JPH02266962A - 熱転写記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はドツト変調可能なサーマルヘッドと、熱溶融性
インクリボン等の中間記録媒体を用い、階調レベルを持
つ入力画信号にもとづきモノクロおよびカラー画像の階
調記録を行う熱転写記録装置に関する。

（従来の技術） 一般に、熱転写記録装置は、それぞれの両端に直列に接
続された２つのリード電極を持つ複数の発熱抵抗体列を
絶縁基板上に薄膜技術により積層形成して成るサーマル
ヘッドと、熱溶融性または熱昇華性インクリボン等の中
間記録媒体とを具備し、上記サーマルヘッドの各発熱抵
抗体に選択的に通電させつつジュールの法則による発熱
を生じせしめ、この発熱部で熱溶融性インクリボンのイ
ンクを溶融させて記録紙に転写させたり、あるいは熱昇
華性インクリボンのインクを記録紙に昇華させることに
より画像記録を行うようになっている。

この種の熱転写記録装置では白黒２値画像のみならず、
写真のようないわゆる中間調画像を記録する二さもでき
る。

第２図はこの中間調画像記録のために用いられるドツト
変調可能なサーマルヘッドの構成を示すものであり、例
えば、セラミックスやアルミナ等から成る絶縁基板１上
に、発熱抵抗体２８〜２ｎがその配列方向に対して所定
の角度を有する斜辺を持つ平行四辺形の形状に形成され
、その両端には方形の形状を成す第１リード電極３８〜
３ｎおよび第２リード電極４ａ〜４ｎがそれぞれ接続さ
れている。

係る構成のサーマルヘッドの発熱駆動時、その構成要素
の１つである発熱抵抗体２ｎ内における電流分布は第３
図に示す如くものとなる。

この第３図では測定点が黒点で示され、ここから延びる
線の向きがその測定点における電流の向き、そしてその
線の長さがその測定点における電流の大きさを表してい
る。

このことから発熱駆動時における発熱抵抗体２ｎ内の電
流分布は、その幅方向の中心部分はど密であり、その周
辺部におよぶにつれて粗となることが分かる。

このことは、以下に示す式に着目した論証によって明ら
かとなる。

一般に、発熱駆動時に発熱抵抗体２ｎ内のある点を流れ
る電流ｌは、電圧をｖ１導電率をσするとき、電磁気宇
により、 で表される。

これにより電圧Ｖは、 なるラプラス方程式で表される。

このラプラス方程式はコンピュータ計算方法の１つであ
る境界要素法で解くことができ、これにより求めた電流
ベクトルを図示したものが第３図であった。

従って、上述したような平行四辺形の形状を成す発熱抵
抗体２ｎは、発熱駆動時にその中央部分に向かうにつれ
て電流が大きくなること、つまり電流が集中することが
明確である。

ここで発熱抵抗体２ｎ内のある点における発熱量Ｅは、
その抵抗値をＲとするとき、 Ｅ−Ｒｉ２　　　　　　　　・・・（３）で表すことが
できる。

つまり、発熱量Ｅは電流１の２乗に比例するため、第３
図に示すような電流分布を有する発熱抵抗体２ｎではそ
の電流分布が密でしかも電流値が大きい中心部はどその
周辺部に比べて際立って発熱量が大きいものとなる・。

ここで発熱量Ｅは上記（３）式から電流ｌの値に追従し
て変化し、更にこの発熱量Ｅはそのときの発熱ドツトの
大きさに対応して実際の記録における記録ドツト濃度を
変化させることから、発熱抵抗体２ｎに供給する電流ｌ
を画信号の階調レベルに応じて制御することにより任意
の階調記録が実現できることになる。

また、この種の階調記録は、本来はドツト変調に向かな
い第４図に示す如くの最も一般的な構成を有するサーマ
ルヘッドを用いることによっても実現できる。

第４図より明らかであるように、このサーマルヘッドは
、発熱抵抗体２８〜２ｎが両リード電極３ａ〜３ｎおよ
び４ａ〜４ｎと同様に方形の形状を成しており、発熱駆
動時における電流分布が平行四辺形の発熱抵抗体２ａ〜
２ｎ（ｊ１２図参照）とは異なって均一的に生じるため
、ドツト変調が極めて困難である。

このため、このサーマルヘッドを用いる場合は、ディザ
法と呼ばれる階調記録法を取り入れ、１画素に関して定
められたｎＸｆｆ１のマトリクスを階調レベルに応じて
順に塗り潰すことにより規定の階調度を得るようにして
いる。

この塗り潰し順を規定したディザマトリクスパターンと
しては、Ｂａｙｅｒ型、うず巻き型、ランダム型等の様
々なものが提案されている。

このように、従来の熱転写記録装置で中間調画像を記録
する方法としては、大別すると、ドツト変調可能なサー
マルヘッドを用いてドツト変調法により記録する方法と
、ドツト変調に不適なサーマルヘッドを用いてディザ法
により記録する方法とがあったが、これらはいずれも１
つの装置に対して単独で用いられ、全ての入力階調レベ
ル信号が同じ階調記録法により処理されていた。

このため、記録画像の品質に関して、その階調記録法に
特有の欠点が現れ易く、同時に用いられる中間記録媒体
とも密接に関連してその欠点が更に顕著化することもあ
った。

例えば、ディザ法は階調表現には富んでいるものの、１
画素がｎＸｍのマトリクス構成であるために全体的に解
像度が低下する傾向にあった。

また、中間記録媒体として熱昇華性インクリボンを用い
る装置では、加熱量に忠実な転写が行えるためディザ法
以上に階調表現に富んでいるが、その反面、被転写紙が
普通紙とはいいながらもインク浸透性を向上させるべく
特殊加工を施したものであることや、高階調性を得るた
めには加熱するダイナミックレンジが広い高耐圧のサー
マルヘッドが不可欠であること等により装置コスト、ラ
ンニングコストがともに高かった。

この点、熱溶融性インクを用いてドツト変調法により階
調記録を行う装置は装置コスト、ランニングコストをと
もに安価に抑えられるが、反面、印加発熱量に対するイ
ンクの溶融量が第５図に示す特性に従って比例した変化
を示さないため、特に、低階調レベルの再現性が悪かっ
た。

また、このドツト変調法をカラー記録装置に適用した場
合、第５図のインク溶融特性に起因して各色インクリボ
ンのインクの溶融量が偏り、これら各色溶融インクの重
ね合わせにより決まる色が期待する色座標からずれてし
まって忠実な色再現が行えないことになった。

（発明が解決しようとする課題） このように上記従来の熱転写記録装置では、階調画像を
様々な階調記録法により記録できるものの、これら階調
記録法はそれぞれ単独に採用され、全ての入力階調レベ
ル信号が同じ階調記録法により処理されていたため、各
階調記録法毎に、例えば、高階調レベルの表現には適し
ているが低階調レベルの表現には難があるもの、逆に低
階調レベルの表現には適しているが高階調レベルの表現
には難があるもの、更には全体的に階調性には富むもの
の解像度が低下するもの等、それぞれに一長一短がある
という問題点があった。

本発明は上記実情に鑑みて成されたものであり、１つの
階調記録法を限定利用することに伴う記録品質の偏りを
防止し、全ての階調レベルにおいて階調表現に富み、か
つ解像度が高い中間調画像記録を実現可能な熱転写記録
装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明の熱転写記録装置は、ドツト変調可能なサーマル
ヘッドと記録紙との間に熱溶融性または熱昇華性のイン
ク層を表面に設けて成る中間記録媒体を介在させ、前記
サーマルヘッドの選択的発熱箇所で前記中間記録媒体の
インクを溶融または昇華させつつ前記記録紙に転写せし
めて階調画像を記録する熱転写記録装置において、入力
階調レベル信号を少なくとも２種類の階調記録法のうち
の一方による記録に適合するデータに変換する第１のデ
ータ変換手段と、前記入力階調レベル信号を前記階調記
録法の他の一方による記録に適合するデータに変換する
第２のデータ変換手段と、前記第１および第２のデータ
変換手段に入力する入力階調レベル信号の階調レベルを
識別する階調レベル識別手段と、該階調レベル識別手段
の識別結果にもとづきいずれか一方のデータ変換手段の
変換データを選択して出力する変換データ選択手段と、
該変換データ選択手段により選択された変換データを合
成し、実際の記録走査に供する画データとして格納する
記憶手段とを具備して構成される。

（作用） 本発明の熱転写記録装置では、低階調１ノベルと高中階
調レベルでの記録特性の違いを考慮して、例えば、ディ
ザ法やドツト変調法等、少なくとも２種類の階調記録法
を用意している。

そのうえで、入力階調レベル信号に関しては、これを上
記２つ以上の階調記録法に適合し得る画データにそれぞ
れ変換して出力する。

これと同時に階調レベル識別回路では、上記入力階調レ
ベル信号の階調レベルを識別し、その階調レベルがある
しきい値を超えるか否かによって上記いずれか一方の変
換出力を選択してメモリに転送する。

例えば、階調記録法Ａを高中階調レベル表現に適するも
のとし、階調記録法Ｂを低階調レベル表現に適するもの
とした場合、入力階調レベル信号の階調レベルが上記し
きい値を超える条件の下では階調記録法Ａに対応した変
換出力データを選択してメモリに格納する。

逆に、入力階調レベル信号の階調レベルが上記しきい値
以下なる条件の下では階調記録法Ｂに対応した変換出力
データを選択してメモリに格納する。

それぞれの変換出力データは当該メモリ上で合成され、
実際の記録のためのデータとして記録部へ供給される。

ここで、２つ以上の階調記録法に関するデータを合成す
る場合、１画素に付き１つの階調記録法にしか影響され
ないデータはよいが、ディザ法等のようにマトリクス構
成である場合は、周囲の画素も巻き込むため、１画素に
関する階調記録法の影響で複数のデータが有り得る。

この場合は、最大値または最小値をとったり、平均化す
る等の方法により１つのデータにするようにしている。

上記制御の結果、あるしきい値を超える入力階調レベル
信号は高中階調レベル表現に適する階調記録法Ａにより
記録され、また上記しきい値以下の入力階調レベル信号
は低階調レベル表現に適する階調記録法Ｂで記録される
ため、階調表現および解像度に関して上記しきい値を境
に発生するそれぞれの階調記録法の画品質上の欠点を補
い合うことができ、全階調レベルにおいて高品質な階調
記録画像を得ることができる。

尚、本装置は、記録部を中間記録媒体の中でも特に安価
な熱溶融性インクリボンとドツト変調可能なサーマルヘ
ッドとを用いて構成することもでき、その場合は装置コ
ストおよびランニングコストの低減が可能となる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづき詳細に説明
する。

第１図は本発明の一実施例に係る熱転写記録装置の画信
号処理部の構成をブロック図で示１−たちのである。

第１図において、１１は８ビット表現でＤ〜２５５まで
の２５６レベルを有する入力階調レベル信号の階調レベ
ルを識別する階調レベル識別回路であり、コンパレータ
等により構成される。

１２は階調記録法１として本装置に用いられるディザ法
による記録に適合すべく上記入力階調レベル信号をディ
ザマトリクスデータに変換するディザマトリクスデータ
変換回路である。

１３は階調記録法２として本装置に用いられるドツト変
調法による記録に適合すべく上記入力階調レベル信号を
ドツト変調データに変換するドツト変調データ変換回路
である。

１４は変換回路１２および変換回路１３からの入力信号
のいずれか一方を階調レベル識別回路１１の識別結果に
もとづき選択して出力するセレクタである。

１５はこのセレクタ１４の出力データを記憶する複数ラ
イン分相当の記憶容量を有するメモリであり、サーマル
ヘッド（ＴＰＨ）を用いた記録部に接続されている。

本発明の熱転写記録装置におけるサーマルヘッドには、
特に、ドツト変調可能なサーマルヘッドと、熱溶融イン
クリボンが用いられ、上述した２種類の階調記録法にも
とづくいずれの記録走査にも対応可能となっている。

次に、その動作を説明する。

第１図において、入力階調レベル信号は階調レベル識別
回路１１、変換回路１２、変換回路１３の３つの回路へ
それぞれ並列に入力される。

ここで、変換回路１２はこの入力階調レベル信号をディ
ザ法による記録に適合するディザマトリクスデータに変
換して出力する。

また、変換回路１３はこの入力階調レベル信号をドツト
変調法による記録に適合するドツト変調データに変換し
て出力する。

これと同時に、階調レベル識別回路１１は、上記入力階
調レベル信号が予め設定されているしきい値Ｓを超える
かあるいはそれ以下かを識別し、その識別結果にもとづ
きセレクタ１４の入力の切り替え制御を行う。

その構成としてセレクタ１４は、２入力１出力機能を有
し、この２入力のうちの入力Ａには変換回路１２の出力
が接続されており、他方、入力Ｂには変換回路１３の出
力が接続されている。

今、階調レベル識別回路１１のしきい値Ｓを階調レベル
“３２′″に対応する値に設定し、入力階調レベル信号
として“３０°なるレベル値のものが入力されてきたも
のとする。

この場合、階調レベル識別回路１１は入力階調レベル信
号がしきい値Ｓより小さいとの判断によりセレクタ１４
を入力Ａ側にセレクトする。

この制御によりセレクタ１４は変換回路１２の出力のみ
を通過させ得る状態となる。

いうまでもなく、このときの変換回路１２の出力は階調
レベル識別回路１１での識別対象となった“３０”なる
レベル値を持つ入力階調レベル信号に相当するディザマ
トリクスデータであるから、これがそのままセレクタ１
４を通過してメモリ１５に転送され、格納されることに
なる。

次に、入力階調レベル信号として“６０”なるレベル値
のものが上記各回路に入力したものとする。

この場合も、変換回路１２および変換回路１３はこの入
力階調レベル信号をそれぞれ該当階調のディザマトリク
スデータおよびドツト変調データに変換して出力するが
、階調レベル識別回路１１ではこの入力階調レベル信号
がしきい値Ｓより大きいとの判断によりセレクタ１４を
入力Ｂ側にセレクトする。

この制御によりセレクタ１４は変換回路１３の出力のみ
を通過させ得る状態となる。

このときの変換回路１３の出力は階調レベル識別回路１
１での識別対象となった”６０”なるレベル値を持つ入
力階調レベル信号に相当するドツト変調データであるか
ら、これがそのままセレクタ１４を通過してメモリ１５
に転送され、格納されることになる。

係る処理を入力階調レベル信号毎に行うことによりメモ
リ１５にはしきい値Ｓ以下のディザマトリクスデータと
、しきい値Ｓ以上のドツト変調データとが混在して格納
されることになる。

ここで、ディザマトリクスデータがメモリ１５に転送さ
れた時は、当然、前ラインおよび次ラインをはじめとす
る当該マトリクス構成に関するビットデータが全て重複
するため、比較化や平均等の演算により１つにまとめた
うえでドツト変調データと合成してメモリ１５上に格納
するものとする。

こうしてメモリ１５内で合成格納されたデータは、その
後、図示しない制御部の制御のもとにサーマルヘッドに
供給されて記録走査に供される。

この記録走査に際して制御部は、ディザマトリクスデー
タはディザ法で、またドツト変調データはドツト変調法
でそれぞれ記録されるようにサーマルヘッドおよび記録
紙の搬送を制御する。

つまり、本発明では、入力階調レベル信号がしきい値Ｓ
以下であればセレクタ１４のＡ入力を選択してディザマ
トリクスデータにより記録させ、入力階調レベル信号が
しきい値Ｓを超えればセレクタ１４のＢ入力を選択して
ドツト変調データにより記録させるようにしている。

これにより熱溶融性インクリボンを用いる装置の短所で
ある低階調レベル記録時の階調表現の低下を抑えること
ができ、全体としての階調レベル数の増加を見込むこと
ができる。

このように階調性が大きくとれることは、モノクロ画像
の記録において細密な中間調表現を可能にすることはい
うまでもない。

また、これをカラー画像の記録に当てはめてみれば、重
ね合わせる各色インクの各々の階調の忠実性が保たれる
ことになり、その結果、上記各色インクの重ね合わせに
よって決まる色具合は原稿に極めて近いものとなり、高
品質のカラー中間調記録画像を得ることができる。

尚、上記実施例では装置コストおよびランニングコスト
への配慮から熱溶融性インクリボンを用いた場合につい
てのみ説明しているが、原理的に本装置は熱昇華性イン
クリボンを用いることによっても実現可能である。

また、階調レベルに関しても上述した８ビツト（０〜２
５５の２５６階調）に限定することなく設定できる。

更に、階調記録法に関してドツト変調法とディザ法とを
切り替えるためのしきい値も“３２”以外のレベル値に
設定できるのは勿論、その際、このしきい値を固定にし
たりあるいは記録環境等のパラメータを参考にして流動
的に変化させることもでき、−特許請求の範囲を逸脱し
ない限り種々の変形や応用が可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の熱転写記録装置によれば、
記録部の構成を、ドツト変調可能なサーマルヘッドと熱
転写記録方法の中でも最も安価な中間記録媒体である熱
溶融性インクリボンとの組み合わせにより実現すること
もでき、その場合には装置コストおよびランニングコス
トの大幅な低減が可能となる。

また、記録制御面に関しては、例えば、ドツト変調法や
ディザ法等の少な（とも２種類以上の階調記録法を用い
、入力階調レベル信号があるしきい値を超える場合とそ
れ以下の場合にはそれぞれ異なる階調記録法により記録
するようにしたため、上記しきい値を境に階調表現ある
いは解像度に関して顕著に現れるそれぞれの階調記録法
の欠点を互いに補い合うことができ、モノクロ画像かカ
ラー画像かに拘らず、全階調レベルに渡って階調表現に
優れしかも解像度の高い中間調記録画像を得ることがで
きるという優れた利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る熱転写記録装置の画信
号処理部の構成を示すブロック図、第２図は従来一般的
な熱転写記録装置に用いられるドツト変調可能なサーマ
ルヘッドの一例を示す図、第３図は第２図に示したサー
マルヘッドの１構成要素である発熱抵抗体２ｎ内におけ
る発熱駆動時の電流分布を示す図、第４図は従来一般的
な熱転写記録装置に用いられるドツト変調に適さないサ
ーマルヘッドの一例を示す図、第５図は第２図に示した
サーマルヘッドを用いたドツト変調記録時における印加
発熱量に対するインク溶融量の関係を示す特性図である
。 １・・・絶縁基板、２ａ〜２ｎ・・・発熱抵抗体、３ａ
〜３ｎ・・・第１リード電極、４ａ〜４ｎ・・・第２リ
ード電極、１１・・・階調レベル識別回路、１２・・・
ディザマトリクスデータ変換回路、１３・・・ドツト変
調データ変換回路、 １４・・・セレクタ、 １５・・・メモリ 第２ｒｌＡ 第 図 第 図 印加発−量 第５図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ドット変調可能なサーマルヘッドと記録紙との間
   に熱溶融性または熱昇華性のインク層を表面に設けて成
   る中間記録媒体を介在させ、前記サーマルヘッドの選択
   的発熱箇所で前記中間記録媒体のインクを溶融または昇
   華させつつ前記記録紙に転写せしめて階調画像を記録す
   る熱転写記録装置において、 入力階調レベル信号を少なくとも２種類の階調記録法の
   うちの一方による記録に適合するデータに変換する第１
   のデータ変換手段と、 前記入力階調レベル信号を前記階調記録法の他の一方に
   よる記録に適合するデータに変換する第２のデータ変換
   手段と、 前記第１および第２のデータ変換手段に入力する入力階
   調レベル信号の階調レベルを識別する階調レベル識別手
   段と、 該階調レベル識別手段の識別結果にもとづきいずれか一
   方のデータ変換手段の変換データを選択して出力する変
   換データ選択手段と、 該変換データ選択手段により選択された変換データを合
   成し、実際の記録走査に供する画データとして格納する
   記憶手段と を具備することを特徴とする熱転写記録装置。
2. （２）階調レベル識別手段による入力階調レベル信号の
   識別に関してあるレベルのしきい値を設け、前記入力階
   調レベル信号が当該しきい値を超えた場合とそれ以下の
   場合ではそれぞれ異なる階調記録法により記録すること
   を特徴とする請求項（１）記載の熱転写記録装置。
3. （３）階調記録法として、ドット変調法とディザ法とを
   用い、前記入力階調レベル信号が前記しきい値以下の場
   合はディザ記録法により記録し、前記しきい値を超える
   場合はドット変調法により記録することを特徴とする請
   求項（１）または（２）のいずれか一方に記載の熱転写
   記録装置。
4. （４）ディザ記録法による階調記録パターンとしては、
   Ｂａｙｅｒ型、うず巻き型、ランダム型、多値型のうち
   のいずれか１つを用いることを特徴とする請求項（３）
   記載の熱転写記録装置。