JP2011025625A - サーマルプリント方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
記録媒体の搬送経路に沿って複数のサーマルヘッドを配置し、記録媒体が一方向に搬送される間に、各サーマルヘッドを順次記録媒体に圧接させて画像を記録するサーマルプリンタにおいて、画像の記録開始及び終了に伴う用紙搬送負荷の変動によって生じる色スジの発生を抑える。
【解決手段】
印刷画像の記録開始側及び終了側の特定領域の階調をマスクもしくは徐々に変化させ、用紙搬送負荷の変動を抑える。
【選択図】図１

Description

本発明は、記録媒体の搬送経路に沿って複数のサーマルヘッドを配置し、記録媒体が一方向に搬送される間に、各サーマルヘッドを順次記録媒体に圧接させて画像を記録するサーマルプリント方法に関し、更に詳しくは、記録画像の前端部及び後端部における記録媒体の搬送負荷変動に起因するスジ状の記録濃度ムラを防止するサーマルプリント方法に関する。

サーマルヘッドを用いたサーマルプリンタには、サーマルヘッドとプラテンとの間に感熱記録材料を塗布した記録媒体を配置し、サーマルヘッドと記録媒体を相対移動しながらサーマルヘッドで感熱記録材料を押圧加熱して発色させる方式と、サーマルヘッドとプラテンとの間にインクフイルムと記録媒体を重ねて配置し、インクフイルムを背面からサーマルヘッドにより押圧加熱し、記録媒体に色材を昇華転写もしくは熱転写を行う方式とがある。

後者の方式で用いられるインクフイルムは薄い樹脂フイルムに感熱性の色材を塗布したものであり、サーマルヘッドに接する面である背面には耐熱性を向上させ摩擦量を低減する背面層を設けてある。インクフイルムはリボンコアにロール状に巻かれたインクリボンとして供給され、インクリボン搬送装置により使用済みのインクフイルムを巻取りながら画像記録が行われる。

また、複数の色材を使用して画像記録を行う場合、各色材をひとつのインクフイルム上に順次ダンダラに塗布し、ひとつのサーマルヘッドを用いて、記録媒体を往復搬送させて各色材を順次画像記録を行う方式と、複数のサーマルヘッドを使用して１回の記録媒体の印刷搬送によって複数色の画像記録を行う方式とがある。

フルカラーの画像記録を行う場合、イエロー、マゼンタ、シアンの３色の色材を用いて画像記録を行い、さらに記録画像の耐久性を向上させ、光沢感を持たせるためにオーバーコート層を転写することが行われている。また、これら以外の色材、例えば、黒、白、金や銀などの色材を転写することもある。

インクフイルムとサーマルヘッドとの間の摩擦力は、画像記録の際にサーマルヘッドに印加するエネルギもしくはサーマルヘッドのヒータ部表面の温度に応じて変化し、その変化はサーマルヘッド表面の材質、インクフイルム背面層の材質などにより異なることが実験により見出されている。

感熱記録材料を塗布した記録媒体とサーマルヘッドとの間の摩擦力も、インクフイルムの場合と同様に、画像記録の際にサーマルヘッドに印加するエネルギもしくはサーマルヘッドのヒータ部表面の温度に応じて変化し、その変化はサーマルヘッド表面の材質、記録媒体表面の耐熱層の材質などにより異なる。

インクフイルム背面もしくは感熱記録媒体表面とサーマルヘッドとの間の摩擦力の変動は、記録媒体の搬送負荷の変動となる。記録媒体搬送装置の機械的な剛性が十分に高ければ記録媒体の搬送速度は搬送負荷の変動の影響を受けないが、通常は搬送装置にベルトや歯車を使用するため十分な剛性が得られず、記録媒体の搬送速度が変動する。

記録媒体の速度変動が急激に起こると、本来記録しようとしていたよりも濃い濃度の線状の領域（黒スジ）が発生したり、薄い濃度の領域（白スジ）が発生したりし、記録画像の画質が低下する。

画像記録時の１ラインあたりに印加するエネルギの総和の変化が大きいほど、サーマルヘッドの摩擦力変動は大きい。このため、自然画を印刷するフォトプリンタにおいては、画像の開始端及び終端におけるサーマルヘッドの摩擦力変動が最も大きくなると考えられる。

複数のサーマルヘッドを用いたサーマルプリンタでは、ひとつのサーマルヘッドにおける画像記録において摩擦力変動が発生すると、記録媒体もしくは記録媒体搬送装置を通して、他のすべてのサーマルヘッドによる画像記録部分における記録媒体の速度変動となり、色のついた線状の領域（色スジ）が発生する。

このため、あるサーマルヘッドにおいて画像の記録を開始もしくは終了したときに、他のサーマルヘッドが画像記録を行っている場合、記録媒体の速度変動により濃度ムラが発生し、結果として記録画像に色スジが発生する。色スジは黒スジや白スジと同様に、記録画像の画質を低下させる。

上記の問題を解決するため、各サーマルヘッド間に記録媒体のたるみ領域を設け、そのたるみ量を一定範囲に維持するよう制御することにより、あるサーマルヘッドにおける記録媒体の速度変動が他のサーマルヘッドにおける画像記録に影響しないようにする方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

また、ミシン目が入っている記録媒体を使用する複数のサーマルヘッドを用いたカラーサーマルプリンタにおいて、ミシン目がサーマルヘッドを通過する際に発生する速度変動により記録画像が劣化するのを防ぐため、サーマルヘッドの間の間隔をミシン目の間隔の整数倍とし、画像記録時にミシン目がサーマルヘッドを通過しないサーマルプリンタが知られている（例えば、特許文献２参照。）。

特許第３５１００２６号 特開２００２−１５４２２９

しかしながら、複数のサーマルヘッド間に記録媒体のたるみ領域を設け、そのたるみ量を一定範囲に維持するよう制御する方法は、装置が複雑となり、部品点数が増えてしまうという問題がある。

また、サーマルヘッドの間の間隔をミシン目の間隔の整数倍とする方法のように、記録媒体の速度変動が起こる画像記録開始及び終了が各サーマルヘッドで同時となるよう、記録画像長さとサーマルヘッドの間の間隔を略一致させる方法では、１つの画像長さにおいてのみ効果を発揮するため、それ以外の長さの画像記録においては色スジなどが発生してしまうという問題がある。

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、装置の部品点数の増加を招くことなく、かつ、複雑な制御を行わずに、画像記録開始及び終了に伴う記録媒体搬送負荷の変動による色スジの発生を抑え、複数の記録画像長さに対応できるサーマルプリント方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためには、画像記録開始時及び終了時に急激な摩擦力変動を起こさないようにする必要がある。そのための手段として、請求項１に記載のサーマルプリント方法では、記録しようとする画像データの特定領域を特定の階調でマスクすることにより、画像記録開始及び終了時の印刷画像がサーマルプリンタの主走査方向に平行な直線ではなく斜めとしたことを特徴とする。

また、請求項２に記載のサーマルプリント方法では、記録しようとする画像データの印刷開始端及び印刷終了端に近い特定領域の階調を徐々に特定階調となるよう変化させる印刷画像を生成し、これを画像記録することを特徴とする。

本発明によれば、装置の部品点数を増加することなく、画像記録の開始及び終了時の用紙搬送負荷変動が小さくなるため色スジの発生を抑えられるとともに、複数のサーマルヘッドの間の間隔よりも長い画像の記録においても色スジが目立たず、複数の画像記録長さを実現することが可能となる。

図１は本発明の実施形態の一つにより印刷された記録媒体を示す概略図である。 図2は本発明の実施形態の一つにより印刷された記録媒体を示す概略図と印刷画像ライン毎の変化率の一例を示す図である。 図３は本発明のサーマルプリント方法を実施できるサーマルプリンタの構成の一例を概略的に示すブロック図である。 図４は本発明のサーマルプリント方法を実施したサーマルプリンタの構成を示す概略図である。

以下に、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。

図３は、本発明によるサーマルプリント方法を実施できるサーマルプリンタの構成の一例を概略的に示す。サーマルプリンタ３３はインターフェース３２を介してコンピュータ３１と接続される。コンピュータ３１によるサーマルプリンタ３３に対する印刷指示及び印刷画像データは、インターフェース３２を通してサーマルプリンタ３３へ送信される。サーマルプリンタ３３はマイクロコントローラ３４、メモリ３５、センサ３６、操作スイッチ３７、サーマルヘッド駆動装置３８、メカ部駆動装置３９などから成る。以下、サーマルプリンタ３３はＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）の３色でカラー印刷をおこない、さらに記録画像表面にＯＰ（保護層）を熱転写するものとして説明を行う。

コンピュータ３１に対してサーマルプリンタ３３での印刷指示がなされると、コンピュータ３１に保存され印刷指定された元画像データは、Ｙ、Ｍ、Ｃの補色である青、緑、赤の３色に分解される。この３色に分解された画像データは、インターフェース３２を介して順次サーマルプリンタ３３へ送信され、メモリ３５に記憶される。メモリ３５に印刷する画像１枚分の画像データがそろったならば、２枚目に印刷する元画像データを受信しつつ次の動作を開始する。次には、例えば、メモリ３５に記憶した元画像データを、必要に応じて９０°回転し、指定された大きさに縮小もしくは拡大をおこない、また、必要に応じてトリミングを行い、印刷画像データとしてメモリ３５に記憶する。

次にサーマルプリンタ３３のマイクロコントローラ３４は、メモリ３５に記憶した印刷画像データの印刷開始側及び印刷終了側の特定領域を特定の階調でマスクする。特定の領域は、画像記録後カッターにて切り落とす不要部分１６に設定し、出力する記録画像１５にはその影響が及ばないようあらかじめ設定する。また、特定の階調は、その階調で印刷する際のサーマルヘッド−インクリボン間の摩擦力が、画像記録を行わない白色部におけるサーマルヘッド−インクリボン間の摩擦力と、最大印刷濃度の印刷を行う部分におけるサーマルヘッドーインクリボン間の摩擦力との略中央となるようにあらかじめ設定する。

また、複数の画像を連続して記録する場合、記録媒体上において記録画像１２の間にすきまを設けるが、このすきまにも上記特定の階調でエネルギを印加することが望ましい。

次に、マスクした印刷画像データを順次サーマルヘッド駆動装置３８へ転送し、メカ部駆動装置３９と協調してＹ、Ｍ、Ｃ各色画像を記録媒体上に形成し、最後に保護層を記録画像上に熱転写して出力画像を得る。さらに、用紙搬送経路の出口に設けたカッターで不要部分１６を切り落とし、最終的な出力記録画像１５を得る。

図１に、マスクした印刷画像データを記録媒体に画像記録したときの例を概略的に示す。後の工程で切り落とされる不要部分１６のなかで、特定の階調で画像記録される領域１３及び１４が設定される。領域１３及び領域１４の形状はサーマルプリンタの主走査方向と平行ではなくわずかに傾いているため、印刷画像の記録開始及び記録終了時のサーマルヘッド摩擦力が急激に変動することがなく、用紙搬送負荷の急激な変動が抑えられ、結果として色スジの発生が抑えられる。

別の実施の形態としては、サーマルプリンタ３３に送信された印刷画像データの印刷開始側及び終了側の特定領域において、記録しようとする印刷画像データを、印刷開始側領域においては特定の階調から徐々に印刷画像データ階調に変化するように、印刷終了側領域においては、印刷画像データ階調から特定の階調へ変化するように、階調を変換する。

サーマルプリンタ３３に特定の階調、印刷画像ライン毎の変化率をあらかじめ設定し、以下の数式により階調の変換をおこなう。このとき、特定の階調及び印刷画像ライン毎の変化率は、サーマルプリンタ３３のプログラムにあらかじめ設定しても、パラメータとしてコンピュータ３１から設定変更可能としてもよい。

図２に、階調変換を行った印刷画像データを記録媒体に画像記録したときの例を概略的に示す。印刷画像ライン毎の変化率２９は、後の工程で切り落とされる部分１６のなかでのみ階調変換を行うよう設定され、最終的な出力記録画像１５の領域では階調変換を行わないように設定される。設定された変化率に応じ、印刷画像は特定の階調に徐々に変化するため、印刷画像の記録開始及び記録終了時のサーマルヘッド摩擦力が急激に変動することがなく、用紙搬送負荷の急激な変動が抑えられ、結果として色スジの発生が抑えられる。

図４は、本発明を実施した１プラテン４ヘッド方式のサーマルプリンタである。４つのサーマルヘッド４２ｙ、４２ｍ、４２ｃ、４２ｏｐはそれぞれ独立にプラテンドラム４１に接離可能に配置される。インクリボン４３ｙ、４３ｍ、４３ｃ、４３ｏｐは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、保護層のインクフイルムをロール状に巻いてインクリボンとしたものであり、独立した図示しないリボン駆動装置により駆動される。プラテンドラム４１上の記録媒体４４は、図示しないプラテンドラムと接離可能に配置されたサポートローラによりプラテンドラム４１に付勢され、プラテンドラムの回転に伴って搬送される。用紙搬送経路の出口に配置されたカッター４５により切断された出力記録画像１５は図示しないストッカへ排出され、記録画像間の不要部分１６はダストボックス４６に収納される。

印刷が開始されると、待機位置にある記録媒体４４はプラテンドラム４１の回転に従って搬送され、その先端がサーマルヘッド４２ｙにさしかかるとサーマルヘッド４２ｙは回動してプラテン４１との間でイエローのインクリボン４３ｙと記録媒体４４とを挟持する。プラテンドラム４１の回転と同期してサーマルヘッド駆動装置３８はサーマルヘッド４２ｙを印刷画像に従い発熱制御し、その発熱量に応じてインクフイルム４３ｙに塗布されたイエローの色材は記録媒体に転写されイエローの画像を形成するとともに、サーマルヘッド４２ｙを通過したインクフイルム４３ｙは図示しないインクリボン駆動装置により巻き取られる。

このとき、サーマルヘッド４２ｙの発熱によりサーマルヘッド４２ｙとインクフイルム４３ｙとの間の摩擦力に変動が発生するが、本発明の方法によると、フォトプリンタにおいて最も摩擦力の変動が大きくなる印刷開始時及び印刷終了時において、摩擦力の変動はなだらかに抑えられるため、用紙搬送負荷の変動は比較的小さく抑えられる。

続いて、記録媒体の先端がサーマルヘッド４２ｍに差し掛かると、サーマルヘッド４２ｙによる画像記録を行いながら、サーマルヘッド４３ｍは回動してプラテン４１との間でインクリボン４３ｍと記録媒体４４とを挟持する。プラテンドラム４１の回転と同期してサーマルヘッド駆動装置３８はサーマルヘッド４２ｍを印刷画像に従い発熱制御し、その発熱量に応じてインクフイルム４３ｍに塗布されたマゼンタの色材は記録媒体４４に転写され、サーマルヘッド４２ｙによって形成されたイエローの画像の上にマゼンタの画像を形成するとともに、サーマルヘッド４２ｍを通過したインクフイルム４３ｍは図示しないインクリボン駆動装置により巻き取られる。

このとき、サーマルヘッド４２ｍの発熱によりサーマルヘッド４２ｍとインクフイルム４３ｍとの間の摩擦力に変動が発生するが、本発明の方法によるとなだらかな変動に抑えられるため、用紙搬送負荷の変動は比較的小さく抑えられ、サーマルヘッド４２ｙによるイエローの画像形成には影響しない。

以下、サーマルヘッド４２ｃによるシアン画像、サーマルヘッド４２ｏｐによる保護層の形成においても同様であり、更には画像記録の終了に伴う摩擦力変動による用紙負荷変動においても同様である。従って、画像記録の開始及び終了に伴う用紙搬送負荷変動による色スジなどの不具合の発生は抑えられる。

サーマルヘッド４２ｏｐによる保護層の形成のあと、記録媒体のカット位置がカッター４５に差し掛かると、メカ部駆動装置によりカッター４５が駆動され、記録媒体１５はカットされ図示しないストッカへ収納されるとともに、記録媒体の不要部分１６はダストボックス４６へ収納される。

本実施例において、不要部分１６の記録媒体搬送方向の長さは３ｍｍであり、記録画像１２のすきまは０．５ｍｍである。各色記録用サーマルヘッド４２ｙ、４２ｍ、４２ｃ、４２ｏｐの間の距離はプラテンドラム４１上において１０５ｍｍである。また、用紙幅は１５２ｍｍ（約６インチ）であり、記録画像１５の長さが１０２ｍｍ（約４インチ）、２０３ｍｍ（約８インチ）、２２９ｍｍ（約９インチ）、２５４ｍｍ（約１０インチ）のそれぞれの場合において、画像の記録開始及び終了による色スジの発生は抑えられ、高画質なプリントの作成を実現した。

以上、１プラテン４ヘッド方式の熱転写型サーマルプリンタについて説明したが、本発明はこの形式のサーマルプリンタへの実施に限定されるものではなく、例えば４プラテン４ヘッド方式の感熱プリンタなど、用紙搬送経路上に複数のサーマルヘッド配置したサーマルプリンタに実施可能であることは当然である。

１０ マスクした印刷画像データを記録媒体に画像記録したときの記録媒体
１１ カットする位置
１２ａ、１２ｂ 記録画像
１３ 記録開始側の記録画像をマスクした領域
１４ 記録終了側の記録画像をマスクした領域
１５ 最終的な出力となる部分
１６ 最終的に不要となる部分
２０ 印刷画像データの開始側及び終了側の階調を変換したときの記録媒体
２３ 記録開始側の印刷画像データの階調を変換した領域
２４ 記録終了側の印刷画像データの階調を変換した領域
２９ 印刷画像のライン毎に設定された変化率の一例
３１ コンピュータ
３２ インターフェース
３３ サーマルプリンタ装置
３４ マイクロコントローラ
３５ メモリ
３６ センサー
３７ 操作スイッチ
３８ サーマルヘッド駆動装置
３９ メカ部駆動装置
４１ プラテンドラム
４２ｙ、４２ｍ、４２ｃ、４２ｏｐ サーマルヘッド
４３ｙ、４３ｍ、４３ｃ、４３ｏｐ 各色インクリボン
４４ 記録媒体
４４ａ 用紙ロール
４４ｂ 画像記録の終わった記録媒体
４５ カッター装置
４６ ダストボックス

Claims (2)

1. 記録媒体の搬送経路に沿って複数のサーマルヘッドを配置し、記録媒体が一方向に搬送される間に、各サーマルヘッドを順次記録媒体に圧接させて画像を記録するサーマルプリンタにおいて、記録しようとする画像データの記録開始端および終了端の特定領域を特定の階調でマスクした印刷画像を生成し、これを画像記録することを特徴としたサーマルプリンタ。
2. 記録媒体の搬送経路に沿って複数のサーマルヘッドを配置し、記録媒体が一方向に搬送される間に、各サーマルヘッドを順次記録媒体に圧接させて画像を記録するサーマルプリンタにおいて、記録しようとする画像データの記録開始端及び終了端の特定範囲を特定の階調となるよう徐々に変化させた印刷画像を生成し、これを画像記録することを特徴としたサーマルプリンタ。