JP2850930B2 - 溶融型熱転写プリントシステム - Google Patents

溶融型熱転写プリントシステム

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JP2850930B2
JP2850930B2 JP5118959A JP11895993A JP2850930B2 JP 2850930 B2 JP2850930 B2 JP 2850930B2 JP 5118959 A JP5118959 A JP 5118959A JP 11895993 A JP11895993 A JP 11895993A JP 2850930 B2 JP2850930 B2 JP 2850930B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱溶融性のインクを用
いて多階調表現を行う溶融型熱転写プリントシステムに
関する。
【０００２】
【従来の技術】熱溶融性のインクを用いて多階調表現を
行う場合には、一般に、複数画素（マトリクス）を用い
るディザ法によって多階調画像を得るか、あるいは、発
熱抵抗体の小さい特殊なサーマルヘッドを用いる熱集中
法によって多階調画像を得ている（例えば、写真工業出
版社，イメージングＰａｒｔ１，ｐ１０３〜ｐ１０８参
照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の溶融型熱転写プ
リントシステムにおいて、複数画素を用いると解像度が
劣化して画質が著しく低下するという問題点があり、特
殊なサーマルヘッドを用いるとコストが高いという問題
点がある。そこで、本発明はこのような問題点に鑑みな
されたものであり、通常の熱転写印刷装置に使用されて
いるサーマルヘッドを用い、高解像度・高画質の多階調
画像を得ることができる溶融型熱転写プリントシステム
を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した従来
の技術の課題を解決するため、 （１）薄膜フィルム上に熱溶融性のインクが２．５ｇ／
ｍ２以下に塗布されたインクリボンと、基材上に孔直径
１〜１０μｍの表面多孔性層が形成された表面多孔性記
録媒体と、加熱時に中央部で温度が最も高く周辺部ほど
温度が低い温度勾配を有する複数の発熱抵抗体がライン
状に形成されたサーマルヘッドと、前記サーマルヘッド
への通電量を制御することにより前記発熱抵抗体による
前記インクの溶融面積を制御する階調制御回路とを備
え、前記表面多孔性記録媒体の前記表面多孔性層に前記
インクリボンの前記インクを密着させて前記サーマルヘ
ッドを前記インクリボンの前記薄膜フィルム側より押圧
すると共に、前記階調制御回路によって前記インクの溶
融面積を制御することにより、前記表面多孔性記録媒体
上に多階調画像を得ることを特徴とする溶融型熱転写プ
リントシステムを提供し、 （２）薄膜フィルム上に熱溶融性のインクが２．５ｇ／
ｍ２以下に塗布されたインクリボンと、基材上に孔直径
１〜１０μｍの表面多孔性層が形成された表面多孔性記
録媒体と、加熱時に中央部で温度が最も高く周辺部ほど
温度が低い温度勾配を有する複数の部分グレーズの発熱
抵抗体がライン状に形成されたサーマルヘッドと、前記
インクリボンと前記表面多孔性記録媒体とを前記サーマ
ルヘッドと共に挟持するプラテンローラと、前記サーマ
ルヘッドを所定圧力で前記プラテンローラに押圧する押
圧手段と、前記サーマルヘッドへの通電量を制御するこ
とにより前記発熱抵抗体による前記インクの溶融面積を
制御する階調制御回路とを備え、前記表面多孔性記録媒
体の前記表面多孔性層に前記インクリボンの前記インク
を密着させて前記押圧手段により前記サーマルヘッドを
印字長の単位長さ当たり０．３５ｋｇ／ｃｍ以上で押圧
すると共に、前記階調制御回路によって前記発熱抵抗体
による前記インクの溶融面積を制御して前記インクを前
記表面多孔性記録媒体の前記表面多孔性層に浸透させる
ことにより、前記表面多孔性記録媒体上に多階調画像を
得ることを特徴とする溶融型熱転写プリントシステムを
提供するものである。
【０００５】
【実施例】以下、本発明の溶融型熱転写プリントシステ
ムについて、添付図面を参照して説明する。図１は本発
明の溶融型熱転写プリントシステムに用いる階調制御回
路の一実施例の構成を示すブロック図、図２は図１中の
直線性変換テーブル１７の具体的構成を示すブロック
図、図３及び図４は本発明の溶融型熱転写プリントシス
テムを説明するための図、図５は本発明の溶融型熱転写
プリントシステムにおける階調数と加熱時間との関係を
示す図、図６は図１中のサーマルヘッド１８の発熱抵抗
体上の温度分布を示す図、図７は本発明の溶融型熱転写
プリントシステムを説明するための図、図８は本発明の
溶融型熱転写プリントシステムに用いるインクリボンを
示す図、図９はインク塗布量を変化させた時のインクリ
ボンの加熱時間とインク濃度との関係を示す図、図１０
は本発明の溶融型熱転写プリントシステムに用いる表面
多孔性記録媒体の断面図、図１１は表面多孔性層の孔直
径とインクの浸透率との関係を示す図、図１２は種々の
孔直径の表面多孔性層にインクを転写した状態を示す
図、図１３は押圧手段を備えた本発明の本発明の溶融型
熱転写プリントシステムの要部の一例の構成を示す側面
図、図１４は押圧手段による押圧力と表面多孔性記録媒
体への浸透率の関係を示す図、図１５はサーマルヘッド
の発熱抵抗体の部分拡大図、図１６は本発明の溶融型熱
転写プリントシステムにおける加熱パターンを示す図、
図１７は全数印字及び交互印字における発熱抵抗体上の
温度分布を説明するための図、図１８は加熱時間と記録
紙上のインク濃度との関係を示す図、図１９〜図２２は
本発明の溶融型熱転写プリントシステムにより得られる
印刷画像の顕微鏡写真、図２３は表面が平滑な記録媒体
に印刷した際の印刷画像の顕微鏡写真、図２４はインク
リボンの印刷順序を説明するための図、図２５はインク
の転写が良好な状態と良好でない状態を示す図である。
【０００６】本発明は、サーマルヘッド，インクリボ
ン，記録紙，加熱制御方法等のさまざまな角度から検討
を行うことにより、通常の熱転写印刷装置に使用されて
いるサーマルヘッドを用いて極めて高解像度・高画質な
多階調画像を得ることができる溶融型熱転写プリントシ
ステムを提供するものである。まず、図６を用いて熱溶
融性のインクを用いた多階調表現の原理について説明す
る。図６はサーマルヘッドの発熱抵抗体を加熱した時の
発熱抵抗体の温度分布を、加熱量が大，中，小の３つの
場合について示している。発熱抵抗体の温度分布は発熱
抵抗体の中央部が最も高く、周辺になるに従って低くな
る温度勾配を持っており、インクの溶融温度以上の部分
が溶融することになる。この温度勾配を利用してインク
の溶融面積を制御することができる。即ち、発熱抵抗体
に流す電流を表現階調に応じて変化させ、その結果、イ
ンクの記録紙（記録媒体）への転写面積を制御して多階
調表現を行う。
【０００７】周知のように、熱転写印刷装置では、図７
（Ａ）に示すように、記録紙とインクリボンとサーマル
ヘッド発熱抵抗体を密着させ、このサーマルヘッド発熱
抵抗体を押圧加熱してインクリボンのインクを記録紙に
転写する。図７（Ｂ）は図７（Ａ）におけるａ点（発熱
抵抗体の表面）とｂ点（記録紙の表面）の温度分布を示
している。記録紙の表面ｂ点の温度はインクリボンの厚
さにより変動し、薄いほど発熱抵抗体の温度分布に近付
き温度勾配が急になるので、インク溶融面積の制御が容
易となる。従って、インクリボンの厚さは薄いほうがよ
い。インクリボンのフィルムの実用上の薄さの限界は
３．５μｍ程度であるので、一般的に、インクリボンに
は厚さ３．５μｍの薄膜フィルムが用いられている。イ
ンクリボンの厚さは、フィルムとこのフィルム上に塗布
されたインクとにより決まる。従って、インクの塗布量
が少ないほど記録紙の表面温度分布を発熱抵抗体の温度
分布に近付けることができる。
【０００８】図８は本発明の溶融型熱転写プリントシス
テムに用いるインクリボンを示す図であり、（Ａ）はそ
の平面図、（Ｂ）はその断面図である。このインクリボ
ンは、図８（Ａ）に示すように、複数色（例えば、イエ
ロ（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック
（Ｋ））を１組としたインクをその長手方向に連続して
塗布したものであり、また、図８（Ｂ）に示すように、
例えばバックコート（０．０５μｍ）された厚さ３．５
μｍのフィルム上に熱溶融性のインクを塗布したもので
ある。また、図９は厚さは３．５μｍのフィルムにイン
クを塗布したインクリボンの加熱時間と記録紙上のイン
クの濃度（ＯＤ）との関係を、インク塗布量２．０ｇ／
ｍ2 ，２．５ｇ／ｍ2 ，３．０ｇ／ｍ2 の場合について
示している。従来のインクリボンでは、例えば３．５μ
ｍのフィルムに３．０ｇ／ｍ2 以上のインクを塗布して
いたが、図９より、フィルムに塗布するインクの塗布量
を２．５ｇ／ｍ2 以下とすることにより、多階調表現が
できることが分かった。また、ここではフィルムの厚さ
を３．５μｍとしたが、４．５μｍ以下であれば問題が
ないことも確かめられた。
【０００９】次に、印刷に用いる記録媒体を表面多孔性
記録媒体とし、インクの転写特性を検討した。表面多孔
性記録媒体（表面多孔性プラスチックシート）は図１０
に示すように、例えば厚さ約１０数μｍの表面多孔性層
を基材上に形成したものである。そして、この表面多孔
性記録媒体に熱溶融性のインクを転写すると、表面多孔
性層の表面粗さ（孔直径）が所定の条件のとき、インク
は表面多孔性層の孔の部分に転写・吸収し、多階調表現
に最適であるが確かめられた。
【００１０】図１１には表面多孔性層の孔直径とインク
の浸透率との関係を示している。これにより、表面多孔
性層の孔直径は１〜１０μｍで良好な結果を示すことが
分かる。図１２（Ａ）〜（Ｃ）にはそれぞれ孔直径が１
〜１０μｍより大，孔直径が１〜１０μｍ，孔直径が１
〜１０μｍより小の場合のインク転写状態を示してい
る。孔直径が１〜１０μｍより大きいと、図１２（Ａ）
に示すように、インクは孔部分にはほとんど入り込ま
ず、表面のみに転写される。この状態ではインクは孔部
分が抜けた一定厚さの転写となり、インク周辺が不安定
で欠けが発生しやすく、また、複数色のインクを転写す
ると前に転写したインクの厚さの影響を受けて転写不良
を生じやすい。逆に、孔直径が１〜１０μｍより小さい
と、図１２（Ｃ）に示すように、インクは孔部分に入り
込まず、やはり表面のみに一定厚さで転写される。この
場合もインク周辺及び複数色のインク転写時に不安定と
なる。従って、これらはいずれも一定厚さのインクが不
安定な状態で転写されるため正確な多階調記録は困難で
ある。
【００１１】一方、孔直径が１〜１０μｍであると、図
１２（Ｂ）に示すように、加熱され溶融したインクは表
面多孔性層の孔部分に転写される。この場合、温度の高
いサーマルヘッドの発熱抵抗体中央部に相当する部分に
はインクが多く転写し、温度の低い発熱抵抗体周辺部に
相当する部分にはインクは少ししか転写しない。また、
複数色のインクを転写する場合には、前に転写したイン
クの上から重ねて次の色のインクが転写されるため、イ
ンクの転写状態は安定である。従って、インクは加熱温
度により転写量が決まり、多階調記録を容易に行うこと
ができる。なお、表面多孔性記録媒体（表面多孔性プラ
スチックシート）はピーチコートという名称で日清紡績
（株）より実用化・販売されている。
【００１２】このような状態の表面多孔性記録媒体を用
い、表面多孔性記録媒体の表面多孔性層にインクリボン
のインクを密着させてサーマルヘッドをインクリボンの
フィルム側よりプラテンローラに押圧し、さらに、サー
マルヘッドへの通電量を制御して前述した発熱抵抗体の
温度勾配を利用することにより、この発熱抵抗体による
インクの溶融面積を制御すれば、インクはその溶融時に
サーマルヘッドの加熱量に応じて容易かつ即座にインク
リボンから記録媒体表面及び内部に転写・吸収され、高
解像度・高画質な多階調画像を得ることができることを
実験により見いだした。
【００１３】なお、サーマルヘッドのプラテンローラに
対する押圧力が小さいと、インクは表面多孔性記録媒体
の孔部分に十分転写・吸収されず、その表面にとどまっ
てしまうことがある。図１３はこのような場合の問題点
を改良したものである。図１３において、１はインクリ
ボン、２は表面多孔性記録媒体、３はプラテンローラ、
４は押圧手段であるプランジャ、１８はサーマルヘッド
である。プランジャ４に電圧を加えることにより軸は矢
印方向に引き上げられ、サーマルヘッド１８はインクリ
ボン１及び表面多孔性記録媒体２を介してプラテンロー
ラ３に押圧される。このように、表面多孔性記録媒体に
インクを転写する際、押圧手段によって所定の圧力をか
けることにより、インクは表面多孔性記録媒体の孔部分
に浸透し、極めて高解像度・高画質な多階調画像を得る
ことができることを実験により見いだした。
【００１４】図１４には押圧手段による押圧力（ｋｇ）
と表面多孔性記録媒体への浸透率（％）の関係について
示している。なお、ここでは、インクリボンのフィルム
厚を３．５μｍ、インク塗布量を２．０ｇ／ｍ2 、表面
多孔性記録媒体の孔直径を１〜１０μｍ、サーマルヘッ
ドの印字長を２６０ｍｍ（２６ｃｍ）、サーマルヘッド
の発熱抵抗体間隔８４．５μｍ（１２ドット／ｍｍ）、
発熱抵抗体形状を部分グレーズとして実験した場合の結
果である。従来においては上記の印字長のサーマルヘッ
ドの押圧力は通常４〜６ｋｇであった。実験により、８
ｋｇ以下ではインクの転写は不安定であり、表面のみの
転写となることが多く、９ｋｇでやや浸透し、１０ｋｇ
以上では必ず良好にインクが浸透することが確かめられ
た。９ｋｇ／２６ｃｍ＝０．３４６…より、サーマルヘ
ッドの印字長の単位長さ当たりでは、０．３５ｋｇ／ｃ
ｍ以上で良好な結果を示すことが考えられる。なお、こ
のように押圧手段によって従来より大きい圧力をかけて
転写するのは、サーマルヘッドの発熱抵抗体形状を部分
グレーズとした場合のみである。
【００１５】図１５はサーマルヘッドの発熱抵抗体の部
分拡大図である。矩形状の発熱抵抗体にはそれぞれ電極
が取り付けられており、この発熱抵抗体がライン状に配
列されている。このライン状に配列された発熱抵抗体の
個数をｎ（即ち、Ｒ１〜Ｒｎ）とし、これを用いて印刷
する縦方向の列をＬ１，Ｌ２…と呼ぶこととする。な
お、例えばｎは５１２であり、縦方向４８０列である。
図１５において、●は印字（加熱）、○は非印字（非加
熱）を示している。図１６（Ａ）は全ての発熱抵抗体を
加熱する、いわゆる全数印字であり、図１６（Ｂ）は横
方向でＲ１，Ｒ３，Ｒ５…のように１つおきに加熱し、
縦方向でもＬ１，Ｌ３…のように１つおきに加熱する交
互印字、図１６（Ｃ）はＬ１，Ｌ３…ではＲ１，Ｒ３，
Ｒ５…を加熱し、Ｌ２，Ｌ４…ではＲ２，Ｒ４，６…を
加熱する交互印字である。
【００１６】図１７は発熱抵抗体Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の温
度分布を示している。それぞれの発熱抵抗体は上記のよ
うに中央部で温度が最も高く周辺ほど温度が低い温度勾
配を持っている。ここで、発熱抵抗体Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３
の全てを加熱すると、２つの発熱抵抗体の境界部分の温
度分布は破線で示すようにそれぞれの発熱抵抗体の略加
算状態となり、境界が曖昧なものとなる。一方、発熱抵
抗体Ｒ１，Ｒ３を加熱し発熱抵抗体Ｒ２を非加熱とする
と、その温度分布は一点鎖線で示すようになり、発熱抵
抗体Ｒ２は発熱している発熱抵抗体Ｒ１，Ｒ３に対して
冷却作用を持ち、発熱抵抗体Ｒ１，Ｒ３の温度勾配を鮮
明に保つ。そして、本出願人ではこの点に着目し、特願
平４−１７６１６６号により、溶融型熱転写印刷装置で
多階調画像を得る場合には上記したような交互印字が必
要であることを示した。そこで、記録媒体として表面多
孔性記録媒体を用いた場合にも交互印字が必要であるか
についての確認を行った。
【００１７】図１８は加熱時間と記録紙上のインクの濃
度との関係を、全数印字と交互印字の場合について示し
ている。図１８において、（Ａ）は表面が平滑な記録媒
体（例えばコート紙）の階調特性であり、（Ｂ）は表面
多孔性記録媒体の階調特性である。加熱時間は最大階調
数の時を１０ｍｓｅｃ、階調数は最大値を２５５とし、
厚さ３．５μｍフィルムにインク塗布量２．０ｇ／ｍ2
のインクリボンを用いて実験を行った。図１８（Ａ）に
示す表面が平滑な記録媒体においては、全数印字では隣
接する発熱抵抗体の相互熱干渉があるため温度が不安定
となり濃度が安定しない不安定領域が生じ、交互印字で
は記録媒体表面での熱拡散により隣接画素同志で影響を
及ぼし合って不安定領域が生じる。さらに、全数印字交
互印字共に加熱時間が短い場合には、部分的に小面積で
はインクの溶融温度を得ることが困難であり、このため
低濃度印刷は困難である。
【００１８】これに対し、図１８（Ｂ）に示す表面多孔
性記録媒体においては、全数印字では不安定領域が生じ
るものの、交互印字では表面多孔性記録媒体の表面多孔
性層では熱の伝達が行われにくいことから不安定領域は
生じない。さらに、全数印字交互印字共に加熱時間が短
くても熱拡散が行われないため、インクの溶融温度を得
ることが容易で低濃度印刷も可能となることを分かる。
これにより、表面多孔性記録媒体を用いた本発明の溶融
型熱転写プリントシステムでは、全数印字でも十分高解
像度・高画質の多階調画像を得ることができ、勿論交互
印字にすればより高解像度・高画質の多階調画像を得る
ことができることを見いだした。なお、上述したように
押圧手段によって大きい圧力をかけてインクを表面多孔
性記録媒体の表面多孔性層の孔部分に浸透させる方法で
は、交互印字にする必要は必ずしもなく、全数印字でも
極めて高解像度・高画質の多階調画像を得ることができ
た。
【００１９】ところで、サーマルヘッドの発熱抵抗体間
隔について着目してみると、例えばファクシミリで使用
されているサーマルヘッドの発熱抵抗体間隔は略８ドッ
ト／ｍｍであり、視覚上十分な高解像度・高画質の多階
調画像を得るためには、発熱抵抗体間隔を８ドット／ｍ
ｍ以下の間隔が必要である。なお、前述のような交互印
字とすると、解像度の低下を招くことになるが、周知の
ように人間の視覚特性は解像度が低下すると階調数が上
昇するので、実用上問題はない。
【００２０】次に、本発明の溶融型熱転写プリントシス
テムに用いられる、サーマルヘッドへの通電量を制御す
ることによりインクの溶融面積を制御するための階調制
御回路の一実施例の構成及び動作について説明する。図
１において、インターフェイス回路１１には、テレビカ
メラ等の画像入力装置により得られた画像データをパソ
コン等で処理した入力データＩｄが入力される。この入
力データＩｄは画像データに印刷装置で必要な制御デー
タを付加したものであり、印刷する画像に対応した階調
数を表すものである。インターフェイス回路１１に入力
された入力データＩｄの内、画像データはバッファメモ
リ１２に入力され、制御データは印刷制御回路１３に入
力される。印刷制御回路１３は印刷装置の動作に従って
種々の制御信号を発生する。ここで、印刷装置とはサー
マルヘッド１８及びインクリボン等より構成される印刷
手段をいう。
【００２１】印刷制御回路１３は印刷装置の動作に合わ
せてアドレスカウンタ１４に開始信号を供給し、印刷装
置の動作状態、即ち、インクリボンのインクの色、いず
れの加熱パターンで印刷するか等に応じた選択信号ＴＣ
を直線性変換テーブル１７に供給する。アドレスカウン
タ１４はその開始信号によってアドレスＡＤを生成し、
バッファメモリ１２に供給する。バッファメモリ１２は
そのアドレスＡＤに従って、入力された画像データか
ら、図３及び図４に示すように、サーマルヘッド１８の
１ライン分のデータＤｉ（Ｄ１〜Ｄｎ）を並列／直列変
換回路１５に順次出力する。なお、図３は図４の一部分
を拡大して示すものである。
【００２２】ここで、バッファメモリ１２より出力され
るサーマルヘッド１８の１ライン分のデータＤｉについ
て説明する。上記のように、ライン状に形成された発熱
抵抗体を有するサーマルヘッド１８を用いて階調数ｍを
表現する場合を考える。階調数ｍを表現する場合には、
それぞれの発熱抵抗体Ｒ１〜Ｒｎには加熱量（加熱パル
ス）がｍ段階で与えられることになる。従って、バッフ
ァメモリ１２より出力される１ライン分のデータＤｉ
は、図４に示すように、それぞれの発熱抵抗体Ｒ１〜Ｒ
ｎに対応したデータＤ１〜Ｄｎが、第１階調から第ｍ階
調まで順次出力されることになる。そして、これらのデ
ータＤｉがそれぞれのライン（Ｌ１，Ｌ２，…）毎に順
次出力される。なお、表現階調数ｍは一般的に２５６が
よく用いられ、本実施例でも０〜２５５の２５６階調で
ある。
【００２３】また、アドレスカウンタ１４は、バッファ
メモリ１２からサーマルヘッド１８の１ライン分のデー
タＤｉが読み出される毎に、階調カウンタ１６にパルス
を出力する。階調カウンタ１６は入力されたパルスを基
に、図３及び図４に示すように、階調信号ＳＴを発生
し、並列／直列変換回路１５及び直線性変換テーブル１
７に供給する。この階調信号ＳＴは、図４より分かるよ
うに、第１階調のデータＤｉであれば１、第２階調のデ
ータＤｉであれば２、第ｍ階調のデータＤｉであればｍ
という数を表す信号である。
【００２４】そして、並列／直列変換回路１５は、デー
タＤｉ（Ｄ１〜Ｄｎ）のそれぞれのデータと階調信号Ｓ
Ｔとを比較し、図３及び図４に示すように、Ｄ１〜Ｄｎ
が階調信号ＳＴより大きいか等しければ（Ｄｉ≧ＳＴ）
１、データＤｉが階調信号ＳＴより小さければ（Ｄｉ＜
ＳＴ）０なる比較信号Ｃｉを発生し、サーマルヘッド１
８内のシフトレジスタ１９に入力する。シフトレジスタ
１９にはアドレスカウンタ１４から図３に示すようなク
ロックＣＫが入力されており、シフトレジスタ１９に入
力された比較信号ＣｉはこのクロックＣＫによりシフト
され、シフトレジスタ１９には１ライン分の比較信号Ｃ
ｉが配列される。図３及び図４においては、それぞれの
階調数を、Ｄ１＝ｍ，Ｄ２＝３，Ｄ３＝２，Ｄ４＝１，
…，Ｄｎ−１＝ｍ−２，Ｄｎ＝ｍ−３とした場合の例で
ある。第４階調ではＤ１〜Ｄｎの階調数列と“４”とを
比較するので、第４階調での比較信号Ｃｉは、図３に示
すように、“１０００…１１”となる。
【００２５】また、アドレスカウンタ１４は、図３及び
図４に示すように、バッファメモリ１２からサーマルヘ
ッド１８の１ライン分のデータＤｉが読み出される毎
に、ラッチ回路２０及び直線性変換テーブル１７にロー
ドパルスＬＤを出力する。シフトレジスタ１９に配列さ
れた１ライン分の比較信号ＣｉはこのロードパルスＬＤ
によりラッチ回路２０に記憶される。ラッチ回路２０よ
り出力された比較信号Ｃｉはゲート回路２１に入力され
る。
【００２６】ところで、ゲート回路２１はこの比較信号
Ｃｉによって発熱抵抗体Ｒ１〜Ｒｎを加熱する（オン）
か加熱しない（オフ）かを表す信号を生成する。即ち、
比較信号Ｃｉが１の時はオン、０の時はオフである。図
４に示す第１階調から第ｍ階調までの発熱抵抗体Ｒ１〜
Ｒｎそれぞれに対応した比較信号Ｃｉにより、それぞれ
の発熱抵抗体Ｒ１〜Ｒｎの加熱状態が決定される。図４
には、発熱抵抗体Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒｎ−１，
Ｒｎそれぞれの加熱期間ｔＲ１，ｔＲ２，ｔＲ３，ｔＲ
４，ｔＲｎ−１，ｔＲｎを示している。発熱抵抗体Ｒ１
〜Ｒｎに加熱が開始されるのは、次の階調のデータＤｉ
が出力される時点であるので、第１階調による加熱は第
２階調から始まっている。例えば、発熱抵抗体Ｒ１では
比較信号Ｃｉが“１１１１…１１”であるので、発熱抵
抗体Ｒ１は第１階調〜第４階調、第ｍ−１階調及び第ｍ
階調で加熱（オン）、発熱抵抗体Ｒ２では比較信号Ｃｉ
が“１１１０…００”であるので、発熱抵抗体Ｒ２は第
１階調から第３階調までは加熱（オン）、第ｍ−１階調
及び第ｍ階調では非加熱（オフ）である。
【００２７】一方、直線性変換テーブル１７には選択信
号ＴＣ，アドレスＡＤ，階調信号ＳＴ，ロードパルスＬ
Ｄが入力され、加熱時間設定信号ＳＢを出力する。直線
性変換テーブル１７の具体的構成の一例を図２に示す。
判別信号発生回路１７１には選択信号ＴＣが入力され、
Ｙインク，Ｍインク，Ｃインク，Ｋインクに応じた判別
信号を加熱データ選択回路１７２及び加熱パターン選択
回路１７４に入力する。加熱データ選択回路１７２には
階調信号ＳＴが入力され、加熱データ選択回路１７２は
それぞれの階調信号ＳＴ毎に設定してあるカウント数を
カウンタ１７３に入力する。カウンタ１７３は入力され
るロードパルスＬＤによりカウントを開始し、加熱デー
タ選択回路１７２により設定されたカウント数をカウン
トする。加熱パターン選択回路１７４にはアドレスＡＤ
が入力され、加熱パターン選択回路１７４は、図７に示
すそれぞれの加熱パターンとなるような信号をゲート回
路１７５に出力する。ゲート回路１７５はカウンタ１７
３より出力される信号をそれぞれの加熱パターンに応じ
てゲートし、図３に示すように、加熱時間設定信号ＳＢ
を出力する。
【００２８】図５は、それぞれの階調数と加熱時間との
関係を示す図である。第１階調から第ｍ階調までの加熱
時間はそれぞれの階調毎に濃度を測定し、できるだけ直
線に近い濃度特性となるよう設定する。なお、一般に、
熱溶融性インクの溶融温度中心は約６０℃で使用され
る。そして、前述の加熱データ選択回路１７２に設定し
てあるカウント数は、図５に示すそれぞれの階調毎の加
熱時間を基に設定する。従って、ゲート回路１７５より
出力される加熱時間設定信号ＳＢのオン期間はそれぞれ
の階調毎に応じた期間で設定されることになる。
【００２９】それゆえ、前述の発熱抵抗体Ｒ１〜Ｒｎそ
れぞれの加熱期間ｔＲ１〜ｔＲｎは、それぞれの階調内
で加熱時間設定信号ＳＢのオン・オフによりゲートさ
れ、発熱抵抗体Ｒ１〜Ｒｎが実際に加熱されるのは、比
較信号Ｃｉにより決定される加熱期間内の加熱時間設定
信号ＳＢがオンの期間である。例えば、発熱抵抗体Ｒ１
の加熱期間は、図４に破線で示す如く設定される。この
ように、発熱抵抗体Ｒ１〜Ｒｎそれぞれの加熱期間は、
第１階調〜第ｍ階調それぞれで加熱時間設定信号ＳＢに
より細かく設定される。
【００３０】そして、ゲート回路２１は、上記のよう
に、ラッチ回路２０より入力された比較信号Ｃｉと直線
性変換テーブル１７より入力された加熱信号設定信号Ｓ
Ｂとにより決定されるそれぞれの発熱抵抗体の加熱期間
でオンのパルスを発生し、このパルスをドライバ回路２
２に供給する。従って、シフトレジスタ１９，ラッチ回
路２０，ゲート回路２１は、サーマルヘッド１８の発熱
抵抗体を加熱するためのパルスを出力するパルス出力手
段として動作する。ドライバ回路２２はこのパルスに基
づいて発熱抵抗体Ｒ１〜Ｒｎに電流を流し、インクリボ
ンを加熱して塗布されたインクを記録媒体に転写して画
像を印刷する。これにより、インクリボンに加える加熱
量を細かく設定でき、熱溶融性インクを用いて多階調表
現が実現できる。
【００３１】以上詳細に説明したように、本発明の溶融
型熱転写プリントシステムは、薄膜フィルム上に熱溶融
性のインクが２．５ｇ／ｍ2 以下に塗布されたインクリ
ボンと、基材上に孔直径１〜１０μｍの表面多孔性層が
形成された表面多孔性記録媒体と、加熱時に中央部で温
度が最も高く周辺部ほど温度が低い温度勾配を有する複
数の発熱抵抗体が、発熱抵抗体間隔８ドット／ｍｍ以下
の間隔でライン状に形成されたサーマルヘッドと、この
サーマルヘッドへの通電量を制御することにより発熱抵
抗体によるインクの溶融面積を制御する階調制御回路と
を備え、その表面多孔性記録媒体にインクリボンのイン
クを密着させてサーマルヘッドを押圧すると共に、階調
制御回路によってインクの溶融面積を制御することによ
り、極めて高解像度・高画質の多階調画像を得ることが
できるのである。
【００３２】図１９〜図２２は本発明の溶融型熱転写プ
リントシステムにより得られる印刷画像の顕微鏡写真、
図２３は比較のため表面が平滑な記録媒体に印刷した際
の印刷画像の顕微鏡写真である。図１９及び図２３は、
印刷画像の断面をそれぞれ４００倍したものであり、図
２０は孔直径が適切（１〜１０μｍ）の場合の印刷画像
の表面を４００倍したものであり、図２１において、
（Ａ）は孔直径が大きすぎる（１０μｍより大）場合、
（Ｂ）は孔直径が小さすぎる（１μｍより小）場合の印
刷画像の表面を４００倍したものである。また、図２２
において、（Ａ）は押圧手段により適切な圧力をかけて
印刷した際の印刷画像の表面を２００倍したもの、
（Ｂ）は圧力が小さく表面多孔性記録媒体の孔部分に浸
透しなかった場合の印刷画像の表面を２００倍したもの
である。
【００３３】これらにより、表面多孔性記録媒体ではイ
ンクが細かく分散し、インクが表面多孔性層の内部に吸
収されて多階調画像が得られていること（図１９参照）
が分かり、表面多孔性層の孔直径が大きすぎると孔部分
が抜けた転写となること（図２１（Ａ）参照）、孔直径
が適切であるとインクが表面多孔性層の孔部分に吸収さ
れて多階調画像が得られていること（図２０参照）、孔
直径が小さすぎるとインクは表面のみの転写となってい
ること（図２１（Ｂ）参照）が分かる。さらに、適切な
圧力をかけるとインクが孔部分に浸透して極めて良好な
多階調画像が得られていること（図２２（Ａ）参照）、
圧力が小さいとインクが孔部分に浸透しにくく表面のみ
の転写となることがあること（図２２（Ｂ）参照）が分
かる。一方、表面が平滑な記録媒体ではインク流れが生
じ、インクが内部に吸収されず表面のみに転写されて多
階調画像が得られていないこと（図２３参照）が分か
る。
【００３４】なお、複数色のインクを用いて印刷する
際、例えばＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの順序で転写するものとすれ
ば、図２４にＡで示すように、インクの溶融温度が印刷
順に高くなるよう、即ち、インク溶融温度を低い順に転
写するのが望ましい。このようにすれば、後に転写する
インクが先に転写されたインクを溶融させることになる
ので、その転写状態は図２５（Ａ）に示すように、表面
多孔性記録媒体の孔部分に十分浸透して良好な状態とな
る。従って、インクの転写状態は安定なものとなり、よ
り剥がれにくいものとなる。一方、図２４にＢで示すよ
うに、インクの溶融温度を高い順に転写すると、図２５
（Ｂ）に示すように、後に転写するインクが十分浸透し
ないことがある。なお、インクは常温では固体であり、
加熱時に液体となることが要求され、しかも、インクリ
ボンのフィルム及び記録媒体の熱による変形もできるだ
け少なくする必要があるため、インクの溶融温度は６０
〜１００°Ｃの範囲で選定される。
【００３５】また、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの順序で転写するも
のとすれば、インク溶融時の粘度は低い順にして転写す
る方がよい。これは、インク粘度が低ければ、表面多孔
性記録媒体の孔部分に浸透しやすくなるからである。粘
度は参考として数値を示すと、水１．０ｃｐ（centi-po
ise ），桐油５０ｃｐ，ヒマシ油１０００ｃｐとなって
おり、溶融性インクの場合は温度により変動し、例えば
９０°Ｃに加熱した場合、５０〜２００ｃｐの範囲で選
定される。さらに、インク溶融温度及び溶融粘度を低い
順に転写するとよりよい。
【００３６】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の溶
融型熱転写プリントシステムは、薄膜フィルム上に熱溶
融性のインクが２．５ｇ／ｍ２以下に塗布されたインク
リボンと、基材上に孔直径１〜１０μｍの表面多孔性層
が形成された表面多孔性記録媒体と、加熱時に中央部で
温度が最も高く周辺部ほど温度が低い温度勾配を有する
複数の発熱抵抗体がライン状に形成されたサーマルヘッ
ドと、前記サーマルヘッドへの通電量を制御することに
より前記発熱抵抗体による前記インクの溶融面積を制御
する階調制御回路とを備え、前記表面多孔性記録媒体の
前記表面多孔性層に前記インクリボンの前記インクを密
着させて前記サーマルヘッドを前記インクリボンの前記
薄膜フィルム側より押圧すると共に、前記階調制御回路
によって前記インクの溶融面積を制御するよう構成した
ので、特殊なサーマルヘッドを用いることなく通常の熱
転写印刷装置に使用されているサーマルヘッドを用い、
極めて高解像度・高画質の多階調画像を得ることができ
る。
【００３７】さらに、サーマルヘッドを所定圧力で前記
プラテンローラに押圧する押圧手段を設け、前記表面多
孔性記録媒体の前記表面多孔性層に前記インクリボンの
前記インクを密着させて前記押圧手段により前記サーマ
ルヘッドを印字長の単位長さ当たり０．３５ｋｇ／ｃｍ
以上で押圧すると共に、前記階調制御回路によって前記
発熱抵抗体による前記インクの溶融面積を制御するよう
に構成したので、インクは前記表面多孔性層の孔部分に
十分浸透し、より安定した極めて高解像度・高画質の多
階調画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いる階調制御回路の一実施例を示す
ブロック図である。
【図２】図１中の直線性変換テーブル１７の具体的構成
を示すブロック図である。
【図３】本発明を説明するため図である。
【図４】本発明を説明するため図である。
【図５】本発明における階調数と加熱時間との関係を示
す図である。
【図６】サーマルヘッドの発熱抵抗体上の温度分布を示
す図である。
【図７】本発明を説明するための図である。
【図８】本発明に用いるインクリボンを示す図である。
【図９】インク塗布量を変化させた時のインクリボンの
加熱時間とインク濃度との関係を示す図である。
【図１０】本発明に用いる表面多孔性記録媒体の断面図
である。
【図１１】表面多孔性層の孔直径とインクの浸透率との
関係を示す図である。
【図１２】種々の孔直径の表面多孔性層にインクを転写
した状態を示す図である。
【図１３】押圧手段を備えた本発明の要部の一例の構成
を示す側面図である。
【図１４】押圧手段による押圧力と表面多孔性記録媒体
への浸透率の関係を示す図である。
【図１５】サーマルヘッドの発熱抵抗体の部分拡大図で
ある。
【図１６】本発明における加熱パターンを示す図であ
る。
【図１７】全数印字及び交互印字における発熱抵抗体上
の温度分布を説明するための図である。
【図１８】加熱時間と記録紙上のインク濃度との関係を
示す図である。
【図１９】本発明により得られる印刷画像断面の顕微鏡
写真である。
【図２０】本発明により得られる印刷画像の顕微鏡写真
である。
【図２１】表面多孔性記録媒体における表面多孔性層の
孔直径が適切でない場合の印刷画像の顕微鏡写真であ
る。
【図２２】押圧手段により適切な圧力をかけた場合と圧
力が小さすぎる場合の印刷画像の顕微鏡写真である。
【図２３】表面が平滑な記録媒体に印刷した際の印刷画
像断面の顕微鏡写真である。
【図２４】インクリボンの印刷順序を説明するための図
である。
【図２５】複数色のインクの転写が良好な状態と良好で
ない状態とを示す図である。
【符号の説明】
１ インクリボン ２ 表面多孔性記録媒体 ３ プラテンローラ ４ プランジャ（押圧手段） １１ インターフェイス回路 １２ バッファメモリ（記憶手段） １３ 印刷制御回路 １４ アドレスカウンタ １５ 並列／直列変換回路（比較手段） １６ 階調カウンタ １７ 直線性変換テーブル（加熱時間設定信号出力手
段） １８ サーマルヘッド １９ シフトレジスタ ２０ ラッチ回路（パルス出力手段） ２１ ゲート回路（パルス出力手段） ２２ ドライバ回路（パルス出力手段）
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B41J 2/325 B41J 2/36 B41J 31/00 B41M 5/26 - 5/40

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】薄膜フィルム上に熱溶融性のインクが２．
    ５ｇ／ｍ２以下に塗布されたインクリボンと、 基材上に孔直径１〜１０μｍの表面多孔性層が形成され
    た表面多孔性記録媒体と、 加熱時に中央部で温度が最も高く周辺部ほど温度が低い
    温度勾配を有する複数の発熱抵抗体がライン状に形成さ
    れたサーマルヘッドと、 前記サーマルヘッドへの通電量を制御することにより前
    記発熱抵抗体による前記インクの溶融面積を制御する階
    調制御回路とを備え、 前記表面多孔性記録媒体の前記表面多孔性層に前記イン
    クリボンの前記インクを密着させて前記サーマルヘッド
    を前記インクリボンの前記薄膜フィルム側より押圧する
    と共に、前記階調制御回路によって前記インクの溶融面
    積を制御することにより、前記表面多孔性記録媒体上に
    多階調画像を得ることを特徴とする溶融型熱転写プリン
    トシステム。
  2. 【請求項２】薄膜フィルム上に熱溶融性のインクが２．
    ５ｇ／ｍ２以下に塗布されたインクリボンと、 基材上に孔直径１〜１０μｍの表面多孔性層が形成され
    た表面多孔性記録媒体と、 加熱時に中央部で温度が最も高く周辺部ほど温度が低い
    温度勾配を有する複数の部分グレーズの発熱抵抗体がラ
    イン状に形成されたサーマルヘッドと、 前記インクリボンと前記表面多孔性記録媒体とを前記サ
    ーマルヘッドと共に挟持するプラテンローラと、 前記サーマルヘッドを所定圧力で前記プラテンローラに
    押圧する押圧手段と、 前記サーマルヘッドへの通電量を制御することにより前
    記発熱抵抗体による前記インクの溶融面積を制御する階
    調制御回路とを備え、 前記表面多孔性記録媒体の前記表面多孔性層に前記イン
    クリボンの前記インクを密着させて前記押圧手段により
    前記サーマルヘッドを印字長の単位長さ当たり０．３５
    ｋｇ／ｃｍ以上で押圧すると共に、前記階調制御回路に
    よって前記発熱抵抗体による前記インクの溶融面積を制
    御して前記インクを前記表面多孔性記録媒体の前記表面
    多孔性層に浸透させることにより、前記表面多孔性記録
    媒体上に多階調画像を得ることを特徴とする溶融型熱転
    写プリントシステム。
  3. 【請求項３】前記インクリボンは、複数色を１組とした
    インクがその長手方向に連続して塗布され、この複数色
    のインクは溶融温度が低い順に塗布されたものであり、 このインクリボンを用いて溶融温度が低い順にインクを
    転写することを特徴とする請求項１または２のいずれか
    に記載の溶融型熱転写プリントシステム。
  4. 【請求項４】前記インクリボンは、複数色を１組とした
    インクがその長手方向に連続して塗布され、この複数色
    のインクは溶融粘度が低い順に塗布されたものであり、 このインクリボンを用いて溶融粘度が低い順にインクを
    転写することを特徴とする請求項１または２のいずれか
    に記載の溶融型熱転写プリントシステム。
  5. 【請求項５】前記インクリボンは、複数色を１組とした
    インクがその長手方向に連続して塗布され、この複数色
    のインクは溶融温度及び溶融粘度が低い順に塗布された
    ものであり、 このインクリボンを用いて溶融温度及び溶融粘度が低い
    順にインクを転写することを特徴とする請求項１または
    ２のいずれかに記載の溶融型熱転写プリントシステム。
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