JP4828739B2 - 熱転写記録方法、プリンタシステムおよび熱転写記録装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱転写インクリボンの熱溶融性インクを中間転写体の受像層に熱転写することにより中間転写体の受像層に画像を形成し、この画像が形成された中間転写体の受像層を被記録媒体に圧力と熱により転写することにより画像記録を行なう熱転写記録方法に係り、特に免許証やパスポートなどの個人認証用顔画像および個人情報などの文字画像を被記録媒体上に記録するための熱転写記録方法、この熱転写記録方法を用いたプリンタシステムおよび熱転写記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、たとえば、自動車の運転免許証、パスポート、クレジットカード、会員証などの個人認証用の顔画像が入った画像表示体に顔画像を記録する方法としては、昇華型熱転写記録方法が主流となっている。この昇華型熱転写記録方法は、フィルム状支持体の上に昇華性（あるいは、熱移行性）の染料を熱転写可能にコーティングしてなる熱転写リボンと、昇華性染料を受容できる受容層を有する被記録媒体とを重ね合わせ、サーマルヘッドなどにより、画像データに基づき熱転写リボンを選択的に加熱し、被記録媒体に所望の画像を昇華転写記録するものである。
【０００３】
この昇華型熱転写記録方法によれば、階調性豊かなカラー画像が手軽に記録できることは広く一般的に知られている。しかし、昇華型熱転写記録方法では、昇華性材料で染色できる材料が限られており、限られた被記録媒体に対してのみしか適応できないという欠点がある。また、一般的に昇華性染料は、耐光性、耐溶剤性などの画像耐久性が劣っているという欠点もある。さらに、昇華性染料には、紫外線励起型の蛍光染料はなく、偽造防止策は別に設けなければならない。
【０００４】
一方、溶融型熱転写記録方法は、フィルム状支持体の上に着色顔料あるいは染料を樹脂やワックスなどのバインダに分散させたものをコーティングしてなる熱転写リボンを選択的に加熱し、被記録媒体にバインダごと転写し、所望の画像を記録するものである。
【０００５】
この溶融型熱転写記録方法によれば、着色材料を一般的に耐光性のよいといわれる無機および有機顔料を選択できる。また、バインダに用いる樹脂やワックスなどを工夫することができるため、耐溶剤性を向上させることができる。基本的にバインダに対する接着性を有している被記録媒体であれば何でもよく、幅広い被記録媒体を選択することができるなど、昇華型熱転写記録方法に対して利点がある。
【０００６】
しかし、溶融型熱転写記録方法は、転写したドットのサイズを変化させて階調記録を行なうドット面積階調法を用いているため、ドットサイズを正確にコントロールして多階調記録を行なうのには、様々な工夫が必要となる。たとえば、特公平６−５９７３９号公報において開示されているように、転写ドットの配列をいわゆる千鳥状に並べて記録する方法（以降、これを交互駆動方法と称す）がある。この交互駆動方法を用いると、サーマルヘッドの隣り合う発熱体の熱干渉が減らせられ、隣接画素の影響を受けることなく、ドットサイズをコントロールすることができるため、良好な多階調記録を行なうことができる。
【０００７】
また、ドットサイズを正確にコントロールするためには、被記録媒体の表面状態が良好であることが必要であるが、幅広い被記録媒体の選択性を有する溶融型熱転写記録方法の利点を阻害してしまう。
【０００８】
そこで、表面状態が良好な受像層を有する中間転写体上に多階調記録を行なった後、中間転写体の受像層を、被記録媒体に転写するような間接転写記録方式が考案されている。この方式によれば、中間転写体を被記録媒体に転写可能なように調整しさえすれば、被記録媒体を選ぶ必要がないため、どのような被記録媒体に対しても、多階調記録を行なうことができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記方法にも以下のような課題がある。
【００１０】
たとえば、画像解像度が上がると、より小さいサイズにドットサイズをコントロールする必要があるが、インク層の厚みが１μｍ以上ある従来のインクリボンでは、３００ｄｐｉ以上の解像度では追従できず、画質が劣化してしまうという課題がある。
【００１１】
インクリボンのインク層の厚みを１μｍ以下にすれば、高解像度に追従できるようになるが、１つの発熱体で１画素を形成するような従来のサーマルヘッドで交互駆動すると、発熱体中央部の温度が高温になりすぎるため、インク層を破壊してしまい、画質が劣化してしまうという課題がある。
【００１２】
また、熱転写記録方法、特に溶融型熱転写記録で階調記録を行なう場合、サーマルヘッドとインクリボンと被記録媒体とを圧接するためのプラテンローラの表面平滑度が低いと、プラテンローラ表面の凹凸によりインク層と被記録媒体の受像層との接触が阻害され、画質が劣化してしまうという課題がある。
【００１３】
多階調記録を行なう場合は、交互駆動にし、文字画像のような２値画像の記録を行なう場合は、画素並び通りに駆動するように設定しなければならないが、従来はプリンタに装備されている画像処理部でこの設定を行なっていて、画像処理部が複雑になるばかりでなく、価格も高価なものになってしまうという課題がある。
【００１４】
また、文字画像などの２値画像を記録するためのブラックインクや偽造防止などのための蛍光インクなどは、顔画像などの多階調画像の記録を行なうためのカラーインクとは異なった組成で作成されており、ブラックのみのグレースケールや蛍光画像の多階調記録では、ディザなどの疑似階調方式で記録を行なうか、あるいは、ブラックのグレースケールあるいはカラーインクを重ね合わせることにより実現させていた。このため、画質が劣化したり、カラーインクの消費量が増加するため、コストアップになってしまったりという課題がある。
【００１５】
そこで、本発明は、階調性豊かなカラー画像のような多値画像、文字画像のような２値画像、および、偽変造防止可能な蛍光画像をそれぞれ高画質な画像で記録することができる熱転写記録方法、プリンタシステムおよび熱転写記録装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の熱転写記録方法は、複数色の熱溶融性インク層をフィルム状支持体の一方の面に形成してなり、かつ、前記複数色の熱溶融性インク層の厚みが０．４〜１μｍに設定された熱転写インクリボンと、この熱転写インクリボンから前記複数色の熱溶融性インク層のインクを熱転写可能な受像層がフィルム状支持体の一方の面に形成されてなる中間転写体と、複数の発熱体をライン状に配列してなるサーマルヘッドと、これらサーマルヘッドと熱転写インクリボンと中間転写体とを重ねた状態で圧接するゴム硬度が８０度以上の弾性体により形成されたプラテンローラとを有し、記録する画像データに応じて前記サーマルヘッドの各発熱体を選択的に通電駆動して、前記熱転写インクリボンから熱溶融性インク層のインクを前記中間転写体の受像層に熱転写することにより前記中間転写体の受像層に画像を形成し、この画像が形成された前記中間転写体の受像層を被記録媒体に圧力と熱により転写することにより画像記録を行なうもので、多値画像を記録するときは、前記サーマルヘッドの２つの発熱体を１組として１つの画素を形成するとともに、奇数番目の画素に対応する発熱体と偶数番目の画素に対応する発熱体とを記録ラインごとに交互に通電駆動することにより、奇数番目の画素と偶数番目の画素を記録ラインごとに交互に形成し、２値画像を記録するときは、前記サーマルヘッドの発熱体並び方向と平行な方向に画素を形成することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明のプリンタシステムは、複数色の熱溶融性インク層をフィルム状支持体の一方の面に形成してなり、かつ、前記複数色の熱溶融性インク層の厚みが０．４〜１μｍに設定された熱転写インクリボンと、この熱転写インクリボンから前記複数色の熱溶融性インク層のインクを熱転写可能な受像層がフィルム状支持体の一方の面に形成されてなる中間転写体と、複数の発熱体をライン状に配列してなるサーマルヘッドと、これらサーマルヘッドと熱転写インクリボンと中間転写体とを重ねた状態で圧接するゴム硬度が８０度以上の弾性体により形成されたプラテンローラとを有し、記録する画像データに応じて前記サーマルヘッドの各発熱体を選択的に通電駆動して、前記熱転写インクリボンから熱溶融性インク層のインクを前記中間転写体の受像層に熱転写することにより前記中間転写体の受像層に画像を形成し、この画像が形成された前記中間転写体の受像層を被記録媒体に圧力と熱により転写することにより画像記録を行なうもので、この画像記録の動作を制御する記録制御手段を備えたプリンタと、このプリンタに対し双方向通信手段を介して接続され、前記プリンタの記録制御手段に対し記録すべき画像情報を送信するもので、前記プリンタにおいて多値画像を記録するときは、前記サーマルヘッドの２つの発熱体を１組として１つの画素を形成するとともに、奇数番目の画素に対応する発熱体と偶数番目の画素に対応する発熱体とを記録ラインごとに交互に通電駆動することにより、奇数番目の画素と偶数番目の画素を記録ラインごとに交互に形成し、２値画像を記録するときは、前記サーマルヘッドの発熱体並び方向と平行な方向に画素を形成するように、記録すべき画像情報を展開し、この展開した画像情報を前記プリンタの記録制御手段へ送信する画像展開処理手段を備えたコンピュータとを具備している。
【００１８】
さらに、本発明の熱転写記録装置は、複数の発熱体をライン状に配列してなるサーマルヘッドと、複数色の熱溶融性インク層をフィルム状支持体の一方の面に形成してなり、かつ、前記複数色の熱溶融性インク層の厚みが０．４〜１μｍに設定された熱転写インクリボンと、この熱転写インクリボンから前記複数色の熱溶融性インク層のインクを熱転写可能な受像層がフィルム状支持体の一方の面に形成されてなる中間転写体とを前記サーマルヘッドと重ねた状態で圧接するゴム硬度が８０度以上の弾性体により形成されたプラテンローラと、記録する画像データに応じて前記サーマルヘッドの各発熱体を選択的に通電駆動して、前記熱転写インクリボンから熱溶融性インク層のインクを前記中間転写体の受像層に熱転写することにより前記中間転写体の受像層に画像を形成するもので、多値画像を記録するときは、前記サーマルヘッドの２つの発熱体を１組として１つの画素を形成するとともに、奇数番目の画素に対応する発熱体と偶数番目の画素に対応する発熱体とを記録ラインごとに交互に通電駆動することにより、奇数番目の画素と偶数番目の画素を記録ラインごとに交互に形成し、２値画像を記録するときは、前記サーマルヘッドの発熱体並び方向と平行な方向に画素を形成するように前記サーマルヘッドを駆動する記録制御部と、この画像が形成された前記中間転写体の受像層を被記録媒体に圧力と熱により転写することにより被記録媒体に画像記録を行なう転写部とを具備している。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
まず、本実施の形態に係るサーマルヘッドの発熱体の交互駆動、詳しくはドットを千鳥状に配列させて記録する方法について説明する。
【００２１】
サーマルヘッドの発熱体の交互駆動は、奇数ラインの奇数番目の発熱体と偶数ラインの偶数番目の発熱体とを記録ラインごとに交互に駆動する方法である。このように交互駆動した場合、記録されたドット１は、図１に示すように千鳥状に配列されて画像を形成する。ここで、主走査方向は、サーマルヘッドの発熱体並び方向であり、副走査方向はそれと直行する方向である。
【００２２】
図２は、サーマルヘッドの発熱体と熱転写インクリボンのインク層内での温度分布を示すもので、図中の符号２はサーマルヘッドの発熱体を示している。交互駆動ではなく、全部の発熱体２を駆動して記録する場合は、図２（ａ）に示すように、隣接する発熱体２間の距離が狭いため、熱干渉を起こし、温度分布が平坦な形状になっている（図中の実線ａ）。すなわち、隣接する発熱体２間で温度コントラストがない状態になっている。このため、正確なドットサイズ変調が行なえず、多階調記録が困難になる。
【００２３】
一方、図２（ｂ）に示すように、記録ラインごとに隣接する発熱体２を駆動しない交互駆動の場合、駆動している発熱体２間の距離が広いこと（詳しくは発熱体並びピッチの２倍の距離）、サーマルヘッド内では駆動していない発熱体２に熱が逃げるため、熱干渉をほとんど起こすことがなく、温度分布は急峻な形状になっている（図中の実線ｂ）。すなわち、隣接する発熱体２間で温度コントラストを取ることができている。
【００２４】
このように、交互駆動を行なうことにより、孤立ドットを確実に形成でき、さらに、ドットサイズを隣接ドットの影響を受けることなく、確実に変調することができ、面積階調を利用した多階調記録が可能になる。
【００２５】
図３は、サーマルヘッドの発熱体の概略構成と、それに対応するインク層内での温度分布を示し、図４はサーマルヘッドの概略構成を示すものである。本実施の形態では、サーマルヘッドは、図４（ａ）に示すようなエッジ型のサーマルヘッド３であり、発熱体２がサーマルヘッド３の先端近傍に形成されている。エッジ型のサーマルヘッド３は、後述する図１１に示すように、プラテン押当部の接線方向に対して傾けて設置できるため、被記録媒体の給紙が容易に行なわれ、また、平面型のサーマルヘッドと比べてスペースを要しないため、装置の小型化に優位であるという利点がある。
【００２６】
また、本実施の形態のエッジ型のサーマルヘッド３では、図３（ａ）に示すように、２つの発熱体２ａ，２ｂを１組として１画素を形成するような構成になっている。発熱体を発熱させるために流す電流は、図示矢印ｃで示すように、２つの発熱体２ａ，２ｂを直列に通り、図示しない駆動回路を経て、電源へと戻ってくる。すなわち、他の組の発熱体とは、電源への配線を除いて、電流路を共通にしていない。
【００２７】
一方、図４（ｂ）に示す通常の平面型のサーマルヘッド４では、図３（ｂ）に示すように、１つの発熱体２で１画素を形成するような構成になっている。発熱体を発熱させるために流す電流は、図示矢印ｄで示すように、発熱体２を通り、全ての発熱体２が接続された共通電極５を経て、電源に戻ってくる。
【００２８】
これを電気的な等価回路で表わしたものが図５である。図５（ａ）は、エッジ型のサーマルヘッド３のもの、図５（ｂ）は平面型のサーマルヘッド４のものである。図５（ａ）のＲｉ１、Ｒｉ２は、発熱体２ａ，２ｂの抵抗を示している。図５（ｂ）のＲｉは、発熱体２の抵抗を示し、Ｒｃは共通電極５の抵抗を示している。図５（ｂ）のように、平面型のサーマルヘッド４の発熱体２は、共通電極５と直列に接続された並列抵抗群として表わすことができる。抵抗ＲｃはＲｉよりも小さいため、駆動する発熱体が少ない場合は、そこでの電圧降下は無視できる状態になっている。
【００２９】
しかし、駆動する発熱体の数が多くなると、並列抵抗群である発熱体全体の値が下がるため、抵抗Ｒｃでの電圧降下が無視できなくなり、発熱体にかかる電圧が下がり、発熱量が減ってしまう。すなわち、発熱量が駆動数で変化してしまう。これに対し、図５（ａ）のように、エッジ型サーマルヘッド３では、共通電極５がないため、発熱体にかかる電圧は駆動数により変化しない。このため、エッジ型のサーマルヘッド３では、平面型サーマルヘッド４のように、駆動数に応じた制御が必要なくなり、駆動制御が簡素化されるという利点もある。
【００３０】
また、エッジ型のサーマルヘッド３では、２つの発熱体２ａ，２ｂを１組としているため、インク層内での温度分布は、図３（ａ）に示すｅのように、発熱体の中央部が高温で、２つの発熱体２ａ，２ｂ間の温度が多少下がった分布になり、画素の中央部が高温になることはない。
【００３１】
一方、平面型のサーマルヘッド４では、１つの発熱体２を発熱させているため、インク層内での温度分布は、図３（ｂ）に示すｆのように、発熱体２の中央部の温度は高温になっている。
【００３２】
交互駆動をする場合、隣の発熱体位置まで転写温度に熱してやらなければならないため、平面型サーマルヘッド４では、発熱体の中央部の温度が上がりすぎ、インクリボンの破損などを引き起こす可能性があった。これに対し、高温部が隣の発熱体に近づき、画素の中央部が高温にならないエッジ型のサーマルヘッド３では、交互駆動をしてもインクリボンの破損などを引き起こすことがないという利点もある。
【００３３】
次に、本実施の形態に係る中間転写体および熱転写インクリボンについて説明する。
【００３４】
図６は、本実施の形態に係る中間転写体の構成を模式的に示すものである。中間転写体６は、長尺フィルム状の支持体７の一面に、ワックスからなる離型層８、樹脂からなる保護層９、受像層１０の順に積層形成されている。支持体７は、たとえば、ポリエチレンテレフタレート（以降、単にＰＥＴと略称する）、あるいは、ポリエチレンナフタレート（以降、単にＰＥＮと略称する）などのフィルム状合成樹脂が好適に使われる。本実施の形態では、たとえば、厚さが２５μｍのＰＥＴとした。
【００３５】
受像層１０は、後述するインクリボンのインク層と相性が良いこと、受像表面が平滑であることが要求され、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、スリレン系樹脂、あるいは、これらの混合樹脂などが好適に使われる。本実施の形態では、たとえば、ウレタン系樹脂とエポキシ系樹脂を主とした混合樹脂とし、厚さが５μｍで、支持体上にコートした。
【００３６】
ここで、保護層９には、ホログラムなどの偽変造防止策を施してある場合が多い。本実施の形態でも、ホログラムを施したものを使用した。保護層９の厚みは１０μｍとした。
【００３７】
図７は、本実施の形態に係る熱転写インクリボンの構成を模式的に示すものである。熱転写インクリボン１１は、長尺フィルム状の支持体１２の一面に、複数色の熱溶融性インク層としてのイエローインク層１３、マゼンタインク層１４、シアンインク層１５、ブラックインク層１６、蛍光インク層１７がその順に並んで形成されている。ここで、上記各インク層１３〜１７の順番は、上記順番である必要性はなく、インク層の透明度などから決まる順番で並べられていればよい。
【００３８】
支持体１２は、たとえば、厚さが２〜６μｍのＰＥＴなどの合成樹脂フィルムである。本実施の形態では、厚さが４．５μｍのＰＥＴとした。各インク層１３〜１７は、樹脂などからなるバインダ中に無機顔料、有機顔料と微粒子を分散したものである。
【００３９】
バインダとしては、酢ビ−塩ビ共重合体、酢ビ−エチレン共重合体、飽和ポリエステル樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、あるいは、スチレン系樹脂などの熱溶融性で、かつ、無色透明あるいは単色透明の樹脂で、融点が約６０℃〜約１００℃のものが好適に用いられる。本実施の形態においては、中間転写体６との相性から、飽和ポリエステル樹脂を主成分とするバインダとした。また、微粒子は顔料の分散剤などであるが、本実施の形態ではシリカを含有した。
【００４０】
なお、本実施の形態では、各色インクのドットを順次重ねて転写し、所望の色を表現するため、先に転写してあるインクが厚いと、そのドットの凹凸の影響を強く受け、転写不良やドットの欠けなどを生じる場合があるため、インク層１３〜１７の厚みはできる限り薄い方が好ましい。
【００４１】
また、低濃度領域を表現するためには、できるだけ小さいサイズのドットを再現しなければならず、小さいドットを再現するためには、インク層が薄いことが望ましい。後述するように、インク層１３〜１７の厚みは、０．４μｍ〜１μｍであることが望ましい。本実施の形態では０．４μｍとした。インクのドットの重ね順や記録濃度との関係から、各色それぞれインク層圧を変えてはいるが、全て０．４μｍ〜１μｍの範囲に入るように調整されている。
【００４２】
次に、本実施の形態に係るプリンタシステムについて説明する。
【００４３】
図８は、本実施の形態に係るプリンタシステムの構成を概略的に示すものである。本プリンタシステムは、ディスプレイ４２を備えたパーソナルコンピュータ（以降、単にパソコンと略称する）４１とプリンタ４３とを双方向通信手段４４で接続した構成になっている。パソコン４１には、画像処理手段としての画像処理部４５、および、画像展開処理手段としての画像展開処理部４６が設けられている。また、プリンタ４３には、記録制御手段としての記録制御回路４７が設けられている。
【００４４】
パソコン４１には、プリンタ４３で記録するための画像情報として、たとえば、図示しないスキャナやデジタルカメラなどから顔画像情報、文字画像情報、その他の多値画像情報などが入力される。パソコン４１では、画像処理部４５において、入力された顔画像情報およびその他の多値画像情報に対して色変換、エッジ強調などの画像処理が施される。また、文字画像情報は、所望のフォントからビットマップデータへの変換が行なわれる。
【００４５】
画像処理部４５で画像処理が施された多値画像情報とビットマップデータに変換された文字画像情報は、画像展開処理部４６において画像展開が行なわれる。すなわち、画像展開処理部４６では、入力された情報が文字画像か多値画像かを判断し、この判断結果が文字画像情報の場合は、ビットマップデータをプリンタ４３の記録制御回路４７へ記録すべき画像情報として送信する。
【００４６】
一方、上記判断結果が多値画像情報の場合は、たとえば、図９、図１０に示すように画素配列した後、プリンタ４３の記録制御回路４７へ記録すべき画像情報として送信する。図９は、画像処理部４５から画像展開処理部４６に送られた画像情報の画素配列を示しており、図中の数字は画素の主走査方向、副走査方向のライン数である。この副走査方向の１ライン（たとえば、図中の副走査ライン番号１−主走査ライン番号１〜５１２）の記録は、サーマルヘッド駆動用データに展開した後、図示しないサーマルヘッドに搭載された駆動回路に１ライン分のデータを転送し、サーマルヘッドを駆動して行なわれる。
【００４７】
サーマルヘッドの発熱体の交互駆動は、副走査方向の奇数ラインの奇数番目の発熱体と偶数ラインの偶数番目の発熱体を記録ラインごとに交互に駆動するため、画像情報は図１０に示すように、記録を行なわない（発熱体を駆動しない）データ、この例では「０」データを千鳥状に配列し、画像情報に応じて記録を行なう画素情報を「０」データではない部分に配列したものになる。
【００４８】
このように、画像展開処理部４６では、図９の画素配列を図１０のような画素配列に変換した後、それをプリンタ４３の記録制御回路４７へ記録すべき画像情報として送信する。
【００４９】
また、プリンタ４３の記録制御回路４７とパソコン４１は、ＳＣＳＩやＵＳＢなどの双方向通信手段４４により接続されていて、記録すべき画像情報をパソコン４１からプリンタ４３の記録制御回路４７へと送信したり、記録開始信号を送信するなどを行なう。プリンタ４３の記録制御回路４７では、パソコン４１から双方向通信手段４４を介して画像情報を受信し、それをサーマルヘッド駆動信号に変換したり、全体的な記録動作の制御をするなどしている。
【００５０】
上記したように、交互駆動用の画素配列をパソコン４１の画像展開処理部４６で行なうことにより、プリンタ４３の記録制御回路４７は、サーマルヘッド駆動信号に変換するだけでよく、回路を複雑にすることはない。このため、記録制御回路４７をより簡単かつ安価にすることができる。
【００５１】
次に、図８に示したプリンタ４３について詳細に説明する。
【００５２】
図１１は、プリンタ４３の構成を模式的に示すものである。図１１において、ゴムなどの弾性体により構成されたプラテンローラ２１上には、熱記録手段としてのサーマルヘッド２２が設けられている。サーマルヘッド２２は、前述したようにエッジ型のサーマルヘッドであり、前述した熱転写インクリボン１１と中間転写体６とを介してプラテンローラ２１上に接離可能に設けられている。熱転写インクリボン１１は、供給コア２３によりプラテンローラ２１とサーマルヘッド２２との間に供給され、巻取りコア２４により巻取られるようになっている。
【００５３】
プラテンローラ２１の近傍で、中間転写体６の搬出側には、搬出される中間転写体６を受取って搬送するクランプローラ２５が設けられている。クランプローラ２５の上には、中間転写体６を掴むためのクランプ２６が設けられている。クランプローラ２５の搬出側には、クランプローラ２５で搬出される中間転写体６を搬送する搬送ローラ２７が設けられている。
【００５４】
搬送ローラ２７の前方には、転写手段としてのヒートローラ２８およびこれに対向する対向ローラ２９が設けられている。ヒートローラ２８は、対向ローラ２９とにより、搬送ローラ２７で供給される中間転写体６と別途供給される被記録媒体３０（図示しない）とを重ね合わせて圧接し、回転しながら中間転写体６に熱を加えることにより、被記録媒体３０に中間転写体６を転写するようになっている。
【００５５】
中間転写体６は、供給コア３１によりプラテンローラ２１とサーマルヘッド２２との間に供給された後、クランプローラ２５、搬送ローラ２７を経てヒートローラ２８へと供給され、ここで転写された後、剥離ローラ３２を経て図示しない巻取りコアに巻取られるようになっている。
【００５６】
このような構成において、パソコン４１から記録開始信号が供給されると、熱転写インクリボン１１は記録開始位置まで巻取りコア２４により巻取りが行なわれる。ついで、クランプ２６とクランプローラ２５とで中間転写体６を掴むとともに、サーマルヘッド２２、熱転写インクリボン１１、および、中間転写体６をプラテンローラ２１側に所望の圧力で圧接させることにより、記録動作が開始される。
【００５７】
記録動作は、記録制御回路４７から送られる画像情報に応じたサーマルヘッド駆動信号によりサーマルヘッド２２を駆動するとともに、図１２（ａ）に示すように、クランプ２６とクランプローラ２５とで中間転写体６を掴みながら、記録周期に応じた回転速度でクランプローラ２５を回転させることにより行なわれる。このとき、プラテンローラ２２は、位置精度の問題から強制回転はさせていない。
【００５８】
１色目の記録が終了すると、サーマルヘッド２２および熱転写インクリボン１１が中間転写体６から離れ、一方、供給コア３１、クランプローラ２５が記録動作時とは反対方向に回転して、中間転写体６を記録開始位置まで供給コア３１側に排出する。ついで、再び記録動作が繰り返され、順次、３色の記録が行なわれる。
【００５９】
３色の記録が全て終了すると、供給コア３１およびクランプローラ２５は記録開始位置まで中間転写体６を供給コア３１側に排出し、中間転写体６はクランプ２７から解放される。
【００６０】
次に、図１２（ｂ）に示すように、クランプ２６から解放された中間転写体６は、搬送ローラ２７によりヒートローラ２８へ供給される。ヒートローラ２８に中間転写体６が供給されると、図示しない被記録媒体供給トレーから被記録媒体３０が供給される。ここで、中間転写体６の画像領域先端部と被記録媒体３０の先端部との位置合わせが行なわれ、ヒートローラ２８と対向ローラ２９とにより中間転写体６と被記録媒体３０とが圧接される。ついで、ヒートローラ２８が回転し、中間転写体６に熱を加えつつ、被記録媒体３０に転写しながら、剥離ローラ３２側に排出を行なう。
【００６１】
剥離ローラ３２は、中間転写体６の離型層８から支持体７を剥離し、保護層９および受像層１０を被記録媒体３０へと転写を行なう。被記録媒体３０の後端がヒートローラ２８を通り過ぎたとき、中間転写体６の転写動作が終了する。中間転写体６の転写動作が終了すると、中間転写体６の記録開始位置まで中間転写体６を供給コア３１により巻き戻し、再び上記同様な記録動作が開始される。
【００６２】
次に、本実施の形態に係る熱転写インクリボン１１、プラテンローラ２１、サーマルヘッド２２とプラテンローラ２１との圧接力の作用効果について説明する。
【００６３】
図１３は、代表として、ブラックインク層の厚みを変えたときの多値画像の反射濃度を示している。同図（ａ）は再現可能な最小濃度を示し、同図（ｂ）は最大濃度を示している。同図は、前記プリンタ４３によりグラデーションパターンを記録し、最小濃度部と最大濃度部をマクベス濃度計により、１０点の濃度を測定したときの平均濃度である。必要最小濃度は、画像にもよるが、本実施の形態は主に顔画像を記録することを目的としており、０．２以下であることが望ましい。同図（ａ）において、反射濃度が０．２以下になるインク層の厚みは１．０μｍ以下である。
【００６４】
また、必要最大濃度も画像によるが、顔画像を記録するためには１．５以上であることが望ましい。同図（ｂ）によれば、最大濃度が１．５以上になるインク層の厚みは０．４μｍ以上である。つまり、最小濃度が０．２以下、最大濃度が１．５以上とするためには、インク層の厚みは０．４〜１．０μｍである必要があることがわかる。本実施の形態においては、全てのインク層を１μｍ以下にしてあるため、どのインク層を用いても、多値画像を記録できるばかりでなく、２値画像においても充分な濃度を出すことができ、高画質な画像を実現することができる。
【００６５】
図１４は、プラテン２１のゴム硬度を変えたときの多値画像のブラックインクの反射濃度ばらつきを示している。同図の２つの横ライン距離（縦ラインの長さ）は標準偏差を表わしている。同図は、反射濃度が１．０である中間調ベタパターンを記録し、マクベス濃度計により、１０点の濃度を測定したときの標準偏差である。
【００６６】
顔画像を記録する場合、特に中間調領域の再現性が良いことが望ましく、そのばらつき範囲は±１％以下であることが望ましい。図１４のように、プラテン２１のゴム硬度が８０度以上になると、ばらつき（標準偏差）範囲が±１％以下にできる。つまり、プラテン２１のゴム硬度は、８０度以上ある必要があることがわかる。
【００６７】
図１５は、サーマルヘッド２２とプラテンローラ２１との圧接力を変えたときの多値画像の反射濃度ばらつきを示している。同図の２つの横ライン距離（縦ラインの長さ）は標準偏差を表わしている。同図は、反射濃度が１．０である中間調ベタパターンを記録し、マクベス濃度計により、１０点の濃度を測定したときの標準偏差である。同図のように、反射濃度ばらつきを±１％以下にできるのは、圧接力が３．０Ｎ／ｃｍ以上である。
【００６８】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、階調性豊かなカラー画像のような多値画像、文字画像のような２値画像、および、偽変造防止可能な蛍光画像をそれぞれ高画質な画像で記録することができる熱転写記録方法、プリンタシステムおよび熱転写記録装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】サーマルヘッドの発熱体を交互駆動したときのドットの配置例を示す図。
【図２】サーマルヘッドの発熱体と熱転写インクリボンのインク層内での温度分布を示す概略図。
【図３】本発明の実施の形態に係るサーマルヘッドの発熱体の概略構成とそれに対応するインク層内での温度分布を示す概略図。
【図４】本発明の実施の形態に係るサーマルヘッドの概略構成図。
【図５】本発明の実施の形態に係るサーマルヘッドの発熱体の電気的な等価回路を示す回路図。
【図６】本発明の実施の形態に係る中間転写体の構成を模式的に示す縦断側面図。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る熱転写インクリボンの構成を模式的に示すもので、（ａ）図は平面図、（ｂ）図は縦断側面図。
【図８】本発明の実施の形態に係るプリンタシステムの概略的に示すブロック図。
【図９】本発明の実施の形態に係る画像情報の画素配列を示す概略図。
【図１０】本発明の実施の形態に係る画像情報の画素配列を示す概略図。
【図１１】図８におけるプリンタの構成を模式的に示す概略構成図。
【図１２】図１１のプリンタの動作を説明するための図。
【図１３】インク層の厚みに対する反射濃度の特性を示すグラフ。
【図１４】プラテンの硬度に対する反射濃度の特性を示すグラフ。
【図１５】サーマルヘッドとプラテンとの圧接力に対する反射濃度の特性を示すグラフ。
【符号の説明】
２，２ａ，２ｂ…発熱体、３…エッジ型サーマルヘッド、６…中間転写体、７，１２…支持体、８…離型層、９…保護層、１０…受像層、１１…熱転写インクリボン、１３…イエローインク層、１４…マゼンタインク層、１５…シアンインク層、１６…ブラックインク層、１７…蛍光インク層、２１…プラテンローラ、２２…サーマルヘッド、２８…ヒートローラ、３０…被記録媒体、４１…パソコン（コンピュータ）、４２…ディスプレイ、４３…プリンタ、４４…双方向通信手段、４５…画像処理部（画像処理手段）、４６…画像展開処理部（画像展開処理手段）、４７…記録制御部（記録制御手段）。
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱転写インクリボンの熱溶融性インクを中間転写体の受像層に熱転写することにより中間転写体の受像層に画像を形成し、この画像が形成された中間転写体の受像層を被記録媒体に圧力と熱により転写することにより画像記録を行なう熱転写記録方法に係り、特に免許証やパスポートなどの個人認証用顔画像および個人情報などの文字画像を被記録媒体上に記録するための熱転写記録方法、この熱転写記録方法を用いたプリンタシステムおよび熱転写記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、たとえば、自動車の運転免許証、パスポート、クレジットカード、会員証などの個人認証用の顔画像が入った画像表示体に顔画像を記録する方法としては、昇華型熱転写記録方法が主流となっている。この昇華型熱転写記録方法は、フィルム状支持体の上に昇華性（あるいは、熱移行性）の染料を熱転写可能にコーティングしてなる熱転写リボンと、昇華性染料を受容できる受容層を有する被記録媒体とを重ね合わせ、サーマルヘッドなどにより、画像データに基づき熱転写リボンを選択的に加熱し、被記録媒体に所望の画像を昇華転写記録するものである。
【０００３】
この昇華型熱転写記録方法によれば、階調性豊かなカラー画像が手軽に記録できることは広く一般的に知られている。しかし、昇華型熱転写記録方法では、昇華性材料で染色できる材料が限られており、限られた被記録媒体に対してのみしか適応できないという欠点がある。また、一般的に昇華性染料は、耐光性、耐溶剤性などの画像耐久性が劣っているという欠点もある。さらに、昇華性染料には、紫外線励起型の蛍光染料はなく、偽造防止策は別に設けなければならない。
【０００４】
一方、溶融型熱転写記録方法は、フィルム状支持体の上に着色顔料あるいは染料を樹脂やワックスなどのバインダに分散させたものをコーティングしてなる熱転写リボンを選択的に加熱し、被記録媒体にバインダごと転写し、所望の画像を記録するものである。
【０００５】
この溶融型熱転写記録方法によれば、着色材料を一般的に耐光性のよいといわれる無機および有機顔料を選択できる。また、バインダに用いる樹脂やワックスなどを工夫することができるため、耐溶剤性を向上させることができる。基本的にバインダに対する接着性を有している被記録媒体であれば何でもよく、幅広い被記録媒体を選択することができるなど、昇華型熱転写記録方法に対して利点がある。
【０００６】
しかし、溶融型熱転写記録方法は、転写したドットのサイズを変化させて階調記録を行なうドット面積階調法を用いているため、ドットサイズを正確にコントロールして多階調記録を行なうのには、様々な工夫が必要となる。たとえば、特公平６−５９７３９号公報において開示されているように、転写ドットの配列をいわゆる千鳥状に並べて記録する方法（以降、これを交互駆動方法と称す）がある。この交互駆動方法を用いると、サーマルヘッドの隣り合う発熱体の熱干渉が減らせられ、隣接画素の影響を受けることなく、ドットサイズをコントロールすることができるため、良好な多階調記録を行なうことができる。
【０００７】
また、ドットサイズを正確にコントロールするためには、被記録媒体の表面状態が良好であることが必要であるが、幅広い被記録媒体の選択性を有する溶融型熱転写記録方法の利点を阻害してしまう。
【０００８】
そこで、表面状態が良好な受像層を有する中間転写体上に多階調記録を行なった後、中間転写体の受像層を、被記録媒体に転写するような間接転写記録方式が考案されている。この方式によれば、中間転写体を被記録媒体に転写可能なように調整しさえすれば、被記録媒体を選ぶ必要がないため、どのような被記録媒体に対しても、多階調記録を行なうことができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記方法にも以下のような課題がある。
【００１０】
たとえば、画像解像度が上がると、より小さいサイズにドットサイズをコントロールする必要があるが、インク層の厚みが１μｍ以上ある従来のインクリボンでは、３００ｄｐｉ以上の解像度では追従できず、画質が劣化してしまうという課題がある。
【００１１】
インクリボンのインク層の厚みを１μｍ以下にすれば、高解像度に追従できるようになるが、１つの発熱体で１画素を形成するような従来のサーマルヘッドで交互駆動すると、発熱体中央部の温度が高温になりすぎるため、インク層を破壊してしまい、画質が劣化してしまうという課題がある。
【００１２】
また、熱転写記録方法、特に溶融型熱転写記録で階調記録を行なう場合、サーマルヘッドとインクリボンと被記録媒体とを圧接するためのプラテンローラの表面平滑度が低いと、プラテンローラ表面の凹凸によりインク層と被記録媒体の受像層との接触が阻害され、画質が劣化してしまうという課題がある。
【００１３】
多階調記録を行なう場合は、交互駆動にし、文字画像のような２値画像の記録を行なう場合は、画素並び通りに駆動するように設定しなければならないが、従来はプリンタに装備されている画像処理部でこの設定を行なっていて、画像処理部が複雑になるばかりでなく、価格も高価なものになってしまうという課題がある。
【００１４】
また、文字画像などの２値画像を記録するためのブラックインクや偽造防止などのための蛍光インクなどは、顔画像などの多階調画像の記録を行なうためのカラーインクとは異なった組成で作成されており、ブラックのみのグレースケールや蛍光画像の多階調記録では、ディザなどの疑似階調方式で記録を行なうか、あるいは、ブラックのグレースケールあるいはカラーインクを重ね合わせることにより実現させていた。このため、画質が劣化したり、カラーインクの消費量が増加するため、コストアップになってしまったりという課題がある。
【００１５】
そこで、本発明は、階調性豊かなカラー画像のような多値画像、文字画像のような２値画像、および、偽変造防止可能な蛍光画像をそれぞれ高画質な画像で記録することができる熱転写記録方法、プリンタシステムおよび熱転写記録装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の熱転写記録方法は、複数色の熱溶融性インク層をフィルム状支持体の一方の面に形成してなり、かつ、前記複数色の熱溶融性インク層の厚みが０．４〜１μｍに設定された熱転写インクリボンと、この熱転写インクリボンから前記複数色の熱溶融性インク層のインクを熱転写可能な受像層がフィルム状支持体の一方の面に形成されてなる中間転写体と、複数の発熱体をライン状に配列してなるサーマルヘッドと、これらサーマルヘッドと熱転写インクリボンと中間転写体とを重ねた状態で圧接するゴム硬度が８０度以上の弾性体により形成されたプラテンローラとを有し、記録する画像データに応じて前記サーマルヘッドの各発熱体を選択的に通電駆動して、前記熱転写インクリボンから熱溶融性インク層のインクを前記中間転写体の受像層に熱転写することにより前記中間転写体の受像層に画像を形成し、この画像が形成された前記中間転写体の受像層を被記録媒体に圧力と熱により転写することにより画像記録を行なうもので、多値画像を記録するときは、前記サーマルヘッドの２つの発熱体を１組として１つの画素を形成するとともに、奇数番目の画素に対応する発熱体と偶数番目の画素に対応する発熱体とを記録ラインごとに交互に通電駆動することにより、奇数番目の画素と偶数番目の画素を記録ラインごとに交互に形成し、２値画像を記録するときは、前記サーマルヘッドの発熱体並び方向と平行な方向に画素を形成することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明のプリンタシステムは、複数色の熱溶融性インク層をフィルム状支持体の一方の面に形成してなり、かつ、前記複数色の熱溶融性インク層の厚みが０．４〜１μｍに設定された熱転写インクリボンと、この熱転写インクリボンから前記複数色の熱溶融性インク層のインクを熱転写可能な受像層がフィルム状支持体の一方の面に形成されてなる中間転写体と、複数の発熱体をライン状に配列してなるサーマルヘッドと、これらサーマルヘッドと熱転写インクリボンと中間転写体とを重ねた状態で圧接するゴム硬度が８０度以上の弾性体により形成されたプラテンローラとを有し、記録する画像データに応じて前記サーマルヘッドの各発熱体を選択的に通電駆動して、前記熱転写インクリボンから熱溶融性インク層のインクを前記中間転写体の受像層に熱転写することにより前記中間転写体の受像層に画像を形成し、この画像が形成された前記中間転写体の受像層を被記録媒体に圧力と熱により転写することにより画像記録を行なうもので、この画像記録の動作を制御する記録制御手段を備えたプリンタと、このプリンタに対し双方向通信手段を介して接続され、前記プリンタの記録制御手段に対し記録すべき画像情報を送信するもので、前記プリンタにおいて多値画像を記録するときは、前記サーマルヘッドの２つの発熱体を１組として１つの画素を形成するとともに、奇数番目の画素に対応する発熱体と偶数番目の画素に対応する発熱体とを記録ラインごとに交互に通電駆動することにより、奇数番目の画素と偶数番目の画素を記録ラインごとに交互に形成し、２値画像を記録するときは、前記サーマルヘッドの発熱体並び方向と平行な方向に画素を形成するように、記録すべき画像情報を展開し、この展開した画像情報を前記プリンタの記録制御手段へ送信する画像展開処理手段を備えたコンピュータとを具備している。
【００１８】
さらに、本発明の熱転写記録装置は、複数の発熱体をライン状に配列してなるサーマルヘッドと、複数色の熱溶融性インク層をフィルム状支持体の一方の面に形成してなり、かつ、前記複数色の熱溶融性インク層の厚みが０．４〜１μｍに設定された熱転写インクリボンと、この熱転写インクリボンから前記複数色の熱溶融性インク層のインクを熱転写可能な受像層がフィルム状支持体の一方の面に形成されてなる中間転写体とを前記サーマルヘッドと重ねた状態で圧接するゴム硬度が８０度以上の弾性体により形成されたプラテンローラと、記録する画像データに応じて前記サーマルヘッドの各発熱体を選択的に通電駆動して、前記熱転写インクリボンから熱溶融性インク層のインクを前記中間転写体の受像層に熱転写することにより前記中間転写体の受像層に画像を形成するもので、多値画像を記録するときは、前記サーマルヘッドの２つの発熱体を１組として１つの画素を形成するとともに、奇数番目の画素に対応する発熱体と偶数番目の画素に対応する発熱体とを記録ラインごとに交互に通電駆動することにより、奇数番目の画素と偶数番目の画素を記録ラインごとに交互に形成し、２値画像を記録するときは、前記サーマルヘッドの発熱体並び方向と平行な方向に画素を形成するように前記サーマルヘッドを駆動する記録制御部と、この画像が形成された前記中間転写体の受像層を被記録媒体に圧力と熱により転写することにより被記録媒体に画像記録を行なう転写部とを具備している。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
まず、本実施の形態に係るサーマルヘッドの発熱体の交互駆動、詳しくはドットを千鳥状に配列させて記録する方法について説明する。
【００２１】
サーマルヘッドの発熱体の交互駆動は、奇数ラインの奇数番目の発熱体と偶数ラインの偶数番目の発熱体とを記録ラインごとに交互に駆動する方法である。このように交互駆動した場合、記録されたドット１は、図１に示すように千鳥状に配列されて画像を形成する。ここで、主走査方向は、サーマルヘッドの発熱体並び方向であり、副走査方向はそれと直行する方向である。
【００２２】
図２は、サーマルヘッドの発熱体と熱転写インクリボンのインク層内での温度分布を示すもので、図中の符号２はサーマルヘッドの発熱体を示している。交互駆動ではなく、全部の発熱体２を駆動して記録する場合は、図２（ａ）に示すように、隣接する発熱体２間の距離が狭いため、熱干渉を起こし、温度分布が平坦な形状になっている（図中の実線ａ）。すなわち、隣接する発熱体２間で温度コントラストがない状態になっている。このため、正確なドットサイズ変調が行なえず、多階調記録が困難になる。
【００２３】
一方、図２（ｂ）に示すように、記録ラインごとに隣接する発熱体２を駆動しない交互駆動の場合、駆動している発熱体２間の距離が広いこと（詳しくは発熱体並びピッチの２倍の距離）、サーマルヘッド内では駆動していない発熱体２に熱が逃げるため、熱干渉をほとんど起こすことがなく、温度分布は急峻な形状になっている（図中の実線ｂ）。すなわち、隣接する発熱体２間で温度コントラストを取ることができている。
【００２４】
このように、交互駆動を行なうことにより、孤立ドットを確実に形成でき、さらに、ドットサイズを隣接ドットの影響を受けることなく、確実に変調することができ、面積階調を利用した多階調記録が可能になる。
【００２５】
図３は、サーマルヘッドの発熱体の概略構成と、それに対応するインク層内での温度分布を示し、図４はサーマルヘッドの概略構成を示すものである。本実施の形態では、サーマルヘッドは、図４（ａ）に示すようなエッジ型のサーマルヘッド３であり、発熱体２がサーマルヘッド３の先端近傍に形成されている。エッジ型のサーマルヘッド３は、後述する図１１に示すように、プラテン押当部の接線方向に対して傾けて設置できるため、被記録媒体の給紙が容易に行なわれ、また、平面型のサーマルヘッドと比べてスペースを要しないため、装置の小型化に優位であるという利点がある。
【００２６】
また、本実施の形態のエッジ型のサーマルヘッド３では、図３（ａ）に示すように、２つの発熱体２ａ，２ｂを１組として１画素を形成するような構成になっている。発熱体を発熱させるために流す電流は、図示矢印ｃで示すように、２つの発熱体２ａ，２ｂを直列に通り、図示しない駆動回路を経て、電源へと戻ってくる。すなわち、他の組の発熱体とは、電源への配線を除いて、電流路を共通にしていない。
【００２７】
一方、図４（ｂ）に示す通常の平面型のサーマルヘッド４では、図３（ｂ）に示すように、１つの発熱体２で１画素を形成するような構成になっている。発熱体を発熱させるために流す電流は、図示矢印ｄで示すように、発熱体２を通り、全ての発熱体２が接続された共通電極５を経て、電源に戻ってくる。
【００２８】
これを電気的な等価回路で表わしたものが図５である。図５（ａ）は、エッジ型のサーマルヘッド３のもの、図５（ｂ）は平面型のサーマルヘッド４のものである。図５（ａ）のＲｉ１、Ｒｉ２は、発熱体２ａ，２ｂの抵抗を示している。図５（ｂ）のＲｉは、発熱体２の抵抗を示し、Ｒｃは共通電極５の抵抗を示している。図５（ｂ）のように、平面型のサーマルヘッド４の発熱体２は、共通電極５と直列に接続された並列抵抗群として表わすことができる。抵抗ＲｃはＲｉよりも小さいため、駆動する発熱体が少ない場合は、そこでの電圧降下は無視できる状態になっている。
【００２９】
しかし、駆動する発熱体の数が多くなると、並列抵抗群である発熱体全体の値が下がるため、抵抗Ｒｃでの電圧降下が無視できなくなり、発熱体にかかる電圧が下がり、発熱量が減ってしまう。すなわち、発熱量が駆動数で変化してしまう。これに対し、図５（ａ）のように、エッジ型サーマルヘッド３では、共通電極５がないため、発熱体にかかる電圧は駆動数により変化しない。このため、エッジ型のサーマルヘッド３では、平面型サーマルヘッド４のように、駆動数に応じた制御が必要なくなり、駆動制御が簡素化されるという利点もある。
【００３０】
また、エッジ型のサーマルヘッド３では、２つの発熱体２ａ，２ｂを１組としているため、インク層内での温度分布は、図３（ａ）に示すｅのように、発熱体の中央部が高温で、２つの発熱体２ａ，２ｂ間の温度が多少下がった分布になり、画素の中央部が高温になることはない。
【００３１】
一方、平面型のサーマルヘッド４では、１つの発熱体２を発熱させているため、インク層内での温度分布は、図３（ｂ）に示すｆのように、発熱体２の中央部の温度は高温になっている。
【００３２】
交互駆動をする場合、隣の発熱体位置まで転写温度に熱してやらなければならないため、平面型サーマルヘッド４では、発熱体の中央部の温度が上がりすぎ、インクリボンの破損などを引き起こす可能性があった。これに対し、高温部が隣の発熱体に近づき、画素の中央部が高温にならないエッジ型のサーマルヘッド３では、交互駆動をしてもインクリボンの破損などを引き起こすことがないという利点もある。
【００３３】
次に、本実施の形態に係る中間転写体および熱転写インクリボンについて説明する。
【００３４】
図６は、本実施の形態に係る中間転写体の構成を模式的に示すものである。中間転写体６は、長尺フィルム状の支持体７の一面に、ワックスからなる離型層８、樹脂からなる保護層９、受像層１０の順に積層形成されている。支持体７は、たとえば、ポリエチレンテレフタレート（以降、単にＰＥＴと略称する）、あるいは、ポリエチレンナフタレート（以降、単にＰＥＮと略称する）などのフィルム状合成樹脂が好適に使われる。本実施の形態では、たとえば、厚さが２５μｍのＰＥＴとした。
【００３５】
受像層１０は、後述するインクリボンのインク層と相性が良いこと、受像表面が平滑であることが要求され、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、スリレン系樹脂、あるいは、これらの混合樹脂などが好適に使われる。本実施の形態では、たとえば、ウレタン系樹脂とエポキシ系樹脂を主とした混合樹脂とし、厚さが５μｍで、支持体上にコートした。
【００３６】
ここで、保護層９には、ホログラムなどの偽変造防止策を施してある場合が多い。本実施の形態でも、ホログラムを施したものを使用した。保護層９の厚みは１０μｍとした。
【００３７】
図７は、本実施の形態に係る熱転写インクリボンの構成を模式的に示すものである。熱転写インクリボン１１は、長尺フィルム状の支持体１２の一面に、複数色の熱溶融性インク層としてのイエローインク層１３、マゼンタインク層１４、シアンインク層１５、ブラックインク層１６、蛍光インク層１７がその順に並んで形成されている。ここで、上記各インク層１３〜１７の順番は、上記順番である必要性はなく、インク層の透明度などから決まる順番で並べられていればよい。
【００３８】
支持体１２は、たとえば、厚さが２〜６μｍのＰＥＴなどの合成樹脂フィルムである。本実施の形態では、厚さが４．５μｍのＰＥＴとした。各インク層１３〜１７は、樹脂などからなるバインダ中に無機顔料、有機顔料と微粒子を分散したものである。
【００３９】
バインダとしては、酢ビ−塩ビ共重合体、酢ビ−エチレン共重合体、飽和ポリエステル樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、あるいは、スチレン系樹脂などの熱溶融性で、かつ、無色透明あるいは単色透明の樹脂で、融点が約６０℃〜約１００℃のものが好適に用いられる。本実施の形態においては、中間転写体６との相性から、飽和ポリエステル樹脂を主成分とするバインダとした。また、微粒子は顔料の分散剤などであるが、本実施の形態ではシリカを含有した。
【００４０】
なお、本実施の形態では、各色インクのドットを順次重ねて転写し、所望の色を表現するため、先に転写してあるインクが厚いと、そのドットの凹凸の影響を強く受け、転写不良やドットの欠けなどを生じる場合があるため、インク層１３〜１７の厚みはできる限り薄い方が好ましい。
【００４１】
また、低濃度領域を表現するためには、できるだけ小さいサイズのドットを再現しなければならず、小さいドットを再現するためには、インク層が薄いことが望ましい。後述するように、インク層１３〜１７の厚みは、０．４μｍ〜１μｍであることが望ましい。本実施の形態では０．４μｍとした。インクのドットの重ね順や記録濃度との関係から、各色それぞれインク層圧を変えてはいるが、全て０．４μｍ〜１μｍの範囲に入るように調整されている。
【００４２】
次に、本実施の形態に係るプリンタシステムについて説明する。
【００４３】
図８は、本実施の形態に係るプリンタシステムの構成を概略的に示すものである。本プリンタシステムは、ディスプレイ４２を備えたパーソナルコンピュータ（以降、単にパソコンと略称する）４１とプリンタ４３とを双方向通信手段４４で接続した構成になっている。パソコン４１には、画像処理手段としての画像処理部４５、および、画像展開処理手段としての画像展開処理部４６が設けられている。また、プリンタ４３には、記録制御手段としての記録制御回路４７が設けられている。
【００４４】
パソコン４１には、プリンタ４３で記録するための画像情報として、たとえば、図示しないスキャナやデジタルカメラなどから顔画像情報、文字画像情報、その他の多値画像情報などが入力される。パソコン４１では、画像処理部４５において、入力された顔画像情報およびその他の多値画像情報に対して色変換、エッジ強調などの画像処理が施される。また、文字画像情報は、所望のフォントからビットマップデータへの変換が行なわれる。
【００４５】
画像処理部４５で画像処理が施された多値画像情報とビットマップデータに変換された文字画像情報は、画像展開処理部４６において画像展開が行なわれる。すなわち、画像展開処理部４６では、入力された情報が文字画像か多値画像かを判断し、この判断結果が文字画像情報の場合は、ビットマップデータをプリンタ４３の記録制御回路４７へ記録すべき画像情報として送信する。
【００４６】
一方、上記判断結果が多値画像情報の場合は、たとえば、図９、図１０に示すように画素配列した後、プリンタ４３の記録制御回路４７へ記録すべき画像情報として送信する。図９は、画像処理部４５から画像展開処理部４６に送られた画像情報の画素配列を示しており、図中の数字は画素の主走査方向、副走査方向のライン数である。この副走査方向の１ライン（たとえば、図中の副走査ライン番号１−主走査ライン番号１〜５１２）の記録は、サーマルヘッド駆動用データに展開した後、図示しないサーマルヘッドに搭載された駆動回路に１ライン分のデータを転送し、サーマルヘッドを駆動して行なわれる。
【００４７】
サーマルヘッドの発熱体の交互駆動は、副走査方向の奇数ラインの奇数番目の発熱体と偶数ラインの偶数番目の発熱体を記録ラインごとに交互に駆動するため、画像情報は図１０に示すように、記録を行なわない（発熱体を駆動しない）データ、この例では「０」データを千鳥状に配列し、画像情報に応じて記録を行なう画素情報を「０」データではない部分に配列したものになる。
【００４８】
このように、画像展開処理部４６では、図９の画素配列を図１０のような画素配列に変換した後、それをプリンタ４３の記録制御回路４７へ記録すべき画像情報として送信する。
【００４９】
また、プリンタ４３の記録制御回路４７とパソコン４１は、ＳＣＳＩやＵＳＢなどの双方向通信手段４４により接続されていて、記録すべき画像情報をパソコン４１からプリンタ４３の記録制御回路４７へと送信したり、記録開始信号を送信するなどを行なう。プリンタ４３の記録制御回路４７では、パソコン４１から双方向通信手段４４を介して画像情報を受信し、それをサーマルヘッド駆動信号に変換したり、全体的な記録動作の制御をするなどしている。
【００５０】
上記したように、交互駆動用の画素配列をパソコン４１の画像展開処理部４６で行なうことにより、プリンタ４３の記録制御回路４７は、サーマルヘッド駆動信号に変換するだけでよく、回路を複雑にすることはない。このため、記録制御回路４７をより簡単かつ安価にすることができる。
【００５１】
次に、図８に示したプリンタ４３について詳細に説明する。
【００５２】
図１１は、プリンタ４３の構成を模式的に示すものである。図１１において、ゴムなどの弾性体により構成されたプラテンローラ２１上には、熱記録手段としてのサーマルヘッド２２が設けられている。サーマルヘッド２２は、前述したようにエッジ型のサーマルヘッドであり、前述した熱転写インクリボン１１と中間転写体６とを介してプラテンローラ２１上に接離可能に設けられている。熱転写インクリボン１１は、供給コア２３によりプラテンローラ２１とサーマルヘッド２２との間に供給され、巻取りコア２４により巻取られるようになっている。
【００５３】
プラテンローラ２１の近傍で、中間転写体６の搬出側には、搬出される中間転写体６を受取って搬送するクランプローラ２５が設けられている。クランプローラ２５の上には、中間転写体６を掴むためのクランプ２６が設けられている。クランプローラ２５の搬出側には、クランプローラ２５で搬出される中間転写体６を搬送する搬送ローラ２７が設けられている。
【００５４】
搬送ローラ２７の前方には、転写手段としてのヒートローラ２８およびこれに対向する対向ローラ２９が設けられている。ヒートローラ２８は、対向ローラ２９とにより、搬送ローラ２７で供給される中間転写体６と別途供給される被記録媒体３０（図示しない）とを重ね合わせて圧接し、回転しながら中間転写体６に熱を加えることにより、被記録媒体３０に中間転写体６を転写するようになっている。
【００５５】
中間転写体６は、供給コア３１によりプラテンローラ２１とサーマルヘッド２２との間に供給された後、クランプローラ２５、搬送ローラ２７を経てヒートローラ２８へと供給され、ここで転写された後、剥離ローラ３２を経て図示しない巻取りコアに巻取られるようになっている。
【００５６】
このような構成において、パソコン４１から記録開始信号が供給されると、熱転写インクリボン１１は記録開始位置まで巻取りコア２４により巻取りが行なわれる。ついで、クランプ２６とクランプローラ２５とで中間転写体６を掴むとともに、サーマルヘッド２２、熱転写インクリボン１１、および、中間転写体６をプラテンローラ２１側に所望の圧力で圧接させることにより、記録動作が開始される。
【００５７】
記録動作は、記録制御回路４７から送られる画像情報に応じたサーマルヘッド駆動信号によりサーマルヘッド２２を駆動するとともに、図１２（ａ）に示すように、クランプ２６とクランプローラ２５とで中間転写体６を掴みながら、記録周期に応じた回転速度でクランプローラ２５を回転させることにより行なわれる。このとき、プラテンローラ２２は、位置精度の問題から強制回転はさせていない。
【００５８】
１色目の記録が終了すると、サーマルヘッド２２および熱転写インクリボン１１が中間転写体６から離れ、一方、供給コア３１、クランプローラ２５が記録動作時とは反対方向に回転して、中間転写体６を記録開始位置まで供給コア３１側に排出する。ついで、再び記録動作が繰り返され、順次、３色の記録が行なわれる。
【００５９】
３色の記録が全て終了すると、供給コア３１およびクランプローラ２５は記録開始位置まで中間転写体６を供給コア３１側に排出し、中間転写体６はクランプ２７から解放される。
【００６０】
次に、図１２（ｂ）に示すように、クランプ２６から解放された中間転写体６は、搬送ローラ２７によりヒートローラ２８へ供給される。ヒートローラ２８に中間転写体６が供給されると、図示しない被記録媒体供給トレーから被記録媒体３０が供給される。ここで、中間転写体６の画像領域先端部と被記録媒体３０の先端部との位置合わせが行なわれ、ヒートローラ２８と対向ローラ２９とにより中間転写体６と被記録媒体３０とが圧接される。ついで、ヒートローラ２８が回転し、中間転写体６に熱を加えつつ、被記録媒体３０に転写しながら、剥離ローラ３２側に排出を行なう。
【００６１】
剥離ローラ３２は、中間転写体６の離型層８から支持体７を剥離し、保護層９および受像層１０を被記録媒体３０へと転写を行なう。被記録媒体３０の後端がヒートローラ２８を通り過ぎたとき、中間転写体６の転写動作が終了する。中間転写体６の転写動作が終了すると、中間転写体６の記録開始位置まで中間転写体６を供給コア３１により巻き戻し、再び上記同様な記録動作が開始される。
【００６２】
次に、本実施の形態に係る熱転写インクリボン１１、プラテンローラ２１、サーマルヘッド２２とプラテンローラ２１との圧接力の作用効果について説明する。
【００６３】
図１３は、代表として、ブラックインク層の厚みを変えたときの多値画像の反射濃度を示している。同図（ａ）は再現可能な最小濃度を示し、同図（ｂ）は最大濃度を示している。同図は、前記プリンタ４３によりグラデーションパターンを記録し、最小濃度部と最大濃度部をマクベス濃度計により、１０点の濃度を測定したときの平均濃度である。必要最小濃度は、画像にもよるが、本実施の形態は主に顔画像を記録することを目的としており、０．２以下であることが望ましい。同図（ａ）において、反射濃度が０．２以下になるインク層の厚みは１．０μｍ以下である。
【００６４】
また、必要最大濃度も画像によるが、顔画像を記録するためには１．５以上であることが望ましい。同図（ｂ）によれば、最大濃度が１．５以上になるインク層の厚みは０．４μｍ以上である。つまり、最小濃度が０．２以下、最大濃度が１．５以上とするためには、インク層の厚みは０．４〜１．０μｍである必要があることがわかる。本実施の形態においては、全てのインク層を１μｍ以下にしてあるため、どのインク層を用いても、多値画像を記録できるばかりでなく、２値画像においても充分な濃度を出すことができ、高画質な画像を実現することができる。
【００６５】
図１４は、プラテン２１のゴム硬度を変えたときの多値画像のブラックインクの反射濃度ばらつきを示している。同図の２つの横ライン距離（縦ラインの長さ）は標準偏差を表わしている。同図は、反射濃度が１．０である中間調ベタパターンを記録し、マクベス濃度計により、１０点の濃度を測定したときの標準偏差である。
【００６６】
顔画像を記録する場合、特に中間調領域の再現性が良いことが望ましく、そのばらつき範囲は±１％以下であることが望ましい。図１４のように、プラテン２１のゴム硬度が８０度以上になると、ばらつき（標準偏差）範囲が±１％以下にできる。つまり、プラテン２１のゴム硬度は、８０度以上ある必要があることがわかる。
【００６７】
図１５は、サーマルヘッド２２とプラテンローラ２１との圧接力を変えたときの多値画像の反射濃度ばらつきを示している。同図の２つの横ライン距離（縦ラインの長さ）は標準偏差を表わしている。同図は、反射濃度が１．０である中間調ベタパターンを記録し、マクベス濃度計により、１０点の濃度を測定したときの標準偏差である。同図のように、反射濃度ばらつきを±１％以下にできるのは、圧接力が３．０Ｎ／ｃｍ以上である。
【００６８】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、階調性豊かなカラー画像のような多値画像、文字画像のような２値画像、および、偽変造防止可能な蛍光画像をそれぞれ高画質な画像で記録することができる熱転写記録方法、プリンタシステムおよび熱転写記録装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】サーマルヘッドの発熱体を交互駆動したときのドットの配置例を示す図。
【図２】サーマルヘッドの発熱体と熱転写インクリボンのインク層内での温度分布を示す概略図。
【図３】本発明の実施の形態に係るサーマルヘッドの発熱体の概略構成とそれに対応するインク層内での温度分布を示す概略図。
【図４】本発明の実施の形態に係るサーマルヘッドの概略構成図。
【図５】本発明の実施の形態に係るサーマルヘッドの発熱体の電気的な等価回路を示す回路図。
【図６】本発明の実施の形態に係る中間転写体の構成を模式的に示す縦断側面図。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る熱転写インクリボンの構成を模式的に示すもので、（ａ）図は平面図、（ｂ）図は縦断側面図。
【図８】本発明の実施の形態に係るプリンタシステムの概略的に示すブロック図。
【図９】本発明の実施の形態に係る画像情報の画素配列を示す概略図。
【図１０】本発明の実施の形態に係る画像情報の画素配列を示す概略図。
【図１１】図８におけるプリンタの構成を模式的に示す概略構成図。
【図１２】図１１のプリンタの動作を説明するための図。
【図１３】インク層の厚みに対する反射濃度の特性を示すグラフ。
【図１４】プラテンの硬度に対する反射濃度の特性を示すグラフ。
【図１５】サーマルヘッドとプラテンとの圧接力に対する反射濃度の特性を示すグラフ。
【符号の説明】
２，２ａ，２ｂ…発熱体、３…エッジ型サーマルヘッド、６…中間転写体、７，１２…支持体、８…離型層、９…保護層、１０…受像層、１１…熱転写インクリボン、１３…イエローインク層、１４…マゼンタインク層、１５…シアンインク層、１６…ブラックインク層、１７…蛍光インク層、２１…プラテンローラ、２２…サーマルヘッド、２８…ヒートローラ、３０…被記録媒体、４１…パソコン（コンピュータ）、４２…ディスプレイ、４３…プリンタ、４４…双方向通信手段、４５…画像処理部（画像処理手段）、４６…画像展開処理部（画像展開処理手段）、４７…記録制御部（記録制御手段）。
Claims (8)
- 複数色の熱溶融性インク層をフィルム状支持体の一方の面に形成してなり、かつ、前記複数色の熱溶融性インク層の厚みが０．４〜１μｍに設定された熱転写インクリボンと、この熱転写インクリボンから前記複数色の熱溶融性インク層のインクを熱転写可能な受像層がフィルム状支持体の一方の面に形成されてなる中間転写体と、複数の発熱体をライン状に配列してなるサーマルヘッドと、これらサーマルヘッドと熱転写インクリボンと中間転写体とを重ねた状態で圧接するゴム硬度が８０度以上の弾性体により形成されたプラテンローラとを有し、
記録する画像データに応じて前記サーマルヘッドの各発熱体を選択的に通電駆動して、前記熱転写インクリボンから熱溶融性インク層のインクを前記中間転写体の受像層に熱転写することにより前記中間転写体の受像層に画像を形成し、この画像が形成された前記中間転写体の受像層を被記録媒体に圧力と熱により転写することにより画像記録を行なうもので、多値画像を記録するときは、前記サーマルヘッドの２つの発熱体を１組として１つの画素を形成するとともに、奇数番目の画素に対応する発熱体と偶数番目の画素に対応する発熱体とを記録ラインごとに交互に通電駆動することにより、奇数番目の画素と偶数番目の画素を記録ラインごとに交互に形成し、２値画像を記録するときは、前記サーマルヘッドの発熱体並び方向と平行な方向に画素を形成することを特徴とする熱転写記録方法。 - 前記熱転写インクリボンの複数色の熱溶融性インク層は、着色剤およびバインダ樹脂を主成分として形成されていることを特徴とする請求項１記載の熱転写記録方法。
- 前記サーマルヘッドとプラテンローラとの圧接力を３．０Ｎ／ｃｍ以上としたことを特徴とする請求項１記載の熱転写記録方法。
- 前記熱転写インクリボンの複数色の熱溶融性インク層は、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ブラックインク、無色あるいは淡色の紫外線励起の蛍光インクからなることを特徴とする請求項１記載の熱転写記録方法。
- 複数色の熱溶融性インク層をフィルム状支持体の一方の面に形成してなり、かつ、前記複数色の熱溶融性インク層の厚みが０．４〜１μｍに設定された熱転写インクリボンと、この熱転写インクリボンから前記複数色の熱溶融性インク層のインクを熱転写可能な受像層がフィルム状支持体の一方の面に形成されてなる中間転写体と、複数の発熱体をライン状に配列してなるサーマルヘッドと、これらサーマルヘッドと熱転写インクリボンと中間転写体とを重ねた状態で圧接するゴム硬度が８０度以上の弾性体により形成されたプラテンローラとを有し、記録する画像データに応じて前記サーマルヘッドの各発熱体を選択的に通電駆動して、前記熱転写インクリボンから熱溶融性インク層のインクを前記中間転写体の受像層に熱転写することにより前記中間転写体の受像層に画像を形成し、この画像が形成された前記中間転写体の受像層を被記録媒体に圧力と熱により転写することにより画像記録を行なうもので、この画像記録の動作を制御する記録制御手段を備えたプリンタと、
このプリンタに対し双方向通信手段を介して接続され、前記プリンタの記録制御手段に対し記録すべき画像情報を送信するもので、前記プリンタにおいて多値画像を記録するときは、前記サーマルヘッドの２つの発熱体を１組として１つの画素を形成するとともに、奇数番目の画素に対応する発熱体と偶数番目の画素に対応する発熱体とを記録ラインごとに交互に通電駆動することにより、奇数番目の画素と偶数番目の画素を記録ラインごとに交互に形成し、２値画像を記録するときは、前記サーマルヘッドの発熱体並び方向と平行な方向に画素を形成するように、記録すべき画像情報を展開し、この展開した画像情報を前記プリンタの記録制御手段へ送信する画像展開処理手段を備えたコンピュータと、
を具備したことを特徴とするプリンタシステム。 - 前記サーマルヘッドとプラテンローラとの圧接力を３．０Ｎ／ｃｍ以上としたことを特徴とする請求項５記載のプリンタシステム。
- 前記熱転写インクリボンの複数色の熱溶融性インク層は、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ブラックインク、無色あるいは淡色の紫外線励起の蛍光インクからなることを特徴とする請求項５記載のプリンタシステム。
- 複数の発熱体をライン状に配列してなるサーマルヘッドと、
複数色の熱溶融性インク層をフィルム状支持体の一方の面に形成してなり、かつ、前記複数色の熱溶融性インク層の厚みが０．４〜１μｍに設定された熱転写インクリボンと、この熱転写インクリボンから前記複数色の熱溶融性インク層のインクを熱転写可能な受像層がフィルム状支持体の一方の面に形成されてなる中間転写体とを前記サーマルヘッドと重ねた状態で圧接するゴム硬度が８０度以上の弾性体により形成されたプラテンローラと、
記録する画像データに応じて前記サーマルヘッドの各発熱体を選択的に通電駆動して、前記熱転写インクリボンから熱溶融性インク層のインクを前記中間転写体の受像層に熱転写することにより前記中間転写体の受像層に画像を形成するもので、多値画像を記録するときは、前記サーマルヘッドの２つの発熱体を１組として１つの画素を形成するとともに、奇数番目の画素に対応する発熱体と偶数番目の画素に対応する発熱体とを記録ラインごとに交互に通電駆動することにより、奇数番目の画素と偶数番目の画素を記録ラインごとに交互に形成し、２値画像を記録するときは、前記サーマルヘッドの発熱体並び方向と平行な方向に画素を形成するように前記サーマルヘッドを駆動する記録制御部と、
この画像が形成された前記中間転写体の受像層を被記録媒体に圧力と熱により転写することにより被記録媒体に画像記録を行なう転写部と、
を具備したことを特徴とする熱転写記録装置。
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