DE19909741B4

DE19909741B4 - Bilderzeugungssystem

Info

Publication number: DE19909741B4
Application number: DE19909741A
Authority: DE
Inventors: Minoru Suzuki; Hiroshi Orita; Hiroyuki Saito; Katsuyoshi Suzuki; Koichi Furusawa
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1998-03-06
Filing date: 1999-03-05
Publication date: 2005-03-17
Anticipated expiration: 2019-03-06
Also published as: DE19909741A1; US6106173A; US6283649B1

Abstract

Bilderzeugungssystem zum Erzeugen eines Bildes durch Anwenden von zumindest Wärme auf einem zumindest temperaturempfindlichen Bildsubstrat, mit einem Förderer, der das Bildsubstrat in Transportrichtung bewegt, gekennzeichnet durch mehrere Thermodruckköpfe zum Erwärmen des Bildsubstrats, die sich in Transportrichtung erstrecken und in Transportrichtung sowie senkrecht hierzu in Zeilenrichtung gegeneinander so versetzt sind, daß das Ende eines Thermodruckkopfes neben dem Ende eines benachbarten Thermodruckkopfes liegt,
durch eine Bewegungsvorrichtung, die die Thermodruckköpfe in Zeilenrichtung bewegt und
durch eine Treibereinheit, die jeden Thermodruckkopf mit einem Steuersignal, das einem Teil des mit jedem Thermodruckkopf zu entwickelnden Bildes entspricht, derart ansteuert, daß jeder Thermodruckkopf gleichzeitig das entsprechende Teilbild entwickelt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bilderzeugungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einem bekannten Bilderzeugungssystem wird ein Bildsubstrat mit Mikrokapseln verwendet, die mit einem Farbstoff gefüllt sind. Das Bild wird durch selektives Brechen oder Quetschen der Mikrokapseln erzeugt.

Bei einem bekannten Bilderzeugungsverfahren mit einer Mikrokapselschicht, deren Mikrokapseln aus einem durch Lichteinwirkung härtbaren Harz bestehen, wird ein optisches Bild als latentes Bild auf der Mikrokapselschicht erzeugt, indem sie abhängig von Bildpixelsignalen belichtet wird. Dann wird das latente Bild durch Druckeinwirkung auf die Mikrokapselschicht entwickelt. Die nicht belichteten Mikrokapseln werden dabei gebrochen und gequetscht, so daß der in ihnen enthaltene Farbstoff austritt und das latente Bild somit sichtbar wird.

Bei dieser Bilderzeugung müssen die Bildsubstrate lichtdicht verpackt sein, wodurch erhöhter Materialbedarf verursacht wird. Ferner müssen die Bildsubstrate so gehandhabt werden, daß sie keiner zu großen Druckeinwirkung ausgesetzt sind und der Farbstoff aus ihnen nicht unerwünscht austritt.

Es ist auch ein Farbbilderzeugungssystem bekannt, bei dem ein Bildsubstrat mit einer Mikrokapselschicht verwendet wird, deren Mikrokapseln mit unterschiedlichen Farbstoffen gefüllt sind. Hierbei werden die verschiedenen Farben selektiv auf einem Bildsubstrat entwickelt, indem dieses bestimmten Temperaturen ausgesetzt wird. Trotzdem muß eine entwickelte Farbe durch Bestrahlen mit Licht einer bestimmten Wellenlänge fixiert werden. Dieses Bilderzeugungssystem ist also kostspielig, da eine zusätzliche Bestrahlungseinrichtung zum Fixieren eines entwickelten Farbbildes nötig ist, und es tritt erhöhter Strombedarf für diese zusätzliche Bestrahlung auf. Da ein Heizprozeß für die Farbentwicklung und ein Bestrahlungsprozeß zum Fixieren einer entwickelten Farbe für jede Farbe durchgeführt werden müssen, behindert dies eine schnelle Bilderzeugung auf dem Substrat.

Ein Bilderzeugungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE 37 17 327 A1 bekannt. Ferner wird auf die US 46 44 376 verwiesen, in der ein temperaturempfindliches Bildsubstrat beschrieben ist. Bei diesem Bildsubstrat ist auf einer Trägerschicht eine Mikrokapseln enthaltende Schicht aufgebracht. Dabei sind unterschiedliche Arten von Mikrokapseln vorgesehen, die Kapselwände mit unterschiedlichen Glasübergangstemperaturen aufweisen. Schließlich wird auf die nachveröffentlichte Anmeldung DE 198 33 510 A1 verwiesen, in deren 15 ein Bilderzeugungssystem gezeigt ist, das in Zeilenrichtung versetzt angeordnete, bewegbare Druckköpfe aufweist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Bilderzeugungssystem geringer Größe anzugeben, bei dem ein Bildsubstrat mit Mikrokapselschicht verwendet wird. Dieses System soll eine schnelle Bilderzeugung bei geringen Kosten und ohne großen zusätzlichen Materialbedarf ermöglichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein Bilderzeugungssystem nach Anspruch 1 vor.

Vorzugsweise werden die Thermodruckköpfe als Druckelemente benutzt, wobei sie jeweils einen Druck auf die Mikrokapseln ausüben, der unterschiedlich zu dem von den anderen Thermodruckköpfen jeweils ausgeübten Druck ist.

Vorzugsweise sind drei Thermodruckköpfe entsprechend den drei Farben Cyan, Magenta und Gelb vorgesehen. Es kann auch ein weiterer Thermodruckkopf für. Schwarz vorgesehen sein.

Vorzugsweise enthalten die Thermodruckköpfe mehrere Heizelemente mit vorbestimmtem Widerstand, der mit dem Widerstand der Heizelemente anderer Thermodruckköpfe übereinstimmt. Jeder Thermodruckkopf wird unabhängig von den anderen Thermodruckköpfen so gesteuert, daß er auf die jeweils vorbestimmte Temperatur erhitzt wird.

Jeder Thermodruckkopf kann auch mehrere Heizelemente mit vorbestimmtem Widerstand enthalten und wird dann so gesteuert, daß seine Heizzeit gleich der Heizzeit der anderen Thermodruckköpfe ist. Der Widerstand der Heizelemente eines jeden Thermodruckkopfs ist dann so eingestellt, daß jeder Thermodruckkopf auf die vorbestimmte Temperatur erhitzt wird.

Das Steuersignal kann ein Impulssignal zum Bestimmen der Heizzeit und ein Signal entsprechend Bildpixeldaten enthalten.

Die Mikrokapseln einer jeden Mikrokapselart haben eine Wand mit einer Glasübergangstemperatur und einer Dicke, die unterschiedlich zu den entsprechenden Größen der anderen Mikrokapselarten sind.

Vorzugsweise wird das entwickelte Bild automatisch mit einer CPU beurteilt und festgestellt, ob es sich um ein Mehrfarben- oder ein Einfarbenbild handelt.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
1 einen vergrößerten Querschnitt eines Bildsubstrats,
2 eine grafische Darstellung des Zusammenhangs der Phasenübergangstemperatur und des Elastizitätskoeffizienten des Materials von Mikrokapseln,
3 ein Diagramm des Zusammenhangs der Temperatur und des Brechdrucks unterschiedlicher Mikrokapseln,
4 Querschnitte unterschiedlicher Mikrokapseln,
5 den Querschnitt einer Mikrokapsel, die gebrochen wurde,
6 eine perspektivische Darstellung eines hochauflösenden Farbdruckers,
7 die Draufsicht einer Anordnung von Thermodruckköpfen,
8 das Blockdiagramm eines Steuersystems für den Drucker,
9 das Zeitdiagramm eines Impulssignals in dem Steuersystem nach 8, und
10 das Flußdiagramm einer Druckroutine in dem Steuersystem nach 8.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Bildsubstrats 10, das in einem Bilderzeugungssystem nach der Erfindung verwendet wird. Es besteht aus einem Papierblatt 11 und einer darauf angeordneten Mikrokapselschicht 12 sowie einem darauf angeordneten transparenten Schutzfilm 13.
Die Mikrokapselschicht 12 besteht aus drei Mikrokapselarten: einer ersten Mikrokapselart 21 mit Cyan-Farbstoff, einer zweiten Mikrokapselart 22 mit Magenta-Farbstoff und einer dritten Mikrokapselart 23 mit Gelb-Farbstoff. Die Farbstoffe sind flüssig, und die Mikrokapselarten 21, 22 und 23 sind gleichmäßig in der Mikrokapselschicht 12 verteilt.
Wie die grafische Darstellung in 2 zeigt, hat ein Kunstharz mit Gedächtniseffekt einen Elastizitätskoeffizienten, der sich bei einer Glasübergangstemperatur Tg abrupt ändert. Dabei wird die Brownsche Molekülbewegung in einem Niedrigtemperaturbereich a unter der Glasübergangstemperatur Tg eingefroren, so daß das Kunstharz eine glasartige Phase hat. Andererseits wird die Brownsche Bewegung in einem Hochtemperaturbereich b über der Glasübergangstemperatur Tg zunehmend energetisch, so daß das Kunstharz dann eine Gummielastizität hat.
Das Kunstharz hat die folgende, mit Gedächtniseffekt bezeichnete Eigenschaft: nachdem eine Masse des Kunstharzes zu einem Gegenstand im Niedrigtemperaturbereich a geformt ist und dieser Gegenstand über die Glasübergangstemperatur Tg hinaus erhitzt wird, ist er frei verformbar. Wenn er zu einer anderen Form verformt wurde und dann unter die Glasübergangstemperatur Tg abgekühlt wird, ist die zweite Form fixiert und wird auch beibehalten. Wenn der Gegenstand dann wieder über die Glasübergangstemperatur Tg hinaus erhitzt, jedoch keiner äußeren Krafteinwirkung ausgesetzt wird, nimmt er seine Originalform wieder an. Das Kunstharz kann Polynorbornen, trans-1,4-Polyisopren, Polyurethan usw. sein.
Wie in 3 gezeigt, sind die Mikrokapseln 21 so hergestellt, daß sie einen charakteristischen Brechdruckverlauf mit einer Glasübergangstemperatur Tg1 haben, der mit einer durchgezogenen Linie dargestellt ist. Die Mikrokapseln 22 sind so hergestellt, daß sie einen charakteristischen Brechdruckverlauf mit einer Glasübergangstemperatur Tg2 haben, der mit einer strichpunktierten Linie dargestellt ist. Die Mikrokapseln 23 sind so hergestellt, daß sie einen charakteristischen Brechdruckverlauf mit einer Glasübergangstemperatur Tg3 haben, der durch eine doppeltstrichpunktierte Linie dargestellt ist. Die Glasübergangstemperatur Tg1 kann z.B. zwischen 65°C und 70°C liegen. Die Temperaturen Tg2 und Tg3 liegen um 40°C bzw. 80°C höher als die Temperatur Tg1. Die Glasübergangstemperaturen Tg1, Tg2 und Tg3 sind dann 65°C, 105°C und 145°C.
Wie 4 zeigt, haben die Mikrokapseln 21 eine Kapselwand 21a, die dicker als die Kapselwand 22a der Mikrokapseln 22 ist, und die Mikrokapseln 22 für Magenta haben eine Mikrokapselwand 22a, die dicker als die Mikrokapselwand 23a der Gelb-Mikrokapseln 23 ist.
Die Wanddicke der Cyan-Mikrokapseln 21 ist so gewählt, daß jede Mikrokapsel bei einem Brechdruck p1 zwischen einem kritischen Druckwert Pc und einem oberen Grenzdruck P_UL zerbrochen wird, wenn sie auf eine Temperatur T1 zwischen den Glasübergangstemperaturen Tg1 und Tg2 erwärmt ist. Dies entspricht einem schrafferten Bereich A (3). Die Wanddicke der Magenta-Mikrokapseln 22 ist so gewählt, daß jede Mikrokapsel 22 bei einem Brechdruck p2 zwischen dem kritischen Druckwert Pm und dem kritischen Druckwert Pc zerbrochen wird, wenn sie auf eine Temperatur T2 zwischen den Glasübergangstemperaturen Tg2 und Tg3 erwärmt ist. Dies entspricht einem schraffierten Bereich B. Die Wanddicke der Gelb-Mikrokapseln 23 ist so gewählt, daß jede Mikrokapsel 23 bei einem Druck p3 zwischen einem kritischen Druckwert Py und dem kritischen Druckwert Pm zerbrochen wird, wenn sie auf eine Temperatur T3 zwischen der Glasübergangstemperatur Tg3 und einer oberen Grenztemperatur T_UL erwärmt ist. Dies entspricht einem schraffierten Bereich C.
Haben die Glasübergangstemperaturen die oben genannten Werte, so kann die obere Grenztemperatur T_UL zwischen 185°C und 190°C liegen. Die Brechdruckwerte Py, Pm, Pc und P_UL sind dann z.B. 0,02, 0,2, 2,0 und 20 MPa.
Liegen die gewählte Heiztemperatur und der Brechdruck in dem schraffierten Cyan-Bereich A, so werden nur die Cyan-Mikrokapseln 21 zerbrochen, wie es 5 zeigt. Liegen die Heiztemperatur und der Brechdruck in dem schraffierten Magenta-Bereich B, so werden nur die Magenta-Mikrokapseln 22 zerbrochen. Liegen die Heiztemperatur und der Brechdruck in dem schraffierten Gelb-Bereich C, so werden nur die Gelb-Mikrokapseln 23 zerbrochen.
In 5 ist dargestellt, daß der Cyan-Farbstoff der zerbrochenen Mikrokapseln austritt und somit die Farbe Cyan entwickelt wird. Die zerbrochenen Wände 21a der Mikrokapseln 21 bleiben auf dem Papierblatt 11. Die Farbentwicklung wird je doch durch die Wände 21a nicht beeinflußt, da sie sehr dünn sind. Die Wände 22a und 23a beeinflussen die Farbentwicklung von Magenta und Gelb gleichfalls nicht, wenn sie zerbrochen sind. Die Wände 21a bis 23a und das Blatt 11 sind in diesem Ausführungsbeispiel weiß.
Durch geeignete Wahl einer Heiztemperatur und eines Brechdrucks für das Bildsubstrat 10 ist es also möglich, die Mikrokapseln 21, 22 und 23 für Cyan, Magenta und Gelb selektiv zu zerbrechen. Daher kann ein Mehrfarbenbild durch Zusammensetzen eines Cyan-, eines Magenta- und eines Gelb-Bildes erzeugt werden.
6 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Farbdruckers 102 als Bilderzeugungssystem nach der Erfindung. Dieser ist als serieller Drucker aufgebaut und erzeugt ein Farbbild auf dem Bildsubstrat 10.
Der Drucker enthält einen Schlitten 70 und eine ebene Platte 75 unter diesem, die zusammen mit dem Schlitten 10 eine Wärme- und eine Druckeinwirkung auf die Mikrokapseln 21, 22 und 23 in der Schicht 12 des Bildsubstrats 10 erzeugt. Drei Thermodruckköpfe 71, 72 und 73 sind auf dem Schlitten 70 angeordnet und dienen zum Erwärmen der Mikrokapseln 21, 22 und 23. Die Thermodruckköpfe 71, 72 und 73 sind elastisch gegen die ebene Platte 75 mit Druckwerten p1, p2 und p3 angedrückt, so daß das Bildsubstrat 10 gegen die Platte 75 gedrückt wird.
Das Bildsubstrat 10 liegt während einer Druckoperation zwischen dem Schlitten 70 und der Platte 75 und wird weitgehend horizontal in Richtung Y mit zwei Förderrollen 77 transportiert, die an einander gegenüberliegenden Seiten der Platte 75 in Transportrichtung Y angeordnet sind. Die Förderrollen 77 erstrecken sich in Zeilenrichtung X quer zur Transportrichtung Y und werden so gedreht, daß das Bildsubstrat 10 in Richtung Y transportiert wird.
Wie 6 und 7 zeigen, erstrecken sich die Thermodruckköpfe 71, 72 und 73 in Transportrichtung Y und sind in Zeilenrichtung X gestuft angeordnet, wobei sie ausgehend von dem Thermodruckkopf 71 entgegengesetzt zur Transportrichtung Y in Richtung X gegeneinander versetzt sind. Der Schlitten 70 wird mit einem an sich bekannten Bewegungsmechanismus (nicht dargestellt) in Zeilenrichtung X hin- und herbewegt. Während der Anfangsbewegung in Richtung X erzeugt der Schlitten 70 ein Cyan-, ein Magenta- und ein Gelb-Bild mit den Thermodruckköpfen 71, 72 und 73. Da diese in Transportrichtung Y liegen und gleichzeitig be wegt werden, werden die drei Farben nicht nur gleichzeitig gedruckt, sondern es werden auch gleichzeitig mehrere Zeilen einer jeden Farbe gedruckt. Gleichzeitig werden also auf jeweils einer Querspalte des Bildsubstrats 10 mit einem Thermodruckkopf 71, 72, 73 mehrere Zeilen einer bestimmten Primärfarbe gedruckt.
Durch die erwähnte gleichmäßige Versetzung, bei der benachbarte Enden der Thermodruckköpfe 71, 72 und 73 einander in Richtung Y überlappen, wird die mit jedem Thermodruckkopf 71, 72 und 73 erzeugte Wärme nicht auf den nächsten Thermodruckkopf übertragen, so daß dessen Temperatursteuerung nicht beeinträchtigt wird. Ist die Versetzung eines Thermodruckkopfes gegenüber dem nächsten Thermodruckkopf groß, so gibt es an beiden Rändern des Bildsubstrats 10 einen Bereich, in dem die Bildpixel nicht in vollständiger Färbung gedruckt werden können. Das teilweise Überlappen der benachbarten Enden verhindert Randbereiche zwischen benachbarten Thermodruckköpfen, die unvollständig gedruckt werden, d.h. nicht die volle Färbung erhalten.
Die Druckoperation wird ausgeführt, während der Schlitten 70 sich in Zeilenrichtung X bewegt. Es ist auch möglich, die Druckoperation während der Rückbewegung des Schlittens 70 auszuführen.
Wie 3 zeigt, ist der Zusammenhang der Heiztemperaturen T1, T2 und T3 für die Mikrokapselschicht 12 des Bildsubstrats 10 und der Glasübergangstemperaturen Tg1, Tg2, Tg3 und T_UL durch die Beziehungen T1<T2<T3 sowie Tg1<T1<Tg2<T2<Tg3<T3<T_UL angegeben. Der Zusammenhang der Brechdruckwerte p1, p2 und p3 an der Mikrokapselschicht 12 des Bildsubstrats 10 und der kritischen Brechdruckwerte Pc, Pm, Py und P_UL ist p3<p2<p1 sowie Py<p3<Pm<p2<Pc<p1<P_UL.
Das Bildsubstrat 10 wird dem Druck p1 zwischen dem kritischen Brechdruck Pc und dem oberen Grenzdruck P_UL ausgesetzt, wenn es zwischen dem ersten Thermodruckkopf 71 und der Platte 75 hindurchläuft. Es wird dem Druck p2 zwischen den kritischen Brechdruckwerten Pm und Pc ausgesetzt, wenn es zwischen dem zweiten Thermodruckkopf 72 und der Platte 75 hindurchläuft. Es wird dem Druck p3 zwischen den kritischen Brechdruckwerten Py und Pm ausgesetzt, wenn es zwischen dem dritten Thermodruckkopf 73 und der flachen Platte 75 hindurchläuft. Soll der Cyan-Farbstoff ausgegeben werden (wie z.B. in 5 gezeigt), so erwärmt der Thermodruckkopf 71 lokal die Mikrokapseln 21, 22 und 23 auf eine Temperatur T1 zwischen den Glasübergangstemperaturen Tg1 und Tg2, die in dem schraffierten Bereich A (3) liegt. Soll der Magenta-Farbstoff ausgegeben werden, so erwärmt der Thermodruckkopf 72 lokal die Mikrokapseln 21, 22 und 23 auf eine Temperatur T2 zwischen den Glasübergangstemperaturen Tg2 und Tg3 in dem schraffierten Bereich B. Soll der Gelb-Farbstoff ausgegeben werden, so erwärmt der Thermodruckkopf 73 die Mikrokapseln 21, 22 und 23 auf eine Temperatur T3 zwischen der Glasübergangstemperatur Tg3 und der oberen Grenztemperatur T_UL in dem schraffierten Bereich C.
8 zeigt schematisch das Blockdiagramm der Steuerschaltung für den Drucker 102. Sie enthält eine zentrale Verarbeitungseinheit CPU 60, die digitale Farbbildpixelsignale (Daten) von einem Personalcomputer oder einer Textverarbeitung (nicht dargestellt) über eine Schnittstelle (I/F) 62 erhält. Es handelt sich dabei um Cyan-Bildpixelsignale, Magenta-Bildpixelsignale und Gelb-Bildpixelsignale, die als Bitmappe einer jeden Farbkomponente in einem Speicher 61 gespeichert sind.
Die Steuerschaltung enthält auch einen Treiber 63 für zwei Elektromotore 64A und 64B, mit denen die Förderrollen 77 gedreht werden. Ein Treiber 65 ist mit der CPU 60 zum Steuern eines Elektromotors 66 verbunden, der den Schlitten in Zeilenrichtung X hin- und herbewegt. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Motore 64A, 64B und 66 Schrittmotore, die mit einer Folge Antriebsimpulse gesteuert werden, welche von den Treibern 63 und 65 unter Steuerung durch die CPU 60 abgegeben werden.
Die Thermodruckköpfe 71, 72 und 73 werden mit Treiber-IC 67, 68 und 69 gesteuert. Diese werden durch Steuersignale DA1, DA2 und DA3 und Impulssignale STB1, STB2 und STB3 gesteuert, welche die CPU 60 abgibt.
Das Impulssignal STB1, STB2 und STB3 in diesem Ausführungsbeispiel sind Rechteckimpulse gleicher Impulsbreite, die eine vorbestimmte Heizperiode erzeugen. Die Heizelemente der Thermodruckköpfe 71, 72 und 73 haben vorbestimmte unterschiedliche Heizwiderstände derart, daß die Heiztemperatur T1, T2, und T3 jeweils während der Heizperiode erzeugt werden kann.
Bei einer Abänderung des Ausführungsbeispiels sind die Impulssignale STB1, STB2 und STB3 Rechteckimpulse vorbestimmter Breite, und die Heizelemente der Thermodruckköpfe 71, 72 und 73 haben übereinstimmende Widerstände. Die Heiztemperaturen T1, T2 und T3 werden durch Betrieb der Heizelemente entsprechend den Impulssignalen STB1, STB2 und STB3 erzeugt, wobei das Impulssignal STB1 für den Thermodruckkopf 71 eine geringere Breite als das Impulssignal STB2 für den Thermodruckkopf 72 hat und dieser somit länger eingeschaltet ist als der Thermodruckkopf 71. Dies führt zu einer entsprechend höheren oder geringeren Temperatur. Ähnlich hat das Impulssignal STB2 für den Thermodruckkopf 72 eine geringere Impulsbreite als das Impulssignal STB3 für den Thermodruckkopf 73, so daß der Thermodruckkopf 72 kürzer als der Thermodruckkopf 73 eingeschaltet ist und auf eine geringere Temperatur T2 erhitzt wird. Der Thermodruckkopf 73 wird für die längste Zeit STB3 betrieben, so daß er die Heiztemperatur T3 erreicht.
Das Steuersignal DA1 entspricht Cyan-Bildpixelsignalen. Das Steuersignal DA2 entspricht Magenta-Bildpixelsignalen. Das Steuersignal DA3 entspricht Gelb-Bildpixelsignalen. Die Thermodruckköpfe 71, 72 und 73 werden gleichzeitig erhitzt, um den jeweiligen Cyan-, Magenta- und Gelb-Farbstoff an Positionen auszugeben, die in Transportrichtung Y und in Zeilenrichtung X gegeneinander verschoben sind.
Drei Thermodruckköpfe sind entsprechend den Primärfarben Cyan, Magenta und Gelb vorgesehen. Es können jedoch auch mehr oder weniger Thermodruckköpfe benutzt werden. Beispielsweise können vier Thermodruckköpfe vorgesehen sein, wenn ein Schwarz-Bild zusätzlich zu Cyan, Magenta und Gelb zu erzeugen ist, und das Bildsubstrat 10 kann entsprechend abgeändert bzw. gewechselt werden.
Die Länge eines jeden Thermodruckkopfes 71, 72 und 73 ist L (7), und der Abstand benachbarter Thermodruckköpfe 71, 72 und 73 in Zeilenrichtung X ist Δ. Der Thermodruckkopf 72 ist in Transportrichtung Y gegenüber dem Thermodruckkopf 71 um L-δ versetzt, und ähnlich ist der Thermodruckkopf 73 gegenüber dem Thermodruckkopf 72 in Zeilenrichtung X um L-6 versetzt. Daher überlappen die Thermodruckköpfe 71, 72 und 73 einander in Transportrichtung Y um δ, wie 7 zeigt. In einem Überlappungsbereich der Thermodruckköpfe 71, 72 und 73 der Länge δ kann das Bild auf dem Bildsubstrat 10 zweimal erzeugt werden, denn die Heizelemente der Thermodruckköpfe 71, 72 und 73 erstrecken sich über die gesamte Unterseite des jeweiligen Thermodruckkopfes. Das Bild kann auch nur einmal im Überlappungsbereich erzeugt werden, wenn die Heizelemente des ei nen von zwei benachbarten Thermodruckköpfen in einem Teil der Unterseite entsprechend der Überlappungslänge δ nicht vorhanden sind.
Die Steuersignale DA1, DA2 und DA3 entsprechen unterschiedlichen Teilen des Bildes, die sich durch die Versetzung der Thermodruckköpfe 71, 72 und 73 um Δ + D ergeben, wobei Δ der Abstand zwischen benachbarten Thermodruckköpfen 71, 72 und 73 und D die Breite eines jeden Thermodruckkopfes 71, 72 und 73 in Richtung X ist. Das Bildsubstrat 10 wird in Transportrichtung Y schrittweise bewegt, um das Drucken der drei Farben Cyan, Magenta und Gelb nacheinander zu ermöglichen. Der Bewegungsschritt ist L-δ. Durch die gestufte Ausrichtung der Thermodruckköpfe 71, 72 und 73 werden während einer Druckoperation die Impulssignale STB1, STB2 und STB3 den Thermodruckköpfen 71, 72 und 73 jeweils mit einer Verzögerungszeit TD zugeführt, die sich zwischen einer Vorderkante eines Anfangsimpulses aufeinander folgender Impulssignale STB1, STB2, STB3 gemäß 9 ergibt, die der Versetzung Δ + D entspricht. Um zu verhindern, daß auf Randbereiche des Bildsubstrats 10 gedruckt wird, wird das Impulssignal STB 3 dem Thermodruckkopf 73 ohne Verzögerung zugeführt, und das Gelb-Bild beginnt entsprechend dem Steuersignal DA3. Dann wird das Impulssignal STB2 dem Thermodruckkopf 72 nach der Verzögerung TD zugeführt, so daß sich der Schlitten 70 über die Länge Δ + D in Zeilenrichtung X und damit der Thermodruckkopf 72 aus dem Randbereich bewegen kann, und das Magenta-Bild beginnt mit dem Steuersignal DA2. Dann wird das Impulssignal STB1 dem Thermodruckkopf 71 mit einer Verzögerung 2TD zugeführt, so daß sich der Schlitten 70 über die Länge 2(Δ + D) in Zeilenrichtung X und damit der Thermodruckkopf 71 aus dem Randbereich bewegen kann, und das Cyan-Bild beginnt mit dem Steuersignal DA1. Ist die Bewegungsgeschwindigkeit des Schlittens 70 in X-Richtung V, so ist die Verzögerung TD der Quotient aus Δ + D und V.
Jeder Thermodruckkopf 71, 72 und 73 enthält mehrere Heizelemente, die an seiner Unterseite seriell angeordnet sind. Während einer Druckoperation werden die Impulssignale STB1, STB2 und STB3 als Rechteckimpulse ausgegeben, und jedes Heizelement eines Thermodruckkopfes 71, 72, 73 wird so gesteuert, daß ein Pixel mit dem entsprechenden Steuersignal DA1, DA2, DA3 der CPU 60 gedruckt wird entsprechend den Bildpixelsignalen, die der Schnittstelle 62 zugeführt werden. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Heizzeiten der Heizelemente gleich, so daß die Heiztemperaturen T1, T2 und T3 zum Zerbrechen der Mikrokapseln 24, 25 und 26 erreicht werden. Dies wird dadurch möglich, daß alle Heizelemente der Thermodruckköpfe 71, 72 und 73 einen vorbestimmten Widerstand haben, der für die Thermodruckköpfe unterschiedlich ist. Bei einer Abänderung können jedoch alle Heizelemente übereinstimmenden Widerstand haben, so daß dann unterschiedliche Heizzeiten für die Heizelemente der Thermodruckköpfe 71, 72, 73 erforderlich sind.
Wird das Bildsubstrat 10 durch ein temperaturempfindliches Blatt wie wärmeempfindliches Papier ersetzt, so arbeitet der Drucker als extrem schneller Thermodrucker, der einfarbige Pixel gleichzeitig mit den drei Thermodruckköpfen 71, 72 und 73 auf das Papier aufbringt.
Empfängt die CPU 60 Einfarben-Bilddaten über die Schnittstelle 62, so steuert sie die Treiber-IC 67, 68 und 69 derart, daß die Thermodruckköpfe 71, 72 und 73 Einfarben-Querbilder gleichzeitig erzeugen. Die Einfarben-Bilddaten sind in dem Speicher 61 gespeichert, und die Steuersignale DA1, DA2 und DA3 werden an die Treiber 67, 68 und 69 jeweils entsprechend den drei Teilbildern abgegeben. Der Schlittentreiber 65 steuert den Motor 66 synchron mit der Steuerung der Thermodruckköpfe 71, 72 und 73.
10 zeigt das Flußdiagramm einer Druckroutine, die die Steuerschaltung ausführt. Nach dem Startschritt (S1) werden die digitalen Bildpixeldaten in die CPU 60 über die Schnittstelle 62 bei Schritt S2 eingegeben. Die CPU 60 prüft, ob das zu druckende Bild ein Mehrfarben- oder ein Einfarbenbild ist. Ist es ein Mehrfarbenbild, so werden die Schritte S4 bis S6 durchgeführt. Bei Schritt S4 werden die Thermodruckköpfe 71, 72 und 73 erwärmt und in X-Richtung zum Mehrfarbendruck in beschriebener Weise bewegt. Bei Schritt S5 wird das Bildsubstrat 10 um den Schritt L-δ entsprechend einem Thermodruckkopf 71, 72, 73 bewegt. Dann wird bei Schritt S6 geprüft, ob die Daten insgesamt verarbeitet sind. Trifft dies zu, so wird das Bildsubstrat 10 aus dem Drucker 102 bei Schritt S7 ausgegeben. Ist das Bild ein Einfarbenbild, so werden die Schritte S8 bis S10 ausgeführt. Bei Schritt S8 werden die Thermodruckköpfe 71, 72 und 73 aufgeheizt, und der Druck beginnt entsprechend den Steuersignalen DA1, DA2 und DA3, während der Schlitten 70 in X-Richtung über das wärmeempfindliche Papier bewegt wird. Bei Schritt S9 wird dieses um einen Schritt 3L-36 entsprechend den drei Thermodruckköpfen 71, 72, 73 bewegt. Dann wird bei Schritt S10 geprüft, ob die Daten insgesamt verarbeitet sind. Trifft dies zu, so wird das wärmeempfindliche Papier bei Schritt S7 ausgegeben. Damit ist das Verfahren beendet (Schritt S11).
Hat der Schlitten 70 das Ende einer Druckbewegung in Zeilenrichtung X erreicht, so kehrt er in Gegenrichtung zu seinem Ausgangspunkt zurück. Gleichzeitig steuert die CPU 60 die Motore 64A und 64B für die Förderrollen derart, daß das Bildsubstrat 10 um einen Schritt L-δ oder um einen Schritt 3L-3δ transportiert wird, was von den eingegebenen Bilddaten abhängt, um einen nächsten Teil des Bildes zu drucken.
Wird ein Einfarbendruck ausgeführt, so ist dies auch während der Rückbewegung in X-Richtung möglich, wie es bereits für den Mehrfarbendruck erläutert wurde.

Claims

Bilderzeugungssystem zum Erzeugen eines Bildes durch Anwenden von zumindest Wärme auf einem zumindest temperaturempfindlichen Bildsubstrat, mit einem Förderer, der das Bildsubstrat in Transportrichtung bewegt, gekennzeichnet durch mehrere Thermodruckköpfe zum Erwärmen des Bildsubstrats, die sich in Transportrichtung erstrecken und in Transportrichtung sowie senkrecht hierzu in Zeilenrichtung gegeneinander so versetzt sind, daß das Ende eines Thermodruckkopfes neben dem Ende eines benachbarten Thermodruckkopfes liegt, durch eine Bewegungsvorrichtung, die die Thermodruckköpfe in Zeilenrichtung bewegt und durch eine Treibereinheit, die jeden Thermodruckkopf mit einem Steuersignal, das einem Teil des mit jedem Thermodruckkopf zu entwickelnden Bildes entspricht, derart ansteuert, daß jeder Thermodruckkopf gleichzeitig das entsprechende Teilbild entwickelt.
Bilderzeugungssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Druckeinheit zum Ausüben von Druck auf das Bildsubstrat, das druck- und temperaturempfindlich ist.
Bilderzeugungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Thermodruckköpfe ausgebildet sind, das Bildsubstrat auf eine vorbestimmte Temperatur zu erwärmen, und daß die Druckeinheit ausgebildet ist, das Bildsubstrat mit einem vorbestimmten Druck zu beaufschlagen, wobei das Bildsubstrat eine Schicht hat, die eine vorbestimmte Art von Mikrokapseln enthält, die bei dem vorbestimmten Druck und der vorbestimmten Temperatur brechen.
Bilderzeugungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Thermodruckkopf das Bildsubstrat auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt, die von den Temperaturen, die von den anderen Thermodruck köpfen erzeugt wird, verschieden ist und daß die Druckeinheit das Bildsubstrat mit verschiedenen vorbestimmten Drücken beaufschlagt, wobei das Bildsubstrat eine Schicht aus mehreren Mikrokapselarten hat, die jeweils bei einer zugehörigen der vorbestimmten Temperaturen und einem zugehörigen der vorbestimmten Drücke brechen.
Bilderzeugungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einander benachbarten Enden der Thermodruckköpfe in Zeilenrichtung durch einen vorbestimmten Abstand getrennt sind.
Bilderzeugungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckeinheit aus den Thermodruckköpfen besteht, und daß jeder Thermodruckkopf einen Druck auf die Mikrokapseln ausübt, der gegenüber dem von den anderen Thermodruckköpfen ausgeübten Druck unterschiedlich ist.
Bilderzeugungssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß drei Thermodruckköpfe für Cyan, Magenta und Gelb vorgesehen sind.
Bilderzeugungssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Thermodruckköpfe jeweils mehrere Heizelemente mit gleichem elektrischen Widerstand enthalten, so daß jeder Thermodruckkopf zum Erwärmen auf die jeweils vorbestimmte Temperatur unabhängig von den anderen Thermodruckköpfen gesteuert wird.
Bilderzeugungssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Thermodruckköpfe jeweils mehrere Heizelemente mit jeweils vorbestimmtem Widerstand enthalten, und daß die Treibereinheit die Thermodruckköpfe mit gleichen Heizzeiten steuert, wobei der vorbestimmte Widerstand der Heizelemente für jeden Thermodruckkopf so gewählt ist, daß sie die jeweils vorbestimmte Temperatur erreichen.
Bilderzeugungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal ein Impulssignal ist, welches die Heizzeit des jeweiligen Thermodruckkopfes bestimmt, sowie ein Bildpixel-Datensignal, das den Bildpixeldaten des zu entwickelnden Bildes entspricht.
Bilderzeugungssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß jede Mikrokapselart aus einem Material mit einer Glasübergangstemperatur und einer Wanddicke besteht, die gegenüber den entsprechenden Werten der anderen Mikrokapselarten unterschiedlich sind.
Bilderzeugungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Erfassen, ob das zu entwickelnde Bild ein Mehrfarben- oder ein Einfarbenbild ist.
Bilderzeugungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderer das Bildsubstrat in Transportrichtung über eine Länge entsprechend drei Thermodruckköpfen bewegt, wenn das zu entwickelnde Bild ein Einfarbenbild ist, und daß er das Bildsubstrat in Transportrichtung über eine Länge entsprechend einem Thermodruckkopf bewegt, wenn das zu entwickelnde Bild ein Mehrfarbenbild ist.