JPS59171663A - 印写装置 - 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】

通電による発熱で固形インタを融解して記録紙に転写す
る方法は既に様々な試みがなされている。 基本的な概念を第１図に示す。通電発熱シート１は、通
電ノ偏２．支掲層３．熱融解インク層４から成っておシ
、支持Ｍ３が通電層を兼ねることもある。記録原理は以
下の如くである。記録電極５に侶号電圧発生部７で記録
パターンに応じた電圧を印加すると、通電層２を介して
帰路型１極６へ電流が流れる。この時、記録電極５と通
電層２の接触面積よりも十分大きく帰路電極を作ってや
ると、通電によるジュール熱は、はとんど記録電極５の
直下で生じる。生じたジュール熱は熱伝導にょシ支持体
３を通過して熱融解インク４を融解せしめ、インクの融
解部分内が記録線８に転写され、印写がなされる。 このように通電発熱転写による記録は、■普通紙に記録
できる。■無騒音である。■階調記録が式であるインク
ジェット方式やサーマルヘッドによる熱転写方式等に比
べると商品化の展望がきわめて低い。これは以下の理由
による。 従来提案されてきた通電発熱転写方式は、基本的には第
１図に示したよらに１本の記録電極でシリアルに印架し
ていくか、もしくけ複数の記録電極と１つの帰路電極を
持ち、複数の記録電極を時分割で駆動するかのどちらか
であった。 前者は記録速度が極端に遅く、後者は記録電極を駆動す
るドフィバーーと記録電極の数だけ持たなければならな
いため非常に高価になるのと、時分割のデユーティ−が
高くなるため１画素分の投入パワーが高くなる、という
欠点がある。このため種々の長所を持ちながら、通電発
熱方式の発展が妨げられてきた。 そこで複数の記録電極を同時に選択し、しかも時分割駆
動を行う駆動原理及び通電発熱記録ヘッドの提案がなさ
れている。 以下、上記提案の一例を示す。 第２図ｒＣ１記録ヘッドの時分割駆動の原理を示す、電
極形状は（α）に示すように対向して配置された複数の
一対の帰路電極１０１〜１０４の間に記録電極２０１〜
２０６が配置されている。以後この対向した１対の帰路
電極を１つとして扱う。 今隣シ合う帰路電極に異る電位を加えた時の等電位面を
第３図に示した。第３図は記録ヘッドに、導電層を有す
る通電発熱シートを接触させ、帰路電極１０１．１０２
にそれぞれＥ（τ１．ＯＣυ）なる電位を印加した時の
導電層での等電位面である。図に示した如くこの時、帰
路電極１０２の分割された領域１１への電界の進入はほ
とんどないため、例えば今、記録電極１３　、１４を同
時にＯＣυ）の電位にすると、記録電極Ｊ３では帰路電
極１０１から電流が流れ、前述した通電発熱記録の原理
に従って印学がなされるが、記録電ｒｊ１１４の近傍は
同電位であるため電流の流れ込みがなく、従って印写が
なされない。以上のように帰路電極を配置することによ
り、帰路電極と記録電極の電位の選択により、選択的な
印写が実現できた。第２図Ｉｂ）　において選択信号電
極Ｓ　ｓ　３０１　、　Ｂ２３０２　、　Ｓｓ　３０３
はそれぞれ逆流防止ダイオード５０１〜５０６を経て記
録電極２０１〜２０６に接続されている。例えば選択信
号電極８１３０１を選択（例えばｏ（υ））シ、５２３
０２　。 Ｓｓ　３０３を非選択（フローティング）にし、帰路電
極１０１と１０３をそれぞれ独立に、ＯＩｖｌかＥ　ｈ
＋１を同時に印加する。印加した電位がどのような組み
合わせであっても、前述したように対向した帰路電極対
間への電界の回わシ込みがないため、記録電極２０１，
２０２は独立に印写できる。一方弁選択の記録電極２０
３，２０４，２０５．２０６は帰路電極１０１と１０３
との間にそれぞれ閑ループを生じるが、逆流防止ダイオ
ード５０３゜５０４．５０５　、５ｏ６によって電流が
阻止され囁 るため、印写けなされない。次に、選択信号電極３０２
、もしくＩ′ｉ３０３が選択された場合、記録電極２０
３　、２０４または、２０５，２０７がそれぞれ帰市１
電極対１０１と１０２，１０３とｉ。 ４または、１０２と１０３，１０４と１０５の分割され
た間にあるため、Ｉ！Ａシ合う帰路電極の影響を受ける
。従ってこれを瞳けるために隣９合う帰路電極を組にし
て駆動する。例えば選択信号電極３０２を選択した時は
、帰路型ｍ１ｏ１と１０２の組と１０３と１０４の組１
選択信号電極３０３を選択した時は帰路電極１０２と１
０３の組と１０４と１０５の組をそり、それ、駆動する
ことにょシ、全ての記録電極を駆動することができる。 実際にＩ″ｉｌ剛走査期間を前半と後半に分け、例えば
前半には帰路型Ｍ１０１と１０２，１０３と１０４（７
）組を、後半には１０２と１０３，１０４と１０５の組
をそれぞれベアで駆動する。 ところで帰路電極の各組に異った電位を加えた場合に、
帰路電極間にも電流が流れる。しかし帰路電極の面積は
記録電極に比べて十分大きいため電流密度が十分に小さ
く、はとんど支障はない。 ・呂 上記のように１行の印字を行う際に、隣シ合５２つの帰
路電極の組を前半と後半でその組み合わせを替えて駆動
するため、次のような変則的な時分割方式となる。つま
り、選択信号電極をＭ本、帰路電極数を（２Ｎ＋１）個
とすると、Ｍ＋（２Ｎ−１）個の駆動回路でＭｘＮ個の
記録電極を駆動することができる。この時、１つの選択
期間にＮ個の記録電極で同時に書き込み、そのデユーテ
ィ−はｌ、／Ｍとなる。これは従来のマルチヘッドに比
べて、同じ速度を仮定すると、選択時間がＮ倍になるた
め大幅にパワーを低下′＋メことができ、しかも駆動回
路数も大幅に減少することにより、画期的なコストダウ
ンが可能である。 次に通電発熱転写における階調記録について述べる。記
録ヘッドを通電層、インク層を有する発熱シートに接触
させ、通電させた時の記録電極２０１と帰路電極１０１
１／Ｃよる通電層の電位分布を模式的に第４は１ｔα）
に示した。配録電極近傍に非常に急な電位勾配がある。 このため通電による発熱による発熱シートの熱分布は（
ｂ）ＶＣ示したように中心にピークを持つ山形になる。 波線は実線よりも投入エネルギーが大きい場合である。 図ではたて軸に温度、横軸に図１４Ｚｌに対応する位１
ａをとった。 Ｔ８を熱融解性インクの融点とすると、投入するエネル
ギーによってＴ８で切られる熱分布の面積が変わる。つ
ま９投入エネルギーによって印写されるドツトに面積変
調がかけられる。第５図に印写エネルギーとオプティカ
ルデンシティ−の関係を示した。１つのドツトに対して
変調がかがるため、マトリックスを組む必要がなく、コ
スト的にも速度的にも非常に有利になった。 ごぢ 以上のように、高速で高品質な印字を低コストで実現可
能な、通電発熱記録ヘッド及び駆動原理が開発されるに
ｂたり、これをフルカラープリンターとして商品化した
いと言う髪留がある。そのためには、記録ヘッド及び駆
動回路に見合うだけの性能及びコストの信号処理系が不
可欠であり、本発明はかかる要求にこたえ、高速、低コ
ストにめに、熱融解インクとして、シアン（ＣＩ　、マ
ゼンタＩＭｌ、イエロー（Ｙｌ、必要によシ墨（ＢＫ）
を用いる。 これらの色材を、入力イｇ号であるレッドＩＲＩ　、グ
リーン（Ｇｌ　、ブルー／Ｂｌによシコントロールヲ行
ない、となる。 ところが、Ｒ，Ｇ、Ｂの入力信号によυ、Ｃ，Ｍ。 、耳 Ｙ、ＢＫの各インクの印零量を定めるためには、各種の
変換が必要となる。１ず使用す′る色拐の分光反射特性
が理想的でないためｒ（、マスキングマトリックスによ
シ各色材のバーランスをとる必要がある。墨版を用いる
場合は、中性色成分を算出し、必要ならば、Ｃｐ　％　
Ｙの各色材の下色除去処理を行なう。つぎに印゛牛原理
によシ定まる入力信号の変θ１゛ｊ度対画像濃度のガン
マ特性を補正する必要がある。さらには、入力信号の特
徴あるいは、印へ 水装置の利用者の好みによる変換がなされる。 以上の信号処理は、従来はガンマ補正（ロ）路や、マト
リックス回路などハードウェアで行なわれていた。しか
るに、色材の記録紙の変更、入力４６号の特徴の変化、
利用者の好みの変化に対してに’ｌｌ　１１に対応する
ＶＣは、ハードウェアによる処理に不便である。また、
Ｃ’ＰＵを用いてのソフトウェア処理をそのつと実行す
ると、２６５個以上ある画素に対しては時間がかか多す
ぎて実用にならないし、高速処理可能なイメージプロセ
ッサーアレイｕ太めに、メモリ−テーブルを使用する。 第６図にメモリーテーブルの観、念を示す。入力信号は
デジタイズされ、三次限のアドレス空間を造っており、
各信号強度ｒ’、ｇ、ｂ（０組合せすべてに一つづつの
アドレスが割多当てら力でいる。 各アドレスには、該信号強度について前記信号処理をし
た結果がすでに記憶させてあシ、直接にシアン、マゼン
タ、イエロー、墨版の印字量ヲ読み出すことができる。 このメモリーテーブルの使用によｐ１処理内容の変更が
容易で高速処理が可能となる。 さらに上記メモリーテーブルと、入力信号の変調度につ
いて不等間隔に選んだスレッシュホールドを用いてサン
プリングする機構とを使用することにより、非常に効率
よく、人間の視覚特性にマツチした信号処理が実現でき
ることを以下に示す。 第７図は、縦軸に人間の明るさ感覚を等間隔にとシ、横
軸に光エネルギーによシ変調された入力信号の変調度を
等間隔にとっである。第７１８１のグラフの形は対象と
する信号の色により異なるが傾向は同じである。第７図
よシ変調度を等ステップにサンプリングすると、暗い部
分では、サンプリングピッチが荒く、明るい部分では必
要以上に細かいサンプリングとなる。明るさに対して等
歩度となる様スレッシホールドを定めてサンプリングす
れば、情報量の有効利用がはかれる。 着た、疑似輪郭など、サンプリングに起因する問題も、
スレッシュホールドを適当に定めることによシ緩和でき
る。 ところで、先のメモリーテーブルにおけるアドレスのビ
ット数と、メモリーテーブル内のデータのピット数は独
立に設定できるから、例えば、入力信号を適当１６選ん
だスレッシュホールドによって４ビツトの情報とし、そ
の４ビツトで定するアドレスに８ビツトのデータを格納
しておけば、２５６階調の内任意の１６階調を使用する
ことが可能であり、容量の小さなメモリーテーブルによ
って、人間の視覚特性にマツチさせた信号処理が効率よ
く実現できる。 以下実施例にて説明する。 第８図に本発明による実施例を示す。図［ａ＋で１３１
＝４．４藺、Ａ２＝Ｏ０６朋、、＃３＝１前記録電極間
ピッチＦｚ＝２００μｍである。図１ｂ＋　［Ｆｉ駆動
法の概念図を示した。分割はＭ＝５０．Ｎ＝１０で、５
０の選択信号Ｉ！極５１３０１〜Ｓ　５ｏ　３５０と、
２Ｎ＋１　＝、２１の帰路電極１０１〜１２１によって
、ＮＸＭ＝５００の記録電極を駆動する。記録電極は帰
路電極１０１の中央部から始まり、１２１の中央部まで
、５ドツト／　ｍｘの密度で１（）α幅に配置されてい
る。従って前述したように選択信号電極３０１〜３２５
を選択する時には、帰路電極を１０１と３０２，１０３
と１０４．。、、１１９と１２０という組み合わせでい
っしょに駆動し、選択信号電極３２６〜３５０を選択す
る時には、帰路電極１０２と１０３．１０４と１０５゜
。、１２０と１２１という組み合わせで駆動する。この
ような駆動を行うことによって、隣り合った帰路電極の
間に配置された記録電極に対しても正常な印写を行うこ
とができた。 第９図に駆動波形のタイミングチャートを示す。 選択信号４０１〜４５０は選択信号電極３０１〜３５０
に印加され、図のＨレベルでＯ

【υｌ、Ｌレベルでフロ
ーティングの電位となる。信号３０のタイミングで、例
えばＨレベルの時は帰路電極１０１と１０２，１０３と
１０４．、、。１１４と１２０の、Ｌレベルの時は１０
２と１０３，１０４と１０５、。。、】２０と１２１の
穎み合わせで、書き込みのデータに応じたイｄ号を印加
される。 本実施例では１渇調は帰路電極１０１〜１２１に加える
電圧をコロ段階にパルス幅変調を行って１６１Ｓ旨調を
実現した。 第１（）図に本発明におけるサンプリング機構及び駆動
回路の一例を示す。入力信号は８ビツトのＡ／Ｄ変換器
で８ビツトのデータ３７　Ｋ変換され、】６Ｒ階のスレ
ッシュホールドを記憶した不等間隔サンプリング用のＲ
ＯＭテーブルを通過することにより４ビツトのデータ３
９となり、フィンバッファー４０に入る。一方コントロ
ール部４１からフィンバッファー４０へ一行の先頭を示
すＬＳ信号３１とリクエストクロック３２　（５００ｐ
ｕｌｓ　）を送る。送られてきたリクエストクロック３
２に同期した４ビツトの画素データ５０はガンマ補正等
の信号処理用のメモリーテーブル４２のアドレスに入力
され、複数ビットの信号５】で各色又は出力自答に応じ
た信号処理用メモリーテーブルを選択されて、８ビツト
の画素データ５２トして、シフトレジスタ４４へ転送さ
れる。シフトレジスタ４４は８ビット並列で１１段あシ
、転送用のクロック３３で転送終了後、プリセットカウ
ンタ４５に信号３４でセットされる。プリセットカウン
タ４５は８ビツト入力で１０個あシ、クロック５３でカ
ウントして、入力データに応じたパルス幅を作る。セッ
ト信号３５とプリセットカウントから得られたキャリー
でフリップフロップ４６をたたき、データに応じたパル
スを作る。以上のようにしてパルス幅変調が行われるの
で、１６階調ではあるが、２５６階調分のきざみで階調
を選ぶことができる。 得られた変調パルスは分配部４７で信号３０によって帰
路電極１０１〜１２１の隈多合った２つの組合わせを選
択し、駆動部４８で駆動電圧に変換され２１個の帰路電
圧１０１〜１２１へ出力される。 −力選択信号４０１′ニー、、４５０は、５０段のシフ
トレジスタ４９で、クロック５８とタイミング信号５９
によって作られ、オーブンドレインの高耐圧ドフィバ６
０から選択信号電極３０１〜３５０へ出力される。 第１１図に本発明によるフルカラープリンタの概念図を
示す。ローラ８０に巻きつけた記録紙８０と、シート供
給部８２から、送シローヲ８５を経て供給される通電発
熱シート１をローラ８０の上で重ね合わせ、記録ヘッド
８１で記録する。ヘッドは押えバネ８８によってローラ
８０に押し付けられ、適正な押しつけ圧を保ち、記録ヘ
ッド８１、過電発熱シート１と記録紙との間に均一な接
触性を保つ。 通電発熱シート１はロール状になっており、第１２図に
示すように、熱融解インク層が、イエロー９５、マゼン
タ９６．シアン９７４墨版９８の順に１ペ一ジ分毎塗布
されてｂる。従って１枚のフルカラー記録を得るのに４
図の書き込みを行うことになる。従って色を重ねる時に
は高精度の位１ｄ合わせが必要である。本発明では記録
紙８をロール８゜に対して巻き付け、固定し、ロータリ
ーエンコーダー９１によって絶対位置を出している。ロ
ータリーエンコーダー９１からの位置信号は、コントロ
ール部９１へ送られ、定速回転のためのロール８０への
フィードバック、位置合わせのための、シート送ｐロー
ヲ８２．シート巻きローラ８３．記録ヘッド駆動回路８
４へ信号が送られる。 以上のようにして本発明では高精度の位置合わせを実現
した。 以上の印写装置によ、９１（ｌαＸ　１（ｌ　ｃｍのフ
ルカラーコピーを加秒で実現できた。 以上のように本発明は、通電発熱記録方式を時分割駆動
で使用し、三種の色材を順次重ね合せることによりフル
カラー印字を行なうために、メモリーテーブルによるデ
ータ変換及び不等間隔サンプリング機構を用いて、高速
かつ低コスト、さらに高度な信号処理を可能とし、非常
に高分解能、高品質なフルカラープリントを高速かつ低
コストで提供する画期的なものである。カラービデオプ
リンタ、カラーコピー等その応用はきわめて広い。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の通電発熱転写記録方式の原理図である。 第２図（α）（ｂ）は、本発明における記録ヘッドの原
理図の１例を示す図である。 第３図は帰路電極による通電層の電位分布を示す図であ
る。 第４図【αＩ　１ｂ１け、本発明の記録ヘッドの１例ｅ
ζおける通電層の電位分布と、温度分布を示す図である
。 第５図は、本発明における投入エネルギーと印写濃度と
の関係を示す図である。 第６図は、本発明における、信号処理用のメモリーテー
ブルの概念を示す図である。 第７図は、変調度と人間の明るさの感覚の関係の例を示
す図である。 第８図ｆａｌｌｂ１は、本発明における実施例の記録ヘ
ッドの概要を示す図である。 第９図は、本発明ｒ（おける実施例の駆動のための各種
信号を示す図である。 第１１１図は、本発明におけるサンプリング機構及び駆
動回路の例を示す図である。 第１１図は、本発明である印写装置の概念図を示す図で
ある。 第１２図は本発明で使用した通電発熱シートを示す図で
ある。 通電発熱シート−１ 通電層−２熱融解インク−４ 記録紙−・８ 帰路電極−１０１〜１２１ 記録電極−２０１〜２５０ 選択信号電極−３０１〜３５０ 逆流防止ダイオード−５０１〜５５０ ＲＯＭテーブルー４２ 記録ローラー８０　記録ヘッド−８１ 押えバネ−８８ 駆動回路−８４ シート送りローラー８２ シート巻きローラー８３ 位置検出器−９１ 位置合わせコントローラー９０ 以　　　上 出願人　株式会社諏訪ｆ＾°工舎 代理人　弁理士最　上　　務 第１図 第２図 第３図 第４図 Ｅ ：、ｊ　５図 に、　イ１；４； り（□　間層　　　　　　　　　１００（ｌン′：Ａ２
７図 （α） （１）） 第８図 恥９図 第１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １− 該印字装置は少なくとも、複数個の帰路電極及び複数個
   の記録電極を有する記録ヘッドと、駆動回路と、通電層
   及び熱融解インク層を有する通電発熱シートを有し、さ
   らには該熱融解インクとして１２１　　墨版（”　Ｋ）
   ｓを用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の印字装置。 １３＋　　熱融解インクの印写蚕を定めるためのメモ（
   ４１レッドｌｌ’ｔ＋　、グリーンＩＧ）、ブルーＩＢ
   Ｉ　、の入力信号を、変調度について不等間隔に選んだ
   スレツショホールドを用いてサンプリングする機構を有
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の印年
   装Ｍ。