JPS6078767A - 印写装置用記録ヘツド - 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、印写装置用記録ヘッドの材質に間予る。

〔従来技術〕

現在、多値記録ができ、さらにカラー印写できる方法と
して、通電型熱転写記録方式がある。この方式を第１図
及び第２図を用いて説明中る。第１図は、避電型熱転写
記録用のインクフィルムの構造の数例を掲げである。１
は＃！解インク層であり、ワ９クス中に顔料あるいは顔
料と染料？分散させた層で、６０℃程度で融解する特性
を有する、２ｌ−ＪＰＥＴ等を用いた樹脂フィルムある
いは、コンデン→ｌ−紙であり（α）の場合この層が、
このフィルムの支持層となる。３けカーボン微粉末を樹
脂に分散させた層で、導電性がある（川下３を抵抗層と
呼ぶ）、、４け３と同様導’ｉｆｆ性の層であるが（ｂ
＋及び（ｇｌの場合、この層がフィルム支持層となる、
５け色にとり防止層で耐熱性樹脂層である。これらのフ
ィルムの抵抗層に電流を流し発生するジュ−ル熱により
インク層が融解し、禎転写用紙に転写されることにより
印写が行なわれる。第１図の各フィルム構造は、それぞ
れ特徴を持っているか本明ｍ書では言及しない。第２図
に多値記録の原理を示しだ。（ａ）は断面を示したもの
である。ｌ第２図６）は、第１図（ロ））の構造のイン
クフィルム１９０例を示した。１０け被転写紙である。

記録針６と共通電極７を用い、電源８とスイッチ９ｆｔ
配線して、スイッチ９を閉じると電流１１が抵抗層３に
流れる。（α）を上側から示した図が（ｂ）である。電
流１１０分布を示しである。ジュール熱は、電流密度の
２乗に比例するため温度分布は、（ｅ）に示したものに
なる。２イツチ９が閉じている時間によって１２．１３
のように温度分布の違いが生じる。閉じている時間が短
かく発熱量が小さい例が１２である。Ｔｍ１４は、イン
クの融解温度であり、翫より高い温度領域ではインクは
融解して、被転写紙１０に転写される。１２．１５の温
度分布に対応してそれぞれ１５，１６のように転写した
インクの面積が変わ４゜このように電流を流す時間を変
えることによって多値記録が可能となる。次に重要なこ
とは高速記録である。これを行なうには、多数の針で同
時に記録できることが必須の条件になる。

第３図に記録針を複数個用いた例を示した。１９はイン
クフィルム、７．６は第２図（ｂ）と同様、共通電極及
び記録針である。第６図の簡略化した等価回路を第４図
に示した。７．６はそれぞれ共通電極及び記録針に対応
する。各記録針はスィッチ９全通して電源８に接続され
ている。１７はγ１は記録針と共通電極間の等価抵抗、
ｒ２１−１ｔＩ４接する記録針間の等価抵抗である。第
４図から明らかなように、ｒｌ＜ｒ２の場合を除いて、
各記録針を流れる電流値及びその方向は、各スイッチの
開閉状態により変化し、各記録針に対応したスイッチの
開閉だけで、その記録針の電流を制御することは不可能
である。さらにｒ、＜ｒ２が実現した場合においても、
第６図のように共通電極と多数本の記録針金均一に抵抗
層に電気的に接触させることは非常に困難である。ここ
で問題をまとめると、−ヒ述してきた抵抗層を有するイ
ンクフィルムを用いて、多数の記−針を用いた記録方式
を実用化する際、最も°重要かつ解決しなければならな
いことは、第１に電気的接触性がミスなくさらに均一に
行なわれ、第２に複数の記録針により同時に記録を行な
うことである。

〔目的〕

本発明は、上記問題点のうち％電気的接触性を解決する
ものであり、その目的とするところは、高い信頼性と低
価格を実現した印写装置用記録へ９ドを提供することに
ある。

〔概要〕

本発明の印写装置用記録ヘッドは、電極基板と複数本の
記録針によって構成され、上記記録針がメツ−ＰＴＩ々
で形成されたことを特徴とする。

〔実施例〕

以下、本発明について実施例に基づき詳細に説明する。

第５図は、本発明の記録ヘッド２２を示したものである
。電極基板２０の材質は、耐熱性、耐久性等の信頼性の
上からセラミックが望ましいが、ガラスエポキシ等の安
価な材料も用途によりそげ使用可能である。２１は記録
針であり、複数重している。記録針の数は、記録する信
号によって変わるが、テレビ画面の記録用には、５００
本程変心要となる。第６図に本発明の記録へ・ノド２２
とインクフィルム１９の接触方法を示した。メインロー
ラー３０け、ゴム等の弾性体で形成されておりこの上に
被転写紙１０が巻きつけられ固定治具３２で固定されて
いる。インクフィルム２２は、６３でロール状に併存さ
れ、矢印の方向にそって巻きとりロール３４に巻きとら
れる。３５及び３６はインクフィルム搬送ローラーであ
る。記録へ・ノド２２の端部２６は５８を支点として、
ノ（ネ３７でメインローラーにおしつけられている。第
５図の構造の記録ヘッドを第６図の方法でインクフィル
ムに圧しつけることにより、記録針と抵抗層は、完全に
雷銀的接続が図られる。第５図及γド筆６（頭から明ら
かなように、記録用の電極が、記録針だけであり、この
為、記録針を理想的な方法で抵抗層に接触させることが
可能となった。さらに記録針と電極基板が一体構成であ
るため記録針の破損等の問題は生ぜず信頼性が著しく向
上した。次にこのように理想的な接触性を有する記録ヘ
ッドを用い、記録する方法及び階調記録する方法につい
て述べる。

第７図（ハ））に電流の流し方を示した。４０．４１は
記録針が抵抗層に接触している部分、４２は電流である
。電圧は、４０がマイナス、４１がプラスとなるように
印加しである。第２図と同じように通電時間を変えるこ
とにより、４３．４４のように温度分布が変わる。４３
は通電時間が短かい場合、４４は長い場合である。これ
によって転写されるインクもそれぞれ４５．４６のよう
Ｋなり、面積階調を加えることができる。第８図に全て
の隣り合う針電極間で記録を行なうための方法を示した
。

電源８に対しプラス側のスイッチ５０とマイナス側のス
イッチ５１を図のように交互に用い、Ｈ１〜Ｈ？７Ｌと
Ｌ１〜Ｌｍの針電極に接続しである。針電極の数は、２
ｍ本（常は正の整数）であり、記録画素は、２ｍ−１ケ
になる。以後、マイナス側のスイッチ（低電位のスイッ
チ）をＬスイッチ、プラス側のスイッチ（高電位のスイ
ッチ）をＨスイッチ、マイナスに接続された針電ｗＬ’
ｔ　Ｌ電極、プラス側をＨ［極と呼ぶ。Ｈｌに注目した
場合、Ｈｌと、Ｌｌの電流を流すことによってＨｌとＬ
ｌの間に画素が形成され、Ｈｌと、Ｌ２によってその間
に画素が形成される。このようにすべてのＬ電極とＨ電
極の間に画素が形成できる。

ｋ番目のＬ？！！極に注目した時の等価回路を第９図に
示した。抵抗５２が、すべてのＨ電極とＬｋ電極に間に
入り、Ｈスイッチの入り方によって電流の流れ方が変化
してしまう。これけ逆来の第４図の例と同様であ轢、使
用できない。これを解決する方法を次に記す。この方法
の基本的原理を第１０図に示した。（ａ）は抵抗１＠に
おける電流の流れ方を示してあり、（ｂ）はその等価回
路である。Ｊ（１「極４１及び、Ｔ、電極４０け（ｂ）
図のようなスイッチの開閉状態で電位が決められている
。スイッチの開閉は、′開９が５７、′閉“が５８であ
る。このような開閉状態において、電流け５４及び５５
のように流れる。この時、５６及び５７のような電流は
、原理的に存在不可能となる。よってこの回路の等価抵
抗は、（ｂ）図に示した５５の入となり常に隣り合う電
極間の抵抗のみによって流れる下流が決定されることに
なる。（ｂ）の等価回路け５４と５５の電流の方向（矢
印）が逆の場合にのみ成立し、第９図（ｂ）の等価回路
を実現するためには、■スイッチとＬスイッチの閉状態
の時間が同一でなければならない。例えば、ｋ番目のＨ
スイッチとＬスイッチが閉状ｉで、ｋ＋１番目の■スイ
・・チが閉、ｋ＋２番目のＬスイッチ、開の場合５７の
電流が生じ、成立しなくなる。つまり、第１１図（α）
の６０及び６１のような片切りのスイッチではなく、６
２のごとく両切りのスイッチとし、さらに第１１図（ｂ
）のごとく隣接するＨスイッチ及びＬスイッチを同じ信
号で開閉する必要がある。第１１図（ｂ）では、６５が
Ｌｌ及びＨｌ、６４がＨｌ及びＬ２．６５がＬ２及びＨ
２のスイッチの開閉信号である。６Ｆｓ、　６４．６５
は互に閉信号区間は異なる必要がある。第９図に示した
記録方式を用いた場合同時に一列の全画素の３分の１が
形成できる。逆に一列の画素形成には３回、時をづらし
て記録する必要がある。これを示したのが第１２図であ
る。（ロ））、（ｂ）及び（ｃ）のごとく各スイッチを
開閉することで一列の全画素が形成できる。隣接する電
極針間の等価抵抗５３に電流７０が図のように流れる。

上述してきたように５本発明は理想的な接触性を有する
記録ヘッドを用い、複数個の画素を同時に形成できる高
速記録を実現するものである。

以下具体的な実施例忙ついて述べる。

〈実施例１〉 第１８図に示したｌＩ　ヘッドを用いた。記録ヘッドの
先端部分を示しである。セラミック基板１０１にＮｉ−
Ｏｒ　１０２及びＯｎ　１０３を蒸着し、フォトエツチ
ングにより電極を形成し、この笛、極トに選択的にＮｉ
　−Ｗ−Ｐの無電解メッキを施こした。記録針の数は、
第１４図に示すように、Ｌ電極、Ｈｆｆ極とも各々３１
８本（第１４図の示す配列でＬ１〜Ｌ３１８．Ｈ１〜Ｈ
３１８）の計６３６本であり、この針電極により形成さ
れる画素数は、６５５である゛（第１４図のＰ１〜Ｐ　
６５５　）。針電極のピッチ（Ｐ）１０５　ｄ　２００
μｍである。この記録ヘッドを用い、第６図のごとく被
転写紙及びインクフィルムの搬送系を構成した。。イン
クフィルム＃：を自−／’状Ｋｌいてあり、Ｍ２Ｓ図に
示すようにインクがぬり分けである。１１１けイエロー
、１１２　Ｆｉマゼンタ、１１３けシアンである。１１
０　ｔｉｔ抵抗層である。第１６図に本印写装置の信号
のブロック図を示す。１２０はビデオ信号である。１２
１は雑音処理１色分離回路であり、１２２（７）ＯＲＴ
Ｋ表示される。１２３けＲｏＧ、ＢＭ号”’Ｑあり、１
２５ｄ逆ガンマ補正及びＣＲＴと本印写装置との色バラ
ンスの違いを補正する回路である。１２４は調圧信号で
あり、１２１に人力しＯＲ’ｌ’でモーターできる。Ｃ
ＲＴで表示している色調で印写するように補再する回路
が１２５である。補正信号１３５は、アナログディジタ
ル変換器１２６で６ビツトデータに変換されラインメモ
リー１２８に一時記憶される。−走査線から６３６点の
サンプリングを行なう、印写順選択イ門号発生回路１３
６からの信号によりラインメモリー１２８からシフトレ
ジスター１２９に信号が送出される。シフトレジスター
１２９は、６ビツトパラレルの２１２段である。２１２
段とけ一ラインの画素数６３５　＋　１の３の１の値で
ある。ラインメモリーからシフトレジスターへの信号の
送出は、３回に分割して行なわれる。シフトレジスター
へ送られた信号は、ラッチ１３０〜１度記憶され、この
データに応じて１５１でパルス巾変換される。この信号
はセレクター１３２で各針電極１３４に接続されたスイ
ッチ１３３を開閉する信号に変換される。セレクター１
３２１ｄ。

印写順選択信号発生回路１３６からの記録順選択信号１
４１により、データ（パルス巾忙変換されている）を各
スイッチ１３３に分配する機能を有する。

セレクターとスイッチの詳ｍを第１７図に示す。

パルス巾に変換されたデータが１４０に入力する、記録
順選択信号１４１（８０１〜５ｃ２）Ｋより、データが
各スイッチ１４６及び１４７に分配される。１４２及び
１４５け、３状態出力の非反転型及び反転型のバッファ
ーである。１４５は電流制限抵抗、１４６けＰＮＰ型ト
ランジスターで、Ｈスイッチとなる。

・１４７　ＨＮ　Ｐ　Ｎ型トランジスターでＬスイッチ
となる。１４８　（Ｒ１〜Ｒ６＞ｈ、インクフィルムの
抵抗層の等価抵抗である。この回路の基本論理図を第１
８図及び表１に示す。表１における”ｏｌ及び“１　’
　ｄ、　各に論理的ＫＬレベル、Ｈレベルのことである
。＃　Ｈｚ／／はハイインピーダンス状態である。表１
から明らかなように、Ｌスイッチの出力Ｂ　１　（１４
９）とＨスイッチの出力Ｂ　２　（１５０）け、Ｄ及び
Ｃが“１１の状態の時ＯＮになり、Ｂ２からＢ１へ雷、
流が流れる。

第１７図の８０１〜８０４の信号を表２に示した。

ｔｌ、ｔ２．ｔ５の５回に分けて、各スイッチに信号を
分配する。ｔｌのタイミングでは、第１７図に示したイ
ンクフィルムの等価抵抗Ｒ１汲びＲ４に電流が流れるこ
とを示しである。表２の信号１；ｔ、ｔｌ、ｔ２．ｔ５
のタイミングにおいてそれぞれ第１２図（６）ｌ、　（
ｂｌ、　（ｃ））のごとく電流が流れ、−ライン上の全
ての画素を形成できる。階調記録は１４０に人力するデ
ータ信号のパルス巾によって流れる電流の時間を制御す
ることによって行なう。

第１６図のセレクター１３２及びスィッチ１３５＃″ｔ
１第１７図の破線内のブロックが１０６段で構成されて
いる。第１ブロツクのＲ１が、第１４図の画素Ｐ１に対
応し、第１０６プａ　ッｐのＲ５が、Ｐ２Ｓ５に対応す
る。

上記記録ヘッド、インクフィルム搬送系及び信号処理、
駆動回路を用いて、テレビ画面の印写を行なった。イン
クフィルムの抵抗層の等価抵抗値４４　ＫΩである。電
源８の電圧２０ｖ、−列の画素形成に８．３ｍ秒、最大
パルス中２．７　ｍ秒（２，７ｎ秒×５回中８，３想秒
）で全画面４８０列を、イエ表　２ ０−、マゼンタ又シアンの５色名々ｆ４秒で印写した。

印写画像ｆ′ｉ０ＲＴ画面とほぼ同一の画質が得られた
、サイズｆ′ｉ９６Ｘ１２７ｍｍである。記録エネルギ
ーは最大画素（２，７ｍ秒のパルスの時、はぼ０、２　
Ｘ　Ｏ，２ＩＩＩＩのドツトサイズ）の時、０．３　ｍ
　Ｊであった。全画面を最大濃度で印写した時、常に約
１への電流が流れ、記録全雷、力に約２０Ｗであった。

このエネルギーは、通常のサーマルヘヴドを用いた熱転
写方式の５分の１〜７分の１の値である。

〈実施例２〉 第１９図に示した記録ヘッドを用いた。第３図と形状は
同様である。ガラスエポキシ基板１６０ｆ無電解銅メツ
キ１６１処珂し、その上に銅の電気メー７キ層１６２を
形成し、フォトエリチングにより電極を形成し、その後
５嗟程度の希硫酸により電極上の酸化嘆を落とし、塩化
パラジウム溶液中にひたし、水洗する。これをＮｉ　−
Ｗ　−Ｐメッキ液中に入れることＫよりＮ１−Ｗ−Ｐメ
−ｙキ膜１０４が、銅電［１６１、１６２の上に形成さ
れる。このガラスエポキシ基板を用い、実施例１と同様
の印写を行なつたとこと、画質、その他はぼ同一の記録
特性が得られた。ただし、印写に必要な電力の３倍程度
を印加し、連続印写を行なうと、記録針がガラスエポキ
シ基板から剥離した。しかし、実施例１のセラミック基
板を用いた場合と比較して大巾に低コストで同じ画像が
得られる大きな利点がある。

〔効果〕

上記実施例のごとく、本発明はカラーＣＲＴ画面の複写
を可能としたもので、高速記録が可能な上Ｋ、簡単な記
録ヘッド構造、一対のＬ電極とＨ電極による階調記録、
さらに、低記録エネルギーによる電源、駆動回路の低負
担の為、極めて低コストでカラー画像印写装置を実現す
るものである。

【図面の簡単な説明】

ＮＫ１図（ｃＬｌ〜（ｃｌ　ｎ、本発明に使用したイン
クフィルムの断面を示した図である。 第２図（（Ｌｌ〜（ぬけ、インクフィルムを用い、従来
の記録へ・・ドを用い、面積階調記録を行なう方法を示
した図である。 、第３図及び第４図は、従来の記録方法及びその等価回
路を示した図である。 第５図は、本発明の記録へ−Ｉドの先端部分を示した図
である。 第６図は、本発明のインクフィルタ及び被転写紙の搬送
系の構成を示した図である。 第７図（α）〜（Ｃ）＃−ｔ、本発明の記録ヘット°を
用いて面積階調記録を行なう方法を示した図である。 第８図は、本発明の各記録針の基本的なスイッチの結線
を示した図である。 第９図は、各記録針間の等価抵抗回路を示した図である
。 第１０図ｒｔｔ）、＜ｂ＞ｖ、本発明の基本的なスイッ
チの開閉及び等価回路を示した図である。 第１１図（α）、（ｂｌは、スイッチの開閉制御方法を
示した図である、 第１２図Ｉａ１〜（６）　ｈ、本発明の基本的なスイ・
ノチの開閉順序を示した因である。 第１３図及び第１４１ｉＱは、本発明の記録ヘッドを示
した図である。 第１５図は、本発明で使用したインクフィルム°を示し
た図である。 第１６図は、本発明の回路のブロック図である。 第１７図及び第１８図は、本発明のセレクター及びスイ
ッチ回路の図である。 第１９図は、本発明の記録ヘッドを示した図である。 ３、４．１１０・・・・・・抵抗層 １、１１１　、１１２　、１１３・・・・・・融解イン
ク層１０・・・・・・神転写紙 １９・・・・・・インクフィルム ２２・・・・・・記録ヘッド ２１・・・・・・記録計 ２２・・・・・・記録へ・ノド ２０、１０１　、１６０・・・・・・電極基板２３・・
・・・・記録ヘッドの端部 １０４・・・・・・メッキ膜 以　上 出願人　株式会社　諏訪精工舎 第１図 第３図 第４図 第５図 ５７ 第８図 第９°図 第１０図 第１１図 ２１ 第１３図 Ｏ９ １０ 第１５０ 第１ｂ　ＩＩニ ４０ １４Ｌ＋ 第１７［ 第１−８図 第１９「

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）少なくとも抵抗層と融解インク層からなるインクフ
   ィルムを用い、記録へヴドが板状の軍−基板と複数本の
   記録針によって構成され、かつ隣接する記録針間Ｋ　１
   Ｍ圧を印加することにより、該抵抗層に通電し、発熱せ
   しめ、該融解インク層を融解し、被転写紙に転写して画
   素ｆ形成する印写装置用記録へ−Ｉドであり、上記記録
   針が薄膜で形成されたことｆｒ特徴とした印写装置用記
   録へ９ド、２）　上記電極基板の材質がセラミヴ〃であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記１１ｖ、の
   印写装置用記録へヴド（ ３）上記電極基板の拐質がガラスエポキシであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の印写装置べ用記
   録ヘッド。