CN113474174B - 直接热敏打印介质中成色层的排序 - Google Patents
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Abstract
本发明大体上涉及打印系统，且更具体地，涉及在直接热敏打印介质中成色层的排序。本发明提供直接热敏打印介质，其中色彩层的排序改进印刷品的感知图像清晰度和色彩均匀性。
Description
发明领域
本发明大体上涉及打印系统，且更具体地，涉及在直接热敏打印介质中成色层的排序。通常，直接热敏打印机使用其打印头来加热特殊的、化学处理过的标贴材料。当标贴材料的部分响应热而变暗时，产生印刷品。
背景技术
在本领域中近50年来已知直接热敏彩色打印介质。参见，例如美国专利号3,488,705；3,745,009。现有技术的直接热敏成像系统已经使用了几种不同的化学机制来产生色彩变化。一些已经采用了本质上不稳定且在被加热时分解形成可见色彩的化合物。参见，例如美国专利号3,488,705；3,745,009；3,832,212；4,380,629；4,720,449；4,243,052；4,602,263和5,350,870。其他现有技术的热成像介质依赖熔融来触发图像形成。通常，两种或更多种一起反应产生色彩变化的化合物以它们彼此分离的方式(例如作为小晶体的分散体)涂覆到衬底上。这些化合物本身的熔融或另外的可熔媒介物的熔融使它们彼此接触，并导致形成可见图像。参见，例如美国专利号2,417,897；4,636,819。这类热成像材料及其各种组合现在是公知的，并且采用这些材料制备热敏记录元件的各种方法也是公知的，并且已经在例如美国专利号3,539,375；4,401,717和4,415,633中描述。
在过去的二十年中，在本领域中已经进行了若干努力来改进直接热敏彩色打印介质。参见，例如美国专利号6,801,233；7,008,759；7,166,558；7,176,161；7,220,868；7,279,264；7,282,317；7,504,360；7,635,660；7,704,667；7,807,607；8,372,782；8,377,844；8,502,848；8,722,574。
随着成像系统技术水平的发展和致力于提供能够满足新的性能要求的新的成像系统、以及减少或消除已知系统的一些不期望的特性，具有一种新的直接热敏打印介质系统将是有利的，在所述系统中，色彩层的排序改进印刷品的感知图像清晰度和色彩均匀性。
发明内容
以下呈现了本发明的简化概述，以便提供对本发明的一些方面的基本理解。这个概述不是本发明的广泛综述。它既不旨在确认本发明的关键或重要要素，也不旨在描绘本发明的范围。其唯一目的是以简化形式呈现本发明的一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的前奏。
在本发明的一个方面，公开了直接热敏打印介质，其中色彩层的排序改进印刷品的感知图像清晰度和色彩均匀性。在一个实施方案中，本发明的特征在于多色直接热敏打印机输出介质，其包括表面和三个单独的成色层，所述成色层能够形成青色(C)、品红色(M)和黄色(Y)，其中黄色成色物是底部成色层。在另一个实施方案中，青色成色物是顶部成色层，且品红色成色物是中间成色层。在又一个实施方案中，热敏打印机输出介质还包括在顶部成色层和中间成色层之间的第一惰性层，和在中间成色层和底部成色层之间的第二惰性层。
在本发明的另一方面，公开了具有多色直接热敏打印机的多色直接热敏打印系统，所述多色直接热敏打印机包括：一个或多个打印头，所述一个或多个打印头中的每一个包含加热元件的线性阵列；和输出介质。所述输出介质被传送经过打印头元件以产生二维图像。所述输出介质具有表面、青色(C)的顶部成色层、品红色(M)的中间成色层、黄色(Y)的底部成色层、在顶部成色层和中间成色层之间的第一惰性层和在中间成色层和底部成色层之间的第二惰性层。
在本发明的又一方面，公开了通过使用具有以下色彩顺序的结构的输出介质来增强多色直接热敏打印机输出的图像清晰度的方法：青色(C)的顶部形成层、品红色(M)的中间成色层和黄色(Y)的底部成色层。
在本发明的又一方面，公开了通过使用具有以下色彩顺序的结构的输出介质来增强多色直接热敏打印机输出的打印均匀性的方法：青色(C)的顶部形成层、品红色(M)的中间成色层和黄色(Y)的底部成色层。
附图说明
出于说明的目的，在以下描述的附图中示出本发明的某些实施方案。附图中相同的数字始终指示相同的元件。然而，应当理解，本发明不限于所示的精确布置、尺寸和仪器。在附图中：
图1是示例性直接热敏打印系统的方框图；
图2是示例性输出介质的图；
图3提供成色过程的两个极端的示意图。图3A示出可变密度过程，其中色彩在像素中均匀地产生，但是随着曝光时间从t＝0增加到t＝tmax，光学密度逐渐变化。图3B示出可变点过程，其中最大光学密度的色彩最初作为比像素尺寸小得多的小点形成，然后随着曝光时间的增加而增加尺寸直到其填充像素；
图4是在主观质量因子(SQF)的确定中使用的图像的实例；
图5是跨图4中所示的不同密度的正方形之间的边缘发生的光学密度转变的线图的实例；
图6是示出使用Granger简化的近似对比敏感度函数的线图；
图7描绘当打印头的加热元件压靠介质表面时，在介质的两个层中的示意性温度分布；
图8提供“倒置”C0064-130介质(CMY)的黄色层的一些组分的化学结构，即黄色染料ID1226 (图8a)、热敏溶剂TS425 (图8b)和酸性显色剂AD128 (图8c)；
图9提供“倒置”C0064-130介质(CMY)的青色层的一些组分的化学结构，即青色染料ID923 (图9a)和热敏溶剂TS376 (图9b)；
图10提供“倒置”C0064-130介质(CMY)的品红色层的一些组分的化学结构，即品红色染料ID1036 (图10a)、热敏溶剂TS395 (图10b)和热敏溶剂TS274 (图10c)；
图11提供常规Z2MT6结构(YMC)和“倒置”C0064-130结构(CMY)之间亮度的高空间频率波动的比较；
图12提供常规Z2MT6结构(YMC)和“倒置”C0064-130结构(CMY)之间的过滤数据的比较，所述过滤数据仅包含0.0135-0.5周期/毫米的低空间频率；
图13示出由“倒置”C0064-130结构中染料层的色彩顺序从YMC变为CMY而引起的SQF的增加；
图14提供第二示例性“倒置”Z3.0介质(CMY)的黄色层的一些组分的化学结构，即黄色染料ID1322 (图14a)和酸性显色剂AD139 (图14b)；
图15提供第二示例性“倒置”Z3.0介质(CMY)的青色层的一些组分的化学结构，即青色染料ID1283 (图15a)和酸性显色剂AD134 (图15b)；
图16示出由第二示例性“倒置”Z3.0结构中染料层的色彩顺序从YMC变为CMY而引起的SQF的增加；
图17提供常规Z2.5结构(YMC)和第二示例性“倒置”Z3.0结构(CMY)之间的条带噪声(非均匀性)的比较。
具体实施方式
现在参考附图描述主题创新，其中相同的参考数字始终用于指相同的元件。在以下描述中，为了解释的目的，阐述了许多具体细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，可以显而易见的是，本发明可在没有这些具体细节的情况下实践。在其他实例中，以方框图形式示出公知的结构和装置，以便于描述本发明。
定义
为了方便起见，下面提供在说明书、实施例和所附权利要求中使用的一些术语和短语的含义。除非另有说明或从上下文暗示，否则以下术语和短语包括以下提供的含义。提供定义以帮助描述特定实施方案，而不是旨在限制所要求保护的发明，因为本发明的范围仅由权利要求书限制。除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语均具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解相同的含义。如果在本领域中术语的使用与本文提供的其定义之间存在明显差异，则以说明书内提供的定义为准。
除非内容另外明确规定，否则在本说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式“一个(a)”、“一种(an)”和“所述(the)”包括多个指示物。例如，提及“单元”包括两个或更多个单元的组合等。
如本文所用，除非另有说明或从上下文中显而易见，否则关于值或参数的术语“大约”或“约”通常包括在数的任一方向(大于或小于)上落在5%、10%、15%或20%范围内的数(这样的数将为可能值的小于0%或超过100%的情况除外)。如本文所用，提及“大约”或“约”值或参数包括(和描述)涉及该值或参数的实施方案。例如，提及“约X”的描述包括“X”的描述。
如本文所用，术语“或”是指“和/或”。如本文中短语比如“A和/或B”中所使用的术语“和/或”旨在包括：A和B两者；A或B；A(单独)；和B(单独)。同样，如短语比如“A、B和/或C”中所使用的术语“和/或”旨在涵盖以下实施方案中的每一个：A、B和C；A、B或C；A或C；A或B；B或C；A和C；A和B；B和C；A (单独)；B (单独)；以及C (单独)。
如本文所用，术语“包含”是指除了所呈现的限定要素之外，还可存在其他要素。“包含”的使用指示包括而不是限制。
术语“由......组成”是指如本文所述的组合物、方法及其各自的组分，其不包括在实施方案的描述中未列举的任何要素。
如本文所用，术语“基本上由......组成”是指给定实施方案所需的那些要素。所述术语容许存在不会实质上影响本发明的该实施方案的基本和新颖或功能特征的另外的要素。
术语“增加的”、“增加”、“增强”、“增强的”、“改进”或“改进的”在本文中都用于指显著量的增加。在一些实施方案中，术语“增加”、“增加的”、“增强”、“增强的”、“改进”或“改进的”可指与参考水平相比增加至少10%，例如与参考水平相比增加至少约20%、或至少约30%、或至少约40%、或至少约50%、或至少约60%、或至少约70%、或至少约80%、或至少约90%或高达并包括增加100%或10-100%之间的任何增加，或与参考水平相比至少约2倍、或至少约3倍、或至少约4倍、或至少约5倍或至少约10倍增加、或2倍至10倍或更大倍数之间的任何增加。
本文在本发明的各个方面的描述内定义了其他术语。除非本文另有定义，否则结合本申请使用的科学和技术术语应具有本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义。应理解本发明不限于本文所述的特定方法、方案和试剂等，且本身可变化。本文所用的术语仅出于描述特定实施方案的目的，而并非旨在限制本发明的范围，本发明的范围仅由权利要求书限定。
直接热敏打印介质中成色层的排序
在图1中，示例性热敏打印机101包括一个或多个打印头104a-b，每个打印头包含加热元件106a-h (本文中也称为“打印头元件”)的线性阵列，这些加热元件由控制电路102激活以在输出介质108上打印。输出介质被传送经过打印头元件以产生二维图像。通过向个体打印头元件106a-h施加电脉冲以加热它们，打印由输出介质108的加热产生。
当电激活时，每个打印头元件106a-h在通过的输出介质108的一部分上产生有色点。具有较大或较密点的区域被感知为比具有较小或不太密点的区域更暗。数字图像被呈现为非常小且紧密间隔的点的二维阵列。
这种类型的打印机通常被分成两大类，分别称为“热转移打印机”和“直接热敏打印机”。热转移打印机使用来自打印头元件的热能将颜料或染料从供墨带转移到输出介质108。这种转移的机制可为熔融的有色蜡或树脂的质量转移，或着色剂从一个固体层到另一个固体层的热扩散或升华。直接热敏打印机使用来自打印头元件的热能来激活预先存在于输出介质108中的成色化学物质。直接热敏打印机不需要供墨带。
由打印头元件产生的输出的密度是提供给打印头元件的电能的量的函数。它可以通过如下来改变，例如，通过改变在特定时间间隔内提供给打印头元件的功率量，或者通过在更长或更短的时间间隔内向打印头元件提供固定功率。
在标题为“Thermal Imaging System”且通过引用并入本文中的美国专利号7,635,660 (‘660专利)中，描述了一种直接热敏成像系统，其中一个或多个打印头104a,b可在不使用供墨带的情况下，在单次通过中在输出介质108上打印多色图像。打印机101可打印这些图像，做法是通过加热单个表面而至少部分独立地激活输出介质108内的两个或更多个成色层，使得每种色彩可单独打印或以与其他色彩的可选择比例打印。
更详细地，图2是多色直接热敏打印机中的输出介质108的结构的示意性表示。该介质的一个表面带有三个成色层302、304和306，当加热到相应阈值温度T1、T2和T3之上时，每个成色层能够形成不同的色彩。三个成色层302、304和306由化学惰性间隔层303和305分开。层306此外由外涂层308覆盖，外涂层308可设计成提供保护以防刮痕、UV光、化学品等。打印由接触输出介质的表面310的电激活打印头加热元件介导。
在每个时间段中施加到打印头元件的均匀电脉冲的时间安排决定施加到打印头元件的平均电功率，并且用于选择嵌入在输出介质108中的图像形成层中的特定一个。因此，平均电功率可选择打印哪种色彩。
在有限时间内将具有相对较高平均电功率的电脉冲(即，紧密间隔的脉冲)施加到与输出介质的表面310接触的打印头元件上，可导致在成色层306中形成色彩，而不影响成色层302和304。在另一个极端，施加具有低平均电功率的电脉冲(即，宽间隔的脉冲)可在成色层302中形成色彩，而不影响成色层304或306。中间成色层304中色彩的形成可通过具有平均电功率的中间值的热脉冲来实现，条件是适当地选择间隔层303和305。
在选择平均功率水平以在选定的一个成色层中形成色彩的情况下，在该层中形成的点的光学密度由打印头元件继续供应热脉冲的时间长度控制。具有较短持续时间的脉冲流产生较小或较低光学密度并且被感知为较亮的点，而较长持续时间的脉冲流产生较大或较高光学密度并且被感知为较暗的点。
尚未提及由每个个体成色层形成的色彩。这种打印方法本质上是吸收性的。其通过从白色衬底反射的光或从透射穿过透明衬底的光吸收色彩来形成图像。色彩层的色彩的优选选择是黄色(Y)、品红色(M)和青色(C)，因为这些色彩分别对应于从最初为白色的光中吸收原色蓝色、绿色和红色。
当使用这组Y、M和C成色物时，仍然存在放置它们的层的选择。有三个成色层，表示为“顶部”(最靠近介质的加热表面的层306)、“中间”(深度上第二深的层304)和“底部”(离所述表面最远的层302)。这种类型的介质的第一成功实施方案是其中顶层是黄色(Y)、中间层是品红色(M)且底层是青色(C)的介质。这种结构被称为具有“YMC”色彩顺序。原则上，同样可以设想具有YCM、CYM、MYC、CMY或MCY色彩顺序的介质。看起来这些结构都会给出相似的色彩性能，因为这三层是可独立寻址的。然而，直到最近，这个问题还没有在实验上得到解决，因为难以找到可制造具有替代色彩顺序的介质的组分。
一个障碍是开发用于最顶层306的替代染料。如上所述，通过在非常短的时间内施加相对高的功率来实现该层中色彩的形成。为了使其成功，必须具有用于色彩形成的非常短的时间常数的成色物。
在本系统中使用的染料是“无定形变色的(amorphochromic)”。无定形变色染料在它们为结晶形式时具有一种色彩，并且当它们为无定形形式时具有另一种色彩。为了制造全色直接热敏印刷品，结晶形式的染料应该是无色的，并且对于大多数应用，无定形形式应该是青色、品红色或黄色。从结晶形式到无定形形式的转变可例如通过熔融晶体或通过将它们溶解在溶剂中来诱导。对于层306所需的短时间常数，优选的是，色彩直接通过熔融形成，而不需要在溶剂中溶解所需的额外时间。这要求染料不仅具有恰当的色彩，而且具有恰当的熔融温度，而这样的组合通常难以找到。
本发明提供具有CMY色彩顺序的结构的新型介质，将其与标准YMC顺序介质比较。已经发现，图像质量的显著差异由色彩层的排序的这种变化引起。图像清晰度和打印均匀性都显著改进。这种改进适用于基本上所有的黄色、品红色和青色染料，这些染料可制成具有恰当熔融温度的组合物。可用于本发明介质中的染料的实例包括美国专利号8,372,782中描述的编号为F-1至F-12的黄色染料、美国专利号7,807,607中的编号为1-47的品红色染料和美国专利号7,704,667中的编号为I至X的青色染料。
‘660专利描述了以常规热敏打印头下方的单次通过产生全色直接热敏印刷品的方法。介质由多层组成，这些层通常涂覆在白色塑料衬底上。第一层是子涂层，选择成改进后续层与衬底的粘附，并阻碍氧分子穿过衬底流入结构中。
在该层之后是一组三个成色层，通常色彩是黄色、品红色和青色，并且按照必须由设计者选择的顺序。成色层被惰性间隔层分开，所述间隔层设计成控制从介质的加热表面到个体成色层的热扩散速率。另外，在成色层和间隔层之间的每个界面处，可放置薄阻挡层，目的是防止化学组分在层之间的化学扩散。在这些界面处阻挡层的存在与否由化学扩散速率和所涉及的化学物质的交互性决定。只要可发现化学组成足够稳定，或者不影响形成的有色图像的稳定性，就可以消除一个或多个阻挡层，从而简化结构。
在顶部成色层上方并且最靠近介质的加热表面的是一个或多个薄层，其功能是保护介质以免磨损(例如，来自与打印头的滑动接触)和化学侵入(例如，水、指纹、氧)，并且滤除可能使染料层的色彩劣化的紫外光。
通常使用常规热敏打印头，通过将热施加到表面来使用介质。该打印头包括紧密间隔的加热元件的线性阵列，所述加热元件可个别地被电激活，以将按图像模式的热脉冲施加到介质。由于从表面上的加热元件到成色层的热扩散的时间延迟，并且由于三种成色组合物的不同熔融温度，当介质通过热敏打印头时，可选择在介质上每个位置处形成的色彩。短时间施加相对高功率的打印头元件在最接近表面的成色层306中产生色彩。长时间施加足够但较低功率的打印头元件在最靠近衬底的成色层302中产生色彩。中间成色层304由施加中间时间长度的中间功率水平的脉冲激活。通过在这三种类型的脉冲之间周期性地改变每个打印头元件的脉冲，可以几乎独立地选择在印刷品上的每个位置处产生的青色、品红色和黄色的量。
会设想，哪种染料(Y、M或C)用于色彩层306、304和302的选择将仅由寻找一组合适的成色组合物的实际问题来支配，所述成色组合物具有适当的吸收光谱，在恰当的温度下形成色彩，并且在组合到具有适当的阻挡层和保护层的多层结构中时可形成稳定的图像。这些考虑事项主要导致了目前商业化形式的介质的组成，其分别在顶部色彩层、中间色彩层和底部色彩层具有色彩顺序Y、M、C。然而，本发明提供可产生更高图像质量的图像的替代色彩顺序。
图像质量的差异由每个成色层中取决于它距加热表面的距离而发生的打印类型的差异所引起。特别地，在“可变点”和“可变密度”打印之间存在区别。如我们所讨论的，可将三种不同的功率水平施加到打印头像素，使得它们将优先打印在顶部成色层、中间成色层或底部成色层上。在这些功率水平中的每一个下，通常可通过施加更短或更长时间的该功率来改变所形成的色彩的光学密度。例如，可以选择当施加短时间时优先在顶部成色层中产生色彩的功率水平。在该短时间的范围内，存在从不形成顶层色彩的0到形成最大量的顶层色彩的最大值tmax变化的时间范围。施加选定的功率水平的时间更长，则该tmax可开始在其他成色层之一中产生色彩，并且损害顶层色彩的纯度。
色彩密度在这些极端之间变化的方式决定打印是属于可变点、可变密度还是两者的混合的类别。在可变点打印的情况下，色彩最初形成为在像素中心的最大光学密度Dmax的小点。随着脉冲时间的增加，点的尺寸增大，直到其填充整个像素(并且可能甚至在相邻像素中产生一些色彩)。在可变密度打印的情况下，在每个像素上基本上均匀地形成色彩，并且随着时间的推移，作为密度跨整个像素从0到Dmax的均匀增加的结果，光学密度改变。
图3中示意性地示出色彩形成过程的这两个极端。图3A示出可变密度过程，其中色彩在像素中均匀地产生，但是随着曝光时间从t＝0增加到t＝tmax，光学密度逐渐变化。图3B示出可变点过程，其中最大光学密度的色彩最初作为比像素尺寸小得多的小点形成，然后随着曝光时间的增加而增加尺寸直到其填充像素。中间情况也是可能的，其中色彩形成最初形成小于最大密度的不均匀点，其随后在尺寸和密度两方面都增加。在所有情况下，色彩的光学密度从零开始并上升到相似的最大值，但是其这样做的方式和产生的图像质量是不同的。
描述这两种类型的色彩形成的原因在于，直接热敏全色打印系统中的成色层中的每一个表现出不同的色彩产生形式。这是由于当热量在介质中从打印头加热元件向掩埋的成色层行进时发生的热量的横向扩展。
加热元件本身具有温度分布，其通常在加热器中心附近最高，并且在远离该中心的所有方向上下降。然而，成色组合物通过将结晶的无定形变色染料转化成无定形形式来操作，这通过直接熔融染料晶体本身来进行，或者通过熔融结晶热敏溶剂来进行，所述结晶热敏溶剂随后溶解结晶染料以形成在冷却时硬化的无定形混合物。在任一情况下，导致色彩形成的物理过程都是具有通常为10-20℃的温度宽度的熔融转变。因此，当使染料组合物与加热元件接触时，高于染料或热敏溶剂的熔融温度(以较低者为准)的加热器的中心部分导致向染料的有色无定形形式的转变，而仍然低于熔融温度的加热器的外部部分使成色组合物留在其无色状态。假设加热器的中心部分高于熔融温度，则这在像素中心处在介质中产生有色点，所述有色点被其周围的尚未超过熔融温度的透明区域围绕。如果加热器的温度通过施加另外的能量来增加，则较大部分的像素变成有色的，而较小部分保持无色。当施加了足够量的能量时，整个像素将高于熔融温度，并且像素将被完全着色。
刚刚描述的过程是可变点打印的情况，只要它以在像素的中心附近形成小的有色点开始，然后随着打印能量的增加而继续该点的尺寸的增长。这是成色层与加热元件直接接触或非常靠近加热元件的情况的特征。特别地，这是全色直接热敏介质的最顶部的成色层306的特征，该层非常接近加热元件。然而，这不是最底部的成色层的特征。
在以上给出的介质的描述中，已经描述了在介质的加热表面和底部成色层之间存在若干层。最重要地，这些层包括两个惰性夹层，一个在顶部成色层和中间成色层之间，且另一个在中间成色层和底部成色层之间。这两个惰性层占涂覆在衬底上的层的总厚度的大部分，并且可具有大约40微米的组合厚度。当热量从打印头加热元件穿过这些相对较厚的中间层行进到底部成色层时，热量横向以及向下扩散。这样进行时，横向温度分布变得更宽并且在相邻像素之间重叠。这通常导致温度分布不太尖锐，并且在每个像素上的温度变化范围比在顶部成色层中观察到的温度变化范围小。事实上，在没有仔细测量的情况下，难以辨别出从底部成色层中的每个像素的中心到边缘的光学密度的变化并不少见。温度分布的这种扩展产生更准确地表征为可变密度的打印。也就是说，在整个像素上表现出更均匀的密度，且光学密度随着打印能量增加和通过成色组合物的熔融转变温度范围而均匀增加。热量的扩展还延伸到相邻像素中，使得每个像素的光学密度不仅是施加到那个像素的加热元件的能量的函数，而且是供应到任一侧上的相邻加热元件(或像素)的能量的函数。这导致与顶部成色层相比，打印在底部成色层中的图像的清晰度降低。
如可以想象的，中间成色层具有介于可变点打印和可变密度打印之间的特性。一方面，容易辨识，色彩的光学密度在每个像素上是不均匀的，密度在每个像素的中心明显较高，而在边缘附近较低。另一方面，着色未被限制成具有被无色边界包围的明显有色点的形式。
总之，在每个成色层中的打印根据所述层距介质的加热表面的距离通过各种程度的清晰度来区分。最靠近加热元件的顶部成色层具有清晰的、分辨率良好的点。中间成色层具有可在像素与像素之间区分、但稍微延伸到相邻像素中的点。底部成色层具有难以辨识的点，其中相邻像素之间的加热重叠太多以致于相邻像素之间存在非常小的分辨率。
在介质中较深的层中的分辨率损失导致观察者所感知的图像的清晰度降低。然而，人观察者所感知的清晰度损失不仅取决于掩埋层302和304处的热分布变化，而且取决于观察者的眼睛察觉它们所引起的密度变化的能力。人视觉系统具有高度色彩相关的分辨能力，因此每个色彩层对清晰度的总体感知的贡献必须通过人眼分辨具有该层的色彩的图像中的特征的能力来加权。
人对清晰度的感知主要由从打印图像反射的光的亮度分量的空间频率含量来决定。根据国际电工委员会的标准IEC 61966-2-1:1999，亮度(Y')可通过下式由光的红、绿和蓝(R, G, B)贡献来确定：
Y’＝0.2126*R + 0.7152*G + 0.0722*B
在现有的直接热敏介质的情况下，色彩层用色彩C、M和Y标记。这些色彩与红色吸收性染料、绿色吸收性染料和蓝色吸收性染料的产生相关联，在该式中加权因子应用于这些染料。
使用从红色、绿色和蓝色到青色、品红色和黄色的标准转换(C＝1-R，M＝1-G，Y＝1-B)，我们可将这一亮度用C、M和Y表示如下：
Y’＝1 - 0.2126*C + 0.7152*M + 0.0722*Y
虽然这仅对于匹配IEC规范的染料是精确的，但是真实的是，通常，合理地称为“黄色”的任何染料对亮度将具有最低影响，并且合理地称为“品红色”的任何染料对亮度将具有最高影响，尽管精确的比率可能稍微变化。
因此，所述式可解释为指示青色层对感知清晰度具有21%的贡献，品红色层具有72%的贡献，并且黄色层具有7%的贡献。
这个结果的最显著的特征是，虽然黄色层影响图像的色彩，但是它对图像的感知清晰度的贡献非常小。实际上，当图像的黄色内容被单独打印时，所得图像极其不清楚，并且仅提供图像内容的非常“模糊”的视图。另一方面，单独打印图像的品红色内容提供占清晰度的70%之上的再现。
亮度Y'对R、G和B的依赖性是黄色层对于清晰度感知最不重要的良好证据。根据这个观察结果，结论是黄色染料因此应该位于像素产生最低分辨率图像的层中；即在离加热表面最远的层302中。
本发明提供一种介质，其具有在顶部的青色、在中间的品红色和在底部的黄色(CMY)，提供了比具有色彩顺序YMC的当前介质更高水平的清晰度。除了对色彩的强烈依赖性之外，人眼对密度变化的敏感性也是这些变化的空间频率的函数。人眼具有以每单位面积一定数量布置在中央凹中的色彩传感器(称为“视锥”)。这些传感器的分立性建立了眼睛能够达到的某一最大分辨率，因此实际上存在感知清晰度的上限。超过约2周期/毫米的空间频率(当从18”的标准观察距离观察时)，图像的清晰特征的改进再现变得越来越被眼睛意识到该改进的能力的减弱所抵消。同样真实的是，对于低于约0.5周期/毫米的空间频率，由于来自个体视觉传感器的信号被组合的方式，发生人视觉系统中的敏感度下降。这些事实体现在称为“对比敏感度函数”或CSF的量中，CSF是空间频率的函数，其峰值在约1周期/毫米处，并且在较低空间频率和较高空间频率都下降。
为了更精确地了解CSF的作用，可以评价名为SQF (主观质量因子)的量，在人测试中已经发现SQF与清晰度的感知非常相关。评价SQF的正式程序如下。从由许多正方形组成的图像开始，例如图4中所示的那些，每个正方形具有均匀的光学密度，正方形的密度以在它们之间以广泛不同的平均亮度提供清晰边缘的样品的方式分布。该图像被打印在被测介质上，以提供在介质上再现的正方形之间的转变的样品。然后在高分辨率平板扫描仪上扫描打印的样品。在这些图像中识别不同密度的正方形之间的边缘，且进行分析以提供跨边缘发生的光学密度转变的线图。在图5中示出两种介质结构的样品，指定为Z2.5 (YMC)和Z3.0 (CMY)。
为了评价这些转变的清晰度，计算调制传递函数(MTF)，这对于本领域技术人员是公知的。该MTF将密度-位置图分离为不同空间频率f的分量。由于人眼对所有这些频率不是同等敏感的，将MTF与CSF相乘，以得到由人眼感知的边缘数据的表示。
实际上，使用由于E. M. Granger的简化，其将CSF简单近似为空间频率的“窗口”，其对于0.5周期/毫米和2周期/毫米之间的空间频率具有值1.0，并且在所有其他空间频率下具有值0.0。用对实际CSF的这一简化近似计算的SQF值也已经在人测试中被验证为与它们的感知清晰度等级密切相关。通过这种简化，CSF的结果简单地将我们对空间频率的考虑限制在0.5周期/毫米至2周期/毫米的范围。见图6。因此在0.5-2周期/毫米的空间频率上积分MTF，得到SQF。在对数频率轴上进行积分，这引入1/f因子，且通过使用换算系数K将SQF归一化到0-100的尺度。
其中。
为了了解SQF的含义作为主观清晰度的度量，参考下表是有帮助的，所述表是观察者使用已经被人工修改成具有不同SQF的测试图像进行缩放测试的结果。
| SQF | 视觉描述 |
| ＞92 | 优异 |
| 85-92 | 很好 |
| 75-84 | 好 |
| 56-74 | 可接受 |
| 43-55 | 不令人满意 |
| 30-42 | 差 |
| ＜30 | 不可用 |
如图13所示(并且如以下实施例部分中更详细地解释)，SQF的改进是由于染料层的色彩顺序从YMC变为CMY而产生的。在该图中，符号Z2MT6是指具有YMC色彩顺序的现有技术介质样品。符号C0064-130是指实施本发明的具有CMY色彩顺序的示例性新型介质。SQF本身是清晰度度量，其值可取决于图像在其被评价的边缘周围的亮度。因此，将测量的SQF改进相对于边缘两侧上的亮度的平均值作图。中值SQF从65变为74。特别是在亮度范围的低端和高端，主观清晰度改进了非常显著的10-15个点。
由染料层的新色彩顺序产生的图像质量的另一个益处是图像均匀性之一。图像的不均匀性在图像的如下区域中是最明显的，这些区域意在色彩和亮度恒定，或者这些量逐渐变化。实例是标签的打印，对于标签，背景色彩通常选择为固定的纯色。其他实例是具有仅逐渐改变色彩的蓝天的图像，或者具有几乎恒定肤色的人脸。即使是由打印机或介质中的缺陷引起的色彩或亮度的小变化，这样的图像也可能严重劣化。
有两个导致直接热敏打印中的大多数均匀性问题的来源。第一种涉及介质传送经过打印头加热元件的速率的变化。如先前专利中已经描述，在直接热敏印刷品上每个点处的打印的色彩和密度取决于在该点处由打印头元件递送的功率和能量。功率主要负责选择其中发生打印的色彩层，并且能量影响该层中的打印密度。然而，这些量中的每一个都是在“每单位面积”的基础上测量的。“每单位面积能量”和“每单位面积递送的功率”是用于实现均匀打印的相关量。因此，均匀性可被传送速度的变化扰乱，传送速度的变化改变了每单位时间通过打印头元件的面积。介质的传送通常通过步进电机实现，步进电机后是齿轮系，以将电机的高速/低扭矩驱动减小到推进介质所必需的低速/高扭矩运动。步进电机和齿轮系中的个体齿轮都不可避免地具有小缺陷，这些缺陷导致速度的周期性偏移，这些周期性偏移表现为色彩或亮度的条带。虽然这种条带可通常非常有限，并且被通常出现在图像中的各种色彩和亮度变化所掩盖，但是在具有恒定或接近恒定的色彩和亮度的印刷品的区域中，它可能变得明显。
不均匀性的第二常见来源是介质本身的变化。习惯上将介质的层说成好像它们各自都具有精确均匀的厚度和组成，但是在实践中并非如此。这些层通过涂覆具有结晶染料、热敏溶剂和其他添加剂的悬浮体的液体而形成。尽管充分混合以实现均匀分布，但是这些成分仍然会经历分布的波动，这可能导致点与点之间的性质变化。此外，液体以一次多层涂覆过程涂覆，其中首先将个体液体层堆叠成层状流体，然后倾倒到衬底上并干燥。该过程在层流条件下进行，但是在涂覆和干燥过程中仍有机会发生层厚度或组成的局部变化。因此，最终介质在打印时可具有色彩或亮度上有微小变化的小区域的分布。
这些不均匀性的来源倾向于不成比例地作用于距介质的加热表面最远的色彩层302上。这一事实可追溯到以下事实：在这一层上的打印最接近可变密度打印，而在最接近加热表面的层306中，打印更接近可变点打印。这实际上意味着层302的曝光通常将具有更陡的响应曲线(打印的光学密度相比施加能量的对数)。为了了解为什么会这样，考虑这种示意性表示。
如前所讨论，当靠近元件测量时，打印头加热元件的温度分布通常是窄且有峰值的函数。温度在像素的中心最高，并且朝向边缘下降。在色彩层306附近的温度分布几乎相同。因此，层306将首先在每个像素的中心开始着色。然后，当将另外的能量施加到加热元件时，温度将继续上升，并且更多的该像素将上升到发生着色的阈值温度之上。最后，当像素中心处的温度足够高时，即使像素的边缘也将高于阈值着色温度，并且像素将达到其最大光学密度。
例如，考虑图7中的假设实例，其显示打印头的加热元件在被压靠在介质表面上时的示意性温度分布。图的左侧示出一定量的能量E0已经施加到元件的情况。像素的中心从25℃的环境起始温度开始加热，并且刚好达到着色的阈值温度，所述阈值温度取200℃。此时，像素边缘的温度可为例如150℃。在施加另外的能量dE之后，中心温度已经大幅地超过阈值温度，以致于现在即使是像素的边缘也处于阈值温度。这一额外温度是50℃，并且因此可能需要且另外的50/(200-25)＝29%的能量。因此，从初始着色到最大密度的变化在E0至1.29 E0的能量范围内发生，并且曝光曲线的斜率(其常规上被写为log(E)的函数)将近似为：
相同类型的粗略估计可应用于离表面最远的层302。在这种情况下，当热量从加热行进到层302时，发生大幅的热扩散。现在，热量的热分布较宽，使得像素的中心和边缘之间的温度可仅为10℃而不是50℃。这个新值仅与染料晶体的熔融曲线的宽度相当，因此表示可能发生着色的最小温度范围。如图的右侧所示，当一定量的能量E1已经施加到加热元件并且像素的中心刚达到层302的阈值温度时开始曝光，所述阈值温度取100℃。此时，像素边缘处的温度可为90℃。在施加另外的能量dE之后，中心温度已经超过阈值温度，使得像素的边缘也已经达到阈值温度。这种额外温度上升是10℃，并且因此可能需要且另外的10/(100-25)＝13%的能量。因此，从初始着色到最大密度的变化在E1至1.13 E1的能量范围内发生，并且曝光曲线的斜率将近似为：
这个说明性实例提供对实际观察到的现象的解释。也就是说，观察到由于加热分布的横向扩展，离加热表面更远的色彩层表现出具有更陡斜率的曝光曲线。结果，导致到达这些层的能量变化的任何缺陷在更深掩埋的染料层302和304中比在加热表面附近的染料层302中产生更大的密度变化。
例如，介质传送经过热敏打印头的速度的变化导致加热元件在介质表面上沉积的每单位面积的能量变化。当这种热量扩散到介质中时，该变化导致三个色彩层各自的光学密度的变化。然而，对于距离表面更远的层，由于它们曝光曲线的固有的较高斜率，所引起的密度变化更大。
同样，结构的涂覆层的组成或厚度的局部波动可能导致到达它们下面的染料层的每个点的能量的变化。由这些变化引起的染料层的光学密度的波动对于更深掩埋的染料层更大。
本文所述的技术的一些实施方案可根据以下编号段落中的任一个来定义：
1. 多色直接热敏打印机输出介质，其包括：
表面；和
三个单独的成色层，所述成色层能够形成青色(C)、品红色(M)和黄色(Y)且包括顶部成色层、中间成色层和底部成色层，其中黄色成色物是所述底部成色层。
2. 权利要求1所述的多色直接热敏打印机输出介质，其还包括：
在所述顶部成色层和所述中间成色层之间的第一惰性层；和
在所述中间成色层和所述底部成色层之间的第二惰性层。
3. 权利要求1或2中任一项所述的多色直接热敏打印机输出介质，其中青色成色物是所述顶部成色层，并且品红色成色物是所述中间成色层。
4. 多色直接热敏打印机输出介质，其包括：
表面；
青色(C)的顶部成色层；
品红色(M)的中间成色层；和
黄色(Y)的底部成色层。
5. 权利要求4所述的多色直接热敏打印机输出介质，其还包括：
在所述顶部成色层和所述中间成色层之间的第一惰性层；和
在所述中间成色层和所述底部成色层之间的第二惰性层。
6. 多色直接热敏打印系统，其包括：
包括一个或多个打印头的多色直接热敏打印机，所述一个或多个打印头中的每一个包含加热元件的线性阵列；和
输出介质，所述输出介质传送经过所述打印头元件以产生二维图像，所述输出介质包括：
表面；
青色(C)的顶部成色层；
品红色(M)的中间成色层；
黄色(Y)的底部成色层；
在所述顶部成色层和所述中间成色层之间的第一惰性层；和
在所述中间成色层和所述底部成色层之间的第二惰性层。
7. 改进多色直接热敏打印机输出的图像清晰度的方法，其包括使用具有以下色彩顺序的结构的输出介质：
青色(C)的顶部成色层；
品红色(M)的中间成色层；和
黄色(Y)的底部成色层。
8. 权利要求7所述的方法，其中所述多色直接热敏打印机输出使用权利要求1-5中任一项所述的输出介质。
9. 改进多色直接热敏打印机输出的打印均匀性的方法，其包括使用具有以下色彩顺序的结构的输出介质：
青色(C)的顶部成色层；
品红色(M)的中间成色层；和
黄色(Y)的底部成色层。
10. 权利要求9所述的方法，其中所述多色直接热敏打印机输出使用权利要求1-5中任一项所述的输出介质。
本公开的实施方案的描述并不旨在是穷举的或将本公开限制为所公开的精确形式。虽然本文出于说明性目的描述了本公开的具体实施方案和实施例，如相关领域的技术人员将认识到的，在本公开的范围内可能有各种等同修改。例如，虽然以给定顺序呈现方法步骤或功能，但是替代实施方案可以不同顺序执行功能，或者可基本上同时执行功能。本文提供的公开内容的教导可适当地应用于其他程序或方法。可组合本文所述的各种实施方案以提供另外的实施方案。如果需要，可修改本公开的方面以采用上述参考文献和申请的组成、功能和概念来提供本公开的另外的实施方案。此外，由于生物功能等同性考虑，可在蛋白质结构中进行一些改变，而在种类或量上不影响生物或化学作用。根据详细描述，可对本公开进行这些和其他改变。所有这些修改都旨在包括在所附权利要求的范围内。
任何前述实施方案的具体要素可被组合或替代其他实施方案中的要素。另外，虽然已经在这些实施方案的上下文中描述了与本公开的某些实施方案相关的优点，但是其他实施方案也可表现出这样的优点，并且并非所有实施方案都必定需要表现出这样的优点以落入本公开的范围内。
本文所述的技术通过以下实施例进一步说明，这些实施例决不应被解释为进一步限制。虽然在本公开的实践或测试中可使用与本文所述的那些方法和材料相似或等同的方法和材料，但下面描述了合适的方法和材料。
实施例
通过参考以下实施例将更容易理解现在正大体上描述的本发明，包括这些实施例仅仅是为了说明本发明的某些方面和实施方案，并不旨在限制本发明。
实施例1 常规YMC介质与“倒置”CMY介质的比较
直接热敏介质的性质在以下定量比较中得到证明。使用相似的方法，但使用不同的染料组成，制造两种样品介质。第一种(标识为Z2MT6)是常规介质，其具有最接近表面的黄色层，并且具有顺序地更远离表面的品红色层和随后的青色层(即，YMC色彩顺序)。这种介质的层结构和组成先前已经在例如‘660专利中公开，并且所述介质本身可以ZINK商标名称商购得到。第二样品(标识为C0064-130)是一种新型结构，其中黄色层和青色层的位置被调换，并且这些层的组成发生变化以实现适当的热活化温度。
特别地，C0064-130的黄色层302使用具有图8a中所示的结构的染料(在本文中称为ID1226)。其系统名称为[3'-羟基-6'-丙氧基-2',7'-二丙基荧烷]。将其与具有图8b中所示的结构的热敏溶剂(在本文中称为TS425)组合。这种化合物具有CAS登记号621-91-0，且其系统名称为1,4-二(苄氧基)苯。TS-425可从包括TCI America (Portland, OR)的许多商业来源获得。黄色层还包含酸性显色剂，本文中称为AD128且示于图8c中。其系统名称为[4-甲基-N-[[[4-(1-吡咯烷基磺酰基)苯基]氨基]羰基]-苯磺酰胺]。其熔点为173℃。黄色层302的最终涂覆密度为5730 mg/m2，且其组成按黄色层的重量百分比计为：
组分PB6692MNA是可自Dow Chemical Co. (Midland, MI)获得的、Tg为1-5℃的苯乙烯/丁二烯橡胶胶乳。Zonyl FSN是自E. I. du Pont de Nemours (Wilmington, DE)获得的表面活性剂。
青色层306使用具有图9a中所示的结构的染料，在本文中称为ID923。其系统名称为[3'-(2,4,6-三甲基苯胺基)-6'-(3,3,5-三甲基吲哚啉基)-4,5,6,7-四氟荧烷]。
将这种染料与具有图9b中所示的结构的热敏溶剂(在本文称为TS376)混合。这种热敏溶剂具有CAS登记号85-60-9，并且其系统名称为4,4'-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)。其可自包括TCI America (Portland, OR)的许多商业来源获得。青色层306的最终涂覆厚度为1167 mg/m2且其组成按重量%计为：
PVA540是可自Sekisui Specialty Chemicals America (Dallas，TX)获得的聚乙烯醇。Zonyl FSN是自E.I. du Pont de Nemours (Wilmington, DE)获得的表面活性剂。
CMY测试结构中的品红色层304是品红色染料(在本文中指定为ID1036)和三种热敏溶剂(命名为TS395、TS274和TS376)的混合物。图10a中显示品红色染料ID1036的结构。这种分子具有CAS登记号1157876-23-7和系统名称3'-(2-氟苯胺基)-6'-4-氟-2-甲基苯胺基)荧烷。品红色染料ID-1036是美国专利号7,807,607的化合物23。热敏溶剂TS395具有图10b中所示的结构。这种热敏溶剂具有CAS登记号10350-55-7和系统名称1,4-双[(4-甲基苯氧基)甲基]苯。热敏溶剂TS274具有图10c中所示的结构。其具有CAS登记号40601-76-1和系统名称1,3,5-三(4-叔丁基-2,6-二甲基-3-羟基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮。TS-274可从包括TCI Europe的许多商业来源获得。热敏溶剂TS376具有图9b中所示的结构，并且先前被描述为青色层306的组分。品红色层304的最终涂覆重量为2560 mg/m2且其组成按重量%计为：
除了染料层之外，涂层C0064-130具有两个夹层303和305，以及外涂层308。夹层303具有15000 mg/m2的涂层重量且其组成按重量%计为：
MP103是由Kuraray America, Inc. (Houston, TX)供应的聚乙烯醇。CP655NA自Dow Chemical Co. (Midland, MI)获得。其余的组分已经结合染料层进行了描述。
夹层305具有3000 mg/m2的涂层重量且其组成按重量%计为：
Alkonol XC是自E.I. du Pont de Nemours (Wilmington, DE)获得的表面活性剂。先前已经描述了夹层305的其余组分。
外涂层308具有三个子层。在青色层306的顶部，存在具有550 mg/m2的涂层重量的阻挡子层。其组成按重量%计为：
PVA 325_10是可从Sekisui Specialty Chemicals America (Houston，TX)获得的聚乙烯醇。Leucophor STR是得自Archroma US (Greenville, SC)的荧光增白剂。
在阻挡子层上方是UV阻隔层，其具有2000 mg/m2的涂层重量，其组成按重量%计为：
MS7是得自Kobo Products Inc. (South Plainfield, NJ)的纳米颗粒级的二氧化钛U。
最后，在顶表面上是保护层，其涂层重量为1000 mg/m2且组成按重量%计为：
PVA 540_8是得自Sekisui Specialty Chemicals America (Dallas，Tx)的聚乙烯醇。Hidorin F115P是得自Nagase America Corp. (New York, NY)的可熔性润滑剂。Nalco 2327是得自Nalco Chemical Company (Naperville，IL)的胶态二氧化硅。
尽管本发明的益处通过刚才描述的特定介质结构来举例说明，但其也将有益于用广泛的不同染料制造的直接热敏介质。例如，它们通常将应用于用专利美国专利号8,372,782、7,704,667和7,807,607中描述的染料制造的介质。
在刚刚描述的样品中，青色层最接近表面，而品红色层和然后黄色层顺序地更远离表面(即，CMY色彩顺序)。
结果
使用可商购得到的Z2MT6打印纸和新型“倒置”C0064-130结构(CMY)介质两者，在可商购得到的PanDigital PANPRINT01打印机(Amazon.com)上以0.1英寸/秒打印均匀的平坦的中间色调灰色图像。图11和下表提供对色彩顺序进行这种改变的益处的定量证实。图11比较在常规Z2MT6结构(YMC)和“倒置”C0064-130结构(CMY)之间亮度的高空间频率波动。后一种结构已经将黄色层移到离加热表面最远的位置，并且因此移到密度波动将最大的位置。这增加了黄色的密度波动。然而，黄色染料的密度波动对亮度波动的影响比青色的密度的相似大小的波动相对而言小得多，因此该交换是有益的。同时，青色组合物已经移到层306，其中青色密度波动的大小由于响应函数的较小斜率而较小。下面的图表显示当打印平坦的均匀的中灰色密度时测得的亮度波动。如图11中的图表所示，亮度波动的净大小通过该交换而减小到二分之一。
图11涉及被过滤以仅包括0.5-10周期/毫米的空间频率的数据。样品印刷品以300像素/英寸打印，并且具有85 μm的像素尺寸，因此其表示在约1-20个像素的区域上延伸的波动。
在介质性质中也存在变化，其在较长距离上延伸并且表示更渐进和更长范围的变化。这些可能是由于个体层的涂层厚度的小变化，或者是由于在打印时打印机的温度的逐渐变化。然而这些变化的影响由与短范围波动相同的考虑事项来支配。图12示出被过滤以仅包含0.0135-0.5周期/毫米的低空间频率的数据，其表示在图像中的24-870个像素上延伸的变化。通过交换青色层和黄色层的顺序，亮度的RMS变化再次被显著减小，并且这次被减小到约4分之一。
如前所述，如果数据被认为分成代表三个色彩层的色彩，则观察到，随着从样品Z2MT6的常规YMC顺序变到C0064-130的倒置CMY顺序，Y层的密度变化由于移到离表面最远的层302的位置而增加。通过将C层移到靠近表面的层306的位置，C层的密度变化显著减小。由于Y变化对亮度的贡献小得多，因此这种折衷是有益的，并且导致亮度变化总体减少为4。
使用相同的打印机，如图4中所示的SQF校准图像被打印在可商购得到的Z2MT6打印纸和新型“倒置”C0064-130结构(CMY)介质上。图13显示由这两种介质结构之间的色彩顺序的改变所引起的SQF的改进。SQF本身是清晰度度量，其值可取决于图像在其被评价的边缘周围的亮度。因此，将测量的SQF改进相对于边缘两侧上的亮度的平均值作图。中值SQF改变9个单位，但是在亮度范围的低端和高端，其改进了15个或更多个单位。
实施例2 常规Z2.5 YMC介质与“倒置”CMY介质的比较
使用相似的结构，但使用不同的染料组成，制造两种样品介质。第一种(标识为Z2.5)是具有现有技术YMC色彩顺序的介质，其中黄色层最靠近加热表面，且品红色层然后青色层顺序地更远离所述表面。其可以“Brother CZ”和“ZINK hAppy”商标名称以卷形式商购得到。第二种(标识为Z3.0)是改性介质，其中黄色层和青色层的位置被调换，并且这些层的组成发生变化以实现适当的热活化温度。
将详细描述具有CMY色彩顺序的Z3介质。许多化学组分与上述C0064-130介质中所用的那些相同，并且不再重复这些成分的描述和来源。
Z3的黄色层302使用具有图14a中所示结构的染料，其在本文中称为ID1322，并且系统名称为N,N-二苯基-4-(4-(2-甲基-4-氧基丙基)-苯基-2-喹唑啉基)-苯胺。将其与两种热敏溶剂TS274和TS425组合，这两种热敏溶剂已在上面描述。它们的结构分别示于图10c和图8b中。黄色层还包含酸性显色剂，本文中称为AD139且示于图14b中。其系统名称为N,N-二烯丙基-4-[[[[(4-甲基苯基)磺酰基]氨基]羰基]氨基]-苯磺酰胺。
黄色层302的最终涂覆密度为3000 mg/m2且其组成按重量百分比计为：
组分PVA RS1717是可自Kuraray America Inc. (Houston, TX)得到的改性聚乙烯醇。Zonyl FSN是自E.I. du Pont de Nemours (Wilmington, DE)获得的表面活性剂。
青色层306使用具有图15a中所示结构的染料，在本文中称为ID1283。其系统名称为N-[2-[1,3-二氢-1-(1-甲基-2-苯基-1H-吲哚-3-基)-3-氧代-1-四氟-异苯并呋喃基]-5-(二乙基氨基)苯基]-环己基酰胺。将这种染料与具有图15b中所示结构并被称为AD134的酸性显色剂混合。这种化合物具有系统名称N-4-甲氧基-苯基-4-[[[[(4-甲基苯基)磺酰基]氨基]羰基]氨基]-苯磺酰胺。
青色层306的最终涂覆厚度为2590 mg/m2且其组成按重量百分比计为：
组分Cabojet 250C是由Cabot Corp. (Boston, MA)生产的青色。PHS-8E01是自ChemFirst Electronic Materials LP (Dallas, TX)获得的聚(对-羟基苯乙烯)。
Z3.0 CMY测试结构中的品红色层304具有品红色染料(本文中指定为ID1036)和三种热敏溶剂TS274、TS376和TS395。先前已经描述了这四种组分。ID1036的化学结构示于图10a中；TS274的化学结构示于图10c中；TS376的化学结构示于图9b中；且TS395的化学结构示于图10b中。
品红色层304的最终涂覆重量为3000 mg/m2且其组成按重量百分比计基本上与Z2.5 YMC测试样品的前述品红色层相同：
除了染料层之外，Z3涂层还具有两个夹层303和305，和外涂层308。
夹层303具有10500 mg/m2的涂层重量和按重量百分比计的以下组成：
组分PB6692MNA是自Dow Chemical Co. (Midland, MI)获得的苯乙烯/丁二烯橡胶胶乳。Leucophor STR是得自Archroma US (Greenville, SC)的荧光增白剂。PVA MP103是由Kuraray America, Inc. (Houston, TX)供应的聚乙烯醇。CP655NA自Dow ChemicalCo. (Midland, MI)获得。
夹层305具有7500 mg/m2的涂层重量且其组成按重量百分比计为：
外涂层308具有3073 mg/m2的总涂层重量和按重量百分比计的以下组成：
PVA 325_10是可自Sekisui Specialty Chemicals America (Houston，TX)获得的聚乙烯醇。DSIVMS7是得自Kobo Products Inc. (South Plainfield, NJ)的纳米颗粒级的二氧化钛。Bayhydur 304是来自Covestro (Pittsburgh，PA)的多异氰酸酯。
结果
在可商购得到的Z2.5打印纸和新型“倒置”Z3.0结构(CMY)介质两者上打印如图4中所示的SQF校准图像。打印机是实验室测试台打印机，以0.3英寸/秒(IPS)打印，其配备有由Alps-Alpine Corporation, (Yukigaya-otsukamachi, Ota-ku, Tokyo, Japan)制造的常规300DPI热敏头。
图16绘出Z3.0结构和Z2.5结构之间的SQF差异，并示出由染料层的色彩顺序从YMC变为CMY所引起的SQF的总体改进。在SQF是其值可取决于图像在其被评价的边缘周围的亮度的清晰度度量的情况下，相对于边缘两侧上的亮度的平均值绘制SQF差异。这表明，尤其是在亮度范围的低端和高端，主观清晰度改进了非常显著的10-15个点。整个范围的中值SQF从64变为70，改进了6个点。
接着，使用可商购得到的Z2.5打印纸和新型“倒置”Z3.0结构(CMY)介质两者，在0.3 IPS下打印均匀的平坦中间色调灰色图像。
图17提供进行色彩顺序改变对图像均匀性的益处的定量确认。该图比较Z2.5结构(YMC)和“倒置”Z3.0结构(CMY)之间的亮度波动。后一结构将黄色染料移到离加热表面最远的层302，并因此移到光学密度波动将最大的位置。这增加了黄色的密度波动。然而，该变化也将青色染料移到最接近加热表面的层306，在此光学密度波动将较低。黄色染料的密度波动对亮度波动的影响比青色的密度的相似大小的波动相对地小得多，因此该交换是有益的。图表绘出了当打印平坦的均匀的中灰色密度时测得的亮度波动，并且显示亮度波动的净尺寸通过色彩顺序的改变而减小了30-45%。
在整个本申请中引用的所有专利和其他出版物(包括参考文献、授权专利、公开的专利申请和共同未决的专利申请)通过引用明确地并入本文，以用于描述和公开例如在这样的出版物中描述的方法，所述方法可与本文描述的技术结合使用。这些出版物仅为了它们在本申请的申请日之前的公开内容而提供。就此而言，决不应解释为承认发明人因优先发明或任何其他原因而无权将这样的公开提前。所有关于日期的陈述或关于这些文件内容的表述都基于申请人可获得的信息，并不构成对这些文件的日期或内容的正确性的任何承认。
认为前述书面说明足以使本领域技术人员能够实施本发明的方面和实施方案。本发明的方面和实施方案不受所提供的实施例的范围限制，因为实施例旨在作为一个方面的单一说明，且其他功能上等同的实施方案在本公开的范围内。除了本文显示且描述的那些之外，本领域技术人员从前面的描述中将清楚各种修改，并且这些修改落入所附权利要求的范围内。本文描述的优点和目的不一定被每个实施方案所涵盖。本领域技术人员将认识到、或者能够使用不超过常规的实验确定本文所述的具体实施方案的许多等同物。这样的等同物旨在由所附权利要求所涵盖。
Claims (19)
1.改进多色直接热敏打印机输出的感知图像清晰度的方法，其包括使用具有黄色(Y)的底部成色层的输出介质，其中所述感知图像清晰度反映在亮度范围的低端和高端中的至少10个点的改进的中值主观质量因子(SQF)中。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述输出介质还包括青色(C)的顶部成色层。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述输出介质具有：
表面；
青色(C)的顶部成色层；
品红色(M)的中间成色层；和
黄色(Y)的底部成色层。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述输出介质还包括：
在所述顶部成色层和所述中间成色层之间的第一惰性层；和
在所述中间成色层和所述底部成色层之间的第二惰性层。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述感知图像清晰度反映在亮度范围的低端和高端中的至少15个点的改进的中值主观质量因子(SQF)中。
6.改进多色直接热敏打印机输出的感知图像清晰度的方法，其包括使用具有三个单独的成色层的输出介质，所述成色层能够形成青色(C)、品红色(M)和黄色(Y)且包括顶部成色层、中间成色层和底部成色层，其中黄色成色物是所述底部成色层，其中所述感知图像清晰度反映在亮度范围的低端和高端中的至少10个点的改进的中值主观质量因子(SQF)中。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述输出介质还包括：
在所述顶部成色层和所述中间成色层之间的第一惰性层；和
在所述中间成色层和所述底部成色层之间的第二惰性层。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中青色成色物是所述顶部成色层，并且品红色成色物是所述中间成色层。
9.根据权利要求6所述的方法，其中所述感知图像清晰度反映在亮度范围的低端和高端中的至少15个点的改进的中值主观质量因子(SQF)中。
10.改进多色直接热敏打印机输出的感知图像清晰度的方法，其包括使用输出介质，所述输出介质具有：
包括一个或多个打印头的多色直接热敏打印机，所述一个或多个打印头中的每一个包含加热元件的线性阵列；和
输出介质，所述输出介质传送经过一个或多个打印头中的每一个的加热元件以产生二维图像，所述输出介质包括：
表面；
青色(C)的顶部成色层；
品红色(M)的中间成色层；
黄色(Y)的底部成色层；
在所述顶部成色层和所述中间成色层之间的第一惰性层；和
在所述中间成色层和所述底部成色层之间的第二惰性层，
其中所述感知图像清晰度反映在亮度范围的低端和高端中的至少10个点的改进的中值主观质量因子(SQF)中。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述感知图像清晰度反映在亮度范围的低端和高端中的至少15个点的改进的中值主观质量因子(SQF)中。
12.改进多色直接热敏打印机输出的打印均匀性的方法，其包括使用具有黄色(Y)的底部成色层的输出介质，其中所述打印均匀性反映在均匀密度中级灰色图像的印刷品中的亮度波动水平降低至少30％中。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述输出介质还包括青色(C)的顶部成色层。
14.改进多色直接热敏打印机输出的打印均匀性的方法，其包括使用具有三个单独的成色层的输出介质，所述成色层能够形成青色(C)、品红色(M)和黄色(Y)且包括顶部成色层、中间成色层和底部成色层，其中黄色成色物是所述底部成色层，其中所述打印均匀性反映在均匀密度中级灰色图像的印刷品中的亮度波动水平降低至少30％中。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述输出介质还包括：
在所述顶部成色层和所述中间成色层之间的第一惰性层；和
在所述中间成色层和所述底部成色层之间的第二惰性层。
16.根据权利要求14或15中任一项所述的方法，其中青色成色物是所述顶部成色层，并且品红色成色物是所述中间成色层。
17.改进多色直接热敏打印机输出的打印均匀性的方法，其包括使用输出介质，所述输出介质具有：
表面；
青色(C)的顶部成色层；
品红色(M)的中间成色层；和
黄色(Y)的底部成色层，
其中所述打印均匀性反映在均匀密度中级灰色图像的印刷品中的亮度波动水平降低至少30％中。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述输出介质还包括：
在所述顶部成色层和所述中间成色层之间的第一惰性层；和
在所述中间成色层和所述底部成色层之间的第二惰性层。
19.改进多色直接热敏打印机输出的打印均匀性的方法，其包括使用输出介质，所述输出介质具有：
包括一个或多个打印头的多色直接热敏打印机，所述一个或多个打印头中的每一个包含加热元件的线性阵列；和
输出介质，所述输出介质传送经过一个或多个打印头中的每一个的加热元件以产生二维图像，所述输出介质包括：
表面；
青色(C)的顶部成色层；
品红色(M)的中间成色层；
黄色(Y)的底部成色层；
在所述顶部成色层和所述中间成色层之间的第一惰性层；和
在所述中间成色层和所述底部成色层之间的第二惰性层，
其中所述打印均匀性反映在均匀密度中级灰色图像的印刷品中的亮度波动水平降低至少30％中。
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