JPS61227089A - 熱転写記録装置及び記録方法 - Google Patents

熱転写記録装置及び記録方法

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JPS61227089A
JPS61227089A JP61067402A JP6740286A JPS61227089A JP S61227089 A JPS61227089 A JP S61227089A JP 61067402 A JP61067402 A JP 61067402A JP 6740286 A JP6740286 A JP 6740286A JP S61227089 A JPS61227089 A JP S61227089A
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    • H04N1/40031Circuits exciting or modulating particular heads for reproducing continuous tone value scales for a plurality of reproducing elements simultaneously

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】 本発明は熱転写印刷すなわち記録装置に関し、より詳細
にはインキ受容シート上にトーンすなわちグレースケー
ル像を記録するのに用いる熱転写記録装置及び記録方法
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ピクセル
エリアのマトリクスアレイにより形成される。各ピクセ
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
熱エネルギ置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ピ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。この比較に基いて、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。
ピ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号に開示の如く
、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、
ピクセル密度(ドツトサイズ)を精密に制御することが
重要である。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。
公知のいく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号、第4.345,845号及び
第4.329.071号を参照されたい。また、IBM
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号、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関する。
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ピ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1ll1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。頂部閲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1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)l)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。
本出願人により、本願と同日付で出願された“′熱転写
リボン”の発明に関する特許出願には多層熱転写リボン
が開示されている。前記リボンは中間に抵抗すなわち内
部加熱素子層を有し、可溶インク層が抵抗層の全面に支
持され感熱及び導電指標層が抵抗層の裏面に支持されて
いる。抵抗層内に発生する熱に応答して、全面上のイン
クが溶解して受容紙へ転写され記録ドツトを形成し、対
応するマークやドツトが裏面上の指標層内に形成される
。指標マークは記録ドツトすなわちドツトが記録される
ピクセルエリアの密度に比例し、リボンの裏面にマーク
を与えて帰還制御に使用することができる。
従って、インク受容紙上にトーンすなわちグレイスケー
ル像を記録するように構成され、且つ一面に可溶インク
層を有し反対面に指標層を有してインク層から受容紙へ
のインクの転写により生じるピクセル密度の指標を与え
る熱転写リボンを使用する熱転写記録装置及び方法を提
供することが本発明の目的である。
リボンに記録信号を与えて指標マークを光学的に監視し
、制御装置に帰還して記録ドツトサイズすなわちピクセ
ル密度を正確に制御する装置及び方法を提供することも
本発明の目的である。
本発明は特別に構成された熱転写リボンを使用して、さ
まざまな密度のピクセルエリアで表わされる像をインク
受容紙上に記録する熱転写記録装置を提供する。
リボンは多層構造であって熱転写インク層を一面に有し
、感熱及び導電指標層を反対面に有し、且つ流れるIt
流に応答して発熱する抵抗層を含んでいる。抵抗層はイ
ンク層と指標層との間に両者と熱伝導関係で配置され、
インク層に熱を加え受容紙にインクを転写して選定ピク
セルエリア内にドツトを記録し、且つ指標層に熱を加え
て光学的に検出可能な対応するマーク及び、記録ドツト
のサイズに比例する指標層の対応するピクセルエリア部
を形成する。これは指標層の対応するピクセルエリア部
の密度がドツトを記録するピクセルエリアの密度を示す
ことを意味する。インク及び指標層は記録ドツト及び対
応するマークのサイズがこのようなドツトやマークを形
成するために加える熱量の増加と共に増大するように構
成されている。
記録装置は所望像の各ピクセルエリアの所望密度を示す
電子像信号を受信するようにされている。
記録準備として、リボンをインク受容紙と対向関係に配
置しインク層をそれと動作上係合させる。
インクの実際の転写は目に見えないため、本装置は帰還
の目的でテープ裏面の指標層内に形成された指標マーク
を使用する。
本発明の装置は電気記録信号を指標層の選定ピクセルエ
リア部に加えて抵抗層に発熱電流を流し、各選定ピクセ
ルエリア内にドツトを形成し指標層の対応する各ピクセ
ルエリア部内に対応するマークを形成する印字ヘッド組
立体の形状の装置を含んでいる。好ましくは間隔のとら
れた電極対を含む信号印加装置は指標層の対応するピク
セルエリア部へのアクセスを阻止しないように構成して
光学的監視を容易にする。
帰還を行うために、本発明の装置は指標層の対応するピ
クセルエリア部の密度を光学的に監視して各選定ピクセ
ルエリアの密度を示す密度信号を与える要素を含んでい
る。これらの密度信号は次に像信号と比較され各選定ピ
クセルエリアに対する比較値信号が与えられる。
本発明の装置には印字ヘッド電極を作動させる論理装置
が設けられている。論理装置は最初に像信号に応答して
リボンの選定ピクセルエリアに対応する部分への初期熱
印加を調整し、各ピクセルエリアに対してドツト及び所
望密度に達するのに必要なものよりも小さい初期サイズ
を有する対応するマークを形成する。その後、論理装置
は密度比較値信号に応答してその後の熱印加を調整し、
各選定ピクセルエリアに対して所定の密度比較値に達す
るまでドツト及び対応するマークサイズを漸増させる。
本発明はまた、特殊構成リボンを使用した熱転写記録法
を提供する。
[実施例] 本発明はインク受容紙上にトーンすなわちグレイスケー
ル像を記録する特殊構成熱転写リボン10を使用した熱
転写記録装置を提供する。本発明を実施した記録装置の
構造と動作を理解するために必要な背景を提供するため
に、最初に本特許と同日付の前記日本国特許出願筒(ポ
ラロイドケース第7075号)号の主題であるリボン1
0について第1図を参照として説明する。
リボン10は多層構造すなわち積層であり、底部から頂
部へかけて、熱転写インク層12、電気抵抗加熱素子層
14及び感熱及び導電指標1iJ16からなっている。
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
能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、本明細書ではシート18と係合する
ように構成されたリボン10のインク層側を前面とする
。このようにして、指標層16はリボン10の背面とな
り、抵抗層14は前面層12と背面層16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0.125aIll(
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は線図で示す副制御装置
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■
、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■、の印加に応答して、電流方向矢符を有する
電流径路表示1iIで示すように、リボン構造中を電極
20から導電指標層16を通って下層抵抗層14へ、層
14に沿って反対電極22へ向い、次に層16を通って
再び反対型ff122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
トサイズすなわちピ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1o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!!16部分
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抵抗層を設けること
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
転写を行って層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
てだけでなく外側層12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層16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0.01〜0.02JMmの範
囲の厚さを有し前面には代表的に0.002〜0.00
8部m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裏面の指標層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!114
間に電流径路I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1116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く使用されて
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゜951.757号及び第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ピクセルエリア部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の対応するピク
セルエリア部を18a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1Oのピクセルエリア部を表
わし、ピクセルエリア部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
分具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Iの確立時に抵抗層140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、最小活性化温度に加
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
ンク層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
mに応答して、128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、対応するピクセルエリア部り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
間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
上のピクセルエリア部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ピクセル密度を
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ピクセルエ
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。連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1oは3つの基本層12.14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層14とイ
ンク層12の間及び/もしくは抵抗1114と指標層1
6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
図に線図で示す。図示する装置42は所望像を画定する
ピ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紙貫通溝44を有す
る水平ベース部材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と満44の反対側の印
字ヘッド組立体50により支持されたく図示せぬ供給リ
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
溝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満すなわち開口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
御される給電源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53
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つの電極間のピクセルエリア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■、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
スイッチング装置57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6間に電流径路Iが確立し抵抗1i14の対応部
に熱を発生する。次のピクセルエリア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56bに信号電圧V、が加えられる。第2の信号電
極56bを次の反対電極56Vと対とする等により次の
隣接ピクセルエリア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、ライン内の各ピ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。
1154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ピク
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間の層16の対応
するピ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6o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60
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。
装置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/am(1000個/
インチ)のピッチである。8個/JWI(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、ピ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ピ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。この状態は大きなピク
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
置されて観察窓54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を使用してピ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(点線で示す)
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
のピ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、像信号は像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、
制御装置24はアンログビデオ信号を直接受信して制御
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、制御装置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ピクセル密度を決め
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24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ピ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80へ送出する。比較情報に基い
て、装置8oは現在の行内の各ピ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
力持続時間決定論理装置82へ送出され、打切信号はピ
クセル状態信号装W184へ送出される。  “印字指
令を受信すると、論理装N82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電源58へ送出しこれら
の命令に従って選定電極を励起する。
ピクセル状態論理装置84の打切信号はとのピクセルが
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ピクセルに
対して打切信号が受信されると、論理装置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9oを送出して(図
示せぬ)ステップモータを起動させ、給紙ロー551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ェアプロ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プログラムにより修正
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。
印字決定論埋装M80の起動に応答して、第1行の全ピ
クセルの所望すなわち目標密度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ピ
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ピクセル状態論理装置
84へ送出される。ドツトを印字するピクセルエリアに
対する印字指令信号は論理袋@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上の対応するピクセル
エリアP’A内に初期ドツト36を印字し層16の対応
するピ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最小限とするには、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間信号を出力
する。これは初期ドツトの各々がそれを形成するピクセ
ルエリアよりも小さいことを意味する。たとえ基準信号
がピ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4o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
ピ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置82から印字ヘッド信号プ
ロセッサ及び給電m58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
初期時間中そこへ信号電圧■ を加える。
選定電極対55及び56はリボン1o裏面の指標層16
へ電圧■ 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、選定ピクセルエリア
に対応する層12部分のインクが溶解して用紙18へ転
写され選定ピクセルエリア内に初期ドツト36を形成し
、層16の対応する両ピ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4
0は溝すなわち窓54を通して見ることができ、隣接電
極間の層16の対応する各ピクセルエリア部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上のピ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、そこからピ
クセル密度信号指標が比較器78へ送出され初期ピクセ
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
の最も明るいピ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
記録する前に観察窓54と係合する層16上の対応する
ピクセルエリア部PAのホトセル読取りを自動的に記録
装置42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、電極対の消勢後短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。
ピ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理装置80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
れらのピクセルに対して、印字決定論埋装[80はピク
セル状態論理装置84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ピクセルに対しては、
印字決定論埋装@80は持続時間決定論理装置82へ印
字指令を送出しそこからさらにドッ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くなる。
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、印字決定論埋装@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ピクセ
ルエリアには印字指令が送出される。行内の全ピクセル
が目標密度であることをピクセル状態装置84が示すと
、ピクセル状態論理装置84はラインインデクス及びリ
セット装置186をトリガして用紙を1行だけ増分移動
させ、リボン1oを前進させ、さまざまな制御要素がリ
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
と係合している層16の対応するピクセルエリア部の反
射光レベルを感知して最低密度ピクセルを示す初期基準
レベルを確立する段階と、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ピクセルエリア内に記
録する段階と、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1
o裏面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ピ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ピ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
にリボンのピ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雑である。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、その特定ピ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、各ピ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層16
の対応するピ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ピクセルエリ
アt1順次印加して目標密度とする。帰還によ′す、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、各ピクセルエリ
アに対する熱エネルギの持続時間と相関される。
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ピクセルエリア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ピクセル密度が連続的
に監視されて基準値と比較される。所与のピクセルエリ
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。段階的ドツ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ク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
量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42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5o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ピクセル密
度を監視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i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 6o・・・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 (11)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一面に熱転写可能なインク層を有し、その反対面
    に感熱及び導電指標層を有し、且つ流れる電流に応答し
    て発熱する抵抗層を有する熱転写リボンを使用して、さ
    まざまな密度のピクセルエリアで表わされる像をインク
    受容紙上に記録する熱転写記録装置において、前記抵抗
    層は前記インク層と指標層との間に両層と熱伝導関係と
    配置され、前記インク層に熱を加え受容紙にインクを転
    写して選定ピクセルエリア内にドットを記録し、且つ前
    記指標層に熱を加えて記録ドットのサイズに比例する光
    学的に検出可能な対応するマークを指標層の対応するピ
    クセルエリア部内に形成して対応するピクセルエリア部
    の密度がドットを記録するピクセルエリアの密度を示す
    ようにし、前記インク及び指標層は記録ドット及び対応
    するマークのサイズがこのようなドットやサイズを形成
    するために加える熱量の増加と共に増大するように構成
    されており、前記熱転写記録装置は、 上記のようなインク受容紙を支持する装置と、インク層
    を受容紙と動作上係合させてこのようなリボンを支持し
    インクの転写を行う装置と、所望像の各ピクセルエリア
    に対する所望密度を示す像信号を受信する装置と、 指標層の選定ピクセルエリア部に電気記録信号を与え抵
    抗層内に発熱電流を生じ各選定ピクセルエリア内にドッ
    トを形成し且指標層の対応する各ピクセルエリア部内に
    対応するマークを形成するように作動し、光学的監視の
    目的で指標層の対応するピクセルエリア部へのアクセス
    を妨げないように構成されている信号印加装置と、 指標層の対応するピクセルエリア部の密度を光学的に監
    視して各選定ピクセルエリアの密度を示す密度信号を出
    力する装置と、 前記密度信号を前記像信号と比較して各選定ピクセルエ
    リアへ密度比較値信号を与える装置と、最初に前記像信
    号に応答してリボンの選定ピクセルエリアに対応する部
    分に対する初期熱印加を調整し、各ピクセルエリアに対
    してドット及び所望密度を達成するのに必要なものより
    小さい初期サイズを有する対応するマークを契約し、そ
    の後前記密度比較値信号に応答してその後の熱印加を調
    整し各選定ピクセルに対して所定の密度比較値が達成さ
    れるまでドット及び対応するマークのサイズを漸増させ
    る前記電気信号印加装置の作動装置 を具備する前記熱転写記録装置。
  2. (2)特許請求の範囲第(1)項において、前記記録信
    号印加装置は対応する各ピクセルエリア部に対して指標
    層と係合するように構成されて一対の間隔のとられた電
    極を含む熱転写記録装置。
  3. (3)特許請求の範囲(2)項において、各選定ピクセ
    ルエリアに対する記録信号は対応する電極対間に加えら
    れて一方の電極から指標層を通つて抵抗層へ、抵抗層に
    沿つて前記電極対の他方の電極へ、次に前記指標層を通
    つて前記他方の電極へ戻る電流径路を確立する熱転写記
    録装置。
  4. (4)特許請求の範囲第(3)項において、各電極対が
    ピクセルエリア部の間隔のとられた両外部境界にある指
    標層の対応するピクセルエリア部と係合して、前記電極
    対間に指標マークが形成され前記光学監視装置がアクセ
    スして検出することができる熱転写記録装置。
  5. (5)特許請求の範囲第(4)項において、前記電極対
    内の各電極は指標層と係合する表面積を有し、それは前
    記電極対の前記他方の電極の係合表面積に実質的に等し
    く前記電極間の抵抗層の対応部内に実質的に均一な電流
    密度を与える熱転写記録装置。
  6. (6)特許請求の範囲第(2)項において、対応するマ
    ークが一対の電極間に形成されそれは記録信号により励
    起されてドット及び対応するマークを形成し、前記光学
    監視装置は対応するマークが形成される指標層の対応す
    るピクセルエリア部の密度を検出するように構成されて
    いる熱転写記録装置。
  7. (7)特許請求の範囲第(6)項において、前記光学監
    視装置は指標層の対応する各ピクセルエリア部の反射光
    レベルを検出する光検出器を含む熱転写記録装置。
  8. (8)特許請求の範囲第(2)項において、前記電極対
    は溝を有する支持部材上に支持されており、各電極は前
    記溝中へ延在するリボン係合自由端を含み、前記リボン
    支持装置は前記溝を覆う関係で少くともリボンの一部を
    支持する装置を含み、指標層の前記電極係合部の前記自
    由端が前記層と係合する熱転写記録装置。
  9. (9)一面に熱転写可能インク層を有し、その反対面に
    感熱及び導電指標層を有し、且つ流れる電流に応答して
    発熱する抵抗層を有する熱転写リボンを使用してインク
    受容紙上にさまざまな密度のピクセルエリアで表わされ
    る像を記録する熱転写記録法において、前記抵抗層は前
    記インク層と指標層との間に両層と熱伝導関係に配置さ
    れ、前記インク層に熱を加え前記受容紙へインクを転写
    させて選定ピクセルエリア内にドットを記録し、且つ前
    記指標層へ熱を加えて前記指標層の対応するピクセルエ
    リア部内に光学的に検出可能なマークを形成し、それは
    記録ドットのサイズに比例し前記対応するピクセルエリ
    ア部の密度がドットを記録する前記ピクセルエリアの密
    度を示すようにし、前記インク及び指標層は記録ドット
    及び対応するマークのサイズがこのようなドットやマー
    クを形成するために加えられる熱量の増加と共に増大す
    るように構成され、前記方法は、 所望像の各ピクセルエリアに対する所望密度を示す像信
    号を出力し、 前記受容紙と係合しながら前記インク層により前記リボ
    ンを支持し、 指標層の選定ピクセルエリア部に電気的記録信号を加え
    て前記抵抗部内に熱を発生し、所望密度を達成するのに
    必要なものよりも小さい初期サイズを有するドット及び
    対応するマークを各選定ピクセルエリアに対して形成し
    、 対応する各選定ピクセルエリア部の密度を光学的に監視
    して所望密度と比較し、 前記比較に基いて、電気的記録信号を加えてさらに熱を
    発生し所定の密度比較値に達するまで各選定ピクセルエ
    リアに対する記録ドット及び対応するマークのサイズを
    漸増させ、そこで前記発熱記録信号の印加を終止させる 段階からなる前記熱転写記録方法。
  10. (10)特許請求の範囲第(9)項において、前記電気
    的記録信号は一対の間隔のとられた電極を前記指標層と
    係合させながら各選定ピクセルエリア部へ加えられ。そ
    の結果一方の電極から前記指標層を通つて前記抵抗層へ
    、前記抵抗層に沿つて前記電極対の他方の電極へ、次に
    前記指標層を通つて前記他方の電極へ電流が流れる熱転
    写記録方法。
  11. (11)特許請求の範囲第(10)項において、各指標
    マークが記録信号を加える電極対間に形成されて前記マ
    ークを形成し、前記光学的監視段階は前記電極対間の前
    記ピクセルエリア部の反射光レベルを感知する段階を含
    む熱転写記録方法。
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