JPS61227081A

JPS61227081A - 熱転写リボン

Info

Publication number: JPS61227081A
Application number: JP61067401A
Authority: JP
Inventors: アービン　アーリツヒマン
Original assignee: Polaroid Corp
Current assignee: Polaroid Corp
Priority date: 1985-03-28
Filing date: 1986-03-27
Publication date: 1986-10-09
Anticipated expiration: 2009-05-11
Also published as: EP0200711B1; JPH0635199B2; DE3684954D1; DE200711T1; CA1260315A; EP0200711A2; EP0200711A3; US4603337A; ATE75187T1

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った多数の微小なビクセル
エリアのマトリクスアレイにより形成される。各ビクセ
ルエリアのトーンは中間調リソグラフィツク印字と類似
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ビ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。この比較に塁いて、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。

ビ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（
、好ましくは熱エネルギは熱印字ヘッドにより感熱紙裏
面からベースを通って加えられて前面の記録層内にドツ
トを形成し、そこから印字ヘッ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６０−
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
ッファシートを通って印字ヘッドにより熱が加えられ、
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、
ビクセル密ｒｘ＜ドツトサイズ）を精密に制御すること
が重裂である。従って、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（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ッドを使用している。ヘッドは
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
、重畳する印字ヘッ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、リボン裏面に作用してそれ
を加熱するような素子によって妨げられることがないよ
うにしなければならない。

抵抗素子印字ヘッ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＠、第４．３４５，８４５号及び
第４．３２９．０７１号を参照されたい。また、１８Ｍ
テクニカル　ディスクロージャ　ビュレチン、１９７６
年１月、第１８巻、第８＠、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圓する。

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ビ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、ファ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
してジュ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っ
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って下層の導電
層へ流れ、導電層に沿って横向きに第２の電極へ向い次
に記録層を通って第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
っ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、タビ−（Ｔａｌ）Ｉ）ｉ
　）、１９７６年１０月、第５９巻、第１０号、第９２
．９３頁に記載のダブリュ、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、
第３，９５１，７５７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ッ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
を行うことがないという事実によりこの技術の応用は制
止されている。

従っ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
ビ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ａｉｉｋ！
録信号により、２？１１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、従っ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ビクセル密度の表示
を与える。指標マークは光検出器によって監視され、そ
れは監視ビ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、リボンは白色もしくは着色普通紙、も
しくは層１２から熱転写されるインクを受容可能な任意
他のシート材の形状とすることができるインク受容像記
録紙１８と動作上接触配置される。

単に説明の都合上、水明１１１１１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ＩＭ
ｉｌｌｊとする。このようにして、指標層１６はりボン
１０の背面となり、抵抗層１４は前面層１２と背面層１
６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／α（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０．１２５、ｗ（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は線図で示すａ１制御装
置２４の記録信号出力端子へ電気的に接続され、後者は
熱転写像記録装置と呼ばれる。出力端子は記録電圧信号
Ｖ８を供給する。第２すなわち反対電極２２は副制御装
置２４の帰路端子に対して共通大地電位に接続すなわち
設定されている。

記録信号■３の印加に応答して、電流方向矢符を有する
電流径路表示線工で示すように、リボン構造中を電極２
０から導電指標層１６を通って下層抵抗層１４へ、層１
４に沿って反対電極２２へ向い、次に層１６を通って再
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部分を流れる電流により
この領域に熱が発生する。層１４は層１２及び１４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１
８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
トサイズすなわちビ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ｍ’ｒｅａ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低抗層を設けること
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れ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ッドの
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
転写を行って！！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１ｌＷ１２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Ｗ１１６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ッ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ックを有
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０．０１〜０．０２履の範囲の
厚さを有し前面には代表的に０．００２〜０．００８ｊ
ｗの範囲の厚さを有する可溶サーモプラスチックもしく
はワッ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．
３８４゜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！１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
間に電流径路工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
合剤からなっている。

代表的に、感熱指標成分は感熱記録紙に広（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−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３．９０
５，８７６号、第３゜９５１．７５７Ｎ及び第４，１３
３．９３３号を参照されたい。また、前記ダブリュ、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ビクセルエリア部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１６
ａとする。ドツトが形成される用紙１８の対応するビク
セルエリア部を１８８で示す。ＰＡ部は電流径路工の確
立時に影響を受けるリボン１０のビクセルエリア部を表
わし、ビクセルエリア部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■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ＰＡ部の幅にわたって幾分均一になる
ように行われる。

層１２内のインクが溶解する前に、最小活性化濃度に加
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ｌ！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のに充分な１４８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、対応するビクセルエリア部り６ａ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
問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、そ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
のビクセルエリア部１８ａの密度を計算する。

ドツトマトリクス文字やグツイックシンボル等の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ビクセル密度を
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ビクセルエ
リア部り６ａ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。３！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、電流径路工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。

図示するりボン１０は３つの基本１１１１２．１４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１１１
４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、ざらに／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
図に縮図で示す。図示する装置ｔ４２は所望像を画定す
るビ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ｌｉｔ貝通溝４４を
有する水平ペース部材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
字ヘッド組立体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
満４４を通っ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、印字ヘッド組立体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
間隔のとられた反対電極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
は印字ヘッド信号プロセッサ及び制御装置２４により制
御される給電Ｉ！５８により作動するマトリクススイッ
チング装置５７に接続されている。リボン１０は部材５
３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つの電極間のビクセルエリアＡ内にドツトやマ
ークを印字するために、第１の反対電極５６Ｘと対をな
す第１の信号電極５５ａへ記録信号Ｖ、が加えられる。

すなわち、印字ヘッド信号プロセッサ５８がマトリクス
スイッチング装Ｍ５７を作動させてＶ、を電極゛５５ａ
へ加え、反対電極５６ｘはｖ８に対して大地電位まで降
下して両者間に１ｉ流径路■が確立し抵抗層１４の対応
部に熱を発生する。次のビクセルエリア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５８ｂに信号電圧Ｖ８が加えられる。第２の信号
電極５８ｂを次の反対電極５６ｙと対とする等により次
の隣接ビクセルエリア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。適切なソフトウェア及びマトリクススイッチング
技術を使用して、ライン内の各ビ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が画定する観察窓と係合関係において印字ヘッド
組立体５０の前方に、記録を行う現在の行内の各ビクセ
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部のｌ１１６の対
応するビクセルエリア部からの反射光を受光するホトダ
イオード等の線型アレイ（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６
０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＠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／ｊｌｌ＋（１０００
個／インチ）のピッチである。８１／ｊＩＩ＋（２００
個／インチ）の電極を有する印字ヘッド組立体５０と共
に使用すると、ビ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ビ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
なビ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′Ｍ５４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を使用してビ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過負
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の前に赤外阻止フィルタ７０（直重で示す
）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
内にブロック図で示す。

用紙１８上に白黒像の記録を行・うために、像マトリク
スのビ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ッファメモリ７２等のこれらの
信号の受信装置へ送られる。

好ましくは、像信号は会処理コンピュータもしくはディ
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、
好ましくはバッファ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、
１ｌｌＩＩＩ装隨２４はアンログビデオ信号を直接受信
してυｌｌｌ１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、バッファ７２は全体像を記憶するフルフレ
ーム像バッファであるが、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、このためバッファ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＠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ビクセル密度を決め
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１Ｆ２４の動作はシステムクロック２４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ビクセル密度信号を
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ッサ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。

プロセッサ７６からの密度信号はバッファ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１８０へ送出する。比較情報に基
いて、装置８０は現在の行内の各ビ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
入力持続時門決定論理装［８２へ送出され、打切信号は
ビクセル状態信号装置１８４へ送出される。

印字指令を受信すると、論理装！！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
情報を印字ヘッド信号プロセッサ及び給Ｎ源５８へ送出
しこれらの命令に従って選定電極を励起する。

ビクセル状態論理装置８４の打切信号はど−のビクセル
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ビクセル
に対して打切信号が受信されると、論理装＠８４はライ
ンインデクス及びシステムリセット装置８６へ出力信号
を与える。

リセット装置８６は第１の出力信号９０を送出して（図
示せぬ）ステップモータを起動させ、給紙Ｏ−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）もう一つのステッ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、リセット装置８６はリセット信号９
２を送出して制御装置の構成要素をリセットし次行の記
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ニアブ０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、印字ヘッド組立体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ェア１０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行の全ビ
クセルの所望すなわち目標密疾を示すグレイスケール基
準信号がバッファ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ビ
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ビクセル状態論理装！
８４へ送出される。ドツトを印字するビクセルエリアに
対する印字指令信号は論理装［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上の対応するとクセル
エリアＰＡ内に初期ドツト３６を印字し層１６の対応す
るビ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醒小限とするには、初期ドツト
は最終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
ないだけの大きさ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
のおよそ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開信号を出力
する。これは初期ドツトの各々がそれを形成するビクセ
ルエリアよりも小さいことを意味する。たとえ基準信号
がビ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
ビ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Ｗ１８２から印字ヘッド信号
プロセッサ及び給電源５８へ送出され、それは印字ヘッ
ド組立体５０内の電極対の各々をアドレスして指示され
る初期ｆＲＩＩ中そこへ信号電圧Ｖ、を加える。

選定電極対５５及び５６はリボン１０１面の指標層１６
へ電圧■８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、選定ビクセルエリア
に対応する層１２部分のインクが溶解して用紙１８へ転
写され選定ビクセルエリア内に初期ドツト３６を形成し
、１１１６の対応する両ビ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１ｊ１６の対応する各ビクセルエリア部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上のビクセル密度を示すこれ
らの密度信号は信号プロセッサ７６へ送信され、そこか
らビクセル密度信号指標が比較器７８へ送出され初期ビ
クセル密度を基準信号バッファ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
の最も明るいビ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、印字ヘッドを
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１１ｉ５４と係合するＩＩ！１６上の
対応するビクセルエリア部ＰＡのホトセル読取りを自動
的に記録装置１４２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、印字ヘッド組立体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、電極対の消勢後傾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。

ビ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埋装Ｍ８０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
れらのビクセルに対して、印字決定論理装置８０はビク
セル状態論理装Ｎ８４へ打切信号を送出し次の記録サイ
クル部分中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ビクセルに対しては、
印字決定論埋装＠８０は持続時開決定論理装置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（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
ルを読み取って信号を比較器７８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とクセ
ルエリアには印字指令が送出される。行内の全ビクセル
が目標密度であることをビクセル状態装置１８４が示す
と、ビクセル状態論理装置！８４はラインインデクス及
びリセット装！２８６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Ｈａ型要
素リセットして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ｌ！１１６の対応するビクセルエリア部
の反射光レベルを感知して最低密度ビクセルを示す初期
Ｊ！準リレベル確立する段階と、グレイスケール基準信
号に従っ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ビクセルエリア
内に記録する段南と、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１０衰而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ビ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ビ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って
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
にリボンのビ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。従って、目標密度と正
確に一致させるのに必要なものよりも大きいドツトを作
る危険を犯すよりは、その特定ビクセルエリアへのそれ
以上の熱エネルギの印加を打切る方が望ましい。

前記工程において、各ビ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１１１
８の対応するビ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ビクセルエ
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、各ビクセルエリア
に対する熱エネルギの持続時開と相関される。

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構成する
ことができる。この場合、グレイスケール基準信号に従
って記録されたドツトを有する行内のビクセルエリア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ビクセル密度が連続的
に監視されて基準値と比較される。所与のビクセルエリ
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、ット形成サイクルに
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り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
る吊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、段階的方法による高精度が望ま
しい。

記録装置１４２の実施例をライン記録装置として示した
が、印字ヘッド組立体５０及び付随する全行よりも狭い
光検出器２６を用紙の幅にわたっ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行以上に記録を行ったり全体像
を記録するように印字ヘッ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、（
例えば光ファイバ等の）他種の構造を含んで記録ビクセ
ル密度を監？！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
っ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
る印字ヘッ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・・・印字ヘッド組立体５１．５２・・・ラインインデクスローラ５３・・・支
持体５７・・・スイッチング装置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・・・赤外阻止フィルタ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）熱転写インク層と、感熱指標層と、流れる電流に
応答して熱エネルギを発生する抵抗層とを含み、前記抵
抗層は前記インク層及び指標層と熱伝導関係に配置され
、前記抵抗層に発生する熱エネルギが前記インク層内の
インクを活性化して転写させ且つ前記指標層の対応部を
活性化して前記インク層からのインクの転写に比例する
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
。
（２）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
部を活性化してその中に前記インク層からのインクの転
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。
（３）特許請求の範囲第（２）項において、前記インク
層は前記抵抗層の一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。
（４）特許請求の範囲第（３）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
ら前記指標層を通つて前記抵抗層へ到り、前記抵抗層に
沿つて他方の電極へ向い、次に前記指標層を通つて他方
の電極へ戻る電流径路が確立される熱転写リボン。
（５）特許請求の範囲第（４）項において、前記インク
層はインク受容紙と係合配置され、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。
（６）特許請求の範囲第（５）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前記指
標マークを形成する熱活性成分を含む熱転写リボン。
（７）特許請求の範囲第（６）項において、インクの転
写により受容紙へ形成されるドット及び前記指標層に形
成される対応する指標マークは、このようなドット及び
マークを形成するために加えられる熱量の増大と共にサ
イズが増大する熱転写リボン。
（８）特許請求の範囲第（２）項において、前記抵抗層
はポリマー膜からなりそれは前記膜の固有抵抗を低下さ
せる導電成分を含んでいる熱転写リボン。
（９）特許請求の範囲第（２）項において、前記指標層
はポリマー結合剤からなりそれに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。
（１０）特許請求の範囲第（２）項において、前記イン
ク層は前記リボンの前面にあり、受容紙と係合してそれ
にインクを転写させ受容紙によりドットの形成が不明瞭
となるようにドットを形成し、前記指標層は前記リボン
の裏面により指標マークの形成は明確に可視的であつて
光学的に検出される熱転写リボン。
（１１）特許請求の範囲第（２）項において、インクが
活性化されて転写される前記インク層の反対側の対応部
と一致する前記指標層部分内に指標マークが形成される
熱転写リボン。
（１２）インク受容紙上にグレイスケール像を記録し、
記録されるドットサイズを制御するため帰還装置の一部
として光学検出器を含む熱転写記録装置に用いる熱転写
リボンにして、上記のようなインク受容紙と係合するように構成された
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で配置され、前記抵抗層
に発生する熱は前記インク及び指標層に流れて前記イン
ク層内のインクを活性化させて受容紙へ転写させその上
にドットを記録し、且つ前記指標層の対応部を活性化さ
せてその中に前記記録ドットに比例し記録装置検出器が
アクセスして検出できる光学的に検出可能な指標マーク
を形成する前記熱転写リボン。
（１３）特許請求の範囲第（１２）項において、前記イ
ンク層は前記抵抗層の一面上に支持され前記指標層は前
記抵抗層の反対面上に支持されている熱転写リボン。
（１４）特許請求の範囲第（１３）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記録信号により一方
の電極から前記指標層を通つて前記抵抗層へ到り、前記
抵抗層に沿つて他方の電極に向い、次に前記指標層を通
つて他方の電極へ戻る電流径路を確立する熱転写リボン
。