JPS59171666A - 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】 本発明は印写装置に関するもので、詳しくは導電性シー
トに電流を流し、ジュール熱による発熱により熱溶融性
インクを融解せしめ、転写紙に転写することによって印
写を得る、いわゆる通電発熱転写に関する。

通電による発熱で固形インクを融解（７て記＠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
電層２、支持層６、熱融解インク層４から成っており、
支持層３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′ｔに極５に信号電圧発生部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
て帰路電極６へ’ＮＣ流が流れる。この時、記＠電極５
と通電層２の接触面積よりも十分大きぐ帰路電極を作っ
てやると、通電によるジーール熱は、はとんど記８１ｆ
　４１ｆｉ　５の直下で生じる。生じたジコ、−ル熱は
熱伝導により支持体６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１０が記録紙８に転写され、
印写がなされる。

以上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。■階調記録ができる。■カ
ラー記録ができる・等の長所を持つ。（〜かし−に記の
ような長所を持ちながら他の印写方式であるインクジェ
ット方式やザ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図に示したように１本の記録電極でシリアルに印写し
ていくか、もしくは複数の記録電極と１つの帰路７１工
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
るドライバーを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、時分割のデー−ティーが高
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。このため神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。

本発明はかかる欠点を除去したもので、その目的は、低
価格で高速、高品質のフルカラープリンターを提供する
ことにある。

本発明の主旨は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通電発熱記録ヘッドを実現すること
によって、上記の目的を達成することである。

第２図に本発明による記録ヘッドの時分割駆動原理図を
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。

今隣り合う帰路電極に異る電位を加えた時の等電位面を
第６図に示した。第６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　（ｖ）　、　０　（■）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、帰路室ｆ！１１０２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０　（ｖ）の電位にすると、記録電極１
６では帰路電極１０１から電流が流れ、前述し７た通電
１発熱記録の原理に従、って印写かなされるか、記録電
極１４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↑）Ｌ極
を配置することにより、％ｊ路１４Ｌ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０ 第２図（ｂ）は本発明による駆動原理を示ｉ〜だ。選択
信号電極ｓ、　ｌ　　”　１　＋　Ｓ　２　　ろ０２．
Ｓ３５０５はそれぞれ逆流防止ダイオード５０１〜５０
６を経て記録′電極２０ｉ〜２０６に接続されている。

例えば選択信号電極Ｓ　１３０１を選択（例えば０（Ｖ
）　＞　Ｌ、Ｓ２３０２．Ｓ３３０３を非選択（７０−
ティング）にし、ヅη）路？ｇ　ｌ１１４１０　＋と１
０６をそれぞれ独立に、０（ｖ）かＥ　（ｖ）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り込み
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２０３．２０４．２０５．
２０６は帰路’ｖｌｊ極１０１と１０６との間にそれぞ
れ閉ループを生じるが、逆流防止ダイオード５０５．５
０４．５０５．５０６によ−って電流が阻止されるため
、印写はなされない。次に、選択信号電極３ｏ２、もし
くは６゜６が選択された場合、記録電極２０３，２０４
または、２０５．２０７がそれぞれ帰路電極対１゜１と
１０２，１０３と１０４または、１０２と１０３．１０
４と１０５の分割された間にあるため、隣り合う帰路電
極の影響を受ける。

従ってこれを避けるために隣り合う帰路電極を絹にして
駆動する。例えば選択信号電極３０２を選択した時は、
帰路電極１０１と１０２の組と１０３と１０４の組、選
択信号電極３０３を選択し、た時は帰路電極１０２と１
０５の組と１０４と１０５の組をそれぞれ駆動すること
により、全ての記録電極を駆動することができる。実際
には１副走査期間を前半と後半に分け、例えば前半には
帰路電極１０１と１０２　、１’０３と１０４の組を、
後半には１０２と１０５，１０４と１０５の絹をそれぞ
れベアで駆動する〇 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。

以上のように１行の印写をテテう際に、誇り合う２つの
帰路電極の組を前半と後半でその紹み祥ゎせを替えて駆
動するため、次のような変すＩＪ的な時分割方式となる
。つまり、選択信号？１１枠をＭ本、帰路軍、極数を（
２Ｎ＋１）個とすると、Ｍ十（２Ｎ＋１）個の駆動回路
でＭ　Ｘ　Ｎ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１／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Ｕ
がＮ倍になるため大幅にパワーを低下することができ、
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。

ところで上記の電極形状は、マルチスタイラスを有する
静電プリンタと類似し７たものであるが、通電発熱転写
方式においては従来のマルチスタイラス静電プリンタの
駆動方式では時分セ１１１駆動ができず、本発明による
駆動方法によって初めて実現されることを以下に示す。

第４図に示すような電極構成に対して、従来のマルチス
タイラス静電プリンターでは帰路電極に相当するＣ、１
０１〜ａ、ｉｏｓに選択信号を加え、記録電極側をＡ群
２ｏと３群２１に分けそれぞれ交互に同時に駆動する。

通電発熱転写方式において、このような駆動を行うと通
電層における電位の分布が第５図に示すようになる。第
５図は対向する帰路電極１０１を例えばＥ　（ｖ）に選
択し、隣り合う記録電極２０７．２０８．２０９を０（
ｖ）に、他を７０−ティングにした時の通電層における
電位分布を示した。０　（ｖ）にした各記＠電極間に、
電位勾配がないため、単独に記録電極をＯ（ｖ）にした
時に比べ電流密度が減少し、特に真中の記録電極２０８
にはほとんど電流が流れなくなる。従って結果的に印写
むら、印写抜けが生じる。

本発明による駆動方式では記録電極側の３０１〜３１８
を選択し、帰路電極１０１〜１０５にテークに応じた信
号電圧を同時に印加するため、常に１組の帰路′ｄシ極
に対しては１つの記録′電極だけが選択されているため
、」二記のような記録電極間の電界按けを生じない。以
上のように本発明はマルチスタイラス静電プリンタと全
く異った駆動原理に基づくものである。

次に本発明による階調記録について述べる。本発明によ
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１
’０１による通電層のηを位分布を模式的に第６図（ａ
）に示した。記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）に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（ａ）に対応する位置を
とった。Ｔｓ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。つまり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７図に印写エネルギーとオ
ブティカルデン゛シティ−の係を示した。１つのドツト
に対して変調がかかるため、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０カ
ラー化に関しても、熱融解性インクをイエローマゼンタ
、シアン、必要があればブランクに選ぶことにより、フ
ルカラーの印写が可能になった。

以下実施例を示す。

実施例１ 第８図に本発明による実施例を示す。図（α）でｔ、＝
４．４鵬、Ｌ２＝０．６ｍＸｔ、＝１脇、記録電極間ピ
ッチＰ２：２００μｍである０図（ｂ）には駆動法の概
念図を示した。分割はＭ−５０、Ｎ−１０で、５０の選
択信号電極ＳＩ　３０１〜Ｓ、。

６５０と、２　Ｎ＋１　＝２１の帰路電極１０１〜１２
１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／怒の密度で１Ｑｃｍ幅に配置され
ている０従って前述したように選択信号電極３０１〜６
２５を選択する時には帰路電極を１０１と１０２，１０
３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〜ろ５０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＠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Ｉｆｌｉ３０１〜
３５０に印加され、図のＨレベルで０（ｖ）、ＬＬ／ベ
ルで７０−ティングの？Ｊｔ位となる。信号ろ０のタイ
ミングで、例えばＨレベルの時は帰路室％１０１と１０
２，１０３と１０４．・・・１１４と１２０の、Ｌレベ
ル１７）時は１０２と１０３，１０４と１０５．・・・
１２０と１２１の組み合わせで、書き込みのデータに応
じた信号を印加される。

本実施例では階調は帰路電極１０１〜１２１に加える電
圧を１６段階にパルス幅変調を行って１６階調を実現し
た。

第１０図に駆動回路の一例を示す。コントロール部４１
から画信号発生部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　（５００ｐｖｌｓ　）を送
る。送られてきたリクエストクロック６２に同期した４
ビツトの画素データ５０はガンマ補正等の８画像処理用
のＲＯＭテーブル４２のアドレスに人力され、複数ビッ
トの信号５１で各色又は出力内容に応じた画像処理用テ
ーブルを選択されて、８ビツトの画素データ５２として
、シフトレジスタ４４へ転送される。シフトレジスタ４
４は８ビツト並列で１０段あり、転送用のクロック３６
で転送終了後、プリセットカウンタ４５に信号ろ４でセ
ントされる。ブリセノトカウン第４５は８ビツト人力で
１０個あり、クロック５ろでカウントして、入力データ
に応じたパルス’ｌ’（＋ｉを作ル。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７リソブフ
ロノブ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、１イ６階
調ではあるが、２５６５６階調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５０によって帰
路電極１０１〜１２１の隣り合った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。

一方選択信号４０１〜４５０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、オープンドレインの高耐圧ドライバ６０から選
択信号電極６０１〜３５０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、送りローラ８５を経て供給される通電発
熱シート１をローラ８０の」二で重ね合わせ、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ｉ〜つけ圧を保ち、記録ヘッド８１、通電
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２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９７、ブラック９８の順に１ペ一ジ分毎
塗布されている。従って１枚のフルカラー記録を得るの
に４回の書き込みを行うことになる。従って色を重ねる
時には高精度の位置合わせが必要である。本発明では記
録紙８をロール８０に対して巻き付け、固定１−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
フィードバンク、位置合わせのためのシート送りローラ
８２、シート巻きローラ８６、記録ヘッド駆動回路８４
へ信号が送られる。以［−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−トの印写装置により、１０ｃｍＸ１０ｃｍのフルカ
ラーコピーを２０秒で実現できた０ 以上のように本発明は、通電発熱記録方式を時分割駆動
により実現したもので、しかも投入エネルギーによって
面積変調をかける、いわゆるアナログ変調方式であるた
め、非常に高分解能、高速のフルカラープリンタを低価
格で実現した画期的なものである。カラービテオプリン
タ、カラーコピー等その応用はきわめて広い。

実施例２ 尚本発明による駆動方式を用いれば第１３図のようなサ
ーマルヘッド９５を構成することかできる。これは通電
層９６を記録へノドが有したもので、記録原理は前述し
たものと全く同様で、通電層９乙の発熱により熱融解性
インクを融解し、印写する。

従来のサーマルヘッドと異り面積変調によるアナログ階
調ＭＩＪ、録カ・可能である。

【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、本発明による記録ヘッド
の原理図である。 第６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図は、マルチスタイラス静電プリンタの駆動原理を
示す電極形状を示す図である・第５図は、マルチスタイ
ラス静電プリンタの駆動方式を用いた時の通電層におけ
る′電位分布を示す図である。 第６図（ｆｆ）　、　（ｂ）は、本発明による記録ヘッ
ドによる通電層の電位分布と、温度分布を示す図である
。 第７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８図（ａ）　＋　（ｂ）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、第１０図は、駆動のための各種信号と、駆動回
路を示す図であるＯ 第１１図は、本発明である印写装置ａ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Ｉ７
た図である。 第１６図は本発明による駆動原理を応用したサーマルヘ
ッドを示【７た図である。 １・・通電発熱シート　　　　２・・通電層４・・熱融
解インク　　　　　８・・記録紙１０１〜１２１・・帰
路′電極 ２０１〜２５０・・記録電極 ３０１〜５５０・選択信号電極 ５０１〜５５０・・逆流防止ダイオード４２・ＲＯ，Ｍ
テーブル ８０・−・記録ローラ　　　　　８１・・記録ヘッド８
８・押えバネ　　　　　８４−・駆動回路８２・　シー
ト送りローラ ８３・シート巻きローラ ９’・・位置検出器 ９〇−位置合わせコントローラ 以　　」− 出願人　　Ｈ式会社調訪精工舎 代理人　　弁理士　最士　　務 第５図 ２０１ Ｘ　　　　　　　　　　　　　　　　　　−＾１１００ 第７図 （α） 第１０図 第１１　ｒ刈 第１２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　通電による発熱によりインクを融解せしめ、記録紙
   に転写して記録を得る印写装置において、該印写装置は
   複数個の１対に分割され対向して配置された帰路電極対
   と、該帰路電極対の分割された間に配置された複数個の
   記録電極を有する記録ヘッドと、駆動回路、記録ローラ
   、導電層と熱融解インク層を有する通電発熱シート、シ
   ート送りローラ、シート巻きローラよりなり、該記録へ
   ノドはＭ分割された時分割駆動を行い、しかもその１分
   割の間にＮ個の該記録電極を同時に駆動することを特徴
   とした印写装置。（Ｍ、Ｎは整数）２　該帰路電極が（
   ２Ｎ＋１）対、該記録電極がＭＸＮ個であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の印写装置・ ３　該記録電極をＮ個を１群とするＮ群に分目た時、す
   べての１群が隣り合う３対の該帰路電極と対向するよう
   配ｆａされたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の印写装置。 ４　該帰路電極は隈り合う２対の絹がいっしょに駆動さ
   れ、１到走査周期の間に該帰路ｔｉｔ、極対の（ｎ−１
   ）番目とｎ番目の組がいっしょに駆動される期間と、ｎ
   番目と（ｎ＋１’）番目がいっしょに駆動される期間を
   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
   写装置。（ｎ＝２．３．４・・・２Ｎ） ５　該記録電極には、それぞれ逆流防止ダイオードを有
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の印写
   装置。 ６　該記録電極に選択信号、該帰路電極にデータ信号を
   印加ｌ〜たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の印写装置。