JPH0464455A - 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） 本発明は階調記録を行ない得る熱転写記録装置に関する
ものである。

（従来の技術） 熱転写記録装置は、日本語のワードプロセッサ又はカラ
ープリンタ等に広く利用されている。

特に近年では階調記録を行ない得るビデオプリンタ、フ
ルカラープリンタ、フルカラー複写機等の種々の熱転写
記録装置が提案されている。

階調記録の方式として面積階調法と濃度階調法が存在す
る。面積階調法は、面積ドツトマトリクスの記録ドツト
数を変化させることにより記録面積と非記録面積との比
率を変化させ疑似的に階調表現を行なうものである。こ
のような面積階調法ては階調数を増加させるためにはド
ツトマトリクスを大きくしなければならず、階調数と解
像度を両立させることができないという欠点を有してい
た。これに対し濃度階調法は、記録ドツトの大きさを変
化させたり、記録ドツトの濃度を変化させたり、あるい
は両方を複合的に生じさせて階調表現をする方式である
。この方式は、記録ドツトの単位で濃度を変えることか
できるので、階調数と解像度を独立させることができ、
高画質の階調記録を行なうことができる。

昇華型熱転写記録装置は、ベースフィルム上に熱昇華性
のインクを塗布したインクリボンを用い、サーマルヘッ
ドの加熱によって、インクを昇華させ記録媒体である受
像紙に転写記録する。サーマルヘッドへ印加されるパル
スのパルス幅等のエネルギ・コントロールによって、イ
ンクの昇華量を制御し濃度階調を行なう。この装置では
、濃度階調記録の高画質化のため、サーマルヘッドの発
熱抵抗体、インクリボンと受像紙との密着性を向上させ
ることが図られている。サーマルヘッドと受像紙の密着
性を高めるには、部分グレーズサーマルヘッドを採用し
受像紙への押圧力、すなわちヘッド圧を上げたり、受像
紙の平滑度を向上させることなどが行なわれている。

熱溶融型熱転写記録装置では、発熱抵抗体の大きさより
小さな記録ドツトを得るために発熱抵抗体内で発熱を集
中させることかできるサーマルヘッド、いわゆる加熱集
中型サーマルヘッドを用いて、濃度階調法の高画質化を
図っている。

第１２図は従来列のサーマルヘッドの発熱抵抗体の配列
を示したもので、複数の発熱抵抗体１０］が図示しない
記録媒体の移送方向Ｆ１に対して垂直な方向へ配列され
ている。この発熱抵抗体１０１の密度は８本／　ｍ　ｍ
てあり、隣接する発熱抵抗体１０１の間隔、すなわちギ
ャップＧは２５μｍである。また、各発熱抵抗体１０１
は記録媒体の移送方向と平行に配列されている。

第６図に示す曲線すは従来のサーマルヘッドを用いた場
合の発熱抵抗体への人力エネルギに対する画像の濃度を
示した特性曲線である。入力エネルギが低い領域では緩
い勾配で徐々に立ち上がり、中程度の入力エネルギの領
域ではほぼ一定の勾配となり、人力エネルギが高い領域
では飽和するというＳ字状の曲線となる。

（発明か解決しようとする課題） 前述のような従来装置における階調記録では、以下のよ
うな問題がある。

従来の熱転写記録装置に用いられているサーマルヘッド
の隣接する発熱抵抗体の間には、数１０μｍのギャップ
が存在する。このため、発熱抵抗体を発熱させて印字し
ようとした場合、発熱抵抗体の間のギャップ部分に対応
して加熱走査されない領域が存在し、このような非加熱
領域に接触する記録媒体は直接的には加熱されずに、他
の部分の余熱で間接的に加熱されることになる。従って
、発熱抵抗体の並び方向に平行な線を描かせたときに、
微視的に見て直接的に加熱された領域と間接的に加熱さ
れた領域とで線の幅に違いが生ずる場合がある。また、
濃度的に見ると、いわゆるソリッドパターンを記録した
場合、発熱抵抗体が走査した部分と走査しない部分では
温度に差が生じ、このためパターン内に生ずる濃度ムラ
により、階調数が制限され、高品位の濃度階調の再現性
が不十分てあった。

本発明では、発熱抵抗体による走査ができない領域をな
くして、濃度ムラを減少させて、良好な階調濃度の再現
性が得られるような熱転写記録装置を提供することを目
的とする。

し発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するだめの本発明の第１の手段は、距離
りをおいて配置される一対の電極と、この一対の電極間
に配置され記録媒体の移送方向に対して角度θて傾斜し
配列間隙Ｇをおいて配列される幅Ｗの発熱抵抗体とを有
し、 Ｇ≦Ｌ×ｔａｎθ ０．２５≦（Ｗ−Ｌ、×ｔａｎθ）／Ｗ≦０．７５であ
ることを特徴とする。

また、本発明の第２の手段は距離りをおいて配置される
一対の第１の電極と、この一対の第１の電極間に配置さ
れ、記録媒体の移送方向に対して角度θで傾斜し、配列
間隔Ｇをおいて配列される幅Ｗの発熱抵抗体と、前記一
対の第１の電極を介して前記発熱抵抗体と接続される一
対の第２の電極とを有し、第１の電極の厚さを第２の電
極の厚さ以下に設定するとともに、 Ｇ≦　Ｌ　×ｔａｎθ ０、２５≦　（Ｗ−Ｌ×ｔａｎθ）　　／Ｗ≦０．７５
であることを特徴とする。

（作用） 本発明に係る第１の手段は、記録媒体の移送方向と直交
する方向に対して角度θを傾斜し、配列間隔Ｇをおいて
幅Ｗの発熱抵抗体を一対の電極間に配列した。このとき
一対の電極間の距離りと、ｔａｎθと、配列間隔Ｇと、
幅Ｗの関係は以下の如く設定される。

Ｇ≦Ｌ×ｔａｎθ ０．２５≦（Ｗ−Ｌ×ｔａｎθ）／Ｗ≦０．７５これに
より角度θを傾斜させた分だけ隣設する発熱抵抗体が適
正な量だけ重複するので直線性及び再現性に優れた濃度
階調記録を行なうことができる。

また本発明に係る第２の手段は、一対の第１の電極を介
して上記発熱抵抗体と接続される一対の第２の電極を有
し、第１の電極の厚さを第２の電極の厚さ以下に設定す
ることにより発熱抵抗体と記録媒体との密着性が改善さ
れ、画質が向上する。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明に係る一実施例を詳細に説
明する。

まず第２図を参照して本発明に係る熱転写記録装置の記
録部とその周辺部を説明する。

サーマルヘッド１には複数の発熱抵抗体２が設けられて
いる。各発熱抵抗体２は図示しない駆動回路によって個
別に駆動され発熱する。昇華性のインクリボン３はベー
スフィルム４と、このベースフィルム４上に塗布された
昇華性の染料を有する厚さ１μｍのインク層５とから形
成されている。

記録媒体である受像紙６は基紙７と、この基紙７上に設
けられた染着層８とから形成されている。

この染着層８はインクリボン３が加熱されたときインク
層５からの昇華性の染料を受は入れて定着する。インク
リボン３及び受像紙６がサーマルヘッド１とプラテン９
とのあいだに挾み込まれている。第２図では説明のため
インクリボン３と受像紙６とを離して示しているが、実
際には密着される。

発熱抵抗体２か発熱するとインクリボン３が加熱され、
対応するインク層５から遊離した昇華性の染料が染着層
８へ移り、受像紙６へ転写記録が行なわれる。このよう
な昇華型の熱転写記録ではインク層５が薄く、且つイン
ク層５に含有する昇華性の染料のみが拡散転写されるの
で、熱溶融型の熱転写記録とは異なり、発熱領域とほぼ
同一の領域が記録される。

次に第１図を参照してサーマルヘッド１を説明する。第
１図（Ｂ）は第１図（Ａ）のＸ−Ｘから断面にした場合
を示した断面図である。グレーズ層１０の上には発熱抵
抗体２が設けられている。

さらに発熱抵抗体２の上にはリード電極１１が設けられ
ている。リード電極１１は距離Ｌ１をおいて配置される
一対の第１の電極１２と、この電極１２の上に距Ｍ　Ｌ
　２をおいて配置される一対の第２の電極１３とから構
成されている。距離Ｌ１は距離Ｌ２以下に設定される。

この距離Ｌ１に設定された一対の電極１２のあいだの領
域が発熱領域として設定され、この発熱領域へ前述のイ
ンクリボン３が接触して加熱される。また、電極１２の
厚さＤａは１μｍ以下、若しくは電極１３の厚さＤｂと
の比、すなわちＤ　ａ　／　Ｄ　ｂは１１５以下に設定
される。

次に第３図を参照して発熱抵抗体２の配列について説明
する。幅Ｗの発熱抵抗体２が記録媒体の移送方向Ｆ１に
対して角度θを傾斜し、配列間隔すなわちギャップＧを
おいて配列されている。このような平行四辺形状の発熱
抵抗体２に対しリード電極１１が接続されている。ギャ
ップＧは次の（１）式のように設定される。

Ｇ≦Ｌ×ｔａｎθ　　　　　（１） 但しＬニ一対の電極１２間の距離 ここで角度θは０より大きく９０度より小さい値に設定
され、ギャップＧは例えばＯより大きく５０μｍ以下の
値に設定される。

以上の如く発熱抵抗体２を記録媒体の移送方向Ｆ１に対
して角度θを傾斜し、且つギャップＧを所定の値に設定
することにより、隣り合う発熱抵抗体２の走査領域が重
なるようになっている。

尚、リード電極１１はいわゆる単層構造のもの、若しく
は二層構造等の適宜の電極が用いられる。

ここで第４図に実線で示すようにリード電極１１間の距
離が最短となる領域で発熱抵抗体２へ流れる電流か集中
する。

この結果、電流が集中する領域に対応する部分か局所的
に加熱される。このような電流が集中する領域は第３図
（ｃ）に斜線で示す部分であり、この電流か集中する領
域の幅Ｗｘは次のく２）式のように示される。

Ｗｘ−Ｗ−Ｌｔａｎθ　　　　　−（２）上記電流が集
中する領域の幅Ｗｘと発熱抵抗体２の幅Ｗとの比Ｗ　ｘ
　／　Ｗを形状変化率αと定義すると、この形状変化率
αは次の（３）式のように示される。

第７図は形状変化率αに対する階調数を示した特性図で
ある。第７図からも明らかなように形状変化率α−〇の
場合は表現できる階調数が小さく、形状変化率αの値が
増加するに応じて階調数も増加する。形状変化率αの値
が０．２５から０．　７５の範囲内では階調数が大きな
値でほぼ一定である。形状変化率ａの値が０．７５を越
えて更に増加すると階調数は減少していき、形状変化率
α−１のとき階調数が最小となる。具体的に説明すると
、形状変化率α−０のときは前述の電流が集中する領域
の幅Ｗｘが最小となり、いわゆる熱集中効果が最大にな
る。このような状態でオールマーク記録すなわち高濃度
記録を行なうと、発熱抵抗体２の中央部が加熱されるの
でいわゆるインクの逆転写が生じやすくなる。この結果
、飽和濃度が低くなり、階調数も低くなる。また形状変
化率α−１のときには、熱集中効果が生じないので発熱
抵抗体２の入力エネルギと濃度が比例せず、低能度領域
での階調再現性が悪くなる。このため表現可能な最低濃
度が相対的に高くなり、表現可能な階調数が低くなる。

以上のことから形状変化率αの値は０．２５以上で且つ
０．７５以下の適宜の値に設定される。

次に作用を説明する。

まず、第５図及び第６図を参照して記録される画像につ
いて説明する。第５図に示すように発熱抵抗体２を記録
媒体の移送方向Ｆ１に対して角度θを傾斜して配列した
ので、隣り合う発熱抵抗体２の走査領域に重複する部分
が生じる。すなわち従来例第１２図と比較しても明らか
なようにギャップＧを同一の値に設定した場合であって
もドツトを形成する各発熱抵抗体２のあいだの領域を連
続して記録することができる。

また、本発明に係る熱転写記録装置は昇華性のインクリ
ボンを用いており、第６図に示す曲線ａはこのようなイ
ンクリボンを用いた場合の特性図である。同図に示すよ
うに発熱抵抗体２への入力エネルギが低い領域から中程
度の領域まで比較的広い範囲にわたって画像の濃度が入
力エネルギに比較して一定の勾配で立ち上がっている。

また、入力エネルギが高い領域では飽和して画像の濃度
が一定の値となる。このように入力エネルギの増加に対
して画像の濃度が比例して増加する領域が広いのは、前
述した如く記録すべき領域が発熱抵抗体２によって直接
的に加熱されるからである。

また、第６図の曲線すに示す従来例と比較しても明らか
なように発熱抵抗体２への人力エネルギかＥ２より低い
Ｅ＋て画像濃度Ｄｏを得ることができる。

また、画像濃度か飽和する領域でいわゆるソリッドパタ
ーンを記録したときの画像濃度を６０μｍ×６０μｍの
ウィンドウで測定し、標準偏差と平均濃度の比（標準偏
差／平均濃度）を求めたところ従来装置ては０，０８で
あるのに対し、本発明に係る装置では０．０４であった
。

尚、前述の実施例は昇華性のインクリボンを用いたが、
本発明はこれに限定されることなく適宜のインクリボン
、例えば濃度階調が可能な多孔性のインク層を有する熱
溶融型のインクリボンを用いた場合にも同様に適用する
ことができる。

次に第８図を参照してサーマルヘッドの発熱抵抗体と記
録媒体との接触に係る作用を説明する。

第８図（Ａ）及び（Ｂ）は単層構造のリード電極１１を
有するサーマルヘッド１を示したものであり、サーマル
ヘッド１とプラテン９とのあいだにインクリボン３及び
受像紙６が介在する。リード電極１１とインクリボン３
が接触する位置をＰＡａ、ＰＡｂとすると、この位置Ｐ
ＡａとＰＡｂとのあいだの距離を開口距離ＬＯと定義す
る。

ここで線分ＰＡａ、ＰＡｂの中心線が発熱抵抗体２と交
わる位置をＰＯとし、位置ＰＡａから下げた垂線と発熱
抵抗体２との交点を位置ＰＢａとする。これらの位置Ｐ
Ａａ、ＰＯ，ＰＢａを通る三角形に着目して発熱抵抗体
２とインクリボン３又は受像紙６との密着性について説
明する。位置ＰＡａと位置ＰＯを通る直線と発熱抵抗体
２とのなす角度をφとすると、この角度φは次の（４）
式の如く示される。

φ＝　Ｔ　Ａ　Ｎ−’Ｄ　Ｅ　　／　　　　　　Ｌｏ　
　　　　−（４）但しＤＥはリード電極１１の厚さであ
る。

０くφ〈９００ 上記（４）式からも明らかなように、角度φか小さくな
るほど発熱抵抗体２とインクリボン３、受像紙６との密
着性が向上する。第１図に示した如く一対の電極１２間
の距離がＬｌであるときは、（４）式に示した距離ＬＯ
をＬｏ−Ｌ、とすることにより、単層構造のリード電極
１１を有する場合の角度φか決定される。

第８図（Ｃ）は、いわゆる二層構造のリード電極１１を
有するサーマルヘッドを示しだものであり、二層構造の
リード電極１１を有する場合、すなわち第１図に示した
ように一対の電極１３間の距離がＬ２であるときは、（
４）式に示した距離ＬＯをＬｏ−Ｌ２　とすることによ
り角度φが決定される。以上の如く二層構造のリード電
極１１を有する場合には、発熱抵抗体２の長さ及びリー
ド電極１１の厚さを変化させることなく、すなわち全体
の抵抗値を変化させることなく開口距離ＬＯを距離Ｌ２
へ長くすることができる。この結果、角度φを更に小さ
くすることができるので、発熱抵抗体２とインクリボン
３、受像紙６との密着性を更に向上させることができる
。

次に第９図乃至第１１図を参照して画像濃度分布の変化
について説明する。

第３図に示したように発熱抵抗体２を記録媒体の移送方
向Ｆ１に対して角度θを傾斜して配置しており、この角
度θと、リード電極１１間の距離りと、ギャップＧと、
幅Ｗの関係は次の式の如く設定される。

０＜　（ＬＸ　　ｔａｎθ−Ｇ）／Ｗ≦０．　５　−（
５）Ｗ≧Ｌ　　　　　　　　　　　　　　　・・・（６
）上記（５）式に示す（Ｌ×ｔａｎθ−Ｇ）／Ｗをオー
バーラツプ率Ｏｖと定義する。

第９図はオーバーラツプ率Ｏｖに対する最大濃度差を示
した特性曲線図であり、オーバーラツプ率０Ｖ−Ｏ％の
場合には第１０図に示すように隣り合う発熱抵抗体２に
おける最高濃度と最低濃度の差、すなわち最大濃度差Ｊ
ａが大きくなる。またオーバーラツプ率ＯＶが０％を越
えて増加するに応して最大濃度差が小さくなる。オーバ
ーラツプ率０Ｖ−２５％のときには第１１図に示すよう
に隣り合う発熱抵抗体２て重なり合う部分が生しる。こ
の結果隣り合う発熱抵抗体２における最高濃度差Ｊｂが
前述の最大濃度差Ｊａより小さくなる。またオーバーラ
ツプ率Ｏｖか２５％を越えて更に増加すると最大濃度差
も増加する。これにより濃度むらを減少させることがで
きる。

以上のことからオーバーラツプ率Ｏｖは１０〜２５％の
範囲内の値に設定することが望ましい。

また、（６）式に示した如く発熱抵抗体２の幅Ｗをリー
ド電極１１間の距離りより大きな値に設定したので、第
４図に実線で示したように発熱抵抗体２のほぼ中央部に
電流が集中する。この結果、発熱抵抗体２よりも小さな
ドツトを記録することができる。従って、発熱抵抗体２
への通電エネルギを調整することにより、記録に有効な
発熱領域の面積を制御することができる。

［発明の効果］ 以上説明してきたように本発明によれば、発熱抵抗体を
記録媒体の移送方向に対して角度θを傾斜して配列する
とともに、配列間隔等を適宜の値に設定したので、良好
な階調濃度が得られる。また、低い入力エネルギによっ
て所定の画像濃度を得ることかでき高速化を実現するこ
とができる。

また、本発明によれば、第１の電極と、この第１の電極
を介して発熱抵抗体と接続される第２の電極とを有し、
第１の電極の厚さを第２の電極の厚さ以下に設定したの
で発熱抵抗体とインクリボン、記録媒体との密着性を向
上させることができ更に画質を向上させることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例の説明図、第２図はサー
マルヘッドとその周辺部を示した構成図、第３図は発熱
抵抗体の配列を示した説明図、第４図は発熱抵抗体のほ
ぼ中央部へ電流が集中する状態を示した説明図、第５図
は隣り合う発熱抵抗体の走査領域が重複する状態を示し
た説明図、第６図は発熱抵抗体への入力エネルギに対す
る画像濃度を示した特性曲線図、第７図は形状変化率に
対する階調数を示した特性曲線図、第８図は発熱抵抗体
と記録媒体との密着性に係る作用を示した説明図、第９
図はオーバーラツプ率に対する最大濃度差を示した特性
曲線図、第１０図はオーバーラツプ率０Ｖ−Ｏ％におけ
る画像濃度分布を示した説明図、第１１図はオーバーラ
ツプ率０Ｖ−２５％における画像濃度分布を示した説明
図、第１２図は従来例の説明図である。 １・・・サーマルヘッド ２・・・発熱抵抗体 ３・・・インクリボン １１・・・リード電極 １２．１３・・・電極

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）距離Ｌをおいて配置される一対の電極と、この一
   対の電極間に配置され記録媒体の移送方向に対して角度
   θで傾斜し配列間隔Ｇをおいて配列される幅Ｗの発熱抵
   抗体とを有し、 Ｇ≦Ｌ×ｔａｎθ ０．２５≦（Ｗ−Ｌ×ｔａｎθ）／Ｗ≦０．７５である
   ことを特徴とする熱転写記録装置。 （２）距離Ｌをおいて配置される一対の第１の電極と、 この一対の第１の電極間に配置され、記録媒体の移送方
   向に対して角度θで傾斜し、配列間隔Ｇをおいて配列さ
   れる幅Ｗの発熱抵抗体と、 前記一対の第１の電極を介して前記発熱抵抗体と接続さ
   れる一対の第２の電極とを有し、第１の電極の厚さを第
   ２の電極の厚さ以下に設定するとともに、 Ｇ≦Ｌ×ｔａｎθ ０．２５≦（Ｗ−Ｌ×ｔａｎθ）／Ｗ≦０．７５である
   ことを特徴とする熱転写記録装置。