JP3720399B2 - 直接感熱画像形成による画像作成方法 - Google Patents

Description

【０００１】
（発明の分野）
本発明は直接感熱画像形成のための記録方法に関する。
【０００２】
（発明の背景）
感熱画像形成又はサーモグラフィは画像に従って変調された熱エネルギーを利用して画像を発生させる記録法である。サーモグラフィは感光性ではなく、熱に敏感又は感熱性である材料に関するものであって、画像に従って適用された熱は光学濃度を変化する化学的又は物理的方法によって、感熱画像形成材料に可視変化をもたらすのに充分なものである。
【０００３】
たいていの直接感熱記録材料は化学的タイプのものである。ある変換温度に加熱されるとすぐに、不可逆の化学反応が起こり着色画像を生成する。
【０００４】
直接感熱印刷では、前記記録材料の加熱は電気パルスに変換され、次いで駆動回路を経て選択的に感熱プリントヘッドに伝達された画像信号から起こすことができる。感熱ヘッドは微視熱抵抗素子から構成され、それはジュール効果によって電気エネルギーを熱に変換する。かくして熱信号に変換された電気パルスは感熱画像形成材料の表面に熱として変換されて現われ、着色現像において生じる化学反応が起こる。この原理は“ Handbook of Imaging Materials ”（ Arthur S. Diamond 編集− Diamond Research Corporation - Ventura 、California、Marcel Dekker 印刷、Inc. ２７０ Madison Avenue 、New York 、ed１９９１、４９８〜４９９頁）に記載されている。
【０００５】
特に興味深い直接感熱画像形成材料は還元剤と組み合わせて有機銀塩を使用している。かかる組み合わせは例えば感熱ヘッド、レーザーなどの如き好適な熱源によって画像形成することができる。熱の影響の下、銀イオンが金属銀になるので黒及び白画像はかかる材料で得ることができる。
【０００６】
しかしながら、感熱ヘッドで画像形成される場合には中性黒色調画像を得ることが困難になる。この目的のために調色剤を添加することが提案されているが、これらは満足すべき結果をいまだ得ていない。さらに、ある用途、特に画像を医療診断目的に使用する場合には、所望のグレーレベルの数字を達成することは難しい。
【０００７】
（発明の目的）
従って、本発明の目的は、印加可能な加熱素子を有する感熱ヘッドによって画像に従って加熱される実質的に感光性でない有機銀塩を含有する感熱層を支持体上に含む、直接感熱画像形成材料を使用して画像を形成するための改良された記録方法において、印刷された画像において改良された色調中性度（ tone neutrality ）を生じる方法を提供することにある。
【０００８】
さらに別の目的や利点は以下の説明から明らかとなるだろう。
【０００９】
（発明の概要）
我々は上記目的を達成するため鋭意検討した結果、本発明の完成に至った。
即ち、本発明は有機銀塩を混入している感熱層と前記感熱層及び／又は他の任意の層に含有した還元剤を支持体上に含む直接感熱画像形成材料（ｍ）を印加可能な加熱素子（Ｈ_ｉ）を有する感熱ヘッドによって画像に従って加熱することによって画像を作成する方法であって、その加熱素子の駆動（activation) が衝撃係数パルス基準で（duty cycled pulsewise）行われ、かつ下記工程を含む画像作成方法を提供するものである：
− Ｔ_ｃ−３≦Ｔ_０＜Ｔ_ｃ（全ての温度は摂氏℃で表される）の範囲内で画像形成材料（ｍ）の変換温度（Ｔ_ｃ）未満である、画像形成材料内の予熱温度（Ｔ_０）に達するような予熱時間（ｔ_０）の間、各加熱素子を予熱し；
− 最大筆記時間（maximal writing time）（ｔ_{ｗ，ｍａｘ}）の９０％と最大筆記時間の１００％の間の筆記時間（ｔ_ｗ）内で、画像形成材料（ｍ）上の設定最大濃度（Ｄ_ｍａｘ）が達するように、パルス衝撃係数（勾配パルス衝撃係数（gradient pulse duty cycle）（δ_ｇ）と称せられる）を選択し；
− メモリー（ＬＵＴ−ｔ）から個々の画素のために画像形成材料上の所望濃度（Ｄ_ｎ）に関する個々の筆記時間（ｔ_ｗ，ｉ）を引き出し；そして
− 引き出された個々の筆記時間（ｔ_ｗ，ｉ）に関する時間の間、選択された勾配パルス衝撃係数（δ_ｇ）で加熱素子を印加する（energising）。
【００１０】
（発明の詳細な記述）
さらに本発明の好適な具体例を以下に説明する。
本発明を添付の図面により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１１】
図１を参照すると、支持体上に有機銀塩を含む感熱層を有する、一般にシート状である、記録材料１１に一度に画素の１線を印刷できるような本発明に従って利用可能な感熱印刷装置の全体的な原理図が示されている。記録材料１１は駆動機構（図示せず）によって駆動される回転ドラム１２に獲えられ、その機構によりドラム１２を連続的に進み、記録シート１１は固定感熱ヘッド１３を通過する。このヘッド１３は記録材料１１をドラム１２に対して押圧し、駆動回路の出力を受けとるようになっている。感熱ヘッド１３はラインメモリーに存在する画像データの画素数に等しい複数の加熱素子を含んでいる。加熱素子の画像に従った加熱は並列にそれぞれが配置された加熱抵抗体で線１本ごとに実行される。“線（line ）”はプリンターの構成によって水平又は垂直にすることができる。これらの各抵抗体は加熱パルスによって印加することができ、そのエネルギーは対応する画素の要求濃度に従って制御される。画像入力データが高い値を有すると、出力エネルギーは増加し、その結果記録シート１１上のハードコピー画像１４の光学的濃度も高くなる。逆に、低い濃度画像データは加熱エネルギーを減少させ、薄い画像１４を与える。
【００１２】
別の処理工程が図２のダイヤグラムに示されている。最初にデジタル画像信号が画像取得装置２１で得られる。次いで、デジタル画像信号はデジタルインターフェイス２２及び第１記憶手段（図２では“メモリー”として示される）を介して記録装置又はプリンター２３に適用される。記録装置２３ではデジタル画像信号を最初に処理２４することができるが、それは例えば入力データに光学濃度を関係づけるようなデータ変換（図６参照）を含むものである。次に記録ヘッド（図１の１３）は処理されたデジタル画像信号値２４に対応する濃度値を各画素において生みだすように制御される。デジタル画像信号を処理２４と並列／直列（Ｐ／Ｓ）変換２５にかけた後、次に印刷されるデータの線を表す直列データビット列が別の記憶装置、例えばシフトレジスタ２６にシフトされる。その後、制御条件下では、これらのビットはラッチレジスタ２７の関係する入力部に並列に供給される。いったんシフトレジスタ２６からのデータビットがラッチレジスタ２７に記憶されると、別のビットの線が前記シフトレジスタ２６にタイミングを合わせて連続的に入力される。加熱素子２８については上部端子が正の電圧源（図２についてＶで示される）に接続され、一方素子の下部端子は駆動トランジスタ２９のコレクタ部にそれぞれ接続されており、そのエミッタ部は接地されている。これらのトランジスタ２９はベース部に適用される高位信号（ｈｉｇｈ ｓｔａｔｅ ｓｉｇｎａｌ）（図２において“ストローブ”として示される）によって選択的に入力状態となり、それらに関係する加熱素子２８を通して電流を流すようになっている。このようにして電気的画像データの直接感熱ハードコピー（図１の１４）が記録される。各加熱素子２８によって適用される熱を変化することによって、記録材料１１に異なった濃度の画素が形成される。
【００１３】
処理装置２４は本発明のさらなる開示のために非常に重要であるので、特にこの点に焦点を合わせて説明する。既に述べたように、電気的画像データは２４の入力部に入力される。前記データは一般に２進法画素値として与えられ、原画像における対応する画素の濃度に比例する。前記比例の良好な理解のため、画像信号マトリックス（図３参照）が量子化濃度値又は画像データＩ（ｉ，ｊ）の２次元配列であることを言及しておく、但し、ｉは画素列位置を表し、ｊは画素行位置を表し、又は言い換えればｉは特定の加熱素子の感熱ヘッドを横切る位置を示し、ｊは印刷されるべき画像の線を示している。例えば、２８８０×２０８６マトリックスを有する画像は２８８０の列と２０８６の行を有し、従って水平方向には２８８０画素が、垂直方向には２０８６画素が構成される。前記マトリックスからの出力は各画素に印刷される濃度に関するパルスのストリングであり、それによって再現される各画素の濃度値の数は画素ビット数によって制限される。Ｋビットの濃度の画像マトリックスのために、個々の画素は０から２^K −１までの範囲のＮ＝２^K の濃度値を有することになる。マトリックス濃度又は画素濃度が８ビットなら、その画像は２⁸ ＝２５６の濃度値まで有することになる。
【００１４】
とりわけ、印刷される画像信号マトリックスは電子ルックアップテーブル（２４で示されるＬＵＴ）に送られ、そこで、感熱プリントヘッド１３において各加熱素子を駆動するために使用されるストローブパルス中に散乱した出力に量子化された濃度値を関連させる。さらに、駆動パルスは各パルスのストリングを濃度制御法に関連させることによって適用することができるが、その方法はさらに後で詳細に説明する。次いで訂正されたパルスはヘッド駆動部２９に送られ、感熱ヘッド１３内の感熱加熱素子２８を印加させる。
【００１５】
図４には抵抗加熱素子２８に一つの駆動パルスを与えた場合の結果が示されている（縦軸は温度、横軸は時間）。前記駆動パルス中、Ｔ_e として示される抵抗加熱素子の温度は最初は急に上昇して次いで徐々に上昇するように、例えば２０℃から３００℃まで上昇する。駆動が解除された後、抵抗加熱素子は冷却される。
【００１６】
前記図４から、加熱素子の温度Ｔ_e 、及び印刷画像１４において生じる濃度は駆動パルスを制御することによって感熱ヘッドの加熱素子に影響することができる。これらの加熱素子は様々な方法で駆動することができる。例えば、特定画像の画素における所望濃度は特定加熱素子に供給されるパルス幅を変化することによって得ることができる。かかる加熱素子の駆動は各駆動部に入力されるストローブ信号（図２参照）を表す曲線７１によって図７に示される。曲線７２はストローブ信号に応答する画像形成材料ｍの温度を示したものであり、画像データ信号は対応する駆動部のために存在する。ストローブ信号は時間ｔ₁ で始まり時間ｔ₃ で終るシングルパルスを含むものである。ｔ₁ からｔ₃ の時間の間、画像形成材料の温度は曲線部分７５によって示されるように、指数関数的に上昇する。時間ｔ₂ の後、画像形成材料温度Ｔ_m はいわゆる“変換温度Ｔ_c ”に達する。Ｔ_c は視覚的に認知可能な金属銀を形成するように有機銀塩と還元剤の間の反応を起こすためにある時間範囲中で必要な感熱画像形成材料の最小温度として定義される。図７では画像形成材料温度Ｔ_m はｔ₂ からｔ₄ までの時間では変換温度より高く、従ってｔ₂ からｔ₄ の間は濃度は増加される。ｔ₂ 〜ｔ₄ において得られる最大濃度はもちろん感熱画像形成材料ｍの構成によって限定されるだろう。このパルス幅駆動の結果として画像形成材料温度は実質的に変換温度以上に上昇し（Ｔ_m ＞＞Ｔ_c ）、良好な色調中性度を得ることが困難になる。
【００１７】
変換温度Ｔ_c のさらにわかりやすい理解のために、我々は加熱素子（Ｈ_i ）に適用される駆動パルスの数と感熱記録材料ｍ上に前記加熱素子によって記録された画像１４の濃度との関係を示した図６に言及する。図６からわかるように、約１２０駆動パルスまでは、加熱素子だけが加熱され、濃度を記録するのに充分な熱を生みだしておらず、従って記録濃度はゼロのままである。もし１２０以上の駆動パルスを適用すると、加熱素子は記録を実行するのに充分な熱を生み出し始めるが、それは変換温度Ｔ_c において始まる。駆動パルスの数がさらに増加すると記録濃度は非直線状に増加する。本発明と関連する感熱画像形成材料は一般に７５〜１２０℃の温度を有する。
【００１８】
我々は、例えばプリントの褐色化のような実質的な着色なしで、記録材料１１において可変濃度画素を得る問題を下記四つの工程を含む方法に従って加熱素子の駆動を実行することができることを発見した：
− Ｔ_ｃ−３≦Ｔ_０＜Ｔ_ｃ（全ての温度は摂氏℃で表される）の範囲内で画像形成材料（ｍ）の変換温度（Ｔ_ｃ）未満である、画像形成材料内の予熱温度（Ｔ_０）に達するような予熱時間（ｔ_０）の間、各加熱素子を予熱し；
− 最大筆記時間（ｔ_{ｗ，ｍａｘ}）の９０％と最大筆記時間の１００％の間の筆記時間（ｔ_ｗ）内で、画像形成材料（ｍ）上の設定最大濃度（Ｄ_ｍａｘ）が達するように、パルス衝撃係数（勾配パルス衝撃係数（δ_ｇ）と称せられる）を選択し；
− メモリー（ＬＵＴ−ｔ）から個々の画素のために画像形成材料上の所望濃度（Ｄ_ｎ）に関する個々の筆記時間（ｔ_ｗ，ｉ）を引き出し；そして
− 引き出された個々の筆記時間（ｔ_ｗ，ｉ）に関する時間において選択された勾配パルス衝撃係数（δ_ｇ）で加熱素子を印加する。
【００１９】
本発明の本質的な工程を全て詳細に説明する。図１１を参照すると、本発明に従って衝撃係数パルス基準駆動を含む一つの線−時間に相当する全ての加熱パルスから生じる、加熱素子の加熱及び冷却曲線のグラフが記載されている。この図１１では、横座標は駆動の時間（ｍｓ）を示しており、縦座標は画像形成材料の温度Ｔ_m （相対百分率％で表される）を示している。図１２も参照すると、本発明による基本的な方法のフローチャートが記載され、本発明の全ての連続工程が概略的に示されている。
【００２０】
最初の工程を参照すると、印刷されるドットの存在又は不存在に関係なく、プリントコマンドを受けとるとすぐに、画像形成材料（ｍ）にできるだけ早く予熱によって所望の予熱温度Ｔ₀ をもたらすように高い平均速度で電気エネルギーが与えられる。予熱温度Ｔ₀ は特に下記［１］式の範囲でＴ_c より低いことが好ましい。
Ｔ_c −３≦Ｔ₀ ＜Ｔ_c ［１］
（全ての温度は摂氏℃で表される）。ここで好適な予熱の方法は図１１の左部分において明白に示されており、予熱は温度１１１から始まり、最も急に上昇している予熱部分１１２を経て、例えばｔ₀ ＝１ｍｓ の予熱時間の後、変換温度１１４以下の予熱温度１１３に達する。
【００２１】
予熱は連続的に又は非連続的に（通常パルス基準と称せられる）実行することができるが、本発明の好適な具体例では、予熱時間（ｔ₀ ）中、衝撃係数パルス基準駆動が高い衝撃係数で、好ましくはδ₀ ＝１００％であることが好ましい。衝撃係数パルス基準駆動は図８及び図９を参照して説明される。図８は従来技術によるパルス幅駆動の場合における加熱素子のストローブパルスを原理的に示したチャートである；一方、図９は本発明による衝撃係数駆動の場合における加熱素子のストローブパルスを原理的に示したチャートである。反復ストローブ周期（ｔ_s ）は図９に示すように一つの加熱サイクル（ｈ）と一つの冷却サイクルから構成される。ストローブパルス幅（ｈ）はストローブ信号（図２のストローブ参照）の存在する時間である。加熱素子の“ストローブ衝撃係数δ”は加熱又はストローブパルス幅（ｈ）の反復ストローブ周期（ｔ_s ＝ｈ＋ｃ）に対する比である。即ち、下記式［２］が適用される。
δ＝ｈ／（ｈ＋ｃ） ［２］
【００２２】
適用される電力は感熱ヘッドにおいて得られる温度に直接関係し、かつこの温度は画像形成材料において得られる光学濃度に関係するので、適用される電力の制御に特に注意を払わなければならない。
【００２３】
衝撃係数駆動の場合には適用時間平均電力は下記式［３］から計算することができる。
Ｐ＝δ×Ｖ² ／Ｒ ［３］
式中、Ｖは感熱ヘッドに適用される電圧の振幅（ Volt ）であり、Ｒは加熱素子の電気抵抗（Ω）である。
【００２４】
上記の式［２］及び［３］から時間平均電力濃度Ｐはストローブ衝撃係数δを変化することによって調節することができ、又はＰは電圧Ｖを変化することによって適応することができる。これらのパラメーターはそれぞれ印刷中に変化することができ又は特定タイプの画像のために最適化することができる。
【００２５】
本発明の好適な具体例によれば、衝撃係数駆動の場合には、駆動ストローブパルスは図９に示されるように、線時間（ｔ₁ ）の始めからスタートし、少しでもいくらかの駆動が存在するなら、それは明らかに少なくとも最小濃度から生じる（図６参照）。
【００２６】
本発明によれば、適応可能な衝撃係数パルス（ＡＤＣ）は幾つかの方法で実行することができ、その一般的な概括は下記のとおりである。本発明と関連するプリンターでは、ストローブ周期（ｔ_s ＝ｈ＋ｃ）は一定であることができ（図９参照）又は例えばソフトウエアプログラムによって駆動時間中変化することができる（図１０参照）。本発明と関連するプリンターの一具体例では、衝撃係数は一定であることが好ましいが、ストローブ周期（ｔ_s ＝ｈ＋ｃ）を変化することもできる（例えば図１０ではｔ_s1＞ｔ_s2＞ｔ_s3）。本発明と関連する別の具体例では、ストローブ周期（ｈ＋ｃ）、ストローブ衝撃係数（δ）はいずれも一定でなく、ともに駆動中変化することができる（図５参照、後述する）。
【００２７】
既に示したように、工程２は画像形成材料（ｍ）上の設定最大濃度（Ｄ_max ）が最大筆記時間の終りに、さらに特定すると０．９ｔ_w,max から１．０ｔ_w,max までの範囲に達するようにパルス衝撃係数（δ_g ）の選択をすることを含むものである。画像形成材料（ｍ）上の前記設定最大濃度（Ｄ_max ）は画像形成システムの特徴によって規定することができる。この第２の工程の使用は、後の工程４で実行されるさらなる加熱（勾配加熱と称せられる）ができるだけ遅くなることが好ましく、画像形成材料ｍでは温度対時間の勾配はできるだけゆるやかであることが好ましく、結果ごとにＤ_max はできるだけ遅くなることが好ましい（０．９ｔ_w,max より前ではなく、しかもｔ_w,max の後ではない）ことを意味している。実際には、この方法は印刷された画像１４の色調中性度において顕著な改良をもたらすことがわかった。上記１１に示されるように、予熱時間ｔ₀ 後はさらなる勾配加熱をしても最大加熱速度１１５に達することはなく、その代わりに曲線部分１１６に示されるようにゆるやかな加熱速度が続く。
【００２８】
既に示したように、工程３はメモリー（ＬＵＴ−ｔ）からの個々の画素のために画像形成材料上の所望濃度（Ｄ_i ）に関する個々の筆記時間（ｔ_w,i ）を引き出すことを含んでいる。開示される方法のこの工程３をさらに明確に説明するために、図１３と表１と図５を参照する。図１３は画像形成材料ｍ上の記録濃度の時間による進展を示すグラフであり、簡単のため中間冷却時間ｃから生じる小さな変動（図９参照）は表示していないが、類似の線状時間進展を生じている。前記図１３では、代表的な衝撃係数δ_g ＝δ_g1を有する曲線１３１を見ればわかるように、設定最大濃度Ｄ_max ＝３．５は１１ｍｓの勾配加熱の後に達成され、一方中間濃度Ｄ_n ＝２．５は８ｍｓの勾配加熱の後に達成される。
【００２９】
表１は入力又は左側に所望濃度の数Ｄ_i ｛Ｄ₀ Ｄ₁ …Ｄ_n ，…Ｄ_max ｝を、出力又は右側に画像形成材料ｍ上の所望濃度を得るために加熱素子Ｈ_i が駆動される対応する筆記時間ｔ_wi＝｛ｔ_w,0 …ｔ_w,n …ｔ_w,max ｝を示したＬＵＴ−ｔの主な例である。
【００３０】
【表１】

【００３１】
図５は本発明の好適な具体例の一つで実行される、最大２５６濃度レベルを意図するＬＵＴ−ｔの実際例であり、連続加熱時間ｈと冷却時間ｃは（絶対時間単位の代わりに）パルスの数で表される。
図１３では曲線１３２及び１３３は代表的な衝撃係数δ_g ＝δ_g1及びδ_g ＝δ_g3を有する画像形成材料上の記録濃度の時間進展を示したものである。
【００３２】
既に明確に表したように、勾配加熱工程４は引き出された個々の筆記時間（ｔ_w,i ）に関する時間について選択された勾配パルス衝撃係数（δ_g ）で各熱素子を印加することを含んでいる。説明に役立つ実施例を表１にいくつか記載した：全く印刷濃度がない（Ｄ＝Ｄ₀ ）画像形成材料ｍの全ての画素は予熱時間ｔ₀ の後でも活性化されない；典型的な印刷濃度（Ｄ＝Ｄ_n ）である画像形成材料ｍの全ての画素は予熱時間ｔ₀ の後に相当する筆記時間ｔ_w,n の間活性化される；そしてｔ_w,max に対応するＤ_max まで活性化される。図１３と表１を結合するとＤ_n ＝２．５はδ_g ＝δ_g1ではｔ_w,n ＝８ｍｓと一致する。
【００３３】
全ての記載された方法工程からの包括的な結果として、図１１は本発明による衝撃係数パルス基準駆動を含む一つの線−時間に相当する全ての加熱パルスから生じる、加熱素子の加熱及び冷却曲線のグラフを与えるものである。ここに線時間ｔ₁ のスタート１１１、予熱伝達１１２、参考１１３における予熱温度Ｔ₀ 、参考１１４における変換温度Ｔ_c 、仮定上の最大加熱１１５、勾配衝撃係数δ_g を有する勾配加熱１１６及び静止加熱１１７が示されている。
【００３４】
本発明によると、予熱衝撃係数（δ₀ ）を最大にし（例えばδ₀ ＝１００％）、勾配衝撃係数（δ_g ）を最小にすること（例えばδ₀ ＝２２．５％）が極めて有利である。
【００３５】
本発明のさらに好ましい具体例では、線時間と最大筆記時間の間の差（ｔ₁ −ｔ_w ）は少なくとも感熱ヘッドの感熱時間定数τに達するものである。例えばｔ₁ ＝１６ｍ秒でτ＝５ｍ秒ならその時ｔ_w,max ＝１１ｍ秒であり、別の方法で表せば下記［４］式として適用される。
（ｔ₁ −ｔ_w,max ）≧τ ［４］
【００３６】
この工程によって、印刷される次の線の始めにおける感熱ヘッドの温度が再現レべル（ reproducable level )になることを保証する。顕著な利点として、印刷サイクルを先行することによって感熱ヘッド内に蓄積された熱は実際の温度に影響を与えないため、複雑な温度補正制御は必要としない。
【００３７】
しかしながら、本発明の別の好ましい具体例では、最大筆記時間は線時間に等しく、下記の通りである。
（ｔ₁ −ｔ_w,max ）＝０ ［５］
ここで、余分の温度補正制御が必要とされるが、最大筆記時間は適用される温度対時間の勾配が実際に最小になるように（ｔ₁ まで）最大化され、それによってさらに色調中性度を最適化する。
【００３８】
本発明の別の具体例では、印刷開始前に、印刷装置２３が電気的に電力供給に連結するとすぐに、感熱ヘッド１３は待機温度（Ｔ_s で示される）が上記の変換温度より摂氏１０度下の温度より低い温度、即ち
Ｔ_s ＞Ｔ_c −１０° ［６］
さらに一般的には
Ｔ_c ＞Ｔ₀ ≧Ｔ_s ＞Ｔ_c −１０°
になるように、デジタル画像信号を受けとる前に待機加熱によって暖められる。結果として、感熱ヘッド１３は予め決定された待機温度のままであり、印刷が将来開始されるときにわずかな温度差（Ｔ_O −Ｔ_s ）が埋められ、首尾一貫した印刷が非常に速く達成される。従って予熱伝達１１２は極めて短い。デジタル画像信号を受けとる前にこの待機加熱は待機衝撃係数δ_s で、衝撃係数パルス基準で実行することができる。
【００３９】
本発明のさらに別の具体例では、今述べた任意の待機加熱の後に、本質的な予熱工程が照合工程によって予熱時間の始まる前に先行される。それは少なくとも三つの連続ライン（ l_j ， l_j+1 ， l_j+2 ）が空白であるかどうかを調べ、その場合には２進法の画像データが最初の非ゼロライン（ｌ_j,nz）から捕獲される。図１４は本発明によるさらに詳細な方法のフローチャートであり、主要部分は図１２のそれと共通する。図１４における余分の工程は少なくとも三つの連続ライン（ l_j ， l_j+1 ， l_j+2 ）が空白であるかを調べ、その場合には２進法の画像データが最初の非ゼロライン（ｌ_j,nz）から捕獲される照合工程１４１と実際のデータが駆動（ active ）であるかどうかを調べ、その場合には実際の加熱素子（Ｈ_i ）の勾配加熱をさらに続ける必要があることを意味する照合工程１４２に関係する。
【００４０】
本発明のさらに別の具体例では、各非印刷加熱素子（即ち白色ドットで表される）のために、前述の予熱工程に次いでさらなるエネルギーの適用を終了して、加熱素子を冷却することができる。また、予熱工程に次いで画像形成材料ｍが実質的に所望静止温度Ｔ_r 、例えば待機温度Ｔ_s 又は予熱温度Ｔ₀ のままであるように減じられた平均静止速度（ average rest - rate ）で各非印刷加熱素子にエネルギーを適用することができる。
【００４１】
さらに本発明の具体例では、前述の勾配加熱１１５は記録されるべき実際の画素が所望濃度Ｄ_i を既に達成しているという意味でさらに濃度を要求しないなら加熱素子Ｈ_i の駆動を停止することができる。また、前述の勾配加熱は所望の静止温度Ｔ_r を維持するように減じられた静止パルス衝撃係数δ_r で続けることができる（図１１の曲線部分１１７参照）。
【００４２】
本発明、即ち直接感熱画像形成材料を使用して画像を作成する方法の好ましい具体例では適応できる衝撃係数パルスＡＤＣによる画像に従った加熱は線ごとに実行され、一つの線を完成する時間（ｔ₁ ）は前記画像を作る前に最適化することができる。前記最適化は完成画像を作成するための利用時間、画像内の線の数、二つの連続線の間に必要な冷却時間及び印刷画像の要求品質（濃度の数及び色）の抑制によって制限される。一般に、線時間はミリ秒のオーダー、例えば１０〜５０ｍｓ、好ましくは１５〜３５ｍｓである。
【００４３】
本発明、即ち直接感熱画像形成材料を使用して画像を作成する方法の好ましい具体例では、画像に従った加熱はストローブ周期（ｔ_s ＝ｈ＋ｃ）を有する適応可能な衝撃係数パルス基準で実行され、それは加熱素子の駆動の前に最適化することができる。前記ストローブ周期は的確な感熱材料（ｍ）と的確な画像を考慮に入れると、できるだけ大きいことが好ましい。しかしながら前記最適化は一つの完成行を作成するための線時間と望ましい濃度レベルの数の抑制によって制限される。得られる濃度値の最大数がＮレベルに達すると考えると、線時間（ｔ₁ ）は図９に示されるような反復ストローブ周期ｔ_s でストローブパルスの数（Ｎ）に分割される。例えば２５６濃度値の場合には、相当する電気的画像信号値の８ビットフォーマットによると、最大加熱時間は２５６連続ストローブ周期の後に達成される。一般に、ストローブ周期はマイクロ秒のオーダー、例えば５〜５０μｓ、好ましくは５〜２０μｓである。一般に、ストローブ衝撃係数は２０〜１００％である。
【００４４】
本発明の別の具体例では、駆動電圧振幅（式３参照）を変化することによって加熱素子の画像に従った駆動中において駆動を最適化することができる。一般に、駆動電圧は１５ボルトのオーダー、例えば１０〜２０Ｖ、好ましくは１２〜１７Ｖである。
【００４５】
図１５は加熱素子２８を印加する制御回路の好ましい具体例をさらに詳細に示したものである。図１５では、適応可能な駆動パルスは画素を形成するために単一の加熱素子に適用される。線時間中、個々の加熱素子は予め決定した時間の数（ｋＮ）にアドレスされる。ここでＮは最大可能濃度レベルの数を表し、ｋは１以上の整数である（ｋ≧１）。換言すれば、各加熱素子のための線時間サイクルにはＮ可能パルスが存在する（図９参照）。加熱素子がアドレスされる時間ごとに単一のパルスのみがそれに適用することができる。全ての加熱素子が一度アドレスされた後、アドレス処理が線時間サイクルが完成するまで繰り返される。この時に、特定濃度を有する画素の線が印刷される。
【００４６】
図１５の詳細を説明する前に、所望濃度レベルに対する駆動力の関係がルックアップテーブルの形で本発明の好ましい具体例を説明することができることをまず我々は強調する。処理ＬＵＴ（１５４参照）では入力画像における各画素値は各出力画素の値が対応する入力画素の値だけに依存するように出力画像に写される。換言すれば、デジタル画像データを（２４から）感熱ヘッド（図１の１３参照）に直接送る代わりに、各画素値は対応するＬＵＴ値によって最初に置換される。例えば１０進法コード０（＝２進法コード００００００００）は測定されたかぶりレベルを与え；１０進法コード２５５（＝２進法コード１１１１１１１１）は設定最大濃度Ｄ_max を与え；全ての他の値はそれらの間の曲線に従う。
【００４７】
さらに好ましい具体例では、本発明の方法はさらに次の如く特徴づけられる。即ち、予熱期間ｔ₀ の後、衝撃係数δ_g を有するさらなる駆動は処理信号値を対応する濃度値に写す典型的な処理に画像信号を受けさせる工程を含んでおり、前記処理は低濃度領域の移動曲線を小さな光学的勾配に、中間濃度領域の移動曲線を高い光学的勾配に、及び高濃度領域の移動曲線をさらに高い光学的勾配に割り当てる非均一量子化（ non - uniform quantization ）を含み、ハードコピー上に生じる濃度は最小の知覚可能なコントラストを有する等しく知覚される明るさで配置される。
【００４８】
別のＬＵＴ１５１ではストローブパルスの幅と周期、及び衝撃係数を異なる濃度レベル（前述の表１と後述の表２を参照）に関して、記憶させることができる。前記ＬＵＴ１５１の出力はＡＮＤゲート１５２に供給され、その出力は図１５において作動（ＥＮＡＢＬＥ）として示されるように両方の入力が高い時だけ高く、このようにしてトランジスター２９は加熱抵抗器２８を駆動することができる。ＡＮＤゲート１５３が明らかに高い時間は加熱素子の駆動を表している。
【００４９】
さらに本発明の具体例によれば、各感熱材料ｍのために及び特定の種類の画像（例えば硬い骨に対して人体の柔らかい組織）のために、特定されたＤ′_max を選択することができ、それは印刷システムの究極の最大濃度より低くすることができる。このことは本発明の第２工程に関して既に述べたように、再現される画像を再現するのに必要な最大濃度に設定最大濃度を等しくしても良いことを意味する。
【００５０】
基本的な具体例では、全利用可能筆記時間ｔ_w,max のほんの一部だけが使用されるが、このことは加熱素子Ｈ_i がいかなる加熱曲線（例えば図１３の１３１、１３２，１３３で示される）にも全体的に従うことはないことを意味する。数字で示された実施例としては、記録システムが例えばＤ_max ＝３．５、ｔ_w,max ＝１１ｍｓ及びδ_g ＝δ_1gである場合には、約８ｍｓ後にＤ_max ＝２．５に達し、さらにＨ_i の駆動が中断される。
【００５１】
特定の種類の画像及び印刷システムの究極の最大濃度Ｄ_max より低い特定のＤ′_max を意図する変形例では、Ｄ′_max に達する筆記時間は熱勾配をさらに緩やかにし、色調中性度を増加するために、ほとんど最大筆記時間ｔ_w,max まで拡大することができる。実際に、これは衝撃係数を減少することによってなすことができ、それは図１６において本発明による記録濃度の中断時間の進展（１６１参照）及び二つの非中断時間の進展（１６２参照）を示している（δ_g1＞δ_g2＞δ_g3）。
【００５２】
かかる変形例の数字で示された例としては、ある種の画像がＤ′_max ＝２．５である場合、対応するｔ_w,max は８ｍｓ（表１のオリジナルの場合）からｔ′_w,max ＝１１ｍｓまで拡大することができる（図１６の曲線１６３参照）。
従って、第１の表ＬＵＴ−ｇから代表的な衝撃係数δを選択することができ、個々の筆記時間を個々の中間濃度Ｄ_i に関係づけるために第２の表ＬＵＴ−ｔに入力として使用される。
【００５３】
参考のためシステム強制Ｄ_max より低い画像特定Ｄ′_max に関するＬＵＴ−ｇ及びＬＵＴ−ｔの原理図である表２を示す。
【表２】

【００５４】
表１又は表２又は図５の表を使用して、ＬＵＴ１５１（図１５）はゼロの画素値が最小所望濃度値と一致し、最大画素値（即ち２５５）が最大所望濃度値と一致し、一方全ての中間の画素値が特定の曲線に対応するようにプリンターを規定する。本発明による前記ＬＵＴ１５１の助けで電気的画像信号を処理した後、色の中性度と要求される数が効果的に記録される。
【００５５】
図１１に関して、それはより明瞭にするために誇張されているが（Ｔ_O はＴ_C よりかなり低く、δ_g はかなり高い）、画像形成材料がＴ_O に達する時間ではδ₀ ＝１００％を有する予熱は１ｍｓ間続けることができる。勾配加熱中、画像形成材料の変換温度Ｔ_C は緩やかな温度対時間勾配（δ_g ）で交差するが、ｔ_w,max ＝１１ｍｓの後、画像形成材料におけるＤ_max に関して、最大温度が達成される。もし勾配がより高くなるなら、最大温度と最大濃度Ｄ_max はより早く達し、従って特にｔ_w ＝１１ｍｓの前は長くなるが、この場合は画像形成材料の異常な着色が起こる。
【００５６】
本発明を下記実験結果によって説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。図１７は本発明による異なる感熱勾配（ｇ₁ ＞ｇ₂ ＞ｇ₃ ＞ｇ₄ ）を有する衝撃係数パルス基準駆動によって得られた色調中性度を比較した実験を示すグラフである。これらの実験から色調中性度は高い衝撃係数（δ_g1＝３９％）を有する衝撃係数パルス基準駆動ではかなり劣っており、色調中性度は感熱勾配又は対応する衝撃係数が減少する（例：δ_g2＝３７％及びδ_g3＝３２％）につれて増加することがわかる。しかし、もし高い勾配予熱（例：δ₀ ＝１００％）と緩やかな勾配加熱（例：δ_g4＝２２．５％）が適用されるなら、色調中性度は最大限（４まで）増加する。
【００５７】
もちろん、色調中性度は本発明による異なる感熱勾配を有する衝撃係数パルス基準駆動によって設けられた複数の試験サンプルの画像を濃度測定することによってさらに数学的に表現することができ、その濃度測定は異なるスペクトル特性を有する適切なフィルターを利用する。
【００５８】
直接感熱画像形成のためのプリントヘッドでは表面温度は３００〜４００℃に達することができ、一方記録シートは２００〜５００ｇ／ｃｍ² の圧力でプリントヘッドと接触する。
【００５９】
直接感熱画像形成に使用するための好適な感熱プリントヘッドは例えば富士通（株）の感熱ヘッドＦＴＰ−０４０ ＭＣＳ００１、ＴＤＫ（株）の感熱ヘッドＦ４１５ ＨＨ７−１０８９、及びローム（株）の感熱ヘッドＫＥ２００８−Ｆ３である。
【００６０】
本発明は好ましい具体例に関して記載しているが、それらに限定されず、変形や修正を本発明の意図する範囲内ですることができる。
【００６１】
直接感熱画像形成はトランスパレンシー及び反射型プリントの製造の両方に使用することができる。ハードコピー分野では白色不透明基体上で記録材料が使用され、一方医療診断分野では、黒色画像形成されたトランスパレンシーは明るいところで操作する検査技術に幅広い用途を見つけることができる。
【００６２】
本発明は着色画像の場合にも適用することができ、その場合には異なるカラー選択に対応する電気画像信号は着色ハードコピーの診断上の視覚的理解を最適にするように代表的な対応する変形ルックアップテーブルに実質的に委ねられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】直接感熱プリンターの概略的な断面図である。
【図２】直接感熱プリンターのデータフローチャートである。
【図３】量子化された濃度値又は画像データを表す画像信号マトリックスである。
【図４】加熱素子の加熱及び冷却曲線のグラフである。
【図５】最大２５６濃度レベルのための連続加熱時間及び冷却時間を与える実際のＬＵＴ−ｔである。
【図６】加熱素子に適用される駆動パルスの数と画像形成材料の記録濃度の関係を示すグラフである。
【図７】従来技術により画像形成材料の温度とストローブ信号を示すグラフである。
【図８】パルス幅駆動の場合における加熱素子のストローブパルスを原理的に示すチャートである。
【図９】衝撃係数駆動の場合における加熱素子のストローブパルスを原理的に示すチャートである。
【図１０】減少するストローブ周期と一定ストローブ衝撃係数を有する加熱素子の駆動ストローブパルスを原理的に示すチャートである。
【図１１】本発明による衝撃係数パルス基準駆動を含む一つの線−時間に相当する全ての加熱素子から生じる加熱素子の加熱及び冷却曲線のグラフである。
【図１２】本発明による基本的方法のチャートである。
【図１３】画像形成材料の記録濃度の時間進展を示すグラフである。
【図１４】本発明によるさらに拡張した方法のフローチャートである。
【図１５】本発明の好ましい具体例である。
【図１６】本発明による記録濃度の中断及び非中断時間進展を、システム強制Ｄ_max より低い画像特定Ｄ′_max で表したグラフである。
【図１７】本発明による異なる感熱勾配を有する衝撃係数パルス基準駆動によって得られる色調中性度と比較した実験を示すグラフである。

Claims (3)

1. 有機銀塩を混入している感熱層と前記感熱層及び／又は他の任意の層に含有した還元剤を支持体上に含む直接感熱画像形成材料（ｍ）を印加可能な加熱素子（Ｈ_ｉ）を有する感熱ヘッドによって画像に従って加熱することによって画像を作成する方法であって、その加熱素子の駆動が衝撃係数パルス基準で行われ、かつ下記工程を含む画像作成方法：
   − Ｔ_ｃ−３≦Ｔ_０＜Ｔ_ｃ（全ての温度は摂氏℃で表される）の範囲内で画像形成材料（ｍ）の変換温度（Ｔ_ｃ）未満である、画像形成材料内の予熱温度（Ｔ_０）に達するような予熱時間（ｔ_０）の間、各加熱素子を予熱し；
   − 最大筆記時間（ｔ_{ｗ，ｍａｘ}）の９０％と最大筆記時間の１００％の間の筆記時間（ｔ_ｗ）内で画像形成材料（ｍ）上の設定最大濃度（Ｄ_ｍａｘ）が達するように、パルス衝撃係数（勾配パルス衝撃係数（δ_ｇ）と称せられる）を選択し；
   − メモリー（ＬＵＴ−ｔ）から個々の画素のために画像形成材料上の所望濃度（Ｄ_ｎ）に関する個々の筆記時間（ｔ_ｗ，ｉ）を引き出し；そして
   − 引き出された個々の筆記時間（ｔ_ｗ，ｉ）に関する時間の間、選択された勾配パルス衝撃係数（δ_ｇ）で加熱素子を印加する。
2. 画像形成材料（ｍ）上の設定最大濃度（Ｄ_ｍａｘ）が画像形成システムの特性によって定義されるか又は再現されるべき画像から再現するのに必要な最大濃度に等しい中間最大濃度（Ｄ′_ｍａｘ）である請求項１記載の方法。
3. 待機温度（Ｔ_ｓ）が“変換温度”より摂氏１０度低い温度に達するような待機加熱をさらに含む請求項１又は２記載の方法。
   Ｔ_ｓ＞Ｔ_ｃ−１０°

Images