JPS63501048A - 熱形プリンタ装置を制御するための装置及び方法 - 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】

熱形プリンタ装置を制御するための装置及び方法この発明は熱形画素の選択的賦 活により色素の受容体部材への転写が行われる熱形プリンタに関係している。 背景技術 熱形プリンタにおいては、色素を含有した担体が紙のような受容体と、例えば、 熱形画素又はドツトとしばしば呼ばれている複数の個別の熱形素子で形成された 印刷ヘッド組立体との間に配置されている。特定の熱形画素が賦活されると、こ れは加熱されて担体からの色素な受容体に転写させる。印刷された色素の濃度す なわち暗さは熱形画素の温度及び担体が加熱された時間、換言ｆれは、熱形画素 から担体に供給されたエネルギーの関数である。 熱形色素転写プリンタは真の「連続色調」色素ａ反転写の利点を提供する。この 効果は各熱形画素に加えられろエネルギーな変えて、受容体に可変色素ａ友画像 画素を与えることによって得られる。 熱形画素を賦活する普通の方法は次に説明されるようにパルス幅変調な使用して いる。印刷ヘッドは複数の群の熱形画素に構成されている。各群における熱形画 素は並列に同時にアドレスされる。各群は一度に一つずつ順次了ドレスされろ。 群が使用される理由は、すべての熱形画素が同時に賦活されたならば、大きい一 層高価な電源が必要とされることになるからである。 例えば、一つの熱形画素が仮りに６８ミリアンペアを引き出し且つ５１２の熱形 画素が使用されたとすれは、電源はすべての熱形画素が賦活された場合３３．３ アンペアを発生しなければならないであろう。それゆえ、群構成が採択されてい る。 駆動するのに使用される従来技術のノξルス幅変調法な示している。電流パルス が熱形画素に供給され得る最大時間は（ｔｌ−１０）である。これは最大濃度の 色素画像画素を生成する。パルス幅がより小さく　（ｔｂ−ｔ６　）にされた場 合には、より小さい一度の画像画素が形成される。更に小さいパルス幅（１ａ− ｔｏ）が使用された場合には、更に低い色素濃度の画像画素が形成される。この ような構成は幾つかの欠点な呈する。一般に印刷ヘッドにおけるすべての熱形画 素は同時には駆動されず、別別のＴ′群」においてアドレスされる。それゆえ、 一つの群が＃！、循環過程を受けているときには、他のすべての群は「冷状態」 か又は冷却状態である。担体のヘッド側に施された担体の耐熱性又は滑り代の層 はそれ９え高温及び低温の面状態下でよく動作し続けなけれはならない。これは 、設計者が１高温」及び「低温」滑り性能な最適化しなければならないので、滑 り層の設計を困難にする。高温状態下でよく機能するような層は低温面と共に走 らされたときには印刷ヘッドに集まり又はくつつく傾向がある。この難点は滑り 層の設計を複雑ＴＩＣする。 第２の問題は印刷ヘッドに沿っての熱形画素の表面温度が関係している。アドレ スされ且つ賦活されている群の中間にある熱形画素は一般に両側に温かい隣画素 な持っている。それ自体では、この群におけるその熱形画素自体及び任意の画素 間すきまの温度分布特性は、印刷ヘッドにおける温良傾きが平衡に達しようとす るので、あるレベルに平均化される傾向がある。群の端にある熱形画素の温度は 、アドレスされ且つ賦活されていない隣の群の低温熱形画素への熱流のために相 当に低減されることがある。そのようなプリンタで色素画像が転写されたときに は、低温の端部熱形画素のために低濃度の筋、すなわち「群線」がしばしば現れ ることがある。 この間１３に対する明白な解決策は印刷ヘッドのすべての熱形画素を同時に走ら せて、これらの低温点の存在ななくすることであろう。しかしながら、二つの要 因がそのような万策を非実用的なものにする。まず、前述のように、熱形画素が 相当の電流を引き出す。すべての熱形画素を同時に駆動すると仮定丁れば、ヘッ ト°電流は群の数に等しい乗算係数によって増大されるであろう。これはヘット °内の電源母線の設計はもとより電−６Ｊ、ＶＣついても困難な設計上の制約な 生じさせる。 熱形画素が長い時間（例えば４ミリ秒以上）の間賦活されると、画素自体内の熱 伝導率が小さいので、それの表面てむし５・大きい温度傾きが生じる。それゆえ 、熱形画素の中心においては非常に高いピーク温度（高温点）が経験されるが、 画像の外側領域は熱的遅れのために比較的冷たいままである。その結果、非常に 高い温度の達成されることがあるので、熱形画素又は担体又は受容体の損傷が生 じ得る。例えば、そのような高温点は担体若しくは受容体の融解領域又は熱形画 素の寿命の減小を生じさせろことがある。 発明の開示 前述の諸問題を矯正し、特に群線効果及び熱形画素高温点により引き起こされる 損傷をなくした熱形プリンタを提供することがこの発明の目的である。 この目的は、各画像画素の所要嬢度に対応する離散的信号に従って各熱形画素を 選択的に賦活することによってＮの離散的温度レベルに従って熱形ヘッドの熱形 画素が加熱されるような、Ｎの異なった可能な色素磯度レベルを各画素が持って いる複数の色素画像画素からなる画像な形成する方法であって、動形画素、を複 数の群になるように組み合わせて各群の熱形画素が並列に同時にアドレス可能で あるようにする段階、一つの群の熱形画素を他の群の熱的減衰の期間中に同時に １−次アト°レスする段階、及び一つの群の各熱形画素をこの群が了ドレスされ るたびごとにアドレスされた熱形画素（対応する離散的信号の状態に依存して選 択的に賦活する段階、によって特徴づけられている方法によって達成される。 図面の簡単な説明 １ηとｉｋｉｏｍｉ、ｒＩＪンタに使用されたパルス幅変調法を図解しており、 第２図はこの発明に従って使用され得る熱形プリンタ装置の概略図であり、 第３図は第２図の熱形プリンタ装置に使用され得る担体（キャリヤ）の上面図で あり、 第４図は第２図の装置の印刷ヘッドに使用される娩つかの熱形画素の透視図であ り、 第５図はこの発明に従って熱形画素を駆動するのに・使用される電流パルスを図 解しており、又 第６図は印刷ヘッドにおける熱形画素を動作させるための制御システムの概略図 である。 今度は第２図について述べると、担体部材１４がら移転される色素により受容体 部材】２上にカラー画像な印刷するように構成されたプリンタ装置１０が概略図 形式で示されている。レートの形態なした受容体部材１２は、駆動機構１５に機 械的に結合された回転可能なドラム１６に取り付けられている。理解されること であろうが、駆動機構１５には熱形印刷ヘッド１８の下でドラム】６及び受容体 】２を進行させるように構成されたモータがある。印刷ヘラ）”１２１Ｃは担体 部材１４を受容体シートに押し当てる複数の熱形画素がある（第４図参照）。担 体部材】４はウェブの形態で示されており、巻取リール２２に結合された駆動機 構２３によって繰出リール２０から巻取り−ル２２へと駆動される。駆動機構】 ５及び２３にはそれぞれモータがあって、これらのモータが担体及び受容体を印 刷ヘッド１８の熱形画素に対して連続的に進行させる。印刷期間中熱形画素が賦 活されながら、これらの部材が移動されるので、結果として生じるｌｆｆ１ＩＩ ＪＩＮ！！１素は色素転写中これらの部材が静止していた場合よりも幾分大きく なる。これは識別可能な画素間の画像境界を最小化するので好都合である。又そ れは印刷ヘッドの熱形画素に担体がくつつくことを軽減する。技術に通じた者に は明らかであるように、機＄１５及び２３におけるモータは連続式直流モータで よい。又はステップモータを使用することもできる。 ステップモータが使用される場合には、ステップモータは連続的にパルスな供給 されて担体及び受容体な増分的に進行させる。 熱形画素は後程論述される回路４２によって制御される。 第３図において、クエプ】４は熱的に転写可能な色素の繰り返された一組のそれ ぞれの部分又はフレームで形成されて示されている。−組のものにおける各フレ ームは典なった色の熱転写可能な色素な持っている。例えば、各組のフレームは 、黄色の熱的に転写可能な色素２４のフレーム、これに続くマゼンタの熱的に転 写可能な色素２６のフレーム、及びこれに続くシアンの熱的に転写可能な色素２ ８のフレームからなることができる。黄、マゼンタ及びシアンの各フレームのこ の１１１序が繰り返される。採択実施例では、色素は印刷ヘッド】８の個個の熱 的画素によってそれに加えられたエネルギーに応答して担体から受容体に移転で る物質である。色素は受容体シート】２に移転させられる。基準標識２９は、駆 動機構２３の動作の制御の除に筒知の方法で使用することができる。 第２図を参照して装置】Ｏの動作な藺単に説明する。駆動信号がマイクロコンピ ュータ】７（第６図参照）から駆動機構】５に連続的に供給されてドラム１６を 回転させ、受容体シート１２の連続的な隣接した区域を印刷ヘラ）＄１８と対向 した印刷領域に持って来る。担体部材１４の色素７レームの一部分は印刷ヘッド １８と受容体シート】２との間に配置されている。上記したように、これらの部 材は印刷動作中ヘッドに対して移動される。賦活化された信号が印刷ヘッド制御 回路部４２によって印刷ヘッド１８の熱形画素に供給されてこれらの熱形画素を 加熱し且つ色素を担体部材】４から受容体１２に移転させる。 受容体部材１２が印＆＋＋領域を通って移ｗＪするので、熱形画素の選択的賦活 により受容体上にカラー画像の印刷が生じる。この画像の色は、印刷領域を通過 して駆動される各フレームに収容さねた熱的に転写可能な色素の色によって決定 される。＋ｉ！ＬＩ像の一つの完全なカラーフレームが印刷された後、受容体１ ２は鮫初の位置、すなわち「定」位置に戻される。担体部材１４が進められて別 のカラーフレームを印刷のための位置へ移動させ、そして印刷ヘッド１８が選択 的に賦活されて、最初に印刷された画像の上に重ね合わせて画像の次のカラー７ レームを印刷する。 第４図は熱形画素５０な概略的に示している。各熱形画素５０は抵抗性物質の薄 膜で作られていて、非導電性支持具５２上に取り付けられている。スイッチ５４ が閉じろれと、電流が熱形画素な流れる。薄膜の熱形画素が示さハているけれど も、厚膜の熱形画素も又使用され得ることは理解されるであろう。 第６図は印刷ヘッド１８を受容体】２上に画像のそれぞれの重畳カラーフレーム を印刷でるために選択的に賦活でる制御回路４２な更に詳細に例示している。印 刷ヘット９組立体は１ＩＩＩ＠の「スチル」フレームの線な表すカラー信号て応 答して賦活される。これらの信号はマイクロコンピュータ】７の記憶装置にカラ ーディジタル画像として記憶されている。数値例として、印刷ヘット°組立体は ５】２の個別の熱形画素５０で形成され得る。 １線（ライン）の画像面画素が同時に印８１ｊされる。各印刷線がビデオ画像

【 （おける１例に対応している場合には、印刷されるべき画像の各水平線に対して 一つの熱形画素が使用される。各熱形画素５０は抵抗を収容した箱形として示さ れている。最初の１２８の熱形画素（０〜１２７）は群ＩＫ割り当てられている 。 次の１２８の熱形画素（１２８〜２５５）は群２に割り当てられている６群３及 び４はそれぞれ１２８の熱形画素な割り当てられている。各熱形画素は定電圧電 源（Ｖｓとして示す）及びＮＡＮＤゲート６０に電気的に接続されている。ＮＡ ＮＤゲート６０への面入力が高レベルであるときには、ＮＡＮＤゲート６０の出 力が接地に接続されて電流パルスが発生される。各ＮＡＮＤゲートへの一方の入 力は群可能化信号から来ており、他方の入力は、各ＮＡＮＤゲートに一つの、５ １２の段を収容した一連の７リツプ７０ツブラツチ５９の一つの段から来ている 。これらのラッチはシフトレジスタ６１の５１２の段に並列に接続されている。 画像画素を印刷するために、これの対応するＮＡＮＤゲート６０が所定数の線＋ Ｎｌだけ可能化又は了ドレスされる。Ｎは画像画素の異なった色素８度レベルの 可能な数な表している。対応するＮＡＮＤゲート６０が可能化又はアドレスされ ると、対応する熱形素子に電流パルスが選択的に加えられる。このパルスはシフ トレジスタ６１の対応でる段の状態に依存して加えられる。シフトレジスタには １ｆＩＭの画＠画素を印刷するためＫＮ回データがロードされる。 第５図は一つの熱形画素５０に加えられる１１１にパルスな示している。パルス 幅は群可能化信号がオン時間である０すべでの群が１回アドレスされた後上記の 過程がＮ−１回繰り返される。 データがラッチ５９にラッチされた後、新しい線のデータが５１２のシフトレジ スタ段に入力される。シフトレジスタにデータを入力するこの過程は熱形画素が 賦活されている間に行われ得る。第５図に示されたように、熱形画素のチューテ ィサイクルは繰返周期で割られたパルス幅に等しい時間である。 動作の際、インタフェース６８はマイクロコンピュータ】７の匍」御の下でシフ トレジスタ６１してクロック信号を与える。同時に、二進画像データ信号がシフ トレジスタ６１の段にクロックで入力されて、最後には５】２のすべての段が高 い「】」又は低い「０」の信号レベル又は状態を含むようになる。ラッチ信号に よりシフトレジスタ段のそれぞれにおけるデータがラッチ５９の対応でる段に入 力される。そのラッチ段の出方に保持された高信号レベルｌ信号はそれの対応す るＮＡＮＤゲート６゜に接続される。各群の熱形画素は同時に並列にアドレスさ れる（８＋可能化信号は高い）。各群は１１１次アドレスされる。そｊで、群１ 可能比倍号が低にされた後Ｋ、群可能化信号２だけが高にされる（その他）ま低 である）。四つの群があるので、この過程は４回行われろ。この時点ですべての 熱形画素５ｏがこれらの対応するラッチ段の状態に応じて１回賦活される。今６ ４の可には少なくとも６４回データがロードされなければならない。 各群の熱形画素は６４回丁ドレスされることになる。各熱形画素は画＠画素の線 な形成するべき所望の画素色素濃度に依存して６４白以下選択的に賦活されろこ とになる。 印刷ヘッドが四つの群からなっているので、各群は他の群の熱的減衰の期間中非 常て短い時間の間だけ順次アドレスされ、すべての画素な同時ＶＣ駆動した場合 に生じるような過半の電流負荷を除去する。しかしながら、熱形画素の熱的減衰 は比較的長い時定数を持っているので、群の端部にある熱形画素は加熱された隣 の熱形画素を見ることになり、群線は減小される。例えば、パルス幅が４ミリ秒 である通常の定電流パルス変調方式で最大一度が達成さｊ且つ４駆動群が形成さ れているシステムを考える。そのようなヘッドでの全線（ライン）時間は画素デ ユーティサイクルを２５％と仮定すれば１６ミリ秒になるであろう。第６図の回 路構成を弔いてこれらの同じ条件下でＤ　ｍａｘな生成するためには、各群は別 別に８回０．５ミリ秒間アドレスされ且つ賦活されることになるであろう。事実 上、イ固個の熱形画素は】６ミリ秒の全線時間の間加熱されてＤｍａｘが生じる ことになるであろう。ある種の構成においては、熱的損失の増大を補償するため にピーク駆動電流における幾らかの小さい増大が必要であるかもしれない。 この発明は所定数（Ｎ）の可能なｍ度しベルを持った各画像画素で「連続的色調 」の色素画像を生成するものである。１６秒で６４一度レベルを得るためには、 駆動パルスはＤ　ｍａｘ熱形画素が６４の離散した駆動、ａルスを受けることが できるように約６２μｓより長くてはいけない。しかしながら、１線を印刷する ための比較的合理的な時間は３２ミリ秒を用いることであり、これはより長い（ 時間）群可能化信号の使用を可能Ｋｆる。又より低い供給電圧Ｖｓを使用するこ ともできろ。各熱形画素を駆動するために多くの電流・ξルスを使用することに よって、熱形画素は一屑一様な温度分布を持つことになり、これにより高温点が 減少する。 コノ発明はこれのある種の採択実施例に特に言及して詳細に説明されたが、この 発明の精神及び範囲内において種種の変形及び変更が行われ得ることは理解され るであろう。例えば、熱転写可能な色素は昇華可能な色素、又は拡散色素、又は 熱によって転写を生じやすいその他の任意の色素でよい。又、担体及び受容体は 、色素が紙の受容体に含まれている直接熱転写におげろように単一のユニットに 組み合わされることもできるであろう。 産業上の適用性 熱形プリンタ装置はディジタル入力信号から画像す形成するために有効であり且 つディジタル画像から受容体上にカラー画像を作るための製品として有用で声る 。それはディジタル化されている陰画からプリン）＆作ることができ且つ又身分 証明書に画像を形成することができる。 つようにたり且つ一層多くの色素がプリンタ装置の構成部品に損傷な与えずに転 写され得ることである。 この発明の別の特徴は電流負荷が低減されることである。 利点は、熱形画素を複数回賦活でることによって群線な消去することができるこ とである。 鮎童胤 （く表稜桁） ＦＩＧ、　３ 時間 国際調査報告 Ａｌ０ＩＥＸ　Ｔｏ　ＴＦ：　工ＮτＥＲＮＡτｌ０ＮＡＬ　ＳＥＡ：’ＩＣＩ （ＲＥＦＯＲＴ　ＯＮ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．各画像画素の所要濃度に対応する離散的信号に従って各熱形画素を選択的に 賦活することによつてＮの離散的温度レベルに従つて熱形ヘッドの熱形画素が加 熱されるような、Ｎの異なつた可能な色素濃度レベルを各画素が持つている複数 の色素画像画素からなる画像を形成する方法であつて、熱画素を複数の群になる ように組み合わせて名群の熱形画素が並列に同時にアドレス可能であるようにす る段階、一つの群の熱形画素を他の群の熱的減衰の期間中に順次アドレスする段 階、及び 一つの群の熱形画素をその群がアドレスされるたびごとにアドレスされた熱画素 に対応する離散的信号の状態に依存して選択的に賦活する段階、 によつて特徴づけられている前記の方法。
2. ２．ａ）各画像画素に対して一つの、多数の熱形画素を備えたヘッド装置、 ｂ）各熱形画素に対して一つの、複数の段を備えた記憶装置、ｃ）任意所与の熱 形画素の温度レベルが記憶装置の段に記憶された対応する信号に依存する、熱形 画素のＮの異なつた可能な温度レベルを獲得するために各熱形画素をＮ回アドレ スするための装置、 ｄ）各熱形面素を記憶装置におけるそれの対応する段の状態に依存して、アドレ スされるたびごとに選択的に賦活するための装置、を備えており、 パルスをアドレスするための装置が、 ｅ）熱形画素を複数の群になるように組み立てて名群の熱形画素が並列に同時に アドレス可能であるようにするための装置、及び ｆ）各群の熱形画素を他の群の熱的減衰の期間中順次アドレスするための装置、 を含んでいることを特徴としている熱形プリンタ装置。
3. ３．１線の画像画素が形成されるべきたびごとに記憶装置の段にＮのデイジタル 信号を順次記憶するための装置によつて特徴づけられている、請求の範囲第３項 に記載の熱形プリンタ。
4. ４．各画像画素がＮの異なつた可能な色素濃度レベルを持つている複数の画像画 素からなるカラー画像を形成するための熱形プリンタシステムであつて、 ａ）１線の色素画像面素を同時に印刷することができ且つ複数の群の熱形画素を 備えており、各群の熱形画素が並列に同時にアドレス可能であり、各熱形画素が １線における画像画素に対応しており、且つ端然形画素がアドレス時に選択的に 賦活されるように構成されている熱形印刷ヘッド、ｂ）少なくとも一つの熱転写 可能な色素を備えており、且つ各画像画素のために昇華する色素の量が賦活され た熱形画素により与えられるエネルギーに比例するように熱形画素に対して配置 可能である担体、 ｃ）昇華した色素を受け止めて色素画像画素を形成するために担体シート及び印 刷ヘッドに対して配置された受容体、ｄ）各熱形画素に対して一つの、複数の状 態を持つた記憶装置、 ｅ）各段の状態を対応する熱形画素が賦活されるべきであるか否かに対応させて 、前記のシフトレジスタの段にＮのディジタル信号を順次記憶するための装置、 ｆ）各群の熱形画素を他の群の熱的減衰の期間中に、ディジタル信号が前記のシ フトレジスタに記憶されるたびごとに１回、順次アドレスして名群の熱形画素が Ｎ回アドレスされるようにするための装置、並びに ｇ）各熱形画素をこれがアドレスされるたびごとにそれの対応する記憶装置段の 状態に依存して選択的に賦活して最後には各熱形画素がＮの可能な温度の一つに あるようにし、これにより色素が担体から移転して所望の色素濃度レベルで受容 体により受け止められるようにするための装置、によつて特徴づけられている前 記の熱形プリンタシステム。