JPS59171662A - 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】 本発明は印写装置に則するもので、詳しくは導電性シー
トに血流を流し、ジュール熱による発熱によ、！７熱＃
；融性インクを融解せしめ、転写紙に転写することＷよ
って印写を得る、いわゆる通電発熱転写に関する。

通電による発熱で固形インクを融解して記録紙に転５．
写する方法は紙に様々な試みがなされている。

基本的な概念を第１図に示す。通電１発熱シート１は、
通電層２．支持層３．熱融解インク層４から成っており
、支持層３が通電層を兼ねることもある。記録原理は以
下の如くである。記録電極５に信号電圧発生部７で記録
パターンに応じた電圧を印加すると、通電層２を介して
帰路電極６へ電流が流れる。この時、記録電極５と通電
ｆｉｇ　２の接触面積よりも十分大きく帰路電極を作っ
てやると、通電によるジュール熱は、はとんど記録電極
５の直下で生じる。生じたジュール熱は熱伝導によシ支
持体３を通過して熱融解インク４を融解せしめ、インー
クの融解部分内が記録紙８に転写され印写がなされる。

以上のように通電発熱転写による記録は、■普通紙に記
録できる。■無騒音である。■階調記録ができる。■カ
ラー記録ができる。吟の長所を持つ。しかし上記のよう
な長所を持ちながら他の印写方式であるインクジェット
方式やサーマルヘッドによる熱転写方式特に比べると商
品化の展望がきわめて低い。こｉＬけ以下の理由ｒｃよ
る。

従来提案されてきた通電発熱転写方式は、基本的には第
１図に示したように１本の記録電極でシリアルに印写し
ていくが、もしくけ複数の記録電極と１つの帰路電極を
持ち、複数の記録電極を時分割で駆動するかのどちらが
であった。

前者は記録速度が極端に遅く、後者は記録電極を駆動す
るドフィバーを記録′ＦＪ、ｉ、極の数だけ持たなけれ
ばならないため非常に高価になるのと、時分割のデユー
ティ−が高くなるため１画業分の投入パワーが高くなる
、とじう欠点がある。このため種々の長所を持ちながら
、通電発熱方式の発展が妨げられてきた。

又、機緘的にお因では、記録電極の信号速瓜と記録紙と
の相対ズレより、記録紙上に転写された印写品質にムラ
が出来グラフィック、ベタ等にお因では、色ムラ、スジ
状のボイド等の発生と面品質の印刷物の提供がされない
のが現状である。又記録紙を支持し回転し、かつ記録電
極、帰路電極と定まった負荷をもつ回動装置においては
、記録電極と通電層との接触不良により、これ又ボイド
の発生が生じている。接触圧を高くすれば、紙のネジレ
、・ピットの広がり、回動装置の負荷対処策等様々な問
題が発生する。一方記録電極に流す電流のｕｐを計れば
、高電圧対処、熱対処、電力Ｕｐ等の問題も生じコスト
ｕｐとなってくる。

本発明は、上記の欠点を除去すべき対処したものでその
目的は、低価格で高速、高品質、低パワーのフルカラー
プリンターを提供する事にあり、以下図面にて詳細に説
明する。

本発明の主旨は、複数の記録電極を同時に選択し、しか
も時分割駆動を行なう通電発熱記録ヘッドと、記録電極
の信号速度と記録紙送り速度を同期させ、記録電極と通
電層との適正な抑圧による回動装置を実現する事によっ
て、上記の目的を辿成する事である。

第２図に本発明による記録ヘッドの時分割駆動原理図を
示す。型棒形状け［ａｌ　Ｋ示すように対向して配置さ
れた複数の一対の帰路電極１０１〜１０４の間ｒ記録η
ｊ椿２０１〜２０６が配置されている。以後この対向し
た１対の帰路電極を１つとして扱う。

今隣り合う帰路１「極に異る電位を加えた時の等宿位面
を第３図ｔこ示した。第３図は記録ヘッドに、２１！電
層を有する通電発熱シートを接触させ、帰路ｒｇｉ、極
１０１，１．０２にそれぞれＥ（υ）、Ｏ（υ）なる電
位を印加した時の導電Ｊ−での等電位面である。図に示
した如くこの時、帰路′−極１０２０分割された領域１
１への電界の進入はほとんどないため、例えば今、記録
室Ｍ　１３　、１４を同時ＫＯ（υ１の電位にすると、
記録電極１３では帰路電極１０１から電流が流れ、前述
した通電発熱記録の原理に従って印写がなされるが、記
録電極１４の近傍は同電位であるため電流の流れ込みが
なく、従って印写がなされない。以上のように帰路電極
を配置する仁とによシ、帰路電極と記録電極の電位の選
択によシ、選択的な印写が実現できた。

第２図１ｂ）は本発明による駆動原理を示した。選択信
号電極Ｓ、３０１　、５２３０２　、５３３０３はそれ
ぞれ逆流防止ダイオード５０１〜５０６を経て記録電極
２０１〜２０６に接続されている。例えば選択信号電極
８　、３０１を選択（例えばＯ（υ））シ、５２３０２
．５３３０３を非選択（フローティング）ｉｃＬ、帰路
電極１０１と１０３をそれぞれ弧立に、０１υ）かＥ１
υ１を同時に印加する。印加した電位がどのような組み
合わせであっても、前述したように対向した帰路電極対
間への電界の回わり込みが々いため、記録電極２０１，
２０２は独立に印写できる。一方弁選択の記録電極２０
３，２０４，２０５，２０６は帰路電極１０１と１０３
との間にそれぞれ閉ループを生じるが、逆流防止ダイオ
ード５０３．５０４．５０５．５０６によって電流が阻
止されるため、印写はなされない。次Ｉｔ（、選択信号
電極３０２．もしくは３０３が選択された場合、記録電
極２０３．２０４または、２０５．２０７がそれぞれ滞
電電極対１０１と１０２，１０３と１０４または、１０
２と１０３，１０４と１０５の分割された間にあるため
、＠シ合う帰路電極の影響を受ける。従ってこれを避け
るために隣り合う帰路電極を組にして駆動する。例えば
選択信号電極３０２を選択した時は、帰路電極１０１と
１０２の組と１０３と１０４の絹、選択信号電極３０３
を選択した時は帰路電極１０２と１０３の組と１０４と
１０５の組をそれぞれ駆動することにより、全ての記録
電極を駆動することができる。

以上のように１行の印写を行う様に、隣り合う２つの帰
路電極の組を前半と後半でその組み合わせた替えて、駆
動するため１．次のような変則的な時分割方式となる。

つまり、選択信号電極をＭ本、帰路電極数を（２Ｎ＋１
）個とすると、Ｍ＋（２Ｎ＋１）個の駆動回路でＭ　Ｘ
　Ｎ個の記録電極を駆動することができる、この時、１
つの選択期間にＮ個の記録電極で同時に１き込み、その
デユーティ−は１／′Ｍとなる。こ′１１．ハ従来のマ
ルチヘッドに比べて、同じ速朋を仮定すると、選択時間
がＮ倍になるため大ＩＭにパワーを低下することができ
、しかも駆動回路数も大幅に減少することによシ、画期
的々コストダウンが可能である。

ところで上記の電極形状及び駆動原理は、マルチスタイ
ラスを有する静定プリンタと類似したものであるが、通
電発熱転写方式においては従来のマルチスタイラス静電
プリンタの駆動方式では時分割駆動ができず、本発明に
よる駆動方法によって初めて実現されることを以下に示
す。

第４図に示すような電極構成に対して、従来のマルチス
タイラス静電プリンターでは、帰路電極に相当するＣ　
１１０１〜Ｃ６１０５に選択信号を加え、記録電極側を
Ａ群加と８群２１に分けそれぞれを交互に同時に駆動す
る。通電発熱転写方式において、このような駆動を行う
と通電層における電位の分布が第５図に示すようになる
。第５図は対向する帰路電極１０１を例えばＥ（υ）に
選択し、隣シ合う記録電極２０７．２０８．２０９を○
（ｖｌに、他をフローティングにした時の通電層におけ
る電位分布を示した。０〔τ）にした各記録電極間に、
電位勾配がないため、単独に記録電極をＯ（υＩＫｌ、
た時に比べ電流密度が減少し、特に真中の記録電極２０
８にはほとんど電流が流れ力〈々る。従って結果的に印
写むら、印写抜けが生じる。

本発明による駆動方式では、記録電極側の３０１〜３１
８を選択し、帰路電極１０１〜１０５にデータに応じた
信号電圧を同時に印加するため、常に１組の帰路電極に
対しては１つの記録電極だけが選択されているため、上
記のような記録電極間の電界抜けを生じない。以上のよ
うに本発明はマルチスタイラス静電プリンタと一見類似
してはいるが、全く異った駆動原理に基づく新規なもの
である。

次に本発明による階調記録について述べる。本発明によ
る記録ヘッドを通電層、インク層を有する発熱ソートに
接触させ、通電させた時の記録電極２０１と帰路電極１
０１による通電層の電位分布を模式的に第６図Ｃα）Ｋ
示した。記録電極近傍に非常に急な電位勾配がある。こ
のため通電による発熱による発熱シートの熱分布は１ｂ
１に示したように中心にピークを持つ山形になる。波線
は実線よりも投入エネルギが大きい場合である。図では
たて軸に温度、横軸に図（α）に対応する位置をとった
。

Ｔ８を熱融解性インクの融点とすると、投入するエネル
ギーによってＴ８で切られる熱分布の面積が変わる。つ
まり投入エネルギーによって印写されるドツトに面積変
調がかけられる。第７図に印写エネルギーとオプティカ
ルデンシティ−の関係を示した。１つのドツトに対して
変調がかかるため、マトリックスを組む必要がなく、コ
スト的にも速度的にも非常に有利になった。カラー化に
関しても、熱融解性インクを、イエローマゼンタ、−シ
アン、必要があればブラックに選ぶことにより、フルカ
ラーの印写が可能になった。

以下実施例を示す。

実施例１ 第８図に本発明による実施例を示す。図（ａｌでＡ１＝
　４．４ｍｓ　ｇ　Ｚｚ＝　０．６ｒｕｇ　、　Ａ３＝
　ＩＩＩＪ記録電極間ピッチＰ２＝２００μｍある。図
（ｂ）には駆動法の概念図を示した。分割はＭ＝５０．
Ｎ＝１（ｌで、５０の選択信号電極Ｓ　１３０１〜Ｓｓ
６３５０と、２Ｎ＋１＝２１の帰路電極ｌＯ１〜１２１
によって、ＮＸＭ＝５００の記録電極を駆動する。記録
電極は帰路型＠１１．０１の中央部から始１す、１２１
の中央部まで、５ドツト／ＭＪｌの密度でＨｌ　ｔｙｎ
幅に配置されている。従って前述したように選択信号電
極３０１〜３２５を選択する時には、帰路電極を１０１
と１０２，１０３と１０４．。、、１１９と１２０とい
う糸ｌみ合わせていっしょに駆動し、選択信号電極３２
６〜３５０を選択する時には、帰路電極１０２と１０３
．１０４と１０５゜。。１２０と１２１という組み合わ
せで駆動する。このような駆動を行うことによって隣シ
合った帰路電極の間に配置された記録型棒に対しても正
常な印写を行うことができた。

第９図に駆動波形のタイミングチャートを示す。

選択信号４０１〜４５０は選択信号電極３０１〜３５０
に印加され、図のＨレベルで○ｒυｌ、Ｌレベルでフロ
ーティングの定位となる。信号３０のタイミングで、例
えばＨレベルの時は帰路電極１０１と１０２　、］　０
３と１０４．、。。１１９と１２０の、Ｌレベルの時は
１０２と１０３．１０４と１０５、、、。１２０と１２
１の組み合わせで、書き込みのデータに応じた信号を印
加される。

本実施例では階調は帰路電極１０１〜１２１に加える電
圧を１６段階にパルス幅変調を行って１６階調を実現し
た。

第１Ｏ図に駆動回路の一例を示す。コントロール部４】
から画信号発生部４０へ一行の先頭を示すＬＳ信号３１
とリクエストクロック３２（５００Ｐｕ１ｓ）を送る。

送られてきたリクエストクロック３２に同期した４ピツ
トの画素データ犯はガンマ補正等の画像処理用のＲＯＭ
テーブル４２のアドレスに入力すれ、複数ビットの信号
５１で各色又は出力内容に応じた画像処理用テーブルを
選択されて、８ビツトの画素データ５２として、シフト
レジスタ４４へ転送される。シフトレジスタ４４は８ビ
ット並列で１０段あシ、転送用のクロック３３で転送終
了後、プリセットカウンタ４５に信号３４でセットされ
る。プリセットカウンタ４５は８ビツト入力でＨ）個あ
シ、クロック５３でカウントして、入力データに応じた
パルス幅を作る。セット信号３５とプリセットカウンタ
から得られたキャリーでフリップフロップ４６ヲたたき
、データに応じたパルスを作る。以上のようにしてパル
ス幅変調が行われるので、１６階調ではあるが、２５６
階調分のきざみで階調を選ぶことができる。

得られた変調パルスは分配部４７で信号３０によって帰
路電極１０１〜１２１の隔り合った２つの組合わせを選
択し、駆動部４８で駆動電圧に変換され２１個の帰路電
圧１０１〜１２１へ出力される。

−力選択信号４０１〜４５０け、５０段のシフトレジス
タ４９で、クロック５８とタイミング信号５９ｒよって
得られ、オーブンドレインの高耐圧ドフィバ６０から選
択信号電極３０１〜３５０へ出力される。

第１１図に本発明によるフルカラープリンタの概念図を
示す。ローラ８０に巻きつけた記釘紙８０と、シート供
給部８２から、送りローラ８５を経て供給される通電発
熱シート１をローラ８０の上で重ね合わせ、記録ヘッド
８１で記録する。ヘッドは押えバネ８８［よってローラ
８０に押し付けられ、適正な押しつけ圧を保ち、記録ヘ
ッド８】１通常発熱シート１と記録紙との間に均一な接
触性を保つ。

通電発熱シート１はロール状になっており第１２図に示
すように、熱融解インク層が、イエロー９５Ｉマゼンタ
９６．シアン９７．プラック９８の順に１ペ一ジ分毎塗
布されている。従って１枚のフルカラー記録を得るのに
４図の書き込みを行うことになる。従って色を重ねる時
には高精度の位置合わせが必要である。本発明では記録
紙８をロール８０に対して巻き付け、固定し、ロータリ
ーエンコーダー９１によって絶対位置を出している。

ロータリーエンコーダー９１からの位置信号は、コント
ロール部９１−＼送られ、定速回転のだめのロール８０
へのフィードバック、位置合わせのための、シート送シ
ローヲ８２．シート巻きローラ８３、記録ヘッド、駆動
回路８４へ信号が送られる。

本発明による種々の実験の結果、ローラ８０ば、記録ヘ
ッド８１の製造上からぐる平面度と記録紙８の密接なる
接触性よシ、弾性体が最も良くマツチングした。中でも
ゴムローラ図示ナシによるローラが圧の均一性より適し
ている事が判明した。

ゴムローラの硬度は、ゴムローラの径とも関係して重要
なバラメータになシ、ＨＣ４５〜５５が適正である。又
接触性より来るローラ径は、φ（イ）〜φ８０　’ｔｕ
ｇが好条件であシ、押し付は圧は、１．５〜２゜５ＴＩ
ｙ／（７）２が高品質を出す上に重要々条件となってい
る。次に記録紙８と記録電極２０１〜２５０との電気的
位置合わせの必要よりロータリーエンコーダを用いてい
るが、駆動回路８４（記録紙速度同期信号発生装置）か
ら発生する信号は、高精度の位置合わせをする上から記
録紙送り方向の記録ｄａｔの分解能の数に等しい事が必
要であシ、あるいは、整数分の１倍にし、整数分の１の
パルスを分周して記録ｄａｔの同期信号として用いる。

以上本発明の詳細な説明したが、本発明は、記録ヘッド
を複数にして用いるフルカラープリンターにも応用可能
である。

さて本発明による効果は、記録紙の移動速度に同期して
出力信号を出す記録速度同期信号と、記録紙速度同期信
号発生装置の信号を受けて、同期信号に追従して動作す
る回動装置を有し、細目としては、ゴムローラの適正径
、硬度、圧力、等又記録ｄａｔの分解能に等しい出力信
号の発生パルスを出す事により、従来の位置合わせ不良
によるカラーマツチング不良を改善し、ボイド、スポッ
トをなくシ、高分解能、高速のフルカラープリンターを
低価格で実現可能とした。

【図面の簡単な説明】

弟１図は従来の通電発熱転写記録方式の原理図を示す。 第２図（ａ＋　１ｂＩ　Ｉ−ｉ、本発明による記録ヘッ
ドの原理図を示す。 第３図は帰路電極による通電層の電位分布を示す図であ
る。 第４図はマルチスタイラス静電プリンタの駆動ＮＬ理を
示す電極形状を示す図である。 第５図はマルチスタイラス静電プリンタの駆動方式を用
いた時の通電層における電位分布を示す図である。 第６図Ｃα１１ｂ１は、本発明による記録ヘッドによる
通電層の電位分布と、温度分布を示す図である。 第７図は、本発明における投入エネルギーと印写濃度と
の関係を示す図である。 第８図１α）ｊ７；＋は、本発明における実施例の記録
ヘッドの概要を示す図である。 第９図，第１１図は駆動のための各種信号と駆動回路を
示す図である。 第１１図は、本発明である印写装置の概念図を示す図で
ある。 第１２図は本発明で使用した通電発熱シートを示す図で
ある。 通電発熱シート−１ 通電層−２　　熱融解インク−４ 記録紙−８ 帰路電極−１０１〜１２１ 記録電極−２０１〜２５０ 選択信号’ｒ！Ｍｉ−３　０　１　〜３　５　０逆流防
正ダイオード−５０１〜３５０ ＲＯＭテーブル−４２ 記録ローラー８０　　　記録ヘッド−８１押えバネ−８
８ 駆動回路−８４ シート送りローラー８２ シート巻きローラー８３ 位置検出器−９１ 位置合わせコントローラー９０ 以　　　上 出願人　株式会社諏訪精工舎 代理人　弁理士最　上　　務 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１通電による発熱でインクを融解せしめ、記録紙に
   転写して記録を得る印写装置で、複数個の１対に分割さ
   れ配置された帰路電極と、帰路電極の間に配置された複
   数個の時分割駆動を行う記録電極を有する記録ヘッドと
   、駆動回路、記録ローラ、少なくとも導電層と熱融解イ
   ンク層を有する通電発熱シート、シート送シローヲ、シ
   ート巻きローラを有する印写装置において、前記記録紙
   の移動速度に同期して出力信号を出す記録紙速度同期信
   号発生装置と、前記記録紙速度同期信号発生装置の信号
   を受けて、同期信号に追従して動作する回動装置を有す
   る事を特徴とする印写装置。 （２１回動装置にゴムローラを用い、前記ゴムローラー
   の径をφＵ〕〜φ８０にした事を特徴とする特許請求の
   範囲第１項の範ＴＩＥＫ記載の印写装置。 ｆ３１　　記録紙速度同期信号発生装置からの出力信号
   の数が記録紙送り方向の記録ｄａｔの分解能数に等しい
   事を特徴とする特どｒ請求の範囲第１項と第２項に記載
   の印写装置。 （４）記録紙速度同期信号発生装置ｔからの出力信号の
   数が、記録紙送り方向の記録ｄａｔの分解能の整数分の
   】倍に等しい事を特徴とする特許請求の範囲第１項と第
   ２．！ＪｉＩＫ記載の印写装置。 １５１　　回動装置のゴムローラの硬度をＨＣ４５〜Ｈ
   Ｃ５５にした油を特徴とする特許請求の範囲第１項から
   第４項に記載の印写装置ｆｔ。 （６）記録電極ヘッドと通電Ｗとの密着力を１．５にノ
   ／ｃｒｎ２〜２゜５　Ｋｆ　／　ｃｍ　２の範囲にした
   事を特徴とする特許請求の範囲詔１項から第５項に記載
   の印写装置。