JPS6078773A - 印写装置 - 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】 本発明は、階調印写可能な印写装置に関し、詳しくは、
通算発熱型の熱転写フィルムを用いた階調表現可能な印
写装置に関する。さらに詳しくは、カラー写真様の印刷
物を出力する印写装置に関する。

本発明は、カラーテレビの画像を出方することを主な目
的とし、さらに、高価な銀塩フィルムを使用せず、高速
、高画質、高信頼性を有する印写装置を低価格で実覗１
することにある。

さらに、本発明は上記印写にとどまらず、カラー複写機
の印写装防、カラーグラフィック処理装置のハードコピ
ー装置等の、カラー印刷物を出力する印写装置である。

現在の’ｌｉ７報化時式化時代て、その出力装置である
表示装置は、カラー化が進んでいる。これに対応して印
写装置においても、カラー化に対していくつかの試みが
なされている。例えば、インクジエツト記録方式、熱転
写記録方式やワイヤドツト記録方式等である。これらの
方式は、いくつかの欠点を有するものの、数色（７色〜
１６色程度）のカラー印写装置としては、使用可能であ
り、実用に供されている。しかしこれらの印写装置を用
い、カラーテレビ画面の複写を行なうことは、さらに、
本発明の目的とｉる高速、高画質、高信頼性、低価格を
実現することは、上記方式では、困難でちる。この理由
について簡単に説明する。上記方式は、いずれも、２値
記録（場合によっては、３あるいは４値程度が可能な例
はある。）方式であり、つまり、１ドツトを印写するか
しないかの２値記録であるため、中間調を表現する場合
は、数ドツトを１つの単位とするマトリクス面禎階調法
あるいはディザ法等の信号処理を用いる必要がある。こ
れらの方法を用いることは、価格を大きく引き上げ、さ
らに印写速度低下９画質の低下を生じる。このような問
題点は、２位記録に原因しており、解決法としては、多
値記録方式を用いる以外にはないと考えられる。

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図を用いて説明する。

第１図は、通電型熱転写記録用のインクフィルムの構造
の数例を掲けである。１は融解インク層であり、ワック
ス中に顔料あるいは顔料と染料を分散させた層で、６０
℃程度で紳、解する特性を有する。２はＰＥＴ等を用い
た樹脂フィルムあるいはコンデンサー紙であシ、（ａ）
の揚台、この層が、このフィルムの支持層となる。５は
、カーボン微粉末を樹１指に分散さぜた層で、導電性が
ある（以下６を抵抗層と呼ぶ）。４は、６と同様導電性
の層であるが、（ｂ）及び（ｅ）の場合、この層がフィ
ルム支持層となる。５は色にとり防止層で、剛熱性ＳＩ
Ｉ＋￥層である。これらのフィルムの抵抗層に電流を流
し、発生するジュール熱にニジインク層が醪・解し、被
転写用紙に転写されることによシ印写が行なわれる。

第１図の各フィルム構造は、それぞれ特徴を持っている
が、本明細書では、言及しない。

第２図に多値記録の′原理を示した。（ａ）は断面を示
したものである。第２図（ａ）は、第１図（ａ）の構造
のインクフィルム１９の例を示した。

１０は被転写紙である。記録針６と共通電極７を用い、
電源８とスイッチ９を配線してスイッチ９を閉じると、
電流１１が抵抗層３に流れる。（ａ）を上側から示した
図が（ｂ）である。電流１１の分布を示しである。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
（、）に示したものになる。スイッチ９が閉じている時
間によって１２．１！ｌ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シ、Ｔｍ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。１２．１３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る。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、＠２図（ｂ）と同様
、共通電極及び記録針である。第３図の簡略化した等価
回路を第４図に示した。７，６は、それぞれ共通電接及
び記録針に対応する。各記録針は・スイッチ９を通して
電源８に接続されている。１７のｒｌは、記録針と共通
電極間の等価抵抗、ｒ、は隣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、ｒ　Ｉ（ｒ　、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
ッチの開閉状態にょシ変化し、各記録針に対応したスイ
ッチの開閉だけで、その記録針の電流全制御することは
不可能である。さらに、ｒ　１＜＜　ｒ　２が実現した
場合においても、第３図のように共通電極と多数本の記
録針を均一に抵抗層に電気的Ｖこ接触させることは、非
常に困難である。

ここで問題をまとめると、上述してきた抵抗層を有する
インクフィルムを用いて、多数の配録針を用いた記録す
る方式を実用化する際、最も重要が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。本発明は、上記問題点を解
決し、さらに高い信頼性と低価格を実現するものである
。

以下、本発明について述べる。

第５図は、本発明に使用する記録ヘッド２２を示したも
のである。電極基板２０の材質は、耐熱性、　ｉ＝Ｉ久
性等の信頼性の上からセラミックが望せしいが、ガラス
エポキシ等の安価な材料も用途によっては使用可能であ
る。２１は記録針であシ、複数本市している。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本程度盛要となる。

第６図に、本発明の記録ヘッド２２とインクフィルム１
９の接触方法を示した。メインローラー５０は、ゴム等
の弾性体で形成されておシ、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、５３でロール状に保存され、矢印の方向
にそって巻きとシロール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。記録ヘッド
２２の端部２３は、３８を皮膚としてバネ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
に電気重接わ′Ｃが図られる。第５図及び第６図から・
明らかなように、記録用の電極が記録針だけであシ、こ
の為、記録針をＦｌ！想的な方法で抵抗層に接触さぜる
ことか可能となった。

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（ａ）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。４
３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
ようになシ、面積階調を加えることができる。第７図に
全ての吟１シ合う側型極間で記録を行なうだめの方法を
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〜
ＨｍとＬ１〜Ｌｍの針電極に接続しである。針電極の数
は、２ｍ本（ｍｉｊ：正の整数）であシ、記録画素は２
ｍ−１ケになる。以彼、マイナス側のスイッチ（低電位
のスイッチ）ｔＬスイッチ、プラス側のスイッチ（高電
位のスイッチ）を■スイッチ、マイナスに接続された針
電極をＬ電極、プラス側？Ｈ電極と呼ぶ。Ｈｌに注目し
た場合、ＨｌとＬｌの間に電流１流ずことによって、Ｉ
ｌｌとＬｌ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Ｌｗ
極とＨ電極の間に画素が形成できる。

ｋ番目のＬ電極に注目した時の等価回路ヲ第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スイッチの入シ方によって電流の流れ方が変化して
しまう。これは従来の第４図の例と同様であシ、使用で
きない。これを解決する方法が、本発明におはる駆動方
法において最も重要な部分である。この方法の基本的原
岬を第９図に示した。（、）は抵抗層における電流の流
れ方を示してあり、’（’ｂ）はその等価回路である。

Ｈ電極４１及びＬ電極４ｏ　ｕ、ｂ　（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
は６開”が５７．１閉”が５８である。このような開閉
状態において、電流は、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５６のみと＆、？、常に＠シ合う電極間の抵抗の
みによって流ねる電流が決定されることになる。（ｂ）
の等価回路は、５４と５５の電流の方向（矢印）が逆の
場合にのみ成立し、さらに説明を加えると、第９図（ｂ
）の等価回路を実現するためには、ＨスイッチとＬスイ
ッチの閉状態の時間が同一で外ければならない。例えば
、ｋ＠目のＨスイッチとＬスイッチが閉状態で、ｋ＋１
番目のＨスイッチが閉、ｋ＋２番目のＬスイッチが開の
場合、５７の電流が生じ、成立しなくなる。つまシ、第
１１図（ａ）の６０及び６１のような片切りのスイッチ
ではなく、６２のごとく両切シのスイッチとし、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Ｎ２．６５
がＮ２及びＮ２のスイッチの開閉信号である。６５，６
４．６５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１列の全画素
の６分の１が形成できる。逆に、１列の画素形成には、
６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。＜−’）　、　（ｂ）及び（Ｃ）
のごとく、各スイッチ′ｔ−開閉することで１列の全画
素が形成できる。隣接する電極間の等価抵抗５３に電流
７０が矢印のように流れる。

上述してきたように、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、実施例について述べる。

〈実施例〉 第１３図に示した記録ヘッドを用いた。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−Ｃ
ｒ１０２及びＣ！ｕ１０３を蒸着し、フォトエツチング
により電極全形成し、この電極上に選択的にＮ１−Ｗ−
Ｐの無電解メッキを施した。記録針の数は、第１４図に
示すように、Ｌ電極、Ｈ電極とも各々３１８本（第１４
図の示す配列でＬ１〜Ｌ３１８．Ｈ１〜Ｉ（５１Ｂ）の
側６３６本であシ、この針電極によシ形成される画素数
は、６６５である。（第１４図のＰ１〜Ｐ６６５）。針
電極のピッチ（Ｐ）１０５は、２００μ慴である。この
記録ヘッドを用い、第６４のごとく、被転写紙及びイン
クフィルムの搬送糸愛構成し、た。インクフィルムはロ
ール状ニ巻いてあり、第１５図に示すようにインクがぬ
部分ばである。１１１はイエロー、１１２はマゼンタ、
１１３はシアンである。１１０は抵抗層である。

第１６図に、本印写装置の信号のブロック図を示す。１
２０はビデオ信号である。１２１け伴音処理１色分離回
路であり、１２２のＣＲＴに表示される。１２３はＲＧ
、Ｂ信号であり、１２５は、逆ガンマ補正及びＣＲＴと
本印写装置との色ノ（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に入力しＣＲＴで
モニターできる。ＣＲＴで表示している色調で印写する
ように補正する回路が１２５である。補正信号１５５は
、アナログディジタル変換器１２６で６ピツトデータに
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
択信号発生回路１３６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−１２９ｉＣ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２
１２段である。２１２段とは、−ラインの画素数６５５
＋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回に分割して行ガわれる
。シフトレジスターへ送られた信号は、ラッチ１３０へ
一度記憶され、このデータに応じて１３１でパルス幅変
換される。この信号は、セレクター１３２で各針電極１
３４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１３２は、印写１１選択係号発生回
路１３６からの記録順選択信号１４１によシ、データ（
〕（ルス幅に変換されている）を各スイッチ１３６に分
配する機能を有する。セレクターとスイッチの詳細を第
１７図に示す。

パルス幅に変換されたデータが１４０に入力する。記録
順選択信号１４１（Ｅ１０１〜５ｃ２）により、データ
が各スイッチ１４６及び１４７に分配される。１４２及
び１４３は、５状態出力の非反転型及び反転型のノ（ツ
ファーである。１４５は電流制限抵抗、１４６はＰＮＰ
型トランジスターで、Ｈスイッチとなる。１４７はＮＰ
Ｎ型トランジスターで、Ｌスイッチとなる。１４Ｂ（Ｒ
１−Ｒ６）は、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１８図及び表１に示す。表１
における０”及び′１”は、各々、論゛理的にＬ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 表２ 表１から明らかなように、Ｌスイッチの出力Ｂ１　（１
４９）とＨスイッチの出力Ｂ　２　（１５０）は、Ｄ及
びＣが１″の状態の時、ＯＮになり、Ｂ２からＢ１へ雷
、流が流れる。

第１７回の８０１〜ＳＣ４の信号を表２に示しｌζ。ｔ
ｌ、ｔ２．ｔ３の６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図に示しだイン
クフィルムの等価抵抗Ｒ１及びＲ４に電流が流れること
を示しである。表２の信号は、ｔｌ、ｔ２．ｔ３のタイ
ミングにおいてそれぞｔ＋、、　ｇ　１２　ｕ　（ａ）
　＋　（ｂ）　ｓ　（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に入力するデータ（ａ号のパルス幅
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及びスイッチ１３６は
、第１７１１の破綜内のブロックが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ブロツクのＲ５が、’　Ｐ　６３５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は４にΩである。電源
８の電圧２０ｖ１−列の画素形成にａｒｍ秒、雇人パル
ス幅２．７ｍ秒、（２，７ｍ秒×３回中ａ３ｍ秒）で、
全画面４８０列を、イエロー、マゼンタ、シアンの３色
各々を４秒で印写した。印写画像は、ＣＲＴ画面とほぼ
同一の画質が得られた。サイズは、９６Ｘ１２７馴であ
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　０．２　ａｎのドツトサイズ）
の時、０．５ｍＪであった。全画面を最大濃度で印写し
た時、常に約１Ａの電流が流れ、ＷＦ録全全電力、約２
０Ｗであった。このエネルギーは、通常のサーマルヘッ
ドを用いた熱転写方式の５分の１〜７分の１の値である
。

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に、ｆｌｔ
ｉ単な記録ヘッド構造、一対のＬ電極とＩ（を極による
階調記録、さらに、低記針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】

第１図（ａ）〜（Ｃ）は、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（ａ）〜（ｄ）は、インクフィルムを用い、従来
の記録ヘッドを用い、面積階調記録全行なう方法を示し
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（ａ）〜（Ｃ）は、本発明に用いた記録ヘッドの
先端部分を示した図でちる。 第６図は、本発明に用いたインクフィルム及び被転写紙
の搬送系の構成を示した図である。 第７図（ａ）〜（Ｃ）は、本発明の記録ヘッドを用いて
、面積階調記録を行なう方法を示しと図である。 第８図は、本発明の各記録針への基本的スイッチの結線
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及び等何
回路を丞した図である。 第１１図（ａ）、　（ｂ）は、スイッチの開閉制御方法
を示し、た図である。 第１２図（ａ）〜（ｃ）は、本発明の基本的なスイッチ
の開閉順序を示しｆ７：、図である。 第１３図及び第１４図は、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
図でを・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。 ３．４，１１０・・・・・・抵抗層 １．１１１，１１２，１１３・・・・・・融解インク層
１０・・・・・・被転写紙 １９・・・・・・インクフィルム ２２・・・・・・記録ヘッド ２１・・・・・・記録針 ２０．１０１・・・・・・電極基板 ５０・・・・・・Ｈスイッチ ５１・・・・・・Ｌスイッチ 以上 出願人　株式会社　朗゛Ｊ訪精工舎 代理人　弁理士　最上　務 （久） （ｂ） 第１目 ζＣ 第２図 、１；３図 第４鄭 第５図 第−２６図 ！；７ 第１０７図 （仄） （し） 第１１図 第１２図 １ 第１６図 ＋１）（ 第１４図 □−−−Ｆ−一 コノ１４９ ３図 ″Ｌ−１５０

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）抵抗層と融解インク層を有し、該抵抗層に電流を
   流し発生するジュール熱により該融解インク層を融解し
   、被転写紙に転写し記録を得るインクフィルムを用い、
   記録ヘッドが板状の電杯基板と複数本の記録針によって
   構成され、該記録針が該電極基板の一方の面に備えられ
   、かつ低電位を開閉するＬスイッチと高電位を開閉する
   Ｈスイッチが、該記録針に交互に接続されている記録ヘ
   ッドを有することを特徴とした印写装置。
2. （２）隣接する上記Ｌスイッチと上記Ｈスイッチを同時
   に閉じることにより、上記抵抗層に通電し、発熱せしめ
   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。
3. （３）　上記通電する時間を変えることによシ、上記融
   解インク層の融解する面積を変えることを特徴とする特
   許請求の範囲第２項記載の印写装置。