱記録装置に係り、特に階調を目指した高画
質記録装置の機構に関する。

〔発明の背景〕

第１図は従来一般に知られている感熱記録装置
の一例における感熱記録部の概略構成について示
す。感熱記録装置の心臓部は感熱ヘツド１であ
り、駆動機構により、感熱ヘツド１内の発熱抵抗
体を発熱抵抗体の配列方向（主走査方向）にオ
ン・オフ制御して、その熱を感熱インクが貼付さ
れたフイルム２に伝え発熱抵抗体部の感熱インク
を溶融し、これを記録紙３に転写して印字を行
う。このフイルム２及び記録紙３は通常プラテン
４で押しつけられており、フイルム２及び記録紙
３の搬送方向（副走査方向）への送りはプラテ
ン・ローラ４と動力伝達されているモータでなさ
れている。比較的低速駆動の場合には、副走査方
向の送りは、ステツプ・モータ、高速駆動の場合
には直流モータが用いられる。

次に、階調を画像に求める例について示す。溶
融インクなどの顔料系の熱転写の場合の16段階の
面積階調（デイザ階調）は、例えば、産報出版発
行の電子科学シリーズ96の「フアクシミリと新画
像通信」第５章に開示されている。第２図はこの
場合の濃度パターンの例を示すものであり、図中
１〜１６が１段階〜16段階の面積階調における濃
度パターンを示している。この面積階調を用いる
と、現在、感熱ヘツドで、最も高精細ヘツド、16
ドツト／mmを用いても、４画素／mmとなり、32階
調、64階調、128階調といつた高階調を実現する
のは非常に難しくなる。また、ヘツドも高精細化
するほど、プロセスの歩溜りや駆動機構の増加な
どの問題のため、コスト高となり、コスト・パフ
オーマンスの点で欠点をもつている。

また、文字および線の記録において斜線が入る
場合の解像力はとくに問題であつた。

このような問題点を解決する構造として、例え
ば実願昭55−47095号（実開昭56−149646号）の
願書に添付した明細及び図面の内容を撮影したマ
イクロフイルムに記録されているような、感熱ヘ
ツドを発熱抵抗体の主走査方向に揺動する感熱記
録装置が開示されているが、感熱ヘツドを円滑に
揺動させるには問題があつた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、既存の感熱ヘツドを用いなが
ら、さらに高階調で高画質を得るために発熱抵抗
体を揺動させる構造を備えてなる感熱記録装置に
おいて、発熱抵抗体の揺動を円滑に行わせる構造
を提供することにある。

〔発明の概要〕

感熱記録の解像度を上げるために、単位長さ当
りのドツト（発熱発色部）の数、すなわちドツト
密度を上げることは必須のことである。ドツト密
度を上げる方法として、感熱ヘツドを発熱抵抗体
の配列方向（主走査方向）に揺動させる方法が用
いられている。本発明は、感熱ヘツドを発熱抵抗
体の配列方向に円滑に揺動させるために、感熱ヘ
ツドを取り付けたヒートシンクを支持台の上で安
定して移動可能とするための溝を設けるととも
に、ヒートシンクと支持台との間にヒートシンク
の熱を支持台に速やかに放熱させ、且つ移動を円
滑に行わせるために熱伝導性の良いワツクスを配
置した構造としたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を説明する。初めにヘ
ツド構成を第３図及び第４図に示す。５は薄膜や
厚膜で形成される感熱ヘツド基板で、通常は図示
していないが駆動回路が搭載されている。５ａは
発熱する抵抗体素子が１ライン上に複数個、例え
ば１mm当り16個並んでいる部分である。６は基板
を支えるヒートシンクで熱伝導性のよいワツクス
７を介して支持台８に移動可能にとりつけられ
る。また、この支持台８にはヒートシンク６の移
動を安定にするための溝８ａを設けておく。熱伝
導の良いワツクス７は、ヒートシンク６と支持台
８との間の円滑な移動を行う効果があり、且つ発
熱抵抗体で発生した熱により昇温したヒートシン
クの熱を支持台に伝導させる効果がある。また、
支持台８に形成した溝８ａはヒートシンク６を支
持台上で発熱抵抗体の配列方向に安定して移動さ
せる効果があり、ヒートシンク６と支持台８との
間にワツクスを介することにより移動の円滑性、
安定性がさらに増す。ヒートシンク６の両端側と
支持台８の間にはアクチユエータ９ａ，９ｂが配
設されており、ヒートシンク６の移動を行う。こ
のアクチユエータ９ａ，９ｂは、たとえば積層形
のピエゾ圧電アクチユエータなどが好適である。
アクチユエータ９ａおよび９ｂに逆電圧を負荷す
ることによつて、精度よい往復動を生ずることが
できる。このアクチユエータ９ａ，９ｂによるヒ
ートシンク６の変位は変位センサ１０により検出
される。連続用紙送りの場合には、πだけ位相差
をつけた交流を印加することによつて、対応でき
る往復動を生ずることができる。なお上記第３
図、第４図に示したヘツド構造においては、感熱
ヘツド基板を固定したヒートシンクを支持台に移
動可能に設け、これによりヘツドの主走査方向の
移動を可能にしている。これに代わり、ヒートシ
ンク上に取付けた金属ベース上に感熱ヘツド基板
を移動可能に設けてもよい。このように構成する
と、移動部分が軽量化し、移動機構を小形化する
ことができる効果がある。

第１２図に第３図及び第４図に示した本発明の
一実施例を印画機構部の概略とともに斜視図で示
す。

感熱ヘツド１の一列に配列された発熱抵抗体を
オン・オフ制御してその熱を感熱インクが貼付さ
れたフイルム２に伝え、発熱抵抗体部の感熱イン
クを溶融し、これを記録紙３に転写して印字を行
う。このフイルム２及び記録紙３はプラテン４で
ヘツド１に押し付けられており、フイルム２及び
記録紙３の搬送方向（副走査方向）への送りはプ
ラテン・ローラ４と動力伝達されているモータで
なされている。

フイルム２は通例厚さ6μｍ程度のポリエステ
ルフイルムの上に感熱インクを4μｍ程度つけた
ものが用いられる。このフイルムは容易に座屈し
てしわを発生するため、フアクシミリの用途に用
いられるＡ４又はＢ４サイズの幅のフイルムの搬
送はプラテンによる押し付け力が均等に加わるよ
うに配慮する必要がある。

アクチユエータ９ａ及び９ｂにより感熱ヘツド
１を主走査方向に往復動させて記録する時には接
触した状態で動くので摩擦力のためにしわの誘因
となるので押し付け力が均等に加わるようにする
と共にフイルム２のはり具合をコントロールする
必要がある。

さて、感熱ヘツドの発熱抵抗体は通電した時に
発熱し温度が上昇して先に述べたように感熱イン
クを溶融して転写するが、通電を停止すると周囲
の例えば感熱ヘツド基板に放熱して温度が低下す
る。この放熱の時間は加熱の時間よりも長い時間
がかかるので、放熱時間に記録速度が制約され
る。

本発明のようにフイルム２及び記録紙３がプラ
テンローラ４で感熱ヘツド１に押し付けられた状
態で、発熱抵抗体の並んだ主走査方向に記録しな
がら動くと、発熱して転写記録を行つた抵抗体は
次の記録すべき位置に動く間に冷えたフイルム及
び記録紙で冷やされるために放熱が迅速になり、
より高速で記録が可能となる効果がある。

第５図に、アクチユエータ９ａ，９ｂの一例と
して、積層形のピエゾ圧電アクチユエータの例を
示す。ピエゾ素子としての圧電体１１の両面には
電極１２，１３が貼付けられており、これが絶縁
体１４を介して複数個積重ねられている。そし
て、圧電体１１の一方の両側の電極１２と他方の
面側の電極１３には、それぞれ共通引出線１５，
１６を介して、外部電源１７が接続されている。
この電極１２，１３に電位差を発生するように電
圧を印加することにより、圧電体１１はその電位
差の大きさに比例して変形する。

第６図はアクチユエータ９ａ，９ｂの他の例を
示すものである。この例では、積層される圧電体
１１間の電極を共通にして構造を簡素化したもの
である。即ち、圧電体１１の間には内部電極１８
が両面の圧電体に貼着されるように設けられてい
る。この積層された圧電体１１の両側面１１ａ，
１１ｂには、内部電極１８の側端部を覆う絶縁部
材１９，２０が、一方の側面１１ａと他方の側面
１１ｂ交互に設けられている。そして、この両側
面１１ａ，１１ｂには、外部共通電極２１，２２
が設けられ、外部電源１７が接続されている。こ
のように構成しても、積層された各々の圧電体１
１の両面に貼着される電極には、共通の電源から
同一の電位差を発生するように電圧が印加され、
圧電体１１は第５図と同様に変形する。このよう
に数十ミクロンの微小変位制御については、圧電
体などのピエゾ素子は適当であり、電磁アクチユ
エータなどに比べ、ヘツドへの外乱となりにく
い。

次に、印字方式について示す。カラー印画にお
いて、画質のよさは絶対濃度があることと、画像
のきれがよいことが必要十分条件となる。フアク
シミリなどの記録においては、第７図ａ，ｂに示
すように、矢印２３で示す紙送り方向である副走
査方向の送りを、第７図ａで示すドツト２４のピ
ツチ分だけ動かす方法（通称１度打ち）、第７図
ｂで示すドツト２４の半ピツチだけ動かしながら
記録する方法（通称２度打ち）などがある。この
ように副走査方向の送りは媒体搬送用モータの制
御により可変であり、重ね印字された部分は当
然、発色濃度は高くなる。この送りモータ制御技
術と主走査方向に微小往復動できるアクチユエー
タを備えたヘツドを併用すると、次に述べるよう
な、さまざまのドツトパターンに対応できる。

第８図ａ，ｂは主走査方向の高精細化の例であ
る。通常１mm当り８本程度の安価なヘツドで第８
図ａで示すように一定時間遅れ２度打ちでドツト
２４ａ，２４ｂを形成し、第８図ｂで示すよう
に、倍の16本程度の高精細化が可能である。現
在、記録系の分解能は薄膜プロセスに依存してお
り、16本／mm以上の高精細ヘツドは、マスク精度
および抵抗体寿命という観点より、ほゞ限界に近
いと考えられる。一方、ヘツドなどの位置ぎめ精
度は、サブミクロンオーダに至つており、十分に
移動できる範囲内である。したがつて、感熱記録
ヘツドの将来は、高精細化ヘツドと機械的変位機
構の組合せによるものが主流となると予想され
る。

次に階調例について示す。アナグロ階調の場合
は別として面積階調（デイザ階調）の場合、第７
図で示した主走査方向変位と、紙送りモータによ
る副走査方向変位との組合せで階調数を増やす方
法が考えられる。第９図に１画素が、６階調のデ
イザ（ドツト２４ｃで形成）の補間部分に印字ド
ツト２４ｄを形成して、64階調を得る方法の例を
示す。発熱ドツト２４ｃ，２４ｄは模擬的に円で
示しているが、４×４のマトリクスで１画素を形
成していたものが、８×８のマトリクスとなる例
である。たとえば、１mm当り４画素のカラー情報
をとり込みたい場合には、１mm当り16の発熱ドツ
トを形成した感熱ヘツドを必要とする。この感熱
ヘツドを用い、変位機構を利用すれば、階調数を
４倍にできるというものである。

また階調数を一定にして考えると、１mm当り８
本の発熱ドツトをもつヘツドで16階調を出すこと
ができる。第１０図に、変位機構を利用した場合
のドツト形成順序を示す。ドツト２４内の数字及
び矢印は、１画素の中で転写されるドツトの順番
及び移動を示す。第１０図ａはヘツドの精細度が
低く、主走査方向の移動をともなう場合、第１０
図ｂはヘツドが相対的に高精細である場合を示
す。

最後に、斜線記録の印画方法について示す。フ
アクシミリやプリンタの記録ヘツドのドツト密度
が低い場合、とくに画像で悪印象をもたれるのは
斜線記録である。第１１図ａ，ｂ，ｃに斜線印画
の例について示す。第１１図ａは矢印２３で示す
副走査方向送りを１ドツト分とし、主走査方向の
変位がなしの場合の印字ドツト２４を示し、第１
１図ｂは副走査方向送りを1/2ドツトとし、主走
査方向送りなしの場合であるが、きれいな斜線は
記録できず、階段状のジクザクになる。これに対
し、本発明のように感熱ヘツドを取り付けたヒー
トシンクを移動可能に支える支持台に発熱抵抗体
配列方向に沿つた溝を設けるとともに、両者の間
にワツクスを配してなるヘツド移動機構を備え、
ヘツドを主走査方向に円滑に移動できるようにす
ると、第１１図ｃのように記録でき画質向上に大
きく寄与できる。

以上のように構成し、主走査方向及び副走査方
向送りを制御することにより次の様な効果があ
る。

(1) コストの低い、低発熱密度の感熱ヘツドにお
いても高画質の出力を得ることができる。

(2) 高精細ヘツド（たとえば16本／mmの発熱体密
度）を用いれば面積階調（デイザ階調）におい
て、さらに高階調にすることができる。とくに
最近のすう勢であるカラー印画において効果が
ある。

(3) カラー印画は目標が一般印刷の256階調であ
り、本方法で128階調程度は可能となる。

(4) (1)の場合、ピエゾ素子のアクチユエータを利
用すると、この部分の駆動電力は発熱体への供
給電力に比べ著しく小さいので、抵抗体が減つ
た分だけ大幅な省電力化となる。

(5) 画像上、最も問題視されていた斜線の解像度
が上り、きわめて良い画像が得られる。

(6) 支持台上のヒートシンクの移動が発熱抵抗体
配列方向に確実に、且つ安定して行える効果が
ある。

(7) ヒートシンクの熱を効率的に支持台に移動で
き、感熱ヘツドの冷却をスムースに行うことが
できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、感熱ヘ
ツドの移動が安定して行え、したがつて高階調で
高画質の出力を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の感熱転写装置における感熱ヘツ
ドと印画機構部の概略断面図、第２図は面積階調
による１画素分のドツト配列（16階調の場合）例
を示す図、第３図は本発明の感熱転写装置におけ
る感熱ヘツドの概略構造図、第４図は第３図の側
面図、第５図及び第６図は第３図、第４図におけ
る変位アクチユエータの例として積層形ピエゾ素
子を示す図で、第５図は一例の断面図、第６図は
他の例の斜視図、第７図は副走査方向の送りの例
を示す図、第８図は主走査方向変位によるドツト
の高精化方式の例を示す図、第９図は主、副走査
方向変位によるカラー印画における高階調化の例
を示す図、第１０図は、印画順序（アクチユエー
タおよび送り順序）の例を示す図、第１１図ａ，
ｂ，ｃは、斜線印画における高画質化を説明する
図、第１２図は第３図に示した感熱記録装置の感
熱ヘツドと印画機構部の概略斜視図である。 ５……感熱ヘツド基板、６……ヘツド支持台
（ヒート・シンク）、７……高熱伝導性ワツクス、
８……ヘツド移動支持台、９ａ，９ｂ……主走査
方向変位アクチユエータ、１０……変位センサ、
１１……圧電体、１２，１３……電極、１４……
絶縁体、１５，１６……引出線、１７……電源、
１８……内部電極、１９，２０……絶縁部材、２
１，２２……外部共通電極、２４……ドツト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ フイルム及び記録紙をプラテンで、ライン上
   に多数の発熱抵抗体を併設した感熱ヘツドに押し
   付け、前記感熱ヘツドを前記発熱抵抗体の配列方
   向に移動可能な感熱記録装置において、前記感熱
   ヘツドをヒートシンクに支え、該ヒートシンクを
   支持台に移動可能に取り付けるものであつて、前
   記支持台の前記発熱抵抗体の配列方向に溝を設
   け、前記ヒートシンクと支持台との間に高熱伝導
   性ワツクスを配したことを特徴とする感熱記録装
   置。