DE19900475A1

DE19900475A1 - Bilderzeugung mit Mikrokapseln

Info

Publication number: DE19900475A1
Application number: DE19900475A
Authority: DE
Inventors: Minoru Suzuki; Hiroshi Orita; Hiroyuki Saito; Katsuyoshi Suzuki; Koichi Furusawa
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1998-01-09
Filing date: 1999-01-08
Publication date: 1999-07-15
Also published as: US6210053B1

Description

Die Erfindung betrifft die Bilderzeugung auf einem Substrat durch selektives Quet schen und Brechen von Mikrokapseln, die mit einem Farbstoff gefüllt sind.

Ein Bilderzeugungsprinzip dieser Art ist bereits bekannt. Die Hüllen der dabei verwendeten Mikrokapseln bestehen aus einem durch Licht härtbaren Harz, und ein optisches Bild wird als latentes Bild auf der Mikrokapselschicht erzeugt, indem sie Lichtstrahlen ausgesetzt wird, die mit einer digitalen Folge von Bildpixelsigna len moduliert sind. Das latente Bild wird dann durch Druckeinwirkung auf die Mi krokapselschicht entwickelt. Die Mikrokapseln, die dem Licht nicht ausgesetzt wurden, werden gequetscht und gebrochen, wodurch der Farbstoff austritt und das latente Bild auf diese Weise sichtbar macht.

Bei diesem bekannten Bilderzeugungsprinzip muß jedes Substrat lichtdicht ver packt sein, wodurch sich ein hoher Materialaufwand ergibt. Ferner müssen die Substrate sorgfältig gehandhabt werden, um sie nicht einem zu großen Druck auszusetzen, da die nicht belichteten Mikrokapseln weich sind, wodurch der Farbstoff unerwünscht austreten könnte.

Es ist auch eine Bilderzeugungseinrichtung bekannt, bei der ein Bildsubstrat mit einer Mikrokapselschicht verwendet wird, deren Mikrokapseln mit unterschiedli chen Farbstoffen gefüllt sind. Hierbei werden die unterschiedlichen Farben selek tiv sichtbar gemacht, indem sie vorbestimmten Temperaturen ausgesetzt werden. Trotzdem muß eine entwickelte Farbe durch Bestrahlen mit Licht einer bestimm ten Wellenlänge fixiert werden. Diese Bilderzeugungseinrichtung ist kostspielig, da eine besondere Bestrahlungseinrichtung zum Fixieren einer entwickelten Farbe nötig ist, wodurch auch der Stromverbrauch erhöht wird. Da ein Heizprozeß für die Farbentwicklung und ein Bestrahlungsprozeß zum Fixieren einer jeden Farbe nötig ist, schließt dies eine schnelle Farbbilderzeugung auf dem Substrat aus.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein System zur schnellen Bilderzeugung bei gerin gen Kosten und ohne hohen Materialaufwand anzugeben.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 oder 2. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 den Querschnitt eines Substrats zur Bilderzeugung mit drei Mikro kapselarten als erstes Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 eine grafische Darstellung der charakteristischen Kurve des Elastizi tätskoeffizienten eines Kunstharzes mit Gedächtniseffekt,

Fig. 3 eine grafische Darstellung der Druck/Temperatur-Brecheigenschaf ten der Mikrokapselarten nach Fig. 1,

Fig. 4 den Querschnitt dreier Mikrokapselarten mit unterschiedlichen Wanddicken,

Fig. 5 eine Darstellung ähnlich Fig. 1 für das selektive Brechen einer Mi krokapselart,

Fig. 6 den Querschnitt einer Bilderzeugungseinrichtung für das in Fig. 1 gezeigte Substrat,

Fig. 7 eine perspektivische Teilansicht eines Wärmedruckkopfes,

Fig. 8 den Querschnitt einer Druckwalze und eines gebogenen Bimetall elements,

Fig. 9 eine Darstellung ähnlich Fig. 8,

Fig. 10 eine Darstellung ähnlich Fig. 8,

Fig. 11 das Blockdiagramm einer Steuerschaltung der in Fig. 6 gezeigten Bilderzeugungseinrichtung,

Fig. 12 eine UND-Schaltung mit einem Transistor in einer Druckkopf-Trei berschaltung,

Fig. 13 einen Teil eines Flußdiagramms für eine Druckoperation in einer Bilderzeugungseinrichtung,

Fig. 14 einen weiteren Teil des Flußdiagramms der Druckoperation,

Fig. 15 ein Zeitdiagramm für ein Impulssignal und ein Steuersignal zur An steuerung der Druckkopf-Treiberschaltung für einen Cyan-Bildpunkt,

Fig. 16 ein Zeitdiagramm ähnlich Fig. 15 für einen Magenta-Bildpunkt,

Fig. 17 ein Zeitdiagramm ähnlich Fig. 15 für einen Gelb-Bildpunkt,

Fig. 18 den Querschnitt eines Substrats mit einer Mikrokapselschicht mit drei Mikrokapselarten als weiteres Ausführungsbeispiel,

Fig. 19 eine grafische Darstellung der Druck/Temperatur-Brecheigenschaf ten der in Fig. 18 gezeigten Mikrokapselarten,

Fig. 20 eine Abänderung des in Fig. 11 gezeigten Blockdiagramms zur Farbbilderzeugung mit einem Substrat der in Fig. 18 gezeigten Art,

Fig. 21 einen Teil eines Flußdiagramms für eine Druckoperation mit dem Substrat nach Fig. 18,

Fig. 22 einen weiteren Teil des Flußdiagramms,

Fig. 23 eine Tabelle zur Darstellung des Zusammenhangs von Bildpixelsi gnalen dreier Primärfarben und einem Steuersignal, und

Fig. 24 das Zeitdiagramm eines Impulssignals und eines Steuersignals für eine Druckkopf-Treiberschaltung.

Fig. 1 zeigt ein Substrat 10, das bei einer ersten Ausführungsform einer Bilder zeugungseinrichtung verwendet wird. Das Substrat 10 besteht aus einem Papier blatt 12, einer Mikrokapselschicht 14 und einem darauf vorhandenen transparen ten Schutzfilm 16.

Die Mikrokapselschicht 14 enthält drei Mikrokapselarten: erste Mikrokapseln 18C mit Cyan-Farbstoff, zweite Mikrokapseln 18M mit Magenta-Farbstoff und dritte Mikrokapseln 18Y mit Gelb-Farbstoff. Diese Mikrokapseln 18C, 18M und 18Y sind in der Mikrokapselschicht 14 gleichmäßig verteilt. Jede Mikrokapselart enthält Mi krokapseln mit einer Hülle aus Kunstharz, die normalerweise weiß ist. Ferner können die Mikrokapseln 18C, 18M, 18Y nach einem bekannten Polymerisations verfahren wie Grenzschicht-Polymerisation, in-situ-Polymerisation o. ä. hergestellt sein und haben dann einen mittleren Durchmesser einiger Mikron, z. B. 5 µm bis 10 µm.

Enthält das Papierblatt 12 einen Einzelpigmentfarbstoff, so kann das Kunstharz material der Mikrokapseln 18C, 18M und 18Y dasselbe Pigment enthalten.

Zum gleichmäßigen Ausbilden der Mikrokapselschicht 14 werden gleiche Anteile der Cyan-, der Magenta- und der Gelb-Mikrokapseln 18C, 18M und 18Y homogen mit einer Bindemittellösung zu einer Suspension gemischt, und das Papierblatt 12 wird mit der Bindemittellösung beschichtet, die dann die Mikrokapseln 18C, 18M und 18Y enthält. Hierzu wird ein Zerstäuber verwendet.

In Fig. 1 ist die Mikrokapselschicht 14 zwar mit einer Dicke entsprechend dem Durchmesser der Mikrokapseln 18C, 18M und 18Y dargestellt. Die Mikrokapseln liegen jedoch auch übereinander, so daß die Mikrokapselschicht 14 eine größere Dicke als ein Mikrokapseldurchmesser hat.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wird für jede Mikrokapselart ein Kunstharz mit Gedächtniseffekt verwendet. Ein solches Material ist z. B. Polyure thankunstharz wie Polynorbornen, trans-1,4-Polyisoprenpolyurethan. Andere derartige Kunstharze wie Polyimidharze, Polyamidharze, Polyvinylchloridharze, Polyesterharze usw. können gleichfalls angewendet werden.

Wie aus der in Fig. 2 gezeigten Grafik hervorgeht, hat das Kunstharz einen Ela stizitätskoeffizienten, der sich bei einer Glasübergangstemperatur Tg abrupt än dert. In dem Kunstharz wird die Brownsche Molekularbewegung in einem Niedrig temperaturbereich a unter der Glasübergangstemperatur Tg unterbunden, so daß das Kunstharz dort eine Glasphase hat. Andererseits wird die Brownsche Bewegung in einem Hochtemperaturbereich b über der Glasübergangstemperatur Tg zunehmend energetisch, so daß das Kunstharz in diesem Bereich eine Gummielastizität hat.

Der Gedächtniseffekt des Kunstharzes ergibt sich durch die folgende Eigenschaft: Wird eine Masse des Kunstharzes in dem Niedrigtemperaturbereich a zu einem Gegenstand geformt und dann über die Glasübergangstemperatur Tg hinaus er hitzt, so wird der Gegenstand frei deformierbar. Erhält er dann eine andere Form, so wird diese Form bei Abkühlung unter die Glasübergangstemperatur Tg fixiert und beibehalten. Wird er nochmals über die Glasübergangstemperatur Tg hinaus erhitzt, ohne einer äußeren Kraft ausgesetzt zu werden, nimmt er seine Original form wieder an.

Bei dem Substrat 10 wird die Gedächtniseigenschaft an sich nicht genutzt, jedoch wird die abrupte Änderung des Elastizitätskoeffizienten so genutzt, daß die drei Mikrokapselarten 18C, 18M und 18Y bei unterschiedlichen Temperaturen und un terschiedlichen Druckwerten selektiv gebrochen und gequetscht werden.

Wie die in Fig. 3 dargestellte Grafik zeigt, wird das Kunstharz der Cyan-Mikro kapseln 18C mit einem charakteristischen Elastizitätskoeffizienten hergestellt, dessen Verlauf über der Temperatur mit einer durchgezogenen Linie dargestellt ist, für die eine Glasübergangstemperatur T₁ gilt. Das Kunstharz der Magenta- Mikrokapseln 18M hat einen strichpunktiert dargestellten Verlauf des Elastizitäts koeffizienten und eine Glasübergangstemperatur T₂. Das Kunstharz der Gelb-Mi krokapseln 18Y hat einen doppeltstrichpunktiert dargestellten Verlauf des Ela stizitätskoeffizienten und eine Glasübergangstemperatur T₃.

Durch geeignetes Ändern der Zusammensetzung des Kunstharzes und/oder ge eignete Auswahl ergeben sich Kunstharze mit Gedächtniseffekt und einer Glas übergangstemperatur T₁, T₂ und T₃.

Wie Fig. 4 zeigt, haben die Wände der Mikrokapseln 18C, 18M und 18Y unter schiedliche Dicken W_C, W_M und W_Y. Die Dicke W_C ist größer als die Dicke W_M, und diese ist größer als die Dicke W_Y.

Die Dicke Wc der Cyan-Mikrokapseln 18C ist so gewählt, daß jede Mikrokapsel bei einem Druck zwischen einem kritischen Brechdruck P₃ und einem oberen Grenzdruck P_UL (Fig. 3) kompaktiert und gebrochen wird, wenn sie eine Tempe ratur zwischen den Glasübergangstemperaturen T₁ und T₂ hat. Die Wanddicke W_M der Magenta-Mikrokapseln 18M ist so gewählt, daß jede Mikrokapsel bei ei nem Druck zwischen einem kritischen Brechdruck P₂ und dem kritischen Brech druck P₃ (Fig. 3) kompaktiert und gebrochen wird, wenn sie eine Temperatur zwi schen den Glasübergangstemperaturen T₂ und T₃ hat. Die Wanddicke W_Y der Gelb-Mikrokapseln 18Y ist so gewählt, daß jede Mikrokapsel bei einem Druck zwischen einem kritischen Brechdruck P₁ und dem kritischen Brechdruck P₂ (Fig. 3) kompaktiert und gebrochen wird, wenn sie eine Temperatur zwischen der Glasübergangstemperatur T₃ und einer oberen Grenztemperatur T_UL hat.

Der obere Grenzdruck P_UL und die obere Grenztemperatur T_UL sind mit Rück sicht auf die Eigenschaften der verwendeten Kunstharze mit Gedächtniseffekt geeignet gewählt.

Hieraus ergibt sich, daß durch geeignete Wahl einer Temperatur und eines Brechdrucks zur Einwirkung auf das Substrat 10 ein selektives Quetschen und Brechen der Mikrokapselarten 18C, 18M und 18Y möglich ist.

Fallen die Heiztemperatur und der Brechdruck in den schraffierten Cyan-Entwick lungsbereich C (Fig. 3), der durch Temperaturen zwischen den Glasübergangs temperaturen T₁ und T₂ und durch Druckwerte zwischen dem kritischen Brech druck P₃ und dem oberen Grenzdruck P_UL definiert ist, so werden nur die Cyan- Mikrokapseln 18C gequetscht und gebrochen, wie es in Fig. 5 beispielhaft darge stellt ist. Fallen die Heiztemperatur und der Druck in den schraffierten Magenta- Entwicklungsbereich M, der durch Temperaturen zwischen den Glasübergangs temperaturen T₂ und T₃ und Druckwerte zwischen den kritischen Brechdruckwer ten P₂ und P₃ definiert ist, so werden nur die Magenta-Mikrokapseln 18M ge quetscht und gebrochen. Fallen die Heiztemperatur und der Brechdruck in den schraffierten Gelb-Entwicklungsbereich Y, der durch Temperaturen zwischen der Glasübergangstemperatur T₃ und dem oberen Grenzdruck P_UL und durch Druckwerte zwischen den kritischen Brechdruckwerten P₁ und P₂ definiert ist, so werden nur die Gelb-Mikrokapseln 18Y gequetscht und gebrochen.

Wenn also die Heiztemperatur und der Brechdruck für das Substrat 10 entspre chend einer Folge digitaler Farbbildpixelsignale geeignet gesteuert werden, nämlich digitaler Cyan-Bildpixelsignale, digitaler Magenta-Bildpixelsignale und di gitaler Gelb-Bildpixelsignale, so kann auf dem Substrat 10 entsprechend diesen Bildpixelsignalen ein Farbbild erzeugt werden.

Fig. 6 zeigt schematisch eine Bilderzeugungseinrichtung, die als Zeilenfarb drucker aufgebaut ist und ein Farbbild auf dem Substrat 10 erzeugt.

Der Farbdrucker hat ein Rechteck-Parallelepipedgehäuse 20 mit einer Eintritts öffnung 22 und einer Austrittsöffnung 24 in der Oberseite bzw. einer Seitenwand. Das Substrat 10 wird in das Gehäuse 20 durch die Eintrittsöffnung 22 eingeführt und dann aus der Austrittsöffnung 24 ausgegeben, nachdem ein Farbbild auf ihm erzeugt wurde.

In Fig. 6 ist der Transportweg 26 des Substrats 10 strichpunktiert dargestellt. Dieser Transportweg 26 wird durch eine erste Führungsplatte 28, eine zweite Führungsplatte 30 und eine dritte Führungsplatte 32 definiert, die in dem Gehäu se 20 mit gegenseitigem Abstand angeordnet sind.

Der Farbdrucker enthält eine bewegliche Thermodruckkopfanordnung 34 unter dem Transportweg 26, die zwischen mehreren Positionen geschwenkt werden kann.

Die Thermodruckkopfanordnung 34 hat eine länglich-rechteckige Grundplatte 36 z. B. aus Keramik mit zwei seitlich vorstehenden Achsvorsprüngen 38. Diese sind aufeinander längs einer Schwenkachse ausgerichtet, die an einer der Längskan ten der Grundplatte 36 liegt, und in zwei nicht dargestellten Lagern gelagert, wel che an einem nicht dargestellten Rahmen des Druckers befestigt sind.

Wie Fig. 6 zeigt, ist die Grundplatte 36 mit einem Elektromagneten 40 gekoppelt, dessen Zylinder an einem Punkt 42 schwenkbar ist. Sein Kolben ist mit der Grundplatte 36 nahe der anderen Längskante gekoppelt. Eine Anschlagachse 44 liegt nahe unter der Führungsplatte 30 und über der Oberseite der Grundplatte 36.

Die Grundplatte 36 und damit die Thermodruckkopfanordnung 34 können zwi schen einer ersten, in Fig. 6 gezeigten Position und einer zweiten Position ge schwenkt werden, bei der die Grundplatte 34 an die Anschlagachse 44 anschlägt. Ist der Elektromagnet 40 ausgeschaltet, so wird die Thermodruckkopfanordnung 34 in der ersten Position gehalten. Wird der Elektromagnet 40 eingeschaltet, so schwenkt die Thermodruckkopfanordnung 34 in die zweite Position.

Wie Fig. 7 zeigt, enthält die Thermodruckkopfanordnung 34 auch eine Anordnung aus n Widerstandselementen an ihrer Oberseite, von denen vier Widerstände R₁, R₂, R₃, R₄ dargestellt sind. Jeder Widerstand besteht aus einem gebogenen Bimetallelement, das als Druck/Temperatur-Element dient, wie noch beschrieben wird. In Fig. 6 ist nur ein Widerstandselement R_n zu erkennen.

Die Widerstände oder Bimetallelemente sind mit einer integrierten Treiberschal tung 46 an der Oberseite der Grundplatte 36 sowie mit einem gemeinsamen Mas seanschluß 48 gleichfalls an der Oberseite der Grundplatte 36 verbunden. Die Leiterbahnen 46 und 48 können fotolithografisch hergestellt sein.

Der Farbdrucker enthält als Druckgegenlage auch eine Druckwalze 50 aus einem geeigneten Hartgummi, die so angeordnet ist, daß ein Teil ihres Umfangs in dem Zwischenraum zwischen den Führungsplatten 30 und 32 der Anordnung der n gebogenen Bimetallelemente gegenüberliegt. Wird die Thermodruckkopfanord nung 34 aus der ersten in die zweite Position geschwenkt, so werden die Bime tallelemente R_n mit einem vorbestimmten Druck gegen die Druckwalze 50 ge drückt.

In Fig. 6 sind zur besseren Übersicht die Thermodruckkopfanordnung 34 und die Druckwalze 50 mit einem relativ großen Abstand zwischen den Bimetallelementen R_n und der Druckwalze 50 bei der ersten Position der Thermodruckkopfan ordnung 34 dargestellt. Die Thermodruckkopfanordnung 34 ist aber nahe der Druckwalze 50 so angeordnet, daß die Anordnung der Bimetallelemente R_n mit der Druckwalze 50 in Kontakt steht. Die Schwenkbewegung der Thermodruck kopfanordnung 34 zwischen der ersten und der zweiten Position ist also sehr klein.

Während einer Druckoperation wird die Druckwalze 50 in der Pfeilrichtung A (Fig. 6) intermittierend gedreht, so daß das Substrat 10 zwischen ihr und den Bime tallelementen R_n schrittweise bewegt wird. Während dieser Schrittbewegung wird ein Farbbild zeilenweise auf dem Substrat 10 erzeugt, und dieser Zeilendruckvor gang wird durch Schwenken der Thermodruckkopfanordnung 34 aus der ersten in die zweite Position hervorgerufen. Das Substrat 10 wird hierzu in die Eintritts öffnung 22 so eingeführt, daß der transparente Schutzfilm 16 mit der Anordnung der Bimetallelemente R_n in Berührung kommt.

Ist kein Bimetallelement R_n elektrisch beschaltet, d. h. es wird also nicht erhitzt, so stehen alle Bimetallelemente R_n mit einem maximalen Betrag zur Druckwalze 50 hin vor. Wird ein Bimetallelement R_n durch elektrisches Beschalten erhitzt, so wird es zurückgestellt. Wird die Thermodruckkopfanordnung 34 aus der ersten in die zweite Position (Druckposition) verstellt, nachdem ein Bimetallelement R_n für eine vorgegebene Zeit aufgeheizt wurde, so ist der mit diesem aufgeheizten Bimetallelement R_n auf die Druckwalze 50 ausgeübte Druck kleiner als der mit einem nicht aufgeheizten Bimetallelement R_n ausgeübte Druck.

Befindet sich die Thermodruckkopfanordnung 34 in der Druckposition, so ist der maximale Grad des Vorstehens eines jeden Bimetallelements R_n bei fehlender Aufheizung so eingestellt, daß der auf die Druckwalze ausgeübte Druck weitge hend gleich dem oberen Grenzdruckwert P_UL (Fig. 3) ist.

Wird die Thermodruckkopfanordnung 34 aus der Nicht-Druckposition nach Auf heizen eines der Bimetallelemente R_n auf eine Temperatur zwischen den Glas übergangstemperaturen T₁ und T₂ in die Druckposition geschwenkt, so steht das erhitzte Bimetallelement R_n nur noch so weit vor, daß der mit ihm auf die Druck walze 50 ausgeübte Druck zwischen dem oberen Grenzdruck P_UL und dem kriti schen Brechdruck P₃ (Fig. 3) liegt. Befindet sich das Substrat 10 zwischen der Druckwalze 50 und der Anordnung der Bimetallelemente R_n, wie es Fig. 8 zeigt, so wird ein örtlicher Bereich der Mikrokapselschicht 14, gegen den das Bimetall element R_n gedrückt ist, der Temperatur zwischen den Glasübergangstemperatu ren T₁ und T₂ und dem Druck zwischen dem oberen Grenzdruckwert P_UL und dem kritischen Brechdruck P₃ (Fig. 3) ausgesetzt. Dadurch werden nur die Cyan- Mikrokapseln 18C in dem örtlichen Bereich der Mikrokapselschicht 14 kompaktiert und gebrochen, so daß der Cyan-Farbstoff aus ihnen austritt und der örtliche Be reich als Cyan-Bildpunkt auf der Mikrokapselschicht 14 des Substrats 10 ent wickelt wird.

Wird die Thermodruckkopfanordnung 34 aus der Nicht-Druckposition nach Auf heizen eines Bimetallelements R_n auf eine Temperatur zwischen den Glasüber gangstemperaturen T₂ und T₃ in die Druckposition geschwenkt, so ist der Grad des Vorstehens des aufgeheizten Bimetallelements R_n so verringert, daß der auf die Druckwalze 50 damit ausgeübte Druck zwischen den kritischen Brechdruck werten P₂ und P₃ (Fig. 3) liegt. Befindet sich das Substrat 10 zwischen der Druckwalze 50 und der Anordnung der Bimetallelemente R_n, wie es Fig. 9 zeigt, so wird nur ein örtlicher Bereich der Mikrokapselschicht 14, gegen den das be treffende Bimetallelement R_n gedrückt ist, der Temperatur zwischen den Glas übergangstemperaturen T₂ und T₃ und dem Druck zwischen den kritischen Brechdruckwerten P₂ und P₃ (Fig. 3) ausgesetzt. Dadurch werden nur die Ma genta-Mikrokapseln 18M in dem örtlichen Bereich der Mikrokapselschicht 14 kompaktiert und gebrochen, wodurch aus ihnen der Magenta-Farbstoff austritt und der örtliche Bereich als Magenta-Bildpunkt auf der Mikrokapselschicht 14 des Substrats 10 entwickelt wird.

Wird die Thermodruckkopfanordnung 34 aus der Nicht-Druckposition nach Auf heizen eines Bimetallelements R_n auf eine Temperatur zwischen den Glasüber gangstemperaturen T₃ und T₄ in die Druckposition geschwenkt, so ist der Grad des Vorstehens des aufgeheizten Bimetallelements R_n so verringert, daß der damit auf die Druckwalze 50 ausgeübte Druck zwischen den kritischen Brech druckwerten P₁ und P₂ (Fig. 3) liegt. Befindet sich das Substrat 10 zwischen der Druckwalze 50 und der Anordnung der Bimetallelemente R_n, wie es Fig. 10 zeigt, so wird nur ein örtlicher Bereich der Mikrokapselschicht 14, gegen den das Bime tallelement R_n gedrückt ist, der Temperatur zwischen den Glasübergangstempe raturen T₃ und T_UL und dem Druck zwischen den kritischen Brechdruckwerten P₁ und P₂ (Fig. 3) ausgesetzt. Somit werden nur die Gelb-Mikrokapseln 18Y in dem örtlichen Bereich der Mikrokapselschicht 14 kompaktiert und gebrochen, so daß aus ihnen der Gelb-Farbstoff austritt und nur der örtliche Bereich als Gelb- Bildpunkt auf der Mikrokapselschicht 14 des Substrats 10 entwickelt wird.

In Fig. 6 sind eine Steuerschaltungskarte 52 zum Steuern der Druckoperation des Farbdruckers und eine elektrische Stromversorgung 54 für die Steuerschaltungs karte 52, den Elektromagneten 40 und die Bimetallelemente R_n usw. dargestellt.

Fig. 11 zeigt das Blockdiagramm der Steuerschaltungskarte 52. Eine Drucker steuerung 56 enthält einen Mikrocomputer. Sie empfängt eine Folge digitaler Farbbildpixelsignale aus einem Personalcomputer oder einem Wortprozessor (nicht dargestellt), über eine Schnittstelle 58. Die empfangenen digitalen Farb bildpixelsignale werden dann in einem Speicher 60 gespeichert.

Die Steuerschaltungskarte 52 enthält auch eine Motortreiberschaltung 62 für ei nen Elektromotor 64, z. B. einen Schrittmotor, einen Servomotor o. ä., der zum Drehen der Druckwalze 50 entsprechend einer Folge Antriebsimpulse aus der Motortreiberschaltung 62 dient. Die Ausgabe der Antriebsimpulse aus der Motor treiberschaltung 62 an den Elektromotor 64 wird mit der Druckersteuerung 56 gesteuert.

Ferner enthält die Steuerschaltungskarte 52 eine Elektromagnettreiberschaltung 66 für den Elektromagneten 40 (Fig. 6). Der Elektromagnet 40 wird mit der Trei berschaltung 66 über die Druckersteuerung 56 eingeschaltet. Wie erwähnt, ist der Elektromagnet 40 normalerweise ausgeschaltet, so daß die Thermodruckkopfan ordnung 34 in der Nicht-Druckposition gehalten wird. Wenn der Elektromagnet 40 mit der Treiberschaltung 66 eingeschaltet wird, so wird die Thermodruck kopfanordnung 34 aus der ersten in die zweite Position bzw. die Druckposition geschwenkt.

Wie Fig. 11 zeigt, enthält die Steuerschaltungskarte 52 ferner eine Treiberschal tung 68, die mit der Druckersteuerung 56 zum selektiven Einschalten der n gebo genen Bimetallelemente R₁ bis R_n gesteuert wird. Diese Einschalten wird mit n Gruppen aus Impulssignalen STC und Steuersignalen DAG, n Gruppen aus Im pulssignalen STM und Steuersignalen DAM und n Gruppen Impulssignalen STY und Steuersignalen DAY gesteuert, die von der Druckersteuerung 56 an die Trei berschaltung 68 entsprechend einer Zeile digitaler Farbbildpixelsignale ausge geben werden, nämlich einer Einzelzeile digitaler Cyan-Bildpixelsignale, einer Einzelzeile digitaler Magenta-Bildpixelsignale und einer Einzelzeile digitaler Gelb- Bildpixelsignale.

Die Treiberschaltung 68 enthält n Gruppen UND-Glieder und Transistoren für die Bimetallelemente R₁ bis R_n. In Fig. 12 sind ein UND-Glied 70 und ein Transistor 72 als Beispiel für eine Gruppe dargestellt. Ein Impulssignal STC, STM oder STY und ein Steuersignal DAG, DAM oder DAY wird von der Druckersteuerung 56 je weils einem Eingang des UND-Gliedes 70 zugeführt. Die Basis des Transistors 72 ist mit dem Ausgang des UND-Gliedes 70 verbunden. Sein Kollektor ist mit der Versorgungsspannung V_CC verbunden, sein Emitter ist mit einem ihm zugeordne ten Bimetallelement R_n verbunden.

In Fig. 13 und 14 ist das Flußdiagramm einer Druckoperation der Druckersteue rung 52 für ein erstes Ausführungsbeispiel der Druckeinrichtung dargestellt. Diese Operation wird im folgenden erläutert.

Bei Schritt 1301 wird geprüft, ob in dem Speicher 60 ein Einzelfeld aus Farbbild pixelsignalen (Cyan, Magenta, Gelb) gespeichert ist. Wie bereits ausgeführt, kann ein Einzelfeld aus Farbbildpixelsignalen aus einem Personalcomputer oder einem Wortprozessor (nicht dargestellt) über die Schnittstelle 58 empfangen werden. Wird die Speicherung eines solchen Einzelfeldes bestätigt, so geht die Steuerung zu Schritt 1302, bei dem der Elektromotor 64 so betätigt wird, daß ein Substrat 10 in eine Druckbeginnstellung gebracht wird.

Bei Schritt 1303 wird geprüft, ob das Substrat 10 die Druckbeginnstellung erreicht hat, d. h. ob es sich in Druckposition befindet. Wird dies bestätigt, so geht die Steuerung zu Schritt 1304, und der Elektromotor 64 wird stillgesetzt. Dann werden bei Schritt 1305 Zähler N und L rückgestellt.

Bei Schritt 1306 wird aus dem Speicher 60 mit der Druckersteuerung 56 eine Einzelzeile digitaler einfarbiger Bildpixelsignale einer ersten Einzelzeile digitaler Farbbildpixelsignale abgerufen. Da in diesem Zustand N=0 ist, sind diese digita len Einfarben-Bildpixelsignale der Farbe Cyan zugeordnet. Dann werden bei Schritt 1307 Impulssignale STC und Steuersignale DAC in n Gruppen entspre chend der Einzelzeile digitaler Cyan-Bildpixelsignale erzeugt. Wird eine Gruppe aus einem Impulssignal STC und einem Steuersignal DAC entsprechend einem digitalen Cyan-Bildpixelsignal erzeugt, so ändert sich das Steuersignal DAG mit den Binärwerten des entsprechenden digitalen Cyan-Bildpixelsignals. Wie das Zeitdiagramm in Fig. 15 zeigt, wird das Steuersignal DAC als Oben-Impuls der Impulsbreite PWC ausgegeben, wenn das digitale Cyan-Bildpixelsignal den Wert 1 hat, die mit der Impulsbreite des Impulssignals STC übereinstimmt, während bei einem Digitalwert 0 des Bildpixelsignals das Steuersignal DAG ein Unten-Impuls ist.

Bei Schritt 1308 werden die n Bimetallelemente R_n wahlweise eingeschaltet ent sprechend den n Gruppen aus Impulssignalen STC und Steuersignalen DAG. Nur bei einem Binärwert 1 des digitalen Cyan-Bildpixelsignals wird der entsprechende Transistor 72 der Impulsbreite PWC des Impulssignals STC eingeschaltet, so daß das entsprechende Bimetallelement R_n elektrisch gespeist wird.

Bei Schritt 1309 wird geprüft, ob eine vorbestimmte sehr kurze Zeit abgelaufen ist, in der das Bimetallelement R_n auf die Temperatur zwischen den Glasübergangs temperaturen T₁ und T₂ erhitzt wurde. Nach Ablauf der vorbestimmten Zeit geht die Steuerung zu Schritt 1310, bei dem der Elektromagnet 40 mit der Treiber schaltung 66 eingeschaltet wird, so daß die Thermodruckkopfanordnung 34 aus der Nicht-Druckposition (Fig. 3) in die Druckposition geschwenkt wird, wodurch die erhitzten Bimetallelemente R_n Cyan-Bildpunkte längs einer ersten Einzelzeile auf der Mikrokapselschicht 14 des Substrats 10 erzeugen.

Bei Schritt 1311 wird geprüft, ob eine vorbestimmte sehr kurze Zeit abgelaufen ist, in der die Entwicklung der Cyan-Bildpunkte mit Sicherheit abgeschlossen ist. Nach Ablauf der vorbestimmten Zeit geht die Steuerung zu Schritt 1312, bei dem der Elektromagnet 40 von der Treiberschaltung 66 ausgeschaltet wird, so daß die Thermodruckkopfanordnung 34 aus der Druckposition in die Nicht-Druckposition (Fig. 3) geschwenkt wird. Dann wird bei Schritt 1313 die selektive Einschaltung der Bimetallelemente R_n unterbrochen.

Bei Schritt 1314 wird geprüft, ob der Zähler N den Wert 2 enthält. Hat er ihn noch nicht erreicht, so geht die Steuerung zu Schritt 1315, bei dem der Zählerstand um 1 erhöht wird. Dann kehrt die Steuerung zu Schritt 1306 zurück.

Bei Schritt 1306 wird, falls der Zählerstand 1 ist, eine weitere Einzelzeile digitaler Einfarben-Bildpixelsignale der ersten Einzelzeile der Farbbildpixelsignale aus dem Speicher 60 mit der Druckersteuerung 56 abgerufen. Da in diesem Zustand N=1 ist, sind diese abgerufenen digitalen Einfarben-Bildpixelsignale der Farbe Magenta zugeordnet. Dann werden bei Schritt 1307 Impulssignale STM und Steuersignale DAM in n Gruppen entsprechend der Einzelzeile digitaler Magenta- Bildpixelsignale erzeugt. Wird eine Gruppe aus einem Impulssignal STM und ei nem Steuersignal DAM entsprechend einem digitalen Magenta-Bildpixelsignal er zeugt, so ändert sich das Steuersignal DAM mit den Binärwerten des digitalen Magenta-Bildpixelsignals. Wie das Zeitdiagramm in Fig. 16 zeigt, wird das Steu ersignal DAM als Oben-Impuls mit der Impulsbreite PWM des Impulssignals STM ausgegeben, die größer als die Impulsbreite PWC des Impulssignals STC ist, wenn das digitale Magenta-Bildpixelsignal den Wert 1 hat. Hat es aber den Wert 0, so bleibt das Steuersignal DAM auf niedrigem Pegel.

Bei Schritt 1308 werden die n Bimetallelemente R_n selektiv entsprechend den n Gruppen aus Impulssignalen STM und Steuersignalen DAM eingeschaltet. Nur wenn das digitale Magenta-Bildpixelsignal den Wert 1 hat, wird ein entsprechen der Transistor 72 der Impulsbreite PWM des Impulssignals STM eingeschaltet, so daß das ihm zugeordnete Bimetallelement R_n elektrisch gespeist wird.

Bei Schritt 1309 wird geprüft, ob eine vorbestimmte sehr kurze Zeit abgelaufen ist, in der das eingeschaltete Bimetallelement R_n auf die Temperatur zwischen den Glasübergangstemperaturen T₂ und T₃ erhitzt wurde. Ist diese Zeit abgelaufen, so geht die Steuerung zu Schritt 1310, bei dem der Elektromagnet 40 mit der Treiberschaltung 66 eingeschaltet wird, so daß die Thermodruckkopfanordnung 34 aus der Nicht-Druckposition (Fig. 3) in die Druckposition geschwenkt wird und die erhitzten Bimetallelemente R_n längs der ersten Einzelzeile auf der Mikrokap selschicht 14 des Substrats 10 Magenta-Bildpunkte erzeugen.

Bei Schritt 1311 wird geprüft, ob eine vorbestimmte sehr kurze Zeit abgelaufen ist, in der die Entwicklung der Magenta-Bildpunkte sicher abgeschlossen ist. Nach Ablauf der vorbestimmten Zeit geht die Steuerung zu Schritt 1312, bei dem der Elektromagnet 40 mit der Treiberschaltung 66 abgeschaltet wird, so daß die Thermodruckkopfanordnung 34 aus der Druckposition in die Nicht-Druckposition (Fig. 3) geschwenkt wird. Dann wird bei Schritt 1313 das selektive Einschalten der Bimetallelemente R_n unterbrochen.

Bei Schritt 1314 wird geprüft, ob der Zähler N den Inhalt 2 hat. Ist der Zählerstand 2 noch nicht erreicht, so geht die Steuerung zu Schritt 1315, bei dem der Inhalt um 1 erhöht wird. Dann kehrt die Steuerung wieder zu Schritt 1306 zurück.

Bei Schritt 1306 wird die restliche Einzelzeile digitaler Einfarben-Bildpixelsignale der ersten Einzelzeile aus Farbbildpixelsignalen mit der Druckersteuerung 56 aus dem Speicher 60 abgerufen, wenn der Zählerstand 2 erreicht ist. In diesem Zustand (N=2) sind die abgerufenen digitalen Einfarben-Bildpixelsignale der Farbe Gelb zugeordnet. Dann werden bei Schritt 1307 Impulssignale STY und Steuersignale DAY in n Gruppen entsprechend der Einzelzeile digitaler Gelb- Bildpixelsignale erzeugt. Wird eine Gruppe mit einem Impulssignal STY und ei nem Steuersignal DAY entsprechend einem digitalen Gelb-Bildpixelsignal er zeugt, so ändert sich das Steuersignal DAY mit den Binärwerten des digitalen Gelb-Bildpixelsignals. Wie das Zeitdiagramm in Fig. 17 zeigt, wird das Steuersi gnal DAY als Oben-Impuls der Impulsbreite PWY länger als die Impulsbreite PWM des Impulssignals STM ausgegeben, wenn das digitale Gelb-Bildpixelsignal den Wert 1 hat. Hat es aber den Wert 0, so wird das Steuersignal DAY auf niedri gem Pegel gehalten.

Bei Schritt 1308 werden n Bimetallelemente R_n entsprechend den n Gruppen Impulssignale STY und Steuersignale DAY elektrisch gespeist. Nur wenn das digitale Gelb-Bildpixelsignal den Wert 1 hat, wird ein entsprechender Transistor 72 während der Impulsbreite PWY des Impulssignals STY eingeschaltet, so daß das ihm zugeordnete Bimetallelement R_n elektrisch gespeist wird.

Bei Schritt 1309 wird geprüft, ob eine vorbestimmte sehr kurze Zeit abgelaufen ist, in der das eingeschaltete Bimetallelement R_n auf die Temperatur zwischen der Glasübergangstemperatur T₃ und der oberen Grenztemperatur T_UL erhitzt wurde. Nach Ablauf der vorbestimmten Zeit geht die Steuerung zu Schritt 1310, bei dem der Elektromagnet 40 mit der Treiberschaltung 66 eingeschaltet wird, so daß die Thermodruckkopfanordnung 34 aus der Nicht-Druckposition (Fig. 3) in die Druckposition geschwenkt wird, wodurch die erhitzten Bimetallelemente R_n längs der ersten Einzelzeile auf der Mikrokapselschicht 14 des Substrats 10 Gelb-Bild punkte entwickeln.

Bei Schritt 1311 wird geprüft, ob eine vorbestimmte sehr kurze Zeit abgelaufen ist, in der die Entwicklung der Gelb-Bildpunkte sicher abgeschlossen ist. Nach Ablauf der vorbestimmten Zeit geht die Steuerung zu Schritt 1312, bei dem der Elektro magnet 40 mit der Treiberschaltung 66 abgeschaltet wird, so daß die Thermo druckkopfanordnung 34 aus der Druckposition in die Nicht-Druckposition (Fig. 3) geschwenkt wird. Dann wird bei Schritt 1313 die selektive Einschaltung der Bime tallelemente R_n unterbrochen.

Bei Schritt 1314 wird geprüft, ob der Inhalt des Zählers N den Wert 2 hat. In die sem Zustand (N=2) geht die Steuerung zu Schritt 1316, bei dem der Elektromotor 64 so betätigt wird, daß das Substrat 10 um einen Schritt entsprechend einer Zeile transportiert wird. Dann wird bei Schritt 1314 geprüft, ob der Inhalt des Zählers L den Wert SL hat, der der Summe von Einzelzeilen aus Farbbildpixelsi gnalen entsprechend einem Feld digitaler Farbbildpixelsignale entspricht. Ist L<SL, so geht die Steuerung zu Schritt 1318, bei dem der Inhalt des Zählers L um 1 erhöht wird, wonach sie zu Schritt 1306 zurückkehrt. Der vorstehend beschrie bene zeilenweise Farbdruck wird entsprechend den aufeinander folgenden Ein zelzeilen digitaler Farbbildpixelsignale wiederholt, bis der Inhalt des Zählers L den Stand SL erreicht hat.

Hat bei Schritt 1317 der Zähler L den Stand SL erreicht, sind also alle zeilenweise Farbdrucke abgeschlossen, so geht die Steuerung zu Schritt 1319, bei dem der Elektromotor 64 so betätigt wird, daß das Substrat 10 mit dem aufgedruckten Farbbild aus dem Drucker ausgegeben wird. Dann wird geprüft, ob eine weitere Druckoperation auszuführen ist. Trifft dies zu, so kehrt die Steuerung zu Schritt 1301 zurück. Ist kein weiterer Druck auszuführen, so wird die Routine beendet.

Fig. 18 zeigt ein weiteres Substrat 74, das in einer zweiten Ausführungsform einer Bilderzeugung angewendet wird. Dieses Substrat 74 ist ähnlich wie das in Fig. 1 gezeigte Substrat 10 aufgebaut. Es besteht aus einem Papierblatt 76, einer Mi krokapselschicht 78 und einem transparenten Schutzfilm 80 auf der Mikrokapsel schicht 78. Ähnlich wie bei dem Substrat 10 besteht die Mikrokapselschicht 78 aus drei Mikrokapselarten, nämlich ersten Mikrokapseln 82C mit Cyan-Farbstoff, zweiten Mikrokapseln 82M mit Magenta-Farbstoff und dritten Mikrokapseln 82Y mit Gelb-Farbstoff. Diese Mikrokapseln 82C, 82M und 82Y sind in der Mikrokap selschicht 78 gleichmäßig verteilt.

Wie eine in Fig. 19 dargestellte Grafik zeigt, hat das Substrat 74 gegenüber dem Substrat 10 den Unterschied, daß das Kunstharz der Cyan-Mikrokapseln 82C ei nen durchgezogen dargestellten Verlauf des Elastizitätskoeffizienten über der Temperatur hat. Das Kunstharz der Magenta-Mikrokapseln 82M hat einen strich punktiert dargestellten Verlauf des Elastizitätskoeffizienten. Das Kunstharz der Gelb-Mikrokapseln 82Y hat einen doppeltstrichpunktiert dargestellten Verlauf des Elastizitätskoeffizienten.

Das Kunstharz der Cyan-Mikrokapseln 82C hat eine Glasübergangstemperatur T₁ und verliert seine Gummielastizität, wenn es auf eine Temperatur T₄ erhitzt wird, wodurch es thermisch geschmolzen oder plastifiziert wird. Das Kunstharz der Magenta-Mikrokapseln 82M hat eine Glasübergangstemperatur T₂ und ver liert seine Gummielastizität bei Erhitzen auf eine Temperatur T₆, wodurch es thermisch geschmolzen oder plastifiziert wird. Das Kunstharz der Gelb-Mikrokap seln 82Y hat eine Glasübergangstemperatur T₃ und verliert seine Gummielasti zität bei Erhitzen auf eine Temperatur T₅, wodurch es thermisch geschmolzen oder plastifiziert wird.

Wie die in Fig. 19 dargestellte Grafik zeigt, wird die Wand der Cyan-Mikrokapseln 82C bei einem Brechdruck zwischen einem kritischen Brechdruck P₃ und einem oberen Grenzwert P_UL kompaktiert und gebrochen, wenn sie eine Temperatur zwischen den Glasübergangstemperaturen T₁ und T₂ hat. Ähnlich wird die Wand der Magenta-Mikrokapseln 82M bei einem Brechdruck zwischen dem kritischen Brechdruck P₂ und dem kritischen Brechdruck P₃ kompaktiert und gebrochen, wenn sie eine Temperatur zwischen den Glasübergangstemperaturen T₂ und T₃ hat, und die Wand der Gelb-Mikrokapseln 82Y wird kompaktiert und gebrochen bei einem Brechdruck zwischen dem kritischen Brechdruck P₁ und dem kritischen Brechdruck P₂, wenn sie eine Temperatur zwischen der Glasübergangstempera tur T₃ und der Plastifizierungstemperatur T₄ hat.

Ferner werden die Wände der Cyan- und der Magenta-Mikrokapseln 82C und 82M kompaktiert und gebrochen bei einem Brechdruck zwischen dem kritischen Brechdruck P₃ und dem oberen Grenzdruck P_UL, wenn sie eine Temperatur zwi schen den Glasübergangstemperaturen T₂ und T₃ haben. Die Wände der Ma genta- und der Gelb-Mikrokapseln 82M und 82Y werden gebrochen und kom paktiert bei einem Brechdruck zwischen den kritischen Brechdruckwerten P₂ und P₃, wenn sie eine Temperatur zwischen der Glasübergangstemperatur T₃ und der Plastifizierungstemperatur T₄ haben. Die Wände der Cyan- und der Gelb-Mi krokapseln 82C und 82Y werden geschmolzen oder leicht gebrochen und kom paktiert bei einem Brechdruck zwischen einem kritischen Brechdruck P₀ und dem kritischen Brechdruck P₁, wenn sie eine Temperatur zwischen den Plastifizie rungstemperaturen T₅ und T₆ von Gelb und Magenta haben. Zusätzlich werden die Wände der Cyan-, der Magenta- und der Gelb-Mikrokapseln 82C, 82M und 82Y thermisch geschmolzen oder leicht gebrochen und kompaktiert bei einem Brechdruck zwischen dem kritischen Brechdruck P₃ und dem oberen Grenzwert P_UL, wenn die Cyan-, die Magenta- und die Gelb-Mikrokapseln 82C, 82M und 82Y zumindest die Plastifizierungstemperatur T₄ haben.

Durch geeignetes Wählen einer Heiztemperatur und eines Brechdrucks für das Substrat 74 ist es also möglich, die Cyan-, die Magenta- und die Gelb-Mikrokap seln 82C, 82M, 82Y selektiv zu schmelzen und/oder zu brechen.

Fallen die gewählte Heiztemperatur und der Brechdruck z. B. in den schraffierten Cyan-Entwicklungsbereich C (Fig. 19), der durch eine Temperatur zwischen den Glasübergangstemperaturen T₁ und T₂ und durch einen Druck zwischen dem kri tischen Brechdruck P₃ und dem oberen Grenzwert P_UL definiert ist, so werden nur die Cyan-Mikrokapseln 82C kompaktiert und gebrochen, wodurch die Farbe Cyan entwickelt wird. Fallen die gewählte Heiztemperatur und der Brechdruck in den schraffierten Magenta-Entwicklungsbereich M, der durch eine Temperatur zwischen den Glasübergangstemperaturen T₂ und T₃ und durch einen Druck zwischen den kritischen Brechdruckwerten P₂ und P₃ definiert ist, so werden nur die Magenta-Mikrokapseln 82M kompaktiert und gebrochen, wodurch die Farbe Magenta entwickelt wird. Fallen die gewählte Heiztemperatur und der Brechdruck in den schraffierten Gelb-Entwicklungsbereich Y, der durch eine Temperatur zwi schen der Glasübergangstemperatur T₃ und der Plastifizierungstemperatur T₄ und durch einen Druck zwischen den Brechdruckwerten P₁ und P₂ definiert ist, so werden nur die Gelb-Mikrokapseln 82Y kompaktiert und gebrochen, wodurch die Farbe Gelb entwickelt wird.

Fallen die gewählte Heiztemperatur und der Brechdruck in einen schraffierten Blau-Entwicklungsbereich BE, der durch eine Temperatur zwischen den Glas übergangstemperaturen T₂ und T₃ und durch einen Druck zwischen dem kriti schen Brechdruck P₃ und dem oberen Grenzdruck P_UL definiert ist, so werden die Cyan- und die Magenta-Mikrokapseln 82C und 82M kompaktiert und gebro chen, wodurch die Farbe Blau entwickelt wird. Fallen die gewählte Heiztemperatur und der Brechdruck in einen schraffierten Rot-Entwicklungsbereich R, der durch eine Temperatur zwischen der Glasübergangstemperatur T₃ und der Plastifizie rungstemperatur T₄ und durch einen Druck zwischen den Brechdruckwerten P₂ und P₃ definiert ist, so werden die Magenta- und die Gelb-Mikrokapseln 82M und 82Y kompaktiert und gebrochen, wodurch die Farbe Rot entwickelt wird. Fallen die gewählte Heiztemperatur und der Brechdruck in einen schraffierten Grün- Entwicklungsbereich G, der durch eine Temperatur zwischen den Plastifizie rungstemperaturen T₅ und T₆ und durch einen Druck zwischen den kritischen Brechdruckwerten P₀ und P₂ definiert ist, so werden die Cyan- und die Gelb-Mi krokapseln 82C und 82Y thermisch geschmolzen oder leicht gebrochen, wodurch die Farbe Grün entwickelt wird. Fallen die gewählte Heiztemperatur und der Brechdruck in einen schraffierten Schwarz-Entwicklungsbereich BK, der durch ei ne Temperatur zwischen den Plastifizierungstemperaturen T₄ und T₆ und durch einen Druck zwischen dem kritischen Brechdruck P₃ und dem oberen Grenzdruck P_UL definiert ist, so werden die Cyan-, die Magenta- und die Gelb-Mikrokapseln 82C, 82M und 82Y thermisch geschmolzen und/oder leicht gebrochen, wodurch die Farbe Schwarz entwickelt wird.

Wenn die Wahl einer Heiztemperatur und eines Brechdrucks für das Substrat 74 entsprechend den digitalen Farbbildpixelsignalen, nämlich den digitalen Cyan- Bildpixelsignalen, den digitalen Magenta-Bildpixelsignalen und den digitalen Gelb-Bildpixelsignalen gesteuert wird, so ist es also möglich, auf dem Substrat 74 aus den digitalen Farbbildpixelsignalen ein Mehrfarbenbild zu erzeugen.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Bilderzeugung müssen drei Druckopera tionen ausgeführt werden, bevor eine Einzelzeile eines Farbbildes auf der Mikro kapselschicht 14 des Substrats 10 erhalten wird. Dies sind ein Cyan-Druck zum Entwickeln cyanfarbener Bildpunkte, ein Magenta-Druck zum Entwickeln magen tafarbener Bildpunkte und ein Gelb-Druck zum Entwickeln gelber Bildpunkte ent sprechend einer Einzelzeile digitaler Cyan-, Magenta- und Gelb-Bildpixelsignale.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Bilderzeugungseinrichtung mit dem Substrat 74 kann eine Einzelzeile eines Farbbildes auf der Mikrokapselschicht 78 des Substrats 74 mit dem Zeilendrucker nach Fig. 6 und 7 gedruckt werden. Zu diesem Zweck müssen die Bimetallelemente R_n und die Steuerschaltungskarte 52 abgeändert sein.

Zunächst wird gemäß der in Fig. 19 gezeigten Grafik jedes gebogene Bimetall element R_n so abgeändert, daß es eine lineare Druck/Temperatur-Charakteristik TP hat, die durch alle Farbentwicklungsbereiche C, BE, M, R, Y, G und BK (Fig. 19) verläuft. Andererseits wird die Steuerschaltungskarte 52 in der in Fig. 20 ge zeigten Weise abgeändert. Das selektive Einschalten der n Bimetallelemente R₁ bis R_n wird durch n Gruppen aus Impulssignalen ST und Steuersignalen DA ge steuert, die von der Druckersteuerung 56 an die Treiberschaltung 68 abgegeben werden.

In Fig. 21 und 22 ist das Flußdiagramm einer Druckoperation der Druckersteue rung 52 für das zweite Ausführungsbeispiel der Bilderzeugungseinrichtung dar gestellt und wird im folgenden beschrieben.

Bei Schritt 2101 wird geprüft, ob ein Einzelfeld aus Bildpixelsignalen der Farben Cyan, Magenta und Gelb in dem Speicher 60 enthalten ist. Wird dies bestätigt, so geht die Steuerung zu Schritt 2102, bei dem der Elektromotor 64 so betätigt wird, daß ein Substrat 74 in eine Druckbeginnposition transportiert wird.

Bei Schritt 2103 wird geprüft, ob das Substrat 74 die Druckbeginnposition erreicht hat, d. h. ob es sich in Druckposition befindet. Wird dies bestätigt, so geht die Steuerung zu Schritt 2104, und der Elektromotor 64 wird abgeschaltet. Dann wird bei Schritt 2105 der Zähler L rückgesetzt.

Bei Schritt 2106 wird eine erste Einzelzeile digitaler Bildpixelsignale der Farben Cyan, Magenta und Gelb aus dem Speicher 60 mit der Druckersteuerung 56 ab gerufen. Dann werden bei Schritt 2107 Impulssignale ST und Steuersignale DA in n Gruppen entsprechend der ersten Einzelzeile digitaler Farbbildpixelsignale erzeugt. Wird eine Gruppe aus einem Impulssignal ST und einem Steuersignal DA entsprechend einem digitalen Cyan-Bildpixelsignal, einem digitalen Magenta- Bildpixelsignal und einem digitalen Gelb-Bildpixelsignal erzeugt, so ändert sich das Steuersignal DA entsprechend einer Kombination aus Binärwerten dieser Farbbildpixelsignale, wie es in Fig. 23 tabellarisch und in Fig. 24 in einem Zeit diagramm dargestellt ist. In der Tabelle in Fig. 23 sind die Farbbildpixelsignaie mit CS, MS und YS bezeichnet.

Wie Fig. 23 und 24 zeigen, wird das Steuersignal DA als Oben-Impuls HLP1 mit der Impulsbreite PW1 kürzer als die Impulsbreite SPW des Impulssignals ST er zeugt, wenn nur das digitale Cyan-Bildpixelsignal CS den Wert 1 hat und die üb rigen digitalen Magenta- und Gelb-Bildpixelsignale MS und S den Wert 0 haben. Haben die digitalen Cyan- und Magenta-Bildpixelsignale CS und MS den Wert 1 und das Gelb-Bildpixelsignal YS den Wert 0, so wird das Steuersignal DA als Oben-Impuls HLP2 mit der Impulsbreite PW2 länger als die Impulsbreite PW1 des Oben-Impulses HLP1 erzeugt. Hat nur das digitale Magenta-Bildpixelsignal MS den Wert 1 und haben die übrigen Cyan- und Gelb-Bildpixelsignale CS und YS den Wert 0, so wird das Steuersignal DA als Oben-Impuls HLP3 mit der Impuls breite PW3 länger als die Impulsbreite PW2 des Oben-Impulses HLP2 erzeugt. Haben die digitalen Magenta- und Gelb-Bildpixelsignale MS und YS den Wert 1 und das Cyan-Bildpixelsignal CS den Wert 0, so wird das Steuersignal DA als Oben-Impuls HLP4 mit der Impulsbreite PW4 länger als die Impulsbreite PW3 des Oben-Impulses HLP3 erzeugt. Hat nur das digitale Gelb-Bildpixelsignal YS den Wert 1 und die übrigen Cyan- und Magenta-Bildpixelsignale CS und MS den Wert 0, so wird das Steuersignal DA als Oben-Impuls HLP5 mit der Impulsbreite PW5 länger als die Impulsbreite PW4 des Oben-Impulses HLP4 erzeugt. Haben die digitalen Cyan- und Gelb-Bildpixelsignale CS und YS den Wert 1 und das Magenta-Bildpixelsignal MS den Wert 0, so wird das Steuersignal DA als Oben- Impuls HLP6 mit der Impulsbreite PW6 länger als die Impulsbreite PW5 des Oben-Impulses HLP5 erzeugt. Haben die digitalen Cyan-, Magenta- und Gelb- Bildpixelsignale CS, MS und YS den Wert 1, so wird das Steuersignal DA als Oben-Impuls HLP7 mit der Impulsbreite PW7 des Impulssignals ST der Impuls breite SPW erzeugt. Haben die digitalen Cyan-, Magenta- und Gelb-Bildpixelsi gnale CS, MS und YS den Wert 0, so wird das Steuersignal DA auf niedrigem Pegel gehalten.

Bei Schritt 2108 werden die n Bimetallelemente R_n selektiv elektrisch eingeschal tet entsprechend den n Gruppen aus Impulssignalen ST und Steuersignalen DA. Wird eines der n Steuersignale DA als Oben-Impuls HLP1, HLP2, HLP3, HLP4, HLP5, HLP6 oder HLP7 ausgegeben, so wird ein entsprechender Transistor 72 während der Impulsbreite PW1 bis PW7 eingeschaltet, so daß das ihm zugeord nete Bimetallelemente R_n eingeschaltet wird. Durch dieses Einschalten während der Impulsbreite PW1 wird das betreffende Bimetallelement R_n auf eine Tempe ratur im Cyan-Entwicklungsbereich C erhitzt. Durch Einschalten des Bimetallele ments R_n während der Impulsbreite PW2 wird das Bimetallelement R_n auf eine Temperatur im Blau-Entwicklungsbereich BE erhitzt. Durch Einschalten des Bime tallelements R_n während der Impulsbreite PW3 wird es auf eine Temperatur in dem Magenta-Entwicklungsbereich M erhitzt. Durch Einschalten eines Bimetall elements während der Impulsbreite PW4 wird es auf eine Temperatur in dem Rot- Entwicklungsbereich R erhitzt. Durch Einschalten eines Bimetallelements R_n während der Impulsbreite PW5 wird es auf eine Temperatur in dem Gelb- Entwicklungsbereich Y erhitzt. Durch Einschalten des Bimetallelements R_n wäh rend der Impulsbreite PW6 wird es auf eine Temperatur in dem Grün-Entwick lungsbereich G erhitzt. Durch Einschalten eines Bimetallelements R_n während der Impulsbreite PW7 wird es auf eine Temperatur in dem Schwarz-Entwicklungsbe reich BK erhitzt. Wenn eines der Steuersignale DA auf niedrigem Pegel gehalten wird, ist der entsprechende Transistor 72 gesperrt, so daß das entsprechende Bimetallelement R_n nicht eingeschaltet ist.

Bei Schritt 2109 wird geprüft, ob eine vorbestimmte kurze Zeit abgelaufen ist, in der die eingeschalteten Bimetallelemente R_n auf Temperaturen erhitzt wurden, die durch die Farbentwicklungsbereiche C, BE, M, R, Y, G und BK definiert sind. Ist die vorbestimmte Zeit abgelaufen, so geht die Steuerung zu Schritt 2110, bei dem der Elektromagnet 40 mit der Treiberschaltung 66 eingeschaltet wird, so daß die Thermodruckkopfanordnung 34 aus der Nicht-Druckposition in die Druckpo sition geschwenkt wird und die erhitzten Bimetallelemente R_n die Farben Cyan, Blau, Magenta, Rot, Gelb, Grün und Schwarz längs einer ersten Einzelzeile in der Mikrokapselschicht 78 auf dem Substrat 74 entwickeln.

Bei Schritt 2111 wird geprüft, ob eine vorbestimmte kurze Zeit abgelaufen ist, in der die Entwicklung der Cyan-Bildpunkte sicher abgeschlossen ist. Ist diese Zeit abgelaufen, so geht die Steuerung zu Schritt 2112, bei dem der Elektromagnet 40 mit der Treiberschaltung 66 abgeschaltet wird, so daß die Thermodruck kopfanordnung 34 aus der Druckposition in die Nicht-Druckposition geschwenkt wird. Dann wird bei Schritt 2113 das selektive Einschalten der Bimetallelemente R_n unterbrochen.

Bei Schritt 2114 wird der Elektromotor 64 so betätigt, daß das Substrat 74 um ei nen Schritt entsprechend einer Zeile transportiert wird. Dann wird bei Schritt 2115 geprüft, ob der Inhalt des Zählers L den Stand SL erreicht hat, der der Summe der Einzelzeilen aus Farbbildpixelsignalen entsprechend einem Feld digitaler Farb bildpixelsignale entspricht. Ist L<SL, so geht die Steuerung zu Schritt 2116, bei dem der Inhalt des Zählers L um 1 erhöht wird, wonach die Steuerung zu Schritt 2106 zurückkehrt. Das vorstehend beschriebene zeilenweise Farbdrucken, wie derholt sich entsprechend den aufeinander folgenden Einzelzeilen digitaler Farbbildpixelsignale, bis der Inhalt des Zählers L den Stand SL erreicht hat.

Bei Schritt 2115 geht die Steuerung zu Schritt 2117, wenn der Inhalt des Zählers L den Stand SL erreicht hat, d. h. wenn alle zeilenweisen Druckoperationen ab geschlossen sind. Dabei wird der Elektromotor 64 so betätigt, daß das Substrat 74 mit dem darauf vorhandenen Farbbild aus dem Drucker ausgegeben wird. Dann wird geprüft, ob eine weitere Druckoperation auszuführen ist. Trifft dies zu, so kehrt die Steuerung zu Schritt 2101 zurück. Ist eine weitere Druckoperation nicht erforderlich, so wird die Routine beendet.

Als Farbstoff für die Mikrokapseln kann ein Leuko-Pigment benutzt werden. Die ses erzeugt an sich keine Pigmentierung, d. h. es ist farblos oder transparent und erzeugt keine Einzelfarbe, bis es mit einem Farbentwickler chemisch reagiert. In diesem Fall ist der Farbentwickler in dem Bindemittel enthalten, das einen Teil der Mikrokapselschicht 14 bzw. 78 bildet.

Mit den vorstehenden Bilderzeugungseinrichtungen können anstelle von Mehr farbenbildern auch Einfarbenbilder erzeugt werden. Dann besteht die jeweilige Mikrokapselschicht 14 bzw. 78 aus nur einer Mikrokapselart, deren Mikrokapseln z. B. mit schwarzem Farbstoff gefüllt sind.

Claims

1. Bilderzeugungssystem mit
einem Substrat mit Unterlage, einer Mikrokapselschicht mit mindestens einer Mikrokapselart, deren Mikrokapseln mit einem Farbstoff gefüllt sind,
wobei die mindestens eine Mikrokapselart eine Druck/Temperatur-Charakte ristik derart hat, daß der Farbstoff aus den Mikrokapseln bei Quetschen und Brechen mit einem vorbestimmten Druck und einer vorbestimmten Tempe ratur austritt,
und mit einer Druck/Temperatur-Erzeugungseinheit mit einer Druckgegen lage, einer Thermodruckkopfanordnung mit mindestens einem der Druckge genlage derart zugeordneten gebogenen Bimetallelement, daß das Substrat zwischen die Druckgegenlage und die Thermodruckkopfanordnung geführt werden kann, und mit einem elektrischen Speisesystem, das das mindestens eine gebogene Bimetallelement entsprechend Bilderzeugungsdaten elek trisch aufheizt, wobei das Bimetallelement abhängig von der elektrischen Aufheizung seine Zuordnung zu der Druckgegenlage derart ändert, daß ein auf die Druckgegenlage mit ihm ausgeübter Druck gleich dem vorbestimm ten Druck wird, wenn es auf die vorbestimmte Temperatur erhitzt ist.

2. Bilderzeugungssystem mit
einem Substrat mit Unterlage, einer Mikrokapselschicht mit mindestens zwei Mikrokapselarten, deren Mikrokapseln jeweils mit einem für jede Mikrokap selart spezifischen Farbstoff gefüllt sind,
wobei die Mikrokapselarten jeweils eine Druck/Temperatur-Charakteristik derart haben, daß der Farbstoff aus den Mikrokapseln bei Quetschen und Brechen mit einem vorbestimmten, für jede Mikrokapselart spezifischen Druck und einer vorbestimmten, für jede Mikrokapselart spezifischen Tempe ratur austritt,
und mit einer Druck/Temperatur-Erzeugungseinheit mit einer Druckgegen lage, einer Thermodruckkopfanordnung mit mindestens einem der Druckge genlage derart zugeordneten gebogenen Bimetallelement, daß das Substrat zwischen die Druckgegenlage und die Thermodruckkopfanordnung geführt werden kann, und mit einem elektrischen Speisesystem, das das mindestens eine gebogene Bimetallelement entsprechend Bilderzeugungsdaten elek trisch aufheizt, wobei das Bimetallelement abhängig von der elektrischen Aufheizung seine Zuordnung zu der Druckgegenlage derart ändert, daß ein auf die Druckgegenlage mit ihm ausgeübter Druck gleich dem vorbestimm ten Druck wird, wenn es auf die vorbestimmte Temperatur erhitzt ist.

3. Bilderzeugungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine gebogene Bimetallelement so ausgebildet ist, daß es seinen Abstand zu der Druckgegenlage mit zunehmender elektrischer Aufheizung vergrößert.

4. Bilderzeugungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Thermodruckkopfanordnung zwischen ei ner ersten Position, in der das mindestens eine gebogene Bimetallelement einen vernachlässigbaren Druck auf die Druckgegenlage ausübt, und einer zweiten Position, bei der das mindestens eine gebogene Bimetallelement einen Druck auf die Druckgegenlage ausübt, bewegbar ist und aus der er sten in die zweite Position nach Aufheizen auf seine vorbestimmte Tempe ratur bewegt wird.

5. Bilderzeugungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Thermodruckkopfanordnung mehrere ge bogene Bimetallelemente enthält, die nebeneinander liegend eine Zeile bil den, und daß die Druckgegenlage als drehbare Druckwalze ausgebildet und parallel zu der Zeile angeordnet ist.

6. Bilderzeugungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gebogenen Bimetallelemente selektiv entsprechend einer Einzelzeile der Bildinformationsdaten elektrisch aufheizbar sind.