JPS59171667A

JPS59171667A - 印写装置

Info

Publication number: JPS59171667A
Application number: JP58045589A
Authority: JP
Inventors: Harukazu Matsushita; 松下　晴計
Original assignee: Seiko Epson Corp; Suwa Seikosha KK
Current assignee: Seiko Epson Corp; Suwa Seikosha KK
Priority date: 1983-03-18
Filing date: 1983-03-18
Publication date: 1984-09-28

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、詳しくは導筒１性シ
ートに電流を流し、ジー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
層２、支持層３、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０記録電極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よ
り支持体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１０が記録線８に転写され、印写がなさ
れる０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。しかし上記のよう
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＠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、通事発熱
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姥
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へノドの時分割駆動原理図を
示す。電極形状は（ａ）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Ｏ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　（ｖ）　、　０　（ｖｊ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０　（ｖ）の電位にすると、記録電極１３では
帰路電極１０１から電流が流れ、前述した通電発熱記録
の原理に従って印写がなされるが、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（ｂ）は本発明による駆動原理を示し７た。選択
信号電極Ｓ−，３０１、Ｓ２３０２．Ｓ３　５０５はそ
れぞれ記録電極２０１〜２０６に接続され、例えば選択
時は０（ｖ）、非選択時はフローティングとなる。今、
例えば選択信号電極Ｓ、３０１を選択（０（ｖｌ　）、
Ｓ２３０２．３３３０３を非選択（フローティング）に
し・帰路’Ｉｆ極１０１と１０３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
したように帰路電極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、
記録電極２０６と２０４，２０５と２０６の場合、帰路
電極の分割された間にあるため隣りの帰路電極の影響を
受ける。従ってこれを避けるために隣り合う帰路電極を
組にして駆動する。例えば選択信号電極３０２を選択ｔ
７た時は、帰路電極１０１と１０２の組と１０６と１０
４の組、選択信号筒、極３０６を選択した時は帰路電極
１０２と１０′５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。

以上のように１行の印写を行う際に、隣り合う２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、選択時間が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及び駆動原理は、マルチスタイ
ラスを有する静電プリンタと類似１７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割駆動ができず、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Ｃ１
１０１〜Ｃ，１０５に選択信号を加え、記録電極側をＡ
群２ｏと８群２１に分けそれぞれを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’Ｍｔ　Ｊｌカ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ｔＪ、＄２０７，２０８，２０９
を０（■）に、他を７０−ティングに［〜だ時の通電層
における電位分布を示［また。Ｏ（ｖ）に１〜だ各記録
電極間に・ηｆ電位勾配ないため、単独に記録電極をＯ
（ｖ）にしだ時開比べ１１■、流密度が減少し、特に直
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５０１〜３１
８を選択し、帰路電極ｉｏ１〜１０５にデータに応じた
信号電圧を同時に印加するため、常に１絹の帰路電極に
対しては１つの記録電極だけが選択されているため、上
記のような記録電極間の電界抜けを生じない。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一見類似
してはいるが、全く異った駆動原理に基づく新規なもの
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′亀層、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による通電層の電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Ｔｓ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プティカルデンシティ−の
関係を示ｌ−だ０１つのドツトに対１．２で変調がかか
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。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・必要かあ
ればブラッ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。

実施例第８図に本発明による実施例を示す。図（ａ）でｔ、＝
４．４鴫、ｔ２＝０．６肱、ｔ、＝１ｖｖｔｂ、記録霜
、　ｔｊ＋ＩＪ１．間ピッチＰ２＝２００μｍである。

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ｔｔＨＪｉ　ｓ、　　ｓ
　ｏ　１〜ｓ、。

３５０と、２Ｎ＋１＝２１（７）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％極１０１の中央部から始まり、１２１の
中央部まで５ドツト／記の密度で１０ｃｒｎ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〜
６２５を選択する時には帰路電極をｉｏｉと１０２．１
０３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３２６〜６５０を選
択する時には、帰路電極１０２と１０３．１０４と１０
５・・・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６０１〜３５０
に印加され、図のＨレベルで０（■）、Ｌレベルで７０
−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ｊ９＜　１　［１１と１０２
．１０６と１０４、・・・１１９と１２０の、Ｌレベル
の時は１０２と１０３．１０．１と１０５、・・・１２
０と１２１の絹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ｔ！！ｌ！１０１〜１２１に
加える電圧を１６段階にパルス幅変調を行って１６＠調
を実現した〇第１０図に駆動回路の一例を示す１、コントロール部４
１から画信号発生部４０へ一行の先頭を示すＴ、　Ｓ信
号３１とリクエストクロック３２（５ｏ。

ｐｖｌｓ）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５ｏはガンマ補正等
の画像処理用のＲＯＭテーブル４２のアドレスに入力さ
れ、複数ビットの信号５１で各色又は出力内答に応じた
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４４は８ビット並列で１０段あり、転送用のク
ロック６３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個あり、クロック５６でカウントして入
力データに応じたパルス幅を作る。セント信号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諧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、オーブンドレインの高耐圧ドライバ６０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の上で重ね合わせ、記録ヘッド８
１で記録する。ヘッドは押えバネ８８によってローラ８
０に押し付けられ、適正な押しつけ圧を保ち、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９
６、シアン９ノ、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、固定し、ロータリー
エンコーダ−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り、１０ｃｍＸ　１０ｃｍのフルカ
ラーコピーを２０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
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０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″ｍｍ電熱熱転写記録方式原理図である
。第２図（α）、（ｂ）は本発明による記録ヘッドの原理
図である０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０第４図はマルチスタイラス静電プリンタノ駆動原理を示
す！棒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（（１）　、　（ｂ）は本発明による記録へノド
による通電層の電位分布と、温度分布を示した。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。第１１図は本発明である印写装置の概念図である。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。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３０１〜３５０・・・選択信号電極４２・・・ＲＯＭテーブル８０・・記録ローラ８１・記録ヘッド８８・・押えバネ８４・・・駆動回路８２・・・シート送りローラ８６・・・シート巻きローラ９１・・・位置検出器９０・・位置合わせコントローラ以　　−Ｆ出願人　　株式会社１＃　ｑｌ精工舎代理人　　弁理士　最上　　務第１図 ′１６　　　　　第４図」；ｙ、’：　６図第７図（ｂ）第１０図第１１図第１２図

Claims

【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ν１１１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、少なくとも導′ｆＭ、ＪＶＩ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、該記録ヘッドは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。 ■　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。 ■）　該記録電極をＭ個を１群とするＮ群に分けた時、
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
う配置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。 ■　該帰路電極は隣り合う２対の絹がいっしょに駆動さ
れ、１副走査周期の間に該帰路電極対のく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）