JPS60194655A - 複写用プリントヘツド - 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】 〔技術分野〕 本発明は、電子写真プロセスを用いない複写装置用モジ
ュールに関わり、特に階調性を必要とする写真（白黒及
びカラー）の複写用途を中心とした分野におけるもので
ある。

〔従来技術〕

前記分野における従来技術の代表的なものは、光センサ
アレーにＣＣＤ１印刷手段に静電プリンタかレーザプリ
ンタを使用して、ディザ変調をかけて階調を表現したも
ので第１図に従って説明する原稿１の像を結像系２によ
ってＣＣＤＢ上に結像し、ＣＣＤ５出力を、Ａ／Ｄ変換
器５によって階調へベルをデジタイズする。これを数ラ
イン分ラインメモリ６にバッファし、印刷手段にはき出
す訳であるが、従来の印刷手段では、二値記録が主流で
あるため、デイガパターンによる擬似階調表現を行なわ
ねばならない。

そのためのディザパターン発生器７を通して、プリンタ
コントローラ８によシ印刷ハードが要求する信号形態に
変換し、プリントヘッド９に供給される。

以上のような信号の流れのため、どうしてもＡ／Ｄ変換
器５が、しかも高速のタイプのものと、階調ビット数倍
のラインメモリ６及び複雑なプリンタコントローラ８が
必要となる他ｓ　ＣＣＤ３も含め高価な部品を使用しな
くてはならない。

さらには、印刷部分も、階調性と解像度を両立させるた
めには、１６ドツト／九以上のドツト密度が必要となり
非常に高価なものとなっている他、通常の複写機に対応
出来る速度のフルカラー型は実現出来なかった。

〔目　的〕

本発明はかかる欠点を除去したものでその目的は、 １）低価格、超小型の階調再現性のすぐれた写真複写用
プリントヘッドを実現することにおる。

２）高速のフルカラー複写用プリントヘッドを実現する
ことにある。

〔概　要〕

本発明の複写用プリントヘッドは、光センサアレー、信
号パルス数変換手段、駆動手段を同一の半導体チップ上
に構成した変換チップと、パルス数によって直接ドツト
階調変調可能なマルチ印刷手段を塔載した基板を有し、
前記変換チップと前記基板とを電気的に接続してなるこ
とを特徴とする。

〔実施例〕

以下本発明について第２図以降に従って説明する０ 第２図は、全体構成を示したもので、印刷手段のアレー
１２を塔載した基板１１に、変換チップ１０を直接、コ
ンタクトパッド１４４−通り、てフェイスダウン実装を
行々つたものである。１３はγ補正機能を含むパルス数
変換用比較信号等の発生部及びコントローラである。

第３図に等価回路を示す。第４図にタイミングチャート
を示す。

光センサ２０に発生した信号３２は、比較器２１によっ
て比較信号等の発生部１５の出力３１と比較され、予か
じめセット信号３０によってセットされたフリップ７０
ツブ２２の出力３３ｔ−リセットするように比較器２１
の出力３４が出力される。

このパルス巾だけゲート２７が開くので、クロックを通
すとパルス列３５に変換される。

したがって、光センサ２０の出力３２の大きさによって
パルス数が変調される。これをドライバ２５でマルチ印
刷手段２４を駆動する。

比較器２１に供給される比較信号３１の形状はＩＪ　ニ
アではないがそれは以下の理由による。複写であるから
、入力（原稿）の画像濃度に対してプリントアウトの画
像濃度は第５図に示す如く、１対１でリニアではならな
い。

ところが、光センサ２０の信号出力は飽和濃度さえ決ま
ればヒフク率に正比例するので、ＯＤ（画像濃度）に対
しては、第６図のような出力γ特性を有する。一方、印
刷装置も、パルス数によって画像濃度が変調出来るが例
えば第７図のようなγ特性を有している。以上の２つを
伴せトーナルとしてγ補正カーブを決定しなければなら
ない訳で、これらの関係を示したものが第８図である。

第１象限は最終的に必要な入力と出力のＯＤの関係を、
第■象限は光センサの出力特性を、第４象限は、パルス
巾に対する出力画像濃度特性を示しており、この結果、
第１象限に示すような、光センサ出力ヲハルス数に変換
する際のγ補正カーブが決定される。この補正カーブに
準拠して、比較信号出力５１を設定・供給すれば同時に
γ補正も実現されてしまう。

次に、パルス数によってドツト階調変調を実現し得る印
刷方法について説明する。

まず、特許諸求範囲に記載した「通電熱転写印刷法」に
ついて述べる。

本方式は、第９図Ａ、Ｂに示す如く、少く共通電により
発熱する層４０と、熱により粘度の低下する着色層４１
を有する転写シートを使用し、ビン電極４２間に電圧を
印加、用紙４４に転写印刷を行なうもので、（第９図Ｂ
の４６は基材である）、本方式では、第１０図Ａに示す
如く、１ドツトラインピツチに対して数１０分の１位の
薄い電極１２を基板１１上に形成すると、第１０図Ｂに
示す如く１パルスによって電極１２間に、線状のドツト
４７記録が出来る。ｔは１ドツトラインピツチ、ｇはヘ
ッドの移動を示す。これを繰シ返してゆくと、次第にド
ツトが太シ、ついには点線で示したようにペタ記録まで
可能になる。したがって本方式の印刷特性は、２値濃度
、スクリーン線数（ドツトピッチ）一定、ドツト面積変
調による階調表現を行う通常の網点印刷法に類似したも
のと云える。前述した第７図のカーブが本方式の印刷６
特性でおる。印加エネルギーは、電圧によっても、電圧
印加時間によっても変化させられるが、電圧一定でパル
ス数のみで変調する方が、熱的な処理とディジタル回路
との整合性から望ましいと云える０ 次にサーマルヘッドを用いて、ノくルス数で直接、ドツ
ト階調変調をかける方法について述べる。

第１１図に示す如く、サーマルヘッドの発熱部５０をド
ツトラインピッチと比べてかなり薄く形成する。５２は
共通電極、５１は駆動電極である。

そうして、１ドツトライン内の割り当て時間内の駆動パ
ルス数を増減すると、１パルスの時は、第１２図に示す
如く、５３のように、パルス数を増やすと、５４のよう
になり、ついには５５のようにフル濃度にすることが出
来る。ｔは１ドツトラインピツチ、ｇはヘッドの移動を
示す。第１３図は、荒いキザミの時の、印刷γ特性を示
す０以上、２つの方式について述べて来たが、これら以
外のものを含めて、直接ドツト階調変調可能な印刷方式
と、光像入力部を、ドツトレベルで１゜：１に対応させ
、γ補正もふくめて極めて簡素にまとめたものが本発明
の構成である０ 従来例のように、ディザ法等の印刷ドツト数と、光入力
部分解能が一致させられない方法では、本発明の構成は
不可能であシ、どうしても、いったんＡ／Ｄ変換した１
ライン分のデータをそろえたところで、直列にγ補正の
処理を行ない、しかもディザ処理を行なってから、印刷
装置の数ドツトライン分のデータに対応させる作業が必
要である。

したがって、本発明の構成が極めて簡素であることは明
らかである。

さらに、光源の色を切りかえて、三重複写すれば（転写
シートの色ｔ−３色用意しておいて）容易にフルカラー
の写真画像が簡便に得られることも明らかである。

後述する方法も含めて、カラー画像を得る場合は入力セ
ンサの感度波長分布、転写シートのγ特性等が、色によ
って異なる場合もあり、その場合はγ補正カーブに準拠
した比較信号３１を複数持つことによって対応すること
が出来る０次に、フルカラー用への応用も考え、本発明
の構成中の光センサ２０の構成例を第１４図と第１５図
に示す。第１４図は、３色分の光センサ２０のアレーを
用意し、各アレーに各々異なるフィルター７１をその前
面に設けた例で、信号パルス巾変換手段７２への入力を
切換手段７ｏによって切換え、各色の信号を光源の切換
なしで読取るものであシ、第１５図は、光センサ２０の
アレーは一本であるが、そのうち３ケを１組と考え、各
色のフィルター７１を設けたもので、第１４図の例と同
様切換手段で信号パルス巾変換手段への入力を切換える
ようになっている。

以下、本発明の実施例を挙げる。

一実施例１− 第１６図に示すような回路ブロックを７０ケ内蔵した■
Ｃｔ−作った。光センサ２ｏは、１２０μ×２００μで
、２００μピツチで、ＩＩＣ当！１）２１０ケアレーに
並べである。１／３時分割駆動を行なうため、セレクタ
８０ｉ設け、光センサ２゜の３ケ当シに、コンパレータ
８１１ケ、フリップフロップ８２１ケ、ペルスゲート８
７１ケ、ドライバセレクタ８３１ケ、ドライバ８４３ケ
、パッド８５３ケを設けである。

第１７図はＩＣ内のレイアウトを示したものである。

この実施例の場合、フェイスタウン実装を行うためのバ
ッドレイアウトとなっている。このチップの巾は１．５
〜２．０　％　ｓ長さは、４２へ位の非常に細長いもの
で、チップを連続してレイアウトするため、ダイシング
ソーの切断精度は±５０μのレベルを必要とする。比較
信号発生及びコントローラ部は８６、チップの外部に作
り、チップに信号を供給するためのもので、ブロックの
詳細を第１８図に示す。

第１９図は、比較信号発生部の詳細、第２０図はタイミ
ングチャートである。

以下動作全説明する。

ＣＫ発生部９０よ多発生するクロック１０２１分周して
、周期タイマ９１よυセット信号１０５を発生する。

セット信号１０３ｉ１／３分周して、２ビツトのセレク
タ信号１０４’！ｉセレクタ信号発生部９５が発生し、
１１５駆動の切換信号として供給する。

比較信号１０５は、オペマンプ９６と、コンデンサ９７
、ラダー抵抗群９８基準電圧源９９によるミラー積分回
路の、積分時定数を、アナログスイッチ群１００金切り
換えることによって折れ線近似によって得ている。この
比較信号発生部９４の折れ線の形を決めるために、クロ
ック１０２ｔｌ−計数するアドレスカウンタ９２と、ア
ドレスカウンタ９２出力によってアドレスされ、アナロ
グスイッチ群１００の開閉を決定するデータを持つＲＯ
Ｍ９３に持っている。本実施例では、出力ビットで、折
れ線の傾きの種類ｔ−５２ケ得ている。１周期の分割数
は、３２分割としである。

ミラー積分回路は、セット信号１０３により、アナログ
スイッチ１０１によって、各周期毎にリセットされる。

第２１図は、全体の構成を示したもので、セラミック基
板１１０上に、厚膜で電極１１２をピッチ２００μ、電
極巾１００μ、電極７μで形成したものにＩＣチップ１
１１’ｉ、フェイスダウンで実装した。１１３は外部電
源である。

こうして製作したヘッドを用い、通電熱転写法で第２２
図に示す構成で複写機を構成したところ、Ａ４一枚の複
写を、５２階調、５画素／Ｘで、５秒で実現出来た。

１２０は写真原稿、１２１は原稿移動台、１２２ハ光源
、１２３はファイバレンズアレー、１２４は実施例で製
作したヘッド、１２５はプラテン、１２６は通電熱転写
用シー）、１２７は用紙のバスを示す。

一実施例２− ＩＣチップ１１１と基板１１０との電気的接続を、第２
５図に示す如く、フレキシブルテープ１５０で行なった
。この場合は、ヘッドの振動が光センサ部に伝わらない
ことと、印刷部と光センサ部の位置関係が自由に選べる
という利点がある。

一実施例５一 実施例１の第２２図の構成の一部をかえて、フルカラー
化したもので、光源１２２の前面に、Ｒ。

Ｇ、Ｂのフィルタを用意し、５回フィルターを切りかえ
て複写した。その時、転写シート１２６は、Ｙ、Ｍ、Ｃ
３色のダンダラ塗シしたものを使用し、同一用紙上に３
回重ねて印刷した。

転写シート１２６の色毎のγ特性は、そろえであるが光
センサーのＲ，Ｇ、Ｂ毎の波長感度と、ハロゲンランプ
を光源１２２として使用しているので、■も、Ｇ、Ｂ毎
の供給エネルギーが各々異なるため、比較信号１０５を
３種ＲＯＭ９３上に用意し、同期して切シ換えた。

この結果、少くとも一万色の色再現の可能性があること
が確認出来、肌色等でも疑似シんがくが発生しないこと
が分かった。

一実施例４− 第１４図に示すような光センサ部全３列持ったもので、
各列毎にＲ，Ｇ、Ｂのフィルター７１を前面につけたＩ
Ｃチップ１１１を使用し、光源２２はハロゲンランプを
そのまま使用し、実施例３と同様にテストしたところ同
様の結果を得た。

一実施例５− 第１５図に示すような構成の光センサ部を使用したとこ
ろ、実施例４と同様の結果を得た。ただし画素ピッチは
１／３に落ちた。

一実施例６− 第１１図に示す構造のサーマルヘッドを５ドツトｔでセ
ラミック基板上に作り、実施例１〜５まで同様に実施し
たところ、通常の熱転写シートを使用して同等の結果を
得た。　′ ただし、所要電力が数倍も実施例１に比べ１大きく、放
熱のための手段を追加しなければならなかった。

〔効　果〕

以上るる述べてきたように、本発明によれば、簡便な構
成で、高速低価格な階調コピア、フルカラーコピアが実
現出来る。

その理由は、ドツト階調変調可能な印刷ヘッドと光セン
サｔｌ−１＝１対応させ、高集積実装したためであシ、
従来必要であった、階調数の平方振分かける、画素密度
−ドツト密度のような、高密度ヘッドや、ディガ処理、
γ補正処理％　Ａ　／　Ｄ変換ラインバッファ等が、木
用か非常にシンプルに出来たことによる。

その特徴は特にフルカラー化した時、何倍にも増巾され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電子写真プロセスを使用しない゛　写真
複写機の構成例。 第２図は、本発明の構成の外観図で、（ａ）は全体図（
ｂ）は、断面図である。 第３図は、本発明の等価回路図、第４図はタイミングチ
ャートを示す。 第５図は、本発明が実現すべきγ特性、第６図は光セン
サの有するγ特性、第７図は、印刷装置が有する印刷γ
特性の例を示し、第８図は、以上を総合して、補正すべ
きカーブの形が如何に決定されるべきかを示している。 第９図（ａ）、（ｂ）は通電熱転写印刷法の原理説明、
第１０図（ａ）、（ｂ）は、変調のかかシ方を説明した
ものである。 第１１図は、サーマルヘッドの構成、第１２図は、本方
式による濃度階調のかかり方を示す。 第１３図は、本方式の印刷γ特性を示ず０第１４図、第
１５図は、カラー化対応の本発明による光センサ部の構
成例を示す。 第１６図、第１７図は、実施例１において用いたＩＣチ
ップの等価回路と、レイアウトを示す。 第１８図は、実施例１において用いた、比較信号発生及
びマントローラ部の構成、第１９図は、比較信号発生部
の詳細、第２０図はタイミングチャートである。 第２１図は、実施例１の全体構成を示し、第２２図は、
実施例１を用いてコピアシステムを組んだ構成例を示す
。 第２３図は、実施例２の構成を示す。 ２０は光センサ、２６は信号パルス数変換手段、２５は
駆動手段、２５は変換チップ、１２はマルチ印刷手段、
１１は基板、１４は電気的接続部、７１はフィルター。 以上 出願人　株式会社　諏訪精工舎 代理人弁理士　最　上　務 第１しｉ 夷２図 算４図 ト丁β１０９ 第５Ｌｉ 第６１Ａ 八１１し人中 第７図 ｔ！ン１出カ 第８図 第９１−７ Σ１ＳｉＱｊ・１ ２ ／−′ 篠／／）、９ｊ 第１２［１ 第１３図 ９９ 第１Ｈ 第２０　ｊ”１ 第ＺｌｆｉＪ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）光センサアレー、信号パルス数変換手段、駆動手段
   を同一の半導体チップ上に構成した変換チップと、パル
   ス数によって直接ドツト階調変調可能なマルチ印刷手段
   を塔載した基板を有し、前記変換チップと前記基板とを
   電気的に接続してなることを特徴とする複写用プリント
   ヘッド。 ２）前記信号パルス数変換手段は非線型の変換を行うこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の複写用プリ
   ントヘッド。 ５）前記直接ドツト階調変調可能なマルチ印刷手段が、
   通電熱転写印刷を行う電極マレ−であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の複写用プリントヘッド。 ４）前記直接ドツト階調変調可能なマルチ印刷手段が、
   サーマルヘッドであることを特徴とする特許請求の範囲
   第２項記載の複写用プリントヘッド。 ５）前記基板はセラミックであり、前記変換チップをフ
   ェイスダウン方式で直接オンチップ実装してなることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の複写用プリント
   ヘッド。 ６）前記光センサアレーは、複数列よシなシ、各列に、
   相互に異なる透過波長分布のフィルターをその前面に設
   けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の複写
   用プリントヘッド。 ７）前記光センサアレーは、−列であって、５ケを一群
   とし、相互に異なる透過波長分布のフィルターを規則的
   に前面に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の複写用プリントヘッド。 ８）前記信号パルス数変換手段は、少く共２種類以上の
   変換カーブを有し、外部指令により切換可能であること
   を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の複写用プリン
   トヘッド。 ９）前記通電熱転写印刷を行う電極アレーは、薄膜状で
   あり、かつドツトライン方向と垂直の方向に薄いことを
   特徴とする特許請求の範囲第５項記載の複写用プリント
   ヘッド。 １０）前記サーマルヘッドは、発熱部が、ドツトライン
   方向に長く、垂直方向には短かいことを特徴とする特許
   請求の範囲第４項記載の複写用プリントヘッド。