JPS6124471A - 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、メインテナ
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タとし
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、全転写時の濃度の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１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、すなわちマトリックス
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Ｊ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。

従来の濃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、第４図に示すように改
良された従来例では２種類の濃度のインクが形成された
インクシートを用いて、階調数を倍増できるようにした
ものがある。

即ち、プラテンローラ１に記録用紙２及びインクシート
３とを重ねて、該インクシート３の上に密着するサーマ
ルヘッド４に通電Ｊ−ることによってインクシート３の
インクを溶融転写するものであるが、上記インクシート
３はインクシート基材５の上に、例えばモノクロの場合
には淡濃度（低濃度）インク６ａと高濃度インク６ｂと
が用紙送り方向に形成しである。

上記インクシート３を用いて階調記録する場合、その階
調レベルが高くなるにつれて、第５図に示すような順序
でマトリックスの要素を順次塗りつぶしていく。即ち、
階調が低い場合には、低濃度インク６ａが形成された部
分のインクシート３で転写を行い、その階調数が高くな
るにつれて着色される（微小面積の）７１リツクス要素
（１本の斜線で示すもの）の数を多くしていく、つまり
着色部の面積を大きくしていく。しかして階調４で全要
素が塗りつぶされ、さらに高い階調レベルに対しては、
高濃度インク６ｂ部分のインクシート３を用いて、レベ
ルが高くなるにつれて、上述と同様に塗りつぶすマトリ
ックス要素（交差した斜線で示すもの）の数を多くして
１種類のインクのみによる（２×２のマトリックス）場
合の倍となる階調８までを実現できる。

一上記説明ではモノクロの階調記録の例としたが、カラ
ーの場合にもイエロー、マゼンタ、シアンの各カラーイ
ンクとしてそれぞれ低濃度及び高濃度のものを用意する
ことによって、色を重ねて記録するプロセスが増すだけ
で、全く同様な階調記録を行うことができる。例えば、
イエローとマゼンタを沢色しＣ赤の階調を表わす場合、
低濃度のイエローインクを転写した要素に、低濃度のマ
ゼンタインクを転写し、高濃度のイエローインクを転写
した要素には高濃度のマゼンタインクを転写する。この
ようにして、赤について要素数の２倍の階調を記録する
ことができる。

しかし、この方法についても、次のような欠点がある。

１、使用するインクシートの量が単一の濃度のインクの
みにおけるインクシートを用いた方法のものに比較して
２倍になるために、インクシート消費量が倍増してラン
ニングコストが高くなる。

２、カラー記録の場合、インクの色だけでなく、濃度に
ついても切り換える毎に、記録用紙を逆転させて位置合
せを行うことが必要となり、転写したインクの位置ずれ
が生じ易く、また記録に要する時間も長くなる。

ところで特開昭５Ｌ−１９３３７７号公報に、上述と類
似した記録方法が開示されている。

この従来例では、記録用紙に転写した場合濃度がある値
１．０以上になる高融点インクと、濃度が１．０以下に
なる低融点インクとを２層に形成したインクシートを用
いて上述のように階調数を倍増できるようにすると共に
、前述の欠点１．２を解消している。

しかしながら、この従来例は、低融点のインクの濃度と
、高融点のインクの濃度とを単にある値以下及び以上と
するのみであって、濃度比が設定されてないことと、両
インク層の厚さ関係が設定されてないため、階調数を増
大できても、各階調レベル幅が不揃いのものとなり、各
濃度を忠実に反映するような階調記録を行うことができ
ないという欠点を有する。

［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、解像
痕を低下させることなく、適切なレベル幅でＮ調教を増
大し、各濃度に対して少い誤差内の階調レベルで忠実に
記録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］ 本発明はインク基材上に濃度が等しく、溶融温度が高い
高融点のインク層と、溶融温度が低い低融点のインク層
とを等しい厚さで順次積層して形成した２層構造のイン
クシートを用いて、１画素の濃淡に応じて、インクを転
写するマトリックス要素の数と共に、転写するインクを
上層側の低融点のインク層のみとなる転写量が１／２の
もの、転写量が全ｍ（２層）のものとを制御して、記録
用紙にインク濃度がＯ１飽飽和度の１／２．飽和濃度の
３段階に制御できるようにして、階調数を増大し、且つ
各濃度に対して少い誤差で、階調記録できるようにしで
ある。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

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２図は１画
素を２ｘ２の要素からなるマトリックスで表わした場合
のモノクロで実現できる８階調の記録表現パターンを示
す。

第１実施例においては、１画素を２Ｘ２のマトリックス
要素で表わし、モノクロで８階調記録を行う方法である
。

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の上にザーマルヘッド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の上に融点が異り
、且つその濃度が等しい固体インク１６ａ、１６ｂが２
層に形成されている。

上記インクシート基材１５の上に、高融点（例えば９５
℃〜１００℃）の固体インク１６ａが１ないし２μ耐程
度の薄膜状に塗布する等して形成され、次いでこの薄膜
状にさらに低融点（例えば６５℃〜７０℃）の固体イン
ク１６ｂが同様に１ないし２μ沼程度の薄膜状で、両層
の各膜〃が等しくなるように形成して２層の固体インク
１６ａ。

１６ｂを有するインクシート１３が形成されている。

上記各固体インク１６ａ、１６ｂは、色材としての顔料
と、顔料を結着させるバインダとで構成され、さらにイ
ンクの物理的及び化学的特性を向上させるために、可塑
材、酸化防止剤、フィラー等の無機添加剤等の添加物が
加えたものでも良い。

上記バインダとしてワックス類とか熱可塑性樹脂を単独
又は組み合わせて所定の融点に設定する。

又、顔料として、例えばカーボンブラックとかナフトー
ルブラック等を用いて２層の固体インク１６ａ、１６ｂ
を溶融転写することによって、所望とする飽和濃度を実
現できるようになっている。

各固体インク１６ａ、１６ｂの濃度は等しく、しかし各
インク層は薄いので、低融点の固体インク１６ｂ１１Ｇ
のみが転写された場合、つまり１／２の転写量の場合の
濃度は、低融点及び高融点の固体インク１６ａ、１６ｂ
２層全部、つまり全量が転写された場合の濃度（飽和濃
度）の１／２となるように設定されている。

、上記構造のインクシート１３を用いて、階調Ｏの画素
の記録を行うには、２×２のマトリックス要素全てにイ
ンク転写を全く行わないようにする。

次に、画素の濃淡が上記飽和濃度の（転写した場合での
）ｍ度値を８とした場合における約１程度（０，５以上
ないし１．５未満のもの）の濃度値に相当づる場合には
、２×２のマトリッス要素における例えば第２図の最初
の着色パターン（番号１で示す階調レベルのもの）で示
すように、１要素のみに低融点のインク１６ｂを転写さ
せる。

つまり２層からなる固体インク１６ａ、１６ｂの上部層
のインク１６ｂのみを転写する、つまり転写量１／２で
記録することになる。

上記低融点の固体インク１６ｂのみを転写するには、サ
ーマルヘッド１４に通電する電圧値又はパルス幅を制御
することによって、サーマルヘッド１４（の発熱抵抗素
子）の発熱温度を制御したり、サーマルヘッド１４に設
けた温度制御手段にて発熱温度をｔｂ！制御することに
よって、低融点の固体インク１６ｂのみを溶融させて、
この溶融したインクを記録用紙１２に転写させることが
できる。

同様にして画素の濃淡の濃度値が約２程度（１゜５以上
ないし２．５未満までのもの）であれば低融点の固体イ
ンク１６ｂを転写する７１−リツクス要素の数を２にす
る。このようにして濃度値が４となるものまでは低融点
の固体インク１６ｂのみを転写する。

次いで画素の濃度値が約５程度であれば、サーマルヘッ
ド１４の発熱温度を（高くなるよう）制御して高融点の
固体インク１６ａを溶融できる温度にしで２×２のマト
リックス要素にお【プる１要素分に低融点の固体インク
１６ｂと共に、高融点の固体インク１６ａ２層とも転写
する。つまり２層のインク１６ａ、１６ｂを一要素分に
対して全量転写する。

尚、残りの３要素分は低融点の固体インク１６ｂを転写
する。

ざらに濃度値が大きい画素に対しては、低融点及び高融
点の固体インク１５１）、１６ａを全量転写づるマトリ
ックス要素数を多くすることによって、第２図に示すよ
うに階調数８までの濃度で記録できる。

この第１実施例の記録方法によれば、２層に形成し、勺
−マルヘッド１４の発熱抵抗素子の発熱温度を制御する
ことによって、記録速度が遅くなることとか、ランニン
グコストが高くなることを解消できる。

又、低融点の固体インク１６ｂのみが転写された１／２
の転写量の場合には、全量転写のく飽和）温度の１／２
になるように設定しであるので、濃度が０（の無転写）
から飽和濃度に至る濃度までを略均−な濃度レベル幅と
なる階調レベル幅で記録できる。従って、例えば風景を
記録する場合等のように各画素の濃度が広い範囲で連続
的に濃淡変化するものに対してもそれぞれの画素の濃淡
に対して少い濃度誤差で記録できるので、忠実に階調記
録することができる。

次に本発明の第２実施例として、カラー画像に対する階
調記録の方法を説明する。

説明を簡単にするため、上述と同様に１画素を２×２の
７１−リックス要素で表わすものとする。

インクシートとしては、イエロー、マゼンタ。

シアンの３色の各々について、上記モノクロの場合と同
様にインクシート基材上に、それぞれ高融点の固体カラ
ーインクと、この高融点の固体カラーインク上に低融点
の固体カラーインクを形成した２層構成のカラーインク
シートを用いる。

上記高融点の各固体カラーインクと低融点の各固体カラ
ーインクとは濃度が等しく、その膜厚も等しくして形成
する。しかして、低融点の固体カラーインクのみを転写
した場合、その膜厚が薄いので、低融点及び高融点の固
体カラーインク共転写した飽和濃度の１／２になるよう
に設定されている。又、各低融点の固体カラーインクを
３色。

又は低融点及び高融点の固体カラーインク全量のものを
３色混色すると黒色となるように各色における（飽和）
′ｌＡ度が互いに等し７くなるようにしである。

上記各色単色で記録する場合は、第１実施例で述べたの
と同様に行えば良い。

２色の混色で階調記録する方法の１例として、イエロー
とマゼンタのカラーインクを用いて混色し、赤の８階調
記録する方法を第３図を参照して以下に説明する。

赤の飽和濃度をその濃度値を８とした場合、その濃度値
の１／８．つまり濃度値が約１に相当する赤の画素を記
録する場合には、イエローの固体カラーインクの低融点
のもの、つまり上部層の固体カラーインクを２Ｘ２のマ
トリックス要素の１要素のみに溶融して転写する。つま
り転写量１／２で記録する。次に、同一要素の上に、マ
ゼンタのカラーインクにおける低融点の固体カラーイン
クを同様に転写量１／２で重なるように転写する。

このようにして第３図の番号１で示す階調レベルで、赤
の画素に対して少い濃度誤差で階調記録できる。

同様にして（１度値が４となるものまでの）階調記録方
法は、濃度が高くなるにつれ転写して塗りつぶず７１〜
リツクス要素数を１つずつ多くする。

この場合、イエローの固体カラーインク及びマゼンタの
固体カラーインクとも、低融点側、つまり低融点及び高
融点全量における飽和濃度の１／２−　　となる転写量
１／２となる固体カラーインクのみで転写されたインク
が重なるように転写する。

濃度値が５に相当する赤の画素を記録する場合には、２
×２のマトリックス要素における１要素に対して、イエ
ローインクの高融点の固体カラーインクを溶融できる発
熱温度にして低融点及び高融点の固体カラーインク２層
ごと、つまり全量転写を行う。残りの３要素に対しては
低融点の固体カラーインクのみ、つまり転写量１／２で
転写する。

次に、上記全量転写された要素の上に、マゼンタの固体
カラーインクを２層ごと、つまり全量転写を行う。尚、
残りの３要素に対しては低融点の固体カラーインクのみ
、つまり転写量１／２で転写する。

このようにして、濃度がさらに大きくなるにつれて、全
量転写して混色するマトリックス要素数を１つずつ増し
ていくことにより、全てのマトリックス要素（この場合
４個）を全量転写で重ね塗りして階調数８の赤、つまり
赤の飽和濃度までの階調記録を行うことができる。

上記説明は２色の混色の１例について説明したが、他の
組合わせも同様である。又３色を混色する場合には、さ
らにシアンの固体カラーインクを重ね塗りするように溶
融転写すれば良い。

この第２実施例で説明した階調記録方法によれば、上述
の第１実施例と同様の効果を有する。

又、濃度レベルを３色に対して等しくしであるので、数
多くの色及びそれらの濃度を記録すべき画素のものに精
度の良い近似でカラー階調記録できる。

尚、上述ではカラー階調記録する場合、３色としたが、
黒を含めた４色のカラーインクシートを用いることもで
きる。又、モノクロの場合、黒に限定されるものでなく
、任意の色のもので良い。

ところで、上述の各実施例では、２層に形成された各固
体（カラー）インクは、それぞれその濃度と膜厚とを等
しくして０．１／２．全量の転写量で全量転写の飽和濃
度の０．１／２．１を実現しているものである。しかし
、ＷＪ度及び膜厚どを等しくした場合、低融点の固体（
カラー）インクのみを転写した場合、その濃度が飽和濃
度の１／２より大きくあるいは小さくなってしまう場合
には、両層における一方又は両方のインクの濃度を変え
て１／２転写で飽和濃度の１／２にできるように設定し
たり、膜厚を変えて飽和濃度の１／２の転写が（１／２
の転写量ではなくなるが）できるように設定することも
できる。

尚、上述の説明ではラインに沿って発熱抵抗素子を配設
して形成したサーマルヘッドとしであるが、一般に縦横
ＮＸＭ　（Ｎ、Ｍ　：自然数）の発熱抵抗素子を配置し
たものでも良い。

又、低温及び高温発熱用に２組の発熱抵抗素子を設けて
、記録（プリント）速度を向上させることもできる。

尚、上述の実施例では、インクシートとして固体（カラ
ー）インクが２層形成したものとされているが本発明は
これに限定されるものでなく、この２層の上にさらに溶
融温度の高い固体（カラー）インクを形成して４値の濃
度を実現できるものとしても良い。さらに５値以上にす
ることもできる。

尚、１画素の（カラー）階調記録を行うための要素数は
縦横が２×２のものに限らず、一般にｎｘｍ（ｎ、ｍ：
自然数）のものに対して適用できる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、インクシートに２層
に形成した固体インクを０．１／２．全量の転写量によ
って、全量転写の場合の飽和濃度の０，１／２，１を実
現できるようにしであるので、解像度を低下することな
く、適切な濃度レベル幅で階調数を倍増でき、忠実な階
調記録を行うことができる。

又、固体インクを積層に形成したインクシートを用いて
いるので、記録速度が速く、転写したインクの位置ずれ
が少くなり、さらにインクシートの消費量も少くでき、
ランニングコストが安く済む。

【図面の簡単な説明】

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実施例に用いるモノクロの記録系を示す側面図、
第２図は第１実施例で実現できる８階調数の着色パター
ンを示す図、第３図は本発明の第２実施例に従って赤の
各階調を実現した着色パターンを示す図、第４図は従来
例に用いられる記録系を示す側面図、第５図は従来例に
従って形成される各階調の着色パターンを示す図である
。 １１・・・プラテンローラ　１２・・・記録用紙１３・
・・インクシート　　１４・・・サーマルヘッド１５・
・・インクシート基材 １６ａ・・・高融点の固体インク １６ｂ・・・低融点の固体インク 第１図 １２図 圀　イン２１／２転寥　　　　※インク全を転寥第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　記録すべき１画素を、縦横ｍ×ｎ個配列したマトリッ
   クス要素におけるインクで着色された要素数に対応させ
   、インクシートに形成されたモノクロ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
   溶融性の固体インクを記録用紙に転写して前記画素の濃
   淡に応じた階調で記録する感熱転写方式の階調記録方法
   において、インクシート基材上に溶融温度が他方のもの
   より高い高融点の固体インクを一定の厚さで形成した後
   、前記高融点の固体インクより溶融温度の低い低融点の
   固体インクを等しい厚さ、且つ等しい濃度で形成した２
   層のインク構造のインクシートを用い、サーマルヘッド
   に通電する電圧値あるいは通電パルス幅等を制御するこ
   とによつて、インクが転写されるマトリックス要素の数
   と、インクの転写量を全量転写、全量の１／２転写、ゼ
   ロ転写の３階調に制御して、階調数を倍増したことを特
   徴とする感熱転写方式の階調記録方法。