JPH08216441A - カラー感熱記録装置と方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発色する色と熱記録感度が異なる少なくとも
３つの感熱発色層が支持体上にあり、内の少なくとも２
つの層はそれぞれに特有な波長域の電磁波による光定着
性を備えたカラー感熱記録材料にサーマルヘッドを用い
て記録するカラー感熱記録装置において、当該ドットが
周辺ドットにおけるエネルギー印加の状況に影響を受け
ない階調制御をする事ができるカラー感熱記録装置を得
る事を目的とする。 【構成】 記録する階調データを階調データの値に応じ
たサーマルヘッド発熱抵抗体９への通電駆動パルスに変
換する階調制御部１４において該当する階調データから
変換すべき値をルックアップテーブル１６から参照して
当該ドットの印加パルスを連続、不連続に制御し、また
不連続制御の場合はそのオン・オフ比を制御する事によ
りサーマルヘッドの発熱抵抗体９の温度を周辺ドットの
エネルギー印加に左右されないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、発色する色が異なり
それぞれに熱記録感度が異なる少なくとも３つの感熱発
色層が支持体上にあり、内の少なくとも２つの層はそれ
ぞれに特有な波長域の電磁波による光定着性を備えたカ
ラー感熱記録材料を用い、これに複数の発熱体がカラー
画像の主走査方向に一列に配置されたサーマルヘッドを
用いてカラー画像を記録するカラー感熱記録装置及び方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にこの種のカラー感熱記録材料は支
持体上にシアン、マゼンタ、イエローの３層の感熱発色
層が形成されていて各感熱層の熱記録感度は異なり、シ
アン、マゼンタ、イエローの順に熱記録感度は高い。一
番感度の低いシアン感熱層は昇華型の熱転写温度よりも
高く、一般にマゼンタ感熱層が昇華型の熱転写温度に相
当する。さらに発色にはカプラーとジアゾニウム化合物
または電子供与性染料前駆体と電子受容性化合物の化学
反応が一般に利用されるので化学反応が起こるのに必要
な一定以上のエネルギーを昇華型の場合に比べて長時間
与えなければならない。感熱記録方法と昇華型熱転写記
録方法は濃度の階調が加えられた熱量に応じて変化する
ので写真のような中間調画像の記録に適している。

【０００３】カラー感熱記録における印字はシアン、マ
ゼンタ、イエローの順に熱記録感度が高い為、サーマル
ヘッドへの供給電圧を各色ごとに切り替えている。また
１ドット内の階調表現方法としては図２に示すように幅
の異なるパルスの個数を制御する（以下方法Ａと呼ぶ）
か、または１ドットの印加パルスの数としては１個であ
るがそのパルス幅を制御する方法（以下方法Ｂと呼ぶ）
が取られている。しかし、隣接または周辺ドットの印字
によるサーマルヘッドの蓄熱等により当該ドットの発色
度合いが多少異なり、正確な階調表現ができなくなるた
め該当ドットの前ラインの階調が０であっても発色しな
い程度に印加パルスを与えたり（以下、補正方法Ｃとい
う）、周辺ドットのエネルギー印加の状況に応じて前記
方法Ａにおいては１ドット内の印加パルスの個数、前記
方法Ｂにおいては１ドット内のパルス幅を可変する制御
（以下、補正方法Ｄという）を付加する事により隣接ま
たは周辺ドットの印字による影響を軽減している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図３はサーマルヘッド
の発熱抵抗体に印加パルスを与えた場合のカラー感熱記
録材料のマゼンタ層印字における発熱抵抗体の温度上昇
を示した図で隣接ドットに相当する発熱抵抗体にもエネ
ルギーを印加した時の当該発熱抵抗体の温度曲線であ
る。図３においては印加時間１８ｍＳ、非印加時間２ｍ
Ｓで２０ｍＳのライン周期をもち、サーマルヘッド供給
電圧は１２Ｖである。印加時間に応じて図１のサーマル
ヘッドの発熱抵抗体９の温度は上昇し１１０℃で発色温
度に達する。図３より発熱抵抗体に印加パルスを与えて
からある時間、記述者の実験によれば５〜１０ｍＳの
間、急激に発熱抵抗体９の温度は上昇し（以下この状態
を過度状態という）、それ以上の時間通電すると温度は
急激に上昇する事はなく、ほぼ一定になる（以下この状
態を飽和状態という）。また図３において過度領域温度
の下限は７０℃であり、飽和領域温度の上限は１３０℃
である。ストローブ信号は電圧５Ｖである。

【０００５】図４に示すように主走査方向に対して隣接
したドットにおける発熱抵抗体９が通電しているかして
いないかによっても大きく異なる。なお、図４はシアン
層印字における発熱抵抗体発熱温度曲線であり、サーマ
ルヘッド供給電圧１５Ｖ、ストローブ信号の電圧５Ｖ、
印加時間１８ｍＳ、非印加時間２ｍＳにおける図であ
る。記述者の実験によれば、例えば３００ドット・パー
・インチ（ｄｐｉ）のサーマルヘッドを用いた場合に
は、主走査方向に対して左右２ドットまでは影響を受
け、それ以上離れたドットからの影響は無視できる。た
だ、昇華型の場合はインクシートに塗布されている染料
を昇華させるだけであるので一般に３〜１０ｍＳの時間
内すなわち飽和状態にならない過度状態のみの制御で済
む為、当該ドットは隣接ドットからの影響を受けにくい
し、多少の影響は補正方法Ｄで補正が可能である。

【０００６】しかし、ジアゾニウム化合物とカプラーの
化学反応などを利用したカラー感熱記録の場合には各発
色層が化学変化を起こすに必要な温度以上で一定以上の
時間を発色に要する為、１０〜２０ｍＳ以上の印加が必
要となり、飽和温度領域が発色に大きく寄与する。また
サーマルヘッドへの供給電圧を上げて印字時間を短くす
る事、すなわちより短時間に同様のエネルギーを与える
という方法も考えられるが、このような方法だとカラー
感熱記録材料の各発色層を支える支持体や感熱記録材料
の保護層を破壊してしまうので好ましくない。よってカ
ラー感熱記録は昇華型の場合よりははるかに、隣接ドッ
トの影響を受け、例えば２５５階調制御の場合、当該ド
ットの階調が２５５であっても隣接ドットの階調が０で
ある場合、即ち隣接ドットが非通電の場合には図４に示
してあるように当該ドットの飽和温度が発色温度以上に
ならず、当該ドットの発色は階調０と同じになってしま
う事もある。

【０００７】これを防ぐ為に隣接ドットが発色しない程
度に隣接ドットに相当する発熱抵抗体にもエネルギーを
印加して具体的にはストローブ信号の電圧５Ｖ、印加時
間１１ｍＳ、非印加時間９ｍＳの周期で印加して該当ド
ットの温度の底上げを計ると図５のようになり温度曲線
は隣接ドットが印加通電時には上昇するが、非印加時に
は通電時よりも下降してカラー感熱記録材料に加えられ
るエネルギーは大きく異なり、これを考慮して階調を制
御するのは困難である。また当該ドットに対し前ライン
の同じ位置にあるドットに対しに発色しない程度のエネ
ルギー即ち、ストローブ信号の電圧５Ｖ、印加時間１１
ｍＳ、非印加時間９ｍＳの周期で印加を与えても図６の
ように当該ドットの印字開始前に４０℃程度まで発熱抵
抗体の温度が下がってしまうので効果がなく当該ドット
の前々ラインの発色を助長するのみである。よって従来
の階調制御方法ではカラー感熱記録の場合、正確に階調
を表現するのは困難であるという課題があった。

【０００８】そこで、この発明の目的は、従来のこのよ
うな課題を解決するため、サーマルヘッドの当該ドット
における発熱抵抗体の飽和温度が周辺ドットにおける発
熱抵抗体の通電状況に影響を受けないようにする事、す
なわち当該ドットが周辺ドットにおけるエネルギー印加
の状況に影響を受けないようにして階調制御をする事が
できるカラー感熱記録装置及び方法を得ることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項２に記載した発明では当該ドットにパルスを
印加する間、主走査方向に対して隣接したドットのパル
スが印加していれば、その間の当該ドットの印加パルス
を不連続にし、主走査方向に対して隣接したドットのパ
ルスが印加されていなければ、その間の当該ドットの印
加パルスを連続にする事により飽和温度をほぼ等しく保
ち、周辺ドットの当該ドットへの影響を低減したもので
ある。また請求項３に記載した発明では該当ドットの印
加パルスが不連続の場合、主走査方向に対する周辺ドッ
トにおいてパルスが印加されているかいないかの状態そ
れぞれに重み付けをした後の総量が大きければ、その間
の当該ドットの印加パルスのオフ時間を長くし、主走査
方向に対する周辺ドットにおいてパルスが印加されてい
るかどうかの状態それぞれに重み付けをした後の総量が
小さければ、その間の当該ドットの印加パルスのオフ時
間を短くする事により飽和温度をほぼ等しく保ち、周辺
ドットの当該ドットへの影響をなくしたものである。

【００１０】請求項４に記載した発明では当該ドットの
印加パルスが不連続の場合、１ドット内の不連続のパル
スの個数を制御する事により飽和温度をほぼ等しく保
ち、周辺ドットの当該ドットへの影響を低減したもので
ある。さらに請求項５に記載した発明では前記請求項
２、請求項３、請求項４の発明において前ラインまたは
それ以前のラインのエネルギー印加の状況に応じて当該
ドットのパルス印加開始時の温度が低い場合にはパルス
印加開始時よりもさかのぼって前ラインにおけるそれぞ
れの印加パルスに重ならないように連続または不連続に
パルスを与える事により飽和温度をほぼ等しく保ち、周
辺ドットの当該ドットへの影響を低減したものである。

【００１１】また請求項２から５の発明の前提条件とし
て請求項１に記載の発明においては当該ドット及び周辺
ドットの階調データから当該ドットの発熱抵抗体の通電
を制御するストローブ信号に変換する階調制御部におい
て当該ドット及び周辺ドットの階調データに対応したス
トローブ信号データをルックアップテーブル（ＬＵＴ）
から得て周辺ドットの当該ドットへの影響を低減したも
のである。

【００１２】

【作用】上記のように構成されたカラー感熱記録装置に
おいては、周辺ドットのエネルギー印加の状況に関わら
ず容易に飽和温度を同じように保つ事が可能なので正確
な階調表現が図れることとなる。

【００１３】

【実施例】以下に、この発明の実施例を図に基づいて説
明する。図７は本発明に用いるカラー感熱記録材料の構
成の概略を示すものである。カラー感熱記録材料は支持
体の上にシアン感熱発色層、マゼンタ感熱発色層、イエ
ロー感熱発色層、保護層とが順次層設されている。それ
ぞれの層の熱記録感度は異なり、シアン、マゼンタ、イ
エローの順に感度は高くなる。各層の濃度は各温度帯域
において温度が高い程、濃度が高くなる。またイエロー
層は４２０ｎｍ近辺の電磁波による光定着性、マゼンタ
層は３６５ｎｍ近傍の電磁波による光定着性を備えてい
る。

【００１４】図８は本実施例に係わるカラー感熱記録装
置の概略構造が示されている。サーマルヘッド２には発
熱体２−１がプラテンローラ３に対向するように配置さ
れ、プラテンローラ３と一対の紙送りローラ５は図示し
ないコントローラにより制御される駆動モータ７により
ライン毎に副走査方向に正逆回転が可能でありカラー感
熱記録材料６を搬送する。サーマルヘッド２と紙送りロ
ーラ５の間には光定着器４が設けられていて、光定着器
４は３６５ｎｍ近傍に発光ピークを持つマゼンタ層定着
用紫外線ランプ４−２と、４２０ｎｍ近傍に発光ピーク
を持つイエロー層定着用紫外線ランプ４−１及びリフレ
クタ４−３から構成されている。前記発熱体２−１は図
１の発熱抵抗体９に相当する。

【００１５】次にこの装置の動作について述べる。カラ
ー感熱記録材料６はサーマルヘッド２とプラテンローラ
３の間に挟まれ、プラテンローラ３と紙送りローラ５が
駆動モータ７によりライン毎に副走査方向に回転する事
によりカラー感熱記録材料６を正方向に搬送しながらサ
ーマルヘッドの発熱体２−１とプラテンローラ３の間
で、最初にイエロー層を熱記録する。イエロー層の熱記
録が完了した後、カラー感熱記録材料６は光定着部に搬
送される。光定着器４は４２０ｎｍ近傍に発光ピークを
持つイエロー層定着用紫外線ランプ４−１を発光させる
事により紫外線をカラー感熱記録材料６に照射する事で
イエロー層を光定着する。これにより、この後、イエロ
ー層発色感度以上の熱がカラー感熱記録材料６に加えら
れてもイエロー層が発色する事はない。イエロー層の光
定着完了後、紙送りローラ５とプラテンローラ３が逆回
転し、カラー感熱記録材料６の印字開始ライン部がサー
マルヘッド２の発熱体２−１の位置まで戻される。

【００１６】次にサーマルヘッド２への供給電圧を１４
Ｖとイエロー層印字の場合よりも３Ｖ高くしてから、紙
送りローラ５とプラテン３を正転させる事によりカラー
感熱記録材料６を搬送させながらマゼンタ層を熱記録す
る。マゼンタ層の熱記録が完了した後、カラー感熱記録
材料６は光定着部に搬送される。光定着器４は３６５ｎ
ｍ近傍に発光ピークを持つマゼンタ層定着用紫外線ラン
プ４−２を発光させる事により紫外線をカラー感熱記録
材料６に照射する事でマゼンタ層を光定着する。この
後、マゼンタ層の発色感度以上の熱がカラー感熱記録材
料に加えられてもマゼンタ層が発色する事はない。マゼ
ンタ層の光定着完了後、紙送りローラ５とプラテン３が
逆回転し、カラー感熱記録材料６の印字開始ライン部が
サーマルヘッド２の発熱体２−１の位置まで戻される。

【００１７】次にサーマルヘッドへの供給電圧を１７Ｖ
とマゼンタ層印字の場合よりも高くしてから紙送りロー
ラ５とプラテン３を正転させる事によりカラー感熱記録
材料６を搬送させながらシアン層を熱記録する。シアン
層が熱記録された後、カラー感熱記録材料６は図示しな
い排紙口から装置外へ排出される。

【００１８】図１は本発明のサーマルヘッド駆動部の一
実施例を示す。ディジタル画像信号はフレームメモリ１
５に格納されており各色ライン毎に１ライン分のデータ
が階調制御部１４に呼び出される。その後階調ごとに１
ライン分のシリアルな駆動データに変換され、その１ラ
イン分のシリアルな駆動データはクロック信号によって
シフトレジスタ１３に送られ、パラレル信号に変換され
た後ラッチ信号によってラッチされる。ＡＮＤゲート１
１は階調制御部１４からストローブ信号が入力された時
に、ラッチ２からＡＮＤゲート１１にラッチされた信号
がＨｉの場合にＨｉを出力し、各出力端子にはトランジ
スタ１０がそれぞれ接続されていてＡＮＤゲート１１の
出力がＨｉの場合にＯＮとなり、サーマルヘッドの各発
熱抵抗体９は通電する。ここでＨｉとは５Ｖであり、Ｌ
ｏｗとは０Ｖの事であり以下に記されているものについ
ても同じである。階調制御部１４とルックアップテーブ
ル１６は相互に通信できるように配置されている。

【００１９】このストローブ信号を与える際、主走査方
向、当該ドットの発熱抵抗体９に対して左右２ドットま
でのラッチ信号がＨｉかＬｏｗかによりメモリ等に格納
されているルックアップテーブル１６からその階調にお
ける印加パルスを連続にするかまたは不連続にするか、
及び不連続にした際のオン・オフ比の情報を読み出し、
それに応じてストローブ信号を与える。ルックアップテ
ーブル１６はメモリ素子などの記憶装置などに格納され
た構成であり一例を図１４に示す。それにより、例えば
当該ドットに対して左右２ドット全て通電している場合
のストローブ信号と当該ドットの発熱抵抗体９のマゼン
タ層印字における温度変化は図９のようになり、過度領
域下限値は約７０℃、発色温度は約１１０℃で、飽和領
域上限値は約１３０℃である。この場合、印加時間１８
ｍＳの間全てにおいてストローブ信号は不連続となり、
オンオフ比はほぼ１：１でありパルス数は６４０であ
る。個々のパルス幅はそれぞれ同じではないが詳細につ
いては略す。非印加時間は２ｍＳで、ライン周期は２０
ｍＳであり、ストローブ信号の電圧は５Ｖである。

【００２０】右側２ドットの発熱抵抗体９は通電せず、
逆側２ドットの発熱抵抗体９のみ通電しているような状
態ではのストローブ信号と当該ドットのマゼンタ層印字
における温度変化は図１０のようになり、過度領域下限
値は約７０℃、この場合、印加時間１８ｍＳの間全てに
おいてストローブ信号は不連続となり、オンオフ比はほ
ぼ３：１でありパルス数は６４０である。個々のパルス
幅はそれぞれ同じではないが詳細については略す。非印
加時間は２ｍＳで、ライン周期は２０ｍＳであり、スト
ローブ信号の電圧は５Ｖである。

【００２１】当該ドットの左右２ドットの発熱抵抗体９
が通電していない場合のストローブ信号と当該ドットの
発熱抵抗体９のマゼンタ層印字における温度変化は図１
１のようになり、過度領域下限値は約７０℃、この場
合、印加時間１８ｍＳの間全てにおいてストローブ信号
は連続となる。非印加時間は２ｍＳで、ライン周期は２
０ｍＳであり、ストローブ信号の電圧は５Ｖである。

【００２２】さらに当該ドットがフル階調で左右２ドッ
トが全て半階調のような場合のマゼンタ層印字における
温度変化は図１２のようになり、過度領域下限値は約７
０℃、この場合、ストローブ信号の印加時間１８ｍＳの
間、印加開始から１０ｍＳの間は不連続、以降８ｍＳの
間連続となり、不連続時のオンオフ比はほぼ１：１であ
りパルス数は４２０である。個々のパルス幅はそれぞれ
同じではないが詳細については略す。非印加時間は２ｍ
Ｓで、ライン周期は２０ｍＳであり、ストローブ信号の
電圧は５Ｖである。

【００２３】ここで図９、１０、１２は図１１のような
なめらかな温度曲線とはなっていないが一般的なカラー
プリンターにおける解像度は１５０〜６００ｄｐｉであ
るので見た目の発色度合いはほとんど等しいと言える。
前記実施例では印加パルスを連続にするか不連続にする
か、また不連続にした場合のそのオン・オフ比をコント
ロールする事により発色を制御していたが、不連続にし
た場合、分割するパルスの数を可変する事で制御しても
いいし、前ラインまたはそれより前のラインのエネルギ
ー印加が少ない事により当該ドットの温度上昇が遅くな
り飽和領域に達するまでの時間が長くなるのを防ぐ為に
当該ドットの印加パルスの印加開始よりも前側に例えば
図１３のパルスのようにライン周期２０ｍＳのストロー
ブ信号を印加時間１１．５ｍＳ、非印加時間３．５ｍ
Ｓ、印加時間３ｍＳ、非印加時間２ｍＳとし、印加電圧
５Ｖで連続または不連続に印加パルスを与えて制御して
もよい。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、周
辺ドットのエネルギー印加の状況に応じて発熱抵抗体の
飽和温度が左右されないような階調制御としたので、周
辺ドットのエネルギー印加状況に関わらない正確な階調
表現が図れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるカラー感熱記録装置の実施例に
おけるサーマルヘッド駆動部の構成及び駆動方法を示す
説明図である。

【図２】従来の階調制御方法でのサーマルヘッド駆動部
の各信号を示す波形図である。

【図３】従来例のカラー感熱記録方法を説明するための
ストローブ信号とそれに対するサーマルヘッドの発熱抵
抗体の温度曲線を示した図である。

【図４】従来例のカラー感熱記録方法を説明するための
ストローブ信号とそれに対するサーマルヘッドの発熱抵
抗体の温度曲線を示した図である。

【図５】従来例のカラー感熱記録方法を説明するための
ストローブ信号とそれに対するサーマルヘッドの発熱抵
抗体の温度曲線を示した図である。

【図６】従来例のカラー感熱記録方法を説明するための
ストローブ信号とそれに対するサーマルヘッドの発熱抵
抗体の温度曲線を示した図である。

【図７】カラー感熱記録材料の層構成の一例を示す説明
図である。

【図８】本発明を実施するカラー感熱記録装置の概略図
である。

【図９】本発明のカラー感熱記録方法を説明するための
ストローブ信号とそれに対するサーマルヘッドの発熱抵
抗体の温度曲線を示した図である。

【図１０】本発明のカラー感熱記録方法を説明するため
のストローブ信号とそれに対するサーマルヘッドの発熱
抵抗体の温度曲線を示した図である。

【図１１】本発明のカラー感熱記録方法を説明するため
のストローブ信号とそれに対するサーマルヘッドの発熱
抵抗体の温度曲線を示した図である。

【図１２】本発明のカラー感熱記録方法を説明するため
のストローブ信号とそれに対するサーマルヘッドの発熱
抵抗体の温度曲線を示した図である。

【図１３】本発明のカラー感熱記録方法を説明するため
のストローブ信号とそれに対するサーマルヘッドの発熱
抵抗体の温度曲線を示した図である。

【図１４】本発明を実施するカラー感熱記録装置のルッ
クアップテーブルの構成の一例を示す概略図である。

【符号の説明】

１ サーマルヘッド電圧源 ２ サーマルヘッド ３ プラテンローラ ４ 光定着器 ５ 紙送りローラ ６ カラー感熱記録材料 ７ 駆動モータ ８ モータドライバ ９ 発熱抵抗体 １０ トランジスタ １１ ＡＮＤゲート １２ ラッチ １３ シフトレジスタ １４ 階調制御部 １５ フレームメモリ １６ ルックアップテーブル

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発色する色が異なりそれぞれに熱記録感
   度が異なる少なくとも３つの感熱発色層が支持体上にあ
   り、内の少なくとも２つの層はそれぞれに特有な波長域
   の電磁波による光定着性を備えたカラー感熱記録材料を
   用い、これに複数の発熱抵抗体がカラー画像の主走査方
   向に一列に配置されたサーマルヘッドを用いてカラー画
   像を記録するカラー感熱記録装置において記録する階調
   データを前記階調データの値に応じたサーマルヘッド発
   熱抵抗体の通電駆動パルスに変換する階調制御部におい
   て該当する階調データから変換すべき値を参照するルッ
   クアップテーブルを有する事を特徴とするカラー感熱記
   録装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のカラー感熱記録装置を
   用いてカラー画像を記録するカラー感熱記録方法におい
   て、周辺ドットのエネルギー印加の状態に応じて１ドッ
   ト又は１階調内のサーマルヘッドへの印加パルスを連続
   または、不連続に制御する事を特徴とするカラー感熱記
   録方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のカラー感熱記録装置を
   用いてカラー画像を記録するカラー感熱記録方法におい
   て、１ドット又は１階調内のサーマルヘッドへの印加パ
   ルスを不連続にした場合のオン・オフ比を周辺ドットの
   エネルギー印加の状態に応じて制御する事を特徴とする
   カラー感熱記録方法。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のカラー感熱記録装置を
   用いてカラー画像を記録するカラー感熱記録方法におい
   て、１ドット又は１階調内のサーマルヘッドへの印加パ
   ルスを不連続にした場合のパルスの数を周辺ドットのエ
   ネルギー印加の状態に応じて制御する事を特徴とするカ
   ラー感熱記録方法。
5. 【請求項５】前記請求項１及び請求項２、請求項３に記
   載の発明において周辺ドットのエネルギー印加の状態に
   応じて１ドット内の印加パルスを時間に対して印加開始
   より前側に連続または不連続に制御する事を特徴とする
   カラー感熱記録方法。