JPS6124472A - 感熱転写方式の階調記録方法 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は階調数を増大して画質を改善できる感熱転写方
式の階調記録方法に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 近年、情報関連産業の進展は目ざましく、これに伴って
、コンピュータの出力端末とかファクシミリの再生装置
等にプリンタが広く用いられるようになった。

上記プリンタは、特に画像等をカラーで記録する場合に
対して益々高品質のものが要求され、さまざまな記録方
法のもので開発が進められている。

各種の記録方法のプリンタにおいて、カラー画像を可能
とし、小型で且つ低価格で実現できる感熱転写方式の階
調記録方法のものが着目されている。

この記録方法は、紙またはプラスチックフィルム上に熱
溶融性の固体インクを塗布してつくられたインクシート
をサーマルヘッドで加熱することにより固体インクを溶
融させ、記録紙上に転写させるという原理に基づいてい
る。この記録方式はノンインパクト方式であるために騒
音が発生しないこと、記録速度が速いこと、メインテン
スを必要としないこと、高い解像力が得られること、色
材として耐光性のある顔料が使用できるために保存性が
良いこと、イエロー、マゼンタ、シアンの３原色のカラ
ーインクシートを使用し、各色を重ねて塗ることによっ
て、容易にカラー記録ができることなどプリントとして
多くの長所を有している。

その反面、サーマルヘッドに印加する電力を変えて発熱
量を変化させても、記録紙に転写させるインクの量を変
えて、記録ドツトの濃度を制御することが殆んどできな
いという欠点がある。このように感熱転写方式は、イン
クを全部転写させないか、全部転写させるかのいずれか
しかできない２値記録方式であり、そのままでは画素の
濃淡を表現することができない。（たとえば、インクの
転写量を半分にして全転写時のｍ度の１／２、すなわち
飽和濃度の５０％の記録濃度を得ることができない。） そこで、感熱転写方式で階調記録を行うために、は、面
積階調方法の一種である濃度パターン法という階調記録
方法がもっばら利用されてきている。

この濃度パターン法とは１画素をいくつかの要素から成
るマトリックス要素で構成し、画素の濃度に応じて、イ
ンクを転写させて塗りつぶす（着色する）マトリックス
の要素の数を変えることにより、すなわち、１画素に対
応するマトリックス内でのインクの転写面積（着色部の
面積）を変えることにより階調を表現する方法である。

この階調記録方法は、従来の２値記録型インクシートを
そのまま使用することができるし、また、モノクロだけ
でなくカラーの階調記録にも適用できるので、便利な方
法である。しかし、階調数の上限がマトリックスの要素
数によって制限されてしまうために、あまり高い階調数
を得ようとしてマトリックスの要素数を多くすると、そ
れに応じて画素サイズが大きくなって解像度が低下する
という欠点がある。一般的には、４×４のマトリックス
を用いて１６階調の記録が行われることが多い。従来の
ｍ度パターン法では一定濃度の固体インクを塗布したイ
ンクシートを使用したが、特開昭５７−１９３３７７号
公報に開示されている従来例では、融点が異るインクを
２層に形成したインクシートを用いて、サーマルヘッド
の発熱素子に通電する電流又は通電時間を変えて用紙に
転写されるインクの濃度が異るようにしたり、一層のイ
ンクで形成したインクシートを用いた場合にも、サーマ
ルヘッドの発熱素子に通電する電流又は通電時間を変え
て、用紙に転写されるインク量を変えて、インク無転写
、少量転写、略全量転写の３段階を設定できるようにし
ている。

上記従来例では一層のインクシートの場合、通電時間等
の制御によって少量転写によるハーフトーンを実現する
としているが、発熱素子は均一に通電されるとは限らず
、画素に応じて不規則に通電されるため、蓄熱等で発熱
温度に多少のばらつきが生じることは避は難く、一定し
た中濃度のハーフトーンを実現することは難しい。この
ため、画素によってハーフトーンの濃度がかなりばらつ
き、画素の濃度を忠実に反映した階調での記録が■しい
という欠点がある。

又、全部転写した場合の濃度を飽和ＩＩ痩とした、場合
、ハーフトーンの濃度を、飽和濃度の１／２にする転写
量に設定することが難しく、階調数を倍増できても、隣
り合う階調レベルとの濃度差が不揃いのものとなり、各
濃度を忠実に反映する階調記録を実現することが殆んど
不可能であるという欠点がある。このため、例えばＪｉ
ｌ１画のハーフトーン画調に文字等を高濃度で印字する
場合にも、忠実に濃度差が表現されないで説明用の印字
友識別しにくくなる等の欠点が生じる。

又、上記従来例において、２層にインクを形成したイン
クシートを用いた場合、各インクの転写された際のｍ度
が１以上のものと１以下のものを用いて通電時間又は通
電電流で濃度の異る階調記録を実現するものであり、低
融点のインクのみを転写してもその濃度が飽和濃度の１
／２を実現できるものになるとは限らず、各画素の濃度
を忠実に反映する階調記録を実現できるものとは言えな
い。

又、２層とする場合、一般に低融点のインクを上層側と
なるように形成しなければならず、このため発熱素子で
、高融点のインクを通り、低融点側のインクへと伝導す
る熱で低融点のインクのみを溶融転写する場合、高融点
のインクと低融点のインクとの融点をかなり異るように
設定しないと、高融点のインクも溶融されてしまう。一
方、高融点のものも転写するには通電時間をかなり大き
くしたり、通電電流をかなり大きくしなければならない
。このため、飽和濃度で溶融転写する場合、１層のみの
場合よちも発熱量が大きくなり、蓄熱現象が生じ易くな
ったり、単位時間当りの発熱量を下げると、高融点のイ
ンクを溶融するまでに時間がかかり、記録速度が低下し
てしまうという欠点が生じる。

又、２枚のインクシートを用いインクを重ね塗りして階
調数を増大する方法もあるが、ドツトが重ね塗りで広が
り易く、濃淡のリニアリティーが低下する。又、カラー
画像を記録する場合、イエロー、マゼンタ、シアン３色
のインクシートを重ね塗りするその回数が増大し、色歪
となって、画質が低下する。

［発明の目的］ 本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、質が
低下することなく濃淡を忠実に反映して記録することの
できる感熱転写方式の階調記録方法を提供することを目
的とする。

［発明の概要］ 本発明は各色のインクを飽和濃度のものとその１／２の
濃度を有する各色のインクとをインクシート基材上にそ
れぞれ一層に形成されたインクシートを用いて、画素の
濃度に応じてインクが転写された着色要素の数と共に、
転写されるインクの′ｍ度を、飽和濃度の１／２と、飽
和濃度とを制御して、インクが無転写の場合の濃度がＯ
９飽飽和度の１／２、飽和濃度の３段階を実現できるよ
うにして、忠実に階調記録をできるようにしている。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照して本発明を説明する。

第１図及び第２図は本発明の第１実施例に係り、第１図
は第１実施例に用いられる記録系を示し、第２１は第１
実施例に従って、画素の濃淡に応じて階調表現、するの
を説明する着色パターン例を示し、第３図は第１実施例
で実現できる３２階調のパターンを示す。

第１図に示すようにプラテンローラ１１の円筒状外周に
、記録用紙１２と、インクシート１３とが重ねられ、こ
の重ねられたインクシート１３の上にサーマルヘッド１
４の例えばライン状に配列された発熱抵抗素子群が密着
し、画素の濃度に応じてこれら発熱抵抗素子群は選択的
に通電されるようになっている。

ところで、上記インクシート１３は、熱伝導率が良好で
、耐熱性があるインクシート基材１５の上に濃度の大き
い（飽和濃度の）固体インク１６ａと該固体インク１６
ａの飽和濃度の１／２の濃度を有する固体インク１６ｂ
が、それぞれ１μＩないし２μｍの薄膜状で、用紙送り
方向に所定の長さずつ交互に形成されている。

しかして、第１ラインから１ラインずつ画素の濃度に応
じて選択的に発熱抵抗素子に通電して転写され、各ライ
ンごとの転写後、プラテンローラ１１が微小角度ずつ回
転し、記録用紙１２及びインクシート１３とが前方に送
り出され、この送り出された記録用紙１２とインクシー
ト１３とはセパレータ７で分離されるようになっている
。このようにして一方の濃度の固体インク（例えば符号
）１６ｂで所定の長さ分の印字がなされると、プラテン
ローラ１１は、セパレータ１７と共に下方に移動して記
録用紙１２はインクシート１３と密着しない状態になり
、記録用紙１２は所定長さ巻き戻された後、プラテンロ
ーラ１１は再び上方に移動し、記録用紙１２とインクシ
ート１３とが密着する状態に設定され、次いで濃度の異
る固体インク１６ａで第１ラインから再び１ラインずつ
濃度に応じてインクが溶融転写されるようになっている
。

ところで、飽和濃度の高濃度の固体インク１６ａとその
１／２の濃度の低濃度の固体インク１６ｂとが形成され
たインクシート１３を用いて１画素の濃淡を縦横４×４
のマトリックスにおけるインクが転写される要素数及び
転写されるインクの濃度に対応させて階調記録する方法
を以下に説明する。

記録すべき画素の濃度が飽和濃度を濃度３２としたなら
ば略０（Ｏから０．５未満の８）となる場合には４×４
の要素全てにインク転写を行わない。

次に画素の濃度が飽和濃度を濃度３２としたならば略１
　（０，５以上から１．５未満までの間）となる場合、
つまり飽和濃度の１／３２の場合には、第１行、第１列
目のマトリックス要素１個のみに、飽和濃度の１７２と
なる低濃度の固体インク１６ｂを溶融転写する。この転
写により、第２図（ａ）の斜線で示すように第１行、第
１列目に着色部が形成された階調１０着色パターン（ド
ツトパターン）のものが得られる。

画素の濃度が略２となるものに対しては、つまり飽和濃
度の２／３２にｉ当する場合には、第１行、第１列目の
マトリックス要素１個のみに、飽和濃度を有する高濃度
の固体インク１６ａを溶融転写する。この転写により、
第２図（ｂ）のクロスした斜線で示すように第１行、第
１列目に飽和濃度のインクによる着色部が形成された階
調２の着色パターンのものが得られる。

次に、画素の濃度が略３となるものに対しては、第３行
、第３列目のマトリックス要素に低濃度の固体インク１
６ｂを溶融転写し、次いで第１行。

第１列目のマトリックス要素に高濃度の固体インク１６
ａを溶融転写し、第２図（Ｃ）に示すように上記濃度３
を表′わす階調３の着色パターンのものを得ることがで
きる。

このようにして画素の濃度に応じて、その濃度Ｃが飽和
濃度を３２としたならば、ｃ＝２ｐ＋ｓ（ｐ：ｏ又は１
から１６までの自然数、ｓ：Ｑ又は１）と表わせる場合
ｐ個のマトリックス要素に高濃度の固体インク１６ａを
溶融転写し、Ｓ個のマトリックス要素に低濃度の固体イ
ンク１６ｂを溶融転写する。

しかして第３図に示すように、画素の濃度に応じて３２
階調の着色パターンのものを実現できる。

この第１実施例によれば階調数を倍増できると共に、階
調幅も略均−に保持できるので、広い範囲にまたがる濃
淡のある画像に対しても、各画素の濃淡を少い誤差で忠
実に再現できる。又、マトリックスにおける各着色要素
は、１回溶融転写されるのみであるので、重ね塗りによ
るドツトパターンのずれも少く、質の良いプリント像を
得ることができる。

次に第２実施例としてカラーでの階調記録方法を説明す
る。

この場合、インクシート２１は、第４図に示すようにイ
ンクシート基材２２上にイエローＹの高濃度（飽和濃度
）の固体インク２３Ｙ、イエローＹで、前記飽和濃度の
１／２の濃度となる低濃度の固体インク２４Ｙ、マゼン
タＭの高濃度（飽和濃度）の固体インク２３Ｍ、マゼン
タＭで、前記飽和濃度の１／２の濃度となる低濃度の固
体インク２４Ｍ、シアンＣの高濃度（飽和濃度）の固体
インク２３Ｃ，シアンＣで、飽和濃度の１／２の濃度と
なる低濃度の固体インク２４Ｃが、それぞれの色に２種
類の濃淡で用紙送り方向に所定の長さく例えば数１００
）ごとに形成されている。

上記各色の固体インク２３Ｙ、２４Ｙ、２３Ｍ。

２４Ｍ、２３Ｃ，２４Ｃで画素の濃淡に応じてマトリッ
クス要素を塗りつぶす方法は、上記第１実施例と同様で
ある。

混色して、記録する場合には、混色させたい色のインク
をマトリックス要素単位に重ね塗りを行えば良い。例え
ば階調３の赤を記録する場合には、イエローの低濃度の
固体インク２４Ｙで、第３行。

第３列目のマトリックス要素を塗りつぶし、次いで第１
行、第１列目のマトリックス要素をイエローの高濃度の
固体インク２３Ｙで塗りつぶす。次いで、マゼンタＭの
低濃度の固体インク２４Ｍで第３行、第３列目のマトリ
ックス要素を転写された、低濃度イエローインクの上に
、塗り重ね、さ゛らに第１行、第１列目のマトリックス
要素をマゼンタＭの高濃度の固体インク２３Ｍを（高濃
度イエローインクの上に）塗り重ねる。

このようにして第５図に示すように階調３の赤を実現で
きる。ここで、斜線及び”円はそれぞれ転写された低濃
度のイエロー及び低濃度のマゼンタを示し、クロスの斜
線及び２重の円はそれぞれの色における高濃度のものを
示す。

このように塗り重ねることによって、３２階調の赤を表
現できる。このばあい、４種類の固体インク２３Ｙ、２
４Ｙ、２３Ｍ、２４Ｍを用いたが、各マトリックス要素
単位について、最大２回しか重ねられないので、重ね塗
りによるドツトの広がりが少く、温度のリニアリティー
の低下あるいは混色による色スペクトルの歪も少り、質
の良いプリント像を実現できる。

上記説明は２色の混色について説明したが、３色につい
ても同様に適用できる。つまり、上述のように２色を塗
り重ねたものにさらに第３色のものを重ね塗りすれば良
い。この場合、インクが転写されるマトリックス要素に
ついてみると、最大３回重ね塗りされるのみであるので
、ドツトの重ね塗りによる広がりは少く、質の良いプリ
ント像を得ることができる。

又、上記２色を混色したり、３色を混色する場合、階調
の異る組み合わせによって、さまざまの色を再現できる
。

さらに本発明の方法においては、各色の固体インクとし
て濃度の異るものを２種類ずつ用意すると共に、高濃度
のものに対して低濃度のものをその１／２の濃度に設定
しであるので、各階調レベルによって、濃度ゼロから飽
和濃度に至る濃度を略均等に分割したものを実現でき、
任意の画素の色及びその濃淡を少い誤差で再現すること
ができる。

尚、カラーでの階調記録を行う場合、黒色を表現する場
合、３色塗り重ねなければならなくなるので、より忠実
に再現するために、３色のものの他に黒で高濃度（飽和
濃度）の固体インク及びこの飽和濃度の１／２となる低
濃度の固体インクを用紙送り方向に所定の長さずつ形成
した４色構成で、それぞれの色がＩＩ淡２種類形成され
たインクシートを用いることもできる。

尚、第６図に示すようなインクシート３１を用いて、モ
ノクロで階調記録することもできる。

即ち、このインクシート３１はインクシート基材３２上
に、例えば用紙送り方向くこの方向に限定されるもので
ない）に、お互いに等しい飽和濃度で、融点がお互いに
異り、一方が高融点となる固体インク３３ａと、融点が
低い低融点の固体インク３３ｂとがストライプ状（必ず
しもストライブ状でなくても良く、ドツト状その他の形
状でも良い。）に形成されている。各ストライブの幅ｄ
は等しく、眼幅ｄは少くとも一画素を形成するためのマ
トリックス要素の一方の幅（縦又は横）の１／２以下（
偶数分の１が望ましい。）に設定されている。しかして
、サーマルヘッドの発熱素子への通電（パルス）時間、
、又は通電電流を可変制御する等して、その発熱温度を
低くした場合には低融点の固体インク３３ｂのみを溶融
転写し発熱温度を高くした場合には低融点と高融点の両
固体インク３３ｂ、３３ａを溶融転写できるようにな、
っている。低融点の固体インク３３ｂが転写された場合
はそのマトリックス要素の１／２にインクの転写部が形
成され、両固体インク３３ａ、３３ｂが溶融転写される
と、そのマトリックス要素全体にインクの転写部が形成
される。

このインクシート３１は融点が異る固体インクが積層に
されてなく、いずれもインクシート基材３２上に直接形
成された一層のものであるので、従来例における積層に
したばあいよりも熱の伝導が速く、且つ低融点の固体イ
ンク３３ｂのみを溶融転写する場合にも、インクシート
基材３２を経て（さらに高融点の固体インク層を経るこ
となく）熱を伝えられるので、高融点の固体インク３３
ａと、低融点の固体インク３３ｂとの融点にあまり大き
な差を設定しなくても良い。又、熱伝導の時間を短くで
き、高速度で熱転写できる。又、この方法は用紙を巻き
戻す必要がない（モノクロの場合）。このインクシート
はモノクロでなくカラーの場合にも同様に適用できる。

このようにするとカラーの場合用紙を巻き戻す回数を少
くできる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、インクシート基材に
形成した各色の固体インクとして、その濃度を異るもの
を２種類ずつ形成すると共に、一方を飽和濃度、他方を
その飽和濃度の１／２となるように設定しであるので、
１画素を形成するマトリックスのサイズを大きくなるこ
となく、且つ解像度を低下することなく、階調数を倍増
できると共に、リニアリティーの良い階調特性を実現で
きるので、微妙な色及び微妙な濃淡をも反映できる階調
記録を実現できる。

又、混色などしても色ずれを少くできる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例に用いられる記録系を示す側面図、第２
図はモノクロで階調１から３までを表現する場合におけ
るインクが転写された転写パターンを示す図、第３図は
第１実施例に従って実現できる３２階調の濃度を表わす
転写パターンを示す図、第４図は第２実施例に用いられ
るインクシートを示す斜視図、第５図は階１１３の赤を
表現する場合の転写パターンの１例を示す説明図、第６
図は他のインクシートの構成例を示す斜視図である。 １１・・・プラテンローラ　　１２・・・記録用紙１３
．２１・・・インクシート １４・・・サーマルヘッド １５．２２・・・インクシート基材 １６ａ・・・高濃度の固体インク １６ｂ・・・低濃度の固体インク 第１図 第２図 （ａ）　　　　　　（ｂ）　　　　　　（ｃ）第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ｎ×ｍのマトリックス要素を用意してモノクロ１色、
   又はイエロー、マゼンタ、シアンの３色若しくは黒を含
   む４色の熱溶融性固体インクが溶融転写されるマトリッ
   クス要素数で１画素の色及びその濃淡を記録用紙に再現
   する感熱転写方式の階調記録方法において、前記各色に
   対して飽和濃度の固体インクと、該飽和濃度の１／２の
   濃度の固体インクとをそれぞれインクシート基材の一方
   の面に適宜長さごとに形成したインクシートを用い、イ
   ンクを転写するマトリックス要素数の制御と共に、マト
   リックス要素に転写するインクの濃度を、転写しない場
   合の濃度ゼロと、飽和濃度の１／２と、飽和濃度と３段
   階に制御することにより、表現可能となる色及び階調を
   増大できるようにしたことを特徴とする感熱転写方式の
   階調記録方法。