JPH0635199B2

JPH0635199B2 - 熱転写リボン

Info

Publication number: JPH0635199B2
Application number: JP61067401A
Authority: JP
Inventors: アーリツヒマンアービン
Original assignee: Polaroid Corp
Current assignee: Polaroid Corp
Priority date: 1985-03-28
Filing date: 1986-03-27
Publication date: 1994-05-11
Anticipated expiration: 2009-05-11
Also published as: US4603337A; DE200711T1; JPS61227081A; EP0200711B1; ATE75187T1; EP0200711A3; EP0200711A2; DE3684954D1; CA1260315A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は熱印字すなわち記録、より詳細にはインク受容
紙上にトーンすなわちグレースケール像を記録するのに
使用する熱転写リボンに関する。

特願昭６０−２６８２７４号、特願昭６０−２４３８０
７号及び特願昭６０−２４３８０８号には一体型感熱記
録層を含む感熱紙や透明材料上に電子像信号により画定
されるトーンすなわちグレースケール像を熱記録するた
めの閉ループシステム及び方法が開示されている。

上記記録像は、像信号により特定される所望の目標密度
すなわちトーンをそれぞれもつた多数の微小なピクセル
エリアのマトリクスアレイにより形成される。各ピクセ
ルエリアのトーンは中間調リソグラフイツク印字と類似
の方法でそこに記録されるドツトのサイズを変えること
により変えられる。

感熱記録層の性質はドツトを形成するために加えられる
熱エネルギ量の増大と共に漸増するようにされている。
ドツトサイズを精密に制御するために、前記出願に開示
された熱記録システムは、ドツトを形成中に光検出器に
より光学的に監視してピクセル密度を制御するような閉
ループ制御システムを使用している。この情報は制御シ
ステムに帰還されそこで目標密度を示す信号と比較され
る。この比較に基いて、制御システムは熱エネルギの印
加を調整し所定比較値に達するまでドツトサイズを漸増
する。その後、熱エネルギの印加が終止する。

ピクセル密度の精密な制御を行う要点は光学監視装置、
すなわち光検出器が必要な帰還を行うのにさえぎるもの
のないドツト形成視野を持つように記録装置を構成する
ことである。

記録媒体が不透明ベースシートを有する感熱紙である場
合には、前記特願昭６０−２６８２７４号に開示の如
く、好ましくは熱エネルギは熱印字ヘツドにより感熱紙
裏面からベースを通つて加えられて前面の記録層内にド
ツトを形成し、そこから印字ヘツドによりさえぎられる
ことなくドツト形成を監視することができるようにす
る。また、記録媒体が透明材の場合には、前記特願昭６
０−２４３８０７号、特願昭６０−２４３８０５号に開
示されているように、前記記録層の前面に係合する光反
射バツフアシートを通つて印字ヘツドによる熱が加えら
れ、前記透明材を通して裏面から光検出器によりドツト
が形成されている記録層の反射光レベルを読み取りドツ
ト形成を監視する。

一体型感熱記録層を含む感熱媒体上に記録を行うのとは
対照的に、公知のもう一つの熱記録法は熱転写リボンを
使用している。リボンは可撓性ベース層すなわち膜の一
面に塗布された可溶性インクすなわちマーキング層を含
んでいる。リボンはインク受容紙、すなわち普通紙と接
触して配置され、インク層は受容紙と対面関係とされて
いる。次に、ベースが裏側から選択的に加熱される。イ
ンクを溶解すなわち液化するのに充分な温度上昇が与え
られたエリアでは、インクの転写が生じて用紙上にマー
クやドツトを形成する。

この種の記録装置の主な利点は通常の安価な用紙を受容
紙として使用し、高価な特殊の感熱紙を使用する必要が
ないことである。

熱転写技術を使用して高品質トナー像記録を行うには、
ピクセル密度（ドツトサイズ）を精密に制御することが
重要である。従つて、熱転写像記録装置にドツト監視及
び帰還制御概念を織り込むことが非常に望ましい。

公知のいくつかの熱転写装置は電流の印加に応答して加
熱される抵抗素子印字ヘツドを使用している。ヘツドは
リボンの裏面と係合して熱エネルギを加え、ベースを介
してインクを溶解し転写を行う。ドツトの形成は不透明
な受容紙と一般的に不透明なリボンとの間で生じるた
め、可視的に監視することができない。しかしながら、
たとえリボンの裏側からドツトの形成が見られたとして
も、重畳する印字ヘツドのため帰還の目的でホトダイオ
ードによりドツト形成を監視することは困難である。

帰還制御概念を熱転写記録装置に一体化する前に、２つ
の問題点を解決しなければならない。第１に、リボンの
裏側からインク転写すなわちドツトサイズを監視可能な
ように可視指標を設けなければならない。第２に、可視
指標と光検出器間の光路が、リボン裏側に作用してそれ
を加熱するような素子によつて妨げられることがないよ
うにしなければならない。

抵抗素子印字ヘツド等の外部熱エネルギ印加装置により
熱転写リボンを選択的に加熱する別の方法として、公知
のいくつかの熱インクリボンはその多層構造内に内部加
熱素子として働く電気抵抗層を含んでいる。使用時に
は、リボン裏面と接触する一対の互いに隔離した電極間
に記録信号電圧が加えられる。これにより電極間の抵抗
層に電流が生じる。電流により抵抗層に熱が発生し、イ
ンク層に伝達されて転写を行う。

抵抗層熱転写リボン、熱記録装置及びそれらと共に使用
するようにされた構成要素の代表例については、米国特
許第４，４７７，１９８号、第４，４７０，７１４号、
第４，４５８，２５３号、第４，３４５，８５４号及び
第４，３２９，０７１号を参照されたい。また、ＩＢＭ
テクニカルデイスクロージヤビユレチン、１９７６
年１月、第１８巻、第８号、第２６９５頁の“電流パル
ス加熱特殊リボンを使用した熱転写プリンタ”も参照さ
れたい。

前記米国特許第４，３４５，８４５号は定電流源ではな
く電圧源により電極を駆動する帰還制御装置に関する。
この装置は印字点における内部リボン電圧を表わす電気
信号を帰還に使用している。しかしながらこの特許はピ
クセル密度すなわちドツトサイズを表わすかもしくはそ
れに比例する可視指標を提供しようとするものではな
い。

また、フアクシミリ装置に使用する電子熱記録紙内に一
体型抵抗層を設けることも知られている。代表的に、こ
のような用紙は紙でできたベースすなわち支持層と、充
分な抵抗率を有しそこを流れる電流に応答してジユール
熱を生じるベース層上の導電層と、発熱導電層頂部に塗
布された幾分導電性の感熱記録層からなつている。頂部
記録層と接触する間隔のとられた電極間に記録信号電圧
が加えられる。記録及び導電層の相対抵抗率値は電流が
第１の電極から記録層を通つて下層の導電層へ流れ、導
電層に沿つて横向きに第２の電極へ向い次に記録層を通
つて第２の電極へ戻るようにされている。導電層内の電
流は熱を発生し、それは上方の記録層に向つて流れ内部
の感熱染料を変色もしくは変調させて可視マークすなわ
ちドツトを生成する。

導電及び熱反応記録層を塗布した内部導電加熱層を有す
る記録紙の代表例については、タピー（Tappi）、１９
７６年１０月、第５９巻、第１０号、第９２，９３頁に
記載のダブリユ．シモツマ他、の論文“電子感熱記録紙
ならびに米国特許第４，１３３，９３３号、３，９５
１，７５７号及び第３，９０５，８７６号を参照された
い。

熱転写リボンもしくは熱記録紙に抵抗加熱層を折り込む
一つの利点は、互いに隔離した１対の電極を用いて２電
極間の間隔と一致するエリア内に記録ドツトを形成され
るように電極間に記録信号が加えられることである。電
極間の間隔は従来の外部印字ヘツドによりさえぎられな
いため、ドツト形成やインク転写の指標を光学的に監視
する“窓”として役立つことである。

前記したように、熱転写記録により生成されるトナー像
の品質を実質的に改善するには、ドツト形成監視及び帰
還制御を記録装置に組み込むことが非常に望ましい。し
かしながら、公知の熱転写リボンはリボン裏面にドツト
形成やインク転写の可視指標を与えて光学的監視や帰還
を行うことができないため、この技術の応用が不可能と
なっている。

従つて受像紙上へのトーンすなわちグレイスケール像の
熱転写記録の品質を向上するように特別に構成された、
例えば熱転写インクリボン等の熱転写媒体を提供するこ
とが本発明の目的である。

光学監視及び帰還を使用して記録ドツトサイズすなわち
ピクセル密度をより正確に制御する熱転写記録装置に使
用するようにされた熱転写媒体を提供することも本発明
の目的である。

リボンの一面に可溶インク層を含み、リボンの反対面に
インク転写及び／もしくはドツト形成の可視指標を含む
熱転写リボンを提供することも本発明の目的である。

リボンの一面のインクを溶解し且つリボンの他面の感熱
可視指標を活性化する目的で、電流の通過に応答して発
熱する一体型抵抗加熱層を含む熱転写リボンを提供する
ことも本発明の目的である。

本発明はドツトサイズすなわちピクセル密度監視及び帰
還制御を使用して記録トーンすなわちグレイスケール像
の品質を改善する熱転写像記録装置に使用するのに特に
適した、好ましくはリボン形状の熱転写媒体を提供す
る。

本発明を実施した熱転写リボンは基本要素として、熱転
写可能インク層と、感熱指標層と、抵抗加熱素子層から
なり、さらに一層もしくは数層を任意に含むことができ
る。

抵抗層の機能はそこを流れる電流に応答して熱エネルギ
を発生することである。それは両側のインク及び指標層
間にそれらと熱伝導関係で配置される。抵抗層に発生す
る熱エネルギはインク層に流れインクを転写不能状態か
ら転写可能状態へ変えることにより活性化し、さらに指
標層に流れ、その対応すなわち一致する部分に、リボン
の反対側のインク層のインクの活性化に比例する光学的
に検出可能な指標を形成する。

代表的に、インク層はリボン構造の全面にあり、インク
受容像記録紙、例えば白色普通紙と接触配置されるよう
にされている。指標層はリボンの裏面にあり、抵抗層は
インク及び指標層間のリボン構造の中間部に配置されて
いる。

好ましくは、指標層も幾分導電性であり指標層と接触す
る一対の間隔のとられた電極間に加えられる像記録信号
により、２電極間の抵抗層部に発熱電流が流れる。発生
熱により前面のインクが溶解もしくは融解して用紙に転
写され、且つ２電極間の指標層内に光学的に検出可能な
指標マークを形成する。指標マークはインクの活性化に
比例し、従つてインクの転写により受容紙上に形成され
るドツトサイズすなわちピクセル密度の表示を与える。
指標マークは光検出器によつて監視され、それは監視ピ
クセル密度信号を発生して記録転写制御装置へ送り、そ
こで目標すなわち所望密度信号と比較される。比較に基
いて、装置は所定の比較値に達するまで抵抗層への発熱
電流の印加を調整し、そこで電流の印加が終止する。

［実施例］本発明を実施した熱転写媒体を熱転写リボン１０の形状
で第１図に線図で示す。リボン１０は多層構造すなわち
積層であり、底部から頂部に向つて熱転写可能インク層
１２、電気抵抗加熱素子層１４及び感熱／電子導電指標
層１６で構成されている。

第２図において、リボンはインク受容像記録紙１８と作
動的に係合関係に配置されている。記録紙１８は、白色
または着色の普通紙、もしくはその他のシート材であっ
て、何れも層１２から熱転写されるインクを受容可能に
構成される。

単に説明の都合上、本明細書ではシート１８と係合する
ように構成されたリボン１０のインク層側を前面とす
る。このようにして、指標層１６はリボン１０の背面と
なり、抵抗層１４は前面層１２と背面層１６間のリボン
積層の中間部に配置される。

インク転写を行うために、指標層１６を一対の間隔のと
られた電極２０及び２２と接触させる。一般的に、電極
間間隔はシート１８上に記録されるドツトやマークの最
大サイズにより決定される。８０ドツト／cm（２００ド
ツト／インチ）の分解能に対して、最大ドツトサイズは
およそ０．１２５mm（０．００５インチ）であり、電極
２０及び２２はそれに応じて配置される。

第１すなわち信号印加電極２０は後述の熱転写記録装置
の副制御装置２４の、記録電圧信号Ｖｓを出力する記録
信号出力端子に電気的に接続されている。第２すなわち
反対電極２２は副制御装置２４の帰路端子に接続され、
共通大地電位に設定されている。

記録信号Ｖ_sの印加に応答して、電流方向矢符を有する
電流径路表示線Ｉで示すように、リボン構造中を電極２
０から導電指標層１６を通つて下層抵抗層１４へ、層１
４に沿つて反対電極２２へ向い、次に層１６を通つて再
び反対電極２２へ行く電流径路が確立される。

電極２０と２２間の抵抗層１６部分が流れる電流により
この領域に熱が発生する。層１４は層１２及び１６と熱
伝導関係にあり、熱は上下に伝達されて層１４の両面の
層１２及び１６の一致部に熱活性化反応を生じる。

層１４からの熱入力に応答して、層１２の対面部のイン
クは溶解するすなわち固体から液状へ変化して用紙１８
へ転写される。同時に、発熱の一部は指標層１６へ伝達
されて内部の感熱染料を活性化して変色させ、層１２か
らのインクの転写により用紙１８上に形成されるドツト
サイズすなわちピクセルエリア密度に比例する光学的に
検出可能なドツトやマークをリボン１０の裏面に与え
る。

リボン１０は指標層を内蔵していて可視すなわち光学的
に検出可能なマークを与え、それは線図で示す光検出器
２６のような光学監視装置により感知される。好ましく
は、光検出器２６は電極２０及び２２間の層１６部分で
反射した光のレベルを測定して、この情報を副制御装置
２４へ送りそこで後記する方法でドツトサイズをより精
密に制御するのに使用される。

本発明を実施したリボン構造はいくつかの利点を有して
いる。第１に、監視のために接近可能なリボン背面上の
ドツト形成の指標を与える。これは受容紙１８とインク
層１２の不透明性により観察が妨げられるインク層と受
容紙との界面で実際のドツト形成が生じるために必要で
ある。第２に、リボン構造の内側に抵抗層を設けること
にり、指標マークが形成される層１６領域の縁の外側に
配置された間隔のとらえた電極を使用して熱を発生する
ことができる。このようにして、熱転写リボンの背面と
係合するように構成された従来の外部発熱印字ヘツドの
場合のように電極が指標マークをさえぎることがない。

図示する三層リボン１０において、抵抗層１４はインク
転写を行つて層１６内の感熱染料を活性化して対応する
指標マークすなわちドツトを形成する抵抗加熱素子とし
てだけでなく外側層１２の可撓支持体として働く。

好ましくは、層１４はポリマーすなわち樹脂膜であり導
電性カーボン粒子をロードして膜の高抵抗率を低い抵抗
値へ低減し、かなり低い信号電圧で充分な電流を流して
インク転写及び指標層１６内の感熱染料の活性化を行う
のに必要な熱量を発生する。

リボン１０に使用するのに適した抵抗層材の例として、
導電粒子カーボンブラツクを有するポリカーボネート膜
や脂肪族ポリウレタンと導電粒子カーボンブラツクを有
するウレタンアクリルコポリマの混合物であるポリマが
含まれる。これらの材料は米国特許第４，４７７，１９
８号及び他のさまざまな特許及びそこで引用されている
技術文献に詳記されている。

また、抵抗層１４はそれ自体が米国特許第４，４７０，
７１４号に記載されているような金属ケイ化物等の無機
抵抗材被覆を有するマイラー等のポリマ支持膜からなる
積層形状とすることができる。

代表的に、抵抗層１４は０．０１〜０．０２mmの範囲の
厚さを有し前面には代表的に０．００２〜０．００８mm
の範囲の厚さを有する可溶サーモプラスチツクもしくは
ワツクスベースインクすなわちマーキング層１２が被覆
されている。リボン１０に使用できるインク層の公式の
代表例は米国特許第４，４７７，１９８号及び第４，３
８４，７９７号及びさまざまな特許及びそこに引用され
ている技術文献に開示されている。

リボン１０裏面の指標層１６は２つの所要特性を有す
る。第１に、層の厚さに充分な電流を貫流させて層１６
の外面と接触する各電極２０及び２２と下部抵抗層１４
間に電流径路Ｉを確立するような充分な導電性でなけれ
ばならない。また、材料組成は抵抗層１４内の電流によ
り発生する熱に応答して熱活性化してリボン背面上に可
視すなわち光学的に検出可能なマークを生じるものでな
ければならない。

指標層１６に使用するのに適した一種の材料は指標機能
を与えるための感熱指標成分と層の抵抗率を低減して充
分な電流を流すための導電成分とを分散させたポリマ結
合剤からなつている。

代表的に、感熱指標成分は感熱記録紙に広く使用されて
いるロイコ（Leuco ）型染料の形状をとることができ
る。導電成分はヨウ化第一銅等の金属ヨウ化物の形状を
とることができる。指標層１４に混合できるさまざまな
成分の広範な説明については、米国特許第３，９０５，
８７６号、第３，９５１，７５７号及び第４，１３３，
９３３号を参照されたい。また、前記ダブリユ．シモツ
マ他による“電子感熱記録紙”も参照されたい。

説明の目的で、第３図に電極２０及び２２間のリボン１
０の横方向に延在するピクセルエリア部ＰＡを垂直点線
２８及び３０で境界をつけて示す。ＰＡ部内の個々の層
の対応部を１２ａ，１４ａ及び１６ａとする。ドツトが
形成される用紙１８の対応するピクセルエリア部を１８
ａで示す。ＰＡ部は電流径路Ｉの確立時に影響を受ける
リボン１０のピクセルエリア部を表わし、ピクセルエリ
ア部ＰＡの実際のサイズと形状は疑いもなく線２８及び
３０で境界をつけて示す部分とは幾分異なることを理解
されたい。

リボン１０の好ましい使用方法は層１６の外面と接触す
る実質的に等しい表面エリア端３２を有する一対の電極
２０及び２２を設けることである。これは電流径路Ｉの
確立時に抵抗層１４の部分１４ａに実質的に一定の電流
密度を誘起して、発熱が一方の電極付近に集中せずにＰ
Ａ部の幅にわたつて幾分均一になるように行われる。

層１２内のインクが溶解する前に、最小活性化温度に加
熱しなければならない。同様に、最小活性化温度に達す
るまで指標層１６内の染料は変色しない。好ましくはイ
ンク層１２及び指標層１６を形成する組成は、各最小活
性化温度が一致もしくは少くとも接近するように処方さ
れる。

最小活性化温度を得るには充分な１４ａ部からの伝達熱
量に応答して、１２ａ部内のインクの一部３４が溶解し
用紙部１８ａへ転写されてその上にマークやドツト３６
を形成し、対応するピクセルエリア部１６ａ内の感熱指
標層の一部３８が変色して光検出器２６の視野内の電極
間に可視すなわち光学的に検出可能なドツトやマーク４
０を形成する。１２ａ及び１６ａ部内の反応が共通熱源
によりトリガされるため、指標ドツト４０のサイズは転
写ドツト３６のサイズに比例する。２つのドツトの比例
性すなわち密度比は経験テストにより決定して校正係数
を求め、これを光検出器の読取値に加えてドツト３６の
実際のサイズすなわちドツト３６を形成する用紙１８上
のピクセルエリア部１８ａの密度を計算する。

ドツトマトリクス文字やグフイツクシンボル等の２進
（白黒）記録応用に使用する均一なサイズのドツトを主
として作るように設計された従来技術の熱転写装置と異
なり、リボン１０はドツトサイズすなわちピクセル密度
を変えてトーンすなわちグレイスケール像を記録するこ
とができる装置に使用するように設計されている。熱転
写ドツト３６及び対応する指標ドツト４０のサイズはド
ツト形成のために加えられる熱量の関数である。すなわ
ち、ドツトサイズはドツトを形成するために加える熱量
と共に漸増する。

１２ａ部内のインクの初期溶解及び対応するピクセルエ
リア部１６ａ内の熱染料の対応する活性化により、（Ｐ
Ａ部の表面積に較べて）小さな初期ドツト３６及び４０
が形成される。連続熱入力に応答して、ドツトは面積が
漸増する、すなわち“成長する”。熱入力が終止する
と、リボン１０内の残熱によりドツトはもう少し大きく
成長するが、そこで成長は終始する。熱入力が再開され
ると、最小活性化温度に到達した時にドツト成長が再開
される。ＰＡ部の表面積とほぼ等しいフルサイズドツト
が形成されるまでドツト成長は継続する。ＰＡ部の境界
の外側で、温度は最小活性化温度よりも低い点まで降下
し、電流径路Ｉをまだ電流が流れているかも知れないと
いう事実にもかかわらずドツトサイズのこれ以上の増大
を自動的に禁止する。

このようにして、記録ドツト３６及び４０は小型で開始
してドツトを形成するために加える熱量の増大と共にサ
イズが漸増する。熱の印加は連続的に行うこともでき、
この場合熱入力が終止する、すなわちドツトがフルサイ
ズに達するまでドツトサイズは中断することなく漸増す
るか、もしくは一連の信号電圧パルスを加えて対応する
熱入力パルスを生じることによりドツトサイズを段階的
に漸増することもできる。

図示するリボン１０は３つの基本層１２，１４及び１６
しか持たないものとして説明したが、本発明の精神と範
囲から逸脱することなくリボン構造に任意に付加層を含
むことができる。このような任意の層は抵抗層１４とイ
ンク層１２の間及び／もしくは抵抗層１４と指標層１６
の間に配置されるものと考えられる。機能上、このよう
な任意層は（例えばインク層１２の次にインク放出層を
設けて）インク転写を容易にし、さらに／もしくは抵抗
層１４から２つの最外層１２及び１６への熱転写を増進
すなわち集中させる。

リボン１０を使用して受容紙１８上にトーン像を記録す
るように特別に構成された熱転写像記録装置４２を第４
図に線図で示す。図示する装置４２は所望像を画定する
ピクセルエリアラインが順次記録されるライン記録型で
ある。

装置４２のさまざまな構成要素が給紙貫通溝４４を有す
る水平ベース部材４３上に支持されている。白色普通紙
の形状の記録紙１８がベース部材４３上に支持されたロ
ール４６から供給される。ロール４６から用紙１８は溝
４４の一方側に載置された圧力ローラすなわちプラテン
４８と溝４４の反対側の印字ヘツド組立体５０により支
持された（図示せぬ供給リールと巻取リール間を延在す
る）横方向に延在する定長リボンとの間を通過する。組
立体５０の下で用紙１８は溝４４を通つて一対の用紙進
行すなわちラインインデクスローラ５１及び５２と噛合
する。これらの要素の集合体が用紙１８を像記録動作位
置へ支持する。

第５図に示すように、印字ヘツド組立体５０は電気的絶
縁材でできた板状支持体５３を有している。支持体５３
には横方向に延在する細長い溝すなわち開口５４が形成
されており、複数の信号電極の自由端が対応する複数の
間隔のとらえた反対電極５６と噛合関係で延在する
“窓”を画定する。

各電極は別々の電気接点を有し、その自由端との反対端
は印字ヘツド信号プロセツサ及び制御装置２４により制
御される給電源５８により作動するマトリクススイツチ
ング装置５７に接続されている。リボン１０は部材５３
上に支持され窓５４と重畳して電極５５及び５６の自由
端がリボン１０の裏面で指標層１６と係合するようにさ
れている。

最初の２つの電極間のピクセルエリアＡ内にドツトやマ
ークを印字するために、第１の反射電極５６ｘと対をな
す第１の信号電極５５ａへ記録信号Ｖ_sが加えられる。
すなわち、印字ヘツド信号プロセツサ５８がマトリクス
スイツチング装置５７を作動させてＶ_sを電極５５ａへ
加え、反対電極５６ｘはＶ_sに対して大地電位まで降下
して両者間に電流径路Ｉが確立し抵抗層１４の対応部に
熱を発生する。次のピクセルエリアＢに選択的にドツト
を印字するために、第１の反対電極５６ｘと対をなす電
極５６ｂに信号電圧Ｖ_sが加えられる。第２の信号電極
５６ｂを次の反対電極５６ｙと対とする等により次に隣
接ピクセルエリアＣ内にドツト印字される。溝５４の全
長に対してさらに（図示せぬ）電極対が設けられてい
る。適切なソフトウエア及びマトリクススイツチング技
術を使用して、ライン内の各ピクセルエリアに対応する
電極対を個々にアクセスすることができる。

溝５４が画定する視察窓と係合関係において印字ヘツド
組立体５０の前方に、記録を行う現在の行内の各ピクセ
ルエリアの密度を光学的に監視するためのホトセル検出
器すなわちセンサ２６が配置されている。

好ましくは、検出器２６は組立体５０上の隣接電極対５
５及び５６と数及び間隔が同じで電極間の層１６の対応
するピクセルエリア部からの反射光を受光するホトダイ
オード線の線型アレイ（第４図に符号６０で示す）を有
している。しかしながら、ホトダイオード６０のサイズ
や間隔が電極対と異なる場合には、ホトダイオード６０
列と観察窓５４との間に補償光学要素を設けてドツト監
視工程の効率を最大限とすることが望ましい。

装置４２に使用するのに適した一種の市販型検出器２６
はレチコン社製のＧシリーズイメージセンサであるホト
ダイオードアレイはおよそ４０個／mm（１０００個／イ
ンチ）のピツチである。８個／mm（２００個／インチ）
の電極を有する印字ヘツド組立体５０と共に使用する
と、ピクセルエリアはホトダイオードエリアの５倍とな
りホトダイオードがピクセルエリア全体を“見る”こと
ができないことを意味する。この状態は大きなピクセル
エリアの焦点像を小サイズのホトダイオードに与えるよ
うに働く対物レンズ６２を光路に配置して修正すること
ができる。

溝５４と係合する層１６部分からの周囲反射光レベルを
感知することができるが、効率を向上して不変の高信頼
度の密度読取値を得るためにこのエリアに補充照明を行
うのが望ましい。

実施例において、装置４２は組立体５０の前方上部に配
置されて観察窓５４と係合する層１６の細片上に光を向
けるランプ６６と付随反射板６８の形状の照明源６４を
含んでいる。ホトダイオードは赤外波長に対して極めて
敏感であるため、好ましくは赤外放射の少ない蛍光ラン
プ等のランプ６６を使用してピクセル密度情報を運ぶ可
視光線帯の帯外エネルギによるホトダイオードの通負荷
を防止する。また、選定したランプ６６がスペクトル出
力にかなりの赤外成分を含んでいる場合には、ホトダイ
オード６０の前に赤外阻止フイルタ７０（点線で示す）
を任意に配置して誤読取りを最少限とする。

第４図において、制御装置２４の機能要素を点線の囲い
内にブロツク図で示す。

用紙１８上に白黒像の記録を行うために、像マトリクス
のピクセル毎密度を決める電子像データ入力信号がグレ
イスケール基準信号バツフアメモリ７２等のこれらの信
号の受信装置へ送られる。好ましくは、像信号は像処理
コンピユータもしくはデイスクやテープドライブ等のデ
ジタルデータ記憶装置から供給されるデジタル形状であ
る。電子像信号が元来ビデオソースからアナログ形式で
記録されている場合には、好ましくはバツフア７２に送
信する前に公知の方法でアナログ／デジタル変換を行
う。また、前記したように、制御装置２４はアナログビ
デオ信号を直接受信して制御装置２４内でデジタル形式
に変換するアナログ／デジタル信号変換装置を任意に含
むことができる。好ましくは、バツフア７２は全体像を
記憶するフルフレーム像バツフアであるが、像信号の一
部を順次受信するように構成することもでき、このため
バツフア７２は像の僅か１，２行のみを保持する小型メ
モリ装置を有することもできる。

このようにして、制御装置２４は電子像信号受信装置を
含み、前記信号を所望すなわち目標ピクセル密度を決め
るグレイスケール基準信号として使用して帰還ループ内
の光学監視ホトダイオード検出器２６から送出される観
察密度信号と比較する。

制御装置２４の動作はシステムクロツク７４に関して調
整され、それはなかんずく線型アレイ内の各ホトダイオ
ード６０から光レベルすなわちピクセル密度信号を順次
読み取るタイミングを設定する。検出器２６からの光レ
ベル信号はホトダイオード信号プロセツサ７６へ送出さ
れそこでアナログ信号がデジタル形式に変換される。ま
た、このＡ／Ｄ変換は検出器２６に内蔵された副装置で
行うことができる。

プロセツサ７６からの密度信号はバツフア７２からの基
準信号と共に信号比較器７８へ送出され、比較を示す信
号を印字決定論理装置８０へ送出する。比較情報に基い
て、装置８０は現在の行内の各ピクセルに対する印字指
令信号もしくは打切信号を与える。印字指令信号は熱入
力持続時間決定論理装置８２へ送出され、打切信号はピ
クセル状態信号装置８４へ送出される。

印字指令を受信すると、論理装置８２は内部の探索表を
使用して励起すべき各電極対の励起時間を設定しこの情
報を印字ヘツド信号プロセツサ及び給電源５８へ送出し
これらの命令に従つて選定電極を励起する。

ピクセル状態論理装置８４の打切信号はどのピクセルが
記録されているか及びさらに熱入力を加える必要のある
ものを追跡する。印字される現在の行内の各ピクセルに
対して打切信号が受信されると、論理装置８４はライン
インデクス及びシステムリセツト装置８６へ出力信号を
与える。

リセツト装置８６は第１の出力信号９０を送出して（図
示せぬ）ステツプモータを起動させ、給紙ローラ５１及
び５２を駆動させて用紙１８を１行だけ増分前進させ次
の増ラインの記録準備を行う。信号９０はまた（図示せ
ぬ）もう一つのステツプモータを起動させてリボン巻取
リールを駆動させ、新たな定長リボン１０を窓８４上に
供給する。さらに、リセツト装置８６はリセツト信号９
２を送出して制御装置の構成要素をリセツトし次行の記
録準備を行う。

細長いホトダイオードアレイ６０の場合には、個々のホ
トダイオード６０の出力や感度が幾分変動することは充
分考えられる。しかしながら、工場における校正により
変動を確認し校正ソフトウエアプログラムの形状の修正
係数を容易に加えてこのような変動を補償することがで
きる。同様に、印字ヘツド組立体５０内の各電極対の電
圧出力特性の変動を校正測定により決定して、個々の電
極の励起時間を自動調整してアレイの両端間に均一な電
圧出力を生じる補償ソフトウエアプログラムにより修正
することができる。

記録装置４２を作動させるには、印字判断論理装置８０
を起動させて熱記録サイクルを開始する。操作者が（図
示せぬ）起動釦を手動起動させることにより起動が完了
する。

印字決定論理装置８０の起動に応答して、第１行の全ピ
クセルの所望すなわち目標密度を示すグレイスケール基
準信号がバツフア７２から論理装置８０へ送出される。
論理装置８０はこの情報を評価しドツトを記録しないピ
クセルエリアに対して、グレイスケール内の最も明るい
トーンを表わすように打切信号がピクセル状態論理装置
８４へ送出される。ドツトを印紙するピクセルエリアに
対する印字指令信号は論理装置８０から熱入力持続時間
決定論理装置８２へ送信される。論理装置８２は探索表
を使用して各電極対が励起される時間を示す初期熱入力
持続時間信号を出力して用紙１８上に対応するピクセル
エリアＰＡ内に初期ドツト３６を印字し層１６の対応す
るピクセルエリア部内に対応する指標マーク４０を形成
する。

ライン記録サイクル長を最小限とするには、初期ドツト
は最少ドツトサイズよりも小さいが所望サイズのドツト
を作るのに必要な連続熱エネルギ印加回数が過剰となら
ないだけの大きとすることが望ましい。

例えば、論理装置８２は最終すなわち所望ドツトサイズ
のおよび７５〜８５％である初期ドツト３６及び対応す
る指標マーク４０を形成する初期熱入力時間信号を出力
する。これは初期ドツトの各々がそれを形成するピクセ
ルエリアよりも小さいことを意味する。たとえ基準信号
がピクセルエリアを実質的に充満するような高密度ドツ
トを記録することを示している場合でも、最初に小さな
ドツトを形成して光学的に検出可能な指標マーク４０の
形成をトリガし、帰還ループに使用してドツトサイズや
ピクセル密度の精密な制御を行う。

初期持続時間信号が論理装置８２から印字ヘツド信号プ
ロセツサ及び給電源５８へ送出され、それは印字ヘツド
組立体８２内の電極対の各々をアドレスして指示される
初期時間中そこへ信号電圧Ｖ_sを加える。

選定電極対５５及び５６はリボン１０裏面の指標層１６
へ電圧Ｖ_sを印加して抵抗層１４の対応する選定部へ発
熱電流を流す。この熱に応答して、選定ピクセルエリア
に対応する層１２部分のインクが溶解して用紙１８へ転
写され選定ピクセルエリア内に初期ドツト３６を形成
し、層１６の対応する両ピクセルエリア部内の感熱染料
が活性化されてドツト３６に比例する対応する初期指標
ドツトすなわちマーク４０を形成する。初期指標ドツト
４０は溝すなわち窓５４を通して見ることができ、隣接
電極間の層１６の対応する各ピクセルエリア部ＰＡの密
度すなわち反射光線レベルがホトダイオード２６により
読み取られる。用紙１８上のピクセル密度を示すこれら
の密度信号は信号プロセツサ７６へ送信され、そこから
ピクセル密度信号指標が比較器７８へ送出され初期ピク
セル密度を基準信号バツフア７２から送出される目標密
度信号と比較する。

ホトダイオード出力信号と任意特定種類のリボン１０の
背面層１６の反射特性との相関はブランクリボン１０上
のテスト読取りを行い最低密度すなわちグレイスケール
の最も明るいピクセルを示す最高反射率に対する基準信
号値を確立して行うことができる。また、印字ヘツドを
励起して初期ドツト３６及び対応する指標マーク４０を
記録する前に観察窓５４と係合する相１６上の対応する
ピクセルエリア部ＰＡのホトセル読取りを自動的に記録
装置４２に行わせることにより、基準値の設定を記録サ
イクルに組み込むことができる。

前記したように、リボン構造の熱慣性に寄与する残熱に
より、印字ヘツド組立体５０内の電極対の消勢に続いて
さらにドツト及び指標マークが成長することがある。従
って、電極対の消勢後短時間光検出器の読取りを遅延さ
せて、任意の付加成長をこの読取値に含めることが望ま
しい。

ピクセル密度読取値は比較器７８により基準信号と比較
され、両者間の差を示す信号を印字決定論理装置８０へ
送出する。初期ドツトサイズは最終ドツトサイズよりも
小さくなるように計算されているため、大部分の差信号
は各ドツトを幾分大きくするのにさらに熱入力が必要で
あることを示している。しかしながら、熱記録パラメー
タが変動するため、初期熱入力は所望サイズの７５〜８
５％のドツトを生成するようにされてはいるが少くとも
いくつかのドツトは所望サイズに達することがある。こ
れらのピクセルに対して、印字決定論理装置８０はピク
セル状態論理装置８４へ打切信号を送出し次の記録サイ
クル部分通にこれ以上の熱入力の印加を終止する。

目標すなわち所望密度に達しないピクセルに対しては、
印字決定論理装置８０は持続時間決定論理装置８２へ印
字指令を送出しそこからさらにドツトを成長させるのに
必要な時間を示す信号を出力する。今の目的はドツトを
初期サイズよりも幾分大きくすることであるため、電極
対の励起持続時間は大きな初期ドツトを記録するのに使
用する時間よりも短くなる。

選定電極対が励起され、熱安定化のための短い遅延後
に、ホトダイオード６０は再び層１６からの反射光レベ
ルを読み取つて信号を比較器７５へ返送し、これらの読
取値を基準値に対して調べる。再び、印字決定論理装置
８０はこのようにリサイクルし、目標サイズに達したド
ツトには打切信号が送出され目標値の密度とするのにさ
らに熱入力を必要とするピクセルエリアには印字指令が
送出される。行内の全ピクセルが目標密度であることを
ピクセル状態装置８４が示すと、ピクセル状態論理装置
８４はラインインデクス及びリセツト装置８６をトリガ
して用紙を１行だけ増分移動させ、リボン１０を前進さ
せ、さまざまな制御要素がリセツトし次のイメージライ
ンの記録準備を行う。

このようにして、代表的なライン記録サイクルは観察窓
と係合している層１６の対応するピクセルエリア部の反
射光レベルを感知して最低密度ピクセルを示す初期基準
レベルを確立する段階と、グレイスケール基準信号に従
つて選定電極対を励起して目標密度を得るのに必要なも
のよりも小さい初期ドツトを選定ピクセルエリア内に記
録する段階と、遅延後に熱蓄積及び熱慣性によるドツト
の付加成長を行い指標ドツト４０が形成されるリボン１
０裏面の反射光レベルを感知して初期ドツトの密度を測
定すなわち観察する段階と、観察された密度を目標密度
と比較する段階と、この比較に基いて大きなドツトを目
標密度とするのにこれらのピクセルエリアにさらに加え
る熱エネルギの印加を開始し且つ比較により所定の比較
値に達していることを示すピクセルエリアへのこれ以上
の熱エネルギの入力を終止させる段階からなつている。

例えば、監視された密度が目標密度に極めて近い場合、
例えば目標値の９２〜９８％の範囲である場合、目標密
度に達するのに必要な極めて少量の付加成長を行うよう
にリボンのピクセルエリアへの次ラウンドの熱入力を適
合させるのは非常に困難である。従つて、目標密度と正
確に一致させるのに必要なものよいも大きいドツトを作
る危険を犯すよりは、その特定ピクセルエリアへのそれ
以上の熱エネルギの引火を打切る方が望ましい。

前記工程において、各ピクセルエリア内の所望ドツトは
段階的に形成される。最初に初期ドツトが作られ層１６
の対応するピクセルエリア部を測定してグレイスケール
基準信号と比較し、必要な場合には、さらに一つもしく
はいくつかの短い熱エネルギパルスをそのピクセルエリ
アへ順次印加して目標密度とする。帰還により、ドツト
サイズは本装置を単に開ループで作動させる場合よりも
遥かに高度に制御することができ、各ピクセルエリアに
対する熱エネルギの持続時間と相関される。

段階的動作モードの替りに，記録装置４２はドツト形成
の帰還監視を行いながら連続給電を行うように校正する
ことができる。この場合、グレイスケール基準信号に従
つて記録されたドツトを有する行内のピクセルエリアＰ
Ａに対応する電極対は全て同時にオンとされる。指標ド
ツト４０が生じて成長し続けるとピクセル密度が連続的
に監視されて基準値と比較される。所与のピクセルエリ
アに対して所定比較値に達すると、装置は対応する電極
対を自動的に消勢する。段階的ドツト形成サイクルに較
べ、この動作モードにより記録サイクルは幾分短くなる
が、帰還ループによる制御にはリボン１０の熱慣性によ
るドツト及び指標マークの付加成長は考慮していないた
め、ドツトサイズの制御度はそれほど大きくない。ある
量の付加成長は予想することができ、所定の低い比較値
で加熱素子をオフとしてこの付加ドツト成長を幾分補償
することができる。

しかしながら、記録サイクル時間を短縮するという切迫
した要望が無いかぎり、段階的方法により高精度が望ま
しい。

記録装置４２の実施例をライン記録装置として示した
が、印字ヘツド組立体５０及び付随する全行よりも狭い
光検出器２６を用紙の幅にわたつて前後に移動して像記
録を行う走査モード動作に本装置を修正することも発明
の範囲である。また、１行以上に記録を行つたり全体像
を記録するように印字ヘツド組立体及び光検出器を構成
して、記録装置の構成要素と感熱記録媒体間の相対運動
の必要性を最少限もしくは解消することができる。

実施例において、指標マーク４０の感知や監視は可視光
帯で作動する光電光検出器で行われるが、装置を修正し
他の波長で作動する他種の検出器を使用したり、（例え
ば光フアイバ等の）他種の構造を含んで記録ピクセル高
密度を監視することも本発明の範囲である。

前記熱転写リボン、記録装置及び方法に本発明の精神及
び範囲内である種の修正や変更を行うことができるた
め、前記説明及び添付図に含まれる事柄は全て説明用で
あつてそれに制約されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は熱転写リボンの形状の本発明を実施した熱転写
記録媒体の立面図、第２図は記録紙と係合するリボンの
前面を示す立面図及びリボンの背面と係合する一対の電
極を有する制御装置の線図、第３図はリボン前面上のイ
ンク層から与えられるインクドツト及びリボン背面上に
形成される指標マークを示す第２図と類似の図、第４図
は第１図のリボンを使用するように構成された熱転写記
録装置の線図、第５図は第４図の記録装置の一要素であ
る印字ヘツド組立体の部分平面図である。参照符号の説明１０……リボン１２……前面層１４……抵抗層１６……背面層１８……像記録紙２０，２２，５５，５６……電極２４……副制御装置２６……光検出器４２……熱転写像記録装置４６……ロール４８……プラテン５０……印字ヘツド組立体５１，５２……ラインインデクスローラ５３……支持体５７……スイツチング装置６０……ホトダイオードアレイ６２……対物レンズ６４……照明源６６……ランプ６８……反射板７０……赤外阻止フイルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ４１Ｊ 31/10 9012−2Ｃ 35/36 9012−2ＣＢ４１Ｍ 5/26 8305−2ＨＢ４１Ｍ 5/26 Ｍ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱転写インク層と，感熱指標層と，流れる
電流に応答して発熱する抵抗層とを含み、前記抵抗層は
前記インク及び指標層間に両者と熱伝導関係に配置さ
れ、前記抵抗層に発生する熱は前記インク及び指標層へ
流れて前記インク層内のインクを活性化し且つ前記指標
層の対応部に活性化してその中に前記インク層からの前
記インク転写に比例する光学的に検出可能な指標マーク
を形成する熱転写リボン。
【請求項２】特許請求の範囲第１項において、前記イン
ク層は前記抵抗層の一方の面に支持され前記指標層は前
記抵抗層の反対面に支持される熱転写リボン。
【請求項３】特許請求の範囲第２項において、前記指標
層は導電性であり前記指標層と接触する一対の間隔のと
られた電極間に加えられる電気的信号により一方の電極
から前記指標層を通って前記抵抗層へ到り、前記抵抗層
に沿って他方の電極へ向い、次に前記指標層を通って他
方の電極へ戻る電流経路が確立される熱転写リボン。
【請求項４】特許請求の範囲第３項において、前記イン
ク層はインク受容紙と係合関係に配置されるようにつく
られ、前記インク層は可溶型であり前記インクは前記抵
抗層からの熱印加に応答して溶解して前記係合関係に配
置された受容紙へ転写されその上にドットを形成する熱
転写リボン。
【請求項５】特許請求の範囲第４項において、前記指標
層は前記抵抗層から与えられる熱に応答して変色して前
記指標マークを形成するような熱活性成分を含む熱転写
リボン。
【請求項６】特許請求の範囲第３項において、前記イン
ク層はインク受容紙と係合関係に配置されるようにつく
られ、前記インク層は可溶性であり、前記インクは前記
抵抗層からの熱印加に応答して溶解して前記係合関係に
配置された受容紙へ転写されてその上にドツトを形成
し、前記指標層は前記抵抗層から与えられる熱に応答し
て変色して前記指標マークを形成するような熱活性成分
を含み、前記受容紙に形成されるドツトと、それに対応
して前記指標層に形成される指標マークは、前記抵抗層
からの熱量の増大と共にサイズが増大するようになって
いる熱転写リボン。
【請求項７】特許請求の範囲第１項において、前記抵抗
層はポリマ膜からなり，該ポリマ膜はその固有抵抗を低
下させるための導電成分を含んでいる熱転写リボン。
【請求項８】特許請求の範囲第１項において、前記指標
層はポリマ結合剤からなり，該ポリマ結合剤は一種もし
くは数種の感熱染料及び前記結合剤の固有抵抗を低下さ
せて導電性とする一種もしくは数種の成分が分散されて
いる熱転写リボン。
【請求項９】特許請求の範囲第１項において、前記イン
ク層は前記リボンの前面に設けられ、受容紙と係合関係
に配置されて，インク転写により該受容紙にドツトを形
成するが，そのドツトは前記受容紙のため可視的に不明
瞭であり，一方前記指標層は前記リボンの裏面に設けら
れて，それに形成される前記指標マークは可視的に明瞭
であって光学的に検出される熱転写リボン。
【請求項１０】特許請求の範囲第１項において、前記イ
ンク層の，インクが活性化されて転写される部分と対向
して，それと整列する前記指標層の部分に前記指標マー
クが形成される熱転写リボン。